JP4822306B2

JP4822306B2 - ドープされたカーボンブラック

Info

Publication number: JP4822306B2
Application number: JP2000591125A
Authority: JP
Inventors: ベルゲマンクラウス; フォーゲルカール
Original assignee: Evonik Carbon Black GmbH
Current assignee: Orion Engineered Carbons GmbH
Priority date: 1998-12-23
Filing date: 1999-12-02
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2019-12-02
Also published as: JP2002533551A; DE59911619D1; EP1151044B1; ATE288944T1; WO2000039223A1; EP1151044A1; ES2237960T3; DE19859873A1; PT1151044E; TWI242030B

Description

【０００１】
本発明は、カーボンブラック、その製造方法およびその使用に関する。
【０００２】
カーボンブラックは、黒色顔料ならびに補強剤および増量剤として、大規模で使用されている。これらのカーボンブラックは、種々の工程によって異なる性状で製造される。もっともよくあるのは、炭素含有カーボンブラック原料の酸化的熱分解による製造である。この方法において、カーボンブラック原料は、酸素の存在下で、高温で不完全に燃焼される。この群のカーボンブラック製造方法は、例えば、ファーネスカーボンブラック法、ガスカーボンブラック法およびフレームカーボンブラック（flame carbonblack）法を含む。使用される炭素含有カーボンブラック原料は、多環の芳香族のカーボンブラックオイルである。酸化的熱分解の生成物流は、水素および一酸化炭素を含有する廃ガス、およびこの中に浮遊する微粉化されたカーボンブラックから成り、この場合、このカーボンブラックは、濾過装置によって排気ガスから分離される。
【０００３】
ファーネスカーボンブラック法で、不完全燃焼は、高耐火性の材料で補強された反応器中で起こる。熱い廃ガス流は、燃料／空気混合物の燃焼によって予備燃焼室中で製造され、かつカーボンブラック原料は噴霧されるかまたはこの流中に装入される。形成されるカーボンブラックは、水を反応器中に噴霧することによって冷却され、ガス流から分離される。ファーネスカーボンブラック法は、極めて広範囲のカーボンブラック特性を有するカーボンブラックの製造方法を可能にする。
【０００４】
フレームカーボンブラック装置は、液体、場合によっては溶融原料を溜める鋳鉄のシェル（shell）および耐火性のライニングを有する密閉されたフードから成る。シェルおよび密閉されたフード間のエアギャップ、ならびに系中の低い圧力は、空気の供給を調節するのに役立ち、したがって、カーボンブラックの性質に作用する。独立したフードの熱放射の結果として、原料は気化し、かつ部分的に燃焼するが、しかしながら、大部分はカーボンブラックに変換される。カーボンブラックを分離するために、カーボンブラックを含有するプロセスガスは、冷却の後にフィルターを通過させる。
【０００５】
ガスカーボンブラック法で、カーボンブラック原料は、最初に気化され、水素含有キャリアーガス流になり、その後に、冷却ローラー下の複数個の小さいフレーム中で燃焼される。生じる幾らかのカーボンブラックは、ローラー上に堆積し、かつ幾らかはプロセスガスによって排出され、かつフィルター中で除去される。
【０００６】
カーボンブラック製造に関して挙げられる方法は、ウルマンズエンシクロペディアデアテヒニシェンヒェミー（Ulmanns Enzyklopaedie der technischen Chemie）第４版、第１４巻、第６３３頁以降から公知である。
【０００７】
すべての３種の方法は、原則として、本発明の範囲内で使用されるが、しかしながらファーネス法が好ましい。
【０００８】
カーボンブラックを珪素でドープすることは公知である。珪素でドープされたカーボンブラックは、例えばＷＯ９６／３７５４７から公知である。珪素含有カーボンブラックは、例えば、珪素含有化合物をカーボンブラック原料に添加することによって製造することができる。
【０００９】
また、カーボンブラックを他の元素でドープすることも公知である（US 3448052, EP 278743A1, EP 829511A1）。ドーピング方法は珪素ドーピングと同様である。
【００１０】
カーボンブラック相と金属含有相とから成る凝集物（aggregate）は、ＷＯ９８／４２７７８から公知である。
【００１１】
さらに、カーボンブラックと、ホウ素、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、亜鉛、鉛、錫、鉄、コバルト、ニッケル、マンガン、クロム、バナジウム、モリブデン、ニオブおよびタンタルの元素の酸化物との均質混合物の製造方法も公知である（US 3094428）。
【００１２】
さらに、ガリウム、インジウム、アルミニウムの群またはこれらの混合物の金属化合物の導入によって、カーボンブラックを製造することは公知である。前記金属化合物の添加、例えば、アルカリ金属化合物の添加は、低ストラクチャーを生じる。
【００１３】
また、原子番号５７〜７１までを有する希土類の添加による、カーボンブラックの製造方法は公知である（US 3383175）。
【００１４】
本発明の目的は、特別な性質、例えば色の明度変化、電気的特性の変化、ｐＨ値の変化、官能基、反応部位およびゴム中の改善された動的特性を有するカーボンブラックを入手可能にすることである。他の目的は、カーボンブラックのストラクチャーに作用することである。
【００１５】
本発明は、炭素ではない元素でドープされたカーボンブラックを提供し、その際、炭素原子対は、元素の等電子対または元素の組合せ物によって置換されていてもよい。元素の等電子対または元素の組合せ物は、異なる元素から成っていてもよい。
【００１６】
カーボンブラックは３価の元素および５価の元素から成る元素の組合せ物を含んでいてもよい。
【００１７】
本発明によれば、カーボンブラックは、全量に対して、元素の等電子対または元素の組合せ物０．０１〜５０質量％を含有していてもよい。元素は、０．５／１〜１／１．５、好ましくは０．８／１〜１／１．２のモル比で存在していてもよい。
【００１８】
カーボンブラックは付加的に他の元素、例えば珪素でドープされていてもよい。
【００１９】
本発明のカーボンブラックは、Ｂ／Ｎ、Ａｌ／Ｐおよび／またはＧａ／Ａｓを元素の組合せ物として含んでいてもよい。
【００２０】
本発明によれば、カーボンブラックは、等電子のＢＮをカーボンブラックの炭素中に混入させることによって製造することができる。
【００２１】
本発明によれば、少なくとも２個の隣接する炭素、例えばＣ＝Ｃ単位は、通常は元素の非分離的組合せ物によって置き換えられてもよく、この場合、これは、望ましいドーピング目的のために互いに依存しており、２個の等電性元素、好ましくは第ＩＩＩ主族および第Ｖ族から成るものである。これらは、カーボンブラック中で、おおよそ等しい割合で存在していてもよい（確実な許容範囲で）。組合せ物は、Ｃ＝Ｃと等電性であり、かつ同様のストラクチャーを形成する。したがって、例えば芳香族様またはグラファイト様ストラクチャー、３座配位（triple coordination）および二重結合の形成があってもよい。
【００２２】
炭素の高度な同族体としての珪素は、炭素原子の単一位置（single position）を置換することが可能である。したがって、２つの隣接する珪素原子は、本発明の範囲に包含される元素の組合せ物を表すものではない。これでは、本発明の元素の組合せ物によって達成することができる、不均等な電荷分布（charge distribution）を生じない。
【００２３】
Ｃ＝Ｃと等電性であるこのような組合せ物は、本発明の実施態様において、ＢＮが使用されてもよい。
【００２４】
窒化ホウ素（ＢＮ）は、３個の変種で存在する：
α−ＢＮ、グラファトと類似の六方晶
β−ＢＮ、ダイアモンドと類似の立方
γ−ＢＮ、グラファイトと類似であるが、不安定である。
【００２５】
単位ＢＮはＣ_２と等電性である。窒化ホウ素の性質は炭素形態の性質と極めて類似している。ダイアモンドと類似するβ−ＢＮは極めて硬質であり、かつ、研磨剤として使用される。α−ＢＮの場合は、正規の表現は“ホワイトグラファイト（white graphite）”であるが、それというのもこれは、層状の組織を有する軟質の改質物であり、この場合、これは高温滑剤として使用することができる。さらに、ＢＮ類似性ベンゼン、ボラゾールおよびＢＮナノチューブが存在する。
【００２６】
本発明のカーボンブラックは、式Ｉ
【００２７】
【化１】

【００２８】
による構造要素を含んでいてもよい。
【００２９】
２個の元素の総計は、全体で電子の過不足を生じることはないが、本明細書中で電子は、単位の範囲内で不均等に配分される。これは、遮断されているカーボンブラック中での電子の分布を導くことができ、結果として、例えば、炭素の芳香族系が遮断され、かつ新規の性状が生じる。
【００３０】
元素の組合せ物は均等にカーボンブラック中に分布されるか、または表面で濃縮されていてもよい。これらは無作為に分布されるかまたはクラスターを形成していてもよい。これらは、炭素骨格の一部分を形成するかまたは炭素構造と隣接して別個に存在していてもよい。
【００３１】
また、本発明は、カーボンブラックの製造方法を提供し、その際、３価の元素の化合物および５価の元素の化合物は、同時にカーボンブラック製造工程に導入され、場合によっては他のもの、好ましくは珪素含有化合物を添加を含む。
【００３２】
化合物は、カーボンブラック形成領域に別個にかまたは油との混合物の形で導入されてもよい。化合物は、反応器中に個々にかまたは予備混合物の形で導入されてもよい。例えば、ホウ酸トリメチルエステルおよびトリエチルアミンは、同時に反応器中に導入されてもよい。
【００３３】
例えば、ホウ素および窒素の元素でドーピングする目的のために、酸化ホウ素、ホウ酸および／またはホウ砂は尿素、メラミン、塩化アンモニウムおよび／またはアンモニアと一緒にカーボンブラック原料に添加されてもよい。
【００３４】
双方の元素は、一つの化合物中に含まれていてもよい。例えば、窒化ホウ素それ自体をカーボンブラック原料中に混合することができる。
【００３５】
ハロゲン化ホウ素およびアンモニア誘導体を基にした他の方法は、使用することができる。
【００３６】
原則として、ドーピング成分、好ましくはＢおよびＮ成分を、反応器へ導入する前に混合することは、望ましい手段で、これらをその工程に一緒に導くために、好都合であってもよい（化学的に、ルイス酸／塩基の反応を介して）。
【００３７】
元素の等電子対または元素の組合せ物でのカーボンブラックのドーピングは、以下の効果を生じさせることができる：
１．色を変化させる。
【００３８】
特別な適用において、特別な色調を有するカーボンブラックを使用することは重要である。例えば、青みの色合いを有するカーボンブラックは、しばしば印刷インキのために好ましい。グレイの塗料において、カーボンブラックの色調はしばしば明瞭に見ることができ、かつこの場合においては、例えば、青色以外の色調が望ましいとされる。
【００３９】
２．カーボンブラックストラクチャーに作用する。
【００４０】
カーボンブラックのストラクチャーは、１次粒子から形成された凝集物の大きさの表現である。金属カチオン、主にカリウムイオンの添加によってストラクチャーを低くすることは公知である。さらに、ストラクチャーは、長い滞留時間によって増加させることができることも公知である。反応器中で、反応物の滞留時間を増加させることは、カーボンブラック流量の減少および主に望ましくない粒度分布幅の広がりを導く。
【００４１】
本発明によれば、ストラクチャーは、流量の減少および／または粒度分布の幅の広がりなしにドーピングによって増加させることができる。
【００４２】
本発明のカーボンブラックドーピングの結果としてアルカリ金属含有カーボンブラック原料がカーボンブラックの製造のために使用されてよく、この場合、結果として生じるカーボンブラックは、ストラクチャーを低下させるアルカリ金属の影響下で、低くされたストラクチャーを有するものではない。アルカリ金属によるストラクチャーの低下は、例えば、ＢＮドーピングによって防ぐことができる。
【００４３】
３．添加されたＢＮ量に依存する電気的特性を変化させる（伝導体、半導体）。
【００４４】
４．冷却水を用いての等電子元素の部分的加水分解によって、直接的に新規カーボンブラック性状を提供するかまたは他の化学的改質のための反応部位として作用する官能性を生じさせることが可能である。
【００４５】
非極性ＣＣ結合は、ほとんど水によって影響を受けることはなく、ドーピングに使用される等電子元素の組合せ物の範囲内の異なる元素間の極性結合は、より容易に加水分解可能である。結果として生じる基、例えば、−ＮＨ_２またはＢ−ＯＨは、Ｃ−Ｈ結合よりもより反応的であり、かつ化学的後処理の場合には、第２反応に入れられてもよい。
【００４６】
５．さらに加水分解なしで、多数の反応部位が形成される。隣接するドーピング元素による炭素骨格の遮断は、炭素原子および外的要素の双方において活性化された結合、障害、分極等の形で、増加された反応性を生じうる。
【００４７】
６．ドーピングの結果として、ドープされたカーボンブラックを含有するゴム混合物の動的特性は改善され、特に６０℃のｔａｎδ値は減少する。
【００４８】
７．後処理なしでのｐＨ値の変化
ファーネスカーボンブラックは、しばしば著しい塩基性の範囲でｐＨ値を有する。外的要素の混入によってｐＨ値を低くすることができる。
【００４９】
本発明の他の実施態様において、カーボンブラック原料に、Ｂ／Ｎではなく、元素周期表の第ＩＩＩ主族および第Ｖ主族の適切な化合物を添加してもよい。これらの例は、トリメチルガリウム、トリエチルアルミニウムまたはトリメチルインジウム、アルサン、ホスファンおよび他の有機誘導体、例えば、トリメチルアルサンまたはトリフェニルホスファンの添加であってもよい。
【００５０】
本発明のカーボンブラックは、例えば、Ｂ−またはＮ−含有部位で、ドーピングか、あるいはカーボンブラック中のＢＮの部分的加水分解または加溶媒分解から直接的に生じる官能基を有していてもよい。
【００５１】
本発明のカーボンブラックは、公知の後処理方法を用いて改質されていてもよい。このカーボンブラックは後酸化し、化学的に改質させ、他の元素、例えば相乗成分（synergistic component）でドーピングすることができる。ドーピングは公知方法によって珪素を用いて実施されてもよい。
【００５２】
本発明のカーボンブラックはゴム、プラスチック、塗料、印刷インキ等中で、顔料または増量剤として使用される。ゴム混合物中での本発明のカーボンブラックの使用は、６０℃のｔａｎδ減少および／または０℃のｔａｎδ増加を引き起こしてもよい。
【００５３】
本発明のカーボンブラックは、天然ゴム混合物（caoutchouc mixture）中で使用されてもよい。
【００５４】
本発明のカーボンブラックは、成形体、特に空気タイヤ、タイヤトレッド、ケーブルシース、ホース、伝導ベルト、コンベアベルト、ローラー塗り、靴底、シール、異形材の分野および絶縁要素の製造に使用されてもよい。
【００５５】
例
例１：タイヤに使用するためのゴム混合物中でＢＮ−ドープされたカーボンブラック
燃焼空気１６０Ｎｍ^３／ｈ、燃料１０．８Ｎｍ^３／ｈ（天然ガス）ならびにカーボンブラックオイル３０ｋｇ／ｈ、ＢＮ粉末４５０ｇ／ｈ、グリセロール３６０８ｇ／ｈおよび水７５０ｇ／ｈの混合物を、ファーネス反応器（furnace reacter）中に装入し、この場合、この混合物は、最初にグリセロールおよび水中のＢＮ粉末の懸濁液が製造され、かつＹ−継手（Y-piece）およびスタティックミキサーを介して、カーボンブラックオイルと混合させたものである。形成されるドープされたカーボンブラックＢ１を分離し、かつ圧縮した。結果として生じるカーボンブラックＢ１はホウ素０．９３質量％および窒素１．４質量％を含む。
【００５６】
燃焼空気１６０Ｎｍ^３／ｈ、燃料（天然ガス）１０．８Ｎ^３ｍ／ｈおよびカーボンブラックオイル３４ｋｇ／ｈを同様のファーネス反応器中に装入する。得られるドープされていない比較例のカーボンブラックＣ１を分離し、かつ圧縮する。
【００５７】
カーボンブラックＢ１および比較例のカーボンブラックＣ１を、ゴム混合物の製造のために使用する。特に、ゴム混合物の粘弾性を測定する。
【００５８】
前記カーボンブラックで強化されたゴム混合物の粘弾性を、ＤＩＮ５３５１３によって測定する。特に、０℃および６０℃での誘電損ｔａｎδを測定する。ゴム混合物のために使用される試験配合を第１表に記載する。
【００５９】
第１表：ＳＳＢＲ／ＢＲ試験配合表
【００６０】
【表１】

【００６１】
ＳＳＢＲ天然ゴム成分は、スチレン含量２５質量％およびブタジエン含量７５質量％を有する溶液中で重合されたＳＢＲコポリマーである。ブタジエンのビニル含量は６７％である。コポリマーは、油３７．５ｐｈｒを含有し、かつ、商品名ＢｕｎａＶＳＬ５０２５−１でバイエルＡＧ（Bayer AG）から市販されている。そのムーニー粘度（ML 1+4/100℃）は約５０である。
【００６２】
ＢＲ天然ゴム成分は、ｃｉｓ−１，４含量少なくとも９６質量％、ｔｒａｎｓ−１，４含量２質量％、１，２含量１質量％およびムーニー粘度４４±５を有するｃｉｓ−１，４−ポリブタジエン（neodymium 型）である。この成分は、商品名ＢｕｎａＣＢ２４としてバイエルＡＧ（Bayer AG）から市販されている。
【００６３】
使用される芳香油は、ヘミタール（Chemetall）からのナフトレンＺＤ（Naftolen ZD）である。試験配合表のＰＰＤ内容物は、ボルカノックス４０２０（Vulkanox 4020）であり、かつＣＢＳ含量はボルカサイトＣＺ（Vulkacit CZ）であり、ＤＰＧはボルカサイトＤ（Vulkacit D）であり、かつＴＢＺＴＤはペルカサイトＴＢＺＴＤ（Perkacit TBZTD）であり、これらすべてはバイエルＡＧ（Bayer AG）からのものである。使用されるワックスはＨＢ−ＦｕｌｌｅｒーＧｍＢＨからのプロテクターＧ３５（Protector G35）である。
【００６４】
カーボンブラックを、以下の表にしたがって、３つの工程で、ゴム混合物中に混入する（第２表〜第４表）：
【００６５】
【表２】

【００６６】
【表３】

【００６７】
【表４】

【００６８】
ゴム特性ショア硬度ならびに０℃および６０℃での誘電損ｔａｎδの後続の測定を、示された標準法にしたがって実施する。粘弾特性のための測定条件を、第５表に記載する。
【００６９】
第５表：ＤＩＮ５３５１３による粘弾特性の測定
【００７０】
【表５】

【００７１】
５試料上での測定の中央値を、それぞれの場合において使用する。
【００７２】
ゴム試験の結果を、第６表に記載する。
【００７３】
第６表：ゴム試験の結果
【００７４】
【表６】

【００７５】
比較例カーボンブラックＣ１との比較によれば、本発明のカーボンブラックＢ１は、ゴム混合物に、６．６％減少した６０゜の誘電損および１．４％増加した０゜の誘電損を与える。このようなゴム混合物から製造したタイヤは、湿性であると同時に減少したころがり抵抗を有する場合において、改善されたすべり挙動を有することが期待される。
【００７６】
例２：ＢＮでのドーピングによるカーボンブラックストラクチャーへの影響
燃焼空気１６０Ｎｍ^３／ｈ、燃料（天然ガス）１０．８Ｎｍ^３／ｈならびにカーボンブラックオイル３０ｋｇ／ｈ、ＢＮ粉末４５０ｇ／ｈ、グリセロール３６０８ｇ／ｈおよび水７５０ｇ／ｈの混合物を、ファーネス反応器中に装入し、この場合、この混合物は、グリセロールおよび水中のＢＮ粉末の懸濁液を最初に製造し、かつＹ−継手およびスタティックミキサーを介してカーボンブラックオイルと混合したものである。同時に、炭酸カリウム溶液１ｌ／ｈを装入することによって、ストラクチャーが無限に高くなるのを防ぎ、その濃度は伝導率１４０μＳによって示される。生じるドープされたカーボンブラックＢ２を、未圧縮の状態で分離する。生じるカーボンブラックＢ２は、ホウ素０．９３質量％および窒素１．４質量％を含む。
【００７７】
同様の条件下で、ドープされていないカーボンブラックを、ＢＮ粉末を削除することによって簡単に製造し、かつ比較例カーボンブラックＣ２として、未圧縮の形で分離する。
【００７８】
カーボンブラックＢ２および比較例カーボンブラックＣ２のストラクチャーを測定する。ＤＢＰ吸着法によるストラクチャーの測定を、ＡＳＴＭＤ−２４１４にしたがって実施する。
【００７９】
ＢＮ−ドープされたカーボンブラックＢ２は、ＣＴＡＢ１０３．６ｍ^２／ｇを有するＤＢＰ吸着１２４．４ｍｌ／１００ｇを有し、ドープされていないカーボンブラックＣ２は、ＣＴＡＢ１０３．３ｍ^２／ｇを有するＤＢＰ９７．１ｍｌ／１００ｇのみを有する。ホウ素および窒素でのドーピングは、ストラクチャーを２８％増加させる。
【００８０】
例３：カーボンブラックの色調上でのＢＮドーピングの影響
燃焼空気１６０Ｎｍ^３／ｈ、燃料（天然ガス）１０．８Ｎ^３ｍ／ｈならびにカーボンブラックオイル３０ｋｇ／ｈ、ＢＮ粉末４５０ｇ／ｈ、グリセロール３６０８ｇ／ｈおよび水７５０ｇ／ｈの混合物を、ファーネス反応器中に装入し、この場合、この混合物は、グリセロールおよび水中のＢＮ粉末の懸濁液を最初に製造し、かつＹ−継手およびスタティックミキサーを介してカーボンブラックオイルと混合したものである。生じるドープされたカーボンブラックＢ２を未圧縮の状態で分離する。生じるカーボンブラックＢ２は、ホウ素０．９３質量％および窒素１．４質量％を含む。これは、ＤＢＰ吸着１２４．４ｍｌ／１００ｇおよびＣＴＡＢ吸着１０３．６ｍ^２／ｇを有する。
【００８１】
燃焼空気１６０Ｎｍ^３／ｈ、燃料（天然ガス）１０．８Ｎｍ^３／ｈならびにカーボンブラックオイル３０ｋｇ／ｈ、ＢＮ粉末１５０ｇ／ｈ、グリセロール３６０８ｇ／ｈおよび水７５０ｇ／ｈの混合物を、ファーネス反応器中に装入し、この場合、この混合物は、グリセロールおよび水中のＢＮ粉末の懸濁液を最初に製造し、かつＹ−継手およびスタティックミキサーを介してカーボンブラックオイルを混合したものである。生じるドープされたカーボンブラックＢ３を、未圧縮の状態で分離する。生じるカーボンブラックＢ３は、ホウ素０．３５質量％および窒素０．７５質量％を含む。これはＤＢＰ吸着１１５．３ｍｌ／１００ｇおよびＣＴＡＢ１０５．２ｍ^２／ｇを有する。
【００８２】
燃焼空気１６０Ｎｍ^３／ｈ、燃料（天然ガス）１０．８Ｎｍ^３／ｈおよびカーボンブラックオイル３４ｋｇ／ｈをファーネス反応器中に装入する。生じるドープされていない比較例のカーボンブラックＣ３を、未圧縮の状態で分離する。カーボンブラックＣ３は、ＤＢＰ吸着１１５．２ｍｌ／１００ｇおよびＣＴＡＢ吸着１０３ｍ２／ｇを有する。
【００８３】
燃焼空気１６０Ｎｍ^３／ｈ、燃料（天然ガス）１０．８Ｎｍ^３／ｈならびにカーボンブラックオイル３３ｋｇ／ｈ、グリセロール３６０８ｇ／ｈおよび水７５０ｇ／ｈの混合物を、ファーネス反応器中に装入し、この場合、この混合物は、グリセロールおよび水の混合物を最初に製造し、かつＹ−継手およびスタティックミキサーによって、カーボンブラックと混合させたものである。生じるドープされていないカーボンブラックを、未圧縮の状態で分離する。カーボンブラックＣ４は、ＤＢＰ吸着９８．２ｍｌ／１００ｇおよびＣＴＡＢ吸着１００．２ｍ２／ｇを有する。
【００８４】
物体の色は、線図または表色系で例証することができる。このような系はＣＩＥＬＡＢ系である。詳細は、ハンスルルース（Hansl Loos）：“Ｆａｒｂｍｅｓｓｕｎｇ”、ＶｅｒｌａｇＢｅｒｕｆ＋Ｓｃｈｕｌｅ、Ｉｔｚｅｈｏｅ１９８９年、第１０３頁以降に記載されている。色調は、円を描く線図で描かれる。物体の色調は、与えられる座標または角度によって記載されてもよい。゜で示される角度の値は、色調（青色、黄色、赤色、緑色）のパラメータである。これは、＋ａ^★軸から出発して反時計で記載される。また、他の記載は、ハンスＧ．ホルツ（Hans G. Voelz）：ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＦａｒｂｐｒｕｆｕｎｇ，ＶＣＨ，Ｗｅｉｎｈｅｉｍ１９９０年、第２３頁以降に記載されている。
【００８５】
カーボンブラックを、アルキドメラミン樹脂焼き付けラッカー中に混合する。乾燥カーボンブラック４．３部を、マプレナールＭＦ（Maprenal MF）800（５５％濃度）２３．４部、アルキダルＦ３１０（Alkydal F 310）（６０％濃度）５０．３部およびキシレンを基にした希釈剤２２部から成るラッカーに添加する。カーボンブラックを、７×重量のスチールボールを用いて、スカンデックス混合器ＢＡ−Ｓ２０（Skandex mixer BA-S 20）上のビーカー中で、３０分間に亘って分散させる。ボールを後に再度ラッカーから分離する。カーボンブラック含有ラッカーを、塗りローラー系（９０μｍ）を用いて、６×１０ｃｍの大きさの清浄化されたガラスプレートに塗布する。空気にさらした後に、試料を３０分に亘って、１３０℃で乾燥キャビネット中で焼付ける。
【００８６】
彩色データを、ＰＡＵＳＨＱ−ＣＯＬＯＲ３５測定装置およびソフトウェアＷＩＮ−ＱＣを用いて測定する。
【００８７】
ドープされていないカーボンブラックＣ３およびＣ４は、それぞれ１６．２゜および１４．６゜のｈの値を示し、したがって黄味がかった赤色方向に位置するが、その一方で、ドープされたカーボンブラッＢ３およびＢ２は、それぞれ３５５．８゜および３４１．９゜のｈの値を示し、したがって青みがかった赤色方向に位置する。したがって、ホウ素および窒素でのドーピングは、生じるカーボンブラックの色調を変化させる。
【００８８】
例４：ホウ素のみを含有する化合物および窒素のみを含有する化合物を反応器中に一緒に装入することによる、ホウ素および窒素でのカーボンブラックのドーピング
燃焼空気１６０Ｎｍ^３／ｈ、燃料（天然ガス）１０．８Ｎｍ^３／ｈならびにカーボンブラックオイル２９ｋｇ／ｈ、グリセロール３６０８ｇ／ｈ中のホウ酸９３５ｇ／ｈおよび水７５０ｇ／ｈ中の尿素１８１５ｇ／ｈの混合物を、加熱炉反応器中に装入する。２個のドーピング成分および２個の溶剤は最終的に均質な溶液を形成し、この場合、これは、後にＹ−継手およびスタティックミキサーによって混合される。ＢおよびＮは最終的にはおおよそ等しいモル比でカーボンブラック中に装入されるけれども、窒素含有出発材料は、Ｂ成分と比較して過剰に使用される。生じるドープされたカーボンブラックＢ４を、未圧縮の状態で分離する。生じるカーボンブラックＢ４は、ホウ素０．１５質量％および窒素０．３質量％を含む。
【００８９】
例５：ホウ素および窒素でのドーピングによるｐＨ値の変化
カーボンブラックのｐＨ値を、ＤＩＮＥＮＩＳＯ７８７−９にしたがって測定する。
【００９０】
比較例のカーボンブラックＣ３およびＣ４は、それぞれｐＨ値８．４および８．６を有する前記の例で記載される。ドープされたカーボンブラックＢ２、Ｂ３およびＢ４は、それぞれ７．３、７．６および７．４のｐＨ値を有する。ドーピングによって、カーボンブラックのｐＨ値を１ｐＨ単位低くすることが可能である。
【００９１】
製造されたカーボンブラックおよび適用された系中のカーボンブラックのカーボンブラック分析的特性のデータは、すべての例に関して、以下の方法で測定される（第７表）：
第７表：分析方法
【００９２】
【表７】

Claims

炭素原子対が、窒化ホウ素によって置換されていることを特徴とする、炭素ではない元素によってドープされたカーボンブラック。
窒化ホウ素を、全量に対して０．０１〜５０質量％含有する、請求項１に記載のカーボンブラック。
窒化ホウ素が、０．５／１から１／１．５の割合である、請求項１または２に記載のカーボンブラック。
さらに他の元素でドープされている、請求項１から３までのいずれか１項に記載のカーボンブラック。
窒化ホウ素を、カーボンブラック製造工程に同時に装入することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載のカーボンブラックの製造方法。
さらに他の化合物の添加を伴う請求項５に記載の製造方法。
前記他の化合物が、珪素含有化合物である請求項６に記載の製造方法。
ゴム、プラスチック、塗料、インキおよび印刷インキ中への、請求項１に記載のカーボンブラックの使用。
請求項１に記載のカーボンブラックが、ゴム混合物中で、６０℃でのｔａｎδの減少および／または０℃でのｔａｎδの増加をもたらす、請求項８に記載の使用。