JPH01188568A - 高性能アセチレンブラックの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 不発明の高性能なアセチレンブランクは、乾電池の陽極
合剤中に乾電池電解液の吸液保持と合剤への導電性附与
に使用出来、乾電池に対して従来のアセチレンブラック
以上の性能を与える。マタ、合成樹脂に配合しｆＣ場合
、高性能な導電性樹脂を与え、その様な導電性樹脂は、
帯電防止用シート、静電気除去用アース、ベルト、通信
用アンテナ、面状発熱、電磁波遮蔽用の筐体、同軸ケー
ブル、ビデオディスク、導電性塗料への利用か期待出来
る。

〔従来の技術〕

従来、この種のアセチレンブランクについては特開昭６
１−３４０７３号公報に示ネれるアセチレンブラックが
公知であった。すなわち、アセチレンガスに不飽和炭化
水素を存在嘔ゼ又は存在芒ゼずして、酸素含有気体と水
蒸気の混合ガス流によって連続的に熱分解嘔セることを
％像とする５０昂／ｃｒｒＬ２加圧下の電気比抵抗値０
．３００ぼ未満、塩酸吸液量２０〜４０ＩｒＬｅＺ５Ｉ
及び比底面槓１００〜４００ｒＩＬ２／ｇの高性能アセ
チレンブラックの製造方法である。

しかし、この方法は、酸素含有気体と水蒸気の混合ガス
流によって不完全燃焼を行う為、アセチレンブラックの
一次粒子の生成濃度が薄く々り、そのつな２＞Ｅ　Ｄを
示すストラフチャーの生長が抑制芒れる傾向があった。

そのため、樹脂などに混入しても導電性を十分に附与す
ることができなかつ′ｆＣ０ 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明は、特開昭６１−３４０７３号公報の発明におい
て、冷却及び賦活効果のある水蒸気のかわジに又は水蒸
気と共に炭酸ガスを用いるものであり、それによって電
気比抵抗が低（ＤＢＰ吸油量が高いアセチレンブランク
を提供しようとするものである。

〔課題を解決するだめの手段〕

すなわち、本発明は、アセチレンガスに不飽和炭化水素
を存在ちゼ又ｔユ存在ちセすして酸素＠有気体と炭酸ガ
スの混合ガス流によって連続的に熱分解毛セることを％
徴とする５０１１／ｃｒｎ”加圧下の電気比抵抗０．２
５Ωα未満、ＪＩＳ　Ｋ　６２２１に定められたＤＢＰ
吸油量（Ｂ法）が２００〜４００ｍｂ　７１００　＆及
び比表面ｍ１００−　Ａ　ＯＯＷＬ”／／１でおる高性
能アセチレンブラックの製造方法でりる。

以下、芒らに詳しく本発明Ｖこついて説明する。

特開昭６１−３４０７３号公報発明では、アセチレンガ
スに対して、酸素０２、気体状の水Ｈ２０を供給して Ｃ２Ｈ２＋（’）０２　＋ｔｂ）Ｈ２０＝（２−２ＥＬ
−ｂ）Ｃ＋（２ａ−）ｂ）ｃｏ＋　（ｂ＋１）Ｈ２＝’
（１）なる反応を行う。

ここで、ａ、ｂは夫々アセチレンガス１モル当ジに対す
る酸素、水のモル比を表わす。

しかし、本発明では、水蒸気のかわりに炭酸ガスを用い
ることを％徴とする為、その反応式は次のようになる。

Ｃ２Ｈ２＋（ａ）０２　＋ｔＣ）ＣＯ２−（２−２ａ−
ｃ）Ｃ＋（２ａ　＋２　Ｃ）Ｃｏ　＋（Ｃ））（２”・
（２）ここで、Ｃは、アセチレンガス１モル当りに対す
る炭酸ガスのモル比を衣わす。

ここで、本研究者は研究を１ねた結果、水蒸気に比べて
炭酸ガスは冷却、賦活効果が高い為、同等の物性を得る
為の冷却賦活ガスの添加量は、水蒸気に比べて少量で済
むという事実を発見した。

つ筐り、ｂ＞Ｃとなる為、水蒸気を用いた系よりも炭酸
ガスを用いた系の方がアセチレンブラックの一次粒子の
生成濃度が濃くストラフチャーが発達し易い為ＤＢＰ吸
油量などの物性値が向上することを見い出した。１だ、
原因は不明であるが、電気比抵抗も低くなることを見い
出したものである。

ここで酸素含有気体としては、酸素でも空気−〇もよく
、芒らには両者の混合ガスでろってもよし）。

また、炭酸ガスとしては、液化ボンベから抽出したもの
筐たはＣＯガスを燃焼ａ−＋！：＊もののいづれでおっ
てもよい。芒らには、アセチレンガスは単味でもあるい
は自己継続的発熱分解を阻害しない程度のエチレン、プ
ロピレン、ブタジェン、ベンゼン、ナフタレン、アント
ラセン等の不飽和炭化水素との混合物で必つそもよい。

アセチレンガス１００重量部に対する不飽和炭化水素の
際加童は４０１量部未満が好ましい。不飽和炭化水素か
ＡＱＮ童部身部以上ると本発明か目的とする電気比抵抗
か０．２５０σ未満のものが得られない。

アセチレンガスヌはアセチレンガスに不飽和炭化刀く索
を亦加した原料（以下アセチレンガス等と略ｊ）に対す
る酸素含有気体と炭酸ガスσつ添加量によって得られる
アセチレンブラックの収率が影響を受ける。

つまジ（２）式よりアセチレンブラックの収率を出の関
係であり、アセチレンブランクの収率は１％以上好まし
くは１０チ以上が望まれる。

そのためには、ｏ＜ａ＜ｉ、　０＜ｃ＜２で且つ １−ａ−−＞０ を満足する必装がめる。

酸素含有気体量は純酸素として、アセチレンガス等１モ
ル当り、０．０１モル以上１．０モル未満が好ましく、
炭酸ガスは０．０１モル以上２．０モル未満が好ましい
。

熱分解炉にアセチレンガス等と酸素含有気体と炭酸ガス
を供給するに当り、垂直型分解炉の頂部に設けたアセチ
レンガス供給ノズルを２ｍ管構造あるいは６１管構造と
し、２１管構造にめっては、２軍管中央部より酸素含有
気体と炭酸ガスの混合ガス流を、２］［管の外側環状部
からアセチレンガス等をそれぞれ供給する。一方、３］
Ｌ管構造にあつては、３１管の中央部と最外側環状部に
酸素含有気体と炭酸ガスとの混合ガスを、３１管の中外
側の環状部からアセチレンガス等をそれぞれ供給する。

２１管あるいは６１管構造のノズルの内部でアセチレン
ガス等、酸素含有気体及び炭酸ガスが予混合芒れて熱分
解炉に供給ちれてもよい。

熱分解炉は８００℃以上に保持葛れていることが好まし
く、８００′Ｃ未満では失火するおそれがある。熱分解
炉を８００℃以上に保持するには外部加熱をしてもよい
。　゛ 本発明では、酸素富有気体及び炭酸ガスからなる混合ガ
ス流とアセチレンガス等との接触によってアセチレンガ
ス等を燃焼・熱分解反応８セ、それによって水垢ガスと
一酸化炭素ガスを生成８セながら高度に発達したアセチ
レンブラックが製造ちれるものである。熱分解炉から排
出芒れたアセチレンブラックは常法により冷却ちれ、次
いでこれを懸濁するガス相から分解、捕集６れる。

以上のようにして製造δれた本発明の高性能アセチレン
ブラックは、乾電池の陽極合剤中に導電池電解液の吸液
保持と合剤への導電性附与に使用でき、乾電池に従来品
以上の性能を与える。また、ベルト、通信用アンテナ、
面状発熱体、電磁波遮蔽用の筐体、同軸ケーブル、ビデ
オディスク、導筒性塗料への利用が期待できる。

なお、本発明によって得られたアセチレンブラックは、
電気比抵抗が０．２５０函以上、ＤＢＰ吸油量２００ｍ
Ｊ／１００ｇ未満、比表面積１００　ｍ’／ｇ未満では
、乾電池作製時に合剤中の乾電池Ｉ！電解液吸液保持、
と合剤への導電性附与能力において劣り、また、合成樹
脂に配合して導電性樹脂を製造するときの導電性附与能
力も充分でなくなる。−方、ＤＢＰ吸油Ｊｉ４００＃；
／１００　ｇを越え、比表面積１１０Ｇｍ２／９を越え
ると、乾電池作製時に合剤中の乾電池電解液の吸液保持
と合剤への導電性附与能力において優れているものの合
剤の充填特性が悪くなり、丘た、合成樹脂に配合して導
電５性樹脂を製造ｊるとき、その流動性か悪くなる。

以下、実施例をあげて芒らに具体的に説明する。

〔実施例〕

実施例１ 使用したアセチレンガス熱分解炉は、竪型の全長２．４
ｒＩＬ、内径０．４１１Ｌ１排出口の径０．２５ｍ、炉
内頂部から０．３　ｍ迄の内壁が水冷ジャケットによっ
て構成され、他の内壁が耐火レンガで構築されている。

熱分解炉温度を８０００Ｃ以上に保持するため、−酸化
炭素１０　Ｎｍ”／ＨＸ２気６０　Ｎ　ｍ”／Ｈ供給し
て燃焼ちセたとＯろ８５０℃となった。Ｃの熱分解炉に
よって熱分解炉頂部中央に設けた２１管ノズル中央から
酸素ガス４．２　Ｎｍ”　／Ｈと炭酸ガス２．６　Ｎｍ
”／　Ｈを、また２電管ノズルの外環からアセチレンガ
ス１８Ｎｍ”／Ｈをそれぞれ供給して、アセチレンブラ
ックを生成忌セ、補集した。

実施例２ 酸素ガス８．５　Ｎｍ”／Ｈ１炭酸ガス５　Ｎｍ３／　
Ｈとしたこと以外は、実施例１と同様にしてアセチレン
ブラックを製造した。

実施例３ ２１管ノズルの中央から酸素ガス５．５Ｎｍ３／Ｈと炭
酸ガス３−５　Ｎｍ３／　Ｈを、’！ｆｃ２ｍ管ノズル
の外ノズルアセチレンガス１８　Ｎｍ３．／Ｅ（（！：
：Ｘ−Ｆ−レンガス２　Ｎｍ３７　Ｈをそれぞれ供給し
たこと以外は実施例１と同様にしてアセチレンブラック
を製造した。

実施例４ ２１管ノズルの中央から酸素ガス８．１　Ｎｍ’／Ｈと
炭酸ガス４．５　Ｎｍ３／　Ｈを、また２鵞管ノズルの
外環からアセチレンガス１８Ｎｍ’／Ｈとベンゼンガス
Ｉ　Ｎｍ３／　Ｈなそれぞれ供給したこと以外は実施例
１と同様にしてアセチレンブラックを製造した。

比較例１〜４ ２ＴＬ管ノズルの中央から酸素ガスと水蒸気の所定量を
、２鵞管ノズルの外環からアセチレンガスとエチレンガ
ス又はベンゼンガスの所定量をそれぞれ供給したこと以
外は実施例１と同様にしてアセチレンブラックを製造し
た。

以上によって得られたアセチレンブランクについて、以
下に従う物性測定を行つｆｃ。それらの結果を衣に示す
。

（１）アセチレンブラックの電気比抵抗はＪＩＳ　Ｋ　
−１４６９によった。

（２ｉ　　ＤＢＰ吸油量はＪＩＳ　Ｋ　６２２１０Ｂ法
によった。

（３）　　比衣面積はカンタソープ法によって測定した
。

（４１体積固有抵抗は次によった。

アセチレンブラックとＥＶＡ　樹脂とを内容積６０威の
混練試験機（東洋精機製作所製［ラボプラストグラフＲ
−６ＤＪ　）でブレード回転数６　Ｏｒｐｍ。

温度１２０℃で１００分間混練し、それを温度１８０℃
の加熱下１００１Ｇ９／ｃｒＩＬ”の圧力で加圧成形し
て２　Ｘ　２０　Ｘ　７０　Ｉｍの試駆片を作製し、電
気抵抗をデジタルマルチメーター（タケダ理研社製ｒＴ
Ｒ−６８５６Ｊ　）で測定した。

表から、実施例１〜４と比較例１〜４は共に比表面５ｉ
ｏｏ〜４００７７Ｌ２／、９のアセチレンブランクであ
るが、実施例は比較例に比べて、ＤＢＰ吸油量が高い、
電気比抵抗が低い、体積固有抵抗が低いことが明らかで
ある。

〔発明の効果〕

本発明法によれは、ＤＢＰ吸油量が高く、かつ電気比抵
抗と体積固有抵抗の低いアセチレンブラックを製造する
ことができる。

特許出願人　電気化学工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アセチレンガスに不飽和炭化水素を存在させ又は存
   在させずして酸素含有気体と炭酸ガスとの混合ガス流に
   よつて連続的に熱分解させることを特徴とする５０ｋｇ
   ／ｃｍ＾２加圧下の電気比抵抗０．２５Ωｃｍ未満、Ｊ
   ＩＳＫ６２２１に定められたＤＢＰ吸油量（Ｂ法）が２
   ００〜４００ｍｌ／１００ｇ及び比表面積１００〜４０
   ０ｍ＾２／ｇである高性能アセチレンブラックの製造方
   法。 ２、不飽和炭化水素がアセチレンガス１００重量部に対
   して４０重量部未満である特許請求の範囲第１項記載の
   製造方法。 ３、不飽和炭化水素がエチレン、プロピレン、ブタジエ
   ン、ベンゼン、ナフタレン及びアントラセンから選ばれ
   た１種以上である特許請求の範囲第１〜２項記載の製造
   方法。 ４、酸素含有気体が純酸素（ａ）として、炭酸ガス（ｃ
   ）との間にモル単位でａ＋ｃ／２＜１（但し、０＜ａ＜
   １、０＜ｃ＜２）なる関係にある特許請求の範囲第１〜
   ３項記載の製造方法。 ５、酸素含有気体が純酸素、空気又はその両者の混合気
   体である特許請求の範囲第１〜４項記載の製造方法。 ６、熱分解が８００℃以上に維持された分解炉で行われ
   る特許請求の範囲第１〜５項記載の製造方法。