JPH01240572A - カーボ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〕 本発明はカーボンブランクの製造方法に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

−Ｓに、カーボンブラックは円筒形状の反応炉の燃焼室
に液体燃料を導入して高温燃焼ガス流を形成させ、この
燃焼室に連設した反応室を流下する高温燃焼ガスの旋回
気流中に液体炭化水素原料を噴射し、熱分解反応を起生
させてカーボンブラックに転化する方法により製造され
る。

このカーボンブラック製造のための原料油としては、コ
ークス製造時に生ずるコールタールの分溜重質油（クレ
オソート油）あるいはナフサ分解によって得られる残渣
油（エチレンボトム油）などの特定の石炭系、石油系の
原料が従来使用されている。石炭系のクレオソート油は
芳香族成分を多量に含むため原料油として適格性に優れ
ているが、タール薄留によって副生ずるものである関係
でその供給量はタール蒸留工業の稼働状況に大きく依存
する。一方石油系のエチレンボトム油も石油化学工業の
すう勢によって影響される要素が少なくない。加えて、
近年燃料資源としての消費量の増大もあって、これら原
料油の安定確保が困難となりつつある。このような状況
から、製造原価の低減や収率の向上が望まれている。

一方、こうして製造されたカーボンブランクの用途とし
ては、主としてタイヤ等のゴムの補強剤として用いられ
ており、カーボンブランクで補強されたゴムの物理的性
質はカーボンブラックの物理的性質に依存するところが
大きい・ カーボンブラックの物理的性質としては、粒子径、粒子
径分布、ストラフチャー、表面活性等々があり、この物
理的性質はカーボンブラ、り製造原料油の噴霧と分散に
依存するところが大きく、カーボンブランクを製造する
上で原料油の微粒化は重要な課題となっている。

このために原料油を微粒化する方法や装置が多数提案さ
れている。こうしたものとして、特開昭５１−１２２２
９４号公報には液状炭化水素を補助液もしくは補助液混
合物とのエマルジョンとして使用することによって、比
較的ゆるやかな反応温度でも時間当たりの収率が向上す
るとともに良質で小粒径のカーボンブランクが形成され
ることが記載されている。

また、特公昭４２−２６０９２号公報には炭素原子に対
する水素原子の比率が１．２もしくはそれ以下、ＡＰＩ
比重が１０以下で、そのほとんど全ソが葦留不可能な炭
化水素よりなる石油蒸留釜残油に炭素原子に対する水素
原子の比率が１．３０もしくはそれ以上、ＡＰＩ比重が
１０〜３０の石油留分のｌＨ合物を原料とすることによ
り、原市４を反応炉へ導入する直前に気化することがで
き、従来炉に必要とされていた原料噴霧化装置を不要と
し、これを加硫ゴム組成物に使用した場合には低い熱蓄
積特性を示すものが得られることが記載されている。

前者は液状炭化水素に補助液もしくは補助Ｗｊ混合物と
して水を使用するものであるため、不均一系であり、エ
マルジョンをつくるために高効率の乳化装置を必要とす
る。

後者は、原料油を反応炉へ導入する直前に気化させるこ
とに特徴があり、更に、低い熱蓄積特性を示すものを得
ることを目的とする。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は現有の微粒化装置を改良することなく、
微粒化を促進させる方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的はカーボンブラックが主として
ゴムの補強剤として用いられ、製造されたゴムの物理的
性質はカーボンブラックの物理的性質に依存するところ
が大きいため、カーボンブラックの粒子径分布をシャー
プにすることによってゴムの物理的性質を向上させるこ
とにある。

粒子径分布をシャープにした場合には、ゴムの物理的性
質の他の特性を余り損なうことなく耐摩耗性を向上する
ことができる。

更に、本発明の他の目的はカーボンブランクの収率を向
上することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは上記のような課題を解決するため研究を行
い、原料油に軽質油を添加し、原料油及び軽質油の気化
を抑えるために加圧したのち軽質油の反応炉内圧におけ
る沸点以上に加熱して燃焼ガス中に噴霧することによっ
て、カーボンブラックの収率が向上すると共に粒子径が
シャープになることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明はファーネスブラック反応炉でカーボ
ンブラックを製造する方法において、カーボンブラック
製造原料油に軽質油を添加し、がっ、原料油及び軽質油
の気化を抑えるような加圧下で、添加した軽質油の反応
炉内圧における沸点以上に原料油を加熱することを特徴
とするカーボンブランクの製造方法である。

本発明で使用する原車４油としては、コークス製造時に
生ずるコールタールの分溜重質油（クレオソート油）や
ピンチ類はもちろんのこと、ピンチコークスの製造時に
副生ずるコーカー油等が使用できる。また、ナフサ分解
によって得られる残渣油（エチレンボトム油）等を使用
することもできる。また、これらをγ見合したものを使
用することも可能である。

軽質油としては、反応炉のガス流中へ噴霧された時に気
化して、液体の原料油を爆発的に微粒化するものであれ
ば何ら制限されるものではなく、原料油よりも低沸点で
ある芳香族炭化水素油が好ましい。芳香族炭化水素油と
してはコークス製造時に副生ずるコークス炉ガスを芸留
して得られる粗軽油や、この粗軽油をさらに蒸留して得
られるヘンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられる。

軽質油の添加量は原料油に対して５〜５０−ｔ％、好ま
しくは１０〜２０ｗｔ％である。軽質油の添加量が５ｗ
Ｌ％以下では何ら効果がなく、５０ｈＬ％以上添加した
場合には収率が低下するためである。

軽質油を添加した原料油は気化し易いため４０ｋｇ　／
　ｃｏ！から６０ｋｇ／ｃＪＡに加圧することが好まし
い。

加圧された原料油を軽質油の反応炉内圧における沸点以
上、例えばヘンゼンであれば８５℃以上に加熱して従来
使用されている反応炉の燃焼ガス流中に噴霧することに
よって、噴霧直後に起こる軽質油の爆発的気化によって
原料油の微粒化が促進されるものである。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細な説明するが、本発明はこの実施例
によって何ら制限されるものではない。

実施例１〜５及び比較例１〜２ 反応炉の軸中央部と接線方向とに供給した燃焼空気の高
温ガス流中に、軸中央部から原料油を噴霧して反応させ
る従来使用されている反応炉において、軽質油の添加量
を変えて反応させてカーボンブラックを得た。その条件
及び結果を第１表に示す。

第１表から明らかな如く、軽質油を添加することにより
収率が向上すると共にカーボンブラックの粒子径分布が
シャープになる。

〔発明の効果］ 本発明によれば、ファーネスブラック反応炉でカーボン
ブラックを製造する方法において、カーボンブラック製
造原料油に軽質油を添加し、かつ、添加した軽質油の反
応炉内圧における沸点以上に原料油を加熱して噴霧する
ことにより、噴霧直後に起こる軽質油の爆発的気化によ
って原料油が微粒化され、収率を著しく向上することが
できると共にカーボンブラックの粒子径分布をシャープ
にすることができる。

このようにカーボンブラックの粒子径分布をシャープに
したために、ゴムの補強材として用いた場合にはゴムの
物理的性質、耐摩耗性、引張強さ、ヒステレシス等を向
上させることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ファーネスブラック反応炉でカーボンブラックを製造す
   る方法において、カーボンブラック製造原料油に軽質油
   を添加し、かつ、原料油及び軽質油の気化を抑えるよう
   な加圧下で、添加した軽質油の反応炉内圧における沸点
   以上に原料油を加熱してから反応炉の高温ガス流中へ噴
   霧することを特徴とするカーボンブラックの製造方法。