JPH0321848A - 多孔質カーボンブラックの非気孔表面積の測定方法 - 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〕 本発明の関与する技術分野は測定及び試験、特にカーボ
ンブラックの非気孔表面積の測定に関する． 〔従来の技術〕 カーボンブラックの補強能カを決定する主たる性質は、
その表面積である．表面積を測定するために何年にも亙
って多くの方法が開発されてきた．用いられている一つ
の分析的方法は窒素吸着である．その窒素法では、カー
ボンブラックに窒素を吸着させる．次に表面に窒素が吸
着したカーボンブラックを加熱する．次に放出された窒
素の量を測定して、この窒素の量をカーボンブラックの
表面積に関係付ける．窒素ガス試験による一つの問題は
、それが全表面積を測定していることである．窒素は外
面と同様カーボンブラックの気孔中にも吸着される．更
にそれは比較的速いが、約１５〜２０分かかり、カーボ
ンブラックの非気孔表面積を測るのには役に立たない．
窒素ガス試験を修正したものとして、表面積を決定する
ために異なった圧力の窒素ガスを用いる窒素Ｔ一面積分
析がある．しかし、この試験は行うのに数時間ががる．
カーボンブラックの表面積を測定するのに開発された他
の分析法は沃素数試験である．この分析は最初に一定量
の沃素を用い、それをカーボンブラックと接触させる．
吸着されながった沃素を測定する．これは、窒素法で用
いられているガス吸着に対し溶液吸着になる．この方法
は幾つかの点で窒素ガス法よりも優れている．なぜなら
、吸着される沃素分子は比較的大きな分子であり、気孔
〈幾らかの中型の気孔以外）の中には入らないからであ
る．沃素はカーボンブラックによって容易に吸着される
利点も有する．その方法は、単に水に沃素を溶解し、そ
れをカーボンブラックと混合することによって比較的容
易に行うこともできる．混合物を遠心分離にかけ、上澄
み液を分離し、沃素の量を滴定によって測定する．しか
し、沃素分析の欠点は、沃素数が表面積に関係のない因
子によって影響されることである。もしカーボンブラッ
クが溶媒抽出可能な不純物を含むと、それらが沃素数に
影響を与える．例えば、ふわふわしたカーボンブラック
とベレットではカーボンブラックが同じ非気孔表面積を
持っていても沃素数は異なっているであろう．もしカー
ボンブラックが酸化されていると、それも吸着される沃
素量に影響を与えるであろう．その分析は非表面積因子
によって狂って来る．従って、表面不純物のために、同
じ沃素数であるが、同じ非気孔表面積を持たない力−ボ
ンブラックが得られたり、或は異なった沃素数を持つ２
種類のカーボンブラックが、実際には同じ非気孔表面積
を持っていたりする．上述の方法の欠点の幾つかを解消
した更に別の分析法は、一般にＣＴＡＢ分析法として言
及されている．この分析法は、大きな有機分子であるセ
チルトリメチルアンモニウム　ブロマイド（即ちＣＴＡ
Ｂ）を用いることを含んでいる．この分析法はカーボン
ブラックの表面にＣＴＡＢが吸着される点で、沃素数分
析法に似ている．しかし、それは非表面積因子の影響を
受けにくい．一方、それは沃素数よりも時間のかかる方
法であり、別の理由から一層不正確になりやすい．沃素
数法と同様に、これはＣＴＡＢが水に溶解される溶液法
である．カーボンブラックを撹拌器付瓶に入れ、ＣＴＡ
Ｂを添加し、混合物を撹拌して分散物を形成する．次に
分散物をＰ過し、枦液を収集する。次に枦液中のＣＴＡ
Ｂの量を測定し、この量に基づいてカーボンブラックに
よって吸着されたＣＴＡＢ量及びカーボンブラックの非
気孔表面積を決定する．この方法によって要求される材
料取り扱い量によって、ＣＴＡＢ分析の結果が一定しな
いことが屡々ある．この方法も非常に時間がかかり、一
般にｌ時間に約４つの試料しか処理できない．ＣＴＡＢ
分析法は沃素数分析法よりも幾つかの点で優れているが
、それは一層時間がかかり信頼性に欠ける傾向がある。

従って、当分野で必要なものは、上記問題を解決したカ
ーボンブラックの非気孔表面積を決定するための改良さ
れた分析方法である． 〔本発明の要約〕 本発明は、多孔質カーボンブラックの非気孔表面積を測
定するための自動化された方法に関する．本方法は、カ
ーボンブラックの試料をセチルトリメチルアンモニウム
ブロマイドの溶液中に分敗し、ＣＴＡＢの一部分をカー
ボンブラックに吸着させることを含んでいる．分散物は
閉じた容器中で作り、続く処理の全てが非手動で取り扱
われる．分散物の少量が試料容器からフィルターを通っ
て押し出される．次に枦液は測定用ループを通過し、そ
こでＰ液の予め定められた体積が測定される．次にその
予め定められた体積のｌ液を高圧液体クロマトグラフカ
ラム（ＨＰＬＣ）へ注入し、そこでＣＴＡＢを他の溶液
成分から分離し、次にそのＣＴＡＢを測定する．この測
定値を用いてカーボンブラックによって吸着されたＣＴ
ＡＢの量（従ってカーボンブラックの非気孔表面積）を
計算する． 多孔質カーボンブラックの非多孔質表面積を自動的に決
定するための閉鎖系装置についても記述する．この装置
は、ＣＴＡＢ・カーボンブラック分散物を入れるための
容器、分散物を容器から押し出すための機構、分散物を
ＰＪするための温度制御フィルター、ｐ液の特定の量を
測定するための測定用ループ、及びＣＴＡＢを他のＰ過
戒分から分離するための高圧液体クロマトグラフカラム
を具えている．装置は、分離されたＣＴＡＢの量を測定
するための検出機及びカーボンブラックによって吸着さ
れたＣＴＡＢの量を決定するための積分器も含んでいる
．装置は、処理中溶液を実質的に取り扱う必要のない閉
鎖系装置である，自動的操作方法、含まれる材料の取り
扱いを少なくシ，特定のカーボンブラックに対する結果
の再現性をよくし、試料測定時間を短くし、測定精度を
高くする結果になる． 〔本発明の詳細な記述〕 図に関し、容器（１）は典型的にはガラスから作られ、
それは容器から分散物を押し出すのに用いられるガスに
よって加えられる高圧に耐えることができる．容器には
カーボンブラックとＣＴＡＢの分散物（２）が入ってい
る．容器は、その容器を動かないように保持する保持器
〈３）の上に乗せられている．操作する場合、ガス（好
ましくは窒素）をガス源（４）からガス導管（５）を通
って容器中へ圧入し、分散物を流れ導管（６）から使い
捨てフィルター付カートリッジ（７〉を通って押し出す
．フィルターは、いつも恒温的に調節することができる
デュアー（Ｄｅｗａｒ）フラスコ（８）中に入れられて
いる，ＣＴＡＢ溶液は、Ｐ過されたカーボンブラックを
後に残し、次に流れ導管（８ａ）を通過して測定用ルー
ブ（９〉へ入る．このループは典型的にはステンレス鋼
製であり、枦液の予め定められた量を測定する。この測
定手段はループ（ｌｏｏｐ）として記述されているが、
勿論、管、バブル等の如きどのような両立できるインラ
イン測定手段でも用いることができる。次にこの予め定
められた量の枦液を流体導管（１１）を通って高圧液体
クロマトグラフカラム（１０〉へ注入する．これにより
ＣＴＡＢをろ液の他の戒分から分離する。次に分離され
たＣＴＡＢは流れ導管〈１２〉を通過し、検出器（１３
〉へ入る．検出器によって標準クロマトグラフ曲線が生
じ、その曲線の下の面積が積分器（１４〉により測定さ
れる．積分器はこの面積から特定のカーボンブラックに
ついてのＣＴＡＢ面積を計算する。

実施例 １０．９７４ｇ（±０．００２ｇ）のＣＴＡＢを秤量し
て４００ｚｆｆｉ計量済ビーカー中に入れた。１．５ｉ
ｎの撹拌棒を注意して入れた．正確に１１の１０−９純
度（ｎａｎｏｐｕｒｅ）の水から約３００ｚｌを、１ｌ
のシラン化メスフラスコから添加した。ビーカーを時計
皿で覆い、ＣＴＡＢをホットプレート／撹拌器を用いて
ゆっくり撹拌しなから少し加熱して溶解した。（３５℃
で約ｌ５分で溶解は完了した）．溶液を、正確に２１の
１０−９純度の水（シラン化メスフラスコから）の入っ
た４ｌ琥珀試薬瓶へ、前記１１の残りを移し替えのため
に用いて、定量的に移した．溶液を簡単に撹拌、即ち渦
を巻かせて均一にした，ＣＴＡＢは使用する前に瓶を２
３．５℃のジャケット付容器中に一晩入れるか、温度を
監視しなから数分間冷浴の中に入れることにより２３．
５℃（デジタル温度計〉へ持って行った，ＣＴＡＢのｋ
ｇ広口瓶を乾燥器中に保存した。５ａ＋Ｍの参照溶液を
、正確に（±０．Ｏｈ）等重量（夫々約３５０ｙ）の１
０−９純度水と１０ｍＭのＣＴＡＢとを、１２００，容
量上端荷重秤を用いて１１の三角フラスコ中で一緒にす
ることにより重量分析的に調製した〔図中（１５）　）
。溶液に渦を巻かせ、そして２ｌの貯槽へ移した。同じ
やり方で更に別の約７００ｌ１を調製し、その２１貯槽
へ添加した．貯槽に蓋をし、３０ｐｓ　ｉへ加圧した．
弁を切りかえ、貯槽中の空気を圧力系から隔離した． 約２、３、４、５、６、７、及び８ｍＭの溶液を、上端
荷重秤上の１４０ａｌｌ瓶中に適当な重量のｌＯＩＩＩ
ＭのＣＴＡＢと１０−９純度水とを入れて一緒にするこ
とにより重量分析的に調製した．それらの量は０．０１
ｇの精度で秤量した． ５９．５ｇの試薬ＫＢｒを、１ｌのメスシリンダーから
の約３００ｍｌの１０−’純度水中に溶解した．溶液を
０．２μナイロン６６膜フィルターを通して真空枦過し
．残りの８．０と一緒にしたく合計体積１０１ｈ＋Ｎ）
　．３００ｉ１１０−’純度水（±２　ｍｌ＞　＋１０
０ｚ１（±０．５ａＮ）土記ＫＢｒ試薬溶液を、１又は
２１ポリエチレン瓶中に一緒に入れて渦を巻かせて撹拌
し、６００ａ＋１（±３ｍｌ）のアセトニトリル（Ａ　
Ｃ　Ｎ　＞を添加した。溶液を撹拌し、０．２μナイロ
ン６６フィルターに通し真空枦過した．これは溶液を脱
ガスするのにち役立った，　５０ｘ（１万能ピペット計
量分配装置を、２２〜２５℃の蒸留水の入った試薬瓶に
取り付けた。微細な泡の発生（ｓｐｉｔｔｉｎｇ）を起
こさないようにゆっくりブランジャーを上げることによ
って水を放出し、次にプランジャーを自然に降下させた
。泡は系から注意深く排除された。降下中に放出された
水は秤量済容器中に収集し、ビベットの停止を重量が２
９．９２２±０．０２，になるように調節した。精度を
、３０．Ｏｌｚｆ（２９．９３３ｇ）ずつ連続して１８
回取り、夫々０．００ｈの精度まで秤量することにより
検査した．結果は０．００７ｇ（　１σ）の精度、即ち
０，０５％の９５％信頼性変動（２σ）の精度であるこ
とを示していた。

一連の分析が終わった時（例えばその日の終りに）、分
配装置をＣＴＡＢから取り外し、蒸留水を注意深く噴流
（ｆｌｕｓｂ）させて洗った。分配装置を■ガロン蒸留
水槽〈２２〜３５℃）中に逆にして入れ、数回穏やかに
回して蓄積したＣＴＡＢを除去した．計量停止部を乱さ
ないように注意した．新しく一連の分析を行う場合（例
えば次の朝）、ビベットをＣＴＡＢ瓶（恒温浴中）に取
り付け、３０ｌ１の量で３回蒸留水を噴流させて洗った
。最後の３０ｌ１を計量済瓶中に収集し、補正を検査し
た．バレルと１ランジャーとの間のＣＴＡＢ溶液層は析
出する傾向があり、試薬導入量の誤差及び（又は）ピペ
ット作用の詰まりを起こす可能性がある。ブランジャー
より下の分配装置中の溶液の温度は制御できない．これ
らを考慮して、各試料を導入する直前に３０ｌ１の溶液
が捨てられた．試薬導入が精度の研究の時の如く行われ
るように注意が払われた．ビベット中に時々形戒される
気泡は排除された．バッチ秤量された試料を一度に導入
し、シリコーンゴム隔膜を折り曲げて蓋をし、直ちに分
析した。

一日毎に無作為的な順序でカーボンブラックを分析した
。カーボンブラック試料を乾燥する必要はなく、非乾燥
試料を分析し、それらの水分含有量を測定し、測定した
ＣＴＡＢ領域を水分含有量について補正した。カーボン
ブラックの同定及びその水分含有量が積分器に導入され
た．カーボンブラックを秤量し、試料瓶に入れ、その重
量は電気的に積分器へ伝達された。試料瓶に撹拌棒を入
れた．カーボンブラック、攬拌棒及びＣＴＡＢの入った
蓋をした３０ｘｅハイボビアル（ｂｙｐｏｖｉａｌ）試
料瓶を、水中撹拌器上に取り付けられた三脚架台に入れ
た．その撹拌器はプランソニック（Ｂｒａｎｓｏｎｉｃ
）Ｂ　２２００超音波クリーナー（１００ワッｌ−　）
の底に配置されていた．この三脚架台は瓶の底と撹拌器
との間を１７８ｉｎ隔て、瓶の周りに超音波駆動水をめ
ぐらせることができた。その架台は大きな回転速度で瓶
を安定化した。撹拌器は、安定な渦を生ずる最大撹拌速
度に相当する約半分の速度に設定した。

渦の安定性が目で確認された時（約５秒）、３分の超音
波発生時間を開始し、５．５分のタイマーをスタートさ
せた。分散後、平衡を確実に行わせるため後段の２５分
の超音波撹拌時間を入れた．一連の最初の試料の分散期
間中、約４ｚ１の参照ＣＴＡＢを取付注入器（１６）（
プランジャーを有する）中へ、弁（２５〉を開け、弁（
２４）を閉じることによって圧入した。次に弁（２４）
を開き、Ｐ液と分散物の導管を連結し、ＣＴＡＢをルー
プ及び流れ導管を通って注入器ポンプで送り、前の分析
過程の終わりから残っていた全ての水を押し出した。弁
（２５）を閉じる．分散物導管をｐ液導管から分離し、
上昇させてＣＴＡＢを注入針から廃棄瓶（図示されてい
ない〉中へ滴り落とす．針を紙で拭いた．フィルターは
ＣＴＡＢで予め処理することはせず、乾いているそのま
ま使った。０．１μのデュロボアー（商標名）フィルタ
ー〔ミリボアー社（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ　Ｃｏｒｐ．）
）をろ液導管に取り付け、次に分散物導管に取り付け、
２３．５℃洛中に浸漬し、対角線上の出口側を上にした
。分析を開始する前に少なくとも１分間フィルターの温
度を平衡にさせた。５．５分間の分散時間直後に、瓶（
１）を試料台（３〉に置き、積分器（１４〉の「注入」
ボタンを押すことにより分析を開始した。これは次の一
連の動作を惹き起こした。針が動いて瓶中に入り、Ｎ２
で３０ｐｓｉへそれを加圧した。ループを、ｌｚｌの参
照ＣＴＡＢを噴流させて洗い、正確にその５０１１をＨ
ＰＬＣ力ラムへ注入した。

弁（２４）及び〈２５〉を開くことにより枦過を０．３
１分で開始した．これによりＰ液はループ（未だ注入状
態になっている）を回ってブランジャーのない注入器へ
流された。この最初の急流操作によりフィルターから殆
どの空気が押し出され、ループ中に気泡がトラップされ
るのを防いだ。フィルターの配向く非垂直）も、フィル
ターカートリッジの最上部に気泡が１・ラップされるの
に役立つ（図面参照＞．　０．８２分でループを導入状
態へ戻し、ｐ液の約半分（約１〜１．５ｚ１）をループ
に噴流させた。１．３分で弁（２６）を再循環状態から
排出状態へ変え、ＣＴＡＢ溶液が移動相中に蓄積するの
を防いだ。各操作中、移動相の１１．４ｚ１を滴らせて
排出し、大過剰の水を噴流させて洗浄した。

３．３分で弁（２５〉を閉じることによりループを加圧
した。これはループ中に気泡が１・ラップされることに
よる体積誤差を最小にした。３．５分で、参照ピークを
示す溶離直後、ｒ液をカラムに注入した。（参照ＣＴＡ
Ｂは０．１２〜０．３分間同様に加圧された）．注入器
中に収集された全体積（参照液＋ｐ液）を記録し、ｐ液
を捨てた，　３．５５分で試料瓶は通気され、針が自動
的に試料瓶から引き抜かれた．廃棄瓶を針の下に置き、
フィルターを捨て、分散物導管を上げて滴らせた。

試料瓶を取り外し、蓋を取り、流し場の篭に明け、撹拌
棒を回収した．瓶を温水で２度濯ぎ、側面に付着したカ
ーボンブラックの如き不完全な分散（極端に希な場合）
の形跡について調べた。瓶を穏やかな石鹸質の温水が入
った１ガロン槽中に浸漬した。針を紙で拭き、前に記述
したように新しいフィルターを取り付けた．この点で、
この試料の分析の殆ど同時的結論と、次のものの分散が
行われるまでに約２分残っていた。上述した一連の操作
を積分器の「注入」ボタンを押すことにより開始させた
直後に、最初の試料について上で述べたように、Ｃ−Ｔ
ＡＢが添加され、分散されることにより次の試料の分析
が開始された。時間設定は、積分器が前の試利について
の結果を報告すると直ぐに試料台にこの試料が乗せられ
るような時間配分になっていた．試料一つ当たりの全工
程の長さは１４分であったが、７分の真の消費時間に対
し７分のオーバーラップがあり、従って八つの試科は６
３分で処理された。最後の試料の後、バルブ２５を開け
、枦液導管を分散物導管に接続し、１０−９純度水で満
たされた注入器を押してループ、導管及び針を通して排
出させた。空気が入るのを防ぐため、弁（２５）を閉じ
て吸い込みが起きないようにした。

高圧液体クロマトグラフは連続的に作動状態に置かれて
いた。

本発明によりどのような比表面積のカーボンブラックで
も分析することができるが、本発明の特別な装置は、特
に全表面積が３０〜７０１で、一つ試料当たり対象表面
積が５０１２のカーボンブラック試料を測定するように
設計されている。この表面積のカーボンブラック試料の
場合、各試料瓶は正確に３０１１の１０＋＊Ｍ濃度のＣ
ＴＡＢ（１試料当たり０．３ｍ　Ｍ　）が入るように設
計されている。

ＣＴＡＢ及びカーボンブラックは約３分間分散される（
典型的には続いて後段の２、５分間の超音波撹拌が行わ
れる〉。これは典型的には２３．５℃の温度で行われる
が、約２２℃〜２５℃の範囲の温度を、試料が分析され
る温度が補正に用いられた温度と同じである限り用いる
こともできる．装置を加圧するのに用いられるガスは窒
素ガスであった．装置を加圧し、試料瓶から溶液を押し
出すのに用いられた圧力は３０ｐｓ　ｉ　（±２ｐｓｉ
）である．用いられたフィルターカーｌ・リッジは単一
のユニッ１・で、使い捨てのプラスチック製ミレックス
（Ｍｉ　ｌ　Ｉｅｘ）デュロボアーフィルターカー１・
リッジであった。そのユニットのフィルター材料は０．
１μ気孔のデュロボアーＰＶＤＦ（ボリニフッ化ビニリ
デン）であった．用いられた管は外径１／１６ｉｎ、内
径０．５ｘｘのテフロン管であった．測定用ループは、
ステンレス鋼、好ましくは３１６ステンレス鋼から作ら
れている。ＨＰＬＣへ送られ測定された材料の体積は２
５μ１〜７５μｅ、好ましくは５０μｅである。

Ｈ　Ｐ　Ｌ’Ｃカラムは強力陽イオン交換型力ラム〔ア
ルテク（八ＩＩＬｅｃｂ）Ｓ　Ｃ　Ｘ　］−即ちシリカ
粒子〈直径５μ）に結合さ゜れたスルホネ＝１〜基であ
る。ＣＴＡＢを測定するのに用いられた検出器は差動屈
折計である．発生したピークの面積は積分されてＣＴＡ
Ｂ面積〈ｌ２／ｇ）を発生させる。

フィルターの温度は、２３．５℃の水がボンプて送られ
る鋼管コイルと水が入ったデュアーフラスコ中にそのフ
ィルターを浸漬することにより制御された。最初の１（
１＋ＭＣＴ　Ａ　Ｂ溶液、超音波浴及びフィルターは、
吸引ポンプで補助された冷凍機・浴循環器によって２３
，５゜Ｃ（±０．２℃）に維持された。

｝−Ｉ　Ｐ　Ｌ　Ｃは、カラム外殻（３０℃に設定）を
具えたスペクトラ・フィジックス（Ｓｐｅｃｔｒａ　Ｐ
ｂｙｓｉｃｓ）８１００ボンプからなっていた。実施例
では移動相は水、５０ｍＭＫＢｒ中６０％のアクリロニ
Ｉ・リルである．ポンプ流速は２ｌ１／分、圧力は約２
２００ｐｓ　ｉであった。装置中の注入弁はバルコ（Ｖ
ａｌｃｏ）　６　Ｃ　Ｗ弁であった。検出器はクノーエ
ル＜Ｋｎａｕｅｒ）１９８型差動屈折計であった。弁は
、アルテックス（＾ｌ　ｔｅｘ）又はレオダイン（Ｒｈ
ｅｏｄｙｎｅ）によって製造された空圧作動（６０ｐｓ
ｉｉＦ過空気）三方テフロン滑動弁であった。それらは
レオダイン製ソレノイドによって制御され、レイニン（
Ｒａｉｎｉｎ）製ソレノイド　インターフェースによっ
て積分器へ接続されていた．セヂルトリメチルアンモニ
ウムブロマイド吸着の原因になるカーボンブラックの非
気孔表面積は次の式によって決定される： ［Ｋ′及びＫ″は補正定数、Ｒはクロマ１ヘグラフ枦液
ピーク面積対クロマトグラフ参照ピーク面積の比、Ｗは
カーボンブラック試料の重量、Ｍはカーボンブラック試
料中の水分％である）．定数Ｋ’（切片）及びＫ″（勾
配）は、３０〜７０ｘ’の表面積を含むＡＳＴＭ　標準
カーボンブラック■λＢ＃３（比表面積８３ｃｚ２／ｙ
）の適当な重量のものを本発明の装置で処理することに
より得られた６点補正曲線から得られた直線回帰定数で
ある．実際、本発明による装置の利点の一つは、新しい
ＣＴＡＢ溶液（即ち参照溶液）を調製した時、その溶液
が同じロフトのＣＴＡＢ粉末から調製されたものである
限り、再補正する必要はないと言うことである．これに
よって分析者は再補正する前に約４５００の試料を試験
することができる（Ｃ　Ｔ　Ａ　Ｂ粉末１，Ｏｋ２ロッ
ト／ジャー（ｊａｒ）であると仮定する）。

積分器はＢＡＳＩＣプログラミング、直列インターフェ
ース、外部機構モジュール（ｍｏｄｕ　ｌｅ）　（ケー
ブルをもつ〉を具えたスベクトラ・フィジックス４２７
０であった。試料ＣＴＡＢ面積は上記式に従って積分器
により計算された。その場合、Ｋ′及びＫ″は上で特定
した方法により夫々９５．３７及び４８．６３であると
決定された。試料採装置にはｌ試料方式で操作される多
重試料採取器が利用された。

テクノ（Ｔｅｃｈｎｏ）製空圧直線シリンダーによって
上下ずることができるアルミニウムブロ・ンクに１８ゲ
ージ針が取り付けられ、そのシリンダーは弁（２３）〈
加圧／通気弁〉を駆動するのと同じソレノイドによって
制御された。液体導管は全て内径０．５ｚｚのテフロン
導管く外径１／１６ｉｎ）フランジ１寸接続器で結合さ
れていた。フィルターへの接続はルアー（Ｌｕｅｒ）ア
ダプターによって行われた。空圧導管は外径１／４ｉｎ
のポリ塩化ビニル導管又は外径１／８ｉｎデフロン導管
であった。

５ｍＭ貯槽はレイニンから得られた円錐底をもつ２１プ
ラスチック被覆ＨＰＬＣ溶媒貯槽で、コンテ（Ｋｏｎｔ
ｅｓ）製三孔テフロン蓋が付いていた．フィルターの恒
温は、２３．５℃の水が循環される１／４ｉｎ鋼管コイ
ルが浸漬された５００ｚＮデュアーフラスコによるもの
であった．再循環用フィルターは、ゲルマン（Ｇｅｌ＋
ｎａｎ）０．２μテフロン力−１・リッジ（直径１ｉｎ
）であった。試料瓶（ハイボビアル）はピアス（Ｐｉｅ
ｒｃｅ）製３０ｌ１ガラス瓶であった，　５０ｘｌｌピ
ペットはラブ・インダストリーズ（ＬａｂｌｎｄｕｓＬ
ｒｉｅｓ）製レピペット（ＲｅｐｉｐｅＬ）であった．
水中撹拌器及び外部制御器はワットマン・ラブ・セール
ズ（Ｗｈａｔｎａｍ　Ｌａｂ　Ｓａｌｅｓ）製であった
。

上述から明らかなように、ＣＴＡＢ溶液は正確に調製さ
れ、一定温度を使用することによって析出しないように
保護され、ＣＴＡＢの分配は非常に正確なやり方で行わ
れ、分散技術は改良され、小さな体積及び使い捨てカー
トリッジ型フィルターが用いられ、ｐ液は手で取り扱う
ことなく分析される。吸着及びｒ過の温度も固定される
。これらは全て本発明の方法及び装置の改良された精度
及び再現性に貢献している。

上で述べ如く、カーボンブラックを購入する顧客は、彼
らの製品中へそれらカーボンブラックを入れるのに特定
のＣＴＡＢ数に依存してきた。性能を予想できるように
するためには、それらの数値をできるだけ正確にするこ
とが重要である。慣用的ＣＴＡＢ試験はこれまでそのよ
うな目的に望ましい信頼性を持っていながった。この問
題の原因の一つは従来のＣＴＡＢ試験を行うのに必要な
取り扱い量が大きかったことにある．本発明のＣＴＡＢ
試験では、今まで存在していた収り扱い問題は解決され
ている。その測定には体積が一層少なく時間が速いこと
も含まれている。更に、重要な場所で温度制御が用いら
れていることにより更にＣＴＡＢ測定の精度が高くなっ
ている。

測定するための自動測定装置の概略的構成図である。

ｌ一容器、　　　　　２一分￥１物、 ７−フィルターカーｌ・リッジ、 ８一恒温デュアーフラスコ、　　　　９−ループ、１０
−−カラム、　　　１２−導管、　　　　１３一検出器
、１４−積分器、　　１５一参照溶液、　１６一注入器
．代 理 人 浅 村 皓

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）カーボンブラックの秤量した試料に正確に予め決
   定された体積のセチルトリメチルアンモニウムブロマイ
   ド溶液を添加し、 前記溶液中に試料を分散させて前記セチルトリメチルア
   ンモニウムブロマイドの一部分を前記カーボンブラック
   に吸着させ、 セチルトリメチルアンモニウムブロマイドの参照溶液を
   測定用ループに流して、その参照溶液の予め決定された
   体積を測定し、 前記予め決定された体積の参照溶液を前記測定用ループ
   から直接高圧液体クロマトグラフカラムへ送り、前記溶
   液からセチルトリメチルアンモニウムブロマイドを分離
   し、 クロマトグラフ参照ピークを発生させることにより前記
   溶液からセチルトリメチルアンモニウムブロマイドを直
   接測定し、 前記カーボンブラック試料分散物を容器から流出させ、
   予め定められた長さの時間フィルター付カートリッジに
   直接通過させ、カーボンブラックを含まないろ液を生成
   させ、 前記ろ液をフィルターから直接測定用ループに通し、前
   記ろ液の予め定められた体積を測定し、前記予め定めら
   れた体積のろ液を前記測定用ループから直接高圧液体ク
   ロマトグラフカラムへ送り、セチルトリメチルアンモニ
   ウムブロマイドをろ液のその他から分離し、 クロマトグラフろ液ピークを発生させることにより、前
   記ろ液からのセチルトリメチルアンモニウムブロマイド
   を直接測定し、そして カーボンブラックの非気孔表面積を次の式：［Ｋ′−Ｋ
   ″×Ｒ］／［Ｗ｛（１００−Ｍ）／１００｝］（式中、
   Ｋ′及びＫ″は補正定数、Ｒはクロマトグラフろ液ピー
   ク面積対クロマトグラフ参照ピーク面積の比、Ｗはカー
   ボンブラック試料の重量、Ｍはカーボンブラック試料中
   の水分％である）に従って決定する、 ことからなる多孔質カーボンブラックの非気孔表面積の
   測定方法。
2. （２）分散物をフィルターに３分間通す請求項１に記載
   の方法。
3. （３）高圧液体クロマトグラフカラムへ送ったろ液の予
   め定められた体積が０．０５ｍｌである請求項２に記載
   の方法。
4. （４）フィルターの温度が調節され、予め定められた温
   度に固定される請求項１に記載の方法。
5. （５）温度が２２℃〜２５℃である請求項４に記載の方
   法。
6. （６）温度が２３．５℃である請求項４に記載の方法。
7. （７）セチルトリメチルアンモニウムブロマイド・カー
   ボンブラック分散物中でカーボンブラックによって吸着
   されたセチルトリメチルアンモニウムブロマイドの量を
   自動的に決定するための閉鎖系装置において、 前記分散物を保持するための容器、 前記容器から前記分散物の押し出すための機構、前記分
   散物をろ過してろ液を形成するための、前記容器と流体
   流通した温度制御フィルター、前記ろ液の特定量を測定
   するための前記フィルターと流体流通した測定用ループ
   、 セチルトリメチルアンモニウムブロマイドをろ液のその
   他から分離するための、前記測定用ループと流体流通し
   た高圧液体クロマトグラフカラム、 分離されたセチルトリメチルアンモニウムブロマイドの
   存在を定量的に感知するための検出機、及び 前記検出機によって感知されたセチルトリメチルアンモ
   ニウムブロマイドの量の決定し、その量を前記カーボン
   ブラックによって吸着されたセチルトリメチルアンモニ
   ウムブロマイドの量に関係付けるための積分器、 を具えた吸着量自動決定装置。
8. （８）分散物を容器から押し出するための機構が、前記
   容器と流体流通した圧力源である請求項７に記載の装置
   。
9. （９）フィルターが使い捨てになつている請求項７に記
   載の装置。