JPH10140033A - Production of carbon black - Google Patents

Production of carbon black

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JPH10140033A
JPH10140033A JP23250297A JP23250297A JPH10140033A JP H10140033 A JPH10140033 A JP H10140033A JP 23250297 A JP23250297 A JP 23250297A JP 23250297 A JP23250297 A JP 23250297A JP H10140033 A JPH10140033 A JP H10140033A
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JP
Japan
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carbon black
reaction zone
diameter
less
combustion gas
Prior art date
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Application number
JP23250297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobutake Mise
信猛 見勢
Yutaka Fukuyama
裕 福山
Mamoru Nakayama
守 中山
Shigeru Kawakami
滋 川上
Yoshihiro Bizen
佳宏 尾前
Hiroaki Takehara
弘明 武原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently producing carbon black satisfying both high blackness and good dispersibility, small in primary particle size, also small in its agglomerate size and narrow in agglomerate size distribution with minute amounts of relatively large-sized agglomerates. SOLUTION: This carbon black production method uses a production oven having a 1st reaction zone where a high-temperature combustion gas flow is formed, a 2nd reaction zone equipped with a choke unit and to produce the aimed carbon black by mixing a stock hydrocarbon with the above gas flow, and a 3rd reaction zone situated on the downstream side of the 2nd reaction zone and to terminate the reaction. In this case, the oxygen concentration in the combustion gas at a site through which the stock carbon black is introduced is set at <=3vol.%.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は充填材料、補強材
料、導電材料及び着色顔料などの種々の用途に用いられ
るカーボンブラックの製造に関し、その物性を制御する
ための効果的な製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the production of carbon black used for various uses such as a filling material, a reinforcing material, a conductive material and a coloring pigment, and to an effective production method for controlling the physical properties thereof. is there.

【0002】[0002]

【従来技術】カーボンブラックは顔料、充填剤、及び補
強用顔料、耐候性改善剤として広く使用されており、そ
の製法は、一般に円筒状のカーボンブラック製造炉の第
1反応帯域に、炉軸方向又は接線方向に酸素含有ガスと
燃料を導入して、これらの燃焼によって得られた高温燃
焼ガス流を、引き続いて炉軸方向に設置された第2反応
帯域に移動させながら、該ガス流中に原料炭化水素を導
入してカーボンブラックを生成させ、第3反応帯域で反
応ガスを急冷して反応を停止させるファーネス式製造法
が広く知られている。
2. Description of the Related Art Carbon black is widely used as a pigment, a filler, a reinforcing pigment, and a weather resistance improver. Generally, carbon black is produced in a first reaction zone of a cylindrical carbon black production furnace in a furnace axial direction. Alternatively, the oxygen-containing gas and the fuel are introduced in a tangential direction, and the high-temperature combustion gas stream obtained by the combustion is successively moved to a second reaction zone installed in the furnace axis direction, and is introduced into the gas stream. A furnace type production method in which a raw material hydrocarbon is introduced to generate carbon black and the reaction gas is rapidly cooled in a third reaction zone to stop the reaction is widely known.

【0003】樹脂着色剤、印刷インキ、塗料において着
色剤として使用されるカーボンブラックは黒度、分散
性、光沢、着色力に優れたものが求められ、また主に自
動車用タイヤの補強剤として使用されるカーボンブラッ
クは耐摩耗性に優れたものが求められる。黒度、着色力
はカーボンブラックの一次粒子径への依存性が大きく、
一次粒子径が小さくなるほど高黒度となることが知られ
ている。例えば黒度と一次粒子径との関係は特開昭50
−68992号公報に開示されている。また、このよう
な小粒径のカーボンブラックはタイヤの補強剤として使
用された場合には、高度の耐摩耗性を示すことが知られ
ている。
[0003] Carbon black used as a colorant in resin colorants, printing inks and paints is required to have excellent blackness, dispersibility, gloss and coloring power, and is mainly used as a reinforcing agent for automobile tires. The carbon black to be used is required to have excellent wear resistance. Blackness and tinting strength depend greatly on the primary particle size of carbon black,
It is known that the smaller the primary particle diameter, the higher the blackness. For example, the relationship between blackness and primary particle size is disclosed in
-68992. It is also known that carbon black having such a small particle diameter exhibits a high degree of wear resistance when used as a tire reinforcing agent.

【0004】小粒子径のカーボンブラックを得るために
は、まず第2反応帯域に設けられたチョーク部中の高速
ガス流中に原料炭化水素を噴霧し、ガスの運動及び熱エ
ネルギーを液状供給原料を霧化させることに利用する事
が効果的である事はよく知られている。また、燃焼ガス
量に対して注入する原料油の量を少なくすると小粒子径
のカーボンブラックが得られる事も知られている。ただ
し、原料油の注入割合を少なくするとカーボンブラック
の生産性が落ちる。生産性を落とさない方法として、原
料油注入域のガス温度を高温度化する事が小粒子径のカ
ーボンブラックを効率的に生産するために効果的である
事もよく知られている。これについては、ファーネスブ
ラックの製造において、原料油注入部分のガス中にある
程度の残存酸素を残し、原料油自体を部分燃焼させるこ
とによりカーボンブラック生成領域の温度を上げること
が一般的になされている。しかしながら、この方法では
注入した原料油の一部がカーボンブラックとならずに燃
焼反応で使われるため、歩留まりが悪くなる。
In order to obtain carbon black having a small particle diameter, first, a raw material hydrocarbon is sprayed into a high-speed gas stream in a choke section provided in a second reaction zone, and the kinetic and thermal energy of the gas are used as a liquid feedstock. It is well known that it is effective to use for atomizing. It is also known that carbon black having a small particle diameter can be obtained by reducing the amount of the base oil to be injected with respect to the amount of the combustion gas. However, if the injection ratio of the base oil is reduced, the productivity of carbon black decreases. It is also well known that increasing the gas temperature in the feedstock injection region is effective for efficiently producing carbon black having a small particle diameter as a method of not reducing the productivity. In this regard, in the production of furnace black, it has been generally performed to raise the temperature of the carbon black producing region by leaving a certain amount of residual oxygen in the gas at the feedstock injection portion and partially burning the feedstock itself. . However, in this method, a part of the injected base oil is not used as carbon black but is used in a combustion reaction, so that the yield is deteriorated.

【0005】一方、一次粒子径の分布もゴム特性、特に
大きな耐摩耗性を要求されるタイヤトレッドゴム組成物
には大きな影響を与え、その一次粒子径分布も狭い方が
より好ましいとされている。一般的に平均粒子径の小さ
なものほどその分布は狭いが、一次粒子径分布を狭くす
る方法も開示されている。例えば、特開平3−3316
7号公報には、チョークの長さをカーボンブラック生成
反応の実質的完結を可能にするのに充分な長さを有する
事によりチョーク部の出口拡大部に発生する渦流、いわ
ゆる「バックミキシング」の影響をカーボンブラック生
成反応中に与えない方法で、比較的狭い粒子径分布のカ
ーボンブラックを得る方法が開示されている。
On the other hand, the distribution of the primary particle diameter also has a significant effect on the rubber properties, particularly on the tire tread rubber composition which requires high abrasion resistance, and it is said that the narrower the primary particle diameter distribution is, the better. . In general, the smaller the average particle size, the narrower the distribution. However, a method for narrowing the primary particle size distribution is also disclosed. For example, JP-A-3-3316
Japanese Patent Application Publication No. 7-27139 discloses a so-called "back-mixing" of a vortex generated at an outlet enlarged portion of a choke portion by making the length of the choke sufficient to allow the carbon black formation reaction to be substantially completed. There is disclosed a method of obtaining carbon black having a relatively narrow particle size distribution by a method that does not exert an influence during the carbon black production reaction.

【0006】一次粒子径とともにカーボンブラックの特
性に影響を及ぼす要素として凝集体がある。凝集体の大
きさは、ゴムに配合した場合の引張応力や押し出し特
性、インキや塗料のビヒクル並びに樹脂に配合した場合
の分散性や黒色度、粘度などに多大な影響を与える。カ
ーボンブラックは最終的には一次粒子が何個も連なった
凝集体の集合体で構成されており、この凝集体の大きさ
や形を制御する事はカーボンブラックの特性そのものを
制御する事につながり、一次粒子径の制御以上に重要で
ある。
[0006] Aggregates are factors that affect the properties of carbon black as well as the primary particle size. The size of the agglomerates greatly affects the tensile stress and extrusion characteristics when compounded with rubber, the dispersibility, blackness and viscosity when compounded with ink and paint vehicles and resins. Carbon black is ultimately composed of aggregates of many primary particles, and controlling the size and shape of these aggregates leads to controlling the properties of carbon black itself, It is more important than controlling the primary particle size.

【0007】凝集体の効果については、凝集体を単なる
粒子とみなしてその大きさや分布の定量化が行われてい
る。凝集体を粒子として扱うことにより、種々の粒子径
測定技術が応用できるようになり、こうして測定される
凝集体の大きさは凝集体径として表現されている。凝集
体はカーボンブラックの特性に大きな影響を与え、これ
まで一次粒子径に起因すると考えられていたカーボンブ
ラックの特性の多くが、むしろ凝集体径によってより良
く説明できる場合のあることが明らかになってきた。例
えば、着色力などの光学的性質や配合ゴム組成物の動的
粘弾性特性や補強性に対しては、凝集体径が大きな役割
を果たしていると考えられる。樹脂着色用途でみた場合
は、凝集体径は小さいほど高黒度になる事が知られてい
る。
Regarding the effect of aggregates, the size and distribution of the aggregates are quantified by regarding the aggregates as simple particles. By treating the aggregates as particles, various particle diameter measurement techniques can be applied, and the size of the aggregate measured in this way is expressed as the aggregate diameter. Aggregates have a significant effect on the properties of carbon black, and it has become clear that many of the properties of carbon black, previously thought to be due to primary particle size, can be better explained by the aggregate size. Have been. For example, it is considered that the diameter of the aggregate plays a large role in optical properties such as coloring power and dynamic viscoelastic properties and reinforcing properties of the compounded rubber composition. It is known that the smaller the agglomerate diameter, the higher the degree of blackness when viewed in resin coloring applications.

【0008】一般に凝集体径を小さくする方法として
は、アルカリ金属塩またはその溶液を原料油に添加した
り、燃焼域或いは反応域に導入する事が行われている。
しかしながら、インキや塗料のビヒクル並びに樹脂に配
合した場合、小粒子径化及び小凝集体径化は分散性や流
動性の劣化をひきおこす。そこで、カーボンブラックの
特性と樹脂物性との関係に関しては、一般に二律背反の
関係にある黒度と分散性をいかに満足させるかが重要な
点となっている。
In general, as a method of reducing the diameter of the aggregate, an alkali metal salt or a solution thereof is added to a raw material oil or introduced into a combustion zone or a reaction zone.
However, when incorporated into vehicles and resins of inks and coatings, the reduction in particle size and the size of aggregates cause deterioration in dispersibility and fluidity. Therefore, regarding the relationship between the characteristics of carbon black and the physical properties of the resin, it is important how to satisfy blackness and dispersibility, which are generally in a trade-off relationship.

【0009】また、そのようなカーボンブラックを効率
的に生産することが課題となっている。
Another problem is to produce such carbon black efficiently.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高黒度と良
分散性の両方を満足するカーボンブラックを効率的に製
造する方法を提供する。本発明は、一次粒子径が小さ
く、しかも凝集体径が小さく、さらに凝集体分布の幅が
小さく大凝集体径の少ないカーボンブラックを効率的に
得るための製造方法を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for efficiently producing carbon black satisfying both high blackness and good dispersibility. The present invention provides a production method for efficiently obtaining carbon black having a small primary particle diameter, a small aggregate diameter, a small aggregate distribution width, and a small large aggregate diameter.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、カーボン
ブラックのマトリックス中での分散挙動、黒度に影響す
る因子を解析し、従来に比して、より高黒度で良分散性
を有するカーボンブラックを得るために種々検討した結
果、微細凝集体が分散に悪影響を与えること、大凝集体
が黒度に悪影響を与えること、従って微細凝集体や大凝
集体のない均一な凝集体を有するカーボンブラックが、
高黒度で良分散性である事を見いだした。すなわち、小
粒子径、小凝集体径で凝集体径の分布がシャープでかつ
大凝集体径の存在しないカーボンブラックが、高黒度で
分散性が良い、つまり上述の二律背関係にあると考えら
れてきた黒度と分散性との問題を解決するものであるこ
とを発見したのである。そして、このような優れた特性
を有するカーボンブラックを得るための効率的な条件に
つき更に鋭意検討を重ねた結果、原料炭化水素を導入す
る位置を特定条件とすることにより、上述の優れた特性
を有するカーボンブラックを効率的に生産することがで
きることを見いだした。意外なことに、原料炭化水素導
入位置の酸素濃度を極力少なくすることにより、このよ
うな小粒子径であり凝集体径が小さく均一で、且つ大粒
径の凝集体が抑えられたカーボンブラックを歩留まり良
く得ることができることを見いだしたのである。すなわ
ち、本発明は、高温燃焼ガス流を形成させる第1反応帯
域と、得られた高温燃焼ガス流に原料炭化水素を混合し
てカーボンブラックを生成させる、チョーク部を有する
第2反応帯域と、第2反応帯域の下流にあり、反応を停
止させる第3反応帯域とを有する製造炉を用いるカーボ
ンブラックの製造方法において、原料炭化水素を導入す
る部位における燃焼ガス中の酸素濃度を3vol%以下
とすることを特徴とするカーボンブラックの製造方法に
存する。
Means for Solving the Problems The present inventors have analyzed the dispersion behavior of carbon black in a matrix and the factors affecting blackness, and have found that higher blackness and better dispersibility can be obtained as compared with the prior art. As a result of various studies to obtain carbon black having, it was found that fine aggregates had an adverse effect on dispersion, large aggregates had an adverse effect on blackness, and therefore uniform aggregates without fine aggregates and large aggregates were obtained. Having carbon black,
They were found to have high blackness and good dispersibility. In other words, small particle diameter, carbon black in which the distribution of the aggregate diameter is sharp and the large aggregate diameter does not exist in the small aggregate diameter, and the dispersibility is high and the blackness is good, that is, the two-dimensional relationship described above is satisfied. It was discovered that it would solve the problem of blackness and dispersibility that had been considered. Further, as a result of further intensive studies on efficient conditions for obtaining carbon black having such excellent characteristics, the above-described excellent characteristics were obtained by setting the position where the raw material hydrocarbon was introduced to specific conditions. It has been found that carbon black can be efficiently produced. Surprisingly, by reducing the oxygen concentration at the feed hydrocarbon introduction position as much as possible, carbon black having such a small particle diameter, a small aggregate diameter, and a large particle diameter is suppressed. They found that they could get good yields. That is, the present invention provides a first reaction zone for forming a high-temperature combustion gas stream, and a second reaction zone having a choke portion for mixing a raw material hydrocarbon with the obtained high-temperature combustion gas stream to produce carbon black. A method for producing carbon black using a production furnace having a third reaction zone downstream of a second reaction zone and having a third reaction zone for stopping the reaction, wherein the oxygen concentration in the combustion gas at the site where the raw material hydrocarbon is introduced is 3 vol% or less. And a method for producing carbon black.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、第1反応帯域、第2反応帯域及び第3反応帯
域を有する製造炉において、原料炭化水素を導入するこ
とによりカーボンブラックを得る、いわゆるファーネス
法に関するものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present invention relates to a so-called furnace method for obtaining carbon black by introducing a raw material hydrocarbon in a production furnace having a first reaction zone, a second reaction zone, and a third reaction zone.

【0013】本発明の構成を、図を用いて説明する。図
1は、本発明で用いることのできるカーボンブラック製
造炉の一例を示す要部縦断面概略図である。炉は長さ方
向に、高温燃焼ガス流を形成させる第1反応帯域1と、
得られた高温燃焼ガス流に原料炭化水素を混合してカー
ボンブラックを生成させる、チョーク部を有する第2反
応帯域2(チョーク部4を有する。)と、第2反応帯域
に引き続いた下流にあり、反応を停止させる第3反応帯
域3とに区分される。各反応帯域のプロセス自体は、基
本的には従来技術と同様の方法を採ることができる。
The configuration of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of a main part showing an example of a carbon black production furnace that can be used in the present invention. The furnace has a first reaction zone 1 in the longitudinal direction for forming a hot combustion gas stream;
A second reaction zone 2 having a choke portion (having a choke portion 4) for mixing the resulting high-temperature combustion gas stream with a raw material hydrocarbon to form carbon black, and a downstream portion following the second reaction zone. , And a third reaction zone 3 for stopping the reaction. The process itself in each reaction zone can basically adopt the same method as in the prior art.

【0014】第1反応帯域では一般に燃焼ノズル5から
燃料炭化水素と酸素含有ガスを導入し、高温ガス流を発
生させる。酸素含有ガスとしては一般に空気、酸素また
はそれらの混合物が用いられ、燃料炭化水素としては一
般に水素、一酸化炭素、天然ガス、石油ガス並びに重油
等の石油系液体燃料、クレオソート油等の石炭系液体燃
料が使用される。
In the first reaction zone, fuel hydrocarbons and an oxygen-containing gas are generally introduced from the combustion nozzle 5 to generate a high-temperature gas stream. As the oxygen-containing gas, air, oxygen or a mixture thereof is generally used. As the fuel hydrocarbon, hydrogen, carbon monoxide, natural gas, petroleum gas and petroleum-based liquid fuels such as heavy oil, coal-based fuels such as creosote oil are generally used. Liquid fuel is used.

【0015】第2反応帯域では第1反応帯域で得られた
高温ガス流に並流又は横方向に設けた原料炭化水素導入
ノズル6から原料炭化水素を噴霧導入し、原料炭化水素
を熱分解させてカーボンブラックに転化させる。原料炭
化水素としては一般にベンゼン、トルエン、キシレン、
ナフタレン、アントラセン等の芳香族炭化水素、クレオ
ソート油、カルボン酸油等の石炭系炭化水素、エチレン
ヘビーエンドオイル、FCCオイル等の石油系重質油、
アセチレン系不飽和炭化水素、エチレン系炭化水素、ペ
ンタンやヘキサン等の脂肪族飽和炭化水素などが好適に
使用される。
In the second reaction zone, the raw hydrocarbon is spray-injected from a raw hydrocarbon introduction nozzle 6 provided in parallel or in the horizontal direction with the high temperature gas flow obtained in the first reaction zone, and the raw hydrocarbon is thermally decomposed. To convert it to carbon black. As raw material hydrocarbons, generally, benzene, toluene, xylene,
Aromatic hydrocarbons such as naphthalene and anthracene; coal-based hydrocarbons such as creosote oil and carboxylic acid oil; heavy oils such as ethylene heavy-end oil and FCC oil;
Acetylene unsaturated hydrocarbons, ethylene hydrocarbons, and aliphatic saturated hydrocarbons such as pentane and hexane are preferably used.

【0016】第3反応帯域は高温反応ガスを1000〜
800℃以下に冷却するため、反応停止流体導入用ノズ
ル7から水等の液体あるいは気体の冷却媒体を噴霧す
る。冷却されたカーボンブラックは、捕集バッグフィル
ター等でガスと分離し回収する等公知の一般的プロセス
をとることができる。尚、図中、8はコントロールバル
ブである。
In the third reaction zone, the high-temperature reaction gas is
A liquid or gaseous cooling medium such as water is sprayed from the reaction stopping fluid introduction nozzle 7 to cool the mixture to 800 ° C. or less. The cooled carbon black can be subjected to a known general process such as separation and recovery from gas by a collecting bag filter or the like. In the figure, reference numeral 8 denotes a control valve.

【0017】ここで本発明においては、原料炭化水素導
入位置における酸素濃度を、3vol%以下とすること
を特徴とする。好ましくは、0.05〜1vol%であ
る。これにより、得られるカーボンブラックは小凝集体
径で凝集体分布が極めてシャープであり、また大粒径の
凝集体の発生が抑えられ、しかも小粒子径のものを歩留
まり良く得ることができることを本発明者らは見いだし
たのである。
Here, the present invention is characterized in that the oxygen concentration at the feed hydrocarbon introduction position is 3 vol% or less. Preferably, it is 0.05 to 1 vol%. As a result, the obtained carbon black has a small aggregate size, the aggregate distribution is extremely sharp, the generation of aggregates having a large particle size is suppressed, and a small particle size can be obtained with good yield. The inventors have found.

【0018】従来はファーネス法で得られるファーネス
ブラックは原料炭化水素の一部部分燃焼によって生成す
ると考えられていたため、原料炭化水素導入部位におけ
る燃焼ガス中の残存酸素濃度を5〜10vol%程度と
し、原料油を一部部分燃焼させていた。発明者らは、極
めて意外なことに、酸素濃度を極少量に抑えることによ
って凝集体分布がシャープで大粒径の凝集体がなく、さ
らに小凝集体径であり小粒子径のカーボンブラックを高
い歩留まりで得ることができることを見いだしたのであ
る。
Conventionally, furnace black obtained by the furnace method has been considered to be produced by partial combustion of the raw material hydrocarbon, so that the residual oxygen concentration in the combustion gas at the raw material hydrocarbon introduction site is set to about 5 to 10 vol%, The feedstock was partially burned. The inventors have surprisingly found that by suppressing the oxygen concentration to a very small amount, the aggregate distribution is sharp, there is no aggregate having a large particle diameter, and further, the carbon black having a small aggregate diameter and a small particle diameter is increased. They found what they could get at a yield.

【0019】このように原料炭化水素導入部位の酸素濃
度を低く抑えることにより本発明の有する上述の効果が
達成できる理由は完全には明らかではないが、本発明者
らがこの部位での酸素濃度をさまざまに変化させた実験
を行った結果、酸素濃度が少ないほど、最終的な排ガス
中のCOの濃度が少なくなる事を見いだした。CO濃度
が小さくなるということは、燃焼反応においてCO2
発生割合が増加している事を意味しており、燃焼反応に
おける発熱量が大きくなり、燃焼ガスの高温化がはかれ
ていることが考えられる。また、余剰酸素がCO2にな
るときの反応はC+O2→CO2、COになるときの反応
は2C+O2→2COで表されるが、式より明らかなよ
うにCOになる方が2倍の炭素を消費する。よって、原
料炭化水素導入部位における酸素濃度が少ないことによ
り生成するCOが減らされ、小粒子径のカーボンブラッ
クを得られると同時に歩留まりが大幅に改善されている
ことが推測される。
It is not completely clear why the above-mentioned effects of the present invention can be achieved by suppressing the oxygen concentration at the starting hydrocarbon introduction site to a low level. As a result of conducting experiments in which the oxygen concentration was varied, it was found that the lower the oxygen concentration, the lower the final CO concentration in the exhaust gas. Decreasing the CO concentration means that the rate of generation of CO 2 in the combustion reaction is increasing, and that the calorific value in the combustion reaction is increasing and the combustion gas is being heated to a higher temperature. Conceivable. The reaction when the excess oxygen becomes CO 2 is expressed by C + O 2 → CO 2 , and the reaction when the excess oxygen becomes CO is expressed by 2C + O 2 → 2CO. Consumes carbon. Therefore, it is presumed that the generated CO is reduced due to the low oxygen concentration in the raw material hydrocarbon introduction site, so that carbon black having a small particle diameter can be obtained, and the yield has been greatly improved.

【0020】また、原料炭化水素導入部位における酸素
濃度が小さいことから原料炭化水素の部分燃焼が少な
く、しかもカーボンブラックの生成する領域の雰囲気が
均一に保たれるために、凝集体径分布がシャープなカー
ボンブラックを得ることができるのではないかと推測さ
れる。原料炭化水素導入部位における酸素濃度の測定
は、原料炭化水素導入部位における気体を採取し、例え
ばガスクロマトグラフィー測定装置で窒素、酸素、二酸
化炭素、一酸化炭素、水素、メタン、アセチレンを測定
することにより求めることができる。なお燃焼で発生す
る水は計算には入れない。
Further, since the oxygen concentration in the feed hydrocarbon introduction site is low, the partial combustion of the feed hydrocarbon is small, and the atmosphere in the region where carbon black is generated is kept uniform, so that the aggregate diameter distribution is sharp. It is presumed that a suitable carbon black can be obtained. To measure the oxygen concentration at the raw hydrocarbon introduction site, collect the gas at the raw hydrocarbon introduction site and measure nitrogen, oxygen, carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen, methane, and acetylene, for example, with a gas chromatography measurement device. Can be obtained by Water generated by combustion is not included in the calculation.

【0021】原料炭化水素を導入する部位の温度は18
00℃以上が好ましく、より好ましくは1900℃以
上、さらに好ましくは2000〜2400℃が好適であ
る。これにより、小粒子径、小凝集体径及びシャープな
凝集体分布を有するカーボンブラックを容易に得ること
ができる。カーボンブラック凝集体は、原料炭化水素が
熱分解後、縮合し、液滴へ融着後、核となる前駆体が形
成し一次粒子が生成、その後粒子の相互の衝突を経て、
融着炭化し生成すると考えられる。この反応は高温であ
る程速く進み、生成する一次粒子も小さくなる。また、
炭化速度も速くなるので、一次粒子同士が衝突し凝集体
となって固まるまでの時間も短くなるので凝集体も小さ
くなると考えられる。従って、原料炭化水素を導入する
部位における温度は原料炭化水素が均一に気化、熱分解
するためにさらには小粒子径カーボンブラックを得るた
めに充分高温であることが望ましく、本発明においては
上記の温度範囲とすることが好適であるものと考えられ
る。
The temperature at the site where the raw hydrocarbon is introduced is 18
The temperature is preferably at least 00 ° C, more preferably at least 1900 ° C, even more preferably at 2000 to 2400 ° C. Thereby, carbon black having a small particle diameter, a small aggregate diameter, and a sharp aggregate distribution can be easily obtained. Carbon black agglomerates, after the raw material hydrocarbons thermally decompose, condensed, fused to droplets, a nucleus precursor is formed, primary particles are generated, and then through mutual collision of particles,
It is considered to be formed by fusion carbonization. This reaction proceeds faster at higher temperatures, and the primary particles produced are also smaller. Also,
It is considered that since the carbonization rate is increased, the time required for the primary particles to collide with each other to form an aggregate and to be shortened is also reduced, so that the aggregate is also reduced. Therefore, the temperature at the site where the raw material hydrocarbon is introduced is desirably sufficiently high for the raw material hydrocarbon to be uniformly vaporized and thermally decomposed, and further to obtain a small particle size carbon black. It is believed that a temperature range is preferred.

【0022】原料炭化水素を導入する部位の温度を上記
の範囲とするには、例えば第1反応帯域において高温燃
焼ガス流を形成させる際に空気に酸素を添加することが
できる。もちろん、燃焼ガス温度を高める方法は酸素の
添加に限定されず、空気を予熱する等の方法をとること
によっても可能である。なお、炉内の温度は例えば放射
温度計等の手段により確認することができる。
In order to set the temperature of the site for introducing the raw material hydrocarbon to the above range, oxygen can be added to air, for example, when forming a high-temperature combustion gas stream in the first reaction zone. Of course, the method of increasing the temperature of the combustion gas is not limited to the addition of oxygen, but it is also possible to adopt a method such as preheating air. The temperature in the furnace can be confirmed by means such as a radiation thermometer.

【0023】本発明において、第2反応帯域はチョーク
部を有するものである。チョーク部は断面積が急激に狭
くなっている部分である。本発明においては、チョーク
部は800mm以上、好ましくは800〜3000mm
とするのが特に望ましい。この範囲で特に、得られるカ
ーボンブラックの凝集体径を特に小さくできることを本
発明者らは見いだした。
In the present invention, the second reaction zone has a choke portion. The chalk portion is a portion where the cross-sectional area is sharply reduced. In the present invention, the choke portion is 800 mm or more, preferably 800 to 3000 mm.
It is particularly desirable that The present inventors have found that particularly in this range, the aggregate diameter of the obtained carbon black can be particularly reduced.

【0024】凝集体が生成する領域においては、絞り部
等の流路変化等による高撹乱場が無いことが望ましいこ
とが本発明者らの鋭意検討により見いだされた。そして
凝集体の分布を制御しようとする場合は粒子径分布を制
御する場合と比較して、更に長い時間制御が必要である
ことも判明した。このためチョーク部が一定の長さを有
していることにより、原料炭化水素供給後にカーボンブ
ラックの一次粒子及び凝集体が生成するまでに反応帯域
の条件が均一であり続けることができ、原料炭化水素供
給後にカーボンブラックの一次粒子及び凝集体が生成す
る反応が完了するまでに流路断面形状の大幅な変化等に
よる高撹乱が抑えられるため、上記チョーク部の長さを
有することにより凝集体分布の制御に寄与し、大凝集体
径の生成を防ぐことに効果があるものと推測される。
It has been found by the present inventors that the region where the aggregates are formed desirably does not have a high disturbance field due to a change in the flow path of the throttle or the like. It has also been found that control of the distribution of aggregates requires longer time control than control of the particle size distribution. For this reason, since the choke portion has a certain length, the condition of the reaction zone can be kept uniform until the primary particles and aggregates of carbon black are formed after the supply of the raw material hydrocarbon, and Since high disturbance due to a large change in the cross-sectional shape of the flow channel is suppressed until the reaction of generating primary particles and aggregates of carbon black after the supply of hydrogen is completed, the aggregate distribution is achieved by having the length of the choke portion. It is presumed that it contributes to the control of the size and is effective in preventing the formation of a large aggregate diameter.

【0025】なお、ここでチョーク部開始部位であるチ
ョーク部の入口は、流路の最も狭い部分を含み、流路の
縮小する軸方向に対する角度が5°を超える値から5°
以下に変化する部位をいう。一方、チョーク部の終端で
あるチョーク部の出口は、流路の縮小する軸方向に対す
る角度が5°を超える値となる部位をいう。チョークの
直径は170mm以下が好適である。特に好ましくは3
0〜170mm、更に好ましくは50〜150mmであ
る。この範囲で特に凝集体分布がシャープなものを容易
に得ることができる。
Here, the inlet of the choke portion, which is the start portion of the choke portion, includes the narrowest portion of the flow path, and the angle with respect to the axial direction in which the flow path is reduced from 5 ° to 5 °.
The following are the parts that change. On the other hand, the outlet of the choke portion, which is the terminal of the choke portion, refers to a portion where the angle with respect to the axial direction in which the flow path is reduced has a value exceeding 5 °. The diameter of the chalk is preferably 170 mm or less. Particularly preferably 3
It is 0 to 170 mm, more preferably 50 to 150 mm. In this range, particularly those having a sharp aggregate distribution can be easily obtained.

【0026】チョーク内のガス流速は速いほど良い。原
料炭化水素は導入後、燃焼ガスの運動及び熱エネルギー
により微粒化されるが、その時の燃焼ガスの速度は速い
程良く、250m/s以上が好ましく、300〜500
m/sが好適である。この範囲で特に小粒径で凝集体が
小さく粒子径分布の狭いカーボンブラックを容易に得る
ことができる。
The higher the gas flow rate in the choke, the better. After the feed hydrocarbon is introduced, it is atomized by the motion and heat energy of the combustion gas. The speed of the combustion gas at that time is preferably as high as possible, preferably 250 m / s or more, and 300 to 500 m / s.
m / s is preferred. In this range, carbon black having a small particle size, a small aggregate, and a narrow particle size distribution can be easily obtained.

【0027】また、原料炭化水素を炉内に均一に分散さ
せるために、原料炭化水素は2個以上のノズルから炉内
に導入する事が好ましい。原料炭化水素の供給位置は、
チョーク部内であってしかもチョーク入り口から燃焼ガ
スの断面平均流速基準で1ms以内の範囲とすることが
好適である。より好ましくは、0.6ms以内の範囲と
する。この部位で導入することにより、特に小粒子径で
凝集体径の均一なカーボンブラックを得ることができ
る。
In order to uniformly disperse the raw material hydrocarbons in the furnace, it is preferable to introduce the raw material hydrocarbons into the furnace from two or more nozzles. The feed position of the raw hydrocarbon is
It is preferable to set the range within 1 ms within the choke portion and on the basis of the cross-sectional average flow velocity of the combustion gas from the choke inlet. More preferably, it is within the range of 0.6 ms. By introducing at this site, carbon black having a particularly small particle diameter and a uniform aggregate diameter can be obtained.

【0028】以上説明した本発明のカーボンブラックの
製造方法により、凝集体が小さくしかも分布がシャープ
であり、さらに小粒子径であるカーボンブラックを得る
ことができる。従来より凝集体の評価指標として、cD
BPやカーボンブラックの水分散系における遠心沈降
法、電子顕微鏡解析が知られているが、最近では凝集体
の大きさ、分布の評価に遠心沈降法が用いられている。
本発明の実施例においては、凝集体径がシャープである
ことの指標として、遠心沈降法による凝集体ストークス
相当径分布における最大頻度ストークス相当径Dmod
最大頻度ストークス相当径の半値幅D1/2の比を、大凝
集体径がないことの指標としてD75を用いて評価した。
According to the method for producing carbon black of the present invention described above, it is possible to obtain carbon black having a small aggregate, a sharp distribution, and a small particle diameter. Conventionally, cD has been used as an evaluation index for aggregates.
A centrifugal sedimentation method and an electron microscopic analysis in an aqueous dispersion of BP and carbon black are known. Recently, a centrifugal sedimentation method has been used to evaluate the size and distribution of aggregates.
In Examples of the present invention, as an indicator of the sharpness of the aggregate diameter, the maximum frequency Stokes equivalent diameter D mod and the half-width D 1 / of the maximum frequency Stokes equivalent diameter in the aggregate Stokes equivalent diameter distribution by centrifugal sedimentation. 2 ratio was evaluated using D 75 as an indication that there is no large agglomerates diameter.

【0029】本発明の製造方法により、平均粒子径25
nm以下で、遠心沈降法による凝集体ストークス相当径
分布における最大頻度ストークス相当径Dmodと最大頻
度ストークス相当径の半値幅の比すなわちD1/2/Dmod
の比が0.6以下、体積75%径とDmodの比D75/D
modが1.3以下である、小粒子径、小凝集体径で凝集
体径分布がシャープで大凝集体径のものが少ないカーボ
ンブラックを効率的に得ることができる。さらに、PV
C黒度を高めるためにより好ましいものである平均粒子
径20nm以下のカーボンブラックも容易に得ることが
できる。
According to the production method of the present invention, an average particle diameter of 25
The ratio of the maximum frequency Stokes equivalent diameter D mod to the half-width of the maximum frequency Stokes equivalent diameter, ie, D 1/2 / D mod, in the aggregate Stokes equivalent diameter distribution by centrifugal sedimentation at or below nm.
Is not more than 0.6, and the ratio of volume 75% diameter to D mod D 75 / D
Carbon black having a mod of 1.3 or less, a small particle diameter, a small aggregate diameter, a sharp aggregate diameter distribution, and a small number of large aggregate diameters can be efficiently obtained. Furthermore, PV
Carbon black having an average particle diameter of 20 nm or less, which is more preferable for increasing the C blackness, can be easily obtained.

【0030】本発明により、粒子径が5〜25nm、さ
らには8〜17nm、N2SAが100〜700m2
g、さらには120〜700m2/g、cDBPが40
〜110cc/100g、さらには50〜80cc/
g、Dmodが10〜70nm、さらには20〜50n
m、D1/2が10〜50nm、さらには10〜30n
m、PVC黒度が3〜35、さらには5〜35、分散指
数が1〜200、さらには10〜150のカーボンブラ
ックを得ることもできる。
According to the present invention, the particle size is 5 to 25 nm, further 8 to 17 nm, and the N 2 SA is 100 to 700 m 2 /
g, furthermore, 120 to 700 m 2 / g, and cDBP is 40.
~ 110cc / 100g, furthermore 50 ~ 80cc /
g, D mod is 10 to 70 nm, and further 20 to 50 n
m, D 1/2 is 10 to 50 nm, further 10 to 30 n
m, a carbon black having a PVC blackness of 3 to 35, more preferably 5 to 35, and a dispersion index of 1 to 200, furthermore 10 to 150 can be obtained.

【0031】[0031]

【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明する。 (実施例1〜4)図1に示す、空気導入ダクトと燃焼バ
ーナーを備える内径500mm、長さ1400mmの第
1反応帯域、該第1反応帯域に連接され、周辺から複数
の原料ノズルを貫設した内径60mm、長さ800mm
のチョーク部を有する第2反応帯域、クエンチ装置を備
えた内径100mm長さ6000mmの第3反応帯域、
及び絞り機構として内弁径80mmのコントロールバル
ブを順次結合した構造のカーボンブラック製造炉を設置
した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. (Examples 1 to 4) A first reaction zone having an inner diameter of 500 mm and a length of 1400 mm provided with an air introduction duct and a combustion burner as shown in FIG. 1 and connected to the first reaction zone, and a plurality of raw material nozzles are penetrated from the periphery. 60mm inside diameter, 800mm length
A second reaction zone having a choke portion, a third reaction zone having an inner diameter of 100 mm and a length of 6000 mm equipped with a quench device,
A carbon black production furnace having a structure in which control valves having an inner valve diameter of 80 mm were sequentially connected as a throttle mechanism was installed.

【0032】原料ノズルの位置は、チョーク部の入口か
ら100mmである。上記の炉を用い、表−1に示す各
条件によりカーボンブラックを製造した。燃料及び、原
料炭化水素としてクレオソート油を使用した。実施例
3、4では、燃焼ガス温度を高めるため空気に酸素を添
加した。表−1中、「燃焼ガス温度」、「燃焼ガス酸素
濃度」及び「炉内圧力」は原料炭化水素を導入する部位
におけるものである。「カリウム濃度」は原料炭化水素
中に添加されたKOHの濃度を、カリウムの濃度として
規定したものである。
The position of the raw material nozzle is 100 mm from the entrance of the choke section. Using the above furnace, carbon black was produced under the conditions shown in Table 1. Creosote oil was used as fuel and raw hydrocarbon. In Examples 3 and 4, oxygen was added to air to increase the combustion gas temperature. In Table 1, "combustion gas temperature", "combustion gas oxygen concentration", and "furnace pressure" are those at the site where the raw material hydrocarbon is introduced. The “potassium concentration” defines the concentration of KOH added to the raw material hydrocarbon as the concentration of potassium.

【0033】得られたカーボンブラックの各種特性を表
−2に示す。得られたカーボンブラックの分析的性質を
決定するため、次の試験方法を用いた。 (比表面積)比表面積(N2SA)はASTM D30
37−88に従って決定した。 (cDBP)破砕DBP吸収数(cDBP)はASTM
D−3493−88に従って決定した。 (Dmod、D1/2)最大頻度ストークス相当径(Dmod
及びストークス相当径半値幅(D1/2)は次のようにし
て決定した。
Table 2 shows various properties of the obtained carbon black. The following test method was used to determine the analytical properties of the resulting carbon black. (Specific surface area) The specific surface area (N 2 SA) is ASTM D30
37-88. (CDBP) Crushed DBP absorption number (cDBP) is ASTM
Determined according to D-3493-88. (D mod , D 1/2 ) Maximum frequency Stokes equivalent diameter (D mod )
The Stokes equivalent diameter half width (D 1/2 ) was determined as follows.

【0034】スピン液として20%エタノール溶液を用
い、遠心沈降式の流度分布測定装置(JLオートメーシ
ョン社製 DCF3型)により、ストークス相当径を測
定し、ストークス相当径対与えられた試料中の相対的発
生頻度のヒストグラム(図2)を作る。ヒストグラムの
ピーク(A)から線(B)を、Y軸に平行にX軸まで引
き、ヒストグラムのX軸の点(C)で終わらせる。点
(C)でのストークス直径が最大頻度ストークス相当径
modである。また、得られた線(B)の中点(F)を
決定し、その中点(F)を通りX軸に平行に線(G)を
引く。線(G)はヒストグラムの分布曲線と2点D及び
Eで交わる.カーボンブラック粒子の2点D及びEの二
つのストークス直径の差の絶対値がストークス相当径半
値幅D1/2値である。 (D75)体積75%径(D75)は次のようにして決定し
た。
Using a 20% ethanol solution as a spin solution, a Stokes equivalent diameter was measured by a centrifugal sedimentation type flow rate distribution measuring device (DCF3 type manufactured by JL Automation), and the Stokes equivalent diameter was measured relative to the given sample. A histogram of target occurrence frequency (FIG. 2) is created. A line (B) is drawn from the peak (A) of the histogram to the X axis in parallel with the Y axis and ends at a point (C) on the X axis of the histogram. The Stokes diameter at point (C) is the maximum frequency Stokes equivalent diameter D mod . Further, the midpoint (F) of the obtained line (B) is determined, and a line (G) is drawn through the midpoint (F) and parallel to the X axis. The line (G) intersects the distribution curve of the histogram at two points D and E. The absolute value of the difference between the two Stokes diameters at two points D and E of the carbon black particles is the Stokes equivalent diameter half width D1 / 2 value. (D 75 ) The volume 75% diameter (D 75 ) was determined as follows.

【0035】上記最大頻度ストークス径を決定する方法
において、ストークス相当径対試料の相対的発生頻度の
ヒストグラム図2からそれぞれのストークス直径と頻度
から体積を求め、ストークス直径対その直径までの得ら
れた試料の体積総和を表すグラフを作る。(図3)よっ
て図3中点(A)は、全試料の体積の総和を表す。ここ
で、この体積総和の75%の値の点(B)を決定し、点
(B)よりX軸に平衡に曲線と交わるまで線を引く。点
(C)からY軸に平衡に線を引き、X軸と交わった点
(D)の値が体積75%径(D75)である。 (PVC黒度)PVC黒度は、本発明のカーボンブラッ
クをPVC樹脂に添加、2本ロールにより分散、シート
化し、三菱化学(株)カーボンブラック「#40」、
「#45」の黒度を各々1点、10点と基準値を定め、
試料の黒度を視感判定により評価した。 (分散指数)分散指数は次の方法により評価した。LD
PE樹脂中の分散状態を観察し、未分散凝集塊の数をカ
ウントし、この数が多い、すなわち、分散指数が大きい
ほど、分散性が悪いと評価した。
In the above method of determining the maximum frequency Stokes diameter, a histogram of the Stokes equivalent diameter versus the relative frequency of occurrence of the sample The volume was obtained from each Stokes diameter and frequency from FIG. Make a graph showing the total volume of the sample. (FIG. 3) Thus, the middle point (A) in FIG. 3 represents the sum of the volumes of all the samples. Here, a point (B) having a value of 75% of the total volume is determined, and a line is drawn from the point (B) to the X axis until the curve intersects the equilibrium. A line is equilibrium drawn from the point (C) to the Y axis, and the value at the point (D) crossing the X axis is the volume 75% diameter (D 75 ). (PVC Blackness) The PVC blackness is determined by adding the carbon black of the present invention to a PVC resin, dispersing and sheeting with two rolls, and using Mitsubishi Chemical Corporation carbon black “# 40”.
The blackness of “# 45” is defined as 1 point, 10 points and a reference value, respectively.
The blackness of the sample was evaluated by visual evaluation. (Dispersion index) The dispersion index was evaluated by the following method. LD
The state of dispersion in the PE resin was observed, and the number of undispersed aggregates was counted. The larger the number, that is, the larger the dispersion index, the worse the dispersibility.

【0036】250ccバンバリーミキサーにてLDP
E樹脂に試料カーボンブラックを40重量%配合し11
5℃、4分混練りする。 配合条件 LDPE樹脂 101.89g ステアリン酸カルシウム 1.39g イルガノックス1010 0.87g 試料カーボンブラック 69.43g 次に120℃で、2本ロールミルにてカーボンブラック
濃度が1重量%に成るように希釈する。
LDP with 250cc Banbury mixer
E resin mixed with 40% by weight of sample carbon black
Knead at 5 ° C for 4 minutes. Mixing conditions LDPE resin 101.89 g Calcium stearate 1.39 g Irganox 1010 0.87 g Sample carbon black 69.43 g Next, the mixture is diluted with a two-roll mill at 120 ° C. so that the carbon black concentration becomes 1% by weight.

【0037】希釈コンパウンド作成条件 LDPE樹脂 58.3g ステアリン酸カルシウム 0.2g カーボンブラック40%配合樹脂 1.5g スリット幅0.3mmでシート化し、このシートをチッ
プに切断、240℃のホットプレート上で65±3μm
のフィルムに成形する。倍率20倍の光学顕微鏡にて
3.6mm×4.7mmの視野中の0.2mm以上の直
径の未分散凝集塊の直径分布を測定し、その総面積を計
算する。この面積を0.35mm径の未分散凝集塊の面
積を基準に、総面積を基準面積で割り、基準粒子の個数
とし計算する。これを16視野以上観察し、平均値を分
散指数とする。
Diluting compound preparation conditions LDPE resin 58.3 g Calcium stearate 0.2 g Carbon black 40% blended resin 1.5 g A sheet with slit width 0.3 mm, cut into chips, and cut on a hot plate at 240 ° C. ± 3μm
Into a film. The diameter distribution of undispersed aggregates having a diameter of 0.2 mm or more in a 3.6 mm × 4.7 mm field of view is measured with an optical microscope having a magnification of 20 ×, and the total area is calculated. This area is calculated by dividing the total area by the reference area based on the area of the undispersed aggregate having a diameter of 0.35 mm as the number of reference particles. This is observed in 16 or more visual fields, and the average value is used as the dispersion index.

【0038】同一粒子径あるいは同一PVC黒度での生
産性は、
The productivity at the same particle size or the same PVC blackness is as follows:

【0039】原料供給量×原料油歩留まり/空気量 で表すことができ、また燃料の消費割合は全炭素歩留が
高いほど低くなる。 (粒子径)電子顕微鏡法による。電子顕微鏡法とは、以
下に示す方法である。カーボンブラックをクロロホルム
に投入し200KHzの超音波を20分間照射し分散さ
せた後、分散試料を支持膜に固定する。これを透過型電
子顕微鏡で写真撮影し、写真上の直径と写真の拡大倍率
により粒子径を計算する。この操作を約1500回にわ
たって実施し、それらの値の算術平均により求める。
It can be expressed as feedstock feedstock feedstock yield / air quantity, and the fuel consumption rate decreases as the total carbon yield increases. (Particle size) According to electron microscopy. Electron microscopy is a method described below. The carbon black is put into chloroform and irradiated with ultrasonic waves of 200 KHz for 20 minutes to disperse, and then the dispersion sample is fixed to the supporting film. This is photographed with a transmission electron microscope, and the particle diameter is calculated from the diameter on the photograph and the magnification of the photograph. This operation is performed about 1500 times, and the values are obtained by arithmetic averaging.

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】[0041]

【表2】 [Table 2]

【0042】(比較例1、2)実施例で用いたカーボン
ブラック製造炉を用い、表−1の条件で比較例1を実施
した。また比較例2は実施例の製造炉のチョーク部の長
さを500mmとした製造炉を用いて実施した。得られ
たカーボンブラック物性を表−2に示した。
(Comparative Examples 1 and 2) Comparative Example 1 was carried out under the conditions shown in Table 1 using the carbon black production furnace used in the examples. Comparative Example 2 was carried out using a production furnace in which the length of the choke portion of the production furnace of the example was 500 mm. The physical properties of the obtained carbon black are shown in Table-2.

【0043】実施例で得られた本発明のカーボンブラッ
クを比較例で得られたものと比べると、表2に示すよう
に、実施例は比較例に比べ、粒子径の小さなカーボンブ
ラックが得られている。また、実施例1、2と比較例2
を比べると、粒子径は同一であるが、実施例の方が原料
油歩留まり、全炭素歩留まり共に大幅に高い。また、実
施例1、2は比較例2に比べD1/2/Dmodが小さく凝集
体径の分布がシャープであり、D75も小さく、大凝集体
径のものが少ない。また、高黒色度を呈し、分散指数も
低く、分散性が良好である。
When the carbon black of the present invention obtained in the example was compared with that obtained in the comparative example, as shown in Table 2, the carbon black of the example was smaller than that of the comparative example. ing. Examples 1 and 2 and Comparative Example 2
In comparison, the particle diameters are the same, but in the example, the feedstock yield and the total carbon yield are significantly higher. Further, in Examples 1 and 2, D 1/2 / D mod was small and the distribution of the aggregate diameter was sharp, D 75 was small, and there were few large aggregate diameters as compared with Comparative Example 2. In addition, it exhibits high blackness, has a low dispersion index, and has good dispersibility.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明により得られるカーボンブラック
は、樹脂着色剤、印刷インキ、塗料において黒色顔料と
して使用したときに、従来二律背反の関係にあり困難と
されていた黒色度と分散性を満足しながら、生産性を向
上することができる。従って、樹脂着色剤、印刷イン
キ、塗料において黒色顔料として大変有用である。
The carbon black obtained according to the present invention, when used as a black pigment in a resin colorant, printing ink or paint, satisfies the blackness and dispersibility which have been conventionally difficult and difficult. Meanwhile, productivity can be improved. Therefore, it is very useful as a black pigment in resin colorants, printing inks and paints.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明で用いることのできるカーボンブラック
製造炉の一例を示す要部縦断面概略図
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of an essential part showing an example of a carbon black production furnace that can be used in the present invention.

【図2】最大頻度ストークス相当径(Dmod)及びスト
ークス相当径半値幅(D1/2)の求め方を示す図
FIG. 2 is a diagram showing a method of obtaining a maximum frequency Stokes equivalent diameter (D mod ) and a Stokes equivalent diameter half width (D 1/2 ).

【図3】体積75%径(D75)の求め方を示す図FIG. 3 is a diagram showing a method for obtaining a volume 75% diameter (D 75 ).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1反応帯域 2 第2反応帯域 3 第3反応帯域 1 First reaction zone 2 Second reaction zone 3 Third reaction zone

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 滋 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石1番1号 三菱化学株式会社黒崎事業所内 (72)発明者 尾前 佳宏 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石1番1号 三菱化学株式会社黒崎事業所内 (72)発明者 武原 弘明 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石1番1号 三菱化学株式会社黒崎事業所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shigeru Kawakami 1-1 Kurosaki Joishi, Yawatanishi-ku, Kitakyushu City, Fukuoka Prefecture Inside the Kurosaki Works of Mitsubishi Chemical Corporation (72) Inventor Yoshihiro Omae 1 Kurosaki Joishi, Yawata-Nishi-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Prefecture No. 1 Mitsubishi Chemical Corporation Kurosaki Office (72) Inventor Hiroaki Takehara 1-1 Kurosaki Castle Stone, Yawata Nishi-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Prefecture Mitsubishi Chemical Corporation Kurosaki Office

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】高温燃焼ガス流を形成させる第1反応帯域
と、得られた高温燃焼ガス流に原料炭化水素を混合して
カーボンブラックを生成させる、チョーク部を有する第
2反応帯域と、第2反応帯域の下流にあり反応を停止さ
せる第3反応帯域とを有する製造炉を用いるカーボンブ
ラックの製造方法において、原料炭化水素を導入する部
位における燃焼ガス中の酸素濃度を3vol%以下とす
る事を特徴とするカーボンブラックの製造方法。
A first reaction zone for forming a high-temperature combustion gas stream; a second reaction zone having a choke portion for mixing a raw material hydrocarbon with the obtained high-temperature combustion gas stream to produce carbon black; In a method for producing carbon black using a production furnace having a third reaction zone downstream of two reaction zones and stopping the reaction, the concentration of oxygen in the combustion gas at the site where the raw material hydrocarbon is introduced is set to 3 vol% or less. A method for producing carbon black, characterized in that:
【請求項2】原料炭化水素を導入する部位の温度を18
00〜2400℃とすることを特徴とする請求項1記載
のカーボンブラックの製造方法。
2. The temperature of a site for introducing a raw material hydrocarbon is set at 18
2. The method for producing carbon black according to claim 1, wherein the temperature is from 00 to 2400C.
【請求項3】チョーク部の長さが800mm以上、チョ
ーク部の直径が170mm以下の製造炉を用いることを
特徴とする請求項1記載のカーボンブラックの製造方
法。
3. The method for producing carbon black according to claim 1, wherein a production furnace having a choke portion length of 800 mm or more and a choke portion diameter of 170 mm or less is used.
【請求項4】チョーク部内の燃焼ガスの流速が250m
/s以上であることを特徴とする請求項1または2記載
のカーボンブラックの製造方法。
4. A flow rate of a combustion gas in a choke portion is 250 m.
/ S or more. The method for producing carbon black according to claim 1 or 2, wherein
【請求項5】原料炭化水素を導入する部位がチョーク部
内であってチョーク入口から1ms以内の場所にあるこ
とを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のカーボ
ンブラックの製造方法。
5. The method for producing carbon black according to claim 1, wherein the site for introducing the raw material hydrocarbon is located within the chalk portion and within 1 ms from the chalk inlet.
【請求項6】平均粒子径が25nm以下、D1/2/Dmod
の比が0.6以下、D75/Dmodの比が1.3以下であ
るカーボンブラック。
6. An average particle diameter of 25 nm or less, D 1/2 / D mod
Carbon black having a ratio of 0.6 or less and a ratio of D 75 / D mod of 1.3 or less.
【請求項7】平均粒子径が20nm以下である請求項6
記載のカーボンブラック。
7. The method according to claim 6, wherein the average particle size is 20 nm or less.
The described carbon black.
【請求項8】分散指数が150以下である請求項6又は
7記載のカーボンブラック。
8. The carbon black according to claim 6, wherein the dispersion index is 150 or less.
【請求項9】Dmodが50以下、平均粒子径が25nm
以下、D1/2/Dmodの比が0.6以下であるカーボンブ
ラック。
9. A compound having a D mod of 50 or less and an average particle size of 25 nm.
Hereinafter, carbon black having a ratio of D 1/2 / D mod of 0.6 or less.
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