JPH11181321A - Carbon black production equipment and manufacture of carbon black - Google Patents

Carbon black production equipment and manufacture of carbon black

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JPH11181321A
JPH11181321A JP35292397A JP35292397A JPH11181321A JP H11181321 A JPH11181321 A JP H11181321A JP 35292397 A JP35292397 A JP 35292397A JP 35292397 A JP35292397 A JP 35292397A JP H11181321 A JPH11181321 A JP H11181321A
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JP
Japan
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carbon black
combustion
combustion burner
diffuser
cooling jacket
Prior art date
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Application number
JP35292397A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takaharu Yamamoto
隆晴 山本
Takeshi Yamaguchi
山口  剛
Yuji Maeda
裕司 前田
Yutaka Fukuyama
裕 福山
Nobutake Mise
信猛 見勢
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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  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To minimize the heat-release amount, to facilitate the replacement of a diffuser portion during temperature rise, and to prevent the damage of bricks of a combustion portion without melting the tip portion of a combustion burner by employing a combustion burner having a cooling jacket in a carbon black production unit comprising a combustion portion, a reaction portion and a reaction termination portion. SOLUTION: The combustion burner comprises a cooling jacket 21, a cooling medium inlet nozzle 22, a cooling medium outlet nozzle 23, a diffuser portion 24, a tapered portion 24-1, a support gas spray hole 24-2, a combustion gas spray hole 24-3, a flange 25, an O-ring 26, a fastener screw 27, a diffuser compression spring 28, a fuel introduction pipe 29, a fuel introduction flange 210 and a support gas introduction nozzle 211. A material for a double pipe and the diffuser portion is one having a good thermal conductivity (a thermal conductivity of 10 kcal/mhr deg.C or more). The double pipe and the diffuser portion are provided with temperature sensors such as a thermocouple. The connecting portion between an outer cylinder of the cooling jacket and the diffuser portion are made tapered surface (at an angle of 60 deg. or less).

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、新規且つ有用な燃焼
装置に関するものである。詳しくは、反応部で高温雰囲
気を安定的に得るという効果を発揮できる燃焼装置に関
する。
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 filling materials, reinforcing materials, conductive materials and coloring pigments, and relates to a new and useful combustion apparatus. More specifically, the present invention relates to a combustion device capable of exhibiting an effect of stably obtaining a high-temperature atmosphere in a reaction section.

【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燃
焼部に、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縮小された断面
積を持つ反応部に移動させながら、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、反応停
止部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. The oxygen-containing gas and the fuel are introduced in the direction, and the high-temperature combustion gas flow obtained by these combustions is successively moved to a reaction section having a reduced cross-sectional area installed in the furnace axis direction while the gas flows. 2. Description of the Related Art A furnace-type production method in which a raw material hydrocarbon is introduced into a stream to generate carbon black, and a reaction gas is rapidly cooled in a reaction stopping portion 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
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
No. 68992. Further, it is known that such carbon black 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、まず反応部において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し、かつ反応部内
の乱流混合により高温燃焼ガスの熱エネルギーを効率良
くカーボンブラック生成の反応に利用する事が効果的で
ある。
[0004] In order to obtain carbon black having a small particle size, a raw material hydrocarbon is first sprayed into a high-speed gas stream in a choke section in a reaction section, and the motion and heat energy of the gas are atomized into a liquid feedstock. It is effective to utilize the heat energy of the high-temperature combustion gas efficiently for the reaction of carbon black generation by turbulent mixing in the reaction section.

【0005】カーボンブラック製造炉における燃焼バー
ナーには種々の形態のものが存在するが、材質としては
高温用ステンレス鋼等の高温用金属が一般的であり、せ
いぜい1700℃までであればカーボンブラックの製造
というような酸化雰囲気中においても使用することは可
能であった。
[0005] There are various types of combustion burners in a carbon black production furnace, and high-temperature metals such as high-temperature stainless steel are generally used as materials. It was possible to use even in an oxidizing atmosphere such as manufacturing.

【0006】[0006]

【本発明が解決しようとする課題】しかしながら170
0℃を超える温度では、このような従来よりカーボンブ
ラック製造装置において用いられる燃焼バーナーでは、
溶損、熱歪みによるバーナー破損といった問題を生じや
すく非常に危険であることがわかった。例えば特公昭4
4−31926号公報には、耐火材に燃料孔と支燃ガス
孔を有し、燃焼室内で拡散燃焼する構造のカーボンブラ
ック製造炉が開示されているが、このような燃焼バーナ
ー構造では耐火材の耐熱温度以上での使用は難しい。耐
熱材として2000℃以上の温度に耐えうると考えられ
るものもあるが(例えばジルコニア系耐火材、マグネシ
アクロム系耐火材、マグネシア系耐火材等)、カーボン
ブラック製造炉という高酸化雰囲気における昇温時、降
温時等の温度変化によるヒートショックの問題、また燃
料孔及び支燃ガス孔が耐火材である場合には高速ガス流
によるエロージョン等により耐火材が破損する問題が生
じ、実用化は難しいことがわかった。
[Problems to be solved by the present invention]
At a temperature higher than 0 ° C., such a combustion burner conventionally used in a carbon black producing apparatus has
It has been found that problems such as burner damage due to melting and thermal strain are likely to occur and are very dangerous. For example, Shoko Sho 4
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-31926 discloses a carbon black production furnace having a structure in which a refractory material has a fuel hole and a supporting gas hole and is diffused and burned in a combustion chamber. It is difficult to use above the heat resistant temperature of Some heat-resistant materials are considered to be able to withstand temperatures of 2000 ° C. or higher (for example, zirconia-based refractory materials, magnesia-chrome-based refractory materials, magnesia-based refractory materials, etc.), but when heated in a highly oxidizing atmosphere such as a carbon black production furnace. The problem of heat shock due to temperature change at the time of temperature drop, and the problem of breakage of the refractory material due to erosion by high-speed gas flow occurs when the fuel holes and the supporting gas holes are made of refractory material, making it difficult to put into practical use. I understood.

【0007】本発明は高温ガスを用いたカーボンブラッ
クの製造に耐えうる燃焼バーナー及び製造装置の提供を
目的とするものである。
An object of the present invention is to provide a combustion burner and a production apparatus capable of withstanding the production of carbon black using a high-temperature gas.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題に
鑑み、鋭意検討を重ねた。その結果、特定の構造を有す
る燃焼バーナーを用いて燃焼ガスを発生させることによ
り、一次粒子径が小さく、凝集体径が小さく、凝集体分
布の幅が小さく大凝集体系の少ないというような優れた
特性を有するカーボンブラックを得ることが可能となる
ことを見いだし、本発明に到達した。
Means for Solving the Problems In view of the above problems, the present inventors have made intensive studies. As a result, by using a combustion burner having a specific structure to generate combustion gas, the primary particle diameter is small, the aggregate diameter is small, the width of the aggregate distribution is small, and the large aggregate system is excellent. The inventors have found that it is possible to obtain carbon black having characteristics, and have reached the present invention.

【0009】すなわち本発明は冷却ジャケット構造を有
することを特徴とするカーボンブラック製造用燃焼バー
ナー、及びこれを用いたカーボンブラックの製造方法、
並びに燃焼部、反応部、反応停止部からなるカーボンブ
ラックの製造装置であって、冷却ジャケット構造を具備
した燃焼バーナーを有することを特徴とするカーボンブ
ラック製造装置に存する。
That is, the present invention provides a combustion burner for producing carbon black, which has a cooling jacket structure, a method for producing carbon black using the same,
The present invention also relates to a carbon black producing apparatus comprising a combustion section, a reaction section, and a reaction stopping section, characterized by having a combustion burner having a cooling jacket structure.

【0010】[0010]

【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、燃焼部、反応部、反応停止部からなるカーボ
ンブラックの製造装置において、燃焼バーナーとして特
定構造を有するものを用いたものである。燃焼部、反応
部、反応停止部からなるカーボンブラックの製造装置自
体は公知のものであり、公知の技術を適宜選択すること
ができる。例えば図1に示すように製造装置を構成する
ことができる。図中、11は燃焼部、12は反応部、1
3は反応停止部、14は燃焼バーナー、15は原料油導
入ノズル、16は反応停止流体導入ノズルである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
The present invention uses an apparatus having a specific structure as a combustion burner in an apparatus for producing carbon black comprising a combustion section, a reaction section, and a reaction stop section. The apparatus for producing carbon black itself comprising a combustion section, a reaction section, and a reaction stop section is a known apparatus, and a known technique can be appropriately selected. For example, a manufacturing apparatus can be configured as shown in FIG. In the figure, 11 is a combustion section, 12 is a reaction section, 1
Reference numeral 3 denotes a reaction stopping portion, 14 denotes a combustion burner, 15 denotes a feed oil introducing nozzle, and 16 denotes a reaction stopping fluid introducing nozzle.

【0011】本発明において、燃焼バーナーが冷却ジャ
ケット構造を有することを特徴とする。図2に、本発明
の冷却構造を有する燃焼バーナーの一例の概略図を示
す。図中、21は冷却ジャケット、22は冷却媒体入口
ノズル、23は冷却媒体出口ノズル、24はディフュー
ザー部、24−1はテーパー部、24−2は支燃ガス噴
霧孔、24−3は燃焼ガス噴霧孔、25はフランジ、2
6はOリング、27は固定ねじ、28はディフューザー
押し付け用バネ、29は燃料導入管、210は燃料導入
フランジ、211は 支燃ガス導入ノズルである。
In the present invention, the combustion burner has a cooling jacket structure. FIG. 2 shows a schematic view of an example of a combustion burner having the cooling structure of the present invention. In the figure, 21 is a cooling jacket, 22 is a cooling medium inlet nozzle, 23 is a cooling medium outlet nozzle, 24 is a diffuser part, 24-1 is a tapered part, 24-2 is a supporting gas spray hole, and 24-3 is a combustion gas. Spray hole, 25 is flange, 2
6 is an O-ring, 27 is a fixing screw, 28 is a diffuser pressing spring, 29 is a fuel introduction pipe, 210 is a fuel introduction flange, and 211 is a supporting gas introduction nozzle.

【0012】冷却ジャケットは燃焼バーナーの燃焼ガス
導入管の外側に設けられた円筒二重管構造となってお
り、当二重管の内部に燃焼用ディフューザー部が接して
おり燃焼用ディフューザー部も冷却されうる構造となっ
ている。二重管及びディフューザー部の材質は良熱伝導
性材質を使用することが好ましい。ここで良熱伝導性材
質とは熱伝導率が100kcal/mhr℃以上の材質
をいい、具体的には銅、銅合金、アルミニューム等が挙
げられる。冷却ジャケットのうちの炉内に面し、高温と
なる部分は、他の構造部材を用いても問題はない。冷却
ジャケットは二重管構造となっており図中の矢印で示し
た方向に冷却媒体を流通させることにより燃焼バーナー
を冷却しうる構造となっている。
The cooling jacket has a cylindrical double-pipe structure provided outside the combustion gas introduction pipe of the combustion burner. The combustion diffuser section is in contact with the inside of the double pipe, and the combustion diffuser section is also cooled. It has a structure that can be performed. It is preferable to use a material having good thermal conductivity as the material of the double pipe and the diffuser portion. Here, the good heat conductive material refers to a material having a heat conductivity of 100 kcal / mhr ° C. or more, and specifically, copper, a copper alloy, aluminum or the like. There is no problem even if another structural member is used for a portion of the cooling jacket facing the inside of the furnace and having a high temperature. The cooling jacket has a double pipe structure, and has a structure capable of cooling the combustion burner by flowing a cooling medium in a direction indicated by an arrow in the figure.

【0013】二重管及びディフューザー部に熱電対等の
温度検知可能な計測器を設置すれば、燃焼バーナー先端
部の冷却状態を把握することができ、安定的な操業が可
能となる。さらに、こうして温度を把握することにより
冷却媒体の量を調整し最適操業が可能となる。つまり高
温を得るためには放熱量を最小にする必要があるため、
最小冷却媒体量で操業することにより高温維持の一手段
となる。
If a measuring device such as a thermocouple capable of detecting a temperature is installed in the double pipe and the diffuser portion, the cooling state of the tip of the combustion burner can be grasped, and stable operation can be performed. Further, by grasping the temperature in this way, the amount of the cooling medium can be adjusted and the optimum operation can be performed. In other words, in order to obtain high temperatures, it is necessary to minimize the amount of heat radiation,
Operating with a minimum amount of cooling medium is a means of maintaining high temperatures.

【0014】一つの燃焼バーナーを用いて低温から高温
域まで運転することは一般には困難であるため、二つ以
上の燃焼バーナーを用いて高温域まで昇温することが好
ましい。このような態様は、ディフューザーを各温度域
毎に専用のディフューザーに交換することで可能とな
る。この際、冷却ジャケットの外筒の内面とディフュー
ザーの外周面が有接することにより効率よく熱交換が行
われ、高温雰囲気と接する先端部が冷却される。有接面
が炉の軸方向と平行な位置関係である場合には、ディフ
ューザー部を引き抜くことが難しい。これは冷却ジャケ
ット外筒の内径とディフューザー部の外径の大きさを調
節することにより、熱膨張で両部材面が有接する構造と
していることによるものであるが、この有接面をテーパ
ー状とすることにより、高温時でも容易に燃焼バーナー
の交換が可能となる。またこのテーパー角度は60度以
下なら問題ない。好ましくは1度から10度が良い。
Since it is generally difficult to operate from a low temperature to a high temperature range using one combustion burner, it is preferable to raise the temperature to a high temperature range using two or more combustion burners. Such an embodiment is made possible by replacing the diffuser with a dedicated diffuser for each temperature range. At this time, since the inner surface of the outer cylinder of the cooling jacket and the outer peripheral surface of the diffuser are in contact with each other, heat is exchanged efficiently, and the tip portion in contact with the high-temperature atmosphere is cooled. If the contact surface has a positional relationship parallel to the axial direction of the furnace, it is difficult to pull out the diffuser. This is due to the fact that by adjusting the size of the inner diameter of the outer jacket of the cooling jacket and the outer diameter of the diffuser part, the two member surfaces are brought into contact by thermal expansion, but this contact surface is tapered. This makes it possible to easily replace the combustion burner even at a high temperature. There is no problem if the taper angle is 60 degrees or less. Preferably 1 to 10 degrees is good.

【0015】ディフューザーと冷却ジャケット先端のテ
ーパー部の接触を常時良好にするために、ディフューザ
ー押し付け用バネを用いる。この押し付け力は図2の様
なバネと同様の働きをするものであれば、如何なる手段
でも構わない。また当部フランジ部のシール構造はOリ
ングと同等のシール性を有する構造で有れば如何なる方
法でも良い。例えばグランドパッキンを用いたグランド
ボックス構造としシール性を保つ構造で有れば問題はな
い。
A spring for pressing the diffuser is used in order to always maintain good contact between the diffuser and the tapered portion at the tip of the cooling jacket. This pressing force may be any means as long as it has the same function as the spring shown in FIG. The sealing structure of the flange portion may be any method as long as it has a sealing property equivalent to that of the O-ring. For example, there is no problem if a ground box structure using a gland packing is used to maintain the sealing property.

【0016】以下に本発明の実施例を挙げて説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。 (実施例1)図1に示す、冷却構造を有する燃焼バーナ
ーを備える内径500mm、長さ1400mmの燃焼
部、該燃焼部に連接され、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
有する反応部、クエンチ装置を備えた内径100mm、
長さ6000mmの反応停止部から成るカーボンブラッ
ク製造炉を設置した。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. (Example 1) As shown in FIG. 1, a combustion section having an inner diameter of 500 mm and a length of 1400 mm equipped with a combustion burner having a cooling structure, an inner diameter of 60 mm connected to the combustion section and having a plurality of raw material nozzles penetrating from the periphery and having a length of 60 mm Reaction section with 800 mm choke, 100 mm inner diameter with quench device,
A carbon black production furnace consisting of a 6000 mm long reaction stop was installed.

【0017】原料ノズルの位置は、チョーク部の入口か
ら100mmである。上記の炉を用いて、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. Fuel and
Creosote oil was used as the starting hydrocarbon. In Examples 3 and 4, oxygen was added to air to increase the combustion 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.

【0018】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 D−3
037−88に従って決定した。 (cDBP)破壊DBP吸収数(cDBP)はASTM
D−3493−88に従って決定した。 (Dmod、D1/2)最大頻度ストーク相当径(Dmod)及
びストーク相当径半値(D1/2)は次のように決定し
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 D-3.
037-88. (CDBP) Destructive DBP absorption number (cDBP) is ASTM
Determined according to D-3493-88. (D mod , D 1/2 ) The maximum frequency equivalent stalk diameter (D mod ) and the half equivalent stalk diameter (D 1/2 ) were determined as follows.

【0019】スピン液として20%エタノール溶液を用
いて、遠心沈降式の粒度分布測定装置(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資料中の相対
的発生頻度のヒストグラム(図3)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(Dmod)である。
Using a 20% ethanol solution as a spin solution, a Stokes equivalent diameter was measured by a centrifugal sedimentation type particle size distribution analyzer (DCF3 type manufactured by JL Automation), and the Stokes equivalent diameter was compared with the relative diameter in the given data. A histogram of the target occurrence frequency (FIG. 3) 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 ).

【0020】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半径値
幅D1/2値である。 (D75)体積75%径(D75)は次のように決定した。
A 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. Line (G) shows the distribution curve of the histogram and two points D and E.
Meet at The absolute value of the difference between the two Stokes diameters at the two points D and E of the carbon black particles is the Stokes equivalent radius width D 1/2 value. (D 75 ) The 75% volume diameter (D 75 ) was determined as follows.

【0021】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資料の相対的発生頻度の
ヒストグラム図3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
れた資料の体積総和を表すグラフを作る(図4)。よっ
て図3の中点(A)は、全資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軸に平行に曲線と交わるまで線を引く。
点(C)からY軸に平行に線を引き、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樹脂に添加し、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点と基準を決め、資
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 equivalent Stokes diameter vs. the relative frequency of occurrence of the data. From FIG. 3, the volume was determined from each Stokes diameter and frequency. Create a graph showing the total volume of the material (Fig. 4). Therefore, the middle point (A) in FIG. 3 represents the sum of the volumes of all the materials. Here, a point (B) having a value of 75% of the total volume is determined,
Draw a line from point (B) parallel to the X axis until it intersects the curve.
A line is drawn parallel to the Y axis from the point (C), and the value at the point (D) crossing the X axis is the volume 75% diameter ( D75 ). (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” was determined to be 1 point and 10 points, respectively, and the blackness of the material was evaluated by visual perception. (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.

【0022】250ccバンバリーミキサ−にてLDP
E樹脂に資料カーボンブラックを40重量%配合し、1
15℃で4分間混練りする。 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 資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
40% by weight of material carbon black is mixed with E resin,
Knead at 15 ° C for 4 minutes. Compounding conditions LDPE resin 101.89 g Calcium stearate 1.39 g Irganox 1010 0.87 g Material 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.

【0023】希釈コンパウンド作成条件 LDPE樹脂 58.30g ステアリン酸カルシウム 0.20g カーボンブラック40%配合樹脂 1.50g 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
3.6×4.7mm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 58.30 g Calcium stearate 0.20 g Carbon black 40% blended resin 1.50 g A sheet with a slit width of 0.3 mm, cut into chips, and cut on a hot plate at 240 ° C. for 65 ± 3μm
Into a film. The diameter distribution of undispersed aggregates having a diameter of 0.2 mm or more in a 3.6 × 4.7 mm visual field is measured with an optical microscope having a magnification of 20 ×, and the area thereof 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.

【0024】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 diameter or the same PVC blackness is as follows:

【0025】[0025]

【数1】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ま
り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。
[Formula 1] It can be expressed by feedstock feedstock feedstock yield / air quantity, and the fuel consumption ratio becomes lower as the total carbon yield becomes higher. (Particle size) According to electron microscopy. Electron microscopy is a method described below.

【0026】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、
分散資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。
After carbon black is charged into chloroform and irradiated with 200 KHz ultrasonic wave for 20 minutes to disperse,
The dispersion material is fixed to the supporting membrane. 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 1500 times, and the values are obtained by arithmetic averaging.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】[0028]

【表2】 [Table 2]

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明により、燃焼バーナー先端部を溶
損等させることなく高温燃焼ガスを得ることが可能とな
り、且つ、燃焼バーナー部からの放熱量を最小として高
温燃焼ガスを得ることが可能となった。また昇温時ディ
フューザー部を容易に交換することができ、短時間で交
換が終了できるため燃焼部のレンガを急冷することによ
るヒートショックが生じず、レンガ損傷を防止できる。
According to the present invention, it is possible to obtain a high-temperature combustion gas without causing the tip of the combustion burner to be melted, and to obtain a high-temperature combustion gas while minimizing the amount of heat radiation from the combustion burner. It became. Further, the diffuser portion can be easily replaced at the time of temperature rise, and the replacement can be completed in a short time. Therefore, heat shock due to rapid cooling of the brick in the burning portion does not occur, and brick damage can be prevented.

【0030】このため、本発明により黒色度と分散性を
満足し、樹脂着色剤、印刷インキ、塗料において黒色顔
料として大変有用なカーボンブラックを安定して供給す
ることができる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to stably supply carbon black which satisfies blackness and dispersibility and 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】実施例1で用いた冷却構造を有する燃焼バーナ
ーを備えるカーボンブラック製造炉
FIG. 1 is a carbon black production furnace equipped with a combustion burner having a cooling structure used in Example 1.

【図2】本発明の冷却構造を有する燃焼バーナーの一例
を示す概略図
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a combustion burner having a cooling structure according to the present invention.

【図3】実施例における、ストークス相当径対資料の相
対的発生頻度のヒストグラム
FIG. 3 is a histogram of Stokes equivalent diameter vs. relative occurrence frequency of data in an example.

【図4】実施例における、ストークス直径対その直径ま
での得られた資料の体積総和を表すグラフ
FIG. 4 is a graph showing Stokes diameter versus total volume of material obtained to that diameter in an example.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福山 裕 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 見勢 信猛 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 Hiroshi Fukuyama 1-1 Kurosaki Castle Stone, Yawatanishi-ku, Kitakyushu Mitsubishi Chemical Co., Ltd. Kurosaki Works (72) Inventor Nobutake 1-1 Takeshi Kurosaki Castle Stone, Yawatanishi-ku, Kitakyushu City Mitsubishi Chemical Corporation Kurosaki Office

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃焼部、反応部、反応停止部からなるカー
ボンブラックの製造装置であって、冷却ジャケット構造
を具備した燃焼バーナーを有することを特徴とするカー
ボンブラック製造装置。
An apparatus for producing carbon black comprising a combustion section, a reaction section, and a reaction stop section, comprising a combustion burner having a cooling jacket structure.
【請求項2】燃焼バーナーの先端部が良熱伝導性部材で
形成されてなる請求項1記載のカーボンブラック製造装
置。
2. The carbon black producing apparatus according to claim 1, wherein the tip of the combustion burner is formed of a good heat conductive member.
【請求項3】燃焼バーナーの先端部の温度を検知可能な
機構を有することを特徴とする請求項1又は2記載のカ
ーボンブラック製造装置。
3. The carbon black producing apparatus according to claim 1, further comprising a mechanism capable of detecting a temperature at a tip portion of the combustion burner.
【請求項4】燃焼バーナーの冷却ジャケット部と接する
燃焼部先端がテーパー形状で、抜き出しが可能な構造で
あることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の
カーボンブラック製造装置。
4. The carbon black producing apparatus according to claim 1, wherein a tip of the combustion portion in contact with the cooling jacket portion of the combustion burner has a tapered shape and has a structure capable of being extracted.
【請求項5】冷却ジャケット構造を有することを特徴と
するカーボンブラック製造用燃焼バーナー。
5. A combustion burner for producing carbon black, having a cooling jacket structure.
【請求項6】先端部が良熱伝導性部材で形成されてなる
請求項5記載のカーボンブラック製造用燃焼バーナー。
6. The combustion burner for producing carbon black according to claim 5, wherein the tip is formed of a good heat conductive member.
【請求項7】先端部の温度を検知可能な機構を有するこ
とを特徴とする請求項5又は6記載のカーボンブラック
製造用燃焼バーナー。
7. The combustion burner for producing carbon black according to claim 5, further comprising a mechanism capable of detecting a temperature at a tip portion.
【請求項8】冷却ジャケットと接する燃焼部先端がテー
パー形状で、抜き出しが可能な構造であることを特徴と
する請求項5〜7のいずれかに記載のカーボンブラック
製造用燃焼バーナー。
8. The combustion burner for producing carbon black according to claim 5, wherein the tip of the combustion portion in contact with the cooling jacket has a tapered shape and has a structure capable of being extracted.
【請求項9】請求項5〜8のいずれかに記載のカーボン
ブラック製造用燃焼バーナーより燃料を導入して高温雰
囲気を形成する工程を含むことを特徴とするカーボンブ
ラックの製造方法。
9. A method for producing carbon black, comprising a step of introducing a fuel from the combustion burner for producing carbon black according to claim 5 to form a high-temperature atmosphere.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001240767A (en) * 1999-08-23 2001-09-04 Mitsubishi Chemicals Corp Carbon black
JP2001240768A (en) * 1999-08-24 2001-09-04 Mitsubishi Chemicals Corp Carbon black
CN105419096A (en) * 2015-12-21 2016-03-23 赵社涛 Method for producing carbon black composite powder material

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