JPS59136356A - カ−ボンブラツクの製造方法 - 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】 本発明は微細塊状物低含有カー２ンブラツクの製造方法
に関する。さらに詳しくは本発明は。

微細塊状物よりなる被分級物（以下、ふるい残分という
）を含むカー２ンブラツクを気体に懸濁して、得られた
懸濁物をスクリーン分級機に導入通過せしめ、カーダン
プ２ツク中のふるい残分な著しく低下せしめた高品質カ
ーボンプラックを製造する方法に係るものである。

カーボンブラックは、ゴムまたはプラスチックの補強剤
１着色剤として広く用いられ【おり、用途により種々の
品種か市販され、タイヤ用や工業用ゴム製品あるいはプ
ラスチック製品に充填されて強度の増大や寿命を延ばす
のに大きな役割を果たしている。

カーメンブラックは、一般にカーメンブラックの形成に
十分なエネルギーをもつ高温の燃焼ガス流中に原料炭化
水素を導入し、原料炭化水素の熱分解によりカーボンブ
ラックを含有する熱懸濁流となし、この熱懸濁流を急冷
し、懸濁流から捕集分離して製造されている。しかし、
このようなカーメンブラックに耐火物、装置の錆、コー
クス等の微細塊状物、いわゆる、ふるい残分が混入して
いると、ゴムに混合した場合に、引張りや引裂きなどの
補強強度が著しく低下し、またふるい残分から発生する
ガス状物のためにふくれか生ずるような場合があった・
またプラスチックに混合した場合には、補強強度の低下
やふくれの発生に加えて、薄いシー゛トとする場合には
ふるい残分による凸凹が生じ、厚さの均一なシートが得
られないという欠陥を生じることがあった。こうしたこ
とからふるい残分をできるだけ少なくしたカーボンブラ
ックの製造が要望されている。

従来、ふるい残分な減少する方法として捕集分離後のカ
ーボンブラックを破砕機を通し、ふるい残分な微細な粒
子に破砕する方法およびふるい残分を破砕せずに工程系
外に除去する分級法か知られている。

前者の破砕機利用の方法は騒音が大きい上に部品消耗が
激しく部品交換頻度が多いなどの欠陥かあり、後者の分
級法例えばスクリーン分級では、力−ゼンブラックのよ
うな付着性が高く、かつ水分を含む粉体では、スクリー
ンに付着して、分級に有効な開口を閉塞してしまうため
、カー２ンブラツク中からふるい残分を除去することは
短時間であれば可能であるが、長時間の連続運転はむす
かしく、カーｌノブラック製造工程内に組み込むことが
極めて困難であった。

スクリーン分級機を用いてカーボンブラック中のふるい
残分を除去する方法としては、従来特公昭５７−３９２
６８号（特願昭５５−８４８８号）公報記載の発明か知
られており、この発明では空気中に含まれるカーボンブ
ラック濃度を０．０．１〜ｏ、ｓＫｙ１ｍ畠に調整して
分級機に供給することＫより分級効果を高めている。

本発明の目的は、従来よりもさらに高濃度のカーｌノブ
ラック−気体懸濁物を高い効率で分級処理して、ふるい
残分が低含有量であるカー２ンブラツクの製造方法を提
供するにある。

本発明はカーゼンプラツクー気体懸濁物を一定高温度下
でスクリーン分級機に導入通過した場合には、力−ゼン
ブラックの気体懸濁物中における濃度を相当に高めても
、スクリーンに閉塞現象を起すことなく長時間にわたり
高能率で運転できることを本発明者らが見出したことに
基づくものであるｌ願昭５６−１１６２２１号参照）。

すなわち、本発明は、カーｇンデ２５− ツクの製造工程において、カーボンブラック含有懸濁気
体から捕集分離されたカーボンブラックを、 ０）　再び気体に懸濁し、この際に懸濁物中のカーボン
ブラック濃度を標準状態に換算して気体１　ｍｍ当り２
〜１ａＫｙの範囲内に入る状態に気体−カーボンブラッ
ク混合比を調整し、（ロ）前記カーメンシラツク−気体
懸濁物の温度を約り０℃〜約３３０℃の範囲内圧保持し
てスクリーン分級機に導入通過せしめ、力−メンプ２ツ
クに含まれる微細塊状物を除去し。

（ハ）　前記分級機を通過したカーボンブラックを再び
気体から捕集分離する、 カーメンブラックの製造方法である。

本発明におい【利用されるスクリーン分級機は、一般的
には空気に浮遊懸濁させた粉粒物をそれらの流動力によ
ってスクリーンを通過させ、この浮遊懸濁物か通過する
スクリーンの目開きにより粗粒、細粒、微粉および超微
粉に分級する機器であるが、ふるい残分のスクリーン表
面　６− ヘの停滞、目詰りを防止するために、空気の逆圧噴出洗
浄方式の回転ノズル体を内蔵している分級機を使用する
のが好適であり、この分級機は有効面積が大きいという
特徴をもっている。

さらに詳しくは、本発明において利用されるスクリーン
分級機としては、カーメンブラック−気体懸濁物を導入
する導入室と、導入室の下方部間口に設けられたスクリ
ーンと、このスクリーンを介して導入室と対峙するよ５
に、設置された吸引室と、スクリーンにより分級された
被分級物を前記導入室下端部に払い落すための吸引室側
に設けられた加圧空気噴出回転ノズルと、前記スクリー
ンと加圧空気噴出回転ノズルとの間に設置されたスクリ
ーン振動防止保護体とからなる分級機（特願昭５７−２
０３３８４号に開示）が極めて好適である。本発明はこ
のようなスクリーンを備えた分級機に対して、目開き１
００メツシュ前後のスクリーン単位面積（、−ＦＴ？）
当りのカーＩンプシツク処理量ＣＫｆ／時間）を高め、
これを０．１７　Ｋｌ／　ｃｒｌ・時間以上に達しめる
ことを技術的解決課題としたものである。

本発明においては、カーボンブラック−気体懸濁物中の
カーボンブラック濃度を標準状態に換算して、気体例え
ば空気、あるいはカー２ンブラツク抽集分離後の排ガス
のＩＮｍ”当り２〜１５に７とすることが必須の要件で
あり、２　Ｋｙを下回る場合には、上記課題を解決する
ことができなく、また１５Ｋｙを上回る場合には、カー
２ンブラツクがふるい残分に随伴してスクリーンを通過
せずに排出口に流れ、分級効率を低下する傾向が大きく
なるので望ましくない。

また、カー２ンブラツクー気体懸濁物の温度が８０℃を
下回る場合にはカーボンブラックがスクリーンに付着し
目詰り現象を起す傾向があり、換言すれば８０℃を上回
る温度に保時することにより分級効率（単位時間肖りの
分級処理量）を増大することができる。しかし、この懸
濁流の温度を３３０℃を越えて高くしても温度上昇のわ
りには分級効率は増大せず、後工程の捕集分離における
バックフィルター等のｅ布に支障をきたすので好ましく
ない。

次に添付図面に基づいて本発明をさらに詳しく説明する
。

第１図は本発明の一例の実施態様を示す線図的系統図で
あり、第２図は本発明に適用できる一例のスクリーン分
級機の縦断正面図である。

第１図において、カー２７ブラツク製造炉１１中には炭
化水素原料導入口１２から炭化水素原料か導入され、こ
れを熱分解してカー２ンブラツクに転化するのに充分な
高温のガス流を燃焼ガス導入口１３から導入し、炉内で
発生されたカーメンブラック懸濁物は冷却媒体導入口１
４から導入される冷却媒体により急速冷却され熱交換器
１５を通過して捕集装置のバッグフィルター１６に導入
される。バッグフィルター１６で捕集されたカーボンブ
ラックはエアーロックされたロータリーフィーダー１７
を介してスクリーン分級機１８に供給される。カーボン
ブラックはスクリーン分級機１８に設けられた　９− 導入口１９から入り、機内にあるスクリーンを通過させ
て排出導口２０からライン２１を経て次の分離捕集装置
２２に入る。

カーメンブラック懸濁物をスクリーン分級機１８に供給
する場合、供給量を分級機の分級能力を越えないカーメ
ンブラック濃度すなわち、２〜１５　Ｋｆ　／　Ｎｍ”
に調節することが肝要であり、スクリーン分級機１８内
に圧力検出器２３を設置しておき、検出器２３で検出さ
れた微少圧力の変動信号を圧力伝送器２４を通して２点
鎖線で示した回路経由で供給側のロータリーフィーダー
１７に送り、ロータリーフィーダー１７の回転数を制御
するような構成としておくのか望ましい。

ロータリーフィーダー１７以降のラインは吸引用プｐア
ー２５により全体が吸引されるようになっている。スク
リーン分級機１８に導入されるカー２ンブラツク懸濁物
の温度が低いときには熱交換器１５を通過させた高温気
体流、望ましくは空気を導入して適切な温度の懸濁流と
　１０− して供給する。この気体流はライン２６を経てスクリー
ン分級機１８の導入口１９の上流側で導入され、この気
体流の温度および流量はそれぞれ温度計２７および流量
計２８により検出される。

捕集後のカーボンブラックを高温気体流に懸濁させる場
合、別個に設けられた燃焼ガス発生炉２９から導入する
こともできる。

スクリーン分級機１８に導入される懸濁物の温度は温度
検出器３０により検出される。いずれの場合においても
捕集装置２２のバッグクロスの耐熱性やカーメンブラッ
クの着火性を考慮するとスクリーン分級機１８に導入さ
れるカーメンブラック懸濁物の温度は３３０℃を越えな
いようにする。また、これ以上温度を上げてもスクリー
ン分級機１８の能力はほとんど増大しないばかりか、高
温によりスクリーン分級機、特にスクリーン部の寿命の
低下をきたすので望ましくない。

ライン２６に設けられた温度計２７の下流側でパイノぞ
スライン３１かあり、ライン３１は分級機１８の下部側
に接続されている。このライン３１は導入口１９から導
入されるカーボンブラックが分級機下流端の粗粒子排出
口に誤って流れないように導入するラインであり、流量
計３２および流量調節装置３３が備えられている。

ライン２６に導入される総流量は流量計３４で検出され
る。

ふるい残分除去後のカーメンブラック懸濁物はライン２
１を経て、捕集分離装置に送られるが、ライン２１での
カーボンブラックの付層するいは閉塞を防止するために
、撮動装置および／またはラインの加熱・保温を施して
おくのが望ましい。

一般的に製造されたカーボンブラックは急冷された後、
捕集工程、造粒工程、篩分は工程を経て製品化されてい
るが、篩工程により分級された残分の粉砕物についても
スクリーン分級機を適用することができる。しかし、第
１図のフローシートで示したように捕集分離装置通過直
後のすぐ下流側に設置するのが好ましい。

次に第２図の本発明に好適なスクリーン分級機について
説明する。

第１図において急冷工程を経て捕集分離されたカーボン
ブラックは、ライン２６を経て導入された高温空気流と
混合されてカーボンブラック気体流懸濁物が形成され、
第２図に示すスクリーン分級機１８の導入受口４１にス
クリーン分級機１８の懸濁流導入導口１９を経て吸引導
入される。この吸引導入は第１図の吸引用プｐアー２５
の作用により強制的に行なわれる。導入口１９に導入さ
れるカーメンブラック−空気懸濁物は、捕集器から供給
されるカーボンブラックへ空気を、より好ましくは常温
以上の８０℃〜３３０℃の温度の懸濁流となるように分
級機に導入する前に加えることにより調整される。

この場合、カーボンブラックの凝集をほぐし気体分散効
率を上昇させるために、少し広い懸濁混合室（図示せず
）を設けるのが望ましい。

カーボンブラック懸濁物は導入室１９を経て　１３　− スクリーン４２に達する。この懸濁物の導入に当り、ス
クリーン４２に対して偏った流れを生じさせないために
、スクリーン４２を介して導入室４１と対峙するように
形成された吸引室４３中に吸引ファン４４を設け、これ
を高速度で回転させて吸引状態を作り出すのが望ましい
が、吸引室の構成を適宜変更することにより吸引ファン
４４を取り除くこともできる。この７７　ｙ　４４　ハ
加圧空気噴出用回転ノズル４５の７４イブ状回転軸４６
と同軸的に設けられた吸引ファン回転軸４７により回転
されるが、加圧空気噴出用回転ノズル４５と吸引７アン
４４を二重軸で回転させることもできる。吸引ファン４
４および加圧空気噴出用回転ノズ／Ｉ／４５の回転部軸
部の軸受は部分は、焼き付きを防ぐために冷却手段例え
ば水冷ジャケットを装着する。スクリーン４２０目開き
を通過できなかったふるい残分は吸引ファン４４の吸引
力によりスクリーン４２０表面上に吸引分離される。

ノソイプ状回転軸４６を経て加圧空気噴出用回　１４− 転ノズル４５に供給される高圧空気の噴射により払い落
され分離されたふるい残分は排出口４８を経てロータリ
ーパルプ４９により系外に排出される。排出口４８には
カーボンブラック）繕濁物流動バランス調節用流体導入
口３１が設けられている。

スクリーン４２と回転ノズ／Ｌ／４５との間には、懸濁
物の加＃！！−？スクリーン４２への供給圧の上昇に加
えて吸引噴出の繰り返しにより発生するスクリーン４２
の往復振動運動を一定範囲内に抑えるためのスクリーン
振動防止保護体５０が設けられている。

このスクリーン振動防止保護体５０は固定具により外部
クースに固着される。スクリーン振動防止保護体５０は
スクリーン４２を構成する部材よりも大きな長径を有す
る網目状またはスリット状の構造となっている。

スクリーン４２を通過したふるい残分除去後のカーボン
ブラック懸濁物は排出導管２０を経て次の分離捕集工程
２２（第１図参照）に送り込、まれる。

以上の本発明によれば、カーボンブラック懸濁物のカー
ボンブラック濃度が２〜Ｉ　Ｂ　Ｋｙ／Ｎｍ”と非常に
高い場合においても、カーメンブラック製造の際に発生
する塊状のコークス等のふるい残分は製品中から著しく
減少できるばかりでなく、またこれらの塊状物を破砕も
しくは粉砕するための大動力を要する装置も不要となる
。

しかも高濃度懸濁物を分級できるのでカーボンブラック
製造の際の品質および生産能力の向上に対する寄与効果
は極めて大きい。

以下に実施例を示す。

実施例 第２図に示したと同様のスクリーン分級機１８を、第１
図に示したと同様のカーボンブラック製造工程に設置し
、２品種のカーボンブラックにつき、カーＩンゾラツク
ー空気懸濁物の温度および濃度等を変化させ、さらに単
位時間当りの分級処理量も変化させて、カーメンブラッ
ク中のふるい残分（Ｊ　Ｉ　Ｓ　Ｋ　６２２１−６．２
゜２、　Ａ法）除去の分級処理を実施した。

分級処理の条件および結果をとりまとめて、表−■、表
−■、および表−辺に示した。

表−１におけるカーボンブラックの処理前のふるい残分
含量は０．０１４％、表−■のものは０、０１２チ、表
−■のものは０．０２２係であった。また、表−■にお
ける屋６の比較例ではロータリーパルプ４９を介した排
出口４８にかなりのカーメンブラックかふるい残分に随
伴して排出されるのが認められた。

なお、上記の実施例において回転ノズルの回転数は全て
７５　ＲＰＭに設定した。

（以下余白） 　１７− １８− −１９−

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例の実施態様を示す線図的系統図で
ある。 第２図は本発明に利用できる一例のスクリーン分級機の
縦断正面図である。 　２１− ２０−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　力−ゼンブラックの製造工程において、カー２ン
   ブラツク含有懸濁気体から捕集分離されたカーメンブラ
   ックを、 ０）再び気体に懸濁し、この際に懸濁物中のカーメンブ
   ラック濃度を標準状態に換算して気体１　ｍ”当り２〜
   １！ｕｐの範囲内に入る状態に気体−カーダンプ２ツク
   混合比を調整し、 （ロ）前記カーメンブラック−気体懸濁物の温度を約り
   ０℃〜約３３０℃の範囲に保持してスクリーン分級４１
   １１導入通過せしめ、カーメンブラックに含まれる微細
   塊状物を除去し、 （ハ）前記分級機を通過したカー２ンブラツクを再び気
   体から捕集分離する、 カーメンブラックの製造方法。 ２、　前記スクリーン分級機が、カーＩンプラツクー気
   体懸濁物を導入する導入室と、導入室の下方部間口に設
   けられたスクリーンと、このスクリーンを介して導入室
   と対峙するように設置された吸引室と、スクリーンによ
   り分級された被分級物を前記導入室下端部に払い落すた
   めの吸引室側に設けられた加圧空気噴出回転ノズルと、
   前記スクリーンと加圧空気噴出回転ノズルとの間に設置
   されたスクリーン振動防止保獲体とからなる分級機であ
   る特許請求の範囲第１項記載のカーメンブラックの製造
   方法。