JPS6020971A - 導電性カ−ボンブラツクの製造法 - Google Patents

導電性カ−ボンブラツクの製造法

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JPS6020971A
JPS6020971A JP12904483A JP12904483A JPS6020971A JP S6020971 A JPS6020971 A JP S6020971A JP 12904483 A JP12904483 A JP 12904483A JP 12904483 A JP12904483 A JP 12904483A JP S6020971 A JPS6020971 A JP S6020971A
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JP
Japan
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carbon black
carbon
black
gas
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP12904483A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Ryu
龍 健次
Kazuyoshi Tsuruta
鶴田 和義
Akio Nishijima
西島 昭夫
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Denka Co Ltd
Original Assignee
Denki Kagaku Kogyo KK
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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】 本発明はガス状の炭化水素よシ生成したカーボンをその
表面に有する導電性にすぐれたカーポンプシックの製法
を提供するものである。
カーボンブラックの導電性を改良する方法として本出願
人はポリマーや瀝青物とカーボンブラックとの混合物を
1000℃以上の温度で熱処理する方法をすでに提案し
た(特願昭57−74844S。
特願昭57 204902)。
これらの方法によシカ−ボンブラックの導電性能が向上
する原因を考察した結果、カーボンシラツク表面にポリ
マーや瀝青物から生成した導電性に優れたカーボン5が
腋「たに形成される事が最大の原因と考えられた。そこ
でカーボンブラック上に新たなカーボン層を形成させる
方法として固体或いは液状のポリマーの代シにガス状の
炭化水素を使用した方が原料カーボンブラックの表面全
体にカーボン1−が形成され易いため更に等電性改良効
果が向上するとの考えに立ち研究を行い本発明を完成し
た。
即ち本発明の製造方法は原料カーボンブラックと賽雲ス
ガス状の炭化水素とを1000℃以上の温度″:C接触
させる事によシ原料カーボンシンツク表面に新たなカー
ボンを生成させるところに特徴を有するものである。
以下本発明の内容をさらに詳しく説明する。
本発明における原料カーボンブラックとは通常導電性ブ
ラックと称されるアセチレンブラック、副生カーボンブ
ラック或いは7アーネス法にて製造されるファーネスブ
ラックであり、特に制限はないが得られた製品の導′亀
性の点からストラクチニア−の大きなブラック、例えば
アセチレンプシツク、削土ブラック或いはノ1イストラ
クチュアーフフーイ・スプシツクが好ましい。
これらのカーポンプシックの中でアセテレンプンツクは
粉状及び粒状で、その他のカーボンブラックは粒状で通
常市販されているが、本発明に於いては粉状での形態で
使用する事が望ましい。
址だ、これらの7フーポンプラツクを何らの処理もなく
単独で使用出来るがその表向へのカーボン生成を促進す
る為にFe、 Co、 Ni等の金属微粉末をその表面
に付着させる事も出来る。この場合にはカーボンシラツ
クの表面に生成するカーボン皮膜の外に一部フアイバー
状のカーボンをも生成させ導電性を更に向上させる事が
可能である。
本発明に於けるガス状炭化水素とは1000°0以上の
反応域へガス状にて供給出来る物質であり好ましくは常
圧での沸点が600℃以下の液体或いは固体、更には常
温でガス状のものでも良い。
例としてベンゼン、トルエン、キシレン等の液状、ナフ
タレンの如き昇華する固体、又はアセチレン、エチレン
、プロピレン、エタン等富温で気体である炭化水素が使
用出来る。
これらの炭化水素は単独或いは2種以上の混合物であっ
ても構わない。
これらの炭化水素をガス状にてカーボンブラックと反応
させる為に通常非酸化性の希釈ガスを用ハる。希釈、ガ
スとしてはN2.N2.Ar、11θ等があり、その希
釈割合はカーボンブラックと炭化水素ガスとの反応温度
により変える事か望ましく反応温度が高い場合、炭化水
素ガスの濃度を小さくするのに対し反応温度が低い場合
炭化水素ガス旋回を大きくする、例えば反応温度が15
00℃では炭化水素濃度ば1谷量チ以下が望ましく 1
000“°Cでは20容量−以下の濃度が適する。
これらの炭化水素を反応域へ供給する方法については特
に限定されるものではないが、常温でガス状の炭化水素
はそのまま希釈ガスと所要の割合に混合し、常温で液状
の炭化水素は発生させた蒸気を希釈ガスと混合し、又、
常温で固体状の炭化水素は予め加熱し発生した蒸気を希
釈ガスと混合し反応域へ供給する。常温にて液状或いは
固体状の炭化水素の蒸気を所定量得るためには液状或い
は固体状炭化水素の温度をコントロールしその蒸発量を
所定の値にする事でなしとげられる。
本発明に於いて原料カーボンブラックとガス状炭化水素
との接触を1000℃以上で行う必要がりる。1000
℃未満の温度では原料カーボンブラック上へのカーボン
生成に長時間を安すると共に得られた製品の4@性が改
良されない。尚、接触点での温度の上限は特にないが、
ガス状炭化水素からスス状カーボンの発生を出来るだけ
少なくするため、また、経済性の面から1600 ”C
以下、好ましくは1600℃以下の温度が適する。
本発明を実施するに際し1000’C〜11000Cに
て炭化水素とカーボンブラックとを予め接触させ、所定
のカーボンを生成させた後で炭化水素の存在がない条件
にて1600℃以上の温度で加熱処理する等の方法も可
能である。
本発明において原料カーボンブラックに対し炭化水素よ
p生成するカーボンの割合を1〜20重量%(外割り)
と限定した理由は1重M%未満では導電性改良効果に乏
しく、又20n嵐%を越える場合には製品中にカーボン
の塊りが生、戟する為導電性改良効果が認められなくな
り、かつポリマー等に混練して得られた導電性組成物表
面にプッか多くなシ商品価値が減少する。
以上本発明の方法について説明したが、具体的に製造す
る場合の装置については特に制限されるものでなく原料
カーボンブラックと炭化水素ガスとの皮膜を1000’
C以上の温度でなし得る装置であれば良い。例としては
原料カーボンブラックを加熱された竪型耐熱性管中に希
釈ガスにて浮遊させた状態で炭化水素ガスと接触させる
流動層式或いは石英ガラス等からなる加熱された耐熱性
容器中でンJ−ボンプラックを攪拌しながら炭化水素ガ
スを吹込む方式等によシ製造される。
本発明の方法で製造したカーボンブラックは高褥篭性カ
ーボンブラックであるために、ゴムや樹脂へ添加する事
によシ導電性のすぐれた組成物を与える事が出来るし、
マンガン乾電池用等の導電材として有用である。
次に本発明を実施例を以って説明する。尚、例中部はす
べてM音部である。
実施例1 内径50調長さ1mの石英管の管中央部にアセチレンブ
ラック(電気化学工業■裏向品名[デンカブラックJ)
10.0.Fを入れて静置し、このアセチレンブラック
の温度が1100℃となる様に前記石英管の外周に設け
た発熱体にて加熱した。
次に石英管の一方の開口部よりベンゼン(新日鉄化学@
製、沸点80°C)を5容量チ含有する水素−ベンゼン
の混合ガスを室温にて毎分3007!の速度で60分間
管内に導入した後、水素ガスのみを毎分100ゴの速度
で流しながら石英管を室温まで冷却し石英管中の内容物
を取出しカーボンブラック(A)を得た。
尚、水素は純度999容jt%以上の市販ガスを用いた
。このカーボンブラック(勾の重量を測定したところ1
0.4.9であり仕込んだアセチレンブラックに対し4
血量チの重量増加が認められた。
このカーボンブラック(A)をエチレン−酢酸ビニル共
重合体(日本ユニカー■製商品名[NUO−3145J
)100部に対し懺に示す割合で混練して得た試片の体
積固有抵抗及びメルトフローインデックスの測定結果を
同表に示す。
実力山側2 − 実施例1とはH2−ベンゼン混合ガスの導入する時間を
変え60分とした以外は全く同様の操作で仕込アセチレ
ンブラックに対し11M1%重量増加したカーボンブラ
ック(B)を得た。
このカーボンブラック(B)を実施例1と同様エチレン
−酢酸ビニル共重合体100部に対し60都混練して得
た試片の物性を測定した。
比較例1 実施例1とはH2−ベンゼン混合ガスの導入する時間を
6時間とした以外は全く同様の操作で仕込アセチレンブ
ラックに対し25重量%重量の増加したカーボンブラッ
ク(0)を得た。
このカーボンブラック(0)を実施例1と同様エチレン
−酢酸ビニル共重合体100部に対し60部混練して得
た試片の物性を測定した。
比較例2 実施例1に於てアセチレンブラックの加熱温度を900
℃とし、水素−ベンゼンの混合ガスの導入時間を2時間
とした以外は実施例1と全く同様の方法で6重量%重量
の増加したカーボンブラック(D)を得た。このカーボ
ンブラックをエチレン−酢酸ビニル共重合体100部に
対し60部混練したものの物性を測定した。
実施例6 硝酸第二鉄(石津製薬■製−級試粟、Fe(No3)3
@5n2o )の1重量%水浴液500−中にアセチレ
ンブラック20.li’を常温にて4時間浸漬後減圧濾
過し、更に40℃で減圧乾燥を行った後、石英管中に入
れ水素気流中毎分10℃の速度で1100’0まで昇温
し、この温度で60分間保持した後、水素気流中で室温
まで冷却し0.3重量%の鉄を含有するアセチレンブラ
ックを得た。
この鉄を含むアセチレンブラック10.9を実施例1で
用いたアセチレンブラックの代りに使用し、その外は実
施例1と全く同じ*件で鉄を含むアセチレンブラックに
対し5厘量%重蓋の増加したカーボンブラック(勾を得
た。
このカーボンブラック(勾は電子w4銅鏡による観察で
夕景のカーボンファイバーを含有する事が確認され、同
じく電子顕微鏡観察によりカーボンファイバー状生成物
の認められないカーボンブラック(A) 、 CB)と
は若干異なったカーボンブラックである事が分った。
このカーボンブラック(E) ’にエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体100部に対し60部混線作成した試片の物
性を測定した。
比較例6 カーボンブラックとしてアセチレンブラック(電気化学
工業■製50%プレス品)を、炭素源物質としてポリ塩
化ビニル微粉末(住友化学工業■製、藺品名; SUM
工り工T EX−A )を用いた。アセチレンブラック
1ooI!に対してポリ塩化ビニル微粉末25Iを添加
混合し、ヘンシェルミキサーを用い、水を加えて湿式造
粒した。得られた粒子は1〜5間の球状でめったQこれ
を乾燥後容器に入れ、窒素ガスを流血した電気炉に投入
し、そのまま1600℃で1時間保持した後、これを取
シ出し、常温′まで自然冷却した。加熱処理によって1
25gの混合原料から1059の刀−ボンブラック(糠
が得ちれた。
この様にして得られたカーポンプシック(F)をエチレ
ン−酢酸ビニル共重合体(日本ユニカー−製EVA I
J脂、部品名NUO−114!:1)10011iK対
して60部添加混練して得た試片の物性を測定した○ 実施例4 実施例1で得たカーボンブランク(A)をポリノロピレ
ン(三井東圧化学■製商品名[BJHH−GJ)100
部に対し、表に示す割合で混練した0得られた試片の体
積固有抵抗及びメルト70−インデックスを表に示す。
実施例5 実施例2で得たカーボンブラック(B)を実施例4と同
様に用いた。
比較例4 比べ例1で得たカーボンブラック(1))を実施例4と
同様に用いた。
比較例5 比軟例2で得たカーボンブランク(埒を実施例4と同様
に用いた0 実施例6 実施例6で得たカーボンブラック(Cンを実施例4と同
様に用いた。
比較例6 比較例6で得た刀−ボンプラック(巧を実施例4と同様
に用いた。
表より、メルト70−インデックスは、同程度でおるに
もかかわらず、体績同有抵抗・は本発明の方法によるカ
ーボンブラックを用いた方が優れていることが判る。
(注1)実施例1〜6及び比較例1〜3で用いたカーボ
ンブラック混線試料の作成(1)及び組成物の物性測定
法(2)は次によった。
(1ン エチレン−酢酸ビニル共重合体(日本二二カー
■製商品名r IJUO−3145J ) 100部に
対して、1.0部の老化防止剤(入内新興化学社製、商
品名ツクラック630F)、及び60部のカーボンブラ
ックを内容積60ゴの混線試験機(東洋精機製作皮製、
商品名ラボプラストグラフR−60)を使用し、ブレー
ド回転数6Or−p−ms温度120℃で10分間混練
した。
(2)体積固有抵抗二上記(1)の混線試料を145℃
、100 Kf/cn?でプレス成形して得た2X20
X 70 (tan )のシートの一気抵抗をデジタル
マルチメータ(タケダ理研■製、商品名′訊−6856
)によって測定した。
メルトフローインデックス:J工5K−7210によっ
た(温度190℃、荷M 5 Ky )。
(注2)実施例4〜6及び比較例4〜6で用いたカーボ
ンブラック混線試料の作成(1)及び組成物の物性弁」
定法(2)は次によった。
(1)ポリプルピレン(三井東圧化学@製商品名「BJ
HH4) 100部に対して、硫黄(細片化学製)1都
、加硫促進剤(入内新興社製商品名「ツクセラーM」)
1部、老化防止剤(大内膚興社製商品名「ツクラック6
30FJ)1部、加硫助剤亜鉛華(正同化学#)5部及
びカーボンブラック60部を内容積60tntの混線試
験機(東洋精機製作皮製、商品名ラボプラストグラフR
−60)を使用し、ブレード回転数6 Or+ p−t
n、、温度260℃で10分間混練した。
(2)体積固有抵抗二上記(1)の混線試料を260”
αi o o K9/6r?でプレス成形して得た2×
20X 70 (m )のシートの電気抵抗をデジタル
マルチメータ(タケダ理研■製、商品名TR−6856
)によって測定した。
メルト70−インデックス: 、Tl5K−72’l[
lによった(温度260℃、荷n5Kg)。
特許出願人 電気化学工業株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ガス状の炭化水素と原料カーボンブラックとを1000
    ℃以上で接触させ、前記原料カーボンブラックの異面に
    1〜20重量%(外側9)のカーボンを生成させる事を
    特徴とする導電性カーボンブラックの製造法。
JP12904483A 1983-07-15 1983-07-15 導電性カ−ボンブラツクの製造法 Pending JPS6020971A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5554400A (en) * 1994-08-25 1996-09-10 The Procter & Gamble Company Infusion beverage product comprising co-agglomerated creamer and sweetener suitable for bag and filter pack brewing
WO2022176363A1 (ja) * 2021-02-18 2022-08-25 Dic株式会社 カーボンブラック、インキ、塗料、プラスチック用着色剤、着色成形品、文具・筆記具用着色剤、捺染剤、トナー、カラーフィルタ用分散液・レジスト、及び化粧料

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5554400A (en) * 1994-08-25 1996-09-10 The Procter & Gamble Company Infusion beverage product comprising co-agglomerated creamer and sweetener suitable for bag and filter pack brewing
WO2022176363A1 (ja) * 2021-02-18 2022-08-25 Dic株式会社 カーボンブラック、インキ、塗料、プラスチック用着色剤、着色成形品、文具・筆記具用着色剤、捺染剤、トナー、カラーフィルタ用分散液・レジスト、及び化粧料
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