JPS61183364A - ハ−ド系カ−ボンブラツク製造装置 - 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、オイルファーネス法を採用したハード系カー
ポンプシックの製造装置に関するものであり、より詳し
くは、本発明はガス状炭化水素および／または液状炭化
水素ｔ−同一の燃焼室内で完全燃焼化できる改良され友
燃焼呈を有し、且つ原料油と前記燃焼ガス充填室で発生
された燃焼ガスとを効果的に混合接触することのできる
ハード系カーボンブラック製造装置に係るものである。

オイルファーネス法ヲ抹用したカーボンブラックの製造
においては、一般的に円筒形状のカーボンブラック製造
装置の軸方向または接線方向に燃料を導入して燃焼させ
、この高温燃焼ガス流を反応帯域へ移動させながら、高
温ガス流中に炭化水素原料油を噴霧し、Ａｉ］記原料油
の不完全燃焼化によりカーボンブラック生成反応全惹起
せしめ、このようにして得られたカーボンブラック熱懸
濁ガス流を急速冷却して反応を停止させ、サイクロン、
バグフィルタ−等の捕実装置を通過させてカーボンブラ
ックが回収されている。この粉末状カーボンブラックは
ハンドリングの面から、通常造粒工程、乾燥工程を経て
、カーボンブラック製品として出荷される。

オイルファーネス法によるカーボンブラック製造におい
て、製造ｉ＆内にＩ！Ｊ霧さｎる炭化水素原料油をカー
ボンブラックに変換するのに必安な熱量は、炭化水素原
料油の部分的燃焼によって供給されるのはＮ！けられな
いが、そのほとんどは燃料の燃焼熱により補給されてい
るのが普通でおる。

特許公報等による公知文献では、オイル７アーネス法に
おいて一般的には高温燃焼ガス発生用燃料として天然ガ
スのような気体燃料が広く採用されているが、粗製ナフ
サ、貞質油等の液体燃料も用いられる場合もみられる。

しかしながら、ガス状燃料燃崗用装置と液状燃料燃焼用
装置とは通常異なるものが用いられ、特に、液状燃料燃
焼用装置では、燃焼用４０の空間を大きくすることによ
り完全燃焼化を計る（例えば、特公昭３６−１２７６６
号公報）、液体燃料を微粒化して燃焼速度を向上する（
例えば、特公昭５８−２７８２６号公報）などのように
種々の改良がなされているが、ガス状燃料および／また
は液状燃料を同一の装置で使用できるものは見当らない
。

オイルファーネス法による製造装置において。

符にハード系カーボンブラック製造装置では、装置の頭
部に直径の大きい円筒形状燃焼室を設置するのが普通で
おる。

また、原料油は、一般的に上述したような公知の燃焼室
内あるいは燃焼室に連結され定線流部あるいはベンチュ
リ部の直前において中心軸方向に導入噴霧されているが
、燃焼室内での原料油噴霧は燃料の燃焼と原料油の部分
的燃焼が一部共存して原料油の損失が避げらｎない上に
高温の燃焼ガスに耐える材質で、しかも長い噴　　　”
霧装置が必要であった。そして、原料油を中心軸より導
入する方法・装置においては、燃焼ガスの熱エネルギー
を有効に利用するには噴霧角度を大きくする必要がある
が、その為には噴霧圧力の上昇、噴霧用気体の増加を伴
うのみならず、噴霧液滴が炉壁に衝突してコークス発生
の原因となる。このため、中心軸よりの導入においては
、カーボンブラック物性の制御、コークス発生の抑止の
為に、１ＩＪｔ霧角度の厳密な制御を要するが、原料油
の変動や機械的外乱により容易に噴霧角度が変動し、コ
ークスが炉内に堆積する事はしばしば経験するところで
ある。

さらにまた、原料油を縮流部において噴き導入する方法
および装置も知らｎている。例えば、（イ）特公昭５４
−１０３５８号公報記載の発明では、金属製の水冷され
た燃焼室の後に縮流部が連結され、燃焼室中心軸に保持
された原料油導入装置の先！’に縮流部後端部に位置さ
せて、内側から外側に圧入すると共に、縮流部周縁の外
側壁から内側に向って圧入されておジ、これに横断面の
大きい耐火ライニングされた反応器が連結さ几ている。

また、（ロ）特公昭５４−１１２７６号公報に記載の発
明では、燃焼室に接続された縮流部に相当する混合室内
壁と、この内部空間の中心軸方向に挿入された原料油噴
霧装置外側壁とで環状通路全構成し、混合室中もしくは
環状通路中で内側から外側へ原料油を噴霧している。

公知発明において、上述した以外の原料油導入方法ヒ９
として、第１の燃焼ガス全生成し、さらに別の封入帯域
中で生成した第２の燃焼ガス中に原料油を噴射して霧化
物気流を得、この霧化物気流を前記第１の燃焼ガス中に
交差導入する方法（特公昭５２−２７６３２号）も知ら
れている。

以上の公知発明において、（イ）および（ロ）の２発明
は燃焼室を横断する冷却ジャケット付きの長い原料ｇＪ
ｔ霧装置が必要である上に、この噴霧装置をａ流部の中
心軸位置に正確に保持させることも必要である。さらに
、冷却ジャケットで被覆した噴霧装置の設置は、原料油
ｔカーボンブラックに転換するのに用いら几る熱の一部
が冷却ジャケットに接触して奪わ几、熱が有効に利用さ
ルない。また、０号の発明では、製造装置における主体
の燃焼室の他に１’７Ｚいし２個以上の副次的な燃焼室
が必要となり、装置の構造が複雑となる。

さらに、に）米国特許第４．４８３．８４１号明細書に
おいて、中心軸方向および／または予備燃焼室と熱分解
帯域との間で原料油を噴霧、導入するプロセスが記載さ
れている。このプロセスの特徴は、接線方向から互いに
１８０度離れて燃焼ガスを末広がシの頌斜面に沿って予
備燃焼室の下流方向へ導き、中心軸方向から挿入された
オイルチューブを保護するようにした予備燃焼室を有す
ることにあり、実１ｓ態様として原料油全反応炉内に軸
方向および／または予備燃ｖｔ、呈と熱分解帯域との間
で円側へ放射方向に導入すると述べている。

そして、上述のとおりに改善さｎかつ築炉上も複雑な予
備燃焼室と熱分解帯域との間の縮流部で内側へ放射方向
に原料油を導入する場合については、このに）の発明の
主たる味題である予備燃焼室の構造改良がなんらの寄与
もしないこととなる。

本発明は、改良された燃焼室において効率よく燃料を燃
焼し、得られる高温の燃焼ガス流に対して原料油１貢霧
′１７ｃｔＩＬを莫露することなく、前記燃焼室に連結
されたベンチュリ部の縮流部のみで原料油を噴霧するこ
とができ、しかも簡単な構造にて上述した公知発明に匹
敵する燃焼ガスと原料油との混合接触の作用効果を高め
得るようにしたカーボンブラック製造装置Ｒで提供する
ものである。

本発明においては、ガス状炭化水素燃料および／または
液状炭化水素燃料金量−の燃焼室内で利用でき、かつカ
ーボンブラック生成反応系外の空間内で完全燃焼せしめ
、この高温燃焼ガス流を縮流部（ベンチュリ部）に導き
、この高温燃焼ガス流中に原料油を直接噴霧することに
より、燃焼ガスの包含する熱ｔをカーボンブラック生成
反応に有効に寄与させるようにしたカーボンブラック製
造装置である。より詳しく述べると、上述した従来公知
の燃焼室とは構造的に異なる燃焼ガス充填室を設置する
ことを一つの特徴とし、その前半部分において、接線方
向位置に中心軸を有する少なくとも１個のガス導入口、
および前記ガス導入口とは別個の独立した少なくとも２
個の燃料流体導入口を設置し、例えば酸素含有ガスを前
記ガス導入口に導入して、燃料流体との流動方向を相違
させることにより前記二流体の混合効率を著しく向上さ
せ、こ几に加えて二流体を燃焼ガス充填室前半部分より
導入することにより、原料油を噴霧するべンチュリ部に
おける時点では燃料の完全燃焼化が達成されると共に、
燃焼ガスと原料油との混合接触反応が高められるように
構成されたカーボンブラック製造装置である。本発明の
如く、熱燃焼ガスが最大限に加速さ几る縮流部において
のみ外周より内聞へ原料油が導入される場合には、燃焼
ガスの軸速度成分が元方大きい為、実質的に炉内のコー
クスの生成全皆無とすることができる。従って、水密な
噴４角の制御を要せず、噴霧ノズルの形状寸法や噴霧圧
力を自由に選択する墨ができるなどの効果がある。

また本発明の装置では、カーボンブラックのアグリゲー
トサイズ分布（遠心沈降分析によるストークス相当径の
頻度により評価）を容易に制御できる構造となっている
。

詳しくは、カーボンブラック生成反応室前半部分に少な
くとも２個以上の酸素含有ガスおよび／または燃料流体
の導入用導管を設け、前記、！＆！管への各流体の導入
割合および速度を変更することによシカ−ボンプラック
特性を制御できる。

さらにまた１本発明ｉｔによれば、ノ１−ド系カーボン
ブラックに近接した品種に属し、通常はソフト系カーボ
ンブラックに分類されているＦＥＦ級のカーボンブラッ
クをも製造することができる。

従って、本発明におけるＩ・−ド系カーボンブラックと
は、ＦＫＦ級からＳＡＦ級の範吐にあるカーボンブラン
クを指称することとする。

すなわち、本発明は横置された円筒形状の燃焼ガス充填
室と、前記充填室と共軸的に連結された且つ前記充填室
よりも直径の小さい円筒形状のカーボンブラック生成反
応室と、前記反応室末端部に共軸的に連結さまた反応継
続兼急速冷却室と、前記急速冷却室後趨部に連結さｎ九
煽道とからなる、全体が耐火物で？３張りされ九カーボ
ンブラック製造装置において、 （イ）　前記燃焼ガス充填室前半部分の接線方向位置に
中心軸を有する少なくとも１個のガス導入口を設け、 （ロ）前記燃焼ガス充填室前半部分において、前記ガス
導入口とは独立した少なくとも２個の燃料流体導入口を
設置し、 ヒ慢　前記燃焼ガス充填室と反応室との間にベンチュリ
部を設け、外１ＩＩｌｌ壁に防熱冷却用ジャケラ）　ｔ
Ｃ装着した少なくとも２個の原料油噴霧装置を、前記ベ
ンチュリ部の最狭部側壁に貫通する原料油噴霧装置導入
口内に、前記原料油噴霧装置の中心軸が前記ベンチュリ
部最狭部の中心軸に対して９０度±２０反の範囲内に位
置するように固定し、 に）　前記カーボンブラック生成反応室前半部分に、少
なくとも２個の酸素含有ガスおよび／または燃料流体尋
人ロアａ−設け、 （ホ）冷却水圧入噴霧器金前記反応継続兼急速冷却至壁
において、当該噴霧器の水噴楊部金前記室内に対し神式
−引抜き自在にａ数個設置したハード系カーボンブラッ
ク製造装置を提供するにある。

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装置の縦断正面図であり、第２
図は第１図のＡ−Ａ矢視における断面図である。

第３図は、第１図のＡ−Ａ矢視における他の態様の断面
図でめり、第４図は本発明におけるベンチュリ部の最狭
部の一例を拡大して示した縦断正面図である。第５図は
第１図のＢ−Ｂ矢視における断面図である。

第１図および第２図のカーボンブラック製造装置ｌにお
いて、横置された円筒形状の燃焼ガス充填室２にはベン
チュリ部３が同軸的に連結さｎｌついで反応室４、さら
に反応継吠薫急速冷却室５、その末熾に煙道６が順次連
結されている。

燃焼ガス充填室２には、その中心軸前端壁を貫通して設
けられた開ロアの外端部に耐熱性ガラス金倉して炉内の
状況を見ることのできる覗き窓８が取付けられている。

また、燃焼ガス充填室２の前半部分には、その接線方向
位置に中心細を有する２個の対向的に配置された酸素含
有ガス導入口９．９′が設けられ、さらに燃焼ガス充填
室の＃ｌ璧外周からは前記酸素含有ガス導入口９，９′
の直径両端の垂直断面で形成される空間内において、第
２図で示されるように充填室２内に流通する６１１！ｌ
の燃料流体導入口（１０゜１０’、１１，１１’、１２
．１２’）が円周上において対称的に、かつ前記酸素導
入口９，９′とは拙文して別個に設置されている。この
燃料流体導入口は充ＪＡＭ２の外周部から例えば１０．
１０’のように少なくとも２個設置してもよいが、図示
した如く６個（１０〜１２′）とするのが望ましく、多
くても８１１！ｌで充分にその目的を達成することがで
きる。

前記燃焼ガス充填室２に導入される燃料流体としては気
体状燃料あるいは液状燃料のいずれもが使用できる。気
体状燃料としては、メタン、エタン、プロパン、ブタン
および天然ガスなどが使用できる。また、液状燃料とし
ては、ケロシン、重油およびエチレンボトム油等の重質
油などが利用でき、この湯釜には特許第１１９９２０１
号（出願人：塩カーボン（＆））Ｋ開示された燃料油ノ
ズル体の使用が望ましい。

上述したように、燃焼ガス充＠塞２には接線方向の酸素
含有ガス導入口９，９′と、これとは独立した別個の燃
料流体導入口（１０〜１２′）が設けられておシ、この
燃料流体導入口（１０〜１２′）は充填室２の中心軸に
向かうように円周上の放射方向で流通している。酸素含
有ガスと燃料流体は異なる導入方向で、且つ独立した流
れとして充填室２内に導入されるが、この流通方向の相
違と独立性は酸素含有ガスと燃料流体との混合効率を著
しく高めて燃焼速度の向上をもたらす、さらに、酸素含
有ガス導入口９゜９′に近接し九燃料流体導入口ＩＱ、
１０’から導入された燃料流体Ｆｉ戚素含有ガスと効果
的に混合され、燃焼しながら旋回方向の下流側にある燃
料流体導入管１１．１１’および１２．１２’から導入
された燃料流体の混合を促進するとともに、その火炎伝
播効果によｐ燃料流体の完全燃焼化を短時間のうちに順
次達−成できる。

第３図は、第１図のＡ−Ａ矢視における他の態様を示し
たものでめ〕、燃焼ガス充Ｊｘ塞２のガス導入口９，９
′にはその中心軸位置にそれぞれ燃料燃焼装置２１．２
１’が設置されている。

また、・燃料ｆｆｉ尭用ＣＩＲ素含有ガスは前記燃料燃
焼装置ｉ２１，２１’をとシまく流れとして同軸的に導
入されるが、前記＃１２ｊＡ含有ガスはガス導入口９．
９′に対して接線方向から導入することもできる。ここ
で用いら几る燃料燃焼装置２１，２１’としては、すで
に提案した如き水冷または空冷式の防熱冷却用のジャケ
ット付（＃許第１１９９２０１号に開示されている）と
するのが望ましい、燃料流体は１１．１１’の貫通導入
口を経て放射状で充填室２内に導入される。

こｎら酸素含有ガス導入口９，９′および燃料派体尋入
ロ１０〜１２′ヲ充填室２の長さ方向の中央よりも前頭
部に位置させることと上述の効果の相乗作用により、充
填室２の大きさを余９大きくすることなくその前頭部で
燃料燃焼が完結される。さらには、燃料流体導入口の数
および導入量を容易に変更でき、燃焼ガス充填室２ＫＪ
Ｐける燃焼負荷率（単位体積当りの発生熱量）の制御も
容易となる利点を有する。

第１図のベンチュリ部３の最狭部の空間内には、外壁を
貫通して原料油噴霧装置入口１３゜１３’が設けられて
おり、これら導入口内に原料油噴霧装置（図示せず）が
設置され、前記最狭部空間内に原料油が噴霧さｎる。

この導入口は１３．１３’のように対称的にするのが望
ましく、少なくとも２個設置されなけｎばならない。こ
の数はベンチュリ部３の最狭部の直径により異なるが、
３個の導入口を対称的に配置するのも好適であり、多く
ても６個で充分にその目的ｔ４成することができる。

燃焼ガス充填室２内で発生された高温の燃焼ガス流は、
より断面積の小さいべ／チュリ部３に導入されて軸方向
速度の加速化がなされ、最狭部においてこの速度は最高
となるが、図のように導入口１３．１３’の開口が最狭
部罠設けられているので原料油の噴霧流の軸方向成分が
高温ガス流との流動方向のそれと交差して噴霧導入さ几
ることになり、この結果としてノ・−ド系カーボンブラ
ックの製造に適する両者の混合接触作用の促進がなされ
る。この混合接触作用を促進し、上昇させるためには燃
焼ガス充填室２内で発生された高温ガスａｔ−ベンチュ
リ部３で高い軸方向速度とする必要がメク、ベンチュリ
部３の最狭部直径を燃焼ガス充填室２の直径の０．２〜
０．４倍とするのが望ましい。また、同様に燃焼ガスと
原料油噴霧流との混合接触作用を高めるために導入口１
３．１３’の中心軸はぺ／チェ９部３の中心軸に対して
、９０度±２０度の範囲の角度以内に入るよう設置され
なければならなく、図に向って左側、すなわち、９０＋
２０度を上回って傾けると原料油噴霧流の下流側速度が
大きくなって熱燃焼ガス流の方向と一致する部分が増大
して速度差が小さくなり、このために熱燃焼ガスとの接
触作用が十分ではなくなってしまう。この為カーボンブ
ラックのよう素吸着量等の品位制御が困難となるので不
適当である。また、図に向って右側、すなわち、９０−
２０度を下回って傾けると原料油噴霧流の上流側への速
度モーメントが大きくなｐすぎ、過度の撹乱状態が生じ
るためにカーボンブラック生成反応に局部的不均一を招
き、カーボンブラック物性の制御を困難とし、殊にアグ
リゲートサイズ分布の１端な増大傾向が発生し、制御が
困難となる。更に炉壁に局部的なコークス生成をもたら
すので不適当でおる。

第４図は、本発明におけるベンチュリ部３の一例の最狭
部３１のみの拡大縦断正面図であり、円筒形状の耐火物
層を鉄皮３２で保持し、フランジ部３３および３４が固
着しである。この７う７９部を装置本体の鉄皮に固着さ
れているフランジ部３５および３６とボルト、ナツトで
固定することにより、最狭部３１が構成され、着脱自在
に設置されている。原料油噴霧装置導入口１３．１３’
は、９０−１０度で傾けであるが９０±２０度の範囲内
で所望の角度に設ける。

本発明装置では、この角度を変化した複数個の最狭部３
１をあらかじめ用意し、裏遺すべきカーボンブラックの
品質に合わせるべく、適宜に導入口角度の異なる最狭部
３１を上述の如く設置するのが望ましい。また、導入口
１３．１３’にはそれぞれの角度に合わせて鉄皮３２に
固着されている円筒形突出部があり、その先端に７ラン
ジ３７および３７′が設けである。冷却用ジャケラトラ
外周に装着した原料油噴霧装置は、これらの突出部から
挿入さ几、先端のノズルチップが蟻狭部空間に達したと
ころで、当該ジャケットの外側壁に固着されているフラ
ンジ部と適宜のシール材を介して自走する。これによシ
、最狭部から導入口１３．１３’ｌ経て燃焼ガスの逆噴
出することが防止される。

ベンチュリ部３内の最狭部に導入された原料油噴霧流は
、燃焼ガス充填室２内で生成され、ベンチュリ部３で加
速された高温熱ガス流と効率よく接触され、前記ベンチ
ュリ部３の最狭部ｊｐも直径の大きい反応室４内に導か
れ、この室内中で実質的なカーボンブラック生成反応は
完了する。

カーボンブラック生成反応室４の前半部分には、酸素含
有ガスおよび／または燃料流体を導入するための少なく
とも２個以上の導入管が設げられている。

第１因および第５図で示される如く、この導入管は反応
室４の前半部分、望ましくは導入口の中心位置がベンチ
ュリ出口端から反応室４の直径の１．５倍以内に、１４
．１４’、１／およびｌｌ’のように反応室４の上下漏
ヲ進る平行かつ接線方向に設置さｆしている。これら導
入管への酸素含有ガスおよび／または燃料流体の導入量
の制御および旋回方向の変更（１４−１／導入口の使用
と１４’−１ζ導入口の使用）、さらには１４〜ｌｌ’
導入口の下流側に設けられた同様構造の１５〜１ｒ導入
口の使用により、よう素吸ｘｉやジブチルフタレート吸
収量という品質特性をほぼ同レベルに維持しながらカー
ポンブラックアグリゲートサイズ分布を制御する手段０
１つとして利用できる。

こｎに加えて、第１図に示したような反応継続兼急速冷
却室５での冷却水圧入噴霧器ａ−ｇの設置は、反応室領
域の拡大および縮小を自由自在とし、品種別の反応室領
域を自在に設定できるので例えばｌ５ＡＦ級からＨＡＦ
級カーボンブラックへの切換え生産など極めて容易に操
作できるばかりではなく、冷却操作条件を単位時間当り
の冷却水圧入導入量の調節と共に導入位置ｔ−適宜に調
節することにより、製造装置反応帯域および冷却帯域の
熱懸濁ガス流の流動（速度）状態、圧力状態を冷却速度
と共に変動できるので、カーボンブラックアグリゲート
サイズ分布を変化させる他の制御手段とすることがで舎
る。

以下に実施例を示し、本発明をさらに詳しく説明する。

実施例１ 第１図および第２図に示したと同様構造の製造装置ｔを
用いてＩ　ＳＡＦ級およびＨＡＦ級カーボンブラックを
製造し友、この製造装置の各構成部の寸法は下記のとお
りとし友。

燃焼ガス充填室（２） 内径　　４６０　ｒｍ　ｌ 長さ　　２３０　、＠ 酸素含有ガス導入口（９＊”） 内径　　８Ｏ−ｔａｌｌ 中心位置　燃焼ガス充填呈（２）の前端部より５０ｍ＋
燃料流体導入口（１０〜１２′） 内径　　２０鶴ダ　６個 ベンチエリ部（３） 入口長さ　　　１００ｓ＠　　　（円錐角：１２６度）
最狭部直径　　１４０ｆｉダ 最狭部長さ　　１５０絽 出口長さ　　　１５０ｇ　　　（円錐角：２３度）反応
室（４） 直径　　　　２００　ｉ＋ｔダ ａ迄の長さ　３００ｍ ガス導入口（１４〜１／′および１５〜１ｆ’、）直径
　　３５　ｍ　ｄ また、反応継続兼急速冷却室５１７３での１〜ｇの記号
ｒ付した挿入口には冷却水圧入噴霧器〔詳細構造は、実
開昭５８−１４０１４７号公報（出願人：旭カーボン株
式会社）Ｋ開示されている〕をそれぞれ取付けた。

原料油としては第１表に示したとおりの性状２よび組成
を有するもの全使用した。

第　　　１　　　表 また、燃料流体としては天然ガスを用いた。

カーボンブラック製造装置は第２表に示したとおシに運
転した。

以下余白 実施例２ ４個の原料噴霧装置（総供給量２００　Ｌ／　ｈｒ　）
をベンチュリ部の最狭部に導入角度９０度で対称的に設
置した以外は実施例１で示したと同じ寸法の製造装置を
用い、第２表のＲｕｎ１ｌｌ＆１２の製造条件でＩ　Ｓ
ＡＦ級カーボンブラックを製造した。また原料油は第１
表に示した組成のものを使用した。

得られたカーボンブラックの物理化学特性はｌＡ１１７
．１■／　Ｊ’、　Ｄ　Ｂ　Ｐ　　１１６．３１ＬＩ／
　１００ｊ’、比着色力１２１、　Ｄｓｔ　１０２．　
ａ　　Ｏ，１４１となり、アグリゲート分布が狭く、比
着色力が上昇する傾向がみもれ九。

実施例３ 反応室４の直径を４００ｍ１とし九以外は実施例１と同
一寸法の製造装置を用いてＦＥＷ級カーボンブラックｔ
−製造した。また原料油は第１表に示した組成のものを
使用した。このときの製造条件は第３表に示したとおり
であった。

ｆ４３表 原料油供給量　　　　　３４０　Ｌ／ｈｒ　　（１７０
ＡＸ２）原料油噴霧圧力　　　　　３ｓ　ｋｇ／ｄｉ原
料油予熱温度　　　　２５０℃ 原料油導入角度　　　　　９０度 燃焼室導入空気量　　　７４０　ｋｇ／ｈｒ燃ｇ＠呈導
入ＮＧ量　　　　４２に９／ｈｒ反応呈導入総空気量　
　２８０に９／ｈｒ導入口　１ｋｌ（正接）　　　１９
０に９／ｈｒ導入ロー２（正接）　　　　９０ゆ／　ｈ
ｒ反応室導入総ＮＧ量　　　　３に９／ｈｒ導入口　陽
ｌ（正接）　　　　　３に９／ｈｒこの条件で製造した
ＦＥＦ級カーボンブラックの物理化学特性はＩ　Ａ　４
３．２　Ｉｎ９／ｌ、　Ｄ　Ｂ　Ｐ　１１６．２ば／１
ｏｏｌ、比着色カフ０．Ｄ口ｔ　１９６．　１１　０．
１３１゜でめった。

本発明によるカーボンブラックの各特性は、次のように
して測定される。

ＤＢＰ吸収量（ＤＢＰＡ）：ＪＩＳ　Ｋ　６２２１−１
９８２　　Ａ法による。

沃素吸収量（ＩＡ）：ＪＩＳ　Ｋ　６２２１−１９８２
による。

比４色力　　　　：ＪＩＳ　Ｋ　６２２１−１９８２　
Ａ法による。

沈降分析によるカーボンブラック凝集体サイズ（Ｃ０Ｂ
、　ａｇｇｒｅｇａｔ＠ａｉｚｓ　）分析法使用機器 Ｄｉａｋ　Ｃａｎｔｒｉｆｕｇ＊　（Ｐｋｏｔｏ　ａ＠
ｄｉｍ＊ｎｔｏｍ＊ｔ＊ｒ　）　（ＤＣＦ）（英）　　
Ｊｏｙａｅ　Ｌｏ＠ｂ１社製測定法 若干の界面活性剤を加えた３０％メタノール水溶液中に
、Ｏ，ＯＳ〜０．１％のカーボンブラックを加え、超音
波処理を施して完全に分散せしめる。１５マ／マラグリ
セリン水溶液の沈降液（スピン液）１５〜２０７１１ｔ
注加した回転ディスク（ｄｉｓｋ　）の回転数ｔ−８０
０Ｏｒｐｍとし、上記分散液０．０２〜０．０３ｍｔｔ
−注加する。

分散液の注加と同時に記録計を動作せしめ、回転ディス
クの外周近傍の一定点を沈降によって通過するＣ０Ｂ、
　ａｇｇｒ＠ｇａｔ・の量を光学的に測定して、其の量
を時間に対するヒストグラムとして記録する。

沈降時間を、下記の式（５ｔｏｋ＠ｓ　の式の一般型）
Ｋより、５ｔＯｋ・８　相当径に換算し、Ｃ，Ｂ、ａｇ
ｇｒｅｇａｔｅの５ｔａｋｅ−相当径とその頻匿のヒス
トグラムを得る。

式（１）において、ｄは沈降開始後の時間ｔで回転ディ
スクの光学的測定点を通過するＣ、　Ｂ、　ａｇｇｒ＠
ｇａｔｓの８１ｏｋ＊−相当径である。

定ａＫは、測定時のスピン液の量、粘度及びカーボンブ
ラックとの密度差（カーボンブラックの真密度ｔ−１，
８６ｇ７１１１７とする）、更に回転ディスクの回転数
によって決定せられる定数である６例えば、スピン液と
して１５マ／マ％グリセリン水溶＊１７．５１ｊｔ”用
い、測定温度２０℃でディスク回転数８００Ｏｒ　ｐｍ
とじ九場合のに値は３６８．９となりｓ　ｄはｎ１！Ｉ
。

ｔは分で表示される。

Ｄｓｔ及びＳの定義 上記測定操作によって得られる　ＩｇｇＨｇａｔ・の　
８ｔｏｋ・畠相当径ヒストグラムにおいて、最多頻°度
（実際には、光学的測定を行なっているので最大吸光度
である）を与える　５ｌｏｋｅｓ相当径１ｋＤｓｔ（Ｍ
ｏｄｅ）と称し、Ｃ，Ｂ、　ａｇｇｒｅｇａｔｅの平均
的大きさの目安とする。

ま九、当該ヒストグラムにおいて、　Ｄｓｔの示す頻度
（吸光度）の三方の−の頻度（吸光度）を示し、かつＤ
ｓｔよりも大なるストークス相当径をＤＬとしたとき、
アクリゲートサイズ分布指数畠は、 ｓ　＝ＯＪ１４９３２ＸＬｏｇ　（Ｄ　Ｊｉｊ／　Ｄａ
ｔ　）で定義される。これは、比較的大きなアクリゲー
トサイズの分布広さの目安となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例の装置の縦断正面説明図であり、
第２図は第１図０Ａ−Ａ矢視における断面説明図である
。 第３図は第１図のＡ−Ａ矢視における他の態様の断面説
明図であり、第４図は本発明におけるベンチュリ部の最
狭部の一例を拡大して示した縦断正面説明図である。第
５図は第１図のＢ−Ｂ矢視における断面説明図である。 １・・・カーボンブラック製造装置　２・・・燃焼ガス
充填室３・・・ベンチュリ部　　　　　　４・・・反応
室５・・・反応継続兼倉速冷却室　　６・・・煙道７・
・・開口　　　　　　　　　　訃・・覗き窓９．９′・
・・ガス導入口 １ｑ　１ｏ；ｔｌ、ｔｘ：　　１２．　１２’・・・燃
料流体導入口１３、１３’−・・導入口　　　　　　１
４〜１ｅ、１５〜１ｆｔ・・導入口２１．２１’・・・
燃料燃焼装置　　３１・・・最狭部ａ−ｇ・・・冷却水
圧入噴霧器挿入口 特許出願人　旭カーボ／株式会社 第１図 昂２閉 吊３閏 帛４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、横置された円筒形状の燃焼ガス充填室と、前記充填
   室と共軸的に連結され且つ前記充填室よりも直径の小さ
   い円筒形状のカーボンブラック生成反応室と、前記反応
   室末端部に共軸的に連結された反応継続兼急速冷却室と
   、前記急速冷却室後端部に連結された煙道とからなる、
   全体が耐火物で内張りされたカーボンブラック製造装置
   において、 （イ）前記燃焼ガス充填室前半部分の接線方向位置に中
   心軸を有する少なくとも１個のガ ス導入口を設け、 （ロ）前記燃焼ガス充填室前半部分において、前記ガス
   導入口とは独立した少なくとも２ 個の燃料流体導入口を設置し、 （ハ）前記燃焼ガス充填室と反応室との間に、ベンチュ
   リ部を設け、外側壁に防熱冷却用 ジャケットを装着した少なくとも２個の原 料油噴霧装置を、前記ベンチュリ部の最狭 部側壁に貫通する原料油噴霧装置導入口内 に、前記原料油噴霧装置の中心軸が前記ベ ンチュリ部最狭部の中心軸に対して９０度 ±２０度の範囲内に位置するように固定し、（ニ）前記
   カーボンブラック生成反応室前半部分に、少なくとも２
   個の酸素含有ガスおよ び／または燃料流体導入口を設け、 （ホ）冷却水圧入噴霧器を前記反応継続兼急速冷却室壁
   において、当該噴霧器の水噴霧部 を前記室内に対し挿入−引抜き自在に複数 個設置したハード系カーボンブラック製造 装置。 ２、前記燃焼ガス充填室前半部分のガス導入口に、酸素
   含有ガス導入管を連結した特許請求の範囲第１項記載の
   装置。 ３、前記燃焼ガス充填室前半部分のガス導入口に、ほぼ
   円筒形状の燃焼ガス発生室を設置し、前記燃焼ガス発生
   室の中心軸位置に燃料燃焼装置を挿入保持せしめた特許
   請求の範囲第１項記載の装置。 ４、前記燃焼ガス充填室前半部分の燃料流体導入口が充
   填室の円周上で放射状に設置された特許請求の範囲第１
   項ないし第３項記載の装置。 ５、前記カーボンブラック生成反応室前半部分の導入口
   の中心位置がベンチュリ出口から前記反応室直径の１．
   ５倍以内にある特許請求の範囲第１項ないし第４項記載
   の装置。