JPS6176554A - カ−ボンブラツクの製造方法 - Google Patents

カ−ボンブラツクの製造方法

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JPS6176554A
JPS6176554A JP59198205A JP19820584A JPS6176554A JP S6176554 A JPS6176554 A JP S6176554A JP 59198205 A JP59198205 A JP 59198205A JP 19820584 A JP19820584 A JP 19820584A JP S6176554 A JPS6176554 A JP S6176554A
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carbon black
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carbon
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Shiyuushichi Yoshimura
修七 吉村
Shin Kobayashi
伸 小林
Giichi Toyonaga
豊永 義一
Tomozo Yamazaki
山崎 朋三
Masanori Karatsu
唐津 正典
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Mitsubishi Kasei Corp
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、充填材料、補強材料、導n材料並びに着色顔
料などの多くの用途¥有するファーネス法によるカーボ
ンブラックの製造に関する。
さらに詳しくは、特に用途を限定するものではないが、
塗料、樹1]’β並びにゴム等に配合して優れた導電性
を示す、表面積の大きいカーポジ・ブラックYff造す
る方法に関する。
〔従来の技術〕
一般的なファーネス法によるカーボンブラックは燃料炭
素水素と空気又は成木等の支燃ガス¥混合し、燃焼させ
た高温ガス域に原料炭素水素を噴霧し、原料炭素水素を
熱分解及びまたは不完全燃焼させて製造する。
分解または不完全燃・暁ガスに同伴された生成カーボン
ブラックは適当な手段で冷却され慣用的に当業界で使用
されている採集装置で採集される。
7そ面潰の大きいカーボンブラックの製造方法はたとえ
ば、原料炭素水素賞霧前の燃焼高己域に水蒸気乞導入す
る方法(特開昭56−おtusr号」、あるいは原料炭
素水素の噴射流中に水を噴射する方法(特公昭j4Z−
’ZAJe号)又は炭素水幸噴霧前の燃暁高温誠にカル
シウム、バリウム及びストロンチウムより成る群から選
択した金値塩¥導入し、カーボンブラックの表面積?増
大させろ方法(特開昭57−/9よ16コ号)が知られ
ている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら一特聞昭56−お(<jjj号又は特公昭
jg−74.3’A号に開示されている方法ではカーボ
ンブラック粒子乞生成するために必要な高温域に水蒸気
を導入するため水蒸気と炉内温度との夙容輩の差により
、炉内の温度降下が生じるため粒子生成に必要な温度が
得られにくいことに加えて、カーボンブラックの基本形
態の調節が困難であり、又、特開昭67−/9!;/1
.コ号に記載されている方法では、生成したカーボンブ
ラック中に親水性灰分が増大し、使用分野によってはす
脂やゴムに配合した場合、高温多湿の雰囲気に於いて、
灰分が明脂並びにゴムの表面に析出し、商品価値を著し
く低下する等の問題点があった。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで1本発明者らは上記の問屋点を解決すべく鋭意検
討した釉呆、カーボンブラツクの基本形態が形成され1
こ後に5表面積を大きくするための賦活剤を導入し、特
定の滞留時間で処理することによって、任意のカーボン
ブラックの泰不溝造?有し、大ぎい表面積を有するカー
ボンブラックを得ることが出来る事乞見出し℃。
不発明に到達した。
すなわち1本発明の目的は、侵れた導電性を示す1表面
積の大きいカーボンブラック乞製造する方法を提供する
もので、この目的は燃料炭素水素と酸素含有ガスとを混
合して燃焼高温ガス流ビ形成させろ第1帯域と、引き続
き得られ1こ2へ焼高温ガス流に原料炭素水素注入口し
てカーボンブラック乞形成させろ第2帯域と、第2帯域
に引き読いた下流部であって、得られたカーボンブラッ
クタ賦活斉11と接触させて賦活する第、?帯域からな
る帯域でカーボンブラック奪製造する万伝に於いて、第
3帯域て賦活剤として水蒸気χ導入することにより達J
M、される。
以下、不発明の詳細な説明する。
本発明において、カーボンブラック形態すなわち、基本
的な粒子径とストラクチャ−7有し。
かつ調節された表面積Y有するカーボンブラック乞製造
する1こめには、まず、燃料用炭素水素と酸素よ一阿ガ
スとχ混合し、燃焼高温ガス流を形成するfi/帯域と
、第1帯域の下流部であって、得られた燃焼室温ガス流
に併流又は横方向に設けたバーナーから原料炭素水素乞
噴霧導入し、原画炭素水素をグζ分解及び/ま1こは不
完全燃焼させてカーボンブラック乞生成する第2帯域と
が必要である。
第コ帯域では供給した原料炭素水素が十分に熱分解及び
/または不完全燃焼され、カーボンブラックとしての基
本的形態である粒子径とストラフチャー並びてそれらの
分布が形成される。
該第コ帯域にはカーボンブラックの基本形態である粒子
径又はストラフチャー等を高温ガスの温度や添加剤の添
加量以外の変更要因として重要であるカーボンブラック
生成時での高温ガス流の攪乱暑活発とするために、第2
帯域には単孔版又は多孔板あるいはベンチュリー管等の
攪乱域を設置してもよい。
又第2帯域χ変化させるために、原料炭素水素注入口の
位置並びに噴霧角度χ変更してもよい0 この様にして、カーボンブラックの基本形態の整ったカ
ーボンブラックは高温ガス流に同伴されながら、第2帯
域の下流部である第3帯域に移送されろ。
第3帯域では第2帯域で得られたカーボンブラックの表
面積7大きくするための賦活反応とその停止が行なわれ
る。すなわち1本発明において、第3帯域とは賦活剤の
供給位置から賦活反応乞停止するfこめσ)冷却水の供
給位置までの帯域で、hる。
賦1占斉11としては水葵気が用いられる。
賦活剤は直iカロ:〉−水にXス又は水の状態で導入す
ることができろ。
第3帯域には賦活剤の;び人による1咳帯域の温度時下
ン防ぐために補助燈料炭素水素と、それ乞燃焼させろプ
こめの離三佑陰有ガスχ混合燃焼させ、得られた高温ガ
スχ補助加熱用高jKガス供給ノズルより第3帯域に導
入する。
該帯域に於ける賦活剤の導入量は単位時間当りDガスカ
七に対してS〜3; □ vO1%の範i泪、好乏しく
は70〜93701%である65vo1%未、茜では表
コ積乞大きくする効果が少な(50VOI %以上では
賦活rJ’l mと該賦活剤を昇温するための補助力ロ
熱用茜温ガスを含めて化ガス量が多くなり、これに伴い
第3帯域でのカーボンブラックの滞留時間が短くなり、
かえって賦活度vm下させてしまうこと、更には、総排
ガス量が多くなりカーボンブラックの分離回収装置等の
能力乞増強する必要があるなどの支障2生じろ。
第3帯域に於ける温度は7200〜1100℃、好まし
くは/300−1700℃である。
7200℃未満では弐面撰の増大が小さく1800℃以
上では反応が致しく、カーボンブラツクの生成収率が低
下するので好ましくない。
第3帯;威におけるカーボンブラックの滞留時間は0.
 /〜3秒、好ましくはo、g−2秒である。
滞留時間が0.1秒より短かげれば1表面積の増大効果
が小さく、また3秒より〉ければカー界 ポンプラックの生成部子が低下するので好ましくない。
なお、滞留時間は賦活剤導入時点から、第3帯域の後流
部に設げられた冷却水導入ノズルにより、水を噴霧する
時点までの時間tい5−冷却水尋人ノズルは8g3帯域
の後流部に適当間隔2設けて設置し1こ該ノズル挿入口
より挿入できるようにしておけば該ノズルの位置7変え
ることにより滞留時間¥変更することができろ。
また冷却水心入ノズルを第3帯域の後流部に複数個設置
してもよいが、その場会には滞留時間χ賦活剤導入時点
に最も近い冷却水導入ノズルから水が噴霧されろ時点ま
での時間とする。
このようにして得られたカーボンブラックは反応に供し
たガスと共に移動され、慣用の方法で冷却、分離及び回
収の各工程2経て収集されろ。例えば排ガス中からのカ
ーボンブラックの分離はサイクaン、アグロメレーター
、バックフィルターま1こはそれらの組合せのような慣
用の方法により容易に行なうことができる。
本発明のカーボンブラックσ)復液に使用される第1帯
域並びに第3帯域に於げろ燃焼高温ガス流の調製は、ガ
ス状または液体の燃料炭素水素と酸素含有ガスとして空
気、酸素、又はそれらの混合物とrkt Qし、い暁さ
ぜろことにより行なわれる。燃料炭素水素としては、水
素、−酸化炭素、メタン、天然ガス、石炭ガス、石油ガ
ス並びに灯油、ガソリン、X油等の石油系液体燃料、ク
レオソート油、ナフタレン油、カルボン酸油等の石炭系
液体燃料が好適に使用される。
又原料炭素水素としては、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素水素、ク
レオンート油、アントラセン油、カルボン酸油等の石炭
系炭素水素やエチレンヘビーエンドオイル、FCCオイ
ル等の石油系1質油やアセチレン系不飽和炭素水素、エ
チレン、プロピレンなどのエチレン系炭素水素、ペンタ
ン、ヘキサン等の脂肪族炭素水素などが好適にlZ用さ
れる。
〔発明の効果〕
本発明において、カーボンブラックの基本形態が形成さ
れた後にカーボンブラックが懸濁し1こ熱ガス中に賦活
剤として水蒸気Y Mi人することにより、塗料、4脂
、又はゴム等に配合した場舒、浸れ1こ導電性?示す高
表面積カーボンプラック乞工業的に有利に製造すること
ができる。
〔実施例〕
次に本発明χ実施例によりさらに詳細に説明するが、本
発明Q′よその要旨ン越えない限り、以下の冥Li例に
限定されるものではない。
実施例4 / −/ Q 第1図に示すHq遺のカーボンブラック製造炉を用い、
該炉の縞l帯域に第3表に示す燃料炭素水素をlq o
 Nm’/hrと燃焼用空気7θQθNゴ/hrと乞供
給して燃焼させ、得られた燻焼高温ガス流の中に原料炭
素水素供給ノズルlかう第2表に示1−原料炭素水索暑
第1表に示す割合で供給し、第コ帯域でカーボンブラツ
ク粒子?生成させた。、矢いで第3帯域では賦活剤導入
ノズル弘かも第1表に示す割合σ)水蒸気、補助燃料炭
素水素(某3表作旧−しび酸素含有ガス?第3帯域に尋
人し、第コ帯域で生成しfこカーボンプランクン第1表
に示す温圧及び滞留時間に1呆持して賦活処理7行った
。滞留時間は第1冷却水?4人ノズルjの位置ケ変更す
ることにより行った。第1冷却水導入ノズルS及び第1
冷却水導入ノズルSより冷却水音噴霧することによって
冷却されたカーボンブラックはサイクロンとパックフィ
ルターで捕集し1粒子径、表面積及び吸油量?測定した
。得られた結果Y第1表に示す。
比較例7〜3 第3帯域に水蒸気、補助燃料炭素水素及び酸素含有ガス
l供給しないこと以外は実施例と同様の条1’j=(第
1表参照〕でカーボンブラックを製造した。得られたカ
ーボンブラツクの物性を測定し、その結果を第1表に示
す。
ごg  2  炙 第 3 嵌
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に用いる装置の一例の説明図である。 l:原料炭素水素供給ノズル コニ燃料炭素水素噴霧ノズル J゛酸素含有ガス供給ノズル 弘;賦活剤導入ノズル 3:第1冷却水導入ノズル 6:第1冷却水導入ノズル 7:補助力a熱用高温ガス供給ノズル t:第1帯域   q:第コ帯域 ノO:第3帯域   ll:チョーク lユニ煙 道

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)燃料炭素水素と酸素含有ガスとを混合して燃焼高
    温ガス流を形成させる第1帯域と、引き続き得られた燃
    焼高温ガス流に原料炭化水素を混合してカーボンブラツ
    クを形成させる第2帯域と、第2帯域に引き続いた下流
    部であつて、得られたカーボンブラツクを賦活剤と接触
    させて賦活する第3帯域からなる帯域でカーボンブラツ
    クを製造する方法に於いて、第3帯域に賦活剤として水
    蒸気を導入することを特徴とするカーボンブラツクの製
    造方法。
  2. (2)水蒸気の導入量が単位時間当りのガス量に対し5
    〜50容量%であることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の方法。
  3. (3)第3帯域の温度が1200〜1800℃であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載の
    方法。
  4. (4)第3帯域におけるカーボンブラツクの滞留時間が
    0.1〜3秒であることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項〜第3項の何れかに記載の方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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