JPS6312669A - メッキカーボンブラックおよびその製造法 - 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、力−ゼンブラック粒子表面に金属をメッキ法
により付着したメッキカーボンブラックおよびその製造
法に関するものである。 ゴムやプラスチックなどに導電性を付与する物質として
カーボンブラックは配合物を黒色にすると言う欠点はあ
るが、金属粉末や炭素繊維に比較して成形の容易性に加
えて補強効果もあり、さらに配合量によっである程度の
導電度を制御できることから広く利用されている。この
ような導電性を付与するカーボンブラックとしては、フ
ァーネス法導電性カーボンブラックとアセチレンブラッ
クが知られており、高ストラクチャー、高表面積でグラ
ファイト化が進んでいるなどのさまざまな特性が要求さ
れている。 そして、一般的には静電防止あるいは帯電防止用のゴム
製品やプラスチック製品に利用されている。また、導電
性カーボンブラックを配合したこれらのゴム製品やプラ
スチック製品の電気抵抗は１０”〜１０’Ω−（７）程
度であり、さらに電気抵抗を低下するためにカーボンブ
ラックを高配合率とした場合に、プラスチックでは機械
的強度や成形加工に問題を生ずる。 帯電防止材料としては、体積抵抗束（日本ゴム協会標準
規格５ＲＩＳ−２３０１による測定）が１０４〜】０７
、等電性材料としては体積抵抗率が１０°〜】０４、高
導電性材料のそレバ１０−”　−１０’に区分されてい
るが、カーボンブラックを充填材料として高導電性材料
とすることは著しく困難であった。 本発明の目的は、カーボンブラック本来の特性を余り損
うことなく、高導電性材料への利用も可能としたメッキ
カーダンブラックおよびその製造法を提供するにある。 本発明によるメッキカーボンブラックは、カーボンブラ
ックの微細粒子が融合して鎖状構造（ストラフチャー）
を構成しているいわゆる一次凝集体（アグリゲート）の
当該粒子表面に金属薄層を直接電着したものであり、カ
ーボンブラック１００ｆ当り３０９から６０９の金属が
電着されている。金属としては銅、ニッケル、クロム、
金、銀、錫等が１！着されるが、銅ならびにニッケルが
好適であり、製造後あまり長期間放置した場合には、銅
の場合は酸化される傾向があるので、ニッケルを選択す
るのが望ましい。 本発明において、カーボンブラックとしては、市販のさ
まざまな等電性カーボンブラックを用いるのが望ましい
が、さまざまなファーネス法カーダンブラックとりわけ
ハイストラクチャーカーボンブラックを用いるのが好適
である。 つぎに添付図に基づいて、本発明のメッキカー、ＩＪン
ブラックの製造法を説明する。 第１図は本発明による製造法を実施するための一例の製
造装置の線図的縦断正面図である。 第２図は高ストラクチャーカーボンブラックのアグリゲ
ートの粒子表面に金属薄層の電着されている状態を示す
本発明による一例のメッキカーボンブラックの粒子構造
写真である。 第１図において電解槽】には電着すべき金属の塩の水溶
液２からなる電解液が充填されておＩ】、素焼陶器製の
円筒容器からなるカーゼンブラック！１１！濁液保持槽
３が電解液２の中に挿入設置されている。保持槽３内に
は金属を電着すべきカーボンブラック４を添加し、懸濁
しである。 また、保持ｍ３の中心軸位置に陽極を兼用した攪拌機５
が設置されており、さらに保持槽３の外側でｍｌ槽ｌの
内壁の中間部には、電着すべき金属と同じ金属からなる
陰極６が挿入されている。 本発明においては、カーボンブラック懸濁液保持Ｍ３の
材質としては、緻密な多孔質からなる隔離壁を構成する
上述の如き素焼陶器磐が好適であるが、懸濁するカーボ
ンブラックが保持槽３の外側の電解液中に漏れ通過しな
い緻密で多孔質の材質ならばいずれも使用でき、例えば
ガラスｆ＃！維製の容器なども望ましい材質である。 電解液としては、電着すべき金属の水溶性塩類を水１ｔ
に対して２００ｆ〜２０？溶解した溶液が用いられる。 例えば、このような水溶性塩類としては、銅、ニッケル
、クロム、金、銀、錫の硫酸塩、ナ）ＩＪウム塩、青化
塩のいずれもが使用できる。また、電解液には硫酸塩を
用いる場合は硫酸を添加し、青化塩を用いる場合は水酸
化ナトリウムを添加する。 本発明（二おいてはカーボンブラック懸濁液保持槽３内
にカーボンブラックを添加して懸濁した場合の懸濁液の
体積固有抵抗が、１００Ω−ｍを上回ると陽極の攪拌機
５に集電してカーボンブラックへの電着が進まなくなる
傾向があるので懸濁液の体積固有抵抗は１００Ω−（７
）以下、望ましくは８０Ω−口以下とするのが好適であ
る。なお、懸濁液の体積固有抵抗は、２で解液へのカー
ダンブラック添加量ならびに溶解する電解質８度により
適宜調節する。電解常流密度は１デシリットル当り】Ａ
乃至５Ａとするのが好適である。また、電解時の攪拌が
強すぎるとカーダンブラック粒子にＴＬ着した金属薄層
がはくガｔする傾向があ１、攪拌根回転数はＩ　ＯＯｒ
ｐｍ〜３００ｒｐｍとするのが望ましい。 本発明は、上述した条件下の常温常圧下でカーダンブラ
ックに所定の金属を電着するが、電解時間は１０時間以
内で充分である。望ましくは、電解時間は５時間から８
時間とし、かくすることによりカーダンブラック１００
ｔに対して３０２から６Ｏｆの金属を電着することがで
きる。 以上のようにして得られた本発明によるメッキカーダン
ブラックは第２図（粒子構造写真）に図示されていると
おり、を着金用層がカー２ンブラツクのストラフチャー
中央部を構成する粒子表面に黒く均われている。通常の
電着前のカーダンブラックでは、第２図に見られるとお
１】に淡黒色粒子のつながりよりなるストラフチャーの
みであるが、本発明によれば個々の粒子とりわけストラ
フチャー中央部の粒子表面を被

【才るように金属薄層の
雷１着していることが認められる。 このような本発明によるメッキカーダンブラックは、従
来から用いられていたゴムやプラスチックの帯電防止用
だけではなく、電磁波ａ　１ｉ＋−２材料用の充填剤あ
るいは塗料として利用することができる。 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 添付の第１図に示したとおりの電解装置を出いて、カー
ダンブラック（旭カーゼン株式会社製、商品基地Ｈ８−
５００）に銅の′Ｔ！Ｌ着を実施した。 電解液としては、水ｘｔ当り硫酸銅２００２ならびに濃
硫酸２０２を添加溶解した溶液を用い電解槽１に充填し
た。カーダンブラックは電解液全量に対して３重ｔｓと
なるように、懸濁液保持槽３内に添加し、埼拌椴５を３
５０　ｒｐｍにて回転して懸濁液を博拌しながら８時間
通電した。 この際のカーダンブラック懸濁液の体積固有抵抗は６５
Ω−口であった。 得られたメッキカーダンブラックは、電解液と戸別し充
分に洗浄後乾燥した。 メッキ前のカーダンブラックとメッキ後のカー／ノブラ
ックの物理化学特性は第１表に示したとおＩ）であった
。 第１表 カーメン　　ＤＢＰＡ　　　　ＩＡ　　　　灰分見掛す
比重電気抵抗ブラック　（ｍｌ！／１００Ｆ）　　（〜
／１００ｇ）（％）　　　（ｆ／ｍ）　　（Ω−儒）Ｄ
ＢＰＡ　　：　　ジプチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量
、ＪＩＳ−に６２２１に基づいて測定し、試料】Ｏｔ。 トルクｌにより測定したＤＢＰ値である。 工Ａ　　：　よう素吸着量、ＪＩＳ　　Ｋ６２２１によ
る。 灰分　：　　ＪＩ８　Ｋｆｉ２２１による。 見掛は比重：ＪＩＳ　　Ｋ６２２］による。 電気抵抗：ＪＩＳ　　ＫＦｉ２２１による。 メッキカーダンブラックの粒子構造写真（倍率：５０，
０００）をとったところ、第２図に示したとおりのもの
が得られた。また、メッキカーボンブラックの灰分量か
ら約３０重３−％の銅の電着されていることがに忍めら
れた。 実施例２ カーダンブラックとして、ＤＢＰＡ　：　５１ｏｍｔ７
１ｏ。 ２、窒素吸着比表面積＝３８扉／２、ＩＡ：４２．３■
汐、灰分：０．１１％、水分：０．５％の物理化学特性
を有するものを用いた以外は実施例１と同様に操作して
メッキカーボンブラックを製造した。得られたメッキカ
ーボンブラックの３０Ｋｆ加圧下の電気抵抗は１．０５
　Ｘ　Ｉ　Ｏ−”Ω−αであった。ちなみにメッキ前の
カーはンブラック（旭Ｈ８−５００）の３０〜加圧下の
電気抵抗は０．１７２０−口であった。 本実施例で使用したカーボンブラック（旭Ｈａ−５００
）と本実施例で製造したメッキカーボンブラックを第２
Ｓならびに第３表のとおも）に配合し、実験用小形ロー
ルを用いロール温度１７０〜１８０℃にて、はじめに／
ＩＪ塩化ビニールと可塑剤を混合したものをロールにま
きつかせておき、これにカーボンブラックを徐々に加え
て充分混練し、シート状に取出したものを圧縮成形機で
シート状にし、テス）＆−スを作成した。 第２表 樹脂（ＰＶＯ）　　　　　　１００ｐＨＲステアリン酸
カドミウム　　　　１ ステアリン酸ノセリウム　　　　　２ ＤＯＰ　　　　　　　　　　　　　変　量カーボンブラ
ック 第３表　変ｆｒ部配合部数　（ＰＨＲ）各テストピース
についての透過減衰ｔ（ｄＢ）をシールドゼツクス法（
一方から発信器よりの電磁波を増巾して発信アンテナか
ら所定の電磁波を発信し、他方では金属製のゼツクスの
前回壁にテストピースの大きさに相当する穴があＩ］、
その穴にテストピースを保持させてゼツクス内部に受信
アンテナを設け、そのアンテナからの電磁波を受信する
方法）により、測定した。 この際の発信ｔａ波は２００ＭＨｚとした。 また、その他の諸物件も測定し、これらをまとめて第４
表に示した。 第４！１ 体積固有抵抗：　　ＪＩＳ　Ｋ−６９１３かたさ　　　
：　　ＪＩＳ　Ｋ−６９１３引張強さ　　：　　ＪＩＳ
　Ｋ−６７４５伸　　び　　　　：　　ＪＩｉ９　　Ｋ
−６７４５

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による製造法を実施するための一例の
製造装置の線図的説明図である。 第２図は、高ストラクチャーカーインブラックのアグリ
ゲートの粒子表面に金属薄層の電着されている状態を示
す、本発明による一例のメッキカーボンブラックの粒子
構造写真である。 】：電解槽　　　　　２：電解液 ３　：カーゼンブラック懸濁液保持摺 ４　：　カーボンブラック　　　５　：攪拌機（陽祢）
６：陰極 特許出願人　旭カーＮン株式会社 鴬１図 篤２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、カーボンブラックと、前記カーボンブラックの粒子
   表面に電着された金属薄層とからなるメッキカーボンブ
   ラック。 ２、カーボンブラックがフアーネス法によつて得られた
   カーボンブラツクであり、金属薄層が銅、ニッケル、ク
   ロム、金、銀、錫から選ばれたいずれかの金属である特
   許請求の範囲第１項記載のメッキカーボンブラック。 ３、所定の金属塩を溶解した電解溶液を電解槽中に充填
   し、前記電解槽内に緻密で多孔質な隔離壁からなるカー
   ボンブラック懸濁液保持槽を設置し、前記保持槽にカー
   ボンブラックを添加懸濁し、前記電解槽内の保持槽の外
   側に陰極が挿入され且つ前記保持槽内に挿入設置した攪
   拌機を陽極とし、カーボンブラック懸濁液を攪拌しなが
   ら前記陰極ならびに前記陽極に通電してカーボンブラッ
   ク粒子表面に所定金属を電着するメッキカーボンブラッ
   クの製造法。 ４、金属塩が銅、ニッケル、クロム、金、銀、錫のいず
   れかの金属の硫酸塩、塩酸塩、青化塩のいずれかであり
   、隔離壁からなるカーボンブラック懸濁液保持槽が素焼
   陶器製容器、またはガラス繊維よりなる容器のいずれか
   である特許請求の範囲第３項記載のメッキカーボンブラ
   ックの製造法。