JP2000290529A - 酸化カーボンブラックの処理方法及びこれに用いるカーボンブラック処理装置 - Google Patents
酸化カーボンブラックの処理方法及びこれに用いるカーボンブラック処理装置Info
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Landscapes
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 窒素含有酸化剤を用いて酸化されたカーボン
ブラックから有害な副生成物を取り除くための効率の良
い方法及び好適な装置及び処理方法を提供する。 【解決手段】 ケーシング内に、スリット部を有するト
レーを上下方向に複数枚有しており、各トレーはトレー
上の粉体を掃きスリットより落下させることにより、上
段のトレーより下段のトレーに移動させるスクレッパー
を有しており、且つケーシング内に熱風を流通させてト
レー上の粉体を加熱し得る装置内で、酸化カーボンブラ
ックを加熱して、カーボンブラックから酸化副生成物を
除去することを特徴とする酸化カーボンブラックから酸
化副生成物を除去する、酸化カーボンブラックの処理方
法。
ブラックから有害な副生成物を取り除くための効率の良
い方法及び好適な装置及び処理方法を提供する。 【解決手段】 ケーシング内に、スリット部を有するト
レーを上下方向に複数枚有しており、各トレーはトレー
上の粉体を掃きスリットより落下させることにより、上
段のトレーより下段のトレーに移動させるスクレッパー
を有しており、且つケーシング内に熱風を流通させてト
レー上の粉体を加熱し得る装置内で、酸化カーボンブラ
ックを加熱して、カーボンブラックから酸化副生成物を
除去することを特徴とする酸化カーボンブラックから酸
化副生成物を除去する、酸化カーボンブラックの処理方
法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は窒素含有酸化剤を用
いて酸化されたカーボンブラックから、有害な副生成物
を取り除くための処理装置及び処理方法に関する。
いて酸化されたカーボンブラックから、有害な副生成物
を取り除くための処理装置及び処理方法に関する。
【０００２】
【従来技術】カーボンブラックを酸化処理して表面に酸
性官能基を付与し、各種のベヒクルへの分散を向上する
ことが知られており、酸化剤として、オゾン、硝酸、酸
化窒素等が知られている。カーボンブラックの酸化によ
り導入される表面の官能基とその性質については未だ充
分に解明されてはおらず、各々の酸化剤や酸化条件によ
り得られる酸化カーボンブラックの物性発現に差異が見
られる。
性官能基を付与し、各種のベヒクルへの分散を向上する
ことが知られており、酸化剤として、オゾン、硝酸、酸
化窒素等が知られている。カーボンブラックの酸化によ
り導入される表面の官能基とその性質については未だ充
分に解明されてはおらず、各々の酸化剤や酸化条件によ
り得られる酸化カーボンブラックの物性発現に差異が見
られる。
【０００３】硝酸、酸化窒素等の窒素含有酸化剤は、良
好な物性を有する酸化カーボンブラックを得るのに有用
である。しかしながら、これら窒素含有酸化剤を用いた
場合、カーボンブラック中に、有害な酸化副生成物が残
存するため、これを除去する必要がある。従来、カーボ
ンブラックの酸化処理は、ロータリーキルン等の加熱装
置内にカーボンブラックを入れて、ここにガス流と酸化
剤とを導入して、カーボンブラックの酸化を行い、引き
続き、空気等のガスを導入しながら加熱することで、カ
ーボンブラック表面から酸化副生成物を除去する方法が
知られていた（特公昭４４ー５６９１）。
好な物性を有する酸化カーボンブラックを得るのに有用
である。しかしながら、これら窒素含有酸化剤を用いた
場合、カーボンブラック中に、有害な酸化副生成物が残
存するため、これを除去する必要がある。従来、カーボ
ンブラックの酸化処理は、ロータリーキルン等の加熱装
置内にカーボンブラックを入れて、ここにガス流と酸化
剤とを導入して、カーボンブラックの酸化を行い、引き
続き、空気等のガスを導入しながら加熱することで、カ
ーボンブラック表面から酸化副生成物を除去する方法が
知られていた（特公昭４４ー５６９１）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術では、以下のような問題があった。この
ような、ロータリーキルン等の装置内に空気を供給し所
定の温度でカーボンブラックと接触させることで有害な
酸化副生成物を除去する方法では、効率を上げるために
装置内に導入するガスの流速を上げると、カーボンブラ
ック粉体がガス流に同伴されてキルンから吹き出てしま
い、カーボンブラックのキルン内での滞留時間の調整が
難しい。カーボンブラック単位重量当たりの単位時間当
たりに導入される空気を増加して生産量を上げ、かつ所
定の滞留時間を確保するためには、装置径を大きく、し
かも装置長さも長くする必要があり、装置コスト、保全
費等が高価となる問題がある。
うな従来の技術では、以下のような問題があった。この
ような、ロータリーキルン等の装置内に空気を供給し所
定の温度でカーボンブラックと接触させることで有害な
酸化副生成物を除去する方法では、効率を上げるために
装置内に導入するガスの流速を上げると、カーボンブラ
ック粉体がガス流に同伴されてキルンから吹き出てしま
い、カーボンブラックのキルン内での滞留時間の調整が
難しい。カーボンブラック単位重量当たりの単位時間当
たりに導入される空気を増加して生産量を上げ、かつ所
定の滞留時間を確保するためには、装置径を大きく、し
かも装置長さも長くする必要があり、装置コスト、保全
費等が高価となる問題がある。
【０００５】また、酸化副生成物の除去にはある程度以
上の温度が必要であるが、キルン内のカーボンブラック
の温度を効率よく上げるためにはキルン内部の熱伝導面
積を上げることが必要となる。キルンを用いた方法で
は、キルン内に伝熱管を有した装置とし、この伝熱管か
らの伝熱によりカーボンブラックを加熱しているが、こ
の場合、効率を上げて速やかに加熱しようとすると、キ
ルン内部の伝熱管の本数を上げる等の必要があり、この
ためキルン内部の構造が複雑となり細かな凹凸部が避け
られず、このような場所へのカーボンブラックの付着、
閉塞等の問題が生じてくる。
上の温度が必要であるが、キルン内のカーボンブラック
の温度を効率よく上げるためにはキルン内部の熱伝導面
積を上げることが必要となる。キルンを用いた方法で
は、キルン内に伝熱管を有した装置とし、この伝熱管か
らの伝熱によりカーボンブラックを加熱しているが、こ
の場合、効率を上げて速やかに加熱しようとすると、キ
ルン内部の伝熱管の本数を上げる等の必要があり、この
ためキルン内部の構造が複雑となり細かな凹凸部が避け
られず、このような場所へのカーボンブラックの付着、
閉塞等の問題が生じてくる。
【０００６】また、窒素含有酸化剤で酸化されたカーボ
ンブラックから副生成物を除去する際、発熱反応が起こ
り、カーボンブラックの温度が上昇してくる。キルンで
は軸方向にカーボンブラックが流れるため、発熱したカ
ーボンブラックの温度を調整をするためには、キルン内
に導入される熱風空気量を下げる、熱風空気温度を下げ
る、または本体ジャケットの温度を下げる等の方法しか
ない。これらの方法だと、カーボンブラックを連続でキ
ルン内に導入している場合、入口側の、キルン内に入っ
たばかりのカーボンブラックの温度まで下がってしま
い、効率が非常に悪い状態になる。また運転も難しい。
ンブラックから副生成物を除去する際、発熱反応が起こ
り、カーボンブラックの温度が上昇してくる。キルンで
は軸方向にカーボンブラックが流れるため、発熱したカ
ーボンブラックの温度を調整をするためには、キルン内
に導入される熱風空気量を下げる、熱風空気温度を下げ
る、または本体ジャケットの温度を下げる等の方法しか
ない。これらの方法だと、カーボンブラックを連続でキ
ルン内に導入している場合、入口側の、キルン内に入っ
たばかりのカーボンブラックの温度まで下がってしま
い、効率が非常に悪い状態になる。また運転も難しい。
【０００７】バッチ操業の場合には、付帯のサービスタ
ンクが必要になり、コスト高となる。また製品の排出も
難しい。本発明は窒素含有酸化剤を用いて酸化されたカ
ーボンブラックから有害な副生成物を取り除くための効
率の良い方法及び好適な装置及び処理方法を提供するこ
とを課題とし、コンパクトで安価且つカーボンブラック
付着等のない装置を提供するものである。
ンクが必要になり、コスト高となる。また製品の排出も
難しい。本発明は窒素含有酸化剤を用いて酸化されたカ
ーボンブラックから有害な副生成物を取り除くための効
率の良い方法及び好適な装置及び処理方法を提供するこ
とを課題とし、コンパクトで安価且つカーボンブラック
付着等のない装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題に
鑑みて鋭意検討を重ねた。その結果、構造が簡便で安価
であり、しかも、酸化カーボンブラックからの有害な副
生成物の除去を効率的に行うことのできる装置及び方法
を見出した。すなわち本発明は、（１） ケーシング内
に、スリット部を有するトレーを上下方向に複数枚有し
ており、各トレーはトレー上の粉体を掃きスリットより
落下させることにより、上段のトレーより下段のトレー
に移動させるスクレッパーを有しており、且つケーシン
グ内に熱風を流通させてトレー上の粉体を加熱し得る装
置内で、酸化カーボンブラックを加熱して、カーボンブ
ラックから酸化副生成物を除去することを特徴とする酸
化カーボンブラックから酸化副生成物を除去する、酸化
カーボンブラックの処理方法、（２） トレーに平行に
空気を流通させる上記（１）記載の酸化カーボンブラッ
クの処理方法、
鑑みて鋭意検討を重ねた。その結果、構造が簡便で安価
であり、しかも、酸化カーボンブラックからの有害な副
生成物の除去を効率的に行うことのできる装置及び方法
を見出した。すなわち本発明は、（１） ケーシング内
に、スリット部を有するトレーを上下方向に複数枚有し
ており、各トレーはトレー上の粉体を掃きスリットより
落下させることにより、上段のトレーより下段のトレー
に移動させるスクレッパーを有しており、且つケーシン
グ内に熱風を流通させてトレー上の粉体を加熱し得る装
置内で、酸化カーボンブラックを加熱して、カーボンブ
ラックから酸化副生成物を除去することを特徴とする酸
化カーボンブラックから酸化副生成物を除去する、酸化
カーボンブラックの処理方法、（２） トレーに平行に
空気を流通させる上記（１）記載の酸化カーボンブラッ
クの処理方法、
【０００９】（３） トレー上に平行に流れる空気が、
熱風流域と冷却流域を有する上記（１）又は（２）に記
載の酸化カーボンブラックの処理方法、（４） 空気を
ガス線速が０．０５〜１．０ｍ／ｓｅｃで流通させる
（１）〜（３）のいずれかに記載の酸化カーボンブラッ
クの処理方法、（５） 酸化カーボンブラックの温度が
１００〜１８０℃になるように、空気の温度を制御する
上記（１）〜（４）のいずれかに記載の酸化カーボンブ
ラックの処理方法、
熱風流域と冷却流域を有する上記（１）又は（２）に記
載の酸化カーボンブラックの処理方法、（４） 空気を
ガス線速が０．０５〜１．０ｍ／ｓｅｃで流通させる
（１）〜（３）のいずれかに記載の酸化カーボンブラッ
クの処理方法、（５） 酸化カーボンブラックの温度が
１００〜１８０℃になるように、空気の温度を制御する
上記（１）〜（４）のいずれかに記載の酸化カーボンブ
ラックの処理方法、
【００１０】（６） カーボンブラックの堆積層の厚さ
が５０ｍｍ以下である（１）〜（４）のいずれかに記載
の酸化カーボンブラックの処理方法、（７） ケーシン
グ内に、スリット部を有するトレーを上下方向に複数枚
有しており、各トレーはトレー上の粉体を掃き移動させ
るスクレッパーを有しており、且つケーシング内に熱風
を流通させてトレー上の粉体を加熱し得る構造を有する
酸化カーボンブラック処理装置、（８） トレーが円盤
状である上記（７）記載の酸化カーボンブラック処理装
置、（９） カーボンブラックを窒素含有酸化剤で酸化
処理し、上記（７）又は（８）記載の処理装置内で処理
するして窒素含有酸化剤を除去して１００ｐｐｍ以下と
することを特徴とする酸化カーボンブラックの製造方
法、に存する。
が５０ｍｍ以下である（１）〜（４）のいずれかに記載
の酸化カーボンブラックの処理方法、（７） ケーシン
グ内に、スリット部を有するトレーを上下方向に複数枚
有しており、各トレーはトレー上の粉体を掃き移動させ
るスクレッパーを有しており、且つケーシング内に熱風
を流通させてトレー上の粉体を加熱し得る構造を有する
酸化カーボンブラック処理装置、（８） トレーが円盤
状である上記（７）記載の酸化カーボンブラック処理装
置、（９） カーボンブラックを窒素含有酸化剤で酸化
処理し、上記（７）又は（８）記載の処理装置内で処理
するして窒素含有酸化剤を除去して１００ｐｐｍ以下と
することを特徴とする酸化カーボンブラックの製造方
法、に存する。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明を以下に詳細に説明する。
本発明で処理の対象となるカーボンブラックの種類は特
に限定されない。カーボンブラックには代表的に、ファ
ーネス法で得られるファーネスブラックと、チャンネル
法で得られるチャンネルブラックがあるがいずれにも限
定されない。特に、ファーネスブラックは、比較的安価
であり一般的に多く流通しているが、生成炉内で生成し
た状態のカーボンブラックは、表面の酸性官能基の量が
充分でないことが多く、酸化処理に供される場合が多
い。カーボンブラックには、カーボンブラック生成炉よ
り回収された状態の粉末状のもの、粉末状のものを乾式
造粒あるいは湿式造粒により造粒した顆粒状のもの、圧
縮操作により得られたフレーク状のもの等が挙げられ、
本発明では特に限定されず用いることができるが、反応
効率の点から、一般には、粉末状のカーボンブラックが
好適に用いられる。
本発明で処理の対象となるカーボンブラックの種類は特
に限定されない。カーボンブラックには代表的に、ファ
ーネス法で得られるファーネスブラックと、チャンネル
法で得られるチャンネルブラックがあるがいずれにも限
定されない。特に、ファーネスブラックは、比較的安価
であり一般的に多く流通しているが、生成炉内で生成し
た状態のカーボンブラックは、表面の酸性官能基の量が
充分でないことが多く、酸化処理に供される場合が多
い。カーボンブラックには、カーボンブラック生成炉よ
り回収された状態の粉末状のもの、粉末状のものを乾式
造粒あるいは湿式造粒により造粒した顆粒状のもの、圧
縮操作により得られたフレーク状のもの等が挙げられ、
本発明では特に限定されず用いることができるが、反応
効率の点から、一般には、粉末状のカーボンブラックが
好適に用いられる。
【００１２】酸化処理に用いる酸化剤としては、オゾ
ン、硝酸、酸化窒素が代表的であるが、特に、硝酸又は
酸化窒素等の窒素酸化物を用いて酸化した場合、副生成
物として、各種の窒素含有化合物が、カーボンブラック
中に残存することが知られている。このため、これらを
除去する必要がある。
ン、硝酸、酸化窒素が代表的であるが、特に、硝酸又は
酸化窒素等の窒素酸化物を用いて酸化した場合、副生成
物として、各種の窒素含有化合物が、カーボンブラック
中に残存することが知られている。このため、これらを
除去する必要がある。
【００１３】本発明では、この際の除去を、特定の装置
内でカーボンブラックを処理することにより行う。処理
とは、攪拌により付着成分を除去すること、さらには、
攪拌しつつ加熱することにより付着成分の除去を効率的
に行う等、当装置内でカーボンブラックを攪拌すること
により得られる効果を達成することを言う。また、ここ
で「攪拌」とはカーボンブラックが装置内をスクレッパ
ーで移動させられたり、上段のトレーから下段のトレー
へと落下しながら混ざり合うことを言う。
内でカーボンブラックを処理することにより行う。処理
とは、攪拌により付着成分を除去すること、さらには、
攪拌しつつ加熱することにより付着成分の除去を効率的
に行う等、当装置内でカーボンブラックを攪拌すること
により得られる効果を達成することを言う。また、ここ
で「攪拌」とはカーボンブラックが装置内をスクレッパ
ーで移動させられたり、上段のトレーから下段のトレー
へと落下しながら混ざり合うことを言う。
【００１４】この装置は、ケーシング、スリット部
を有するトレー、スクレッパー、を有している。ケー
シングは装置の外殻を成している。スリット部を有する
トレーは、ケーシング内の上下方向に複数枚存在してい
る。スクレッパーは、トレーの上の粉体を掃いて、粉体
がトレーのスリットから落下し、下段のトレー上に落ち
るようになっている。つまり、粉体はケーシング内の複
数のトレーのうち上段のトレーから下段のトレーへと次
第に移動する。その際、ケーシング内には熱風を流通さ
せ、トレー上の粉体は移動しながら熱風により加熱され
る構造になっている。
を有するトレー、スクレッパー、を有している。ケー
シングは装置の外殻を成している。スリット部を有する
トレーは、ケーシング内の上下方向に複数枚存在してい
る。スクレッパーは、トレーの上の粉体を掃いて、粉体
がトレーのスリットから落下し、下段のトレー上に落ち
るようになっている。つまり、粉体はケーシング内の複
数のトレーのうち上段のトレーから下段のトレーへと次
第に移動する。その際、ケーシング内には熱風を流通さ
せ、トレー上の粉体は移動しながら熱風により加熱され
る構造になっている。
【００１５】本発明に好適に用いることのできる装置の
一例を、以下に図１〜３を用いて説明する。図１は本発
明の処理装置の一例を示す縦断面概略図である。図中、
１は粉体供給ノズル、２は粉体排出ノズルである。３は
熱風空気の入口ノズルである。ここから熱風空気を装置
内に導入する。導入する熱風空気は、熱交換器等で加熱
された空気を用いればよい。空気の温度は、所望のカー
ボン温度になるように、仕込量、水分量等から決定すれ
ばよい。
一例を、以下に図１〜３を用いて説明する。図１は本発
明の処理装置の一例を示す縦断面概略図である。図中、
１は粉体供給ノズル、２は粉体排出ノズルである。３は
熱風空気の入口ノズルである。ここから熱風空気を装置
内に導入する。導入する熱風空気は、熱交換器等で加熱
された空気を用いればよい。空気の温度は、所望のカー
ボン温度になるように、仕込量、水分量等から決定すれ
ばよい。
【００１６】４は、３の熱風空気の入口ノズルから導入
した熱風空気の出口ノズルである。５及び６は、空気の
流れを調整する気流調整ダンパー弁である。７は冷却用
空気の導入ノズルであり、８は冷却用空気の出口ノズル
である。９及び１０は冷却空気の流れを調整するための
気流調整ダンパー弁である。１１は本体ケーシングであ
り、円筒形状が望ましく、材質は機械構造鋼、ステンレ
ス鋼等の金属材料で、腐食、構造強度に耐えるものが好
適である。
した熱風空気の出口ノズルである。５及び６は、空気の
流れを調整する気流調整ダンパー弁である。７は冷却用
空気の導入ノズルであり、８は冷却用空気の出口ノズル
である。９及び１０は冷却空気の流れを調整するための
気流調整ダンパー弁である。１１は本体ケーシングであ
り、円筒形状が望ましく、材質は機械構造鋼、ステンレ
ス鋼等の金属材料で、腐食、構造強度に耐えるものが好
適である。
【００１７】１３はカーボンブラックを乗せる為のトレ
ー板で、一般に円盤状が好ましく、図２の平面図のよう
に等角に１２カ所孔が開いており、この孔２６ａ〜２６
Ｌより下段のトレー板に搬送されるようになっている。
また孔の位置は各トレー板で少しずつ位置が異なるよう
に設計されている。１２は、トレー板１３を固定し回転
させるための中空軸である。１２の中空軸が回転するこ
とにより１３の円盤状トレー板が回転し、固定の２４ス
クレッパーにより孔２６ａ〜２６Ｌより下段のトレー板
に移される。同様の動作を順次下段方向で行うことによ
り、カーボンブラックに効率よく熱を伝達させることが
できる。この孔数２６装置の大きさ等で所望の数を選定
して良い。
ー板で、一般に円盤状が好ましく、図２の平面図のよう
に等角に１２カ所孔が開いており、この孔２６ａ〜２６
Ｌより下段のトレー板に搬送されるようになっている。
また孔の位置は各トレー板で少しずつ位置が異なるよう
に設計されている。１２は、トレー板１３を固定し回転
させるための中空軸である。１２の中空軸が回転するこ
とにより１３の円盤状トレー板が回転し、固定の２４ス
クレッパーにより孔２６ａ〜２６Ｌより下段のトレー板
に移される。同様の動作を順次下段方向で行うことによ
り、カーボンブラックに効率よく熱を伝達させることが
できる。この孔数２６装置の大きさ等で所望の数を選定
して良い。
【００１８】１３のトレー板の段数は所望のカーボンブ
ラック滞留時間により決定すればよい。上下方向に位置
する複数のトレーの大きさは、所望とするカーボンブラ
ックの滞留時間及び処理量により決定すればよい。この
他、トレーの段数、カーボンブラックの１トレー当たり
の堆積量も考慮して決定すればよい。トレーの段数が少
なすぎるとカーボンブラック粉体の攪拌効果が小さくな
り、副生成物の除去効果が低減する。
ラック滞留時間により決定すればよい。上下方向に位置
する複数のトレーの大きさは、所望とするカーボンブラ
ックの滞留時間及び処理量により決定すればよい。この
他、トレーの段数、カーボンブラックの１トレー当たり
の堆積量も考慮して決定すればよい。トレーの段数が少
なすぎるとカーボンブラック粉体の攪拌効果が小さくな
り、副生成物の除去効果が低減する。
【００１９】１４は１２の中空軸の下部軸受け、１５は
１２の中空軸に回転を伝達するための歯車、１５は駆動
側の歯車、１７は原動機である。１８は２０のターボフ
ァンを回転させるための駆動軸である。１９は上部軸受
け、２０はターボファン、１２の中空軸は各円形状トレ
ー板間に強度を低下させない程度の開口部を有してお
り、等ファンにより内部の気流を効率よく流すことが可
能となる。２１は減速機、２２は原動機で２３のチェー
ンを介してファンを回転させる構造である。
１２の中空軸に回転を伝達するための歯車、１５は駆動
側の歯車、１７は原動機である。１８は２０のターボフ
ァンを回転させるための駆動軸である。１９は上部軸受
け、２０はターボファン、１２の中空軸は各円形状トレ
ー板間に強度を低下させない程度の開口部を有してお
り、等ファンにより内部の気流を効率よく流すことが可
能となる。２１は減速機、２２は原動機で２３のチェー
ンを介してファンを回転させる構造である。
【００２０】図２は図１の１３ｂの平面図である。２４
はカーボンブラックをトレー板１３の孔２６から掻き落
とすためのスクレッパーである。２５は１の粉体供給ノ
ズル及び１３の各トレー板の孔２６から落下してきたカ
ーボンブラックを均一な層厚さに調整するための層厚さ
調整板である。２６は円形のトレー上に等角に放射状に
長方形状のカーボンブラック落下用孔が開いている。こ
の孔は２６ａから２６Ｌまで１２カ所である。
はカーボンブラックをトレー板１３の孔２６から掻き落
とすためのスクレッパーである。２５は１の粉体供給ノ
ズル及び１３の各トレー板の孔２６から落下してきたカ
ーボンブラックを均一な層厚さに調整するための層厚さ
調整板である。２６は円形のトレー上に等角に放射状に
長方形状のカーボンブラック落下用孔が開いている。こ
の孔は２６ａから２６Ｌまで１２カ所である。
【００２１】ここで各トレーの上下関係と開口部２６に
ついて図３を用いて説明する。図３は粉体が上段トレー
から下段トレーに移動の流れを表すイメージ図である。
この孔は図３のように各トレー１３ａ〜１３ｄに有るよ
うに少しづつ、開口位置が異なる部位に開いており、落
下したカーボンブラックは２５の層厚さ調整板で所望の
厚さに調整され、その後約１回転しスクレッパー２４で
下部のトレー上に落下する。２７ａは落下後のカーボン
ブラック堆積状態、２７ｂは層厚さ調整板で所望の層厚
さに調整状態のカーボンブラック粉である。順次これと
同様の操作をし最下部より抜き出される。カーボンブラ
ックの堆積の厚さが厚すぎると熱風空気の熱が堆積層の
表層までしか伝わらないため効率が悪くなる。厚みとし
ては５０ｍｍ以下が好ましい。好ましくは１０〜４０ｍ
ｍがよい。更に好ましくは２５〜３５ｍｍ有れば効率よ
く副生成物を除去できる。
ついて図３を用いて説明する。図３は粉体が上段トレー
から下段トレーに移動の流れを表すイメージ図である。
この孔は図３のように各トレー１３ａ〜１３ｄに有るよ
うに少しづつ、開口位置が異なる部位に開いており、落
下したカーボンブラックは２５の層厚さ調整板で所望の
厚さに調整され、その後約１回転しスクレッパー２４で
下部のトレー上に落下する。２７ａは落下後のカーボン
ブラック堆積状態、２７ｂは層厚さ調整板で所望の層厚
さに調整状態のカーボンブラック粉である。順次これと
同様の操作をし最下部より抜き出される。カーボンブラ
ックの堆積の厚さが厚すぎると熱風空気の熱が堆積層の
表層までしか伝わらないため効率が悪くなる。厚みとし
ては５０ｍｍ以下が好ましい。好ましくは１０〜４０ｍ
ｍがよい。更に好ましくは２５〜３５ｍｍ有れば効率よ
く副生成物を除去できる。
【００２２】窒素化合物の付着したカーボンブラック
は、熱風と接触して窒素化合物が脱離されるときに発熱
することが明らかとなった。このため、温度が上がりす
ぎないように、熱風と冷風とを適宜導入して過度の発熱
を押さえカーボンブラックを所望の温度範囲に制御する
ことが可能である。図１の、冷却用空気の導入ノズル７
から冷風を導入し、冷却用空気排出ノズル８から排出す
ることで、カーボンブラックの温度を所望の温度よりも
上昇させないようにすることができる。この冷却空気の
導入ノズル７を、適当な円盤状トレー間隔に複数個設け
てカーボンブラックの温度制御をすることもできる。
は、熱風と接触して窒素化合物が脱離されるときに発熱
することが明らかとなった。このため、温度が上がりす
ぎないように、熱風と冷風とを適宜導入して過度の発熱
を押さえカーボンブラックを所望の温度範囲に制御する
ことが可能である。図１の、冷却用空気の導入ノズル７
から冷風を導入し、冷却用空気排出ノズル８から排出す
ることで、カーボンブラックの温度を所望の温度よりも
上昇させないようにすることができる。この冷却空気の
導入ノズル７を、適当な円盤状トレー間隔に複数個設け
てカーボンブラックの温度制御をすることもできる。
【００２３】熱風空気の流通方向はトレーに平行が良
い。堆積したカーボンブラックに平行に熱風を流し、円
盤状トレーからスクレッパーで掻き落とされることで攪
拌の効果を得るようになっている。この際の熱風の流速
が小さいと副生成物の除去効果が少なく、熱風の流速が
大きすぎるとカーボンブラックを同伴してカーボンブラ
ックが飛散してしまう。よって熱風の流速は０．０５〜
１ｍ／ｓｅｃが良い。好ましくは０．１〜０．６ｍ／ｓ
ｅｃ、更に好ましくは０．１５〜０．４ｍ／ｓｅｃが好
ましい。飛散したカーボンブラックはバッグフィルター
等の固気分離機で回収し供給側へ戻せばよいが、この量
が多いと設備費が増大するため、できるだけ飛散しない
所望のガス流速で操業することが望ましい。
い。堆積したカーボンブラックに平行に熱風を流し、円
盤状トレーからスクレッパーで掻き落とされることで攪
拌の効果を得るようになっている。この際の熱風の流速
が小さいと副生成物の除去効果が少なく、熱風の流速が
大きすぎるとカーボンブラックを同伴してカーボンブラ
ックが飛散してしまう。よって熱風の流速は０．０５〜
１ｍ／ｓｅｃが良い。好ましくは０．１〜０．６ｍ／ｓ
ｅｃ、更に好ましくは０．１５〜０．４ｍ／ｓｅｃが好
ましい。飛散したカーボンブラックはバッグフィルター
等の固気分離機で回収し供給側へ戻せばよいが、この量
が多いと設備費が増大するため、できるだけ飛散しない
所望のガス流速で操業することが望ましい。
【００２４】カーボンブラックに付着している副生成物
を除去するためには所望の温度条件下にカーボンブラッ
ク粉を保持する必要がある。この温度は、硝酸等での酸
化で副生した窒素含有化合物の除去の場合には１００〜
１８０℃である。好ましくは１２０〜１６０℃、更に好
ましくは１３０〜１５０℃であれば、効率よく副生成物
を除去できる。本発明の装置及び処理方法により、ＮＯ
2 除去の程度として１００ｐｐｍ以下まで除去できる。
さらに、５０ｐｐｍ以下にまで除去できる。以上説明し
た本発明の処理装置は、樹脂ペレット、砂糖、澱粉等の
粉体の乾燥に用いられる多段式気流乾燥機として市販さ
れているものを用いることもできる。
を除去するためには所望の温度条件下にカーボンブラッ
ク粉を保持する必要がある。この温度は、硝酸等での酸
化で副生した窒素含有化合物の除去の場合には１００〜
１８０℃である。好ましくは１２０〜１６０℃、更に好
ましくは１３０〜１５０℃であれば、効率よく副生成物
を除去できる。本発明の装置及び処理方法により、ＮＯ
2 除去の程度として１００ｐｐｍ以下まで除去できる。
さらに、５０ｐｐｍ以下にまで除去できる。以上説明し
た本発明の処理装置は、樹脂ペレット、砂糖、澱粉等の
粉体の乾燥に用いられる多段式気流乾燥機として市販さ
れているものを用いることもできる。
【００２５】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いて更に具体的に
説明する。 （実施例１）三菱化学（株）製「＃４７」を、以下の方
法で酸化処理した。７０％の硝酸を空気中に気化させた
硝酸ガス濃度５．０体積％の混合ガスを１００℃に予熱
し、１０ｍ／ｓｅｃの流速の気流としてガス温度を１０
０℃に制御した配管内に流通させ、この気流中にカーボ
ンブラック１００重量部に対して硝酸１５．０重量部と
なる様、カーボンブラックを２４０ｇ/ 分の割合で定量
供給しながらエジェクターで分散させ、カーボンブラッ
クの配管内での滞留時間を２０秒間として酸化させた
後、カーボンブラックを同伴する気流を５０℃まで冷却
し、捕集バッグで反応後のガスと酸化カーボンブラック
を分離した。得られた酸化カーボンブラック（ＮＯ2 量
20,000 ppm）を、図１〜３に概略を示す、多段式気流乾
燥機（昭和化工機（株）製「２０１１型」）内に導入
し、酸化副生成物の除去を行った。処理条件は、以下の
通りである。
説明する。 （実施例１）三菱化学（株）製「＃４７」を、以下の方
法で酸化処理した。７０％の硝酸を空気中に気化させた
硝酸ガス濃度５．０体積％の混合ガスを１００℃に予熱
し、１０ｍ／ｓｅｃの流速の気流としてガス温度を１０
０℃に制御した配管内に流通させ、この気流中にカーボ
ンブラック１００重量部に対して硝酸１５．０重量部と
なる様、カーボンブラックを２４０ｇ/ 分の割合で定量
供給しながらエジェクターで分散させ、カーボンブラッ
クの配管内での滞留時間を２０秒間として酸化させた
後、カーボンブラックを同伴する気流を５０℃まで冷却
し、捕集バッグで反応後のガスと酸化カーボンブラック
を分離した。得られた酸化カーボンブラック（ＮＯ2 量
20,000 ppm）を、図１〜３に概略を示す、多段式気流乾
燥機（昭和化工機（株）製「２０１１型」）内に導入
し、酸化副生成物の除去を行った。処理条件は、以下の
通りである。
【００２６】 カーボンブラックの供給量：160 〜300kg/hr カーボンブラックの温度 ：150 〜160 ℃ 乾燥ガスの流速 ：0.3m/sec トレー段数 ：11段
【００２７】上記の酸化カーボンブラックについて、粉
体排出ノズル２から捕集した処理後の酸化カーボンブラ
ックのＮＯ2 量を測定した。表−１に示すように、３０
分で２８PPM までＮＯ2 を除去することができることを
確認できた。ＮＯ2 の測定方法はＪＩＳｋ- ０１０４”
排ガス中の窒素化合物の分析法”である亜鉛還元ナフチ
ルエチレンジアミン法（ＮＥＤＡ法）を用いて測定し
た。
体排出ノズル２から捕集した処理後の酸化カーボンブラ
ックのＮＯ2 量を測定した。表−１に示すように、３０
分で２８PPM までＮＯ2 を除去することができることを
確認できた。ＮＯ2 の測定方法はＪＩＳｋ- ０１０４”
排ガス中の窒素化合物の分析法”である亜鉛還元ナフチ
ルエチレンジアミン法（ＮＥＤＡ法）を用いて測定し
た。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【発明の効果】従来用いられていたキルン等の横型回転
装置では設置面積を大きく取る必要があり、装置自体が
大型化し製作コストが高価となる。キルン内でのカーボ
ンブラックのの滞留時間はキルン内の掻き上げ羽根の角
度、内部を流れる気体の流速及び流れ方向により決まっ
てくるが、カーボンブラックのように嵩密度の小さい粉
体はこの調整が難しい。これに対して本発明の処理装置
によれば、多段式の円筒構造とすることができるため敷
地面積が少なくてすみ、トレー板の段数を調整すること
でカーボンブラックの滞留時間の設計、調整が容易であ
り、構造が簡単なため製作コストが少なくてすむ等の利
点がある。また、キルンでは流れ方向の各部位でのカー
ボンブラックの温度調整が困難であるが、本発明の処理
装置は各トレー板上のカーボンブラックの温度を熱電対
等で測定し、所定の温度になるようにケーシング内に導
入する空気の温度を制御することによりカーボンブラッ
クの温度を制御することができる。また、各入口弁を調
整することで各トレー板に流れる熱風空気量を調整する
ことができ、効率よく副生成物を除去することが可能で
ある。
装置では設置面積を大きく取る必要があり、装置自体が
大型化し製作コストが高価となる。キルン内でのカーボ
ンブラックのの滞留時間はキルン内の掻き上げ羽根の角
度、内部を流れる気体の流速及び流れ方向により決まっ
てくるが、カーボンブラックのように嵩密度の小さい粉
体はこの調整が難しい。これに対して本発明の処理装置
によれば、多段式の円筒構造とすることができるため敷
地面積が少なくてすみ、トレー板の段数を調整すること
でカーボンブラックの滞留時間の設計、調整が容易であ
り、構造が簡単なため製作コストが少なくてすむ等の利
点がある。また、キルンでは流れ方向の各部位でのカー
ボンブラックの温度調整が困難であるが、本発明の処理
装置は各トレー板上のカーボンブラックの温度を熱電対
等で測定し、所定の温度になるようにケーシング内に導
入する空気の温度を制御することによりカーボンブラッ
クの温度を制御することができる。また、各入口弁を調
整することで各トレー板に流れる熱風空気量を調整する
ことができ、効率よく副生成物を除去することが可能で
ある。
【図１】本発明の処理装置の一例を示す縦断面概略図
【図２】図１の１３ｂの平面図
【図３】粉体が上段トレーから下段トレーに移動の流れ
を表すイメージ図
を表すイメージ図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G070 AA01 BB21 CA25 CB18 DA21 4J037 AA02 CA08 CA18 DD20 EE02 EE19 EE25 EE28 EE33 EE47 EE48 FF05
Claims (9)
- 【請求項１】 ケーシング内に、スリット部を有するト
レーを上下方向に複数枚有しており、各トレーはトレー
上の粉体を掃きスリットより落下させることにより、上
段のトレーより下段のトレーに移動させるスクレッパー
を有しており、且つケーシング内に熱風を流通させてト
レー上の粉体を加熱し得る装置内で、酸化カーボンブラ
ックを加熱して、カーボンブラックから酸化副生成物を
除去することを特徴とする酸化カーボンブラックから酸
化副生成物を除去する、酸化カーボンブラックの処理方
法。 - 【請求項２】 トレーに平行に空気を流通させる請求項
１記載の酸化カーボンブラックの処理方法。 - 【請求項３】 トレー上に平行に流れる空気が、熱風流
域と冷却流域を有する請求項１又は２に記載の酸化カー
ボンブラックの処理方法。 - 【請求項４】 空気をガス線速が０．０５〜１．０ｍ／
ｓｅｃで流通させる請求項１〜３のいずれかに記載の酸
化カーボンブラックの処理方法。 - 【請求項５】 酸化カーボンブラックの温度が１００〜
１８０℃になるように、空気の温度を制御する請求項１
〜４のいずれかに記載の酸化カーボンブラックの処理方
法。 - 【請求項６】 カーボンブラックの堆積層の厚さが５０
ｍｍ以下である請求項１〜５のいずれかに記載の酸化カ
ーボンブラックの処理方法。 - 【請求項７】 ケーシング内に、スリット部を有するト
レーを上下方向に複数枚有しており、各トレーはトレー
上の粉体を掃き移動させるスクレッパーを有しており、
且つケーシング内に熱風を流通させてトレー上の粉体を
加熱し得る構造を有する酸化カーボンブラック処理装
置。 - 【請求項８】 トレーが円盤状である請求項７記載の酸
化カーボンブラック処理装置。 - 【請求項９】 カーボンブラックを窒素含有酸化剤で酸
化処理し、請求項７又は８記載の処理装置内で処理をし
て窒素含有酸化剤を除去して１００ｐｐｍ以下とするこ
とを特徴とする酸化カーボンブラックの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11100058A JP2000290529A (ja) | 1999-04-07 | 1999-04-07 | 酸化カーボンブラックの処理方法及びこれに用いるカーボンブラック処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11100058A JP2000290529A (ja) | 1999-04-07 | 1999-04-07 | 酸化カーボンブラックの処理方法及びこれに用いるカーボンブラック処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000290529A true JP2000290529A (ja) | 2000-10-17 |
Family
ID=14263890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11100058A Pending JP2000290529A (ja) | 1999-04-07 | 1999-04-07 | 酸化カーボンブラックの処理方法及びこれに用いるカーボンブラック処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000290529A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008035647A1 (en) | 2006-09-19 | 2008-03-27 | Gunze Limited | Carbon-black-dispersed polyamic acid solution composition, and process for producing semiconductive polyimide resin belt therewith |
| DE102007060307A1 (de) | 2007-12-12 | 2009-06-18 | Evonik Degussa Gmbh | Verfahren zur Nachbehandlung von Ruß |
| US8236274B2 (en) | 2006-08-07 | 2012-08-07 | Evonik Carbon Black Gmbh | Carbon black, method of producing carbon black, and device for implementing the method |
| US8372191B2 (en) | 2008-12-12 | 2013-02-12 | Evonik Carbon Black Gmbh | Ink jet ink |
| US8852739B2 (en) | 2010-02-23 | 2014-10-07 | Evonik Carbon Black Gmbh | Carbon black, method for the production thereof, and use thereof |
| US8915998B2 (en) | 2008-11-27 | 2014-12-23 | Evonik Carbon Black Gmbh | Pigment granulate, method for producing the same and use thereof |
-
1999
- 1999-04-07 JP JP11100058A patent/JP2000290529A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8236274B2 (en) | 2006-08-07 | 2012-08-07 | Evonik Carbon Black Gmbh | Carbon black, method of producing carbon black, and device for implementing the method |
| WO2008035647A1 (en) | 2006-09-19 | 2008-03-27 | Gunze Limited | Carbon-black-dispersed polyamic acid solution composition, and process for producing semiconductive polyimide resin belt therewith |
| US8303852B2 (en) | 2006-09-19 | 2012-11-06 | Gunze Limited | Carbon black-dispersed polyamic acid solution composition, and process for producing semiconductive polyimide resin belt therewith |
| DE102007060307A1 (de) | 2007-12-12 | 2009-06-18 | Evonik Degussa Gmbh | Verfahren zur Nachbehandlung von Ruß |
| US8574527B2 (en) | 2007-12-12 | 2013-11-05 | Evonik Carbon Black Gmbh | Process for aftertreating carbon black |
| US8915998B2 (en) | 2008-11-27 | 2014-12-23 | Evonik Carbon Black Gmbh | Pigment granulate, method for producing the same and use thereof |
| US8372191B2 (en) | 2008-12-12 | 2013-02-12 | Evonik Carbon Black Gmbh | Ink jet ink |
| US8852739B2 (en) | 2010-02-23 | 2014-10-07 | Evonik Carbon Black Gmbh | Carbon black, method for the production thereof, and use thereof |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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