JPH03146568A - カーボンブラックの製造方法 - Google Patents
カーボンブラックの製造方法Info
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- JPH03146568A JPH03146568A JP1286066A JP28606689A JPH03146568A JP H03146568 A JPH03146568 A JP H03146568A JP 1286066 A JP1286066 A JP 1286066A JP 28606689 A JP28606689 A JP 28606689A JP H03146568 A JPH03146568 A JP H03146568A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/44—Carbon
- C09C1/48—Carbon black
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/44—Carbon
- C09C1/48—Carbon black
- C09C1/50—Furnace black ; Preparation thereof
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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。
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、高比表面積と改善された凝集性状を有するカ
ーボンブラック、特に大型タイヤに要求される高度の耐
摩耗性を付与するために有効なカーボンブラックを製造
するための方法に関する。
ーボンブラック、特に大型タイヤに要求される高度の耐
摩耗性を付与するために有効なカーボンブラックを製造
するための方法に関する。
近年における自動車の高性能化はタイヤ部材に対しても
厳しい要求を与えており、特に良路、悪路を問わず苛酷
な走行を余儀なくされるトラック、バス等の大型車両用
タイヤゴムに高度の耐摩耗性を付与することができるカ
ーボンブラックの供給が求められている。
厳しい要求を与えており、特に良路、悪路を問わず苛酷
な走行を余儀なくされるトラック、バス等の大型車両用
タイヤゴムに高度の耐摩耗性を付与することができるカ
ーボンブラックの供給が求められている。
従来、この目的に対しては例えばＮ−２３４，Ｎ−１１
０のような高い比表面積ならびに着色力を有する品種の
カーボンブラックが有効とされている。
０のような高い比表面積ならびに着色力を有する品種の
カーボンブラックが有効とされている。
これら微小粒子径のカーボンブラックを製造するために
は、燃焼ガス流の高速旋回化、原料炭化水素の高温熱分
解化、原料炭化水素の注入位置における高線流速化など
が主要な条件になることが知られており、この条件に適
合する先行技術としては下記の例がある。
は、燃焼ガス流の高速旋回化、原料炭化水素の高温熱分
解化、原料炭化水素の注入位置における高線流速化など
が主要な条件になることが知られており、この条件に適
合する先行技術としては下記の例がある。
米国特許第２８５１３３７号明細書に記載のあるカーボ
ンブラックの製造方法は、狭径化スロート部を備えるベ
ンチュリ型炉において原料油バーナーを前記スロート部
に炉軸に対して垂直方向に挿着し、該挿着位置のガス線
速度を１５０ｆ ｔ／ｓｅｅ （４６ｍ／５ｅｃ）、好
ましくは２０（Ｉｆ ｔ／ｓｅｃ （６１ｉ＋／５ｅｃ
）から４０００ｆ ｔ／ｓｅｅ （１２１９■／５ｅｃ
）に設定することにより、前段で生成した燃焼ガス〔燃
焼フレーム温度： ２０００〜３０００” Ｆ（１０９
３〜１６４９°Ｃ〕と原料油の接触を高めて均一分散化
を図っている。なお、開示されているベンチュリ型炉の
構造は、前方収斂角度１１°以下、後方拡大角度４°以
下、スロート部に挿着される原料油ノズルは９０°間隔
で４本であり、原料油はアトマイズ法により霧化噴射し
ている。
ンブラックの製造方法は、狭径化スロート部を備えるベ
ンチュリ型炉において原料油バーナーを前記スロート部
に炉軸に対して垂直方向に挿着し、該挿着位置のガス線
速度を１５０ｆ ｔ／ｓｅｅ （４６ｍ／５ｅｃ）、好
ましくは２０（Ｉｆ ｔ／ｓｅｃ （６１ｉ＋／５ｅｃ
）から４０００ｆ ｔ／ｓｅｅ （１２１９■／５ｅｃ
）に設定することにより、前段で生成した燃焼ガス〔燃
焼フレーム温度： ２０００〜３０００” Ｆ（１０９
３〜１６４９°Ｃ〕と原料油の接触を高めて均一分散化
を図っている。なお、開示されているベンチュリ型炉の
構造は、前方収斂角度１１°以下、後方拡大角度４°以
下、スロート部に挿着される原料油ノズルは９０°間隔
で４本であり、原料油はアトマイズ法により霧化噴射し
ている。
米国特許第３４９０８６７号明細書には、上記と同一構
造のベンチュリ型炉をベースとし、狭径化スロート部を
若干長尺化したうえで２系列の炉頭燃焼室をベンチュリ
前方の広域部人口に収斂させ、その収斂部位に原料油注
入ノズルを炉軸方向に挿着して位置制御することによっ
てｌ５ＡＰ、 ＳＡＰ、 ５ＡＦ−Ｈ３゜ＳＡＦ−ＬＭ
等の微粒子系カーボンブラックの生産することが示され
ている。この場合の条件は、狭径化スロート部の線流速
は３００〜２６００４ｔ／５ｅｅ（９１〜７９２ｍ／５
ｅｃ） 、好ましくは４５０−１６００ｆｔ／５ｅｃ（
１３７〜４８７＋／５ｅｅ） 、炉内温度分布は燃焼ガ
ス３５００〜２９００゜Ｆ（１９２９〜１５９３°Ｃ）
、原料油注入後のスロート部出口３２００〜２６００’
Ｆ（１７６０〜１４２７°Ｃ）と記載されている。
造のベンチュリ型炉をベースとし、狭径化スロート部を
若干長尺化したうえで２系列の炉頭燃焼室をベンチュリ
前方の広域部人口に収斂させ、その収斂部位に原料油注
入ノズルを炉軸方向に挿着して位置制御することによっ
てｌ５ＡＰ、 ＳＡＰ、 ５ＡＦ−Ｈ３゜ＳＡＦ−ＬＭ
等の微粒子系カーボンブラックの生産することが示され
ている。この場合の条件は、狭径化スロート部の線流速
は３００〜２６００４ｔ／５ｅｅ（９１〜７９２ｍ／５
ｅｃ） 、好ましくは４５０−１６００ｆｔ／５ｅｃ（
１３７〜４８７＋／５ｅｅ） 、炉内温度分布は燃焼ガ
ス３５００〜２９００゜Ｆ（１９２９〜１５９３°Ｃ）
、原料油注入後のスロート部出口３２００〜２６００’
Ｆ（１７６０〜１４２７°Ｃ）と記載されている。
米国特許第３９２２３３５号明細書の方法では、円筒型
炉を構成する狭径部の同一平面に原料油を、周辺から放
射状におよび炉内中心から炉壁方向に分割して導入する
ことを要件とし、この際原料油は少なくともマツハ０．
３５、好ましくは マツハ０．４〜０．８の高線流速域
へ注入することが示されている。なお、原料油は、燃焼
ガスとの十分な接触と炉壁との接触防止（コークス付着
防止）を図るために、狭径部直径の１５〜５０％に相当
する深さを維持するように導入している。
炉を構成する狭径部の同一平面に原料油を、周辺から放
射状におよび炉内中心から炉壁方向に分割して導入する
ことを要件とし、この際原料油は少なくともマツハ０．
３５、好ましくは マツハ０．４〜０．８の高線流速域
へ注入することが示されている。なお、原料油は、燃焼
ガスとの十分な接触と炉壁との接触防止（コークス付着
防止）を図るために、狭径部直径の１５〜５０％に相当
する深さを維持するように導入している。
米国特許第３９５２０８７号明細書に記載されている方
法は、狭径内筒スロート乃至ベンチュリスロート型の炉
に原料油を分割導入することにより高ストラクチヤー化
カーボンブラックを得るものである０条件として、補助
的炭化水素の導入点を１段目炭化水素の導入位置からク
エンチまでの距離の２〜６０％の範囲に設定すること、
補助的炭化水素の炭素含有量が全炭素含有率の約２〜６
０重量％とすること、原料炭化水素は炉の周辺から放射
状に導入し、かつスロート部内で対象位置から注入され
た炭化水素が相互に衝突しない程度に浸透させること、
原料炭化水素を注入する炉内のガス流速は少なくとも１
５０ｆ ｔ／ｓｅｃ（４６ｍ／５ｅｃ）、好ましくは５
００ｆｔ／ｓｅｅ（１５２ｍ／５ｅｃ）とすること等が
示されている。
法は、狭径内筒スロート乃至ベンチュリスロート型の炉
に原料油を分割導入することにより高ストラクチヤー化
カーボンブラックを得るものである０条件として、補助
的炭化水素の導入点を１段目炭化水素の導入位置からク
エンチまでの距離の２〜６０％の範囲に設定すること、
補助的炭化水素の炭素含有量が全炭素含有率の約２〜６
０重量％とすること、原料炭化水素は炉の周辺から放射
状に導入し、かつスロート部内で対象位置から注入され
た炭化水素が相互に衝突しない程度に浸透させること、
原料炭化水素を注入する炉内のガス流速は少なくとも１
５０ｆ ｔ／ｓｅｃ（４６ｍ／５ｅｃ）、好ましくは５
００ｆｔ／ｓｅｅ（１５２ｍ／５ｅｃ）とすること等が
示されている。
−Ｃに上布されているＮ−１１０（ＳＡＦ）の水準を上
廻る耐摩耗性能を発揮するカーボンブラックは単なる高
比表面積、高着色化のみの改善では達成が不可能であり
、カーボンブラックを構成する粒子凝集体（Ａｇｇｒｅ
ｇａ ｔｅ）構造を可及的に小さくし、かつその分布を
均一化させることが必須の要件になる。
廻る耐摩耗性能を発揮するカーボンブラックは単なる高
比表面積、高着色化のみの改善では達成が不可能であり
、カーボンブラックを構成する粒子凝集体（Ａｇｇｒｅ
ｇａ ｔｅ）構造を可及的に小さくし、かつその分布を
均一化させることが必須の要件になる。
しかるに、この凝集体の微細均一化は上記した先行技術
による燃焼ガスの高旋回、狭径スロート部の高線速化と
いったガス流調整を主体とした手段では、炉の連続操業
度合などとの関係でその達成に限界がある。このため、
別異の手段を付加しない限り大幅な改善を図ることは困
難である。
による燃焼ガスの高旋回、狭径スロート部の高線速化と
いったガス流調整を主体とした手段では、炉の連続操業
度合などとの関係でその達成に限界がある。このため、
別異の手段を付加しない限り大幅な改善を図ることは困
難である。
発明者らは、上記の課題を解決するための新たな要因と
して原料油の熱分解時における核粒生成域の雰囲気温度
に着目し、鋭意研究を重ねた結果その局所的な高温均一
化が生戒カーボンブラックの凝集性状を効果的に微細均
一化することを知見して本発明の開発に至ったものであ
る。
して原料油の熱分解時における核粒生成域の雰囲気温度
に着目し、鋭意研究を重ねた結果その局所的な高温均一
化が生戒カーボンブラックの凝集性状を効果的に微細均
一化することを知見して本発明の開発に至ったものであ
る。
したがって、本発明の目的は、従来技術によるガス流調
整に加えて原料油の導入点から熱分解生成時点までの局
所的ゾーンにおける温度上昇と温度分布の均一化により
高比表面積と改善された凝集性状を有するカーボンブラ
ックを製造しようとするところにある。
整に加えて原料油の導入点から熱分解生成時点までの局
所的ゾーンにおける温度上昇と温度分布の均一化により
高比表面積と改善された凝集性状を有するカーボンブラ
ックを製造しようとするところにある。
上記の目的を達成するための本発明によるカーボンブラ
ックの製造方法は、広径燃焼域に燃焼用空気と一次燃料
油を導入して燃焼ガス流を生成するための一次燃焼工程
、前記−火燃焼工程で生成した燃焼ガス流を狭径化した
スロート状燃焼域に流入して少なくとも１００ｍ／秒の
線速度に加速し、炉軸方向および／または炉軸に直角方
向から二次燃料油を導入して燃焼を完結するための二次
燃焼工程、前記二次燃焼工程で生成した完結燃焼ガス流
を狭径反応域に導き、その周縁から酸化性ガスでアトマ
イズ化した原料油を噴入してカーボンブラックを生成す
るための反応工程、前記反応工程で生成したカーボンブ
ラック含有ガス流を広径の後部反応域に流入して急冷し
、反応を完結するための反応完結工程からなることを構
成上の特徴とするものである。
ックの製造方法は、広径燃焼域に燃焼用空気と一次燃料
油を導入して燃焼ガス流を生成するための一次燃焼工程
、前記−火燃焼工程で生成した燃焼ガス流を狭径化した
スロート状燃焼域に流入して少なくとも１００ｍ／秒の
線速度に加速し、炉軸方向および／または炉軸に直角方
向から二次燃料油を導入して燃焼を完結するための二次
燃焼工程、前記二次燃焼工程で生成した完結燃焼ガス流
を狭径反応域に導き、その周縁から酸化性ガスでアトマ
イズ化した原料油を噴入してカーボンブラックを生成す
るための反応工程、前記反応工程で生成したカーボンブ
ラック含有ガス流を広径の後部反応域に流入して急冷し
、反応を完結するための反応完結工程からなることを構
成上の特徴とするものである。
本発明のｔｌＩ戒を図示の製造炉（断面略図）によって
説明すると以下のようになる。
説明すると以下のようになる。
区画の範囲として示したように、炉は長さ方向に一次燃
焼工程、二次燃焼工程、反応工程および反応完結工程に
区分される。
焼工程、二次燃焼工程、反応工程および反応完結工程に
区分される。
このうち、−火燃焼工程は炉頭部に接線方向の燃焼用空
気送入ダクトｌを備えるウィンドボックス２と燃焼用バ
ーナー３を装着した一次燃焼域４からなる。燃焼バーナ
ー３には、例えば一次燃焼域４の基部に噴出孔が位置す
る外筒の一次燃料油ノズル５と先端噴出孔が二次燃焼工
程まで伸長した中筒の二次燃焼油ノズル６による２重筒
構造にものが用いられ、−火燃焼工程では一次燃焼油ノ
ズル５を介して燃焼ガス流が生成される。
気送入ダクトｌを備えるウィンドボックス２と燃焼用バ
ーナー３を装着した一次燃焼域４からなる。燃焼バーナ
ー３には、例えば一次燃焼域４の基部に噴出孔が位置す
る外筒の一次燃料油ノズル５と先端噴出孔が二次燃焼工
程まで伸長した中筒の二次燃焼油ノズル６による２重筒
構造にものが用いられ、−火燃焼工程では一次燃焼油ノ
ズル５を介して燃焼ガス流が生成される。
二次燃焼工程は前記−火燃焼工程の出口から緩徐な傾斜
角度で狭径化するスロート状燃焼域７の区域で二次燃焼
油が導入することによりおこなわれる。二次燃料油の炉
内導入は、前記した二次燃焼油ノズル６の先端から炉軸
方向に向かって噴出させるか、該スロート状燃焼域７に
炉壁を貫通して１段または複数段に設置した二次燃料油
オリフィス８を介して炉軸に対し直角方向から噴出する
手段が採られる。これらの２系統の燃料油導入は同時に
または別個におこなうことができる。この二次燃焼工程
で重要な要件は、流通する一次燃焼ガス流が少なくとも
１００ｍ／秒の線速度に加速した状態で二次燃料油を導
入することである。この要件を満足させることにより、
炉系外への輻射伝熱が大幅に低減し、原料油導入域近傍
の局部的ゾーンにおいて高温で温度分布が均一な燃焼ガ
スの生成が達成される。しかし、一次燃焼ガス流の線速
度が１００ｍ／秒未満であると、前記の作用および効果
の発現は著しく減退する。
角度で狭径化するスロート状燃焼域７の区域で二次燃焼
油が導入することによりおこなわれる。二次燃料油の炉
内導入は、前記した二次燃焼油ノズル６の先端から炉軸
方向に向かって噴出させるか、該スロート状燃焼域７に
炉壁を貫通して１段または複数段に設置した二次燃料油
オリフィス８を介して炉軸に対し直角方向から噴出する
手段が採られる。これらの２系統の燃料油導入は同時に
または別個におこなうことができる。この二次燃焼工程
で重要な要件は、流通する一次燃焼ガス流が少なくとも
１００ｍ／秒の線速度に加速した状態で二次燃料油を導
入することである。この要件を満足させることにより、
炉系外への輻射伝熱が大幅に低減し、原料油導入域近傍
の局部的ゾーンにおいて高温で温度分布が均一な燃焼ガ
スの生成が達成される。しかし、一次燃焼ガス流の線速
度が１００ｍ／秒未満であると、前記の作用および効果
の発現は著しく減退する。
上記の一次および二次の燃焼工程に供される燃料油とし
ては、比重（１５／４℃）１．０以下、初留点１４０°
Ｃ以下の軽質炭化水素が好適である。
ては、比重（１５／４℃）１．０以下、初留点１４０°
Ｃ以下の軽質炭化水素が好適である。
反応工程は、二次燃焼工程で生成させた完結燃焼ガス流
によって最も高温で温度分布が均一化した狭径反応域９
において原料油を噴入する工程である。原料油は、炉壁
を貫通する複数本の原料油ノズル１０を介して燃焼ガス
の周縁から放射状に導入されるが、この際外部混合式構
造の原料油ノズルを用い、原料油を酸化性ガスによりア
トマイズ化した状態で炉内に霧化噴入する。アトマイズ
化用の酸化性ガスには酸素富化率の高いものが好適であ
るが、この酸素富化率には適正の範囲があり、２１〜４
０％、より好ましくは２１〜３０％に調整することが望
ましい、この理由は、酸素富化率が２１％未満では目的
とする局部的な高温均一化が円滑に達成されなくなり、
また４０％を越える酸素富化率では原料油との局所的な
酸化燃焼が著しくなり、局部的高温均一化は図れるもの
の炉材（通常は高純度アルミナ耐火材）の耐火度を遥か
に越える高温となるため、炉の溶損現象が激しくなるか
らである。
によって最も高温で温度分布が均一化した狭径反応域９
において原料油を噴入する工程である。原料油は、炉壁
を貫通する複数本の原料油ノズル１０を介して燃焼ガス
の周縁から放射状に導入されるが、この際外部混合式構
造の原料油ノズルを用い、原料油を酸化性ガスによりア
トマイズ化した状態で炉内に霧化噴入する。アトマイズ
化用の酸化性ガスには酸素富化率の高いものが好適であ
るが、この酸素富化率には適正の範囲があり、２１〜４
０％、より好ましくは２１〜３０％に調整することが望
ましい、この理由は、酸素富化率が２１％未満では目的
とする局部的な高温均一化が円滑に達成されなくなり、
また４０％を越える酸素富化率では原料油との局所的な
酸化燃焼が著しくなり、局部的高温均一化は図れるもの
の炉材（通常は高純度アルミナ耐火材）の耐火度を遥か
に越える高温となるため、炉の溶損現象が激しくなるか
らである。
この反応工程において、原料油の噴入位置と同一平面に
燃料油と同一性状の軽質炭化水素油を補助原料油として
噴入すると、これが二次燃焼ガス中に残存する酸素成分
と選択的に燃焼反応を起こし、より高度の局部的高温化
を達成させることが可能となる。
燃料油と同一性状の軽質炭化水素油を補助原料油として
噴入すると、これが二次燃焼ガス中に残存する酸素成分
と選択的に燃焼反応を起こし、より高度の局部的高温化
を達成させることが可能となる。
反応完結工程は、カーボンブラック含有ガス流を炉の末
尾に位置する広径の後部反応域１１に流入し、クエンチ
１２により急冷して反応を完結させる区域である。
尾に位置する広径の後部反応域１１に流入し、クエンチ
１２により急冷して反応を完結させる区域である。
以上の連続工程を経て生成されたカーボンブラック含有
ガスは、ついでバッグフィルターからなる捕集系統で気
固分離されて製品となる。
ガスは、ついでバッグフィルターからなる捕集系統で気
固分離されて製品となる。
本発明によれば、一次燃焼工程と特定された条件の二次
燃焼工程による燃料油の２段階燃焼および反応工程によ
る原料油のアトマイズ化噴入が相乗的に作用して、原料
油導入点から熱分解時点までの局部的区域を著しく高温
でかつ温度分布が均一化した状態に形成する。したがっ
て、高い比表面積と一次ストラクチャーを有し、凝集体
のモード径が小さくてその分布が均一化した独特の性状
を備えるカーボンブラックを得ることができる。
燃焼工程による燃料油の２段階燃焼および反応工程によ
る原料油のアトマイズ化噴入が相乗的に作用して、原料
油導入点から熱分解時点までの局部的区域を著しく高温
でかつ温度分布が均一化した状態に形成する。したがっ
て、高い比表面積と一次ストラクチャーを有し、凝集体
のモード径が小さくてその分布が均一化した独特の性状
を備えるカーボンブラックを得ることができる。
また、上記の局部的な高温均一化は、特に残渣分を多量
に含む粗悪な原料炭化水素油を用いても高度の耐摩耗性
を付与し得るカーボンブラックに転化させることが可能
となる。
に含む粗悪な原料炭化水素油を用いても高度の耐摩耗性
を付与し得るカーボンブラックに転化させることが可能
となる。
以下に、本発明の実施例を比較例を対比して説明する。
実施例Ｉ〜４、比較例１〜４
炉頭部に接線方向の燃焼用空気送入ダクト１を有するウ
インドボンクス２を設置するとともに一次燃料油ノズル
５および二次燃料油ノズル６からなる２重構造の燃焼バ
ーナー３を装着した直径６００−５長さ６００ｇｎ＋の
一次燃焼域４、一次燃焼域４の出口から同軸的に連設さ
れた入口部直径２５０ｍｍ 。
インドボンクス２を設置するとともに一次燃料油ノズル
５および二次燃料油ノズル６からなる２重構造の燃焼バ
ーナー３を装着した直径６００−５長さ６００ｇｎ＋の
一次燃焼域４、一次燃焼域４の出口から同軸的に連設さ
れた入口部直径２５０ｍｍ 。
出口部直径１５０ｍ＋ｗ 、長さ８０％＋ｗの狭径化ス
ロート状燃焼域７、これに引き続く周辺から６本のアト
マイズ型原料油ノズル１０を等間隔に貫設し、同一平面
に補助原料油を噴入するためのノズルを対向的に２本貫
設した直径１５０ｍｍ 、長さ３００■−の狭径反応域
９、下流側に向かって緩やかに開口し後部にクエンチ１
２を備えた入口部直径１５０ｍ５ 、出口部直径４００
ｍｍ 、長さ６００■の後部反応域１１からなる構造の
製造炉を用い、一次燃粗油ノズル５の噴出孔を一次燃焼
域４の基部に、二次燃料油ノズル６の先端噴出孔をスロ
ート状燃焼域７の中間位置にセットした。
ロート状燃焼域７、これに引き続く周辺から６本のアト
マイズ型原料油ノズル１０を等間隔に貫設し、同一平面
に補助原料油を噴入するためのノズルを対向的に２本貫
設した直径１５０ｍｍ 、長さ３００■−の狭径反応域
９、下流側に向かって緩やかに開口し後部にクエンチ１
２を備えた入口部直径１５０ｍ５ 、出口部直径４００
ｍｍ 、長さ６００■の後部反応域１１からなる構造の
製造炉を用い、一次燃粗油ノズル５の噴出孔を一次燃焼
域４の基部に、二次燃料油ノズル６の先端噴出孔をスロ
ート状燃焼域７の中間位置にセットした。
燃料油および原料油として表１に示す性状のものを使用
し、表２に示す各条件を適用して８種類のカーボンブラ
ックを製造した。原料油と同一平面に噴入した補助原料
油は、燃料油と同一の軽質油とした。
し、表２に示す各条件を適用して８種類のカーボンブラ
ックを製造した。原料油と同一平面に噴入した補助原料
油は、燃料油と同一の軽質油とした。
得られた各カーボンブラックを特性を製造条件と対比さ
せて表２に併載した。
せて表２に併載した。
表
■
（表注）原料油（Ｂ）
は、
残炭分の多い粗悪原
粗油である。
表２の結果から、本発明の要件を満たす実施例１〜４の
カーボンブラック特性は、高位の比表面積をもち、比較
例に比べて定比表面積当たりの凝集体モード径（５ｓｔ
）が小粒化し、その分布中（ΔＤｓｔ）がシャープに
均一化しており、同時に一次ストラクチャー（２４１１
４０ＢＰ）の向上も認められる。
カーボンブラック特性は、高位の比表面積をもち、比較
例に比べて定比表面積当たりの凝集体モード径（５ｓｔ
）が小粒化し、その分布中（ΔＤｓｔ）がシャープに
均一化しており、同時に一次ストラクチャー（２４１１
４０ＢＰ）の向上も認められる。
特に、粗悪原料油を適用した実施例３において優れた物
性が得られていることは注目される。これに対し、二次
燃料油を用いない比較例では、凝集体モード径＜５ｓｔ
）が大粒化し、その分布（ΔＤ３ｔ〉も不均一にブロー
ド化していることが確認された。
性が得られていることは注目される。これに対し、二次
燃料油を用いない比較例では、凝集体モード径＜５ｓｔ
）が大粒化し、その分布（ΔＤ３ｔ〉も不均一にブロー
ド化していることが確認された。
以上のとおり、本発明によるカーボンブラックの製造方
法に従えば、高比表面積を有しながらモード径が小さく
、かつその分布が均一化した凝集構造のカーボンブラッ
クを製造することが可能となる。しかも、残成分の多い
粗悪原料油を用いて炉内トラブルなく前記物性の製品を
得ることができるから、工業的に資するところ極めて大
である。
法に従えば、高比表面積を有しながらモード径が小さく
、かつその分布が均一化した凝集構造のカーボンブラッ
クを製造することが可能となる。しかも、残成分の多い
粗悪原料油を用いて炉内トラブルなく前記物性の製品を
得ることができるから、工業的に資するところ極めて大
である。
したがって、配合ゴムに高度の耐摩耗性を付与すること
が要求されるトラック、バス等のタイヤトレッド用とし
て有用である。
が要求されるトラック、バス等のタイヤトレッド用とし
て有用である。
図は本発明に適用されるカーボンブラック製造装置を例
示した断面略図である。 １・・・燃焼用空気送入ダクト ２・・・ウィンドボックス ３・・・燃焼バーナー４・
・・一次燃焼域 ５・・・一次燃粗油ノズル６・
・・二次燃料油ノズル ７・・・スロート状燃焼域８・
・・二次燃料油オリフィス
示した断面略図である。 １・・・燃焼用空気送入ダクト ２・・・ウィンドボックス ３・・・燃焼バーナー４・
・・一次燃焼域 ５・・・一次燃粗油ノズル６・
・・二次燃料油ノズル ７・・・スロート状燃焼域８・
・・二次燃料油オリフィス
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、広径燃焼域に燃焼用空気と一次燃料油を導入して燃
焼ガス流を生成するための一次燃焼工程、前記一次燃焼
工程で生成した燃焼ガス流を狭径化したスロート状燃焼
域に流入して少なくとも１００ｍ／秒の線速度に加速し
、炉軸方向および／または炉軸に直角方向から二次燃料
油を導入して燃焼を完結するための二次燃焼工程、前記
二次燃焼工程で生成した完結燃焼ガス流を狭径反応域に
導き、その周縁から酸化性ガスでアトマイズ化した原料
油を噴入してカーボンブラックを生成するための反応工
程、前記反応工程で生成したカーボンブラック含有ガス
流を広径の後部反応域に流入して急冷し、反応を完結す
るための反応完結工程からなることを特徴とするカーボ
ンブラックの製造方法。 ２、原料油をアトマイズ化する酸化性ガスの酸素富化率
を、２１〜４０％の範囲に設定する請求項１記載のカー
ボンブラックの製造方法。 ３、原料油の噴入位置と同一平面に、燃料油と同一性状
の軽質炭化水素油を補助原料油として噴入する請求項１
または２記載のカーボンブラックの製造方法。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP1286066A JP2835751B2 (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | カーボンブラックの製造方法 |
| KR1019900017375A KR950011799B1 (ko) | 1989-11-02 | 1990-10-29 | 카본블랙 제조방법 |
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|---|---|
| JPH03146568A true JPH03146568A (ja) | 1991-06-21 |
| JP2835751B2 JP2835751B2 (ja) | 1998-12-14 |
Family
ID=17699512
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-
1990
- 1990-10-29 KR KR1019900017375A patent/KR950011799B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1990-10-31 FR FR9013516A patent/FR2653775A1/fr active Granted
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| CN102977644A (zh) * | 2012-12-09 | 2013-03-20 | 龙星化工股份有限公司 | 一种混炼易分散的超耐磨炭黑及其生产工艺 |
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| JP2019077872A (ja) * | 2013-03-15 | 2019-05-23 | オリオン エンジニアード カーボンズ ゲーエムベーハーＯｒｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｃａｒｂｏｎｓ ＧｍｂＨ | カーボンブラック組成物、これをえるための方法、この方法に用いるフネス反応器、カーボンブラック組成物の用途、該組成物を含むポリマー組成物、及び該ポリマー組成物を含む空気式タイヤ。 |
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| JP2835751B2 (ja) | 1998-12-14 |
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