JPH03257008A - 膨潤炭の製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、防蝕塗料用、高炉出銑口閉塞材のバインダー
用、ルーフィング材製造用などの目的に適した膨潤炭を
製造する方法に関するものである。

従来の技術 〈防蝕塗料〉 従来、防蝕塗料の原料として使用される膨潤炭は、粘結
炭の粉砕物と、コールタール、コールタールピッチ、ア
スファルトピッチ等とを混合し、通常２５０℃以上の温
度で数時間加熱処理することにより製造されている。

特開昭５４−８３９３３号公報には、貯蔵安定性のすぐ
れた塗料を得ることのできる塗料用膨潤炭を製造する方
法として、環球法による軟化点７０℃以上のコールター
ルピッチと石炭微粉末とを混合し、温度２００℃以上で
１時間以上加熱攪拌する方法が示されている。ここでコ
ールタールビッチとしては、実施例では軟化点７５℃の
中ビー、チを用いている。

特公昭５１−２９１６１号公報には、膨潤炭の製造方法
として、微粉炭に界面活性剤およびコールタール油を含
む溶剤を添加し、常温で混合攪拌する方法が示されてい
る。膨潤炭の用途としては、道路舗装用、防水工事用、
防蝕塗部装用などがあげられている。この公報には、従
来法の説明の中で、従来の膨潤炭は、微粉炭に３〜５倍
容の石炭タール油を混合して、その炭質に応じて５〜４
８時間、２００〜３００℃で加熱溶融することによって
製造される旨の記載がある。

特開昭６３−２３９８０号公報には、石炭微粉末１５〜
７５重量％と、ピッチ油、重質油、可塑剤、高沸点溶剤
、天然あるいは合成樹脂から選ばれる１種以上の膨潤化
剤８５〜３５重量％を加熱処理して膨潤炭塊状物を得、
これを微粉砕する９とにより、主として塗料充填用の微
粉末膨潤炭を得ることが示されている。

〈高炉出鉄口閉塞材〉 高炉出銑口閉塞材のバインダーとしては、従来、石炭を
乾留して得られるタールから水分を除いた無水タールが
使用されている。閉塞材には、速く固化すること、収縮
率が小さく均一な気孔分布を有すること、開口時のドリ
ルによる切削性が良いことなどが要求される。

〈ルースイング材〉 ルースイング材は、紙や不織布に含浸材を含浸したもの
である。この目的の含浸材としては、従来、アスファル
ト、コールタールピッチなどが使用されている。ルース
イング材には、長期にわたる防水性能のほか、釘孔シー
ル性、施工時の滑り防止性も要求される。

発明が解決しようとする課題 〈防蝕塗料） 粘結炭の粉砕物とコールタールとを混合して加熱処理し
た膨潤炭にあっては、塗料化したときにナフタリンのよ
うな軽質分のブリードを生じやすく、またチクソトロピ
ー性が不足するため、はけ塗り時に垂れを生ずるという
問題点がある。

粘結炭の粉砕物とコールタールピッチ、アスファルトピ
ッチ等のピッチ類とを混合して加熱処理した膨潤炭にあ
っては、生成する膨潤炭の軟化点が上がり、塗料化時の
加工性が劣るという問題点がある。

〈高炉出鉄口閉塞材〉 高炉出銑口閉塞材のバインダーとしてコールタールを使
用したときは、固化するまでに長時間を要すること、耐
蝕性が不足すること、亀裂発生等による閉塞物の脆弱化
を招きやすいことなどの問題点がある。

〈ルースイング材〉 ルースイング材の含浸材としてアスファルトを用いた場
合は、アスファルトが経年変化により劣化しやすく、ひ
び割れ、釘孔の広がりにより防水性が低下する傾向があ
ること、ルースイング材が滑りやすいため、含浸した表
面にポリ塩化ビニル粉末等を塗布する必要があることな
どの問題点がある。

含浸材としてコールタールピッチを用いる場合は、アス
ファルトに比し防水性がすぐれているものの、感温性が
大きいため、冬場は硬くて割れやすく、夏場はべとつき
を生じて施工性が低下するという問題点がある。

〈本発明の目的〉 本発明は、このような状況に鑑み、防蝕塗料用、高炉出
銑口用閉塞材のバインダー用、ルースイング材製造用な
どの目的に適したＷ／ｉ！！ｌ炭を製造する方法を提供
することを目的になされたものである。

課題を解決するための手段 本発明の膨潤炭の製造方法は、 平均反射率が１．０％以上で、灰分およびイナート成分
の合計が１５重量％以下の粘結炭を２００メツシュ以下
に微粉砕した粘結炭微粉砕物（Ａ）、コールタールの分
留により得られる３００℃以上の留分であるアントラセ
ン油（Ｂ）、および、環球法による軟化点が７Ｏ−１０
０℃のコールタールピッチ（Ｃ）を、 （Ａ）　、　（Ｂ）および（Ｃ）の合計量を１００重量
％とするとき、（Ａ）５〜３０重量％、（Ｂ）２０〜５
０重量％、（Ｃ）２０〜７５重量％の割合で混合し、該
混合物を２００〜３５０℃に加熱して反応させること、 を特徴とするものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

原料の粘結炭としては、平均反射率が１．０％以上で、
灰分およびイナート成分の合計が１５重量％以下（好ま
しくは１０重量％以下）のものを用いる。このような粘
結炭は、各種の粘結炭の中から上記特性値を有する粘結
炭を選択するか、通常の粘結炭に比重分離等の手段を施
すことによって上記特性値範囲にまで灰分およびイナー
ト成分を減少させることにより取得する。そしてこのよ
うな特性値を有する粘結炭を２００メツシュ以下に微粉
砕して、粘結炭微粉砕物（Ａ）として用いる。

平均反射率１．０％未満の粘結炭は、低石炭化度である
ため、膨潤溶媒を吸収したままとなって結合の弛緩を生
じにくく、たとえ灰分およびイナート成分の合計が１５
重量％以下であっても、得られる膨潤炭は軟化点が低く
かつ針入度が高くなり、膨潤炭の性質が劣るようになる
。

灰分およびイナート成分の合計が１５重量％を超える粘
結炭は、灰分およびイナート成分が膨潤には関与しない
ため、たとえ平均反射率が１．０％以上であっても、得
られる膨潤炭は軟化点が低くかつ針入度が高くなるため
、取り扱いが困難となる。

粘結炭の微粉砕は２００メツシュ以下とすることが必要
であり、粒度が大きくなると、混合物を加熱したときの
解重合反応が円滑に進まなくなる。ただし本発明の趣旨
を損なわない程度の量であれば、２００メツシュを越え
る粒度のものを少量含んでいても特に支障とはならない
。

・アン　ラセン　Ｂ アントラセン油（Ｂ）としては、コールタールの分留に
より得られる３００℃以上の留分、殊に３００〜３６０
℃の留分が用いられる。このアントラセン油（Ｂ）はナ
フタレンのような軽質分を含まないので、本発明の目的
に適している。

コールタールピーチＣ コールタールピッチ（Ｃ）としては、環球法による軟化
点が７０〜１００℃、さらに好ましくは８０〜９０℃の
ものが用いられる。軟化点がこの範囲より低くても高く
ても、得られる膨潤炭の性能が不足する。

一般にコールタールピッチは、その軟化点の高低によっ
て、軟ピツチ（５０〜６０℃）、中ピツチ（６０〜７５
℃）、高ピー、チ（９０℃以上）の３種に大別されてい
るが、本発明の目的に適したコールタールピッチ（Ｃ）
は、中ピツチから高ピツチにかけて領域のものである。

び 上述の粘結炭微粉砕物（Ａ）、アントラセン油（Ｂ）お
よびコールタールピッチ（Ｃ）は、これら（＾）　、　
（Ｂ）および（Ｃ）の合計量を１００重量％とするとき
。

粘結炭微粉砕物（Ａ）５〜３０重量％、アントラセン油
（Ｂ）　　　　２０〜５０重量％、コールタールピッチ
（Ｃ）　　２０〜７５重量％の割合で混合し、加熱反応
に供する。特に好ましい範囲は、（Ａ）１０〜２５重量
％、（Ｂ）３０〜４０重量％、（Ｃ）３５〜６０重量％
である。

混合割合が上記の範囲からはずれるときは、目的とする
性能の膨潤炭が得られなくなる。

上記混合物を攪拌下に温度２００〜３５０℃、好ましく
は２５０〜３００℃に加熱すると、膨潤解重合反応が円
滑に進行し、目的とする膨潤炭が取得できる０反応時間
は１時間〜ｌＯ時間程度とすることが多い。

加熱温度が２００℃に達しないときは粘結炭の膨潤化が
充分に進まず、一方３５０℃を越えるときには、熱エネ
ルギーの点で不利となる上、コーキング現象や引火の危
険性があり、工業性を欠くようになる。

且オ このようにして得られた膨潤炭は種々の用途に用いられ
るが、特に、防蝕塗料用、高炉出銑口閉塞材のバインダ
ー用、ルーフィング材製造用に好適である。

防蝕塗料用に用いるときは、この膨潤炭をエポキシ樹脂
、ウレタン樹脂などと併用し、さらに該樹脂の硬化剤、
溶剤、顔料、その他の添加剤を混合して塗料化する。

高炉出銑口閉塞材のバインダーとして用いるときは、シ
ャモット粉、コークスプリーズ、炭化ケイ素、粘土粉な
どからなるマッド材用原料にこの膨潤炭を配合して混練
する。

ルーフィング材製造に際しての含浸材として用いるとき
は、この膨潤炭を紙、不織布などの基材シートに含浸さ
せる。

実施例 次に実施例をあげて本発明をさらに説明する。

以下「部」、「％」とあるのは、反射率（％）を除き重
量基準で示したものである。

実施例１ 攪拌機付きのステンレススチール製反応缶に、コールタ
ールの分留により得られた３００〜３６０℃の留分のア
ントラセン油（Ｂ）４５０１と、環球法による軟化点が
８０℃のコールタールピッチ（Ｃ）３５０部とを仕込ん
で加熱した後、平均反射率が１．１％、灰分およびイナ
ート成分の合計が６％の粘結炭を２００メツシュ以下に
まで微粉砕した粘結炭微粉砕物（＾）２００部を投入し
、常圧下、温度２５０℃にて３時間攪拌することにより
膨潤解重合反応を行った。

これにより、環球法による軟化点が８４℃で、２５℃、
１００ｇ、５秒の条件で測定した針入度が２０の膨潤炭
が得られた。

この膨潤炭６５０部をキシレン３５０部でワニス化した
瀝青質ワニスは、ＴＩ値（チクソトロピー性を表わす指
標、回転粘度計による６ｒｐ■／６０　ｒｐｍの粘度比
）が８．１と大きく、すぐれたチクソ）Ｏピー性を示し
、また加熱残分は６５％であって、膨潤炭の蒸発は認め
られなかった。

実施例２ アントラセン油（Ｂ）３００部、コールタールピッチ（
Ｃ）　５５０部および粘結炭微粉砕物（Ａ）１５０部を
用いたほかは実施例１を繰り返した。

これにより、環球法による軟化点が７４℃、針入度がｌ
Ｏの膨潤炭が得られた。

この膨潤炭７００部をキシレン３００部でワニス化した
瀝青質ワニスは、ＴＩ値が３．３と大きく、また加熱残
分は７２％であって、膨潤炭の蒸発は認められなかった
。

この瀝青質ワニスをエポキシ樹脂と等量混合して防蝕塗
料を調製した。塗料の粘度は１ケ月経過後も変化はなく
、貯蔵安定性にすぐれていた。

実施例３ アントラセン油（Ｂ）４５０部、コールタールピッチ（
Ｃ）３５０部および粘結炭微粉砕物（Ａ）２００部を用
いたほかは実施例１を繰り返した。

ただし粘結炭微粉砕物（Ａ）としては、平均反射率が１
．５％、灰分およびイナート成分の合計が１２％の粘結
炭を２００メツシュ以下にまで微粉砕したものを用いた
。

これにより、環球法による軟化点が８２℃、針入度が２
１の膨潤炭が得られた。

この膨潤炭６５０部をキシレン３５０部でワニス化した
瀝青質ワニスは、ＴＩ値が５．７と大きく、また加熱残
分は６５％であって、膨潤炭の蒸発は認められなかった
。

また、上記で得た膨潤炭を加熱溶融して紙または不織布
に含浸させてルーフィング材を製造した。含浸性は極め
て良好であった。このルーフィング材を屋根に被覆して
釘とめしたが、滑り性が小さいので、施工時の作業性が
良好であり、さらには、釘孔の経時的な広がりも認めら
れなかった。

実施例４ シャモット粉２０％、コークスプリーズ粉４０％、炭化
ケイ素粉２０％、粘土粉２０％よりなる混合物１００部
に、実施例１で得た膨潤炭を等量のコールタールに加熱
溶解させたものをバインダーとして２０部加え、混練し
た。

この混線物からなる閉塞材を、マッドシリンダにより出
銑直後の出銑口に押し込んだ、閉塞材が完全に固まるま
での時間は４７分であった。

また、この閉塞材を約５　Ｋｇ／ｃｍ”の圧力でレンガ
状に加圧成型し、１０００℃の温度で１時間還元雰囲気
中で焼成したところ、収縮率は０．３３％であった。焼
成後のレンガをダイアモンドカッターで切断し、その切
断面を観察したところ、シャモット粉、コークスプリー
ズ粉の表面には均一な炭素層が形成されており、安定な
構造を形成していることが確認できた。

比較例１ 実施例１で用いた粘結炭微粉砕物（Ａ）２００部をコー
ルタール８００部と混合し、常圧下、温度２５０℃にて
３時間攪拌することにより膨潤解重合反応を行った。

これにより、環球法による軟化点が８４℃、針入度が２
０の膨潤炭が得られたが、１日経過すると膨潤炭の表面
にナフタリンのブリードが認められた。

この膨潤炭７００部をキシレン３００部でワニス化した
瀝青質ワニスは、ＴＩ値が５．２と高く、チクソトロピ
ー性がすぐれていたが、加熱残分は６３％であり、コー
ルタールの軽質分が蒸発していた。

この膨潤炭は、防水材や塗料用としては不適当である。

比較例２ 実施例１で用いた粘結炭微粉砕物（Ａ）ｔｏ。

部と実施例１で用いたコールタールピッチ（Ｃ）９００
部とを混合し、常圧下、温度２５０℃にて３時間攪拌す
ることにより膨潤解重合反応を行った。

これにより、環球法による軟化点が１１０℃、針入度が
０の膨潤炭が得られた。この膨潤炭は溶解などの加工性
（作業性）が悪く、また硬くて割れやすいものであった
。

この膨潤炭は、防水材、塗料用、バインダー用としては
不適当である。

比較例３ 実施例１で用いたアントラセン油（Ｂ）４５０部、実施
例１で用いたコールタールピッチ（Ｃ）３５０部、およ
び、平均反射率が１．２％、灰分およびイナート成分の
合計が２６％の粘結炭を２００メツシュ以下にまで微粉
砕した粘結炭微粉砕物２００部を混合し、常圧下、温度
２５０℃にて３時間攪拌することにより膨潤解重合反応
を行った。

これにより、環球法による軟化点が６３℃、針入度が３
１の膨潤炭が得られたが、この膨潤炭は軟化点が低くか
つ針入度が高いため、取り扱いが困難であった。

比較例４ 実施例１で用いたアントラセン油（Ｂ）４５０部、実施
例１で用いたコールタールピッチ（Ｃ）３５０部、およ
び、平均反射率が０．９％、灰分およびイナート成分の
合計が１３％の粘結炭を２００メツシュ以下にまで微粉
砕した粘結炭微粉砕物２００１１１を混合し、常圧下、
温度２５０℃にて３時間攪拌することにより膨潤解重合
反応を行った。

これにより、環球法による軟化点が６０℃、針入度が３
１の膨潤炭が得られたが、この膨潤炭は比較例３と同様
に軟化点が低くかつ針入度が高いため、取り扱いが困難
であった。

比較例５ シャモット粉２０％、コークスプリーズ粉４０％、炭化
ケイ素粉２０％、粘土粉２０％よりなる混合物１００部
に、コールタールをバインダーとして２０部加え、混線
した。

この混線物からなる閉塞材を、マッドシリンダにより出
銑直後の出銑口に押し込んだ、閉塞材が完全に固まるま
での時間は１時間ｌＯ分であった。

また、この閉塞材を約５Ｋｇ／ｃ璽２の圧力でレンガ状
に加圧成型し、１０００℃の温度で１時間還元雰囲気中
で焼成したところ、収縮率は０．５０％であった。上記
焼成後のレンガをダイアモンドカッターで切断し、その
切断面を観察したところ、シャモット粉、コークスプリ
ーズ粉の表面に形成される炭素層は、実施例４に比し明
らかに不均一であった・ 発明の効果 本発明の方法により製造された膨潤炭は、これをエポキ
シ樹脂、ウレタン樹脂等と併用して防蝕塗料に加工した
とき、チクントロピー性が大きいので塗装対象が垂直面
であっても垂れを生じないこと、樹脂成分との反応性が
小さく、貯蔵安定性にすぐれていること、塗装後もナフ
タリンのような軽質性のブリードを生じず、塗膜の外観
を損なうことがないことなどのすぐれた効果を奏する。

この膨潤炭を高炉出銑口閉塞材のバインダーとして用い
るときは、固化速度が早いこと、閉塞材の収縮率が小さ
いこと、耐蝕性が良好でかつ亀裂を生じないので、閉塞
物の脆弱化のおそれがないこと、均一な気孔分布を有す
るので開口時のドリルによる切削性が良いことなどのす
ぐれた効果を奏する。

この膨潤炭を紙、不織布などに含浸してルーフィング材
を製造したときは、含浸性がすぐれていること、防水性
がすぐれていること、滑り性が改善されているので、施
工時の作業性が良好であること、長期にわたりひび割れ
や釘孔の広がりを生じないので、防水性が損なわれるこ
とがないこと、感温性が小さいため、冬場であっても割
れを生じず、また夏場であってもべとつきを生じないこ
となどの種々の効果を奏する。

本発明の方法により得られる膨潤炭は、このように種々
の用途に適しているので、産業上の有用性が大きい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、平均反射率が１．０％以上で、灰分およびイナート
   成分の合計が１５重量％以下の粘結炭を２００メッシュ
   以下に微粉砕した粘結炭微粉砕物（Ａ）、コールタール
   の分留により得られる３００℃以上の留分であるアント
   ラセン油（Ｂ）、および、環球法による軟化点が７０〜
   １００℃のコールタールピッチ（Ｃ）を、（Ａ）、（Ｂ
   ）および（Ｃ）の合計量を１００重量％とするとき、（
   Ａ）５〜３０重量％、（Ｂ）２０〜５０重量％、（Ｃ）
   ２０〜７５重量％の割合で混合し、該混合物を２００〜
   ３５０℃に加熱して反応させることを特徴とする膨潤度
   の製造方法。 ２、粘結炭微粉砕物（Ａ）、アントラセン油（Ｂ）およ
   びコールタールピッチ（Ｃ）の混合割合が、（Ａ）１０
   〜２５重量％、（Ｂ）３０〜４０重量％、（Ｃ）３５〜
   ６０重量％である請求項１記載の膨潤炭の製造方法。