JPH09143389A - カーボンブラック成型体及びその製造方法 - Google Patents
カーボンブラック成型体及びその製造方法Info
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- JPH09143389A JPH09143389A JP7305641A JP30564195A JPH09143389A JP H09143389 A JPH09143389 A JP H09143389A JP 7305641 A JP7305641 A JP 7305641A JP 30564195 A JP30564195 A JP 30564195A JP H09143389 A JPH09143389 A JP H09143389A
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Landscapes
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】カーボンブラックの基本特性を損なうことな
く、コンパクト性に優れ、取り扱いに適したカーボンブ
ラック加圧成型体を効率的に得る。 【解決手段】 予めカーボンブラック粒子間の気体を減
圧チャンバーを用いて脱気した後、加圧成形することを
特徴とするカーボンブラック加圧成型体の製造方法。
く、コンパクト性に優れ、取り扱いに適したカーボンブ
ラック加圧成型体を効率的に得る。 【解決手段】 予めカーボンブラック粒子間の気体を減
圧チャンバーを用いて脱気した後、加圧成形することを
特徴とするカーボンブラック加圧成型体の製造方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カーボンブラック
加圧成型体及びその製造方法に関する。詳しくは、カー
ボンブラックを塗料、インキ、樹脂着色やゴム補強用に
使用した場合に、その基本特性を損なうこと無く見かけ
密度を高くして輸送コスト、貯蔵時の倉庫費用、包装袋
の節減、使用時の発塵低下を図るものである。
加圧成型体及びその製造方法に関する。詳しくは、カー
ボンブラックを塗料、インキ、樹脂着色やゴム補強用に
使用した場合に、その基本特性を損なうこと無く見かけ
密度を高くして輸送コスト、貯蔵時の倉庫費用、包装袋
の節減、使用時の発塵低下を図るものである。
【0002】
【発明の解決しようとする課題】ファーネス法で製造さ
れたカーボンブラックは、通常、製造直後の嵩密度が
0.1g/cc前後という極めて低い値を示す。この低い嵩
密度の値に起因して、包装袋にかなりのコストがかか
る、倉庫における保管費用が高い、トラックや貨車、船
舶による輸送コストが高い、使用時に発塵し使用環境を
悪化させる等の問題がある。
れたカーボンブラックは、通常、製造直後の嵩密度が
0.1g/cc前後という極めて低い値を示す。この低い嵩
密度の値に起因して、包装袋にかなりのコストがかか
る、倉庫における保管費用が高い、トラックや貨車、船
舶による輸送コストが高い、使用時に発塵し使用環境を
悪化させる等の問題がある。
【0003】かかる問題を解決する為に、通常、ビーズ
品と呼ばれる乾式造粒品や湿式造粒品が用いられてい
る。ビーズ品は嵩密度が0.3〜0.5g/ccと未処理
のカーボンブラックに比較してかなり嵩密度が高い。し
かし、ビーズ品は計量時における粉塵発生の抑制や輸送
時の造粒物の粉化は充分とは言えなかった。また、造粒
によって塗料やインクの原料であるワニスや樹脂への分
散性が悪くなり、用途によってはビーズ品が使用できな
い場合がある そこでカーボンブラック粉末を、ビーズ品への造粒では
なく、ある程度の成型体とすることが試みられている。
例えば、特開平6−122111号公報では、カーボン
ブラック粉体を密閉型成型容器に仕込み、減圧処理した
後、容器内の圧力を常圧に復元することにより成型体を
得る。しかし減圧により加えられる圧力は大気圧(約
1.03kg/cm2)以下であり、このため輸送コス
トや倉庫費用を小さくするほど嵩密度を大きくすること
はできない。
品と呼ばれる乾式造粒品や湿式造粒品が用いられてい
る。ビーズ品は嵩密度が0.3〜0.5g/ccと未処理
のカーボンブラックに比較してかなり嵩密度が高い。し
かし、ビーズ品は計量時における粉塵発生の抑制や輸送
時の造粒物の粉化は充分とは言えなかった。また、造粒
によって塗料やインクの原料であるワニスや樹脂への分
散性が悪くなり、用途によってはビーズ品が使用できな
い場合がある そこでカーボンブラック粉末を、ビーズ品への造粒では
なく、ある程度の成型体とすることが試みられている。
例えば、特開平6−122111号公報では、カーボン
ブラック粉体を密閉型成型容器に仕込み、減圧処理した
後、容器内の圧力を常圧に復元することにより成型体を
得る。しかし減圧により加えられる圧力は大気圧(約
1.03kg/cm2)以下であり、このため輸送コス
トや倉庫費用を小さくするほど嵩密度を大きくすること
はできない。
【0004】実用上充分な程度にまで嵩密度を高くする
方法として、カーボンブラックを加圧成型することが海
外では試みられている。例えば、イギリス特許5518
62やドイツ特許836159ではカーボンブラック、
ランプブラック等のプレス脱気を行っている。これらの
特許文献においては、カーボンブラック粉体粒子間のガ
ス(空気)を脱気する方法として、カーボンブラック内
に管を挿入し、加圧の際に発生する粒子間のガスを成型
容器の外に除去している。この方法では、挿入された管
に設置された濾過材を通してガスを脱気するために脱気
の速度を速くすることができず、また、濾過材の目詰ま
りが発生し、長期間の連続運転は不可能であった。
方法として、カーボンブラックを加圧成型することが海
外では試みられている。例えば、イギリス特許5518
62やドイツ特許836159ではカーボンブラック、
ランプブラック等のプレス脱気を行っている。これらの
特許文献においては、カーボンブラック粉体粒子間のガ
ス(空気)を脱気する方法として、カーボンブラック内
に管を挿入し、加圧の際に発生する粒子間のガスを成型
容器の外に除去している。この方法では、挿入された管
に設置された濾過材を通してガスを脱気するために脱気
の速度を速くすることができず、また、濾過材の目詰ま
りが発生し、長期間の連続運転は不可能であった。
【0005】ドイツ特許1302382では、プレス型
の上部、下部、側面に減圧用のポートを設置し濾過材を
プレス型全面配し、濾過面積を広くして、上記イギリス
特許551862やドイツ特許836159の問題点を
解決する方法が提案されている。しかし、この方法を用
いても濾過材を介してカーボンブラックの粒子間のガス
を脱気する為に上記問題点の本質的な解決は成されてい
ない。
の上部、下部、側面に減圧用のポートを設置し濾過材を
プレス型全面配し、濾過面積を広くして、上記イギリス
特許551862やドイツ特許836159の問題点を
解決する方法が提案されている。しかし、この方法を用
いても濾過材を介してカーボンブラックの粒子間のガス
を脱気する為に上記問題点の本質的な解決は成されてい
ない。
【0006】
【課題を解決するための手段】的を達成するために、カ
ーボンブラックの成型装置を鋭意研究したところ、カー
ボンブラックを加圧成型する前に予め減圧チャンバーを
用いてカーボンブラック粒子間にある気体(空気)を脱
気し、しかる後加圧成型することにより、従来用いられ
ていた濾過材を用いずに脱気、加圧成型が可能であるこ
とを見いだし、本発明に到達した。すなわち、本発明
は、予めカーボンブラック粒子間の気体を減圧チャンバ
ーを用いて脱気した後、加圧成形することを特徴とする
カーボンブラック加圧成型体の製造方法、並びにかかる
方法で得られたカーボンブラック成型体に存する。
ーボンブラックの成型装置を鋭意研究したところ、カー
ボンブラックを加圧成型する前に予め減圧チャンバーを
用いてカーボンブラック粒子間にある気体(空気)を脱
気し、しかる後加圧成型することにより、従来用いられ
ていた濾過材を用いずに脱気、加圧成型が可能であるこ
とを見いだし、本発明に到達した。すなわち、本発明
は、予めカーボンブラック粒子間の気体を減圧チャンバ
ーを用いて脱気した後、加圧成形することを特徴とする
カーボンブラック加圧成型体の製造方法、並びにかかる
方法で得られたカーボンブラック成型体に存する。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明で、加圧成型に使用する型
としては、成型時の印加圧力に耐えうる強度を有してい
れば如何なる材質の型を用いても構わないが、例えば金
属製の型としてはSUS304、SUS316等のステ
ンレス製金型、タングステンカーバイド等の超鋼等が使
用できる。又、樹脂製型としては、PTFE、PCTF
E、FEP等のテフロン製型、ナイロン、ポリエチレ
ン、ポリカーボネイト、フェノール樹脂等のプラスチッ
ク類、更に複合材料としてCFRP、GFRP等のFR
P、セラミックス製型としては、アルミナ、ジルコニ
ア、ムライト等が使用できる。
としては、成型時の印加圧力に耐えうる強度を有してい
れば如何なる材質の型を用いても構わないが、例えば金
属製の型としてはSUS304、SUS316等のステ
ンレス製金型、タングステンカーバイド等の超鋼等が使
用できる。又、樹脂製型としては、PTFE、PCTF
E、FEP等のテフロン製型、ナイロン、ポリエチレ
ン、ポリカーボネイト、フェノール樹脂等のプラスチッ
ク類、更に複合材料としてCFRP、GFRP等のFR
P、セラミックス製型としては、アルミナ、ジルコニ
ア、ムライト等が使用できる。
【0008】プレス機としては、油圧機械式プレス機、
油圧ハンドプレス機、機械式プレス機、エアーシリンダ
ー式プレス機等、加圧成型できるものであれば如何なる
プレス成型機でも構わない。本発明で使用するカーボン
ブラックは、ファーネス法で製造したカーボンブラッ
ク、ランプブラック、アセチレンブラック、等の如何な
る微細な炭素粉末であっても構わない。また、製造した
カーボンブラックを各種の酸化剤で後処理したものであ
っても構わない。
油圧ハンドプレス機、機械式プレス機、エアーシリンダ
ー式プレス機等、加圧成型できるものであれば如何なる
プレス成型機でも構わない。本発明で使用するカーボン
ブラックは、ファーネス法で製造したカーボンブラッ
ク、ランプブラック、アセチレンブラック、等の如何な
る微細な炭素粉末であっても構わない。また、製造した
カーボンブラックを各種の酸化剤で後処理したものであ
っても構わない。
【0009】上記のカーボンブラックを、本発明におい
ては、加圧成型に先立ち予め減圧チャンバーを用いてカ
ーボンブラック粒子間の気体を脱気しておく。この脱気
方法は減圧チャンバーを用いて行うのであれば特に限定
されるものではないが、例えば、以下の如き方法が挙げ
られる。摺動可能なシリンダーとピストンとを有する型
に成型しよとする原料のカーボンブラックを充填する。
シリンダー上部にセットした真空チャンバー内及びシリ
ンダー内はガスケット材によりその外部と実質的に遮断
される。次に、真空チャンバーに接続した真空ポンプを
機動させて真空チャンバー内及びシリンダー内を真空に
する。この真空状態を保持したまま、ピストンを下降さ
せシリンダー内のカーボンブラックを加圧成型する。そ
の後、真空ポンプの運転を停止し、チャンバー及びシリ
ンダー内の雰囲気圧力を大気圧に戻す。その後、真空チ
ャンバーとピストンを上昇させてカーボンブラック成型
体を取り出すことにより、減圧チャンバーによるカーボ
ンブラック粒子間の気体の脱気及びこれに引き続くカー
ボンブラックの加圧成型を行うことができる。
ては、加圧成型に先立ち予め減圧チャンバーを用いてカ
ーボンブラック粒子間の気体を脱気しておく。この脱気
方法は減圧チャンバーを用いて行うのであれば特に限定
されるものではないが、例えば、以下の如き方法が挙げ
られる。摺動可能なシリンダーとピストンとを有する型
に成型しよとする原料のカーボンブラックを充填する。
シリンダー上部にセットした真空チャンバー内及びシリ
ンダー内はガスケット材によりその外部と実質的に遮断
される。次に、真空チャンバーに接続した真空ポンプを
機動させて真空チャンバー内及びシリンダー内を真空に
する。この真空状態を保持したまま、ピストンを下降さ
せシリンダー内のカーボンブラックを加圧成型する。そ
の後、真空ポンプの運転を停止し、チャンバー及びシリ
ンダー内の雰囲気圧力を大気圧に戻す。その後、真空チ
ャンバーとピストンを上昇させてカーボンブラック成型
体を取り出すことにより、減圧チャンバーによるカーボ
ンブラック粒子間の気体の脱気及びこれに引き続くカー
ボンブラックの加圧成型を行うことができる。
【0010】本発明において、減圧時の圧力は、0.0
1〜500Torrで行うのが好ましい。500Torrよ
りも高い場合、粒子中の脱気が不十分であり、カーボン
ブラックの成型体を取り出す際に成型体が破損してしま
うことがある。また、減圧度を極めて低くしても差し支
えはないが、0.01Torr 以下にしてもカーボンブラ
ックの成型性において格別な優位性を発揮することもな
く、このような高真空とする工業的な意味はない。成型
スピードと装置構造上、カーボンブラックをより脱気し
やすい点で、特に50〜300Torrとするのが好ま
しい。
1〜500Torrで行うのが好ましい。500Torrよ
りも高い場合、粒子中の脱気が不十分であり、カーボン
ブラックの成型体を取り出す際に成型体が破損してしま
うことがある。また、減圧度を極めて低くしても差し支
えはないが、0.01Torr 以下にしてもカーボンブラ
ックの成型性において格別な優位性を発揮することもな
く、このような高真空とする工業的な意味はない。成型
スピードと装置構造上、カーボンブラックをより脱気し
やすい点で、特に50〜300Torrとするのが好ま
しい。
【0011】所定の減圧度を達成する方法は如何なる方
法でも構わないが、例えば、油回転式真空ポンプ、アス
ピレーター、摺動式真空ポンプ、フリーピストン式真空
ポンプ、ダイヤフラム式真空ポンプ、拡散ポンプ、ター
ボ型真空ポンプ等が挙げられる。このようにして、本発
明のカーボンブラック成型体を得ることができる。成型
体の密度は、特に1.2g/cc以下、好ましくは0.
2〜1.2g/ccとするのがよい。1.2g/ccを
超える密度とした場合、カーボンブラックの分散性が低
下し、特にカラー用途とした場合、使用が困難となる場
合があるためである。一方、密度が0.2g/cc未満
のものを得るのは困難である場合があるためである。
法でも構わないが、例えば、油回転式真空ポンプ、アス
ピレーター、摺動式真空ポンプ、フリーピストン式真空
ポンプ、ダイヤフラム式真空ポンプ、拡散ポンプ、ター
ボ型真空ポンプ等が挙げられる。このようにして、本発
明のカーボンブラック成型体を得ることができる。成型
体の密度は、特に1.2g/cc以下、好ましくは0.
2〜1.2g/ccとするのがよい。1.2g/ccを
超える密度とした場合、カーボンブラックの分散性が低
下し、特にカラー用途とした場合、使用が困難となる場
合があるためである。一方、密度が0.2g/cc未満
のものを得るのは困難である場合があるためである。
【0012】以下に、本発明を実施例により更に詳細に
説明する。密度の測定に際しては、直方体の縦と横と厚
さをノギスにて測定し、その値から成型体の体積(cc)
を算出した。また、電子式直読型上皿天秤にて成型体の
重量(g)を測定した。成型体の重量と体積から成型体
の密度(g/cc)を算出した。
説明する。密度の測定に際しては、直方体の縦と横と厚
さをノギスにて測定し、その値から成型体の体積(cc)
を算出した。また、電子式直読型上皿天秤にて成型体の
重量(g)を測定した。成型体の重量と体積から成型体
の密度(g/cc)を算出した。
【0013】
【実施例1】図1に示す成型金型を用いて、カーボンブ
ラックの成型を行った。金型のダイ(3)の内法は縦1
50mm、横150mm、深さ250mmである。下パンチ
(2)にダイ(3)をセットし、三菱化学社製カーボン
ブラック「MA7」を1Kg投入した。上パンチ(1)に
セットされた摺動可能な減圧チャンバー(5)をダイに
圧着した。この時上パンチ(1)はダイ(3)の上方に
留めておいた。アルバック社製油回転型真空ポンプ
(「GVD−050A」)を用いて減圧チャンバー内の
空気を脱気した。減圧度が150Torrに達する迄に
30秒を要した。減圧度が150Torrに達した後、
直ちに上パンチ(1)を下降させて成型圧力40Kgf
/cm2 で成型した。減圧及び成型に費やした時間は55
秒であった。
ラックの成型を行った。金型のダイ(3)の内法は縦1
50mm、横150mm、深さ250mmである。下パンチ
(2)にダイ(3)をセットし、三菱化学社製カーボン
ブラック「MA7」を1Kg投入した。上パンチ(1)に
セットされた摺動可能な減圧チャンバー(5)をダイに
圧着した。この時上パンチ(1)はダイ(3)の上方に
留めておいた。アルバック社製油回転型真空ポンプ
(「GVD−050A」)を用いて減圧チャンバー内の
空気を脱気した。減圧度が150Torrに達する迄に
30秒を要した。減圧度が150Torrに達した後、
直ちに上パンチ(1)を下降させて成型圧力40Kgf
/cm2 で成型した。減圧及び成型に費やした時間は55
秒であった。
【0014】カーボンブラックの成型体を取り出した
後、同様の操作を10回繰り返した。10回の成型操作
の内、1回目、5回目、10回目の成型体の物性を表2
に示す。
後、同様の操作を10回繰り返した。10回の成型操作
の内、1回目、5回目、10回目の成型体の物性を表2
に示す。
【0015】
【表1】
【0016】
【実施例2】図1に示した成型金型を用いて、使用した
カーボンブラックが「MA7」を1Kg使用した代わりに
MA600(三菱化学社製)を0.5Kg使用する以外は
実施例1と全く同様の操作をおこなった。カーボンブラ
ックの成型体を取り出した後、同様の操作を10回繰り
返した。10回の成型操作の内、1回目、5回目、10
回目の成型体の物性を表2に示す。
カーボンブラックが「MA7」を1Kg使用した代わりに
MA600(三菱化学社製)を0.5Kg使用する以外は
実施例1と全く同様の操作をおこなった。カーボンブラ
ックの成型体を取り出した後、同様の操作を10回繰り
返した。10回の成型操作の内、1回目、5回目、10
回目の成型体の物性を表2に示す。
【0017】実施例で用いたカーボンブラックの物性を
表1に示す。
表1に示す。
【0018】
【比較例1】図2に示した濾過材付きの金型を用いてカ
ーボンブラックのプレス成型を実施した。ダイ(3)の
内法が縦150mm、横150mm、深さ250mmの金型を
準備した。下パンチ(2)にダイ(3)と目開き100
μmの焼結金属製の濾過材(5)をセットした。上パン
チに固定したOリングがダイ(3)に設置した濾過材に
圧着される迄上パンチを下降させた。アルバック社製油
回転型真空ポンプ(「GVD−050A」)を起動さ
せ、真空度が150Torrに達する迄の時間を計測した。
この減圧時間に25秒を要した。150Torrに達した
後、直ちに上パンチを下降させ40Kgf/cm2の圧力で成
型した。減圧及び成型に費やした時間は48秒であっ
た。カーボンブラックの成型体を取り出した後、濾過材
表面を目視観察した結果、濾過材の目詰まりは観察出来
なかった。
ーボンブラックのプレス成型を実施した。ダイ(3)の
内法が縦150mm、横150mm、深さ250mmの金型を
準備した。下パンチ(2)にダイ(3)と目開き100
μmの焼結金属製の濾過材(5)をセットした。上パン
チに固定したOリングがダイ(3)に設置した濾過材に
圧着される迄上パンチを下降させた。アルバック社製油
回転型真空ポンプ(「GVD−050A」)を起動さ
せ、真空度が150Torrに達する迄の時間を計測した。
この減圧時間に25秒を要した。150Torrに達した
後、直ちに上パンチを下降させ40Kgf/cm2の圧力で成
型した。減圧及び成型に費やした時間は48秒であっ
た。カーボンブラックの成型体を取り出した後、濾過材
表面を目視観察した結果、濾過材の目詰まりは観察出来
なかった。
【0019】同様の操作を10回繰り返した。10回の
成型操作の内、1回目、5回目、10回目の成型体の物
性を表2に示す。
成型操作の内、1回目、5回目、10回目の成型体の物
性を表2に示す。
【0020】
【表2】
【0021】
【比較例2】図2に示した成型金型を用いて、使用した
カーボンブラックが「MA7」を1Kg使用する代わりに
「MA600」(三菱化学社製)を0.5Kg使用する以
外は比較例1と全く同様の操作をおこなった。カーボン
ブラックの成型体を取り出した後、同様の操作を10回
繰り返した。10回の成型操作の内、1回目、5回目、
10回目を表1に示す。
カーボンブラックが「MA7」を1Kg使用する代わりに
「MA600」(三菱化学社製)を0.5Kg使用する以
外は比較例1と全く同様の操作をおこなった。カーボン
ブラックの成型体を取り出した後、同様の操作を10回
繰り返した。10回の成型操作の内、1回目、5回目、
10回目を表1に示す。
【0022】
【発明の効果】本発明により、濾過材を用いずにカーボ
ンブラックの中のガス(空気)を脱気した後、プレス成
型を実施することができるので、濾過材の目詰まりを回
避することが出来る。これにより、濾過材の交換や掃除
をする必要もなく、安定してカーボンブラック成型体を
生産することができる。
ンブラックの中のガス(空気)を脱気した後、プレス成
型を実施することができるので、濾過材の目詰まりを回
避することが出来る。これにより、濾過材の交換や掃除
をする必要もなく、安定してカーボンブラック成型体を
生産することができる。
【図1】 実施例1で用いたカーボンブラック成型装
置
置
【図2】 比較例1で用いたカーボンブラック成型装
置
置
1 上パンチ 2 舌パンチ 3 ダイ
Claims (4)
- 【請求項1】 予めカーボンブラック粒子間の気体を減
圧チャンバーを用いて脱気した後、加圧成形することを
特徴とするカーボンブラック加圧成型体の製造方法。 - 【請求項2】 成型体の見かけ密度が1.2g/cm3
以下であることを特徴とする請求項1記載のカーボンブ
ラック加圧成型体の製造方法。 - 【請求項3】 カーボンブラック粒子間の気体の脱気を
500Torr以下0.01Torr以上での予備減圧により行
うことを特徴とする請求項1又は2記載のカーボンブラ
ック加圧成型体の製造方法。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の方法に
より得られたカーボンブラック加圧成型体。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7305641A JPH09143389A (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | カーボンブラック成型体及びその製造方法 |
| DE69632485T DE69632485T2 (de) | 1995-09-22 | 1996-09-24 | Formkörper aus russ |
| EP96931287A EP0945494B1 (en) | 1995-09-22 | 1996-09-24 | Molded body of carbon black |
| PCT/JP1996/002736 WO1997011128A1 (fr) | 1995-09-22 | 1996-09-24 | Corps en noir de carbone moule |
| CA002201233A CA2201233A1 (en) | 1995-09-22 | 1997-03-27 | Molded product of carbon black |
| TW086103919A TW360689B (en) | 1995-09-22 | 1997-03-27 | Molded product of carbon black |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7305641A JPH09143389A (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | カーボンブラック成型体及びその製造方法 |
| CA002201233A CA2201233A1 (en) | 1995-09-22 | 1997-03-27 | Molded product of carbon black |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09143389A true JPH09143389A (ja) | 1997-06-03 |
Family
ID=25679176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7305641A Pending JPH09143389A (ja) | 1995-09-22 | 1995-11-24 | カーボンブラック成型体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09143389A (ja) |
-
1995
- 1995-11-24 JP JP7305641A patent/JPH09143389A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040525 |