JPH09169927A - カーボンブラック成型体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】カーボンブラック成型体のプレス成型後の型抜
き操作時の辺や角の割れ、包装機へ移動する際の欠け等
を防止する。 【解決手段】 水分量が０．５〜１１重量％であるカー
ボンブラックを用いることを特徴とするカーボンブラッ
ク成型体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カーボンブラック
加圧成型体の製造方法に関する。カーボンブラックの嵩
密度は０．１〜０．２ｇ／ｃｃと極めて低い。この為、
包装袋や輸送のコスト、倉庫の保管費用が高くなった
り、取り扱い時の粉立ちによる環境汚染が問題になって
いる。

【０００２】かかる問題の解決には、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、計量時における粉塵発生の抑制や輸送時の造粒物の
粉化の抑制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、ビーズ品は使用できない場合があった。

【０００３】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、該容器内の圧力を常圧に復元することにより成
型体を得ることを試みている。しかし、減圧により加え
られる成型圧力は大気圧（約１．０３ｋｇ／ｃｍ²）以
下であり、結果として、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】カーボンブラックの加圧成型法としては、
例えば、イギリス特許５５１８６２ではカーボンブラッ
ク、ランプブラック等をプレス脱気する方法が、またド
イツ特許１３０２３８２ではプレスにより密度を高くす
る装置が記載されている。しかし、工業的に利用されて
いるカーボンブラックの流通形態は、未造粒品、或いは
乾式造粒、湿式造粒又は油添加造粒による造粒品であ
り、加圧成型品は未だに市場で受け入れられていない。

【０００５】本発明者らは、これら従来存在した加圧成
型体の問題点を検討し、新規かつ実用に耐えうるカーボ
ンブラック成型体を開発した（特願平７−２４４３
０）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このカ
ーボンブラック加圧成型体を製造する際に、カーボンブ
ラックの成型性、例えば、プレス成型後の型抜き操作時
の辺や角の割れ、包装機へ移動する際の欠け等に、大き
なバラツキが発生しており、工業的量産を行うには尚問
題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者らが更に
これらのバラツキについて調べたところ、上記バラツキ
の原因として、カーボンブラックに吸着された水分量に
依存することが判明した。そこで、成型体の原料である
カーボンブラックの水分量を管理することにより成型体
の割れ、欠け等を減少させ、安定したカーボンブラック
の加圧成型体の製造を達成すべく更に検討を行い、本発
明に到達した。すなわち、本発明は、カーボンブラック
を加圧成型するに際し、水分量が０．５〜１１重量％で
あるカーボンブラックを用いることを特徴とするカーボ
ンブラック成型体の製造方法、及びカーボンブラックを
加湿し、水分量を０．５〜１１重量％とした後に加圧成
型することを特徴とするカーボンブラック成型体の製造
方法、に存する。

【０００８】

【発明の実施の形態】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】本発明ではこれらカーボンブラックの水分
量を０．５〜１１重量％として用いる。好ましくは０．
５〜５重量％、最も好ましくは０．５〜３重量％であ
る。水分量が０．５重量％未満だと、成型体を型から取
り出す際の割れや欠け等の破損が生じやすい。加湿方法
は、特に限定されないが、例えば吸着により加湿する場
合には１１重量％を超えるものとするのは困難である。

【００１０】水分量を上記の範囲に調整する方法は特に
限定されない。例えば製造直後のファーネス法カーボン
ブラック（未造粒品）は、水分量数％のオーダーである
ので、そのまま以下の工程で用いることができるが、カ
ーボンブラックが乾燥している場合は、加湿してもよ
い。加湿方法も特に限定されないが、例えば密閉容器内
にカーボンブラックと水とを別々の器に入れて放置すれ
ば容易に吸湿する。水分量の測定方法は、「ゴム用カー
ボンブラック試験法ＪＩＳ Ｋ６２２１」の加熱減量に
従って測定すればよい。

【００１１】この、水分量０．５〜１１重量％のカーボ
ンブラックを、加圧成型する。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、ポリ四フッ化エチレン
（ＰＴＦＥ）、ポリ三フッ化塩化エチレン（ＰＣＴＥ
Ｆ）、ポリ四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン（Ｆ
ＥＰ）等のフッ素樹脂（商標：「テフロン」）製型、ナ
イロン、ポリカーボネイト、ポリイミド等のプラスチッ
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。

【００１２】成型法は、原料カーボンブラックを金型に
仕込み、これを加圧して行われる。成型温度は常温で構
わない。加圧の程度は１〜２５０ｋｇｆ／ｃｍ²、好ま
しくは２〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ²が、コンパクト性及び
分散性のバランスの良い成型体が得られるので、好まし
い。また、成型体の密度は０．４〜１．２ｇ／ｃｃ程度
とするのが好ましい。

【００１３】

【実施例】次に、本発明を実施例により更に具体的に説
明する。 （実施例１〜３）カーボンブラック粉末（三菱化学製
「＃２３００」）を、必要に応じ、以下に示すデシケー
ター操作により加湿して、１％、２．３％及び５．６％
の３種のサンプルを調製した。 ＜デシケーターによる加湿操作＞デシケーター下部にＮ
Ｈ₄Ｃｌ飽和水溶液２リットルを入れ、その上に目皿を
置き、更にその上にガラス製シャーレを置き、カーボン
ブラック粉末を約４０ｇ入れる。所望の水分量となった
ところでデシケーターより取り出す。

【００１４】これら各水分量のカーボンブラック粉末を
用い、プレス機として王子機械工業（株）製３７トン４
柱油圧プレス（ラム直径１５２．４ｍｍ）、金型として
ＳＵＳ３０４製金型（７０ｍｍ×７０ｍｍ、高さ４０ｍ
ｍ、三菱エンジニアリング（株）製）を用いて以下の操
作により加圧成型した。金型の下パンチ部分にダイをセ
ットし、５０ｇのカーボンブラックを仕込む。バンチを
ダイに挿入し、プレス機にセットし、８０ｋｇｆ／ｃｍ
²で加圧した。得られた成型体はいずれも、無傷で金型
から取り出すことができた。 （比較例１）カーボンブラック粉末（三菱化学製「＃２
３００」）をステンレス製皿に入れ、１０５℃に設定し
た恒温乾燥機内で加熱乾燥して水分量０．１重量％とし
たものを用い、実施例と同様に加圧成型した。成型体を
金型から取りだそうとしたところ、成型体の角や辺が破
損して、割れた。

【００１５】

【発明の効果】本発明により、カーボンブラックの保管
及び流通機構に大きな経済的効果をもたらし、かつカー
ボンブラックとしての高特性を保持したカーボンブラッ
ク成型体を、安定して製造することが可能となる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カーボンブラックを加圧成型するに際
   し、水分量が０．５〜１１重量％であるカーボンブラッ
   クを用いることを特徴とするカーボンブラック成型体の
   製造方法。
2. 【請求項２】 カーボンブラックを加湿し、水分量を
   ０．５〜１１重量％とした後に加圧成型することを特徴
   とするカーボンブラック成型体の製造方法。