JPH0948932A - 導電性カーボンブラックおよびこれを含むマトリックス組成物 - Google Patents
導電性カーボンブラックおよびこれを含むマトリックス組成物Info
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- JPH0948932A JPH0948932A JP22106995A JP22106995A JPH0948932A JP H0948932 A JPH0948932 A JP H0948932A JP 22106995 A JP22106995 A JP 22106995A JP 22106995 A JP22106995 A JP 22106995A JP H0948932 A JPH0948932 A JP H0948932A
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Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 マトリックス成分との親和性を良好に保ちな
がら導電性組成物内の局部的なばらつきを小さくするカ
ーボンブラック及び組成物。 【解決手段】 窒素比表面積（Ｎ2ＳＡ）が１３０〜２
２０ｍ2／ｇ、圧縮後のジブチルフタレート（ＤＢＰ）
吸油量（２４Ｍ４ＤＢＰＡ）が９０〜１５０ｍｌ／１０
０ｇ以下であり（１）Ｎ2ＳＡとよう素吸着量（ＩＡ）
との比（Ｎ2ＳＡ／ＩＡ）が１．１０未満、（２）トル
エン着色透過度が９５〜９９％、（３）式ｓ＝０．８３
９４２×ｌｏｇ（Ｄ50 L／Ｄｓｔ）で算出されるアグリ
ゲートサイズ分布指数ｓが０．１６以下、であることを
特徴とする導電性カーボンブラックここで、Ｄｓｔは遠
心沈降分析により測定されるアグリゲートのストークス
径における最多頻度値（ｎｍ）、Ｄ50 LはＤｓｔの１／
２の値を有し、かつＤｓｔよりも大きい側にあるアグリ
ゲートストークス径（ｎｍ）である。
がら導電性組成物内の局部的なばらつきを小さくするカ
ーボンブラック及び組成物。 【解決手段】 窒素比表面積（Ｎ2ＳＡ）が１３０〜２
２０ｍ2／ｇ、圧縮後のジブチルフタレート（ＤＢＰ）
吸油量（２４Ｍ４ＤＢＰＡ）が９０〜１５０ｍｌ／１０
０ｇ以下であり（１）Ｎ2ＳＡとよう素吸着量（ＩＡ）
との比（Ｎ2ＳＡ／ＩＡ）が１．１０未満、（２）トル
エン着色透過度が９５〜９９％、（３）式ｓ＝０．８３
９４２×ｌｏｇ（Ｄ50 L／Ｄｓｔ）で算出されるアグリ
ゲートサイズ分布指数ｓが０．１６以下、であることを
特徴とする導電性カーボンブラックここで、Ｄｓｔは遠
心沈降分析により測定されるアグリゲートのストークス
径における最多頻度値（ｎｍ）、Ｄ50 LはＤｓｔの１／
２の値を有し、かつＤｓｔよりも大きい側にあるアグリ
ゲートストークス径（ｎｍ）である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゴムおよび／また
はプラスチックよりなるマトリックス成分に配合するの
に適した導電性カーボンブラックに関し、またこの導電
性カーボンブラックを配合したマトリックス組成物に関
する。
はプラスチックよりなるマトリックス成分に配合するの
に適した導電性カーボンブラックに関し、またこの導電
性カーボンブラックを配合したマトリックス組成物に関
する。
【０００２】
【従来の技術】カーボンブラックはゴム等の製品の製造
においてゴム等のマトリックス成分に配合され、ゴム製
品のゴム特性に大きな改良効果を付与することができ、
特にゴムの機械的特性を改良する能力が優れていること
から、ゴム配合用充填剤として広く用いられている。
においてゴム等のマトリックス成分に配合され、ゴム製
品のゴム特性に大きな改良効果を付与することができ、
特にゴムの機械的特性を改良する能力が優れていること
から、ゴム配合用充填剤として広く用いられている。
【０００３】またカーボンブラックの他の応用分野とし
て、それ自体が準導電性物質でもあることを利用して、
ゴムやプラスチックよりなるマトリックスに配合するこ
とにより導電性を付与する導電性組成物の充填剤として
も用いられている。
て、それ自体が準導電性物質でもあることを利用して、
ゴムやプラスチックよりなるマトリックスに配合するこ
とにより導電性を付与する導電性組成物の充填剤として
も用いられている。
【０００４】一般的にゴム組成物の導電性は、カーボン
ブラック粒子の大きさやその結晶構造、ストラクチャー
およびカーボンブラックの粒子表面の吸着物質等により
変化すると考えられている。つまり粒子径が小さく、結
晶構造が発達し、ストラクチャーが大きく、吸着物質が
少ないカーボンブラックほど導電性能は高いとされてい
る。こういった観点から、従来より種々の導電性カーボ
ンブラックが開発されている。
ブラック粒子の大きさやその結晶構造、ストラクチャー
およびカーボンブラックの粒子表面の吸着物質等により
変化すると考えられている。つまり粒子径が小さく、結
晶構造が発達し、ストラクチャーが大きく、吸着物質が
少ないカーボンブラックほど導電性能は高いとされてい
る。こういった観点から、従来より種々の導電性カーボ
ンブラックが開発されている。
【０００５】たとえばケッチェンブラックは大きな比表
面積と発達した結晶構造という特徴を有しており、また
アセチレンブラックは大きなストラクチャーを持ち、吸
着物質もほとんどないことから、これらのカーボンブラ
ックは優れた導電性能を有している。
面積と発達した結晶構造という特徴を有しており、また
アセチレンブラックは大きなストラクチャーを持ち、吸
着物質もほとんどないことから、これらのカーボンブラ
ックは優れた導電性能を有している。
【０００６】しかしながら、発達した結晶構造や少ない
吸着物質はゴムやプラスチックよりなるマトリックス成
分との親和性が低くなるために、マトリックス成分に配
合した場合、機械的特性が低下するという問題点があ
る。また、従来の導電性カーボンブラックは同じ配合組
成物内であっても測定箇所により抵抗値がばらついてし
まう、すなわち抵抗値が不均一であるという問題もあっ
た。
吸着物質はゴムやプラスチックよりなるマトリックス成
分との親和性が低くなるために、マトリックス成分に配
合した場合、機械的特性が低下するという問題点があ
る。また、従来の導電性カーボンブラックは同じ配合組
成物内であっても測定箇所により抵抗値がばらついてし
まう、すなわち抵抗値が不均一であるという問題もあっ
た。
【０００７】
【発明が解決しようとする問題点】本発明の目的は、上
記問題点の解消を計る点にあり、ゴムやプラスチックよ
りなるマトリックス成分との親和性を良好に保ちながら
導電性組成物内の局部的なばらつきを小さくすることの
できる配合組成物を与えるカーボンブラックを提供する
ものであり、またこのカーボンブラックをマトリックス
成分に配合したマトリックス組成物を提供するものであ
る。
記問題点の解消を計る点にあり、ゴムやプラスチックよ
りなるマトリックス成分との親和性を良好に保ちながら
導電性組成物内の局部的なばらつきを小さくすることの
できる配合組成物を与えるカーボンブラックを提供する
ものであり、またこのカーボンブラックをマトリックス
成分に配合したマトリックス組成物を提供するものであ
る。
【０００８】
【問題を解決するための手段】本発明者は、前記の課題
を解決するために各種の特性を有する広範囲のカーボン
ブラックを試作、検討した結果、従来のようにカーボン
ブラックの表面官能基やタール状物質のほとんどを除去
するのではなくある程度存在した状態とし、かつアグリ
ゲートサイズ分布指数（ｓ）を狭い特定範囲に制御する
ことにより、ゴムやプラスチックなどのマトリックス成
分との親和性、結合性を良好にし、カーボンブラック配
合組成物の補強性を向上させるとともに、カーボンブラ
ックを配合した導電性組成物内の局部的なばらつき、不
均一性を小さくできることを見いだし、本発明を完成さ
せたものである。
を解決するために各種の特性を有する広範囲のカーボン
ブラックを試作、検討した結果、従来のようにカーボン
ブラックの表面官能基やタール状物質のほとんどを除去
するのではなくある程度存在した状態とし、かつアグリ
ゲートサイズ分布指数（ｓ）を狭い特定範囲に制御する
ことにより、ゴムやプラスチックなどのマトリックス成
分との親和性、結合性を良好にし、カーボンブラック配
合組成物の補強性を向上させるとともに、カーボンブラ
ックを配合した導電性組成物内の局部的なばらつき、不
均一性を小さくできることを見いだし、本発明を完成さ
せたものである。
【０００９】すなわち、本発明の第一は、窒素比表面積
（Ｎ2ＳＡ）が１３０〜２２０ｍ2／ｇ、圧縮後のジブチ
ルフタレート（ＤＢＰ）吸油量（２４Ｍ４ＤＢＰＡ）が
９０〜１５０ｍｌ／１００ｇの基本特性を有するカーボ
ンブラックにおいて、Ｎ2ＳＡとよう素吸着量（ＩＡ）
との比（Ｎ2ＳＡ／ＩＡ）が１．１０未満、トルエン着
色透過度が９５〜９９％、アグリゲートサイズ分布指数
ｓが０．１６以下であるカーボンブラックに関する。
（Ｎ2ＳＡ）が１３０〜２２０ｍ2／ｇ、圧縮後のジブチ
ルフタレート（ＤＢＰ）吸油量（２４Ｍ４ＤＢＰＡ）が
９０〜１５０ｍｌ／１００ｇの基本特性を有するカーボ
ンブラックにおいて、Ｎ2ＳＡとよう素吸着量（ＩＡ）
との比（Ｎ2ＳＡ／ＩＡ）が１．１０未満、トルエン着
色透過度が９５〜９９％、アグリゲートサイズ分布指数
ｓが０．１６以下であるカーボンブラックに関する。
【００１０】本発明の第二は、高分子マトリックス成分
１００重量部に対して、請求項１または２記載の導電性
カーボンブラックを２〜１００重量部配合したことを特
徴とするマトリックス組成物に関する。
１００重量部に対して、請求項１または２記載の導電性
カーボンブラックを２〜１００重量部配合したことを特
徴とするマトリックス組成物に関する。
【００１１】本発明にかかるカーボンブラックにおい
て、表面積の指標であるＮ2ＳＡは１３０〜２２０ｍ2／
ｇの範囲にあることが必要である。このＮ2ＳＡの値は
大きいほど導電性が良好となる傾向を有しているが、２
２０ｍ2／ｇを越えるとマトリックス成分への分散性お
よび加工性が著しく低下するために好ましくない。ま
た、１３０ｍ2／ｇを下回った場合では高い導電性を得
るためには多量のカーボンブラックを配合しなければな
らず、機械的特性において低下がみられるために好まし
くない。より好ましいＮ2ＳＡの範囲は１４０ｍ2／ｇ以
上、２１０ｍ2／ｇ以下である。
て、表面積の指標であるＮ2ＳＡは１３０〜２２０ｍ2／
ｇの範囲にあることが必要である。このＮ2ＳＡの値は
大きいほど導電性が良好となる傾向を有しているが、２
２０ｍ2／ｇを越えるとマトリックス成分への分散性お
よび加工性が著しく低下するために好ましくない。ま
た、１３０ｍ2／ｇを下回った場合では高い導電性を得
るためには多量のカーボンブラックを配合しなければな
らず、機械的特性において低下がみられるために好まし
くない。より好ましいＮ2ＳＡの範囲は１４０ｍ2／ｇ以
上、２１０ｍ2／ｇ以下である。
【００１２】また、圧縮ＤＢＰ吸油量（２４Ｍ４ＤＢＰ
Ａ）は９０〜１５０ｍｌ／１００ｇの範囲とする必要が
ある。カーボンブラックのストラクチャーはマトリック
ス成分に混練するときに一部が切断されるが、２４Ｍ４
ＤＢＰＡは混練操作によりほとんど影響を受けない強固
なストラクチャーであるため配合マトリックス組成物中
に残存するストラクチャーを示す指標である。この値が
１５０ｍｌ／１００ｇを越えると加工性が著しく悪くな
り、また９０ｍｌ／１００ｇ未満では配合マトリックス
組成物の機械的特性が低下するとともに導電性付与効果
が少ないため好ましくない。より好ましい２４Ｍ４ＤＢ
ＰＡの範囲は１０５ｍｌ／１００ｇ以上、１４０ｍｌ／
１００ｇ以下である。
Ａ）は９０〜１５０ｍｌ／１００ｇの範囲とする必要が
ある。カーボンブラックのストラクチャーはマトリック
ス成分に混練するときに一部が切断されるが、２４Ｍ４
ＤＢＰＡは混練操作によりほとんど影響を受けない強固
なストラクチャーであるため配合マトリックス組成物中
に残存するストラクチャーを示す指標である。この値が
１５０ｍｌ／１００ｇを越えると加工性が著しく悪くな
り、また９０ｍｌ／１００ｇ未満では配合マトリックス
組成物の機械的特性が低下するとともに導電性付与効果
が少ないため好ましくない。より好ましい２４Ｍ４ＤＢ
ＰＡの範囲は１０５ｍｌ／１００ｇ以上、１４０ｍｌ／
１００ｇ以下である。
【００１３】本発明の上記特性以外の要件として、Ｎ2
ＳＡ／ＩＡの値が１．１０未満であることが必要であ
る。この値が１．１０以上を上回った場合にはカーボン
ブラック表面上へのタール状物質の付着のために導電性
が損なわれたり、マトリックス成分との親和性が過度と
なるために配合マトリックス組成物の粘度が上昇すると
ともに加工性が悪化するので好ましくない。より好まし
いＮ2ＳＡ／ＩＡの範囲は０．９５以上、１．０８以下
である。
ＳＡ／ＩＡの値が１．１０未満であることが必要であ
る。この値が１．１０以上を上回った場合にはカーボン
ブラック表面上へのタール状物質の付着のために導電性
が損なわれたり、マトリックス成分との親和性が過度と
なるために配合マトリックス組成物の粘度が上昇すると
ともに加工性が悪化するので好ましくない。より好まし
いＮ2ＳＡ／ＩＡの範囲は０．９５以上、１．０８以下
である。
【００１４】また、本発明においてはトルエン着色透過
度を９５〜９９％とすることが必要である。この値が９
５％未満であるとタール状物質が多く付着しすぎるため
導電性が損なわれ好ましくなく、９９％以上ではマトリ
ックス成分との親和性が低くなるために好ましくない。
度を９５〜９９％とすることが必要である。この値が９
５％未満であるとタール状物質が多く付着しすぎるため
導電性が損なわれ好ましくなく、９９％以上ではマトリ
ックス成分との親和性が低くなるために好ましくない。
【００１５】さらに、本発明においては、下記の〔１〕
式で算出されるアグリゲートサイズ分布指数ｓが０．１
６以下とする必要がある。この値が０．１６を越えると
同一マトリックス組成物中の導電性が局部的にばらつい
てしまい好ましくなく、より好ましい分布指数ｓの範囲
は０．１１〜０．１５である。
式で算出されるアグリゲートサイズ分布指数ｓが０．１
６以下とする必要がある。この値が０．１６を越えると
同一マトリックス組成物中の導電性が局部的にばらつい
てしまい好ましくなく、より好ましい分布指数ｓの範囲
は０．１１〜０．１５である。
【数２】 ｓ＝０．８３９４２×ｌｏｇ（Ｄ50 L／Ｄｓｔ） …〔１〕
【００１６】
【実施例】以下に実施例及び比較例を示し、本発明を更
に詳しく説明するが、本発明がこれら実施例に限定され
るものでないことはいうまでもない。本実施例において
は、図１及び図２に示した構造のカーボンブラック製造
用装置を用いて本発明カーボンブラック及び比較用カー
ボンブラックを製造した。
に詳しく説明するが、本発明がこれら実施例に限定され
るものでないことはいうまでもない。本実施例において
は、図１及び図２に示した構造のカーボンブラック製造
用装置を用いて本発明カーボンブラック及び比較用カー
ボンブラックを製造した。
【００１７】装置の寸法は次の通りである。 可燃性流体導入室 内径 ４５０ｍｍφ 長さ ４００ｍｍ 酸素含有ガス導入管 長辺 ４００ｍｍ 短辺 １００ｍｍ 収れん室 上流端内径 ２６０ｍｍφ 下流端内径 ８０ｍｍφ 長さ １６００ｍｍ 収れん角度 ５．３° 反応室酸素含有ガス導入口 内径 ４０ｍｍφ 燃料油導入装置 導入管内径 ７ｍｍφ 高圧・高温空気導入管内径 １３ｍｍφ 低圧・低温空気導入管内径 ２２ｍｍφ 反応室 内径 １４０ｍｍφ
【００１８】また、反応継続兼急速冷却室１３内でのａ
〜ｈの冷却噴霧装置は、実用新案登録第１８０２８６３
号（出願人：旭カーボン株式会社）に開示されているの
と同様構造の装置を取り付けた。
〜ｈの冷却噴霧装置は、実用新案登録第１８０２８６３
号（出願人：旭カーボン株式会社）に開示されているの
と同様構造の装置を取り付けた。
【００１９】原料油としては、表１に示した通りの性状
及び組成を有するものを使用した。
及び組成を有するものを使用した。
【表１】 ＊1 ＢＭＣＩ：Bureau of Mines Correlation Index ＊2 Ｉ.Ｂ.Ｐ：Initial boiling Point
【００２０】反応炉内に絞り部を設けた反応炉は主とし
てハード系カーボンブラックの製造に用いられるが、本
発明で使用された反応炉は各構成の寸法を前述のように
変更することによりストラクチャーを向上させるととも
に、カーボンブラックの粒子径及びアグリゲートの分布
の均一性を向上させることができる利点を有している。
てハード系カーボンブラックの製造に用いられるが、本
発明で使用された反応炉は各構成の寸法を前述のように
変更することによりストラクチャーを向上させるととも
に、カーボンブラックの粒子径及びアグリゲートの分布
の均一性を向上させることができる利点を有している。
【００２１】これは、カーボンブラック生成時において
液体燃料の有するより高い熱量が収れん室を通過させる
ことにより熱密度がさらに強められ、この時点で原料油
が導入されるために形成されるカーボンブラックの粒子
径およびアグリゲートの分布が均一化され、さらに形成
時の粒子密度が非常に大きいために粒子同士の融合機会
が増加して一層発達したストラクチャーが形成されるた
めと考えられる。これに加えて、絞り部の下流側での空
気流の導入により反応流に乱れを発生させ、これがアグ
リゲート同士の物理的凝集を一層向上させることでスト
ラクチャーを上昇させ、それに加えて必要以上のタール
分を除去させることができたものと考えられる。
液体燃料の有するより高い熱量が収れん室を通過させる
ことにより熱密度がさらに強められ、この時点で原料油
が導入されるために形成されるカーボンブラックの粒子
径およびアグリゲートの分布が均一化され、さらに形成
時の粒子密度が非常に大きいために粒子同士の融合機会
が増加して一層発達したストラクチャーが形成されるた
めと考えられる。これに加えて、絞り部の下流側での空
気流の導入により反応流に乱れを発生させ、これがアグ
リゲート同士の物理的凝集を一層向上させることでスト
ラクチャーを上昇させ、それに加えて必要以上のタール
分を除去させることができたものと考えられる。
【００２２】本発明カーボンブラックの物理化学的特性
の制御は、次のようにして行った。 ・Ｎ2ＳＡ、ＩＡの制御（上昇方向） ａ．原料油量に対する総導入空気量の増加 ｂ．燃焼ガス生成用液状燃料の増加 ・２４Ｍ４ＤＢＰの制御（上昇方向） ａ．絞り部下流での導入空気量の増大 ｂ．液状燃料の増加 ｃ．より上流側での原料油導入 ・トルエン着色透過度（上昇方向）およびＮ2ＳＡ／Ｉ
Ａ（下降方向） ａ．原料油量に対する総導入空気量の増加 ｂ．より下流側でのクエンチング噴霧 ｃ．絞り部下流での空気の増加 ・アグリゲートサイズ分布指数ｓの制御（下降方向） ａ．同一平面内での原料油導入装置の多数設置 ｂ．原料油導入装置での高温・高圧空気の使用
の制御は、次のようにして行った。 ・Ｎ2ＳＡ、ＩＡの制御（上昇方向） ａ．原料油量に対する総導入空気量の増加 ｂ．燃焼ガス生成用液状燃料の増加 ・２４Ｍ４ＤＢＰの制御（上昇方向） ａ．絞り部下流での導入空気量の増大 ｂ．液状燃料の増加 ｃ．より上流側での原料油導入 ・トルエン着色透過度（上昇方向）およびＮ2ＳＡ／Ｉ
Ａ（下降方向） ａ．原料油量に対する総導入空気量の増加 ｂ．より下流側でのクエンチング噴霧 ｃ．絞り部下流での空気の増加 ・アグリゲートサイズ分布指数ｓの制御（下降方向） ａ．同一平面内での原料油導入装置の多数設置 ｂ．原料油導入装置での高温・高圧空気の使用
【００２３】これらの条件を反応炉に適用し、本発明に
かかるカーボンブラックおよび比較用カーボンブラック
を製造した。
かかるカーボンブラックおよび比較用カーボンブラック
を製造した。
【００２４】各カーボンブラックにおける製造条件を表
２〜４に示し、これにより製造されたカーボンブラック
の物理化学的特性は表５〜７に示した。
２〜４に示し、これにより製造されたカーボンブラック
の物理化学的特性は表５〜７に示した。
【００２５】
【表２】
【００２６】
【表３】
【００２７】
【表４】
【００２８】
【表５】
【００２９】
【表６】
【００３０】
【表７】
【００３１】〈物理化学特性の測定〉本発明にかかるカ
ーボンブラックの物理化学特性は、次のようにして測定
された。 （１）窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ） ＡＳＴＭ Ｄ３０３７−８４ Ｂ法により測定され、単
位重量当たりの比表面積ｍ2／ｇで表示される。 （２）圧縮ＤＢＰ吸油量（２４Ｍ４ＤＢＰＡ） ＡＳＴＭ Ｄ３４９３に従い試料カーボンブラックをシ
リンダー内で１６８７ｋｇ／ｃｍ2（２４０００ｐｓ
ｉ）で圧縮してほぐす。この圧縮−ほぐし操作を４回繰
り返した後のＤＢＰ吸油量を測定する。ＤＢＰ吸油量は
ＪＩＳ Ｋ６２２１（１９８２）６．１．２により測定
され１００ｇ当たりの吸収量で表示される。 （３）よう素吸着量（ＩＡ） ＪＩＳ Ｋ６２２１（１９８２）６．３．１で測定さ
れ、単位重量当たりの吸着量で表示される。 （４）トルエン着色透過度 ＪＩＳ Ｋ６２２１（１９８２）６．２．４で測定さ
れ、透過率％で表示される。 （５）アグリゲートサイズ分布指数ｓ 測定機器Ｄｉｓｋ Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ Ｐｈｏｔｏ
ｓｅｄｉｍｅｎｔｍｅｔｅｒ 〔Ｊｏｙｃｅ Ｌｏｅｂｌ 社製、４型機（Ｍａｒｋ
IV)〕 測定法 ３０Ｖ／Ｖ％メタノール水溶液５０ｍｌを三
角フラスコに入れ、０．１ｍｌの界面活性剤のノニオラ
イトＰＮ−１０（共栄社油脂化学工業製）を加える。
０．６０〜０．７０重量％のカーボンブラックを加え、
超音波処理（４００Ｗ、３８ｋＨｚ、５分）を施して完
全に分散させる。蒸留水（スピン液）１５〜２０ｍｌを
注加した回転ディスクの回転数を８０００ｒｐｍとし、
上記分散液０．０２〜０．０３ｍｌを注加する。分散液
の注加と同時に記録計を作動させ、回転ディスクの外周
近傍の一定点を沈降により通過するカーボンブラックの
アグリゲートの量を光学的に測定し、その量を時間に対
する連続曲線として記録する。沈降時間を下記のストー
クスの一般径によりストークス相当径に換算し、アグリ
ゲートのストークス相当径とその頻度の対応曲線を得
る。
ーボンブラックの物理化学特性は、次のようにして測定
された。 （１）窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ） ＡＳＴＭ Ｄ３０３７−８４ Ｂ法により測定され、単
位重量当たりの比表面積ｍ2／ｇで表示される。 （２）圧縮ＤＢＰ吸油量（２４Ｍ４ＤＢＰＡ） ＡＳＴＭ Ｄ３４９３に従い試料カーボンブラックをシ
リンダー内で１６８７ｋｇ／ｃｍ2（２４０００ｐｓ
ｉ）で圧縮してほぐす。この圧縮−ほぐし操作を４回繰
り返した後のＤＢＰ吸油量を測定する。ＤＢＰ吸油量は
ＪＩＳ Ｋ６２２１（１９８２）６．１．２により測定
され１００ｇ当たりの吸収量で表示される。 （３）よう素吸着量（ＩＡ） ＪＩＳ Ｋ６２２１（１９８２）６．３．１で測定さ
れ、単位重量当たりの吸着量で表示される。 （４）トルエン着色透過度 ＪＩＳ Ｋ６２２１（１９８２）６．２．４で測定さ
れ、透過率％で表示される。 （５）アグリゲートサイズ分布指数ｓ 測定機器Ｄｉｓｋ Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ Ｐｈｏｔｏ
ｓｅｄｉｍｅｎｔｍｅｔｅｒ 〔Ｊｏｙｃｅ Ｌｏｅｂｌ 社製、４型機（Ｍａｒｋ
IV)〕 測定法 ３０Ｖ／Ｖ％メタノール水溶液５０ｍｌを三
角フラスコに入れ、０．１ｍｌの界面活性剤のノニオラ
イトＰＮ−１０（共栄社油脂化学工業製）を加える。
０．６０〜０．７０重量％のカーボンブラックを加え、
超音波処理（４００Ｗ、３８ｋＨｚ、５分）を施して完
全に分散させる。蒸留水（スピン液）１５〜２０ｍｌを
注加した回転ディスクの回転数を８０００ｒｐｍとし、
上記分散液０．０２〜０．０３ｍｌを注加する。分散液
の注加と同時に記録計を作動させ、回転ディスクの外周
近傍の一定点を沈降により通過するカーボンブラックの
アグリゲートの量を光学的に測定し、その量を時間に対
する連続曲線として記録する。沈降時間を下記のストー
クスの一般径によりストークス相当径に換算し、アグリ
ゲートのストークス相当径とその頻度の対応曲線を得
る。
【数３】ｄ＝Ｋ／√ｔ 上記の式において、ｄは沈降開始ｔ分後での回転ディス
クの光学測定点を通過するカーボンブラックアグリゲー
トのストークス相当径（ｎｍ）である。定数Ｋは、測定
時のスピン温度、粘度およびカーボンブラックとの密度
差（カーボンブラックの真密度は１．８６ｇ／ｃｍ3と
する）、さらに回転ディスクの回転数により決定され
る。本発明の測定では、スピン液として蒸留水１７．５
ｍｌを用い、測定温度２４℃、ディスク回転数８０００
ｒｐｍとし、Ｋ値は２６０．２５を用いた。
クの光学測定点を通過するカーボンブラックアグリゲー
トのストークス相当径（ｎｍ）である。定数Ｋは、測定
時のスピン温度、粘度およびカーボンブラックとの密度
差（カーボンブラックの真密度は１．８６ｇ／ｃｍ3と
する）、さらに回転ディスクの回転数により決定され
る。本発明の測定では、スピン液として蒸留水１７．５
ｍｌを用い、測定温度２４℃、ディスク回転数８０００
ｒｐｍとし、Ｋ値は２６０．２５を用いた。
【００３２】アグリゲートサイズ分布指数ｓの定義 Ｄｓｔモード径の定義 上記の操作により得られたアグリゲートのストークス相
当径の測定曲線において、最多頻度値（ピーク値であ
り、実際には光学的測定なので最大吸光度に当たる）を
与えるストークス相当径をＤｓｔモード径とする。
当径の測定曲線において、最多頻度値（ピーク値であ
り、実際には光学的測定なので最大吸光度に当たる）を
与えるストークス相当径をＤｓｔモード径とする。
【００３３】ｓ値の算出 Ｄｓｔモード径の最多頻度値（最大吸光度）の１／２の
頻度を持ち、かつＤｓｔモード値よりも大きい側にある
Ｄｓｔ値、Ｄ50 Lの値から、次の式によりｓの値を算出
する。
頻度を持ち、かつＤｓｔモード値よりも大きい側にある
Ｄｓｔ値、Ｄ50 Lの値から、次の式によりｓの値を算出
する。
【数４】 ｓ＝０．８３９４２×ｌｏｇ（Ｄ50 L／Ｄｓｔ） この値は、ほぼ対数正規分布を示す頻度対ｌｏｇＤｓｔ
の曲線の標準偏差と概ね同じ意味合いをもち、この値が
小さくなると分布が狭くなったと評価することができ
る。
の曲線の標準偏差と概ね同じ意味合いをもち、この値が
小さくなると分布が狭くなったと評価することができ
る。
【００３４】［ゴム配合例］表５〜７に示した各カーボ
ンブラックを表８に示した配合割合でゴムに配合し、１
５０℃で３０分間加硫したゴムについてゴム特性を測定
した。これらのゴム特性をとりまとめて表９〜１１に示
した。
ンブラックを表８に示した配合割合でゴムに配合し、１
５０℃で３０分間加硫したゴムについてゴム特性を測定
した。これらのゴム特性をとりまとめて表９〜１１に示
した。
【００３５】
【表８】
【００３６】
【表９】
【００３７】
【表１０】
【００３８】
【表１１】
【００３９】表９〜１１のゴム特性の試験条件は次の通
りである。 （１）配合物の加硫条件：１５０℃×３０分 （２）ゴム特性：ＪＩＳ Ｋ６３００−１９７４および
ＪＩＳ Ｋ６３０１−１９７５に準じて測定する。 （３）体積固有抵抗率の評価：ＪＩＳ Ｋ６９１１（１
９７９）５．１３に準じて測定する。 （４）抵抗率のばらつき：同一加硫シート内で４箇所の
抵抗率を測定し、最大値と最小値の差を平均値で割った
百分率（％）で表示する。
りである。 （１）配合物の加硫条件：１５０℃×３０分 （２）ゴム特性：ＪＩＳ Ｋ６３００−１９７４および
ＪＩＳ Ｋ６３０１−１９７５に準じて測定する。 （３）体積固有抵抗率の評価：ＪＩＳ Ｋ６９１１（１
９７９）５．１３に準じて測定する。 （４）抵抗率のばらつき：同一加硫シート内で４箇所の
抵抗率を測定し、最大値と最小値の差を平均値で割った
百分率（％）で表示する。
【００４０】［カーボンブラックの物理化学特性につい
ての評価］Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５は本発明に係わるカーボ
ンブラックである。Ｎｏ．６はＮ2ＳＡが本発明の下限
を下回ったもので機械的特性、硬さと引っ張り強さが低
下している。Ｎｏ．７は２４Ｍ４が本発明の上限を上回
ったもので粘度が上昇し、加工性が悪化する。Ｎｏ．８
は逆に２４Ｍ４が本発明の下限を下回ったものでＭ３０
０や引っ張り強さが低下している。Ｎｏ．９はＮ2ＳＡ
が本発明の上限を上回っており、粘度が上昇している。
Ｎｏ．１０はＮ2ＳＡ／ＩＡとトルエン着色透過度が本
発明を外れているため粘度が高くなり、導電性も悪くな
っている。Ｎｏ．１１はアグリゲートサイズ分布指数ｓ
が本発明を上回っているため導電性のばらつきが大き
い。アセチレンブラックは３００％モジュラスや引張強
さが劣り、また抵抗のばらつきも大きい。バルカンＸＣ
−７２は抵抗のばらつきが大きくなっている。
ての評価］Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５は本発明に係わるカーボ
ンブラックである。Ｎｏ．６はＮ2ＳＡが本発明の下限
を下回ったもので機械的特性、硬さと引っ張り強さが低
下している。Ｎｏ．７は２４Ｍ４が本発明の上限を上回
ったもので粘度が上昇し、加工性が悪化する。Ｎｏ．８
は逆に２４Ｍ４が本発明の下限を下回ったものでＭ３０
０や引っ張り強さが低下している。Ｎｏ．９はＮ2ＳＡ
が本発明の上限を上回っており、粘度が上昇している。
Ｎｏ．１０はＮ2ＳＡ／ＩＡとトルエン着色透過度が本
発明を外れているため粘度が高くなり、導電性も悪くな
っている。Ｎｏ．１１はアグリゲートサイズ分布指数ｓ
が本発明を上回っているため導電性のばらつきが大き
い。アセチレンブラックは３００％モジュラスや引張強
さが劣り、また抵抗のばらつきも大きい。バルカンＸＣ
−７２は抵抗のばらつきが大きくなっている。
【００４１】
【効果】本発明のカーボンブラックは、これを樹脂やゴ
ムに配合したとき、組成物内に均一に分散するととも
に、樹脂やゴムとの親和性、結合性がよく、あわせて組
成物の強度を補強するという優れた性能を発揮する。
ムに配合したとき、組成物内に均一に分散するととも
に、樹脂やゴムとの親和性、結合性がよく、あわせて組
成物の強度を補強するという優れた性能を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明カーボンブラックおよび比較用カーボン
ブラックの製造に用いた装置の縦断正面図である。
ブラックの製造に用いた装置の縦断正面図である。
【図２】図１の前頭部を示す部分拡大図である。
１ カーボンブラック反応装置 ２ 可燃性流体導入室 ３ 酸素含有ガス導入管 ４ 酸素含有ガス導入用円筒 ５ 整流板 ７ 燃料油噴霧装置 ８ 収れん室 ９ バーナータイル 10 原料油噴霧装置 11 原料油導入室 12 反応室 13 反応継続兼急冷室 14 収れん帯域を定める部材 15 酸素含有ガス導入管 ａ 急冷水圧入噴霧装置 ｂ 急冷水圧入噴霧装置 ｃ 急冷水圧入噴霧装置 ｄ 急冷水圧入噴霧装置 ｅ 急冷水圧入噴霧装置 ｆ 急冷水圧入噴霧装置 ｇ 急冷水圧入噴霧装置 ｈ 急冷水圧入噴霧装置
Claims (5)
- 【請求項１】 窒素比表面積（Ｎ2ＳＡ）が１３０〜２
２０ｍ2／ｇ、圧縮後のジブチルフタレート（ＤＢＰ）
吸油量（２４Ｍ４ＤＢＰＡ）が９０〜１５０ｍｌ／１０
０ｇ以下の基本特性を有するカーボンブラックにおい
て、 （１）Ｎ2ＳＡとよう素吸着量（ＩＡ）との比（Ｎ2ＳＡ
／ＩＡ）が１．１０未満 （２）トルエン着色透過度が９５〜９９％ （３）下記の〔１〕式で算出されるアグリゲートサイズ
分布指数ｓが０．１６以下 であることを特徴とする導電性カーボンブラック。 【数１】 ｓ＝０．８３９４２×ｌｏｇ（Ｄ50 L／Ｄｓｔ） …〔１〕 ここで、Ｄｓｔは遠心沈降分析により測定されるアグリ
ゲートのストークス径における最多頻度値（ｎｍ）、Ｄ
50 LはＤｓｔの１／２の値を有し、かつＤｓｔよりも大
きい側にあるアグリゲートストークス径（ｎｍ）であ
る。 - 【請求項２】 アグリゲートサイズ分布指数ｓが０．１
１〜０．１５であることを特徴とする請求項１記載の導
電性カーボンブラック。 - 【請求項３】 高分子マトリックス成分１００重量部に
対して、請求項１または２記載の導電性カーボンブラッ
クを２〜１００重量部配合したことを特徴とするマトリ
ックス組成物。 - 【請求項４】 前記高分子マトリックス成分が、天然ゴ
ムおよび／または合成ゴムである請求項３記載のマトリ
ックス組成物。 - 【請求項５】 前記高分子マトリックス成分が、熱可塑
性プラスチックおよび／または熱硬化性プラスチックで
ある請求項３記載のマトリックス組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22106995A JP3634901B2 (ja) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | 導電性カーボンブラックおよびこれを含むマトリックス組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22106995A JP3634901B2 (ja) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | 導電性カーボンブラックおよびこれを含むマトリックス組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0948932A true JPH0948932A (ja) | 1997-02-18 |
| JP3634901B2 JP3634901B2 (ja) | 2005-03-30 |
Family
ID=16761010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22106995A Expired - Lifetime JP3634901B2 (ja) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | 導電性カーボンブラックおよびこれを含むマトリックス組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3634901B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001049145A (ja) * | 1999-08-09 | 2001-02-20 | Tokai Carbon Co Ltd | カーボンブラック及びそれを配合してなるｐｔｃ組成物 |
| WO2005012438A1 (ja) * | 2003-08-05 | 2005-02-10 | Mitsubishi Chemical Corporation | カーボンブラック |
| WO2005087863A1 (ja) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Mitsubishi Chemical Corporation | プロピレン系樹脂組成物、及びその成形体 |
| JP2006052237A (ja) * | 2003-08-05 | 2006-02-23 | Mitsubishi Chemicals Corp | カーボンブラック |
| JP2006206780A (ja) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Mitsubishi Chemicals Corp | 導電性熱可塑性樹脂組成物 |
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| JP2006213765A (ja) * | 2005-02-01 | 2006-08-17 | Mitsubishi Chemicals Corp | 導電性ポリカーボネート樹脂組成物 |
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| JP2006213798A (ja) * | 2005-02-02 | 2006-08-17 | Mitsubishi Chemicals Corp | 導電性ポリアミド樹脂組成物 |
| JP2006243720A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-09-14 | Mitsubishi Chemicals Corp | 静電荷像現像用トナー |
| CN100436549C (zh) * | 2003-08-05 | 2008-11-26 | 三菱化学株式会社 | 炭黑 |
-
1995
- 1995-08-07 JP JP22106995A patent/JP3634901B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7687566B2 (en) | 2004-03-15 | 2010-03-30 | Mitsubishi Chemical Corporation | Propylene resin composition and molding thereof |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3634901B2 (ja) | 2005-03-30 |
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