JPS6230178A - 増粘剤およびその使用ならびにその製造法 - Google Patents
増粘剤およびその使用ならびにその製造法Info
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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】
クロス・リファレンス
本出願は、ニドワードＦ、ブルソクス（ＥｄｗａｒｄＦ
、 Ｂｒｏｏｋｓ ）が１９８０年９月１８日付で出願
し、現在は放棄された米国特許出願節１８８，２０１号
の継続出願である、ニドワードＦ、ブルソクス（Ｅｄｗ
ａｒｄＦ、 Ｂｒｏｏｋｓ ）が１９８０年１月１５日
付で出願し現在は放棄された米国特許出願節３３９，７
７８号の部分継続出願である、ニドワードＦ、ブルソク
ス（Ｅｄｗａｒｄ Ｆ、 Ｂｒｏｏｋｓ ）が１９８４
年６月１５日付で出願した“炭素質物質の製造法（Ｍｅ
ｔｈｏｄ ｆｏｒＭａｋｉｎｇ Ｃａｒｂｏｎａｃｅｏ
ｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ） ”とし）う名称の米
国特許出願節６２０，９９６号の関連出願である。
、 Ｂｒｏｏｋｓ ）が１９８０年９月１８日付で出願
し、現在は放棄された米国特許出願節１８８，２０１号
の継続出願である、ニドワードＦ、ブルソクス（Ｅｄｗ
ａｒｄＦ、 Ｂｒｏｏｋｓ ）が１９８０年１月１５日
付で出願し現在は放棄された米国特許出願節３３９，７
７８号の部分継続出願である、ニドワードＦ、ブルソク
ス（Ｅｄｗａｒｄ Ｆ、 Ｂｒｏｏｋｓ ）が１９８４
年６月１５日付で出願した“炭素質物質の製造法（Ｍｅ
ｔｈｏｄ ｆｏｒＭａｋｉｎｇ Ｃａｒｂｏｎａｃｅｏ
ｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ） ”とし）う名称の米
国特許出願節６２０，９９６号の関連出願である。
これらの３特許出願はこの関連によって本明細書中に含
まれる 背 景 本発明は、増粘剤（Ｖｉｓｃｏｓｉｆｉｅｒｓ ）およ
びその使用ならびにその製造法に関するものである。
まれる 背 景 本発明は、増粘剤（Ｖｉｓｃｏｓｉｆｉｅｒｓ ）およ
びその使用ならびにその製造法に関するものである。
有機および水性液体を増粘またはゲル化する増粘剤（Ｖ
ｉｓｃｏｓｉｆｉｅｒｓ ）には多くの用途がある。こ
れらの用途には、潤滑油、グリース、掘削流体が含まれ
る。用いられる増粘剤の模範例は（１）潤滑油の粘度指
数を改良するための直鎖ポリマー、（２）グリース中に
用いられる、リチウム、カルシウム、ナトリウム、アル
ミニウム、バリウムの脂肪酸石けんおよび粘土、（３）
掘削流体中のベントナイトのような粘土である。掘削流
体中に於て、粘土は増粘剤として作用し、かつ流体中の
重晶石のような加重物質（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ ｍａｔ
ｅｒｉａｌｓ ）を懸濁させる作用もある。
ｉｓｃｏｓｉｆｉｅｒｓ ）には多くの用途がある。こ
れらの用途には、潤滑油、グリース、掘削流体が含まれ
る。用いられる増粘剤の模範例は（１）潤滑油の粘度指
数を改良するための直鎖ポリマー、（２）グリース中に
用いられる、リチウム、カルシウム、ナトリウム、アル
ミニウム、バリウムの脂肪酸石けんおよび粘土、（３）
掘削流体中のベントナイトのような粘土である。掘削流
体中に於て、粘土は増粘剤として作用し、かつ流体中の
重晶石のような加重物質（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ ｍａｔ
ｅｒｉａｌｓ ）を懸濁させる作用もある。
多（の増粘剤には、熱安定性が不十分である、水ベース
流体および炭化水素ベース流体の両方に用いることがで
きない、酸性および（または）塩基性流体についての使
用に制限がある、すり減粘性が不十分である、電解質と
相溶性がない、重晶石のような加重剤を十分に懸濁させ
ることができないなどのかなりの制限がある。
流体および炭化水素ベース流体の両方に用いることがで
きない、酸性および（または）塩基性流体についての使
用に制限がある、すり減粘性が不十分である、電解質と
相溶性がない、重晶石のような加重剤を十分に懸濁させ
ることができないなどのかなりの制限がある。
従って、多くの用途のために、改良された増粘剤が要求
されている。
されている。
要 約
本発明のこの要求を満足させる増粘剤に関する。
本発明によれば、液体の粘度を増加させるために適した
物質組成物は、０．１ｇ／ｃｆｆｌ未溝の嵩密度と一般
に約１９０ｍ２／ｇ未満の表面積とを有しかつ約０．０
５−約０．２μｍの直径（数平均）と約１０を越える長
さく数平均）対直径（数平均）比とを有するからみ合っ
た巻きひげを含む超低嵩密度巻きひげ状炭素質物質（Ｔ
ＣＭ）を含む。本明細書中で用いる“ＴＣＭ”という用
語は本発明の新規低嵩密度物質を意味する。本明細書中
で示されるＴＣＭの嵩密度は、すべて“製造されたま＼
”のＴＣＭの嵩密度を言う。
物質組成物は、０．１ｇ／ｃｆｆｌ未溝の嵩密度と一般
に約１９０ｍ２／ｇ未満の表面積とを有しかつ約０．０
５−約０．２μｍの直径（数平均）と約１０を越える長
さく数平均）対直径（数平均）比とを有するからみ合っ
た巻きひげを含む超低嵩密度巻きひげ状炭素質物質（Ｔ
ＣＭ）を含む。本明細書中で用いる“ＴＣＭ”という用
語は本発明の新規低嵩密度物質を意味する。本明細書中
で示されるＴＣＭの嵩密度は、すべて“製造されたま＼
”のＴＣＭの嵩密度を言う。
好ましくは、ＴＣＭは約０．０５ｇ１０ｄ未満の嵩密度
を有しかつ巻きひげは、炭素繊維と、炭素繊維と密に会
合しかつ炭素繊維に少なくとも部分的に結合する小結節
として炭素繊維中全体にわたって分散された鉄金属成分
とを含む。ＴＣＭは約０、１−約５重量％の鉄、好まし
くは約４重量％未満の鉄と約９３．５＝約９９．９重量
％の炭素と約１．５重量％までの水素とを含む。一般に
、ＴＣＭは少なくとも約０．０２’ｇ ／ｃａｌの嵩密
度を存する。
を有しかつ巻きひげは、炭素繊維と、炭素繊維と密に会
合しかつ炭素繊維に少なくとも部分的に結合する小結節
として炭素繊維中全体にわたって分散された鉄金属成分
とを含む。ＴＣＭは約０、１−約５重量％の鉄、好まし
くは約４重量％未満の鉄と約９３．５＝約９９．９重量
％の炭素と約１．５重量％までの水素とを含む。一般に
、ＴＣＭは少なくとも約０．０２’ｇ ／ｃａｌの嵩密
度を存する。
好ましくは、ＴＣＭは約１６０ｍ／ｇ未満でかつ一般に
約３０ ｍ ／ ｇを越える表面積を有する。巻きひげ
は、好ましくは約０．０８−約０．１４μｍの直径（数
平均）を有する。
約３０ ｍ ／ ｇを越える表面積を有する。巻きひげ
は、好ましくは約０．０８−約０．１４μｍの直径（数
平均）を有する。
ＴＣＭは、液体へ液体の粘度を増加させるために添加す
ることができる。典型的には、１ｓｅｃ−１のずり速度
に於ける液体の粘度が少なくとも１０ｃｐでありかつＴ
ＣＭが存在しない液体の粘度より少なくとも１０倍大き
いように、少なくとも０．１重量％の量の十分なＴＣＭ
を液体へ添加する。液体中に高密度固体（ｄｅｎｓｅ
５ｏｌｉｄ ）を懸濁させるためにもＴＣＭを液体へ添
加することができる。
ることができる。典型的には、１ｓｅｃ−１のずり速度
に於ける液体の粘度が少なくとも１０ｃｐでありかつＴ
ＣＭが存在しない液体の粘度より少なくとも１０倍大き
いように、少なくとも０．１重量％の量の十分なＴＣＭ
を液体へ添加する。液体中に高密度固体（ｄｅｎｓｅ
５ｏｌｉｄ ）を懸濁させるためにもＴＣＭを液体へ添
加することができる。
“高密度固体（ｄｅｎｓｅ ５ｏｌｉｄ ）”という用
語は、その固体が分散される液体の密度を越える密度を
有する固体を意味する。
語は、その固体が分散される液体の密度を越える密度を
有する固体を意味する。
ＴＣＭは、水性液体および炭化水素液体の両方および油
中水型エマルションのようなエマルションを含む液体の
増粘剤として有効である。ＴＣＭは、４未満のｐＨを有
する溶液のような酸性溶液および９を越えるｐＨを有す
る溶液のような塩基性溶液の増粘剤として有効である。
中水型エマルションのようなエマルションを含む液体の
増粘剤として有効である。ＴＣＭは、４未満のｐＨを有
する溶液のような酸性溶液および９を越えるｐＨを有す
る溶液のような塩基性溶液の増粘剤として有効である。
ＴＣＭは掘削流体（ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｆｌｕｉｄｓ
）中に用いられる。掘削流体は、（ｉ）掘削流体が少な
くとも１．１ｇ／ａ（の密度を有するように重晶石のよ
うな十分な加重剤と（ｉｉ）掘削流体が１０００ｓｅｃ
−１のずり速度に於て少なくとも１０ｃｐの粘度を有す
るように、掘削流体の重量に対して少なくとも０．１重
量％の量の十分なＴＣＭとがその中に分散されている液
体を含むことができる。掘削流体中の液体は水であって
も、水中油型エマルションであっても、炭化水素であっ
てもよい。巻きひげ状炭素質物質は掘削流体の粘度を増
加させるだけではなく、加重剤（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ
ａｇｅｎｔ ）を懸濁させる働きもある。本発明の掘削
流体は、（１）粘土のような他の増粘剤、（２）減粘剤
、（３）掘削流体のｐＨを７．０を越えて保つためのア
ルカリ度調節剤、（４）界面活性剤、および（または）
（５）凝集剤のような掘削流体中に典型的に見いだされ
る成分を含むことができる。
）中に用いられる。掘削流体は、（ｉ）掘削流体が少な
くとも１．１ｇ／ａ（の密度を有するように重晶石のよ
うな十分な加重剤と（ｉｉ）掘削流体が１０００ｓｅｃ
−１のずり速度に於て少なくとも１０ｃｐの粘度を有す
るように、掘削流体の重量に対して少なくとも０．１重
量％の量の十分なＴＣＭとがその中に分散されている液
体を含むことができる。掘削流体中の液体は水であって
も、水中油型エマルションであっても、炭化水素であっ
てもよい。巻きひげ状炭素質物質は掘削流体の粘度を増
加させるだけではなく、加重剤（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ
ａｇｅｎｔ ）を懸濁させる働きもある。本発明の掘削
流体は、（１）粘土のような他の増粘剤、（２）減粘剤
、（３）掘削流体のｐＨを７．０を越えて保つためのア
ルカリ度調節剤、（４）界面活性剤、および（または）
（５）凝集剤のような掘削流体中に典型的に見いだされ
る成分を含むことができる。
グリースは、グリースが１００ｓｅｃ−１のずり速度に
於て少なくとも４Ｐａ・Ｓの見掛は粘度を有するように
、グリースの少なくとも０．１重量％の量の十分なＴＣ
Ｍがその中に分散されている潤滑油を含むことができる
。クパリースは、一般に約５−約１５重量％のＴＣＭを
含む。グリースは、ＴＣＭに加えて、リチウム、カルシ
ウム、ナトリウム、アルミニウム、バリウムの脂肪酸石
けんからなる群から選ばれるゲル化剤のような通常のゲ
ル化剤をも含むことができる。
於て少なくとも４Ｐａ・Ｓの見掛は粘度を有するように
、グリースの少なくとも０．１重量％の量の十分なＴＣ
Ｍがその中に分散されている潤滑油を含むことができる
。クパリースは、一般に約５−約１５重量％のＴＣＭを
含む。グリースは、ＴＣＭに加えて、リチウム、カルシ
ウム、ナトリウム、アルミニウム、バリウムの脂肪酸石
けんからなる群から選ばれるゲル化剤のような通常のゲ
ル化剤をも含むことができる。
本発明による液体の粘度増加方法は、ＴＣＭを液体へ添
加しかつ次に混合することによるような、液体中にＴＣ
Ｍを分散させることだけが所要である。一般に、湿潤剤
は所要でない。
加しかつ次に混合することによるような、液体中にＴＣ
Ｍを分散させることだけが所要である。一般に、湿潤剤
は所要でない。
本発明による液体中への高密度固体の懸濁方法は、高密
度固体の添加前または中または後に、液体中へＴＣＭを
分散させさえすればよい。
度固体の添加前または中または後に、液体中へＴＣＭを
分散させさえすればよい。
本発明は２つの新規ＴＣＭ製造法を含む。両製造法共に
、以下に説明する方法で製造することができるＴＣＭを
最初に供給することが所要である。
、以下に説明する方法で製造することができるＴＣＭを
最初に供給することが所要である。
新規製造法の一方は固定床反応器を用い、他方の製造法
は流動床反応器を用いる。固定床製造法では、予め製造
した供給ＴＣＭを鉄を含む微粉砕微粒子とブレンディン
グする。この場合、ブレンドは少なくとも５重世％の鉄
、好ましくは約６０重量％未満の鉄を含む。このブレン
ドの固定床を有する反応ゾーン中へ一酸化炭素含有供給
ガスを導入する。微粒子の鉄は一酸化炭素の少なくとも
一部分の不均化を触媒して付加的なＴＣＭを生成させる
。反応ゾーン内の温度は約４００−約５００℃に保たれ
る。付加的ＴＣＭを反応ゾーンから回収する。
は流動床反応器を用いる。固定床製造法では、予め製造
した供給ＴＣＭを鉄を含む微粉砕微粒子とブレンディン
グする。この場合、ブレンドは少なくとも５重世％の鉄
、好ましくは約６０重量％未満の鉄を含む。このブレン
ドの固定床を有する反応ゾーン中へ一酸化炭素含有供給
ガスを導入する。微粒子の鉄は一酸化炭素の少なくとも
一部分の不均化を触媒して付加的なＴＣＭを生成させる
。反応ゾーン内の温度は約４００−約５００℃に保たれ
る。付加的ＴＣＭを反応ゾーンから回収する。
好ましくは、微粉砕微粒子は１０μｍ未満の数平均直径
を有する。微粒子中の鉄は、鉄の酸化物、元素軟鉄およ
びそれらの組み合わせからなる群から選ぶことができる
。
を有する。微粒子中の鉄は、鉄の酸化物、元素軟鉄およ
びそれらの組み合わせからなる群から選ぶことができる
。
流動床製造法では、やはり供給ＴＣＭを鉄化合物を含む
微粉砕微粒子とブレンディングする。このブレンドは約
５−約４０重量％の鉄、好ましくは約２０重量％未満の
鉄を含む。このブレンドを含む床を有する反応ゾーン中
へ一酸化炭素含有供給ガスを導入して流動床を形成させ
る。好ましくは、供給ガスは、約３−約２０ ｃｍ／ｓ
ｅｃ 、より好ましくは約６−約１５ ｃａｂ／ｓｅｃ
の見掛は速度で導入される。流動床中では、微粒子の鉄
が一酸化炭素の少なくとも一部分の不均化を触媒して付
加的なＴＣＭを生成させる。反応ゾーン内の温度は約４
００−約５００℃に保たれ、反応ゾーン内で生成された
付加的ＴＣＭは反応ゾーンから回収される。好ましくは
、固定床反応ゾーン内の温度は約４３０−約４６０℃で
ありかつ流動床反応ゾーン内の温度は約４５０−約４９
０℃である。
微粉砕微粒子とブレンディングする。このブレンドは約
５−約４０重量％の鉄、好ましくは約２０重量％未満の
鉄を含む。このブレンドを含む床を有する反応ゾーン中
へ一酸化炭素含有供給ガスを導入して流動床を形成させ
る。好ましくは、供給ガスは、約３−約２０ ｃｍ／ｓ
ｅｃ 、より好ましくは約６−約１５ ｃａｂ／ｓｅｃ
の見掛は速度で導入される。流動床中では、微粒子の鉄
が一酸化炭素の少なくとも一部分の不均化を触媒して付
加的なＴＣＭを生成させる。反応ゾーン内の温度は約４
００−約５００℃に保たれ、反応ゾーン内で生成された
付加的ＴＣＭは反応ゾーンから回収される。好ましくは
、固定床反応ゾーン内の温度は約４３０−約４６０℃で
ありかつ流動床反応ゾーン内の温度は約４５０−約４９
０℃である。
本発明のこれらのおよび他の特徴、面および利益は、以
下の説明および添付した特許請求の範囲ならびに添付図
面を参照することにより、さらに良く理解されるであろ
う。
下の説明および添付した特許請求の範囲ならびに添付図
面を参照することにより、さらに良く理解されるであろ
う。
本発明者は、例外的に低い高密度のある種の炭素含有物
質が顕著に有効な増粘剤（ｖｉｓｃｏｓｉｆｉｅｒｓ
）であることを発見した。これらの炭素含有物質は新規
の方法で製造されかつ有効であるべき特殊な物理的性質
を有さねばならない、この物質は巻きひげ状炭素質物質
（ｔｅｎｄｒｉｌｌａｒ ｃａｒｂｏｎａｃｅｏｕｓｍ
ａｔｅｒｉａｌ ）すなわちＴＣＭである。この物質は
、炭素を含むからみ合った巻きひげを含む。
質が顕著に有効な増粘剤（ｖｉｓｃｏｓｉｆｉｅｒｓ
）であることを発見した。これらの炭素含有物質は新規
の方法で製造されかつ有効であるべき特殊な物理的性質
を有さねばならない、この物質は巻きひげ状炭素質物質
（ｔｅｎｄｒｉｌｌａｒ ｃａｒｂｏｎａｃｅｏｕｓｍ
ａｔｅｒｉａｌ ）すなわちＴＣＭである。この物質は
、炭素を含むからみ合った巻きひげを含む。
ＴＣＭが有効な増粘剤であるためには、ＴＣＭは約０．
１ｇ／ｃｍ３未満の嵩密度、好ましくは約０．０５ｇ／
ｃａｔ未満の嵩密度をもたねばならない。一般に、ＴＣ
Ｍは少なくとも約０．０２ｇ／ｃｍ３の嵩密度を有する
。約０．１ｇ／ｃＪ未満の嵩密度を有するＴＣＭの重要
性は下の実施例１１で示される。
１ｇ／ｃｍ３未満の嵩密度、好ましくは約０．０５ｇ／
ｃａｔ未満の嵩密度をもたねばならない。一般に、ＴＣ
Ｍは少なくとも約０．０２ｇ／ｃｍ３の嵩密度を有する
。約０．１ｇ／ｃＪ未満の嵩密度を有するＴＣＭの重要
性は下の実施例１１で示される。
ＴＣＭの“嵩密度”とは、何らかのその後の処理を受け
る前の“製造されたま＼の”物質の嵩密度を意味する。
る前の“製造されたま＼の”物質の嵩密度を意味する。
ＴＣＭを圧縮するなどのプロセスにより、あるいはＴＣ
Ｍを液体中に分散しかつその後でＴＣＭを乾燥すること
によって“製造されたま＼の”ＴＣＭの密度を変えるこ
とは可能である。
Ｍを液体中に分散しかつその後でＴＣＭを乾燥すること
によって“製造されたま＼の”ＴＣＭの密度を変えるこ
とは可能である。
本明細書中に示される嵩密度値は、すべて下記の方法で
測定した値である。計量した２ ５ｍｌの目盛り付きシ
リンダーにＴＣＭ試料を満たす。シリンダーを徐々に回
転させながら平坦面上でシリンダーをおだやかに叩く。
測定した値である。計量した２ ５ｍｌの目盛り付きシ
リンダーにＴＣＭ試料を満たす。シリンダーを徐々に回
転させながら平坦面上でシリンダーをおだやかに叩く。
試料の容量がそれ以上変化しなくなるまでこの操作を続
ける。次に、シリンダーおよび試料を計量し、目盛付き
シリンダー中で試料が占める最終容量で割った試料重量
として試料の嵩密度を算出する。与えられた物質の試料
に対して、得られた値は一般に±５％以内で再現性があ
る。
ける。次に、シリンダーおよび試料を計量し、目盛付き
シリンダー中で試料が占める最終容量で割った試料重量
として試料の嵩密度を算出する。与えられた物質の試料
に対して、得られた値は一般に±５％以内で再現性があ
る。
以下に詳しく説明するＴＣＭの好ましい製造法に於ては
、一酸化炭素を含むガスのような供給ガスの鉄含有触媒
上での不均化によってＴＣＭを生成させる。この方法で
製造されたＴＣＭは、炭素繊維と、炭素繊維と密に会合
しかつ炭素繊維に少なくとも部分的に結合する小結節と
して炭素繊維中全体にわたって分散された鉄金属成分と
を含む巻きひげを有する。
、一酸化炭素を含むガスのような供給ガスの鉄含有触媒
上での不均化によってＴＣＭを生成させる。この方法で
製造されたＴＣＭは、炭素繊維と、炭素繊維と密に会合
しかつ炭素繊維に少なくとも部分的に結合する小結節と
して炭素繊維中全体にわたって分散された鉄金属成分と
を含む巻きひげを有する。
ＴＣＭは、約５重厘％以下の鉄、好ましくは約４重量％
未満の鉄を含む。下の実施例１２で示されるように、鉄
含量が高い程短い巻きひげが得られ、その結果、液体中
の増粘効果があきらかに減少する。低い鉄含量に於ける
ＴＣＭの生成速度は経済的に魅力がなくなるので、好ま
しくはＴＣＭは少なくとも１重量％の鉄を含む。ＴＣＭ
中の鉄は、一般に元素軟鉄ではなく、通常、鉄の炭化物
および（または）酸化物の形である。“製造されたま＼
のＴＣＭの鉄の少なくとも一部分は、酸による浸出など
によってＴＣＭから除去することができる。従って、“
使用時の１ＴＣＭは０．１重量％未満の鉄含量を有する
ことがあり得る。
未満の鉄を含む。下の実施例１２で示されるように、鉄
含量が高い程短い巻きひげが得られ、その結果、液体中
の増粘効果があきらかに減少する。低い鉄含量に於ける
ＴＣＭの生成速度は経済的に魅力がなくなるので、好ま
しくはＴＣＭは少なくとも１重量％の鉄を含む。ＴＣＭ
中の鉄は、一般に元素軟鉄ではなく、通常、鉄の炭化物
および（または）酸化物の形である。“製造されたま＼
のＴＣＭの鉄の少なくとも一部分は、酸による浸出など
によってＴＣＭから除去することができる。従って、“
使用時の１ＴＣＭは０．１重量％未満の鉄含量を有する
ことがあり得る。
ＴＣＭは、ＴＣＭの製造に用いる供給ガスが水素を含む
ときなどには水素をも含むことができる。
ときなどには水素をも含むことができる。
典型的には、ＴＣＭは、約１−約５重量％の鉄と約９３
，５−約９９重量％の炭素と約１．５重量％までの水素
とを含む。ＴＣＭの鉄含量は、水素と炭素とを燃焼除去
しかつ残留灰分がＦｅ、Ｏ，からなると仮定して測定さ
れる。第１図および第２図は、それぞれＴＣＭの透過電
子顕微鏡写真および走査電子顕微鏡写真である。かかる
顕微鏡写真および写真から、ＴＣＭが約０．０５−約０
．２μｍの直径（数平均）と約１０を越える長さく数平
均）対直径（数平均）比とを有するからみ合った巻きひ
げを含むことがわかった。
，５−約９９重量％の炭素と約１．５重量％までの水素
とを含む。ＴＣＭの鉄含量は、水素と炭素とを燃焼除去
しかつ残留灰分がＦｅ、Ｏ，からなると仮定して測定さ
れる。第１図および第２図は、それぞれＴＣＭの透過電
子顕微鏡写真および走査電子顕微鏡写真である。かかる
顕微鏡写真および写真から、ＴＣＭが約０．０５−約０
．２μｍの直径（数平均）と約１０を越える長さく数平
均）対直径（数平均）比とを有するからみ合った巻きひ
げを含むことがわかった。
驚くべきことには、第３図に示すように、ＴＣＭの１つ
の形では、ＴＣＭの表面積とその嵩密度との間に正の相
関関係があり、すなわちＴＣＭの表面積はその嵩密度が
増加すると増加する。本明細書中で用いるとき、示され
たＴＣＭの表面積値は、すべてブルナウアー、エメソト
、テラー（Ｂｒｕｎｎａｕｅｒ。
の形では、ＴＣＭの表面積とその嵩密度との間に正の相
関関係があり、すなわちＴＣＭの表面積はその嵩密度が
増加すると増加する。本明細書中で用いるとき、示され
たＴＣＭの表面積値は、すべてブルナウアー、エメソト
、テラー（Ｂｒｕｎｎａｕｅｒ。
Ｅｍｅｔｔ ａｎｄ Ｔｅ１ｌｅｒ ）、Ｊ、八ｍ、
Ｃｈｅｍ、 Ｓｏｃ、、 ６０．３０９ （１９３８
）のＢＥＴ法で得られた値である。この方法を用いて“
製造されたま＼の”ＴＣＭの同一ハツチの異なる試料に
ついての比表面積測定の再現性は典型的に約±７％であ
るが、同一試料についての測定の再現性は典型的に±２
−３％である。ＴＣＭが有効な増粘剤であるために所要
な超低嵩密度を有するためには、好ましくはＴＣＭの表
面積は１９０ ｍ２／ｇ未満、より好ましくは約１６０
ｍ／ｇ未満である。典型的にＴＣＭは約３０％／ｇを超
える表面積を有し、好ましくは約５０−約１６０ｍ／ｇ
の表面積を有する。
Ｃｈｅｍ、 Ｓｏｃ、、 ６０．３０９ （１９３８
）のＢＥＴ法で得られた値である。この方法を用いて“
製造されたま＼の”ＴＣＭの同一ハツチの異なる試料に
ついての比表面積測定の再現性は典型的に約±７％であ
るが、同一試料についての測定の再現性は典型的に±２
−３％である。ＴＣＭが有効な増粘剤であるために所要
な超低嵩密度を有するためには、好ましくはＴＣＭの表
面積は１９０ ｍ２／ｇ未満、より好ましくは約１６０
ｍ／ｇ未満である。典型的にＴＣＭは約３０％／ｇを超
える表面積を有し、好ましくは約５０−約１６０ｍ／ｇ
の表面積を有する。
本発明の新規物質は、現在、次の５項目でキャラクタリ
ゼーションされている。
ゼーションされている。
１、化学組成、特に“生成されたま＼の”物質中に存在
する鉄の量、 ２、 嵩密度、 ３、表面積、 ４、 巻きひげ直径、 ５、巻きひげの長さ対直径比。
する鉄の量、 ２、 嵩密度、 ３、表面積、 ４、 巻きひげ直径、 ５、巻きひげの長さ対直径比。
約０．１ｇ／ｃＪを超える嵩密度と約１９０ｍ／ｇを超
える表面積とを有する炭素質物質が増粘剤として無効で
あるという事実のための理論は得られ得る。この理論に
束縛されたくはないが、高嵩密度物質では巻きひげが一
緒に編まれかつ巻きひげと巻きひげの間に異なる密度の
物質が入り込んでいると考えられる。このことは透過電
子＝−ｙｔ ｉ鏡写真で示される。高表面積を有する高
密度物質では、巻きひげは編み合わせによって非常に強
固に−緒に結合されるので、巻きひげは液体全体にわた
ってかみ合うことができず、従ってゲル化を生じない。
える表面積とを有する炭素質物質が増粘剤として無効で
あるという事実のための理論は得られ得る。この理論に
束縛されたくはないが、高嵩密度物質では巻きひげが一
緒に編まれかつ巻きひげと巻きひげの間に異なる密度の
物質が入り込んでいると考えられる。このことは透過電
子＝−ｙｔ ｉ鏡写真で示される。高表面積を有する高
密度物質では、巻きひげは編み合わせによって非常に強
固に−緒に結合されるので、巻きひげは液体全体にわた
ってかみ合うことができず、従ってゲル化を生じない。
要するに、強固に結合した繊維物質は、互いに相互作用
をほとんどもたない個々の粒子として作用し、従って液
体全体にわたって繊維マトリックスを生じないことにな
る。
をほとんどもたない個々の粒子として作用し、従って液
体全体にわたって繊維マトリックスを生じないことにな
る。
逆に、低嵩密度で低表面積の物質では、巻きひげが互い
に他と相互作用して、液体の粘度を増加しかつ液体をゲ
ル化するために所要なマトリックス効果を生ずる。
に他と相互作用して、液体の粘度を増加しかつ液体をゲ
ル化するために所要なマトリックス効果を生ずる。
Ｂ−ユニ竺旦災遣抜
ＴＣＭの製造法には次の３つの方法がある。
！１１ 少量のスター外物質を製造する固定床製造法
、（２）大量のＴＣＭを製造する固定床製造法、（３）
大量のＴＣＭを製造する流動床製造法。
、（２）大量のＴＣＭを製造する固定床製造法、（３）
大量のＴＣＭを製造する流動床製造法。
これらの３つの製造法は、すべて共通な幾つかの特徴、
すなわち １、鉄含有微粒子の６在下に於て一酸化炭素の不均化に
よってＴＣＭを製造する、 ２、微粒子は微粉砕されており、好ましくは約１０μｍ
未満、最も好ましくは約２μｍ未満の数平均直径を有す
る、 ３、不均化が起こる温度を狭い温度範囲約４００−約５
００℃内、固定床製造法では好ましくは約４３０−約４
６０℃内、流動床製造法では好ましくは約４５０−約４
９０℃内に調節しなければならない、 ４、微粒子が希薄に分散されることができかつ炭素巻き
ひげが無制限な形で成長できるように十分な余裕を床内
に設けるという特徴を有する。
すなわち １、鉄含有微粒子の６在下に於て一酸化炭素の不均化に
よってＴＣＭを製造する、 ２、微粒子は微粉砕されており、好ましくは約１０μｍ
未満、最も好ましくは約２μｍ未満の数平均直径を有す
る、 ３、不均化が起こる温度を狭い温度範囲約４００−約５
００℃内、固定床製造法では好ましくは約４３０−約４
６０℃内、流動床製造法では好ましくは約４５０−約４
９０℃内に調節しなければならない、 ４、微粒子が希薄に分散されることができかつ炭素巻き
ひげが無制限な形で成長できるように十分な余裕を床内
に設けるという特徴を有する。
これらの必要条件を満足させない方法は所望の超低嵩密
度物質を生成しないことが発見された。
度物質を生成しないことが発見された。
例えば、約５００℃を越える温度では、生成した物質は
、所望なものよりも高嵩密度及び大繊維直径を有し、増
粘剤として不満足である。このことは、下の実施例４．
１５．１６に示しである。約４００′Ｃ未満の温度では
、フィ・ノシャー・トロプシュろうの生成の可能性があ
る。
、所望なものよりも高嵩密度及び大繊維直径を有し、増
粘剤として不満足である。このことは、下の実施例４．
１５．１６に示しである。約４００′Ｃ未満の温度では
、フィ・ノシャー・トロプシュろうの生成の可能性があ
る。
反応床が制限されるならば、生成した生成物は所望な嵩
密度より高い嵩密度を有する。成長しっつある繊維塊を
、内方へ成長させるすなわち高密度化させるのではなく
、外方へ膨張させる必要がある。このことは下の実施例
５で示しである。同様に、鉄含有粒子が床中であまりに
も一緒に接近しすぎていると、約０．１ｇ／ｃｎｌを越
える高嵩密度をもつ生成物が生成する。このことは下の
実施例１で示しである。
密度より高い嵩密度を有する。成長しっつある繊維塊を
、内方へ成長させるすなわち高密度化させるのではなく
、外方へ膨張させる必要がある。このことは下の実施例
５で示しである。同様に、鉄含有粒子が床中であまりに
も一緒に接近しすぎていると、約０．１ｇ／ｃｎｌを越
える高嵩密度をもつ生成物が生成する。このことは下の
実施例１で示しである。
鉄含有微粒子は鉄化合物だけを含んでいてもよい０例え
ば、微粒子は数平均粒径が０．５μｍの酸化鉄粉末（Ｆ
ｅ、０３ ）であることができる。ＦｅｚＯ１のような
他の酸化鉄あるいはカルボニル鉄または鉄金属のような
微粉砕鉄粉末を用いることができる。本明細書中で示さ
れる微粒子の粒径は、すべて数平均粒径である。
ば、微粒子は数平均粒径が０．５μｍの酸化鉄粉末（Ｆ
ｅ、０３ ）であることができる。ＦｅｚＯ１のような
他の酸化鉄あるいはカルボニル鉄または鉄金属のような
微粉砕鉄粉末を用いることができる。本明細書中で示さ
れる微粒子の粒径は、すべて数平均粒径である。
鉄の合金を含む他の形の鉄を使用することができると考
えている。しかし、不均化触媒としてステンレス鋼を用
いて本発明のＴＣＭを製造しようとする企画は不成功で
あった。鉄含有触媒は、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウムを含むアルカリ金属水酸化物のような不均化促進剤
で促進させることができる。鉄以外の“鉄金属（ｆｅｒ
ｒｏｕｓｍｅｔａｌ ） ″も使用できると考えてい
る。“鉄金属（ｆｅｒｒｏｕｓ ｍｅｔａｌ ） ″
という用語は、元素周期表の■族の金属を意味し、鉄、
コバルト、ニッケルおよびその組み合わせならびにその
炭化物、酸化物、合金を含む。
えている。しかし、不均化触媒としてステンレス鋼を用
いて本発明のＴＣＭを製造しようとする企画は不成功で
あった。鉄含有触媒は、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウムを含むアルカリ金属水酸化物のような不均化促進剤
で促進させることができる。鉄以外の“鉄金属（ｆｅｒ
ｒｏｕｓｍｅｔａｌ ） ″も使用できると考えてい
る。“鉄金属（ｆｅｒｒｏｕｓ ｍｅｔａｌ ） ″
という用語は、元素周期表の■族の金属を意味し、鉄、
コバルト、ニッケルおよびその組み合わせならびにその
炭化物、酸化物、合金を含む。
使用する供給ガスは、その反応成分が一酸化炭素および
水素であるガス混合物である。石炭ガス化の場合のよう
に通常製造されるときには、かかるガス混合物は窒素の
ような非反応性成分をも含んでいる。一酸化炭素を含む
ほとんどの市販のガス供給物流は比較的大組の水素をも
含んでいる。
水素であるガス混合物である。石炭ガス化の場合のよう
に通常製造されるときには、かかるガス混合物は窒素の
ような非反応性成分をも含んでいる。一酸化炭素を含む
ほとんどの市販のガス供給物流は比較的大組の水素をも
含んでいる。
ＴＣＭの製造は、一般に、一酸化炭素対水素モル比が少
なくとも約１：１、好ましくは少なくとも約２：ｌ、一
般に約１０：１の供給ガス流で行われる。
なくとも約１：１、好ましくは少なくとも約２：ｌ、一
般に約１０：１の供給ガス流で行われる。
ＴＣＭの少量を製造する製造法では、石英板のような基
体上に鉄含有微粒子を薄層に拡げたものを、次に、水平
管状反応器であることができる反応器に入れる。この薄
層ば極めて薄いことが好ましい。例えば、約０．５μｍ
の粒径を有する酸化鉄Ｆｅ、Ｏ，からなる微粒子では、
微粒子層の厚さは、好ましくはｌ ｃｎｌ当たり、鉄約
０．０１ｇ未満である。
体上に鉄含有微粒子を薄層に拡げたものを、次に、水平
管状反応器であることができる反応器に入れる。この薄
層ば極めて薄いことが好ましい。例えば、約０．５μｍ
の粒径を有する酸化鉄Ｆｅ、Ｏ，からなる微粒子では、
微粒子層の厚さは、好ましくはｌ ｃｎｌ当たり、鉄約
０．０１ｇ未満である。
薄層を用いることの重要性は下の第１図に示しである。
約４００−約５００℃の温度に於て鉄粉末上に供給ガス
を送り、微粒子の鉄が一酸化炭素の少なくとも一部分の
不均化を触媒してＴＣＭを生成させる。
を送り、微粒子の鉄が一酸化炭素の少なくとも一部分の
不均化を触媒してＴＣＭを生成させる。
一酸化炭素５２％と水素４８％とからなる供給ガスの炭
素析出速度は、典型的には、鉄０．４５４ｋｇ （Ｌ
ｌｂ ）当たり毎時炭素約０．４５４−約０．９０８ｋ
ｇ（約ｌ−約２１ｂ）である。この速度は、酸化鉄粉末
を酸化鉄の重量に対して０．７５重足％の水酸化ナトリ
ウムで促進するならば、約３０％だけ増加される。
素析出速度は、典型的には、鉄０．４５４ｋｇ （Ｌ
ｌｂ ）当たり毎時炭素約０．４５４−約０．９０８ｋ
ｇ（約ｌ−約２１ｂ）である。この速度は、酸化鉄粉末
を酸化鉄の重量に対して０．７５重足％の水酸化ナトリ
ウムで促進するならば、約３０％だけ増加される。
硫黄化合物は鉄含有触媒を毒する可能性があるので、供
給ガスから硫黄化合物を除去することが好ましい。硫黄
含量が０．１重量％未満の酸化鉄粉末で良好な結果が得
られている。
給ガスから硫黄化合物を除去することが好ましい。硫黄
含量が０．１重量％未満の酸化鉄粉末で良好な結果が得
られている。
この第１の製造法は超低嵩密度ＴＣＭの製造に有効であ
るが、商業的生産には不満足である。同じ（固定床を用
いる第２の製造法は大量のＴ ＣＭの製造にとってより
良好である。この製造法では、鉄触媒を既製のＴＣＭ中
にブレンディングして十分に希薄にする。使用するＴＣ
Ｍは第１製造法で製造されたものでよい。ＴＣＭのから
み合った炭素巻きひげが触媒粒子を捕獲し、分散しかつ
個々の粒子を３次元マトリックス中へ隔離して保つ。
るが、商業的生産には不満足である。同じ（固定床を用
いる第２の製造法は大量のＴ ＣＭの製造にとってより
良好である。この製造法では、鉄触媒を既製のＴＣＭ中
にブレンディングして十分に希薄にする。使用するＴＣ
Ｍは第１製造法で製造されたものでよい。ＴＣＭのから
み合った炭素巻きひげが触媒粒子を捕獲し、分散しかつ
個々の粒子を３次元マトリックス中へ隔離して保つ。
ＴＣＭ／微粒子微粒子状出発物混合物ることにより、塊
の密度を増すのではなく、塊の容量を膨張させることに
よって炭素の付加が起こる。初めのＴＣＭ混合物中の炭
素量に対して少なくとも１０倍以上の付加が可能である
。
の密度を増すのではなく、塊の容量を膨張させることに
よって炭素の付加が起こる。初めのＴＣＭ混合物中の炭
素量に対して少なくとも１０倍以上の付加が可能である
。
ＴＣＭと鉄含有微粒子とのブレンドは、■型ブレシダー
中で両者をトライブレンディングすることによって得ら
れる。別法では、トルエンのような有機液体中で両粉末
を混合しかつ混合固体塊を濾過し、乾燥することによっ
てブレンディングを行うことができる。
中で両者をトライブレンディングすることによって得ら
れる。別法では、トルエンのような有機液体中で両粉末
を混合しかつ混合固体塊を濾過し、乾燥することによっ
てブレンディングを行うことができる。
ブレンド中の鉄の質量対ＴＣＭの質量の比は、有効な生
産速度を得るため少なくとも約１：２０であり、約４：
１までにすることができる。
産速度を得るため少なくとも約１：２０であり、約４：
１までにすることができる。
第３の製造法では、固定床中でブレンドを用いるのでは
なく、ブレンドを流動床中で用いる。流動床中に於ける
繊維状炭素質物質の製造方法は、ニドワードＦ、ブルソ
クス（Ｅｄｗａｒｄ Ｆ、 Ｂｒｏｏｋｓ ）が１９８
４年６月１５日付で出願した前記米国特許出願第６２０
，９９６号に記載されている。本発明の製造法と′９９
６号出願記載の方法との相違点は、本発明の製造法では
、流動床中で研摩材を使用しない点である。
なく、ブレンドを流動床中で用いる。流動床中に於ける
繊維状炭素質物質の製造方法は、ニドワードＦ、ブルソ
クス（Ｅｄｗａｒｄ Ｆ、 Ｂｒｏｏｋｓ ）が１９８
４年６月１５日付で出願した前記米国特許出願第６２０
，９９６号に記載されている。本発明の製造法と′９９
６号出願記載の方法との相違点は、本発明の製造法では
、流動床中で研摩材を使用しない点である。
流動床製造法では、固定床製造法で使用したものと同じ
供給ガスを使用することができる。しかし、高過ぎて増
粘剤として有効でない嵩密度を有する炭素質物質の生成
を避けるため、ＴＣＭと鉄含有微粒子とのブレンドは約
４０重量％以下の鉄、好ましくは約４０重量％以下の鉄
を含む、ＴＣＭと鉄含有微粒子とのブレンドを、床を流
動化させるのに十分な見掛は速度で４大される供給ガス
で流動化させる。供給ガスの見掛は速度は約３−約２０
ＣＩＩＩ／ｓｅｃ、好ましくは約６−約１５ｃｍ／ｓｅ
ｃである。
供給ガスを使用することができる。しかし、高過ぎて増
粘剤として有効でない嵩密度を有する炭素質物質の生成
を避けるため、ＴＣＭと鉄含有微粒子とのブレンドは約
４０重量％以下の鉄、好ましくは約４０重量％以下の鉄
を含む、ＴＣＭと鉄含有微粒子とのブレンドを、床を流
動化させるのに十分な見掛は速度で４大される供給ガス
で流動化させる。供給ガスの見掛は速度は約３−約２０
ＣＩＩＩ／ｓｅｃ、好ましくは約６−約１５ｃｍ／ｓｅ
ｃである。
反応器作動圧力は約１−約１０気圧であることができる
。一酸化炭素と鉄含有微粒子との接触時間は約１０＝約
１００秒、より好ましくは約３０−約８０秒である。
。一酸化炭素と鉄含有微粒子との接触時間は約１０＝約
１００秒、より好ましくは約３０−約８０秒である。
流動床製造法では、商業的な量のＴＣＭを生産する場合
、好ましくは供給ガス入口温度は反応器温度より少なく
とも約５０℃低い。一般に、供給ガス人口温度は、下記
の３つの理由すなわち（ｉ）反応ゾーンの上流での高温
度で起こる可能性のある炭素の析出を避けるため、（ｉ
ｉ ）反応ゾーン入口に於ける局部的加熱を避けるため
、（ｉｉｉ ）反応ゾーン入口付近に於ける反応熱の除
去を助けるために、約３００℃未満、好ましくは約２５
０°Ｃ未満である。
、好ましくは供給ガス入口温度は反応器温度より少なく
とも約５０℃低い。一般に、供給ガス人口温度は、下記
の３つの理由すなわち（ｉ）反応ゾーンの上流での高温
度で起こる可能性のある炭素の析出を避けるため、（ｉ
ｉ ）反応ゾーン入口に於ける局部的加熱を避けるため
、（ｉｉｉ ）反応ゾーン入口付近に於ける反応熱の除
去を助けるために、約３００℃未満、好ましくは約２５
０°Ｃ未満である。
Ｃ，ＴＣＭの代表的な用１面
ＴＣＭには、多くの重要な用途がある。ＴＣＭは、特に
広範囲の物質の粘度増ＪＪＤおよびゲル化のために有効
である。ＴＣＭの少里の添加によってその粘度を増加さ
せることができかつ室温に於て流れないゲルにすること
ができる液体は第１表に示しである。“ゲル”という用
語は、組成物が室温に於て１００． ＯＯ０ｃｐｓを越
える粘度を有しかつ流れないことを意味する。第１表に
ついて説明すると、ｐＨ３，０の水は、水に硫酸を加え
てつくった。ｐＨ９，５および１２の水試料は、水に水
酸化ナトリウムを加えてつくったものである。
広範囲の物質の粘度増ＪＪＤおよびゲル化のために有効
である。ＴＣＭの少里の添加によってその粘度を増加さ
せることができかつ室温に於て流れないゲルにすること
ができる液体は第１表に示しである。“ゲル”という用
語は、組成物が室温に於て１００． ＯＯ０ｃｐｓを越
える粘度を有しかつ流れないことを意味する。第１表に
ついて説明すると、ｐＨ３，０の水は、水に硫酸を加え
てつくった。ｐＨ９，５および１２の水試料は、水に水
酸化ナトリウムを加えてつくったものである。
ＴＣＭで液体の粘度を増加させるためには、ワーリング
ブレンダーなどによって液体中にＴＣＭを分散させるだ
けでよい。一般に、湿潤剤は不要である。ＴＣＭと高濃
度の塩化カルシウムのような電解質を含む水溶液との混
合物をつくる場合には、最初にＴＣＭを水に添加した後
、塩を溶解する方がより有効である。
ブレンダーなどによって液体中にＴＣＭを分散させるだ
けでよい。一般に、湿潤剤は不要である。ＴＣＭと高濃
度の塩化カルシウムのような電解質を含む水溶液との混
合物をつくる場合には、最初にＴＣＭを水に添加した後
、塩を溶解する方がより有効である。
一般に、液体へ少なくとも０．１重量％のＴＣＭを添加
する。（１）液体の粘度が少なくとも１０倍だけ増加さ
れることと（２）液体の粘度が１ｓｅｃ−１のずり速度
に於て少なくとも１０ｃｐになるという基準の一方また
は両方を満足させるのに十分なＴＣＭを添加する。
する。（１）液体の粘度が少なくとも１０倍だけ増加さ
れることと（２）液体の粘度が１ｓｅｃ−１のずり速度
に於て少なくとも１０ｃｐになるという基準の一方また
は両方を満足させるのに十分なＴＣＭを添加する。
第１表
ＴＣＭで形成されるゲル
蒸留水 ５−８ｐ Ｈ３
，０水 ５ｐＨ９，８水
５ ｐＨ１２水 ５ 飽和塩化カルシウム溶液 ５１０％塩化カ
リウム溶液 ５２０％塩化カリウム溶液
５蒸留ケロシン １
０メタノール ８．７鉱油
６ｎ−ヘキサン
５ＪＰ−５燃料
７ダウコーニングシリコーン油 ８本明
細書に於て、液体中のＴＣＭの重量％を示す場合、全組
成物、すなわちＴＣＭおよび存在する他の添加剤と組み
合わせた液体の重量％を意味する。例えば、ＴＣＭ５ｇ
、重晶石１５ｇ、水８０ｍ１の混合物は５重量％のＴＣ
Ｍを含む。
，０水 ５ｐＨ９，８水
５ ｐＨ１２水 ５ 飽和塩化カルシウム溶液 ５１０％塩化カ
リウム溶液 ５２０％塩化カリウム溶液
５蒸留ケロシン １
０メタノール ８．７鉱油
６ｎ−ヘキサン
５ＪＰ−５燃料
７ダウコーニングシリコーン油 ８本明
細書に於て、液体中のＴＣＭの重量％を示す場合、全組
成物、すなわちＴＣＭおよび存在する他の添加剤と組み
合わせた液体の重量％を意味する。例えば、ＴＣＭ５ｇ
、重晶石１５ｇ、水８０ｍ１の混合物は５重量％のＴＣ
Ｍを含む。
第１表は、ＴＣＭがシリコーン油、炭化水素、および低
および高ｐＨの水溶液および電解質を含む水溶液を含む
水溶液の増粘に使用可能であることを示す。このことは
異常であり、特に湿潤剤が不要という点で異常である。
および高ｐＨの水溶液および電解質を含む水溶液を含む
水溶液の増粘に使用可能であることを示す。このことは
異常であり、特に湿潤剤が不要という点で異常である。
粘土や煙霧状シリカのような他の通常の増粘剤は、その
適用可能範囲を広げるためには特殊な処理または湿潤剤
が所要である。また、他の通常の増粘剤は、酸性溶）夜
と塩基性溶液の両方に有効ではない。例えば、長い範囲
のゲル化マトリックスをつくるのに水素結合に依存して
いる煙霧状シリカは、下の実施例７で示すように高ｐＨ
では本質的に無効である。
適用可能範囲を広げるためには特殊な処理または湿潤剤
が所要である。また、他の通常の増粘剤は、酸性溶）夜
と塩基性溶液の両方に有効ではない。例えば、長い範囲
のゲル化マトリックスをつくるのに水素結合に依存して
いる煙霧状シリカは、下の実施例７で示すように高ｐＨ
では本質的に無効である。
ＴＣＭを液体へ添加するとき、得られた混合物は高度に
すり減粘性である。すなわち攪拌またはポンプ輸送によ
って物質へのすり速度を増加させるとき有効粘度が減少
する（実施例７参照）。しかし、煙霧状シリカおよび粘
土のような他の多くのゲル化剤とは異なり、任意のすり
速度に於ける粘度が時間と共に変化しない（実施例８参
照）６特に低すり速度に於て、ＴＣＭと液体との混合物
の粘度は、一般に、ベース液体よりもずっと温度に無関
係である（実施例９参照）。鉱油に８％のＴＣＭを添加
してつくったゲルのグロブ（ｇｌｏｂ ）は、２２℃か
ら１３５℃へ加熱したとき、スランピング（ｓｌｕｍｐ
ｉｎｇ ）や溶融や液−固分離や目に見える変形を示さ
なかった。この温度範囲にわたって、ベース鉱油の粘度
は約３０倍変化した。ＴＣＭのこの温度安定性は、一般
に１２５−１５０℃の温度で分解を開始するポリマー増
粘剤とはっきりと対照的である。僅か３重量％のＴＣＭ
を加えたディーゼル油は、１５０″Ｃに於ける７２時間
ローリング試験で極めて安定であった（実施例１０参照
）。
すり減粘性である。すなわち攪拌またはポンプ輸送によ
って物質へのすり速度を増加させるとき有効粘度が減少
する（実施例７参照）。しかし、煙霧状シリカおよび粘
土のような他の多くのゲル化剤とは異なり、任意のすり
速度に於ける粘度が時間と共に変化しない（実施例８参
照）６特に低すり速度に於て、ＴＣＭと液体との混合物
の粘度は、一般に、ベース液体よりもずっと温度に無関
係である（実施例９参照）。鉱油に８％のＴＣＭを添加
してつくったゲルのグロブ（ｇｌｏｂ ）は、２２℃か
ら１３５℃へ加熱したとき、スランピング（ｓｌｕｍｐ
ｉｎｇ ）や溶融や液−固分離や目に見える変形を示さ
なかった。この温度範囲にわたって、ベース鉱油の粘度
は約３０倍変化した。ＴＣＭのこの温度安定性は、一般
に１２５−１５０℃の温度で分解を開始するポリマー増
粘剤とはっきりと対照的である。僅か３重量％のＴＣＭ
を加えたディーゼル油は、１５０″Ｃに於ける７２時間
ローリング試験で極めて安定であった（実施例１０参照
）。
ＴＣＭは、有効な、温度安定性増粘剤であるばかりでな
り、攪拌していない液体の底部へ通常は沈降してしまう
他の高密度固体粒子を懸濁状態に保つこともできる。例
えば、ｐＨ９，５の水中で、１５９ Ｎ （１バレル
）当たり３．４０５ｋｇ （７，５１ｂ）のＴＣＭは１
５１！（１ハ゛レル）当たり１８１．６ｇ（４００１ｂ
）の極めて高密度（４，５ｇ／ｃ艷）の重晶石を無期限
に懸濁状態に保つことが発見された。
り、攪拌していない液体の底部へ通常は沈降してしまう
他の高密度固体粒子を懸濁状態に保つこともできる。例
えば、ｐＨ９，５の水中で、１５９ Ｎ （１バレル
）当たり３．４０５ｋｇ （７，５１ｂ）のＴＣＭは１
５１！（１ハ゛レル）当たり１８１．６ｇ（４００１ｂ
）の極めて高密度（４，５ｇ／ｃ艷）の重晶石を無期限
に懸濁状態に保つことが発見された。
ＴＣＭＯ増粘剤としての１つの用途は、潤滑油と混合し
て熱安定性潤滑グリースを製造することである。かかる
グリースは、グリースが１００ｓｅｃ−１のずり速度に
於て少なくとも４ Ｐａ・Ｓの見掛は粘度を有するよう
に、グリースの少なくとも０．１重量％の量の十分７Ｌ
Ｔ ＣＭがその中に分散されている潤滑油を含む。特
に断らない限り、本明細書中で示される粘度は、すべて
室温に於て測定した粘度である。驚くべきことには、ベ
ース潤滑油へＴＣＭを添加すると、粘弾性流体力学的（
ｅｌａｓｔｏｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ）潤滑に於て
ベース潤滑油自体よりも低い摩擦抵抗のグリースが得ら
れることがわかった。粘弾性流体力学的（Ｅｌａｓｔｏ
ｈｙｄｒｏ−ｄｙｎａｍｉｃ ）潤滑”とは、２つの相
対する表面が１つの潤滑剤膜で完全にまたは部分的に分
離される歯車、カム、回転素子軸受のような高負荷機械
素子の潤滑を意味する。
て熱安定性潤滑グリースを製造することである。かかる
グリースは、グリースが１００ｓｅｃ−１のずり速度に
於て少なくとも４ Ｐａ・Ｓの見掛は粘度を有するよう
に、グリースの少なくとも０．１重量％の量の十分７Ｌ
Ｔ ＣＭがその中に分散されている潤滑油を含む。特
に断らない限り、本明細書中で示される粘度は、すべて
室温に於て測定した粘度である。驚くべきことには、ベ
ース潤滑油へＴＣＭを添加すると、粘弾性流体力学的（
ｅｌａｓｔｏｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ）潤滑に於て
ベース潤滑油自体よりも低い摩擦抵抗のグリースが得ら
れることがわかった。粘弾性流体力学的（Ｅｌａｓｔｏ
ｈｙｄｒｏ−ｄｙｎａｍｉｃ ）潤滑”とは、２つの相
対する表面が１つの潤滑剤膜で完全にまたは部分的に分
離される歯車、カム、回転素子軸受のような高負荷機械
素子の潤滑を意味する。
さらに、水をゲル化するために十分な量で水に添加され
たＴＣＭは潤滑効果を有する（下の実施例１３参照）。
たＴＣＭは潤滑効果を有する（下の実施例１３参照）。
かかるＴＣＭ含有水ベースゲルは良好な切削用または機
械加工用潤滑剤および（または）高温鍛造または押出用
潤滑剤となり得る。
械加工用潤滑剤および（または）高温鍛造または押出用
潤滑剤となり得る。
シリコーン油を含む多種の潤滑油は、本発明のグリース
中に使用することができる。４０°Ｃに於て２５璽ｍ２
／Ｓ ６５０ｍｍ”／Ｓの範囲の粘度を有する潤滑油
を用いることができる。一般に、グリースの製造には、
４０℃に於て約１００−１３０龍２／’；の粘度の石油
が用いられる。ベース油は天然の石油である必要はなく
、ジエステル油やシリコーン油のような合成油を用いる
ことができる。
中に使用することができる。４０°Ｃに於て２５璽ｍ２
／Ｓ ６５０ｍｍ”／Ｓの範囲の粘度を有する潤滑油
を用いることができる。一般に、グリースの製造には、
４０℃に於て約１００−１３０龍２／’；の粘度の石油
が用いられる。ベース油は天然の石油である必要はなく
、ジエステル油やシリコーン油のような合成油を用いる
ことができる。
ＴＣＭに加えて、リチウム、カルシウム、ナトリウム、
アルミニウム、バリウムの脂肪酸石ケンを含む他の増粘
剤またはゲル化剤を用いることができる。ベントナイト
やヘクトライト型の粘土のような微粉砕粘土粒子も、第
四アンモニウム化合物のような有機物質で被覆した後、
使用することができる。
アルミニウム、バリウムの脂肪酸石ケンを含む他の増粘
剤またはゲル化剤を用いることができる。ベントナイト
やヘクトライト型の粘土のような微粉砕粘土粒子も、第
四アンモニウム化合物のような有機物質で被覆した後、
使用することができる。
本発明のグリースは、耐酸化性を改良するため、および
防銹性を与えるため、および極圧特性を有するグリース
を得るため、化学的添加剤をも含むことができる。例え
ば、酸化防止剤として１−ナフチル（フェニル）アミン
を添加することができる。
防銹性を与えるため、および極圧特性を有するグリース
を得るため、化学的添加剤をも含むことができる。例え
ば、酸化防止剤として１−ナフチル（フェニル）アミン
を添加することができる。
本発明のグリースは、アミン塩、金属スルホン酸塩、シ
クロパラフィン塩のような塩水噴霧腐食防止用添加剤を
含むことができる。
クロパラフィン塩のような塩水噴霧腐食防止用添加剤を
含むことができる。
ＴＣＭは、粘度指数改良剤として好ましくは少なくとも
０．１ｍｆｆ１％の量で、潤滑油中に用いることができ
る。ベース潤滑油は、グリース用に用いるものとして上
で挙げた潤滑油のいずれでもよく、石油、合成炭化水素
油、シリコーン油を含む。本発明の潤滑油は、ＴＣＭに
加えて、障害フェノールおよびアミンを含む酸化防止剤
のような添加剤を含むことができる。本発明の潤滑油は
、アルキルコハク酸型のものを含む中程度極性有機酸の
ような防錆性をも含むことができる。本発明の潤滑油は
、ＴＣＭに加えて、抗摩耗剤、洗剤、分散剤、・ 流動
点降下剤、粘度指数改良剤をも含むことができる。
０．１ｍｆｆ１％の量で、潤滑油中に用いることができ
る。ベース潤滑油は、グリース用に用いるものとして上
で挙げた潤滑油のいずれでもよく、石油、合成炭化水素
油、シリコーン油を含む。本発明の潤滑油は、ＴＣＭに
加えて、障害フェノールおよびアミンを含む酸化防止剤
のような添加剤を含むことができる。本発明の潤滑油は
、アルキルコハク酸型のものを含む中程度極性有機酸の
ような防錆性をも含むことができる。本発明の潤滑油は
、ＴＣＭに加えて、抗摩耗剤、洗剤、分散剤、・ 流動
点降下剤、粘度指数改良剤をも含むことができる。
ＴＣＭのもう１つの重要な用途は掘削流体中に於ける使
用である。掘井操作に於て、掘削流体または泥水は、中
空ドリルストリングを通ってボアホール（ｂｏｒｅ ｈ
ｏｌｅ ）の底部のドリルビットノズル中ヘボンプで送
りこまれる。泥水は、そこからボアホールまたはケーシ
ングとドリルストリングとによって形成される環を通っ
て表面へ送り上げられ、地層切削物（ｆｏｒｍａｔｉｏ
ｎ ｃｕｔｔｉｎｇｓ ）を表面へ運ぶ。掘井に於て、
ドリルビットは、ドリルストリングを回転させることに
よって、あるいはダウンホールモーターでドリルビット
を回転させることによって回転される。掘削流体は、表
面に達した後、地層物質を除去した後、１ ｋｊｉの所
望の性質を得るため添加剤で処理される。処理されたら
、流体はポンプで井中へ送り返され、このサイクルが繰
返される。
用である。掘井操作に於て、掘削流体または泥水は、中
空ドリルストリングを通ってボアホール（ｂｏｒｅ ｈ
ｏｌｅ ）の底部のドリルビットノズル中ヘボンプで送
りこまれる。泥水は、そこからボアホールまたはケーシ
ングとドリルストリングとによって形成される環を通っ
て表面へ送り上げられ、地層切削物（ｆｏｒｍａｔｉｏ
ｎ ｃｕｔｔｉｎｇｓ ）を表面へ運ぶ。掘井に於て、
ドリルビットは、ドリルストリングを回転させることに
よって、あるいはダウンホールモーターでドリルビット
を回転させることによって回転される。掘削流体は、表
面に達した後、地層物質を除去した後、１ ｋｊｉの所
望の性質を得るため添加剤で処理される。処理されたら
、流体はポンプで井中へ送り返され、このサイクルが繰
返される。
掘削流体は、ずり速度が極めて高い掘削ビットでは低粘
度でありかつ地層切削物（ｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｕｔｔ
ｉｎｇｓ ）を運び去るための戻り環（ｒｅｔｕｒｎａ
ｎｎｕｌｕｓ ）中で高粘度であることが望ましい。環
領域中でのすり速度はドリルピントに於けるよりもずっ
と低い。深いボアホールで経験されるようにボアホール
内の温度が３１’−常に高（、Ｙ９２０４．４’Ｃ（４
００’Ｆ）程度である場合には、これらの性質を有する
掘削流体を得るのが困難である。
度でありかつ地層切削物（ｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｕｔｔ
ｉｎｇｓ ）を運び去るための戻り環（ｒｅｔｕｒｎａ
ｎｎｕｌｕｓ ）中で高粘度であることが望ましい。環
領域中でのすり速度はドリルピントに於けるよりもずっ
と低い。深いボアホールで経験されるようにボアホール
内の温度が３１’−常に高（、Ｙ９２０４．４’Ｃ（４
００’Ｆ）程度である場合には、これらの性質を有する
掘削流体を得るのが困難である。
ＴＣＭは掘削流体のための驚くほど有効な添加剤である
。本発明の掘削流体は、（１）掘削流体が少なくとも１
．１ｇ／ｃポ、しばしば少なくとも１．５ｇ／ｃ♂の密
度を有するように十分な加重剤と、（ｉｉ）掘削流体が
ｌ Ｏ００ｓｅｃ−’ のすり速度に於て室温に於て少
なくとも１０ｃｐの粘度を有するように、少なくも０，
１重世％の十分なＴＣＭとがその中に分散されている液
体を含む。Ｔ ＣＭは所望の粘度を有する掘削流体を提
供するだけでなく、高密度物質の懸濁を助ける。水ヘー
スの掘削泥水は、下記の粘度をもつようにＴＣＭで調合
することができる。
。本発明の掘削流体は、（１）掘削流体が少なくとも１
．１ｇ／ｃポ、しばしば少なくとも１．５ｇ／ｃ♂の密
度を有するように十分な加重剤と、（ｉｉ）掘削流体が
ｌ Ｏ００ｓｅｃ−’ のすり速度に於て室温に於て少
なくとも１０ｃｐの粘度を有するように、少なくも０，
１重世％の十分なＴＣＭとがその中に分散されている液
体を含む。Ｔ ＣＭは所望の粘度を有する掘削流体を提
供するだけでなく、高密度物質の懸濁を助ける。水ヘー
スの掘削泥水は、下記の粘度をもつようにＴＣＭで調合
することができる。
１） すり速度が１０．０００５ｅｃ−’ より太き（
な得るドリルビット領域内で１０ｃｐ未満、および２）
すり速度が１０−５００ｓｅｃ−’であることができ
る環領域内で約１００ｃｐ未満。
な得るドリルビット領域内で１０ｃｐ未満、および２）
すり速度が１０−５００ｓｅｃ−’であることができ
る環領域内で約１００ｃｐ未満。
加重剤を懸濁するため、十分なＴＣＭが用いられる。例
えば、重晶石を懸濁させるためには２．２７ｋｇ／９．
３０２５Ｍ（５ｌｂ／ １００ｆｔ２）のゲル強度で十
分である。水ベース泥水中のＴＣＭ（１，８６ｋｇ／
ｌ！ （１５，５ｌｂ／ｇａＡ）の密度を有する〕は
２．２７ｋｇ／９．３０２５ｍ （５ｌｂ／ １００
ｆｔ２）を越えるゲル強度を与える。
えば、重晶石を懸濁させるためには２．２７ｋｇ／９．
３０２５Ｍ（５ｌｂ／ １００ｆｔ２）のゲル強度で十
分である。水ベース泥水中のＴＣＭ（１，８６ｋｇ／
ｌ！ （１５，５ｌｂ／ｇａＡ）の密度を有する〕は
２．２７ｋｇ／９．３０２５ｍ （５ｌｂ／ １００
ｆｔ２）を越えるゲル強度を与える。
ＴＣＭは、液体が（１）淡水、海水、塩水を含む水、（
２）石油ヘースのような炭化水素ベース液体、（３）油
中水型エマルションである場合の掘削流体中で有効であ
る。上記第１表中に示したように、ＴＣＭは、油系と高
濃度の電解質を含む水素を含む水系との両方のための有
効な増粘剤である。その上、はとんどの水ヘース掘削流
体は約９．５−約１２のｐＨを有するアルカリ性である
が、上記第１表に示したデータが示すように、Ｔ ＣＭ
はアルカリ性全容液中で有効である。
２）石油ヘースのような炭化水素ベース液体、（３）油
中水型エマルションである場合の掘削流体中で有効であ
る。上記第１表中に示したように、ＴＣＭは、油系と高
濃度の電解質を含む水素を含む水系との両方のための有
効な増粘剤である。その上、はとんどの水ヘース掘削流
体は約９．５−約１２のｐＨを有するアルカリ性である
が、上記第１表に示したデータが示すように、Ｔ ＣＭ
はアルカリ性全容液中で有効である。
本発明の掘削流体は、地層流体の圧力を越える暴露地層
に対する静水圧を与えるための十分な加重剤を含む。さ
らに、掘削流体柱の静水圧がボアホール中への弱い地層
の崩壊を防ぐように十分な加重剤を掘削流体中に与える
。好ましい高密度化剤は重晶石である。使用できる他の
高密度化剤には、方鉛鉱（ＰｂＳ ） 、天然および合
成赤鉄鉱（Ｆｅ２Ｏ３） 、もｎ鉄鉱（Ｆｅ、Ｏｎ ）
、チタン鉄鉱（ＦｅＴｉ０．、 ）、菱鉄鉱（ＦｅＣ
Ｏ３）、天青石（５ｒＳＯａ ）苦灰石（ｃａＣＯｘ
・ＭｇＣＯｘ ）、および（または）方解石（ｃａＣ０
，）が含まれる。
に対する静水圧を与えるための十分な加重剤を含む。さ
らに、掘削流体柱の静水圧がボアホール中への弱い地層
の崩壊を防ぐように十分な加重剤を掘削流体中に与える
。好ましい高密度化剤は重晶石である。使用できる他の
高密度化剤には、方鉛鉱（ＰｂＳ ） 、天然および合
成赤鉄鉱（Ｆｅ２Ｏ３） 、もｎ鉄鉱（Ｆｅ、Ｏｎ ）
、チタン鉄鉱（ＦｅＴｉ０．、 ）、菱鉄鉱（ＦｅＣ
Ｏ３）、天青石（５ｒＳＯａ ）苦灰石（ｃａＣＯｘ
・ＭｇＣＯｘ ）、および（または）方解石（ｃａＣ０
，）が含まれる。
ＴＣＭに加えて、ヘントナイト、アソタパルジャイト、
存機親和静粘土のような他の増粘剤を用いることができ
る。
存機親和静粘土のような他の増粘剤を用いることができ
る。
粘度を増加しかつ濾過速度を調節するために、殿粉、グ
アーガム、ナトリウム力ルボキシメチルセルロース、キ
サンタンガムなどの有機ポリマーを用いることができる
。ある場合には、リグノスルホン酸塩のような減粘剤を
用いることができる。
アーガム、ナトリウム力ルボキシメチルセルロース、キ
サンタンガムなどの有機ポリマーを用いることができる
。ある場合には、リグノスルホン酸塩のような減粘剤を
用いることができる。
上述したように、水ヘース掘削流体は、正しく機能しか
つ腐食を少なくするために、一般にアルカリ性ｐＨに保
たれる。この目的のために、水酸化ナトリウムまたは石
灰または酸化マグネシウムを用いることができる。
つ腐食を少なくするために、一般にアルカリ性ｐＨに保
たれる。この目的のために、水酸化ナトリウムまたは石
灰または酸化マグネシウムを用いることができる。
掘削流体は、ベース液体が油中水型エマルションである
場合、界面活性剤を含む可能性がある。
場合、界面活性剤を含む可能性がある。
ＴＣＭと加重剤（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ ａｇｅｎｔｓ
）と他の添加剤とは、ドライ混合物として提供すること
ができ、あるいは後で液体中に所望の濃度に分散させて
掘削泥水にするだめの高濃度で液体中に分散された混合
物であることができる。
）と他の添加剤とは、ドライ混合物として提供すること
ができ、あるいは後で液体中に所望の濃度に分散させて
掘削泥水にするだめの高濃度で液体中に分散された混合
物であることができる。
実施例
本発明のこれらの特徴および他の特徴を、以下、実施例
によって示す。
によって示す。
実施例１
本実施例は、ＴＣＭの少量を製造するための固定相製造
法に於て、鉄含有微粒子層の厚さが生成する生成物の嵩
密度に影否を与えることを示す。
法に於て、鉄含有微粒子層の厚さが生成する生成物の嵩
密度に影否を与えることを示す。
使用した触媒は０．５μｍの数平均粒子径を有する酸化
鉄粉末（Ｆｅ２０ｔ ）である。この酸化鉄粉末を、直
径７．６２ｃｍ （３ｉｎ ） 、長さ０．９１５ｍ（
３ｆｔ）の水平石英反応管の底上に一様に広げた。
鉄粉末（Ｆｅ２０ｔ ）である。この酸化鉄粉末を、直
径７．６２ｃｍ （３ｉｎ ） 、長さ０．９１５ｍ（
３ｆｔ）の水平石英反応管の底上に一様に広げた。
触媒は、管の２２．８６ ｃｍ上にだけ広げた。この反
応管を、長さ約４５．７２ｃｍの一様な高温ゾーンを存
するリントハーグ（Ｌｉｎｄｂｕｒｇ）炉中に、酸化鉄
粉末の全部が一様な高温ゾーン内にあるように入れた。
応管を、長さ約４５．７２ｃｍの一様な高温ゾーンを存
するリントハーグ（Ｌｉｎｄｂｕｒｇ）炉中に、酸化鉄
粉末の全部が一様な高温ゾーン内にあるように入れた。
この反応管中へ、一端から、反応管温度に予熱された、
Ｈ化炭素５０％と水素５０％とからなる供給ガスを導
入し、酸化鉄粉末上を通過させた後、反応管の他端から
送り出した。ガスの流速は０．３３５標卓１／分であっ
た。２４時間ｗＥ続した実験過程中、酸化鉄粉末の温度
を４２７−４４１℃に調節した。
Ｈ化炭素５０％と水素５０％とからなる供給ガスを導
入し、酸化鉄粉末上を通過させた後、反応管の他端から
送り出した。ガスの流速は０．３３５標卓１／分であっ
た。２４時間ｗＥ続した実験過程中、酸化鉄粉末の温度
を４２７−４４１℃に調節した。
２４時間後、得られた繊維状炭素塊を回収した。
触媒粉末層の厚さを変えて３回の実験を行った。
３実験の結果を第２表に示す。これらの結果は、約０．
１ ｇ ／ｃｎ１未満の嵩密度を有する繊維状炭素質物
質を得るためには、触媒粉末層の厚さが約０．０１ｇＦ
ｅ／ｃＩ１１未満であることが必要であることを示して
いる。
１ ｇ ／ｃｎ１未満の嵩密度を有する繊維状炭素質物
質を得るためには、触媒粉末層の厚さが約０．０１ｇＦ
ｅ／ｃＩ１１未満であることが必要であることを示して
いる。
１ ０．００２６ ９７．６ ０．
０４４２ ０．００４３ ９８．５
０．０８６３ ０．０１２４ ９７．８
０．１１μ缶例２ 本実施例は、Ｔ ＣＭ製造のためのＴＣＭと酸化鉄微粒
子とのブレンドの使用の有効性を示す。
０４４２ ０．００４３ ９８．５
０．０８６３ ０．０１２４ ９７．８
０．１１μ缶例２ 本実施例は、Ｔ ＣＭ製造のためのＴＣＭと酸化鉄微粒
子とのブレンドの使用の有効性を示す。
本実施例では、実施例１で用いたと同じ方法を用いた。
ただし、０．７８２ｇの酸化鉄粉末を予め製造したＴＣ
Ｍ３．１２８とトライブレンディングした。得られた混
合物は２０重量％の酸化鉄粉末と予め製造したＴＣＭ中
にあった他の鉄約２重量％とを含んでいた。このブレン
ドを、実施例１で用いたと同し反応管中で、同じ炉、同
じ供給ガス、同しガス流速、同じ温度で用いた。
Ｍ３．１２８とトライブレンディングした。得られた混
合物は２０重量％の酸化鉄粉末と予め製造したＴＣＭ中
にあった他の鉄約２重量％とを含んでいた。このブレン
ドを、実施例１で用いたと同し反応管中で、同じ炉、同
じ供給ガス、同しガス流速、同じ温度で用いた。
２４時間後、反応管中に存在する物質を回収した。回収
物質は２３．９ ｇであり、９７．５重量％の炭素を含
んでいた。この物質の嵩密度は０．０３０ｇ ／ ｃｎ
ｔであり、その表面積は１３８ｍ／ｇであった。
物質は２３．９ ｇであり、９７．５重量％の炭素を含
んでいた。この物質の嵩密度は０．０３０ｇ ／ ｃｎ
ｔであり、その表面積は１３８ｍ／ｇであった。
平均炭素析出速度は１．５４ｇ炭素／時／ｇ鉄であり、
入口ガス中にあった（一酸化炭素として）炭素の１５．
６％が繊維状炭素として析出した。
入口ガス中にあった（一酸化炭素として）炭素の１５．
６％が繊維状炭素として析出した。
実施例３
実施例２の換作を繰返した。ただし、ブレンドは酸化鉄
↓シ）末５０重量％と予め製造したＴＣＭ５０重量％と
を含んでいた。実験を１９．２時間行い、温度を４２１
−４２８°Ｃに調節した。生成したＴＣＭの最終炭素含
量は９６重足置であり、その嵩密度は０．０２７ ｇ／
ｃＩＩ！、表面積は１２２ｒｒｆ／ｇ、数平均繊維直径
は０．１２μｍであった。
↓シ）末５０重量％と予め製造したＴＣＭ５０重量％と
を含んでいた。実験を１９．２時間行い、温度を４２１
−４２８°Ｃに調節した。生成したＴＣＭの最終炭素含
量は９６重足置であり、その嵩密度は０．０２７ ｇ／
ｃＩＩ！、表面積は１２２ｒｒｆ／ｇ、数平均繊維直径
は０．１２μｍであった。
実施例４
実施例２の操作を繰返した。ただし、温度は、４２７−
４４１℃ではなく、４５５−４７．０°Ｃであった。生
成したＴＣＭは９８．３％の炭素を含み、０．１ｇ／Ｃ
ｎｔの嵩密度を有していた。平均炭素析出速度は２．２
４ ｇ炭素７待／ｇ鉄であった。
４４１℃ではなく、４５５−４７．０°Ｃであった。生
成したＴＣＭは９８．３％の炭素を含み、０．１ｇ／Ｃ
ｎｔの嵩密度を有していた。平均炭素析出速度は２．２
４ ｇ炭素７待／ｇ鉄であった。
本実施例は、５００℃に近い反応温度では、ＴＣＭの嵩
密度が所望値、すなわち約０．１ｇ／ＬＪｌよりも高く
なり始めることを示す。本実施例の結果と実施例２の結
果とを比べると、平均温度を約３０℃上げると３倍以上
高い嵩密度を有する生成物が得られることがわかる。
密度が所望値、すなわち約０．１ｇ／ＬＪｌよりも高く
なり始めることを示す。本実施例の結果と実施例２の結
果とを比べると、平均温度を約３０℃上げると３倍以上
高い嵩密度を有する生成物が得られることがわかる。
実施例５
本実施例は、炭素繊維の成長を制限すると生成した生成
物の嵩密度が増加することを示す。
物の嵩密度が増加することを示す。
本実施例では、実施例２と同じ操作を用いた。
ただし、ＴＣＭと酸化鉄粉末とのブレンドを、両端を閉
じた直径２．５４■（１“）、長さ３０．４８ｃｍ（１
２″）の円筒形石英製身中に装填した。この舟を、実施
例１で記載した７、 ６２ ｃｒｎ水平反応管中へ入れ
た。かくして、成長しつつある炭素塊は１方向のみすな
わち上方へのみ膨張することができた。
じた直径２．５４■（１“）、長さ３０．４８ｃｍ（１
２″）の円筒形石英製身中に装填した。この舟を、実施
例１で記載した７、 ６２ ｃｒｎ水平反応管中へ入れ
た。かくして、成長しつつある炭素塊は１方向のみすな
わち上方へのみ膨張することができた。
最終生成物は９７．６重量％の炭素を含み、物質が自由
に膨張した実施例２で生成した生成物の嵩密度の２倍以
上である０、 ０７２ ｇ／ｃｍ３の嵩密度を有してい
た。
に膨張した実施例２で生成した生成物の嵩密度の２倍以
上である０、 ０７２ ｇ／ｃｍ３の嵩密度を有してい
た。
実施例６
本実施例は、増加した触媒粒径が生成するＴＣＭの嵩密
度に及ぼす影響を示す。
度に及ぼす影響を示す。
実施例２の操作を繰返した。ただし、０．５μｍの酸化
鉄触媒の代わりに平均粒径約５μｍのカルボニル鉄粉末
を用いた。カルボニル鉄粉末は、ブレンドが２０重量％
の鉄を含むのに十分な世で、予め製造されたＴＣＭとト
ライブレンディングされた。実験中、温度は４３２−４
４４°Ｃの範囲に保たれた。最終生成物は９６．６重量
％の炭素を含み、実施例２の嵩密度より約１５０％大き
い０．０７８ｇ ／ ｃ＋１の嵩密度を有していた。
鉄触媒の代わりに平均粒径約５μｍのカルボニル鉄粉末
を用いた。カルボニル鉄粉末は、ブレンドが２０重量％
の鉄を含むのに十分な世で、予め製造されたＴＣＭとト
ライブレンディングされた。実験中、温度は４３２−４
４４°Ｃの範囲に保たれた。最終生成物は９６．６重量
％の炭素を含み、実施例２の嵩密度より約１５０％大き
い０．０７８ｇ ／ ｃ＋１の嵩密度を有していた。
犬ｊｆＨ（（引り
本実施例は、ＴＣＭが酸性および塩基性の両方の溶？＆
中で増粘剤として有効であることおよび煙霧状シリカよ
りも有効な増粘剤であることを示す。
中で増粘剤として有効であることおよび煙霧状シリカよ
りも有効な増粘剤であることを示す。
蒸留水に硫酸または水酸化ナトリウムの添加によって標
準水溶液をつくって、ｐＨ１２，９，５，３，０の溶液
を得た。ｐＨ値の測定は、コーニング（ｃｏｒｎｉｎｇ
） Ｌ ２型リサーチｐ）ｌメーターで行った。
準水溶液をつくって、ｐＨ１２，９，５，３，０の溶液
を得た。ｐＨ値の測定は、コーニング（ｃｏｒｎｉｎｇ
） Ｌ ２型リサーチｐ）ｌメーターで行った。
各溶液の５ Ｑｍｊ！試料に、ＴＣＭと鉄含有触媒との
ブレンドを用いて固定床製造法で製造したＴＣＭ２、６
３ ｇを添加した。各溶液に添加したＴＣＭは、０．０
３１ｇ／ｃｎｌの嵩密度、１１７ポ／ｇの表面積、１０
を越える繊維長対直径比、２．７重量％の鉄含量を有し
ていた。混合物をワーリング混合機中で１分間混合し、
ガラスびん中に封入し、ペイントローラーで１６時間回
転させた後、物質の有効粘度を、ブルックフィールド（
Ｂｒｏｏｋｆ １ｅｌｄ）粘度計を用いてすり速度の関
数として測定した。プル・ツクフィールド粘度計に於て
は、回転ボブと静置とのコツプとの間の狭い環中に被測
定溶液を入れる。
ブレンドを用いて固定床製造法で製造したＴＣＭ２、６
３ ｇを添加した。各溶液に添加したＴＣＭは、０．０
３１ｇ／ｃｎｌの嵩密度、１１７ポ／ｇの表面積、１０
を越える繊維長対直径比、２．７重量％の鉄含量を有し
ていた。混合物をワーリング混合機中で１分間混合し、
ガラスびん中に封入し、ペイントローラーで１６時間回
転させた後、物質の有効粘度を、ブルックフィールド（
Ｂｒｏｏｋｆ １ｅｌｄ）粘度計を用いてすり速度の関
数として測定した。プル・ツクフィールド粘度計に於て
は、回転ボブと静置とのコツプとの間の狭い環中に被測
定溶液を入れる。
ボブを一定回転速度に保つのに所要なすり力（または速
度）を直接測定することができ、ずり力測定とボブの回
転速度と系の幾何構造とから有効粘度が算出される。
度）を直接測定することができ、ずり力測定とボブの回
転速度と系の幾何構造とから有効粘度が算出される。
第３図は、３種の試料混合物のすり速度の関数としての
有効粘度を示す。比較のため、Ｍ−５等級キャブ・オ・
シル（ｃａｂ−０−５ｉｌ ＴＭ）煙霧状シリカ５重量
％を含む同じ溶液の粘度を、３つのｐＨ値のおのおのに
於てかつすり速度５ｓｅｃ−’で示される。
有効粘度を示す。比較のため、Ｍ−５等級キャブ・オ・
シル（ｃａｂ−０−５ｉｌ ＴＭ）煙霧状シリカ５重量
％を含む同じ溶液の粘度を、３つのｐＨ値のおのおのに
於てかつすり速度５ｓｅｃ−’で示される。
これらの測定の典型的な再現性（±２５％）以内で、ｐ
Ｈは明らかにＴＣＭの増粘効果に影響がなかった。逆に
、煙霧状シリカ物質では、１２という高いｐＨ値に於て
、煙霧状シリカは５重量％レベルで溶液の増粘を全く与
えないという点で極めて強い影響がある。
Ｈは明らかにＴＣＭの増粘効果に影響がなかった。逆に
、煙霧状シリカ物質では、１２という高いｐＨ値に於て
、煙霧状シリカは５重量％レベルで溶液の増粘を全く与
えないという点で極めて強い影響がある。
炭素またはシリカが添加されない水溶液の粘度は約１ｃ
ｐであった。
ｐであった。
第３表中のデータは、′Ｔ’ ＣＭが５重量％の濃度で
水溶液を劇的に増粘することを示している。酸性溶液で
は、ＴＣＭは煙霧状シリカより１０倍有効であるが、塩
基性溶液では煙霧状シリカよりも２−３桁の大きさだけ
より有効である。さらに・ＴＣＭでは、０．５５ｅｃ−
’の比較的緩慢なすり速度に於ける有効粘度が９３ｓｅ
ｃ−１のずり速度に於ける粘度より約４０倍高いという
点で、顕著なすり減粘効果がある。
水溶液を劇的に増粘することを示している。酸性溶液で
は、ＴＣＭは煙霧状シリカより１０倍有効であるが、塩
基性溶液では煙霧状シリカよりも２−３桁の大きさだけ
より有効である。さらに・ＴＣＭでは、０．５５ｅｃ−
’の比較的緩慢なすり速度に於ける有効粘度が９３ｓｅ
ｃ−１のずり速度に於ける粘度より約４０倍高いという
点で、顕著なすり減粘効果がある。
大ＪＩ生１
本実施例は、鉱油の粘度に及ぼずＴＣＭの効果が時間と
共にあまり変化しないことを示す。
共にあまり変化しないことを示す。
２２°Ｃに於て１５０ｃｐの粘度をもつ鉱油５０ｍ６に
１．５５ ｇの量のＴＣＭを）会加した。用いたＴＣＭ
は実施例７で用いたものと同じである。この混合物をワ
ーリング混合機で１分間混合した。
１．５５ ｇの量のＴＣＭを）会加した。用いたＴＣＭ
は実施例７で用いたものと同じである。この混合物をワ
ーリング混合機で１分間混合した。
この混合物をブルックフィールド粘度計に入れ、その有
効粘度を１０１００ＲＰずり速度９３ｓｅｃ−’ ）で
測定した。粘度計のスイッチを切り、試料を１０秒間静
置した。次に２．３ｓｅｃ−’ （２，５Ｐ Ｐ Ｍ）
のすり速度で粘度の読みをとった。再びモーターのスイ
ッチを切り、今回は１０分間静置後、２．５ＰＰＭ粘度
測定を繰返した。次に、２０分間モーターを切り、２．
５ Ｐ Ｐ Ｍ測定を繰返し、次に再び３０分間後、２
．５ Ｐ Ｐ Ｍ測定を繰返した。結果は第４表に示し
である。
効粘度を１０１００ＲＰずり速度９３ｓｅｃ−’ ）で
測定した。粘度計のスイッチを切り、試料を１０秒間静
置した。次に２．３ｓｅｃ−’ （２，５Ｐ Ｐ Ｍ）
のすり速度で粘度の読みをとった。再びモーターのスイ
ッチを切り、今回は１０分間静置後、２．５ＰＰＭ粘度
測定を繰返した。次に、２０分間モーターを切り、２．
５ Ｐ Ｐ Ｍ測定を繰返し、次に再び３０分間後、２
．５ Ｐ Ｐ Ｍ測定を繰返した。結果は第４表に示し
である。
第４表中に示したデータは、１０秒−３０分の時間枠内
で、ＴＣＭ含有鉱油の低すり速度に於ける粘度が、測定
と測定との間の停滞時間が増してもあまり変化しないこ
とを示している。
で、ＴＣＭ含有鉱油の低すり速度に於ける粘度が、測定
と測定との間の停滞時間が増してもあまり変化しないこ
とを示している。
第 ４ 表
０．１６６ ２．５ ２．３ １２２０１０ ２．５
２．３ １２４０ ２０ ２．５ ２．３ １３００ ３０ ２．５ ２．３ １３００ 実施例９ 本実施例は、ＴＣＭの軽質鉱油の増粘剤としての有効性
を示す。
２．３ １２４０ ２０ ２．５ ２．３ １３００ ３０ ２．５ ２．３ １３００ 実施例９ 本実施例は、ＴＣＭの軽質鉱油の増粘剤としての有効性
を示す。
実施例７のＴＣＭと同じ性質を有するＴＣＭを、軽質鉱
油へ５重量％の量で添加した。この混合物をワーリング
混合機で１分間混合した後、ブルックフィールド粘度計
で、２２℃、７０℃、８５℃の温度に於て、すり速度の
関数として粘度測定を行った。純粋の鉱油（すなわちＴ
ＣＭを添加していない鉱油）の粘度測定も２２℃、７０
℃で行った。結果は第４図に示しである。
油へ５重量％の量で添加した。この混合物をワーリング
混合機で１分間混合した後、ブルックフィールド粘度計
で、２２℃、７０℃、８５℃の温度に於て、すり速度の
関数として粘度測定を行った。純粋の鉱油（すなわちＴ
ＣＭを添加していない鉱油）の粘度測定も２２℃、７０
℃で行った。結果は第４図に示しである。
第４図に示した結果は、低ずり速度に於て、ＴＣＭ−鉱
油混合物の粘度はベース鉱油自体よりも温度依存性がず
っと低いことを示している。しかし、高ずり速度に於て
は、温度依存性はベース鉱油の温度依存性に近づく。第
８図は、鉱油／ＴＣＭブレンドの粘度が、実施例７記載
の水性ブレンドと同様、測定した３つの温度のすべてに
於て高度にすり減粘性であることを示している。ベース
鉱油はニュートン流体として挙動し、粘度のすり速度依
存性を示さない。
油混合物の粘度はベース鉱油自体よりも温度依存性がず
っと低いことを示している。しかし、高ずり速度に於て
は、温度依存性はベース鉱油の温度依存性に近づく。第
８図は、鉱油／ＴＣＭブレンドの粘度が、実施例７記載
の水性ブレンドと同様、測定した３つの温度のすべてに
於て高度にすり減粘性であることを示している。ベース
鉱油はニュートン流体として挙動し、粘度のすり速度依
存性を示さない。
大旌開上立
本実施例は、油ベースおよび水ベース泥水の両方のため
の増粘剤としてのＴＣＭの熱安定性を示す。本実施例は
、ＴＣＭが油ベース系および水ヘース系の両系に於て高
密度物質の懸濁に有効であることも示す。
の増粘剤としてのＴＣＭの熱安定性を示す。本実施例は
、ＴＣＭが油ベース系および水ヘース系の両系に於て高
密度物質の懸濁に有効であることも示す。
＃２ディーゼル油２５８ｍ６に、−３２５メソシュ重晶
石（硫酸バリウム）４００ｇとＴＣＭ６．２ｇとを加え
た。水へは、（１１１，１４２ｋｇ／ １（４００ｆｆ
ｂ／ｂａｒｒｅｌ）の■の重晶石、あるいは（２）１重
量％の量のＴ ＣＭ、あるいは（３１１，１４２ｋｇ／
Ｅ （４００Ａｂ／ｂａｒｒｅｌ）の量の重晶石と１
重量％の量のＴＣＭ、あるいはｆ４１１．１４２ ｋｇ
／ （１（４００／！ ｂ／ｂａｒｒｅｌ）の量の重晶
石と３重量％の量のＴＣＭのいずれかを添加した。これ
らの混合物をワーリング混合機中で１分間混合した後、
混合物の有効粘度を、ファン（Ｆａｎｎ） ２９−Ｂ型
粘度計を用い、室温に於てすり速度の関数として測定し
た。ファン粘度計は前実施例で使用したブルックフィー
ルド粘度計によく似ているが、もっと広いすり速度範囲
（５−１２７７ｓｅｃ”’）をカバーすることができる
。
石（硫酸バリウム）４００ｇとＴＣＭ６．２ｇとを加え
た。水へは、（１１１，１４２ｋｇ／ １（４００ｆｆ
ｂ／ｂａｒｒｅｌ）の■の重晶石、あるいは（２）１重
量％の量のＴ ＣＭ、あるいは（３１１，１４２ｋｇ／
Ｅ （４００Ａｂ／ｂａｒｒｅｌ）の量の重晶石と１
重量％の量のＴＣＭ、あるいはｆ４１１．１４２ ｋｇ
／ （１（４００／！ ｂ／ｂａｒｒｅｌ）の量の重晶
石と３重量％の量のＴＣＭのいずれかを添加した。これ
らの混合物をワーリング混合機中で１分間混合した後、
混合物の有効粘度を、ファン（Ｆａｎｎ） ２９−Ｂ型
粘度計を用い、室温に於てすり速度の関数として測定し
た。ファン粘度計は前実施例で使用したブルックフィー
ルド粘度計によく似ているが、もっと広いすり速度範囲
（５−１２７７ｓｅｃ”’）をカバーすることができる
。
試料について最初の粘度対すり速度測定を行った後、試
料を銅製シリンダーに入れ、次に密閉した。この密閉シ
リンダーを、次に、回転装置付きオーブンに入れ、オー
ブン内でシリンダーと試料が回転できるようにした。試
料を、初め、１４８．９’Ｃ（３００°Ｆ）に加熱した
後、オーブン内で、試料を１４８．９℃（３００°Ｆ）
に保ちながら７２時間回転させた。この熱的エージング
後、シリンダーと試料を室温に冷却し、試料をシリンダ
ーから出し、試料の粘度を、再びすり速度の関数として
測定した。
料を銅製シリンダーに入れ、次に密閉した。この密閉シ
リンダーを、次に、回転装置付きオーブンに入れ、オー
ブン内でシリンダーと試料が回転できるようにした。試
料を、初め、１４８．９’Ｃ（３００°Ｆ）に加熱した
後、オーブン内で、試料を１４８．９℃（３００°Ｆ）
に保ちながら７２時間回転させた。この熱的エージング
後、シリンダーと試料を室温に冷却し、試料をシリンダ
ーから出し、試料の粘度を、再びすり速度の関数として
測定した。
第５表は、１４８．９℃（３００’Ｆ、）熱暴露７２時
間後のエージングした油ベース試料および未エージング
油ベース試料の最初の粘度対すり速度データを比較した
ものである。第８図はエージングした水ベース試料の粘
度対すり速度を示す。
間後のエージングした油ベース試料および未エージング
油ベース試料の最初の粘度対すり速度データを比較した
ものである。第８図はエージングした水ベース試料の粘
度対すり速度を示す。
エージングした油ベース試料は、特に低すり速度に於て
、最初に調製した試料より僅かに高い粘度をもつことを
示している。第８図は、水の粘度の増加に於ける重晶石
とＴＣＭとの相乗効果を示している。２倍以下の程度の
有効粘度の変化は比較的小さいと解釈されるべきである
。
、最初に調製した試料より僅かに高い粘度をもつことを
示している。第８図は、水の粘度の増加に於ける重晶石
とＴＣＭとの相乗効果を示している。２倍以下の程度の
有効粘度の変化は比較的小さいと解釈されるべきである
。
第５表
１５ ２６ ．１９００
２６００実施例１１ 本実施例は、ＴＣＭが増粘剤として有効であるためには
、約０．１． ｇ ／ ｃｉ未尚の嵩密度を有すること
が重要であることを示す。
２６００実施例１１ 本実施例は、ＴＣＭが増粘剤として有効であるためには
、約０．１． ｇ ／ ｃｉ未尚の嵩密度を有すること
が重要であることを示す。
すべてが鉄ベース触媒を用いて一酸化炭素含有ガスから
の析出によって製造された繊維状炭素の４種の異なる試
料ハツチを製造した。試料は、すべて鉄含量が低く（２
，５−４，３％の範囲）、４種の異なる嵩密度と付随す
る表面積とを得る方法で製造された。試料ＡおよびＢは
固定床で製造され、試料ＣおよびＤは・流動床で製造さ
れた。比較のため、第５番目の試料バッチ、市販のファ
ストエクストルージョンファーネス（Ｆａｓｔ Ｅｘｔ
ｒｕｓｉｏｎＦｕｒｎａｃｅ （ＦＥＦ） ）カーボン
ブラックを用いた。
の析出によって製造された繊維状炭素の４種の異なる試
料ハツチを製造した。試料は、すべて鉄含量が低く（２
，５−４，３％の範囲）、４種の異なる嵩密度と付随す
る表面積とを得る方法で製造された。試料ＡおよびＢは
固定床で製造され、試料ＣおよびＤは・流動床で製造さ
れた。比較のため、第５番目の試料バッチ、市販のファ
ストエクストルージョンファーネス（Ｆａｓｔ Ｅｘｔ
ｒｕｓｉｏｎＦｕｒｎａｃｅ （ＦＥＦ） ）カーボン
ブラックを用いた。
各炭素バッチとｐＨ９，５の水との混合物を、３％、５
％、７％の炭素濃度で調製した。各試料をワーリング混
合機中で１分間混合し、ガラスジャー中に密閉し、ペイ
ントミキサーローラーで１６時間回転させた。次に、試
料の粘度を、ブルックフィールド粘度計で、すり速度の
関数として測定した。
％、７％の炭素濃度で調製した。各試料をワーリング混
合機中で１分間混合し、ガラスジャー中に密閉し、ペイ
ントミキサーローラーで１６時間回転させた。次に、試
料の粘度を、ブルックフィールド粘度計で、すり速度の
関数として測定した。
試料混合物の同一マトリツクスをも、ｐＨ９，５の水の
代わりに鉱油をベース液体として用いて調製した。試料
は、水性混合物と同じ方法で調製し、ブルックフィール
ド粘度計で粘度対すり速度測定を行った。
代わりに鉱油をベース液体として用いて調製した。試料
は、水性混合物と同じ方法で調製し、ブルックフィール
ド粘度計で粘度対すり速度測定を行った。
第６表および第７表は、４種の繊維状炭素およびＦＥＦ
カーボンブラックについて、２５ｓｅｃ−１のずり速度
に於ける鉱油および水のそれぞれの粘度を示す。第５表
および第６表から明らかなように、低嵩密度の繊維状炭
素（試料ＡおよびＢ、嵩密度それぞれ０．０３１および
０．０５０）は、高嵩密度の繊維状炭素（試料Ｃおよび
Ｄ）またはＦＥＦカーボンブランクのいずれよりも粘度
増加に有効であった。この効果は、高い炭素濃度および
低いすり速度に於て最も題著である。第６図は混合物の
粘度対炭素含量のプロットを示す。第７図は、鉱油中５
％炭素試料について５ｓｅｃ−１のずり速度に於ける粘
度対物質表面積のプロットを示す。これらの図は、最高
表面積（高嵩密度）試料りが低表面積、低嵩密度試料Ａ
およびＢよりも増粘剤としての有効性が２６倍も低いこ
とを示している。
カーボンブラックについて、２５ｓｅｃ−１のずり速度
に於ける鉱油および水のそれぞれの粘度を示す。第５表
および第６表から明らかなように、低嵩密度の繊維状炭
素（試料ＡおよびＢ、嵩密度それぞれ０．０３１および
０．０５０）は、高嵩密度の繊維状炭素（試料Ｃおよび
Ｄ）またはＦＥＦカーボンブランクのいずれよりも粘度
増加に有効であった。この効果は、高い炭素濃度および
低いすり速度に於て最も題著である。第６図は混合物の
粘度対炭素含量のプロットを示す。第７図は、鉱油中５
％炭素試料について５ｓｅｃ−１のずり速度に於ける粘
度対物質表面積のプロットを示す。これらの図は、最高
表面積（高嵩密度）試料りが低表面積、低嵩密度試料Ａ
およびＢよりも増粘剤としての有効性が２６倍も低いこ
とを示している。
第６図は、粘度が、高表面積物質またはＦＥＦカーボン
ブランクの場合よりも低表面積物質の場合に鉱油中の炭
素含量の増加と共にＤ速に増加することを示している。
ブランクの場合よりも低表面積物質の場合に鉱油中の炭
素含量の増加と共にＤ速に増加することを示している。
第７図は、鉱油中５％炭素のずり減粘効果が、高嵩密度
炭素よりも低嵩密度炭素の方がずっと顕著であることを
示してし）る。１−なわち、ＴＣＭでは高高密度炭素よ
りもすり速度増加による有効粘度の減少がずっと速やか
である。
炭素よりも低嵩密度炭素の方がずっと顕著であることを
示してし）る。１−なわち、ＴＣＭでは高高密度炭素よ
りもすり速度増加による有効粘度の減少がずっと速やか
である。
この性質のために、本発明の超低嵩密度物質がグリース
の有効な添加剤となるのである。
の有効な添加剤となるのである。
第６表
２５ｓｅｃ−１のずり速度に
於ける有効粘度（鉱油）
Ａ １１７ ０．０３１ ４８５ ２６
６２ ＞１００００Ｂ １２９ ０．０５０
７３８ ２６８５ ＞１００００Ｃ１９２０
，１５２８３３２５６０４ Ｄ ２４７ ０．２５ ２１０ ２５４
３０１ブラツク 第 ７ 表 ２５ｓｅｃ−’のずり速度に 於ける有効粘度（ｐＨ９，５水） Ａ １１７ ０．０３１ １１１ ５８
１ ２０９３Ｂ １２９ ０．０５０
２０２ ７４７ ２７０５ＣＩ９２ ０．１５
１４ ４９ ７９Ｄ ２４７
０．２５ ２ １０ 一実施例１２ 本実施例は、ＴＣＭの鉄含量を約５重量％未満に保つこ
との重要性を示す。
６２ ＞１００００Ｂ １２９ ０．０５０
７３８ ２６８５ ＞１００００Ｃ１９２０
，１５２８３３２５６０４ Ｄ ２４７ ０．２５ ２１０ ２５４
３０１ブラツク 第 ７ 表 ２５ｓｅｃ−’のずり速度に 於ける有効粘度（ｐＨ９，５水） Ａ １１７ ０．０３１ １１１ ５８
１ ２０９３Ｂ １２９ ０．０５０
２０２ ７４７ ２７０５ＣＩ９２ ０．１５
１４ ４９ ７９Ｄ ２４７
０．２５ ２ １０ 一実施例１２ 本実施例は、ＴＣＭの鉄含量を約５重量％未満に保つこ
との重要性を示す。
固定床中の鉄触媒上で一酸化炭素含有ガス流からの析出
によって繊維状炭素物質の試料を製造した。物質の最終
鉄含量は１０．２重量％であり、その嵩密度は０．０５
０ｇ／ｍ７！、表面積は１２２ｍ／ｇであった。鉄含量
が２．６重世％、嵩密度が０．０５０ｇ／ｃれ表面積が
１２９ポ／ｇの第２の繊維状炭素物質試料も固定床で製
造した。
によって繊維状炭素物質の試料を製造した。物質の最終
鉄含量は１０．２重量％であり、その嵩密度は０．０５
０ｇ／ｍ７！、表面積は１２２ｍ／ｇであった。鉄含量
が２．６重世％、嵩密度が０．０５０ｇ／ｃれ表面積が
１２９ポ／ｇの第２の繊維状炭素物質試料も固定床で製
造した。
各繊維状炭素試料を鉱油と混合し、ワーリング混合機中
で１分間混合した。鉱油／炭素混合物は３重量％の繊維
状炭素を含んでいた。各混合物について、ブルックフィ
ールド粘度計を用い、室温に於て粘度対ずり速度測定を
行った。
で１分間混合した。鉱油／炭素混合物は３重量％の繊維
状炭素を含んでいた。各混合物について、ブルックフィ
ールド粘度計を用い、室温に於て粘度対ずり速度測定を
行った。
第８表は、２種の炭素／鉱油混合物の粘度対ずり速度結
果を比較して示す。両試料間の唯１つの有意な差異は炭
素の鉄含量（および推測によればそれぞれの関連した繊
維長）である。低い鉄含量（長い繊維長）を有する炭素
試料の方が、高い鉄含量物質よりも鉱油の増粘に顕著に
有効であることは明らかである。この効果は低すり速度
に於て最も顕著であり、両物質問の差異はすり速度が増
すにつれて減少した。
果を比較して示す。両試料間の唯１つの有意な差異は炭
素の鉄含量（および推測によればそれぞれの関連した繊
維長）である。低い鉄含量（長い繊維長）を有する炭素
試料の方が、高い鉄含量物質よりも鉱油の増粘に顕著に
有効であることは明らかである。この効果は低すり速度
に於て最も顕著であり、両物質問の差異はすり速度が増
すにつれて減少した。
大飾例１３
３つの試料のグリースとしての有効性の試験を行った。
第１試料はベース油、第２試料はベース油と８．５重量
％のＴＣＭとからなるグリース、第３試料は８．５重量
％のＴＣＭを含む水であった。
％のＴＣＭとからなるグリース、第３試料は８．５重量
％のＴＣＭを含む水であった。
これらの試料のグリースとしての有効性は、クラウンロ
ーラーを高圧で平坦な円板に対して接触させる装置で試
験した。０．７６ＧＰａおよび１． ＯＧＰａの圧力に
於けるクラウンローラーの種々の速度に対する試料の摩
擦係数を第９表に示す。第９表に示した結果は、あらゆ
る条件下で、ＴＣＭ−油グリースの摩擦係数は油自体の
摩擦係数より低いことを示している。
ーラーを高圧で平坦な円板に対して接触させる装置で試
験した。０．７６ＧＰａおよび１． ＯＧＰａの圧力に
於けるクラウンローラーの種々の速度に対する試料の摩
擦係数を第９表に示す。第９表に示した結果は、あらゆ
る条件下で、ＴＣＭ−油グリースの摩擦係数は油自体の
摩擦係数より低いことを示している。
第 ８ 表
炭素がそれぞれ２．６％の鉄および
１０．２％の鉄を含む場合の２種の
炭素／鉱油試料の粘度対ずり速度測定
０．５ ０．５ ８０００ １
１００１．０ ０．９ ４６００
７５０２．５ ２．３ ２４２０
４８０５．０ ４．７ １５
７０ ４００１０．０ ９．３
１０９０ ３７０２０．０ １８．
６ ８１２ ３２５５０．０
４６．５ ５９０ ２４４１００
．０ ９３．０ ４９１ ２８
２第 ９ 表 重版ベース油およびベース油でつくった低密度炭素グリ
ースおよび水でつくった低密度炭素グリースの摩擦係数
の比較 水ベースＴＣＭゲルで得られた結果も優秀であった。Ｔ
ＣＭ−水グリースは、純水よりも１桁以上低い摩擦係数
をもっていた。
１００１．０ ０．９ ４６００
７５０２．５ ２．３ ２４２０
４８０５．０ ４．７ １５
７０ ４００１０．０ ９．３
１０９０ ３７０２０．０ １８．
６ ８１２ ３２５５０．０
４６．５ ５９０ ２４４１００
．０ ９３．０ ４９１ ２８
２第 ９ 表 重版ベース油およびベース油でつくった低密度炭素グリ
ースおよび水でつくった低密度炭素グリースの摩擦係数
の比較 水ベースＴＣＭゲルで得られた結果も優秀であった。Ｔ
ＣＭ−水グリースは、純水よりも１桁以上低い摩擦係数
をもっていた。
実施例１４
本試験は、ＴＣＭと重晶石とを含む本発明の掘削流体が
特に有効であることを示す。
特に有効であることを示す。
＃２ディーゼル油に（１）種々の量のＴＣＭ、あるいは
（２） ４００ ｌｂ／ ｂａｒｒｅｌの重晶石、ある
いは（３）ＴＣＭと重晶石との両方を添加した。混合物
の粘度を測定し、結果を第１０表および第１０図に示す
。＃２ディーゼル油中重晶石とＴＣＭとの混合物の粘度
は、重晶石単独またはＴｃＭ単独で得られる粘度増加の
和よりずっと高かった。＃２ディーゼル油への１．１４
２ ｋｇ／ １． （４００ｌｂ／ｂａｒｒｅｌ）の重
晶石または７．９９４ ｇ ／ （１（２，８ｌｂ／ｂ
ａｒｒｅｌ）のＴＣＭの添加は比較的低粘度流体をもた
らす。
（２） ４００ ｌｂ／ ｂａｒｒｅｌの重晶石、ある
いは（３）ＴＣＭと重晶石との両方を添加した。混合物
の粘度を測定し、結果を第１０表および第１０図に示す
。＃２ディーゼル油中重晶石とＴＣＭとの混合物の粘度
は、重晶石単独またはＴｃＭ単独で得られる粘度増加の
和よりずっと高かった。＃２ディーゼル油への１．１４
２ ｋｇ／ １． （４００ｌｂ／ｂａｒｒｅｌ）の重
晶石または７．９９４ ｇ ／ （１（２，８ｌｂ／ｂ
ａｒｒｅｌ）のＴＣＭの添加は比較的低粘度流体をもた
らす。
しかし、両者を＃２ディーゼル油へ加えたとき、得られ
た流体は個々の添加剤を有する流体の粘度の和よりも３
倍以上大きかった。
た流体は個々の添加剤を有する流体の粘度の和よりも３
倍以上大きかった。
ル缶例１５
本実施例は、増粘剤として使用するために適した低密度
Ｔ ＣＭを製造するための流動床製造法を示す。
Ｔ ＣＭを製造するための流動床製造法を示す。
前以て製造したＴＣＭ４００ｇと数平均粒径０．５μｍ
の酸化鉄粉末（Ｆｅｚｏｚ）７２ｇとを直径１５ ｃａ
ｎの流動床反応器へ供給した、この反応器を、平均温度
約４６５°Ｃ１見掛はガス速度８．４ ｃｍ ／ ｓで
操作した。供給ガスは５３容量％の一酸化炭素を含んで
いた。この製造実験を２３時間５０分続行した。この実
験からの全生産量は１７２３ｇで、生成物は平均鉄含量
４．８％、平均嵩密度０．０３０ｇ、 ／ ｃ＋＋！、
平均表面積１ ／ ｇであった。この生成物は、良好な
増粘剤特性を有することがわかった。
の酸化鉄粉末（Ｆｅｚｏｚ）７２ｇとを直径１５ ｃａ
ｎの流動床反応器へ供給した、この反応器を、平均温度
約４６５°Ｃ１見掛はガス速度８．４ ｃｍ ／ ｓで
操作した。供給ガスは５３容量％の一酸化炭素を含んで
いた。この製造実験を２３時間５０分続行した。この実
験からの全生産量は１７２３ｇで、生成物は平均鉄含量
４．８％、平均嵩密度０．０３０ｇ、 ／ ｃ＋＋！、
平均表面積１ ／ ｇであった。この生成物は、良好な
増粘剤特性を有することがわかった。
犬覇コ舛−巨一
本実施例は増粘剤として使用するために適した低密度Ｔ
ＣＭを製造しない流動床製造法を示す。
ＣＭを製造しない流動床製造法を示す。
固体供給吻および操作条件は実施例とほとんど同しであ
った。ただし、平均反応器、１１に度は約５０５゛Ｃで
あった。この製造実験を１３時間３０分継続した。この
実験の全製造量は３２９０ｇで、生成物の平均鉄含量は
約２％であった。この生成物は、約０．０５６ ｇ ／
ａｄの嵩密度の軽質分画６４０ｇと約０．５２５ｇ／
ｃＪの嵩密度の高密度分画約２６５０ ｇとを有してい
た。各分画の試料は増粘剤特性が不良であり、高密度試
料は特に不良であった。
った。ただし、平均反応器、１１に度は約５０５゛Ｃで
あった。この製造実験を１３時間３０分継続した。この
実験の全製造量は３２９０ｇで、生成物の平均鉄含量は
約２％であった。この生成物は、約０．０５６ ｇ ／
ａｄの嵩密度の軽質分画６４０ｇと約０．５２５ｇ／
ｃＪの嵩密度の高密度分画約２６５０ ｇとを有してい
た。各分画の試料は増粘剤特性が不良であり、高密度試
料は特に不良であった。
Ｅ、利益
上で詳細に示したように、本発明の物質組成物は、先行
技術の増粘剤、ゲル化剤、懸濁剤よりも多くの利益があ
る。本発明の物質組成物は、多種の物質のための有効な
増粘剤およびゲル化剤である。ＴＣＭは、炭化水素、シ
リコーン、水性ベース液体に対して用いることができる
。本発明の物質組成物は高ン農度の電解質を含む水性液
体に対して用いることができる。本発明の物質組成物は
低ｐＨおよび高ｐｌ＋水溶液に対して用いることができ
る。
技術の増粘剤、ゲル化剤、懸濁剤よりも多くの利益があ
る。本発明の物質組成物は、多種の物質のための有効な
増粘剤およびゲル化剤である。ＴＣＭは、炭化水素、シ
リコーン、水性ベース液体に対して用いることができる
。本発明の物質組成物は高ン農度の電解質を含む水性液
体に対して用いることができる。本発明の物質組成物は
低ｐＨおよび高ｐｌ＋水溶液に対して用いることができ
る。
本発明の物質組成物は高温安定性と高ずり減粘特性とを
有する。掘削泥水中でＴＣＭと重晶石との間で相剰効果
がある。ベース潤滑油にＴＣＭを添加ずろと極めて低（
ｉ）γ停係数を有するグリースを生成する。この特性は
、水にゲルを生成するために十分な量のＴ ＣＭを加え
るときにも立証された。
有する。掘削泥水中でＴＣＭと重晶石との間で相剰効果
がある。ベース潤滑油にＴＣＭを添加ずろと極めて低（
ｉ）γ停係数を有するグリースを生成する。この特性は
、水にゲルを生成するために十分な量のＴ ＣＭを加え
るときにも立証された。
ＴＣＭのこの独特な特性の組み合わせが、ＴＣＭを、潤
滑油、グリース、掘削流体を含む多（の用途のために有
効にする。
滑油、グリース、掘削流体を含む多（の用途のために有
効にする。
以上、本発明をその幾つかの好ましい形についてかなり
詳細に説明したが、他の形も可能である。
詳細に説明したが、他の形も可能である。
従って、添付した特許請求の範囲の精神および範囲は本
明細書中に含まれる好ましい形の記載に限定されるもの
ではない。
明細書中に含まれる好ましい形の記載に限定されるもの
ではない。
第１図は、嵩密度約０．０３ ｇ ／ｃｏ？、表面積約
１３０イ／ｇ、鉄含量約３重１％のＴＣＭの３２．００
０倍の透過電子顕微鏡写真であり、第２図は、酸化鉄粉
末触媒で製造された、嵩密度約０．０２７ｇ／ｃＪ、表
面積約１３０イ／ｇ、鉄含量約４．２重量％のＴＣＭの
倍率２０，０００４Ｂの走査電子顕微鏡写真であり、 第３図は、典型的なＴＣＭのための表面積−嵩密度プロ
ットであり、 第４図は、５重〒％のＴＣＭを含む鉱油の粘度のＴＣＭ
の表面積に対するプロットであり、第５図は、幾つかの
温度に於ける５重量％ＴＣ門含有鉱油および純鉱油の粘
度−ずり速度プロットを示し、 第６図は、ＴＣＭを含む種々の形の炭素を含む鉱油の炭
素含量の関数としての粘度のプロットを示し、 第７図は、ＴＣＭを含む種々の形の炭素を含有する鉱油
の粘度−ずり速度プロットを示し、第８図は、重晶石お
よび（または）ＴＣＭを含存し、１４８．９°Ｃ（３０
０°Ｆ）でエージングした水ベース泥水の粘度−ずり速
度プロットを示し、第９図は、（ａ＋ Ｔ ＣＭまたは
（ｂｌ Ｔ ＣＭと重晶石を含をする油ベース泥水の粘
度−ずり速度プロットを示す。 （ｘ３ｚ、ｏσθ］ 〆２りｌ− ／２り、？ 丁”りａ＊ （ＳＳ乙つ Ａｋｆ− Ａ及ｆ
１３０イ／ｇ、鉄含量約３重１％のＴＣＭの３２．００
０倍の透過電子顕微鏡写真であり、第２図は、酸化鉄粉
末触媒で製造された、嵩密度約０．０２７ｇ／ｃＪ、表
面積約１３０イ／ｇ、鉄含量約４．２重量％のＴＣＭの
倍率２０，０００４Ｂの走査電子顕微鏡写真であり、 第３図は、典型的なＴＣＭのための表面積−嵩密度プロ
ットであり、 第４図は、５重〒％のＴＣＭを含む鉱油の粘度のＴＣＭ
の表面積に対するプロットであり、第５図は、幾つかの
温度に於ける５重量％ＴＣ門含有鉱油および純鉱油の粘
度−ずり速度プロットを示し、 第６図は、ＴＣＭを含む種々の形の炭素を含む鉱油の炭
素含量の関数としての粘度のプロットを示し、 第７図は、ＴＣＭを含む種々の形の炭素を含有する鉱油
の粘度−ずり速度プロットを示し、第８図は、重晶石お
よび（または）ＴＣＭを含存し、１４８．９°Ｃ（３０
０°Ｆ）でエージングした水ベース泥水の粘度−ずり速
度プロットを示し、第９図は、（ａ＋ Ｔ ＣＭまたは
（ｂｌ Ｔ ＣＭと重晶石を含をする油ベース泥水の粘
度−ずり速度プロットを示す。 （ｘ３ｚ、ｏσθ］ 〆２りｌ− ／２り、？ 丁”りａ＊ （ＳＳ乙つ Ａｋｆ− Ａ及ｆ
Claims (33)
- （１）１ｓｅｃ＾−＾１のずり速度に於ける物質組成物
の粘度が少なくとも１０ｃｐでありかつ同じずり速度に
於ける液体それ自体の粘度より少なくとも１０倍大きい
ように、少なくとも１重量％の量で、十分な濃度の巻き
ひげ状炭素質物質を液体中に分散させることによって製
造される粘稠な物質組成物であって、 このように分散される前の巻きひげ状炭素質物質が （ａ）約０．０２−約０．０５ｇ／ｃｍ＾３の嵩密度を
有しかつ （ｂ）約３０−約１６０ｍ＾２／ｇの表面積を有しかつ （ｃ）約０．０８−約０．１４μｍの直径（数平均）と
約１０より大きい長さ（数平均）対直径 （数平均）比とを有する主としてからみ合った巻きひげ
からなりかつ該巻きひげが炭素繊維と炭素繊維と密に会
合しかつ炭素繊維に少なくとも部分的に結合する小結節
として炭素繊維中全体にわたって分散される鉄金属成分
とを含み、かつ （ｄ）平均して炭素約９３．５−約９９．９重量％、鉄
約０．１−約５重量％、水素約１．５重量％以下である 物質組成物。 - （２）液体の粘度を増加させるために適した物質組成物
であって、約０．１ｇ／ｃｍ＾３未満の嵩密度を有しか
つ約０．０５−約０．２μｍの直径と約１０より大きい
長さ（数平値）対直径（数平均）比とを有するからみ合
った巻きひげを含む巻きひげ状炭素質物質を含む物質組
成物。 - （３）巻きひげ状炭素質物質が約１９０ｍ＾２／ｇ未満
の表面積を有する特許請求の範囲第（２）項記載の物質
組成物。 - （４）特許請求の範囲第（２）項記載の巻きひげ状炭素
質物質をその中に分散させている液体を含む物質組成物
であって、組成物の１ｓｅｃ＾−＾１のずり速度に於け
る粘度が少なくとも１０ｃｐでありかつ１ｓｅｃ＾−＾
１のずり速度に於ける液体それ自体の粘度より少なくと
も１０倍大きいように十分な巻きひげ状炭素質物質を含
む物質組成物。 - （５）４未満のｐＨを有する特許請求の範囲第（４）項
記載の物質組成物。 - （６）９を越えるｐＨを有する特許請求の範囲第（４）
項記載の物質組成物。 - （７）巻きひげ状炭素質物質が少なくとも約０．１重量
％の鉄を含む特許請求の範囲第（４）項記載の物質組成
物。 - （８）液体を含む物質組成物であって、該液体中に（ｉ
）液体の密度より大きい密度を有する高密度物質と（ｉ
ｉ）物質組成物の重量に対して少なくとも０．１重量％
の量の巻きひげ状炭素質物質とが分散されており、かつ
巻きひげ状炭素質物質が約０．１ｇ／ｃｍ＾３未満の嵩
密度を有しかつ約０．０５−約０．２μｍの直径（数平
均）と約１０より大きい長さ（数平均）対直径（数平均
）比とを有するからみ合った巻きひげを含み、かつ物質
組成物が高密度物質を液体中に懸濁させるのに十分な巻
きひげ状炭素質物質を含む物質組成物。 - （９）液体が主として炭化水素、鉱油、潤滑油、シリコ
ーン油、水および上記のものの混合物からなる群から選
ばれる物質からなる特許請求の範囲第（１）項または第
（４）項または第（８）項記載の物質組成物。 - （１０）液体を含む掘削流体であって、液体中に（ｉ）
掘削流体が少なくとも１．１ｇ／ｃｍ＾３の密度を有す
るように十分な加重物質（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ ａｇｅ
ｎｔ）と（ｉｉ）掘削流体が１０００ｓｅｃ＾−＾１の
ずり速度に於て少なくとも１０ｃｐの粘度を有するよう
に掘削流体の重量に対して少なくとも０．１重量％の量
の十分な巻きひげ状炭素質物質とが分散されている掘削
流体。 - （１１）巻きひげ状炭素質物質が約０．１ｇ／ｃｍ＾３
未満の嵩密度を有する特許請求の範囲第（１０）項記載
の掘削流体。 - （１２）巻きひげ状炭素質物質が主として約０．０５−
約０．２μｍの直径（数平均）と約１０より大きい長さ
（数平均）対直径（数平均）比とを有するからみ合った
巻きひげからなる特許請求の範囲第（１１）項記載の掘
削流体。 - （１３）巻きひげが炭素繊維と炭素繊維と密に会合しか
つ炭素繊維に少なくとも部分的に結合している小結節と
して炭素繊維中全体にわたって分散されている金属成分
とを含む特許請求の範囲第（２）項または第（４）項ま
たは第（８）項または第（１０）項のいずれか１項に記
載の組成物。 - （１４）液体が主として液体炭化水素、水およびそれら
の混合物からなる群から選ばれる物質からなる特許請求
の範囲第（１）項または第（４）項または第（８）項ま
たは第（１０）項のいずれか１項に記載の組成物。 - （１５）巻きひげ状炭素質物質が液体中に加重物質を懸
濁させるために十分な濃度で存在している特許請求の範
囲第（１０）項記載の掘削流体。 - （１６）液体を含む掘削流体であって、液体中に（ｉ）
掘削流体が少なくとも１．１ｇ／ｃｍ＾３の密度を有す
るのに十分な加重物質と（ｉｉ）掘削流体が１０００ｓ
ｅｃ＾−＾１のずり速度に於て少なくとも１０ｃｐの粘
度を有するように掘削流体の重量に対して少なくとも０
．１重量％の量の十分な巻きひげ状炭素質物質とが分散
されており、かつ巻きひげ状炭素質物質が約０．１ｇ／
ｃｍ＾３未満の嵩密度と約１９０ｍ＾２／ｇ未満の表面
積とを有し、かつ巻きひげ状炭素質物質が約０．０５−
約０．２μｍの直径（数平均）と約１０を越える長さ（
数平均）対直径（数平均）比とを有するからみ合った巻
きひげを含む掘削流体。 - （１７）主として潤滑油からなるグリースであって、潤
滑油中に、グリースが１００ｓｅｃ＾−＾１のずり速度
に於て少なくとも４Ｐａ・Ｓの見掛け粘度を有するよう
にグリースの少なくとも０．１重量％の量の十分な巻き
ひげ状炭素質物質が分散されており、かつ巻きひげ状炭
素質物質それ自体が約０．１ｇ／ｃｍ＾３未満の嵩密度
を有しかつ約０．０５−約０．２μｍの直径（数平均）
と約１０を越える長さ（数平均）対直径（数平均）比と
を有するからみ合った巻きひげを含むグリース。 - （１８）約５−約１５重量％の巻きひげ状炭素質物質を
含む特許請求の範囲第（１７）項記載のグリース。 - （１９）ゲル化剤を含む特許請求の範囲第（１７）項記
載のグリース。 - （２０）ゲル化剤がリチウム、カルシウム、ナトリウム
、アルミニウム、バリウムの脂肪酸石けんからなる群か
ら選ばれる特許請求の範囲第（１９）項記載のグリース
。 - （２１）液体中に、液体と巻きひげ状炭素質物質との重
量に対して少なくとも０．１重量％の量の巻きひげ状炭
素質物質を分散させる工程を含む液体の粘度を増加させ
る方法であって、巻きひげ状炭素質物質が約０．１ｇ／
ｃｍ＾３未満の嵩密度を有しかつ約０．０５−約０．２
μｍの直径（数平均）と約１０を越える長さ（数平均）
対直径（数平均）比とを有するからみ合った巻きひげを
含み、かつ液体が１ｓｅｃ＾−＾１のずり速度に於て少
なくとも１０ｃｐの粘度でかつ巻きひげ状炭素質物質を
含まない液体の１ｓｅｃ＾−＾１のずり速度に於ける粘
度より少なくとも１０倍大きい粘度を有するように十分
な巻きひげ状炭素質物質が液体中に分散される液体粘度
増加方法。 - （２２）巻きひげ状炭素質物質が約１９０ｍ＾２／ｇ未
満の表面積を有する特許請求の範囲第（２１）項記載の
液体粘度増加方法。 - （２３）分散工程が、液体が１０００ｓｅｃ＾−＾１の
ずり速度に於て少なくとも１０ｃｐの粘度を有するよう
に十分な巻きひげ状炭素質物質を液体中へ分散させるこ
とを含む特許請求の範囲第（２１）項記載の液体粘度増
加方法。 - （２４）液体が潤滑油でありかつ分散工程が、潤滑油が
１００ｓｅｃ＾−＾１のずり速度に於て少なくとも４Ｐ
ａ・Ｓの見掛け粘度を有するように十分な巻きひげ状炭
素質物質を潤滑油中に分散させることを含む特許請求の
範囲第（２１）項記載の液体粘度増加方法。 - （２５）液体がシリコーン油でありかつ分散工程が、シ
リコーン油が１００ｓｅｃ＾−＾１のずり速度に於て少
なくとも４Ｐａ・Ｓの見掛け粘度を有するように十分な
巻きひげ状炭素質物質をシリコーン油中に分散させるこ
とを含む特許請求の範囲第（２１）項記載の液体粘度増
加方法。 - （２６）（ａ）（ｉ）約０．１ｇ／ｃｍ＾３未満の嵩密
度を有しかつ約０．０５−約０．２μｍの直径（数平均
）と約１０を越える長さ（数平均）対直径（数平均）比
とを有するからみ合った巻きひげを含む供給巻きひげ状
炭素質物質（ＴＣＭ）を （ｉｉ）鉄化合物を含む微粉砕微粒子とブレンディング
する工程であってブレンドが少なくとも５重量％の鉄を
含むブレンディング工程と、 （ｂ）一酸化炭素を含む供給ガスを、該ブレンド、すな
わち一酸化炭素の少なくとも一部分の不均化を触媒して
付加的なＴＣＭを生成させる微粒子、を含む床を有する
反応ゾーン中へ導入する工程と、 （ｃ）反応ゾーン内の温度を約４００−約５００℃の温
度に保つ工程と、 （ｄ）反応ゾーンからＴＣＭを回収する工程であって、
回収された巻きひげ状炭素質物質が約０．１ｇ／ｃｍ＾
３未満の嵩密度を有しかつ約０．０５−約０．２μｍの
直径（数平均）と約１０を越える長さ（数平均）対直径
（数平均）比とを有するからみ合った巻きひげを含み、
かつ回収されたＴＣＭの巻きひげが炭素繊維と炭素巻き
ひげと密に会合しかつ炭素巻きひげに少なくとも部分的
に結合する小結節として炭素繊維中全体にわたって分散
された鉄金属成分とを含みかつ回収されたＴＣＭが約１
−約５重量％の鉄と少なくとも約９３．５重量％の炭素
とを含む回収工程と を含む低嵩密度を有する巻きひげ状炭素質物質の製造法
。 - （２７）（ａ）（ｉ）約０．１ｇ／ｃｍ＾３未満の嵩密
度を有しかつ約０．０５−約０．２μｍの直径（数平均
）と約１０を越える長さ（数平均）対直径（数平均）比
とを有するからみ合った巻きひげを含む供給巻きひげ状
炭素質物質を（ｉｉ）鉄を含む微粉砕微粒子とブレンデ
ィングする工程であって、ブレンドが約５−約４０重量
％の鉄を含むブレンディング工程と、 （ｂ）一酸化炭素を含む供給ガスを該ブレンドを含む床
を有する反応ゾーン中へ導入して、微粒子の鉄が一酸化
炭素の少なくとも一部分の不均化を触媒して付加的な巻
きひげ状炭素質物質を生成させるような方法で流動床を
形成させる工程と、 （ｃ）反応ゾーン内の温度を約４００−約５００℃に保
つ工程と、 （ｄ）反応ゾーンから巻きひげ状炭素質物質を回収する
工程であって、回収された巻きひげ状炭素質物質が約０
．１ｇ／ｃｍ＾３未満の嵩密度を有しかつ約０．０５−
約０．２μｍの直径（数平均）と約１０を越える長さ（
数平均）対直径（数平均）比とを有するからみ合った巻
きひげを含み、かつ回収された巻きひげ状炭素質物質の
巻きひげが炭素繊維と炭素巻きひげと密に会合しかつ炭
素巻きひげに少なくとも部分的に結合する小結節として
炭素繊維中全体にわたって分散された鉄金属成分とを含
み、かつ回収された巻きひげ状炭素質物質が約１−約５
重量％の鉄と少なくとも約９３．５重量％の炭素とを含
む回収工程と を含む低嵩密度を有する巻きひげ状炭素質物質の製造法
。 - （２８）液体と混合して掘削流体を生成させるために適
した物質組成物であって、（ａ）液体の比重を越える比
重を有する加重剤（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ ａｇｅｎｔ）
と（ｂ）約０．１ｇ／ｃｍ＾３未満の嵩密度を有しかつ
主として約０．０５−約０．２μｍの直径（数平均）と
約１０を越える長さ（数平均）対直径（数平均）比とを
有するからみ合った巻きひげからなる巻きひげ状炭素質
物質とを含む物質組成物。 - （２９）巻きひげ状炭素質物質に加えて粘度増加剤を含
む特許請求の範囲第（１０）項または第（２８）項記載
の物質組成物。 - （３０）粘度増加剤が粘土を含む特許請求の範囲第（２
９）項記載の物質組成物。 - （３１）粘度低下剤をも含む特許請求の範囲第（１０）
項または第（２８）項記載の物質組成物。 - （３２）７．０を越える掘削流体のｐＨを保つためのア
ルカリ度調節剤を含む特許請求の範囲第（１０）項また
は第（２８）項記載の物質組成物。 - （３３）凝集剤および（または）界面活性剤をも含む特
許請求の範囲第（１０）項または第（２８）項記載の物
質組成物。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/738,203 US4689161A (en) | 1985-05-24 | 1985-05-24 | Viscosifier, its uses, and its manufacture |
| US738203 | 1985-05-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6230178A true JPS6230178A (ja) | 1987-02-09 |
| JPH0257837B2 JPH0257837B2 (ja) | 1990-12-06 |
Family
ID=24966999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61120037A Granted JPS6230178A (ja) | 1985-05-24 | 1986-05-24 | 増粘剤およびその使用ならびにその製造法 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4689161A (ja) |
| EP (1) | EP0202940B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6230178A (ja) |
| KR (1) | KR930009246B1 (ja) |
| AT (1) | ATE76119T1 (ja) |
| AU (1) | AU593248B2 (ja) |
| BR (1) | BR8602338A (ja) |
| CA (1) | CA1302029C (ja) |
| DE (1) | DE3685256D1 (ja) |
| ZA (1) | ZA863570B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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