カーボンブラックのいくつかの一般的な製造プロセス

カーボンブラックの製造顔料カーボンブラックは、石油製品および瀝青炭タール製品です。 大気圧以下の圧力や空気不足の条件下では製造できませんが、高温での炭化水素の不完全燃焼または熱分解によって生成されます。

1）ランプブラックの製造工程：歴史上最も初期のカーボンブラックの製造方法は、ランプブラックの製造工程です。 この工程では、直径1.5mまでの平らな鉄板で原材料を燃やします。 カーボンブラックを含む燃焼ガスは、レンガで覆われた排気フードが集まり、エルボ（1/4に折りたたまれている）と消火管を通過して堆積装置に到達します。 生成されるカーボンブラックの特性を制御するために、原料が燃焼プレートと排気フードの間のギャップの近くで主に不完全に燃焼されることを確実にする必要があります。 しかし、パイプラインにわずかに入るパイプでは、酸素が不足すると燃焼が熱分解され、より大きなカーボンブラック粒子が形成されます。 これらの理由から、組成物は広範囲の粒子サイズ分布を有し、主な特徴は粗い粒子である。 燃焼ディスクと排気フードの間に形成された粒子のごく一部のみが空気中の酸素と接触できるため、これらのカーボンブラックには少量の表面酸化物しかなく、対応するPH値は中性であり、揮発性成分は非常に小さな。

2）ガスブラックの製造工程：ガスブラックの名前は、その製造工程に由来しています。原料の炭化水素は、加熱時に最初にガス化され、次に自然発火ガス（エネルギー用）がキャリアとして使用されます。バーナー。 カーボンブラックはこれらのコウモリにあります。 成形バーナーから放出される多数の扇形の炎。 各炎は小さく、空気中で燃焼するため、カーボンブラックの生成はランプブラックの製造プロセス（不完全燃焼）とは大きく異なります。 ここでは、カーボンブラック粒子は非常に細かいです。 種類によると、平均粒度は10〜30nm、ガスブラックの平均粒度は13nmです。 燃える炎の上に、ゆっくりと回転する水で満たされたドラムがあります。 カーボンブラックがドラムに付着します。 削るとカーボンブラックが削り取られます。 まだ温度が高いと、新しく形成されたカーボンブラックが空気中の酸素と接触します。 その結果、部分酸化が起こり、多数の酸性基が形成され、対応するガスブラックのPH値は酸性範囲になります。 また、揮発性物質の約6％が得られます。これは、その表面酸化物含有量を表しています。

3）チャンネルブラックの製造工程：この製造工程では、天然ガスを原料として使用しています。 チャネルブラックプロセスは、ガスブラック製造プロセスのガス燃焼プロセスに似ています。 天然ガスは燃焼し、多くの扇形の炎を放出します。 得られた製品はガスブラックに似ていますが、異なります。ここでは、フラットな水冷U字型の溝がカーボンブラックの堆積溝として使用されています。 生態学的および経済的理由により、この方法の使用は何年も前に中止されました。 ガスブラックの製造は生態環境に影響を与えることはなく、ガスブラックプロセスは現在も使用されています。

4）ファーネスブラックの製造工程：ガスブラックは開放雰囲気で製造されますが、ファーネスブラックの製造工程は酸素欠乏条件下の密閉炉で行われます。 多くの小さな火の代わりに、大きな炎が使われます。 原料には油を使用し、可燃性ガスを加えて炉内の必要温度に到達させます。 ファーネスブラックの製造工程条件を変更することにより、必要なピグメントブラックを得ることができます。 たとえば、さまざまな条件下で、カーボンブラックは80nmから15nmjまで、さらにはガスブラックまでの幅広い平均粒子サイズに達する可能性があります。 しかし、同じ粒子サイズの場合でも、主に表面化学の違いにより、ガスブラックとファーネスブラックには違いがあります。 ファーネスブラック製品は比較的粗く、平均粒子サイズは40nmです。 また、ファーネスブラックの製造工程では、少量の塩基性化合物などを添加して骨材の程度や種類を変えることで、高構造または低構造のカーボンブラックを得ることができます。