(57)【要約】【課題】高さが低い構造体を有し、ラッカー中で低い粘度およびよりいっそう濃い色の濃さを有し、構造体が沈下しないカーボンブラックと比較として不変の粘度で結合剤系中でのよりいっそう高いカーボンブラック濃度を可能にするカーボンブラックを提供する。【解決手段】パール状化されたカーボンブラックについて測定されたＯＡＮが１２０ｍｌ／１００ｇ未満、有利に１１０ｍｌ／１００ｇ未満、特に有利に１００ｍｌ／１００ｇ未満である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボンブラックにおいて、パール状化されたカーボンブラックについて測定されたＯＡＮが１２０ｍｌ／１００ｇ未満であることを特徴とする、カーボンブラック。
【請求項２】
パール状化されたカーボンブラックについて測定されたＣＯＡＮが９０ｍｌ／１００ｇ未満である、請求項１記載のカーボンブラック。
【請求項３】
請求項１または２記載のカーボンブラックの製造法において、塩溶液をガスでエーロゾルに変換し、引続きカーボンブラック形成帯域中に導入することを特徴とする、請求項１または２記載のカーボンブラックの製造法。
【請求項４】
インキ、染料、ラッカー、印刷用インキおよびインキジェット印刷用インキ中へ、ならびにプラスチックを着色するための請求項１または２記載のカーボンブラックの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボンブラック、その製造法および該カーボンブラックの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許第１９６５０５００号明細書の記載から、１つ以上のドーピング成分で０．００００１〜２０質量％の量でドープされている、ドープされ熱分解法により製造された、金属および／または金属酸化物の酸化物は、公知である。ドープされ熱分解法により製造された酸化物は、金属および／または金属酸化物の蒸発可能な化合物を焔内加水分解する際にガス混合物に、金属および／または金属酸化物の水溶液を含有するエーロゾルを添加することにより、製造される。
【０００３】
更に、ガスカーボンブラック法（東ドイツ国特許第２９２６１号明細書、ドイツ連邦共和国特許第２９３１９０７号明細書、ドイツ連邦共和国特許第６７１７３９号明細書、Carbon Black, Prof. Donnet, 1993 MARCEL DECCER, INC, New York, 第57頁以降）は、公知であり、この場合油蒸気で負荷された水素含有上昇ガスは、数多くの出口開口で空気過剰量で燃焼される。火炎は、水冷却されたローラーに対して衝突し、このことは、燃焼反応を中断した。火炎内部に形成されたカーボンブラックの一部分は、ローラー上に沈殿し、このローラーによって掻き取られる。排ガス流中に残留するカーボンブラックは、フィルター内で分離される。
【０００４】
更に、チャネルカーボンブラック法（Carbon Black, Prof. Donnet, 1993 MARCEL DECCER, INC, New York, 第57頁以降）は、公知であり、この場合天然ガスによって供給される多数の小さな火炎は、水冷却された鉄溝（チャネル）に対して燃焼する。鉄溝上で析出されたカーボンブラックは、掻き取られ、漏斗中で捕集される。
【０００５】
前記方法により製造されたカーボンブラックは、表面上に多数の酸素官能基を有し、処理に応じて高さが高くなるように構造化され、即ちカーボンブラックは、膨脹されかつ枝分かれした凝集物からなる。
【０００６】
公知のカーボンブラックの欠点は、このカーボンブラックの構造体が処理に応じて極めて高さが高く、この構造体を直接に製造法で沈下させる可能性が全く存在しないことにある。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許第１９６５０５００号明細書
【特許文献２】東ドイツ国特許第２９２６１号明細書
【特許文献３】ドイツ連邦共和国特許第２９３１９０７号明細書
【特許文献４】ドイツ連邦共和国特許第６７１７３９号明細書
【非特許文献１】Carbon Black, Prof. Donnet, 1993 MARCEL DECCER, INC, New York, 第57頁以降
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、高さが低い構造体を有し、ラッカー中で低い粘度およびよりいっそう濃い色の濃さを有し、構造体が沈下しないカーボンブラックと比較として不変の粘度で結合剤系中でのよりいっそう高いカーボンブラック濃度を可能にするカーボンブラックを提供することである。更に、本発明の課題は、カーボンブラックの製造法において、カーボンブラックの構造体を意図的に調節することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の対象は、パール状化されたカーボンブラックについて測定されたＯＡＮが１２０ｍｌ／１００ｇ未満、有利に１１０ｍｌ／１００ｇ未満、特に有利に１００ｍｌ／１００ｇ未満であることによって特徴付けられているカーボンブラックである。
【０００９】
このカーボンブラックは、パール状化されたカーボンブラックについて測定されたＣＯＡＮ９０ｍｌ／１００ｇ未満、有利に８５ｍｌ／１００ｇ未満、特に有利に８０ｍｌ／１００ｇ未満を有することができる。
【００１０】
このカーボンブラックは、パール状化されたカーボンブラックについて測定されたＯＡＮとＣＯＡＮとの差３０ｍｌ／１００ｇ未満、有利に２５ｍｌ／１００ｇ未満、特に有利に２０ｍｌ／１００ｇ未満を有することができる。
【００１１】
このカーボンブラックは、フレームカーボンブラック、ガスカーボンブラックまたはチャネルカーボンブラックであることができる。
【００１２】
粉末状カーボンブラックについて測定された、カーボンブラックのカリウム含量は、５μｇ／ｇより大きく、有利に１０μｇ／ｇより大きく、特に有利に５０μｇ／ｇより大きくともよい。カリウムは、全カーボンブラック粒子中でランダムに分布されていてよい。
【００１３】
カーボンブラックのＢＥＴ表面積は、５０ｍ２／ｇ〜５００ｍ２／ｇ、有利に１００ｍ２／ｇ〜４００ｍ２／ｇであることができる。
【００１４】
本発明によるカーボンブラックは、未処理であってもよいし、後処理、例えば酸化、官能化またはパール状化されていてもよい。
【００１５】
更に、本発明の対象は、塩溶液をガス、特に空気、窒素、水素および／または炭化水素でエーロゾルに変換し、引続きカーボンブラック形成帯域中に導入することによって特徴付けられている、本発明によるカーボンブラックの製造法である。
【００１６】
エーロゾルは、バーナーの前方でカーボンブラック原料中に混入されてよい。殊に、ガスカーボンブラック法の場合には、エーロゾルは、上昇ガス／油蒸気混合物中にバーナーの前方で混入されてよい。
【００１７】
塩溶液は、水中、アルコール中または油中の塩の溶液であることができる。
【００１８】
塩溶液は、全ての塩からなることができ、この塩は、水中、アルコール中または油中に溶解し、エーロゾルに変換することができる。これは、例えばアルカリ金属塩溶液またはアルカリ土類金属塩溶液、有利にカリウム塩溶液、特に有利に炭酸カリウム溶液であることができる。
【００１９】
エーロゾルは、塩溶液を少なくとも１個のスプレーノズルを用いてノズル空気によって煙霧化し、形成されるエーロゾル煙霧を側方空気によってスプレー容器から加熱区間中に輸送することにより製造されることができる。
【００２０】
スプレーノズルは、液体をノズル空気と一緒に導く２個の重なり合って方向付けているノズルからなることができる。
【００２１】
スプレー容器中でエーロゾルに変換されなかった塩溶液は、スプレー容器から下向きに返送容器中に達することができる。
【００２２】
加熱区間中でエーロゾル煙霧は、塩溶液がもはや凝縮されない限り加熱されることができる。加熱区間の温度は、５０℃〜４００℃であることができる。
【００２３】
エーロゾルを製造するための装置は、ガラス、セラミックまたは特殊鋼からなることができる。
【００２４】
本発明によるカーボンブラックは、インキ、染料、ラッカー、印刷用インキおよびインキジェット印刷用インキの製造のため、ならびにプラスチックの着色のために使用されることができる。
【００２５】
本発明によるカーボンブラックは、構造体が沈下されており、ラッカー中で低い粘度およびよりいっそう濃い色の濃さを有するという利点を有する。本発明によるカーボンブラックは、構造体が沈下しないカーボンブラックと比較して不変の粘度で結合剤系中でのよりいっそう高いカーボンブラック濃度を可能にする。
【実施例】
【００２６】
例１：
市販の薄膜蒸発器中で、Ruetgers Chemicals AGのカーボンブラック原料Ｉ  ＧＮを第１表中に記載された温度で蒸発させる。油蒸気を第１表中に記載された水素ガス流によってガスカーボンブラック装置に導く。バーナーの直前（ドイツ連邦共和国特許第６７１７３９号明細書）でガスに表中に記載された空気量およびエーロゾル量を混入し、火炎に供給する。エーロゾルをスプレー範囲と加熱区間からなる装置中（ドイツ連邦共和国特許第１９６５０５００号明細書）で発生させる。ノズル範囲内で表中に記載された濃度を有する炭酸カリウム溶液を、２個の重なり合って方向付けているノズルに供給し、このノズルによりノズル空気を用いて微細な煙霧を発生させる。濃縮された溶液は、装置から流出する。煙霧を輸送空気で加熱区間中で導き、そこで１８０℃で安定化させる。発生したカーボンブラックを市販の濾過層中で分離した。パール状化されたカーボンブラックを粉末状カーボンブラックから市販のパール状化装置中で製造した。
【００２７】
第１表中には、例１〜４の製造条件および結果が記載されている。
【００２８】
【表１】
2005264140.tif 000002
【００２９】
試験方法：
カリウム含量：
試料正確に２ｇを清潔な白金るつぼ中に秤量する。一晩中、試料を６００℃でマッフェル炉（Muffelofen）中に供給して灰化する。残留物を熱い塩酸５ｍｌ（３０％、高い純度）中に溶解し、高純度の水で５０ｍｌになるように補充する。溶液のカリウム含量を原子吸収分光法（ＡＡＳ）により測定する。
ＢＥＴ      ＡＳＴＭ  Ｄ  ４８２０
ＳＴＳＡ    ＡＳＴＭ  Ｄ  ５８１６
透過率      ＡＳＴＭ  Ｄ  １６１８
ＯＡＮ      ＡＳＴＭ  Ｄ  ２４１４、
しかし、秤量されたカーボンブラック１５ｇおよびパラフィン油を用いて
ＣＯＡＮ    ＡＳＴＭ  Ｄ  ３４９３、
しかし、秤量されたカーボンブラック１５ｇおよびパラフィン油を用いて
油需要量：
カーボンブラック試料を１１５℃で１時間乾燥させる。引続き、この試料を約３０分間デシケーター中で冷却する。パール状化されたカーボンブラックの場合には、粉末状のカーボンブラックの場合と同様に均一なペーストを得るために、カーボンブラックは、油の供給前に鋼製スパチュラで微粉砕されなければならない。
【００３０】
油需要量を、２ｍｌのビュレットからのＤＩＮ  ５５９３２によるアマニ油ワニス（Alberdingk, Krefeld）をカーボンブラック０．５ｇに滴加し、弾性鋼製スパチュラで擦ることによって測定する。油添加の最終点は、均一の状態にあるペーストが形成された場合に達成される。均一の状態にあるペーストは、ペーストを引き伸ばした際に円錐形の先端が生じ、この円錐形の先端をガラス板に対して軽く打ち付けた際にこの円錐形の先端が折れ曲がるが、しかし、なお崩壊しないし、溶けもしない。評価は、ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ７８７−５（式２）により行なわれる。
【００３１】
黒色ラッカーの製造および粘度の測定：
摩擦物の製造のために、水４５．８ｇを装入し、次の成分を記載された順序でスパチュラを用いて攪拌混入する：
Tego（登録商標）Dispers 750 W、４０％  ２３．４ｇ
Tego（登録商標）Dispers 760 W、３５％    ６．６ｇ
Tego（登録商標）Foamex                   ０．３ｇ
ＡＭＰ  ９０                              ０．５ｇ
カーボンブラック                          １２ｇ。
【００３２】
場合によっては、ｐＨ値をさらにＡＭＰ  ９０の添加によって８．５〜９に調節することができる。摩擦物の前分散を実験室用ディスソルバー（Pendraulik LR 34）を用いて４０００ｒｐｍで５分間、４０ｍｍのディスク直径で行なう。前分散を行なった後、再度、ｐＨ値を調べ、場合によってはＡＭＰで目標値に調節する。分散をSkandex Disperser (BA-S 20)中でパール状クロマナイト鋼（Chromanitstahlperl）５４０ｇ（直径３ｍｍ）と一緒に６０分間、冷却段階２で行なう。ｐＨ値を再び制御することができ、場合によってはＡＭＰで目標値にもたらすことができる。
【００３３】
ＤＩＮ  ５４４５３およびＤＩＮ  ５３０１９に関連して、摩擦物について粘度を異なる剪断勾配でHaake社の回転粘度計（Visco-Tester 550、PK 100板／球  １゜）を用いて測定する。
【００３４】
黒色ラッカーの製造のために、摩擦物５．４ｇおよびポリウレタン分散液２４．６ｇ（型U 710、製造業者：Alberdingk Boley）をディスソルバーを用いて２０００ｒｐｍで３分間、４０ｍｍのディスク直径で５０ｍｌのプラスチック容器中で混合する。
【００３５】
完成ラッカーをラッカー用バーベル、間隙高さ１５０μｍを用いてガラス板（９０×１３０×１ｍｍ）上に塗布する。室温で３０分間の排気の後、ラッカー層を８０℃で３０分間、乾燥箱中でさらに硬化させる。
【００３６】
色の濃さＭｙおよび色調ｄＭをＤＩＮ  ５５９７９に関連してPausch社のスペクトル光度計Ｑ-Color  ３５を用いてガラスによって測定する。
【００３７】
ＡＭＰは、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（製造業者：Angus Chemie）である。
【００３８】
ＮＭＰは、Ｎ−メチル−２−ピロリジノンである。
【００３９】
Tego（登録商標）Dispers 750 W、Tego（登録商標）Dispers 760 WおよびTego（登録商標）Foamexは、Tego Chemie社、Essen在の製品である。
【００４０】
例１と比較して（比較例）、本発明による例２〜４は、低い構造体を有する。本発明による例２〜４のラッカーは、低い粘度を有し、比較例１と比較して濃い色の濃さを有する。
【００４１】
第２表中には、例５〜８の製造条件および結果が記載されている。
【００４２】
【表２】
2005264140.tif 000003
【００４３】
例５と比較して（比較例）、本発明による例６〜８は、低い構造体を有する。本発明による例のラッカーは、よりいっそう低い粘度を有し、比較例５と比較して濃い色の濃さを有する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】試験装置の構成を示す略図。
【図１】
2005264140.tif 000004