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JPS61162734A - カ−ボンブラツクの等級判定方法 - Google Patents

カ−ボンブラツクの等級判定方法

Info

Publication number
JPS61162734A
JPS61162734A JP345785A JP345785A JPS61162734A JP S61162734 A JPS61162734 A JP S61162734A JP 345785 A JP345785 A JP 345785A JP 345785 A JP345785 A JP 345785A JP S61162734 A JPS61162734 A JP S61162734A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon black
particle size
unknown
grade
distribution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP345785A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0253740B2 (ja
Inventor
Hiroshi Sugiura
弘 杉浦
Yoko Ushida
洋子 牛田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyoda Gosei Co Ltd
Original Assignee
Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Gosei Co Ltd filed Critical Toyoda Gosei Co Ltd
Priority to JP345785A priority Critical patent/JPS61162734A/ja
Publication of JPS61162734A publication Critical patent/JPS61162734A/ja
Publication of JPH0253740B2 publication Critical patent/JPH0253740B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N15/14Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1468Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry with spatial resolution of the texture or inner structure of the particle

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、カーボンブラックの粒子径分布を測定するこ
とにより、その等級を判定する方法に関し、例えばゴム
に配合されているカーボンブラックの組成、品種等を判
定する場合に用いることができる。
[従来の技術] カーボンブラックは、粒子径分布あるいは報造方法等の
差異により多、数の品種があり、ゴム、塗料、インク等
に配合する場合には、目標とする性能に応じて品種を選
定し、また数種類の品種を混合して配合したりしている
。そして、製造時の配合ミス等により不良品が出た場合
、あるいは配合不明のカーボンブラック配合物の組成を
知りたい場合等には、その配合物に含まれるカーボンブ
ラックを分析し、その組成、品種等を判定する必要があ
る。この判定法としては従来、ヨウ素の吸着量を測定す
るヨウ素法、電子顕微鏡により粒子径を測定する電子顕
微鏡法、示差熱分析(DTA)によるDTA法等の方法
が行なわれている。
[発明が一決しようとする問題点] カーボンブラックは第4図、第5図のヒストグラムに示
すように、カーボンブラックAおよびカーボンブラック
Bの粒子径分布は正規分布ではなく粒子径の大きな方に
広い分布をなしている。そしてカーボンブラック八とカ
ーボンブラック8とを1対9の重量比で混合した混合品
についても、第6図のように同様の分布となっている。
従って上記従来の方法では、二種類以上のカーボンブラ
ックが混合された混合品については、その配合比のみな
らず、等級の判定すらも困難であった。すなわち、ヨウ
素法では平均粒子径が測定されるあみであり、DTA法
では熱的変化が一定されるのみであって、いずれも単一
の標準品との比較の上では有用であるが、混合品につい
ては混合比および品種の判定が困難である。また電子顕
微鏡法では粒子径分布の推定はある程度可能であるが、
平均値で表わすため精度が悪く、誤判定が多くなり、混
合品については判定が困難とされていた。またヨウ素法
では試量が約10gと多量に必要であった。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、未知の
カーボンブラックの品種、組成等を僅かの試量で精度よ
く判定する方法を提供するものである。
[問題点を解決するための手段] 本発明者は鋭意研究の結果、カーボンブラックの粒子径
の累積分布が二重指数分布をなしていることを発見し、
本発明を完成したものである。すなわち本発明の等級判
定方法は、粒子径分布未知の未知カーボンブラックの粒
子径分布を測定する測定工程と、 該測定工程の結果より該未知カーボンブラックの粒子径
分布を二重指数分布関数で表わす測定回帰関数を求め、
粒子径分布既知の標準カーボンブラックの粒子径分布を
二重指数分布関数で表わした標準回帰関数と、該測定回
帰関数とを比較することにより該未知カーボンブラック
の等級を判定する判定工程とからなることを特徴とする
本発明にいう等級とは、粒子径分布によって区分される
カーボンブラックの品種の区分をいう。
本発明にいう測定工程はカーボンブラックの粒子径分布
を測定するものであり、電子顕微鏡で各粒径の粒子の個
数を通常1000個程度数える方法、あるいは沈降速度
法、濾過法、遠心分離法等で測定することもできる。な
かでも電子顕微鏡を用いる場合は試量が約10ma程度
で充分であり、好ましいものである。なお、これらの場
合カーボンブラック自体の形状は粉末状のものが測定可
能である。従って、ゴム等に含ま゛れるカーボンアラ1
ツクの粒子径分布を測定するには、予め前処理を行ない
、カーボンブラックを粉末状として分離する必要がある
。例えば、ゴムからカーボンブラックの粉末を分離する
には、硝酸中で該ゴムを煮沸する硝酸分解法、あるいは
窒素ガス中で加熱する熱分解法等周知の方法が用いられ
る。なお配合前の、生のカーボンブラックの粒子径分布
と、ゴムから上記方法で分離したカーボンブラックの粒
子径分布は、はとんど同一であることは本発明者の実験
によりわかっている。
本発明の最大の特徴は判定工程にある。この判定工程に
いう二重指数分布関数は、一般式(1)%式%) で表わされる累積分布−敗の一つである。そして本発明
者はほとんどのカーボンブラックの粒子径の累積分布が
この式で表わすことができることを発見したものである
上記二重指数分布関数で表わされる測定回帰関数、およ
び標準回帰関数を最小二乗法等によって求めて両者の係
数を比較することにより等級を判定することも可能であ
るが、二重指数確率紙を用いるとより簡便でかつ精度が
高くなる。すなわち単純な二重指数分布で表現される分
布はこの二重指数確率紙上では直線となる。例えば単一
′のカーボンブラックの粒子径分布は二重指数分布の最
大値分布であり、横軸に粒子径、縦軸に累積出現率をと
って表わすと、第1図のごとく左上がりの直線となる。
そしてこの直線の勾配と切片から二重指数分布関数の係
数が求められる。従って測定回帰関数の直線が一致する
標準回帰関数の直線を選ぶことにより未知カーボンブラ
ックの等級が判定される。
例えば5R−F(ジ−ストS:東海カーボン社製)の各
粒子径の累積出現率は、二重指数確率紙上で第1図の直
1)1で表わされる。そしてこの直w41は二重指数分
布関数F (x)−exp [−exp(−(x−61
>/25.46)]で表わされる。
ここで定数61は累積出現率36.8%となる粒子径の
大きざであり、定数25.46は99%と1%の累積出
現率における粒子径の差に係数0゜1632を乗じて求
めた値である。
未知カーボンブラックが二種類以上の配合品である場合
には、以下の方法で判定される。
各等級の標準カーボンブラックを、各種比率で混合した
場合の二重指数確率紙上での曲線を予め作成しておき、
測定工程で測定された粒子径分布をプロットすることで
、等級の判定と、配合比の判定が可能となる。標準カー
ボンブラックを各種比率で混合した場合の曲線を作成す
るには、次式(2)式により単位重量当りの、各等級の
各粒子径の粒子個数Nを計算し、各種配合重量比におけ
る各粒子径の粒子個数の合計を求めて二重指数確率紙上
ヘプロットすることにより作成することが(x)dx−
1・・・(2) X:粒子径 f(x):二重指数分布関数 ′N二単位
重量あたりの粒子個数 なお未知カーボンブラックに含まれるそれぞれの等級の
カーボンブラックの平均粒子径の差は、20−μ以上あ
れば容易に判定が可能である。ただし顕微鏡観察で数え
る個数を増すことにより精度が上が6、差が小さくとも
判定が可能となる。
[発明の効果] 本発明の等級判定方法により、従来の方法に比べてはる
かに精度良くカーボンブラックの等級が判定できる。ま
た従来困難であった二種類以上の等級のカーボンブラッ
クが混合された混合品においても、各等級の区別、およ
び配合割合が正確に判定できる。また電子顕微鏡を用い
て測定する場合には少量の試料でよい。従って少量−ゴ
ム等の配合体から、それに含まれるカーボンブラックの
等級が確実に判定され、実用工種々の場合に応用され得
る。
[実施例1 以下実施例により説明する。
(第1実施例) 等級未知のカーボンブラックを含有するNBRゴム配合
体約3gを、50ミリリツトルの沸騰硝酸で1時間かけ
て分解した。さらに得られた固形分をアセトンとエタノ
ールで交互に洗浄した後熟溜水で洗浄し、濾過後105
℃で3時間乾燥することにより、未知カーボンブラック
を分離した。
得られた未知カーボンブラックは約10maである。こ
の未知カーボンブラックを電子顕微鏡(倍率60000
倍)にて観察し、各粒子径の粒子個数を総計で約100
01il&え、累積出現率を二重指数確率紙にプロット
した。この結果を第2図の白点1112で示す。
次に標準カーボンブラックとしてMT(サーモブラック
MT : Can  Card  LTD社製)、FT
(旭す−マル:旭カーボン社製)、5RF(ジ−ストS
:東海カーボン社製)、MAF(ジースト116二東海
カーボン社製) 、HAF (ジースト3:東海カーボ
ン社製)を選び、それぞれの粒子径分布を上記と同様に
測定し、累積出現率を上記と同一の二重指数確率紙にプ
ロットした。結果。
を第2図の実13〜7に示す。
この二重指数確率紙上の結果から明らかにように、未知
カーボンブラックの分布(白点線2)は実線6とほとん
ど一致している。従って未知カーボンブラックはMAF
(ジースト116二東海カーボン社製)と同一等級のも
のである、と判定される。
(第2実施例) 等級未知のカーボンブラックを含有するCRゴム配合体
を用い、第1実施例と同様の方法で未知カーボンブラッ
クを分離し、同様に粒子径分布を測定して二重指数確率
紙上にプロットした。結果は第3図に黒点線8で示すよ
うに直線となっていない。
次に標準カーボンブラックとしてHAF(ジースト3:
東海カーボン社製)と5RF(ジーストS:東海カーボ
ン社11#)とを選びそれぞれについて第1実施例と同
様に粒子径分布を測定し、結果を第3図の実Ia9.1
4に示す。そして得られた直線より二重指数分布関数を
求めた。すなわちHAFの粒子径分布を示す直[19は Fl (X)=exp [−exp (−(x−22゜
7)/7.93)] 、SRFの粒子径分布を示す直1
1J114はF2 (x)−exo [−exp(−(
x−61)/25.46)]と表わされる。そして前記
(2)式のf(x)に上記2つの関数F1(x)、F2
(x)を用いることにより、HAFおよびSRFのそれ
ぞれの、単位重量当りの各粒子径の粒子個数を計算した
。モしてHAFとSRFとを重量比で8対2.6対4.
4対6.2対8となるように配合した場合を想定し、各
配合重量比における各粒子径の粒子個数の合計を求めて
二重指数確率紙上にプロットした。結果は第3図の実線
10〜13に示す。
第3図から明らかなように、未知カーボンブラックの分
布を示す黒点線8は、HAFとSRFとを4対6の重量
比で混合した場合の分布を示す実線12と一致している
。すなわちこれにより等級と、その混合割合が判定され
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は粒子径分布が確率紙上で直線となることを示す
グラフである。第2図は第1実施例に係る図であり、単
一の等級からなる未知カーボンブラックの等級を判定す
るのに用いたグラフである。 第3図は第2実施例に係る図であり、2成分混合系の未
知カーボンブラックの一等級を判定するのに用いたグラ
フである。第4図、第5図および第6図はカーボンブラ
ックの粒子径分布を示すヒストグラムである。 第1図 第2図 第3図 粒子11 C哨)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)粒子径分布未知の未知カーボンブラックの粒子径
    分布を測定する測定工程と、 該測定工程の結果より該未知カーボンブラックの粒子径
    分布を二重指数分布関数で表わす測定回帰関数を求め、
    粒子径分布既知の標準カーボンブラックの粒子径分布を
    二重指数分布関数で表わした標準回帰関数と、該測定回
    帰関数とを比較することにより該未知カーボンブラック
    の等級を判定する判定工程とからなることを特徴とする
    カーボンブラックの等級判定方法。
  2. (2)判定工程は、測定回帰関数と、標準回帰関数とを
    二重確率紙上で比較することにより行なう特許請求の範
    囲第1項記載のカーボンブラックの等級判定方法。
  3. (3)測定工程は顕微鏡観察により粒子径を測定するこ
    とにより行なう特許請求の範囲第1項記載のカーボンブ
    ラックの等級判定方法。
JP345785A 1985-01-11 1985-01-11 カ−ボンブラツクの等級判定方法 Granted JPS61162734A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007071811A1 (en) * 2005-12-21 2007-06-28 Outotec Oyj. Method for defining element content and/ or mineral content
CN105486613A (zh) * 2015-12-24 2016-04-13 上海微谱化工技术服务有限公司 一种检测丁腈橡胶中炭黑粒径的方法
EP4242651A1 (en) * 2022-03-07 2023-09-13 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Analysis of an elastomer composition

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EP4242651A1 (en) * 2022-03-07 2023-09-13 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Analysis of an elastomer composition

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JPH0253740B2 (ja) 1990-11-19

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