生命科学関連特許情報
| タイトル： | 公開特許公報(A)_カーボンブラックの検査装置および検査方法 |
| 出願番号： | 2007103145 |
| 年次： | 2008 |
| IPC分類： | G01N 15/00 |
特許情報キャッシュ
今井 将吾 JP 2008261668 公開特許公報(A) 20081030 2007103145 20070410 カーボンブラックの検査装置および検査方法 株式会社ブリヂストン 000005278 本多 一郎 100096714 杉本 由美子 100124121 今井 将吾 G01N 15/00 20060101AFI20081003BHJP JPG01N15/00 Z 3 1 ＯＬ 5 本発明は、カーボンブラックの検査装置および検査方法（以下、単に「検査装置」および「検査方法」とも称する）に関し、詳しくは、２次粒子を含有するカーボンブラックの検査装置および検査方法に関する。 画像形成装置に使用される各種ローラ部材等には、導電剤として、カーボンブラックが汎用されている。このカーボンブラックを製造する際には、製造条件のバラツキにより、ロットによって、１次粒子の凝集により形成された２次粒子が多く混入する場合があり、この２次粒子が分散時に粉砕できないと、異物として製品不良を引き起こすことになる。 しかし、この２次凝集粒子を砕くために分散時のせん断力を高めると、カーボンブラックのストラクチャーが破壊されて、電気抵抗が上昇するという別の問題が生ずる。このカーボンブラックの２次粒子の量は製造のロットにより異なるため、上記の異物不良の発生を低減するためには、２次粒子量の少ないロットを選別して使用することが望ましいといえる。 なお、特許文献１には、結晶安定性が高く、粒子サイズの小さなチタニルフタロシアニン結晶を含む分散液を得るための技術として、ビーズミル方式の分散装置を用いて、分散室に設置されたローラーを回転させるモーターのトルクを検出しながら分散を行い、計測されるトルク値を用いて所定の関係式により求められる分散の仕事量と分散に供されるチタニルフタロシアニン結晶の重量の比を所定範囲内とする分散液の作製方法が開示されている。特開２００４−２４６３００号公報（特許請求の範囲等） 上記のように、カーボンブラックをローラ材料等として使用するにあたって、２次粒子の混入に起因する製品不良の発生を防止するために、製造ロットごとにその含有量を評価しうる技術の確立が望まれている。 そこで本発明の目的は、カーボンブラック中に含まれる２次粒子を定量的に評価しうるカーボンブラックの検査装置および検査方法を提供することにある。 本発明者は鋭意検討した結果、下記構成とすることにより、上記目的を達成できることを見出して、本発明を完成するに至った。 すなわち、本発明のカーボンブラックの検査装置は、分散媒に所定量のカーボンブラックが分散されたスラリー中で、該カーボンブラックの凝集状態を検査するためのカーボンブラックの検査装置であって、 前記スラリーを貯留するタンクと、該タンクに繋がる循環流路と、前記スラリーを圧送して該循環流路内で循環させるポンプと、該循環流路内に設けられたストレーナと、該循環流路内を循環する前記スラリーの循環圧力を測定するための圧力測定器と、を備えることを特徴とするものである。本発明において、前記ストレーナの網目の大きさは、好適には３００μｍ以下である。 また、本発明のカーボンブラックの検査方法は、上記本発明の検査装置を用いたカーボンブラックの検査方法であって、 前記スラリーを前記循環流路内で循環させながら、前記圧力測定器により該スラリーの循環圧力を測定し、循環を開始してから循環圧力が変動するまでの時間により、前記カーボンブラックの凝集状態を検査することを特徴とするものである。 本発明によれば、上記構成としたことにより、カーボンブラック中に含まれる２次粒子を定量的に評価して、良好な製造ロットの判別を可能とすることで、２次粒子の混入に起因する製品不良の発生を効果的に防止できるカーボンブラックの検査装置および検査方法を実現することが可能となった。 以下、本発明の好適実施形態について詳細に説明する。 図１に、本発明のカーボンブラックの検査装置の概略説明図を示す。本発明のカーボンブラックの検査装置は、分散媒に所定量のカーボンブラックが分散されたスラリー中で、カーボンブラックの凝集状態を検査するための装置であって、図示するように、スラリーを貯留するタンク１と、タンク１に繋がる循環流路２と、スラリーを圧送して循環流路２内で循環させるポンプ３と、循環流路２内に設けられたストレーナ４と、循環流路２内を循環するスラリーの圧力を測定するための圧力測定器５と、を備えている。 かかる検査装置を用いることで、スラリー中に分散させたカーボンブラックの２次凝集粒子の量を評価して、製造ロットごとに、カーボンブラックの良品・不良品の判別を行うことが可能となる。したがって、製造ロットのうち良品のみを確保することができるため、これをローラ材料等として用いることで、製品不良の発生率を大幅に低下させることが可能となるものである。 上記検査装置を用いてカーボンブラックを検査するに際しては、具体的には、分散媒中に所定量のカーボンブラックを分散させてなるスラリーをタンク１に充填して、ポンプ３により循環流路２内を循環させながら、圧力測定器５によりスラリーの圧力を測定する。循環流路２内にはストレーナ４が配置されているため、スラリー内に２次粒子が含まれていると、スラリーがストレーナ４を通過する際にこの２次粒子がストレーナ４に詰まって、スラリーが循環しにくくなり、結果として循環圧力が低下することになる。スラリー中に２次粒子が含まれなければ循環圧力の変動はないため、循環を開始してから循環圧力が変動するまでの時間を測定することにより、この時間の違いで２次粒子の含有量、すなわち、カーボンブラックの凝集の少ない製造ロットを判別することが可能となるのである。 本発明においては、図示するような構成の検査装置を用いてカーボンブラックの検査を行う点のみが重要であり、その装置構成の詳細については、常法に従い適宜決定することができ、特に制限されるものではない。 例えば、スラリーの調製に用いるカーボンブラックの分散媒としては、液状のものであればいかなるものでも使用することが可能であり、具体的には例えば、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、エタノール、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、トルエンなどを用いることができる。本発明に用いるスラリーは、目的とするカーボンブラックを各製造ロットから所定量にて抜き取って、適宜選択した分散媒中に投入、攪拌して分散することにより調製することができる。なお、本発明に適用可能なカーボンブラックとしては、アセチレンブラック等、特に制限されない。 スラリーの圧送に用いるポンプ３としては、モノポンプ、ギヤポンプ等、公知のもののうちから適宜選択して用いることができ、特に制限されない。また、圧力測定器５についても、スラリーの循環圧力が測定できるものであれば特に制限されず、公知のもののうちから適宜選択して用いることができる。 ストレーナ４としては、カーボンブラックの２次粒子の粒度分布が３００μｍにピークを持っているため、網目の大きさが３００μｍ以下であるものを用いることが好ましい。これにより、本発明による検査の精度をより高めることができる。ストレーナの網目の大きさは、１００μｍ以上であれば問題なく検査を行って良品ロットと不良品ロットとを判断することができるが、網目の大きさが１００μｍ未満の場合でも流量を下げるなどすることで良・不良の判断は可能となるため、３００μｍ以下のストレーナであれば使用可能である。また、ストレーナ４は、図示する例ではポンプ３より下流側に配置しているが、上流側に配置してもよく、特に制限されない。 以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。 図１に概略を示すような、スラリーを貯留するタンク１と、タンク１に繋がる循環流路２と、スラリーを圧送するためのポンプ３と、循環流路２内に設けられたストレーナ４と、スラリーの循環圧力を測定するための圧力測定器５とを備える検査装置を用いて、下記条件に従い、カーボンブラックの凝集状態の検査を行った。＜検査条件＞タンク１の容量：３０リットルポンプ３の流量：３００ｍｌ／分ストレーナ４のメッシュ：♯６０（網目３００μｍ）（φ３．０ｍｍ×７．５ｍｍ）圧力測定器：ＫＹＯＷＡ製、品番ＷＧＡ−７１０Ａ スラリーは、ＰＰＧ／カーボンブラック＝１００／５の割合の配合物１５ｋｇを投入し、ディスパーにて攪拌、分散させることにより調製した。タンク１中にこのスラリーを充填して、ポンプ３で循環させ始めてから循環圧力が変動するまでの時間を測定した。なお、循環圧力は初期：１９．６Ｎ（２ｋｇｆ）であり、変動を確認した時点：０Ｎ（０ｋｇｆ）であった。 結果として、１２０分でも循環圧力に変化がなかったロットのカーボンブラックでは、製品に使用した場合にも不良の発生が見られなかったのに対し、１０分で循環圧力が変動したロットのカーボンブラックでは、製品に使用した場合に不良品の発生が多く見られた。すなわち、凝集物の少ない通常ロットと、凝集物の多い不良ロットとでは、循環圧力変動までの時間に明らかな差異が見られ、この時間を測定することにより、製造ロットごとのカーボンブラックの良・不良の別が判別できることが確かめられた。本発明の一実施の形態に係るカーボンブラックの検査装置を示す概略説明図である。符号の説明１ タンク２ 循環流路３ ポンプ４ ストレーナ５ 圧力測定器 分散媒に所定量のカーボンブラックが分散されたスラリー中で、該カーボンブラックの凝集状態を検査するためのカーボンブラックの検査装置であって、 前記スラリーを貯留するタンクと、該タンクに繋がる循環流路と、前記スラリーを圧送して該循環流路内で循環させるポンプと、該循環流路内に設けられたストレーナと、該循環流路内を循環する前記スラリーの循環圧力を測定するための圧力測定器と、を備えることを特徴とするカーボンブラックの検査装置。 前記ストレーナの網目の大きさが３００μｍ以下である請求項１記載の検査装置。 請求項１または２記載の検査装置を用いたカーボンブラックの検査方法であって、 前記スラリーを前記循環流路内で循環させながら、前記圧力測定器により該スラリーの循環圧力を測定し、循環を開始してから循環圧力が変動するまでの時間により、前記カーボンブラックの凝集状態を検査することを特徴とするカーボンブラックの検査方法。 【課題】カーボンブラック中に含まれる２次粒子を定量的に評価しうるカーボンブラックの検査装置および検査方法を提供する。【解決手段】分散媒に所定量のカーボンブラックが分散されたスラリー中で、カーボンブラックの凝集状態を検査するためのカーボンブラックの検査装置である。スラリーを貯留するタンク１と、タンク１に繋がる循環流路２と、スラリーを圧送して循環流路２内で循環させるポンプ３と、循環流路２内に設けられたストレーナ４と、循環流路２内を循環するスラリーの循環圧力を測定するための圧力測定器５と、を備える。【選択図】 図１