KR930002759B1 - 카아본블랙의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

카아본블랙의 제조 방법

본 발명은 여러가지 중요한 용도를 가진 퍼니스블랙(furnace black)의 제조방법에 관한 것이다.

퍼니스 블랙은 고무와 플라스틱에서 충전제, 안료 및 강화제로서 사용된다. 일반적으로, 카아본블랙을 제조하기 위한 퍼니스법은 밀폐된 전환대역 내에서 천연가스 또는 순환원료와 같은 탄화수소원료를 984.4℃(1800℉)이상의 온도에서 크랙킹 및/또는 불완전 연소시켜 카아본블랙을 제조하는 것을 포함한다. 이어서, 전환대역으로부터 배출되는 가스중에 동반된 카아본블랙은 산업계에서 통상 사용되는 모든 적합한 방법에 의해서 냉각시키고 수집한다. 또한, 고무성형품에 개선된 자이이력성(hysteretic property)을 부여할 수 있는 유사한 성질의 퍼니스블랙을 제조하는 것이 요망된다. 또한, 어떤 경우에는, 카아본블랙의 착색력을 조절 또는 제어하는 방법을 갖는 것이 매우 유익하다.

따라서, 본 발명의 주 목적은 카아본블랙의 착색력이 제어되는 신규하고 개량된 카아본블랙의 제조방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 착색력이 낮은 카아본블랙을 제조하는 개선된 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적, 잇점 및 특징은 이하에 기술되는 발명의 상세한 설명 및 특허 청구의 범위에 의해서 명확하게 알 수 있을 것이다.

본 발명에 따라서, 미합중국 재발행 특허 제28, 974호에 기재된 형태의 카아본블랙을 제조하는 단위공정 또는 단계적 공정을 개량함으로써 상기한 목적 및 기타 목적을 달성될 수 있음을 발견하였다. 이 단계적 공정은, 고온의 가스상 연소 생성물의 스트림(stream)이 생성되는 초입에 설정된 일차(제 1 단계) 연소대역 ; 솔리드 스트림(응집성 젯트) 형태의 액상 탄화수소원료가 연소가스 스트림의 외부 또는 내부 주위로 부터 미리 생성된 고온 가스내로 거의 횡방향으로 주입되는 제2 또는 전이대역 ; 및 반응이 종료되기 전에 급냉에 의하여 카아본블랙이 생성하는 제 3 대역(반응대역)으로 구성된다.

원료가 연소 가스스트림의 외부 주위로 부터 주입되는 상기한 형태의 공정에 있어서, 연소가스가 사용되지 아니한 채로 시스템을 통과할 가능성이 있다. 이와 같은 현상은 예를 들어, 연소가스가 유동하는 대역이 탄화수소원료로 완전히 충전되지 않을때 발생하며, 이에 의해 사용되지 아니한 열이 연소 가스 형태로 배출되게 한다. 반응기의 크기가 증가함에 따라서 이러한 현상이 더 커지는 경향이 있다. 이와같은 비경제적인 연소가스의 손실을 방지하기 위하여, 미합중국 특허 제3,922,335호에는 전이대역의 외부 주위로부터 주입된 원료가 도달하지 않는 연소가스 스트림의 내부로 추가로 원료를 주입시키는 방법을 개시하고 있다. 이 특허는 프로우브(probe)와 같은 적절한 장치의 사용을 설명하고 있는데, 이 장치를 통하여 추가의 액상 탄화수소원료가 연소가스 스트림의 중심 또는 코어로 부터 반응기 벽을 향해 외부 방향으로 그리고 거의 횡단 방식으로 연소가스 스트림의 코어에 주입된다. 이와같이 함으로써, 연소가스는 유적(oil droplet)을 전단, 미분화 및 분산시키는 그의 의도된 목적을 위하여 완전히 사용되는 것으로 나타났다. 연소가스 스트림의 내부로의 원료 주입은 이 원료가 전이대역의 외부주위로 부터 연소가스 스트림의 내부를 향하여 주입되는 것과 동일한 평면내에서 일어난다. 미합중국 특허 제3,922,335호에 기재된 방법은 예외적으로 높은 생산량과 높은 수율을 나타냈으며 고품질의 카아본블랙을 생산할 수 있다는 것이 증명되었다.

그러나, 상기 방법과 유사한 방법으로 카아본블랙을 제조하기는 하지만 상이한 성질을 갖는 카아본블랙을 생산하는 것이 필요한 경우가 있다. 특히, 우수한 자기이력성 및 표준보다 낮은 착색력을 가진 카아본블랙을 제조하는 것이 필요할 수 있다. 개선된 자기이력성 및 제어된 착색력을 갖는 카아본블랙의 제조를 가능하게하는 본 단위 또는 단계적 공정의 변형방법은, 액체 탄화수소원료의 일부를 솔리드 스트림 형태로, 연소가스 스트림이 최대속도에 도달하기 전의 위치, 즉 대략적으로 전이대역의 중간지점 이전의 위치에서 연소가스 스트림의 외부로부터 연소가스 스트림내로 거의 방사상으로 주입하는 것이다. 원료는 연소가스 스트림의 외부 또는 내부주위로부터 비차단 오리피스를 통하여 거의 방사상으로 저속 스트림내로 주입된다. 그러나 원료를 내부주위로 부터 방사상으로 외부를 향하여 연소가스 스트림내로 도입되는 저속의 연소가스 스트림중에 주입시키는 것이 바람직하다. 본 단계적 공정에 있어서, 연소가스 스트림의 최대속도는 전이대역의 거의 중간지점에서 도달한다. 그러므로, 예를 들어 프로우브를 통하여 주입이 이루어지는 경우, 원료가 저속의 연소가스 스트림에 도입되도록 제1 또는 1차 연소대역 내에 프로우브를 삽입시킴으로써 상기 변형방법을 수행할 수 있다. 원료가 저속 연소가스 스트림에 주입되는 실제 위치 또는 평면은 요망되는 카아본블랙의 등급 또는 종류에 따라서 상당히 변화될 수 있다.

본 발명의 카아본블랙을 제조하는데 사용되는 고온 연소 가스의 제조에 있어서, 적당한 연소실내에서 액상 또는 가스상 연료와 공기, 산소 또는 공기와 산소의 혼합물 등의 적당한 산화제 스트림을 반응시킨다. 고온 연소 가스를 생성시키기 위하여 연소실내에서 산화제와 반응시키는데 사용하기 적합한 연료들 중에는, 수소, 일산화탄소, 메탄, 아세틸렌, 알코올류 및 케로센과 같은 쉽게 연소될 수 있는 모든 가스, 증기 또는 액체 스트림이 포함된다. 그러나, 일반적으로 탄소함유 성분, 특히 탄화수소의 함량이 높은 연료를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면 천연가스 및 개질 또는 농축 천연가스와 같이 메탄이 풍부한 유동체는 물론, 에탄, 프로판, 부탄, 펜탄분획을 포함하는 여러가지 탄화수소가스 및 액체 및 정제부산물, 연료용 유류등과 같은 탄화수소를 다량으로 함유하는 다른 스트림이 탁월한 연료이다. 여기서 말하는 일차연소는 이산화탄소와 물을 생성하기 위한 제 1 단계에 탄화수소의 완전연소를 위해 이론적으로 필요한 양의 산화제에 대한 단위공정의 제 1 단계에서 사용되는 산화제의 양을 나타낸다. 이 방법으로 고선속도로 유동하는 고온 연소가스 스트림이 생성된다. 또한 연소실과 반응실 사이의 압력차이는 1.0p.s.i.(6.9kpa) 이상, 바람직하게는 약 1.5p.s.i.(10.3kpa) 내지 10p.s.i(69kpa)인 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다. 이와 같은 조건 하에서, 요망되는 카아본블랙 제품을 생산하는데 충분한 양질의 카아본블랙 생성용 액상 탄화수소원료를 미분화시키기에 충분한 운동에너지를 보유하는 가스상 연소 생성물을 제조한다. 일차 연소대역으로부터 방출되는 연소가스 스트림은 약 1316℃(2400℉) 이상의 온도를 갖는데, 가장 바람직한 온도는 약 1649℃(3000℃) 이상이다. 고온 연소가스는 통상의 벤츄리 목에 의한 것과 같이 한쪽으로 가늘어지거나 한정될 수 있는 소직경의 밀폐된 전이단(transition stage)내로 연소가스를 주입함으로써 가속되는 고 선속도로 하류 방향으로 추진된다.

본 발명에 있어서는 액상원료의 총사용량중 나머지 부분을, 연소가스 스트림이 최대 속도에 도달하는 지점, 즉 전이 대역의 거의 중간 지점에서 연소가스 스트림의 내부 또는 외부로부터 거의 방사상으로 외부방향 또는 내부방향으로 연소가스에 주입된다. 원료는 전이대역에서 비차단 오리피스를 통하여 고체스트림의 형태로 연소가스의 외부 또는 내부로부터, 바람직하게는 연소가스 스트림의 외부로부터 연소가스내로 거의 방사상으로 주입한다. 액상원료를 주입하는 이 기술에 의하여 고무화합물에 개선된 자기이력성을 부여할 수 있는 카아본블랙이 제조된다.

이 방법의 제 2 단계에서, 연소가스는 고속으로 유동되며, 약 1.0p.s.i.(6.9kPa) 이상의 가스 카이네틱 헤드(kinetic head)가 존재한다. 전이 또는 제 2 대역에서 연소가스내로 도입되는 액상 카아본블랙 생성용 탄화수소 원료는 적당한 침투가 달성되기에 충분한 압력하에 주입하여야 하며, 이에 의해 고온 연소가스와 액상 탄화수소 원료를 고속으로 혼합 및 전단시킬 수 있다. 액상 원료는 연소가스 스트림의 내부 또는 코어에 잘 침투되는 복수의 솔리드 스트림(응집성 젯트)의 형태로 고온 연소가스 스트림의 외부 또는 내부로 부터 거의 횡방향으로 주입된다.

이러한 반응조건하에서 쉽게 휘발될 수 있는 탄화수소원료로서 사용하기에 적합한 것은 아세틸렌과 같은 불포화 탄화수소 ; 에틸렌, 프로필렌 및 부틸렌과 같은 올레핀류 ; 벤젠, 톨루엔 및 크실렌과 같은 방향족 화합물 ; 포화탄화수소 ; 및 케로센, 나프탈렌, 테르펜, 에틸렌타르, 방향족 순환원료등과 같은 휘발화된 탄화수소 등이다.

본 단위공정이 제 3 단계는 급냉에 의해 반응이 종료되기 전에 카아본블랙 생성 반응이 일어나는데 충분한 체류 시간을 허용하는 반응대역이다. 각각의 경우에 체류시간은 특정한 조건 및 목적하는 특정한 카아본블랙에 따라서 달라진다.

소망스런 시간동안 진행된 카아본블랙 생성반응에 후속하여, 적어도 1조의 분무노즐을 사용하여 물과 같은 급냉액을 분무함으로써 반응이 종결된다. 이어서, 현탁된 카아본블랙 생성물을 함유한 고온의 유출가스는, 카아본블랙의 냉각, 분리 및 수집단계가 통상의 방법으로 수행되는 하류를 통과한다. 예를 들면, 가스 스트림으로 부터 카아본블랙의 분리는 침전기, 운심분리기, 백필터(bag filter) 또는 이들의 조합물과 같은 통상의 수단에 의해서 용이하게 수행할 수 있다.

본 발명을 실시할 경우, 연소가스가 최대속도에 도달되는 지점에서 일차연소 대역으로 주입되는 원료의 양은, 낮은 착색력을 갖는 카아본블랙을 생성시키는 방법에 기여하고 카아본블랙을 함유하는 고무조성물에 개선된 자기이력성을 부여하는 모든 양 또는 비율이다. 연소가스 스트림이 최대속도에 도달되는 지점 이전에서 원료의 약 20 내지 80%를 주입하고, 나머지 양의 연료는 연소가스 스트림이 최대 속도에 도달된 전이대역내의 지점에서 주입하는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 태양에서는 원료의 약 40 내지 60%를 연소가스 스트림이 거의 최대속도에 도달되는 지점 이전에서 주입하고, 나머지 양의 원료는 연소가스 스트림이 최대속도에 도달된 전이대역내의 지점에서 주입한다.

한개 이상의 평면 또는 점에서 원료를 주입하는 본 단계적 반응기의 공정을 실시하는 경우, 원료가 주입되는 오리피스를 각이 이등분되는 방식으로 미리 배열 또는 위치 시킨다. 이와같이 함으로써, 원료를 보다 넓은 연소가스 스트림의 단면적에 주입한다. 그러나, 원료가 주입되는 오리피스의 각도를 60°미만의 각도로부터 각이 0°가 되는 오리피스의 중첩에 이르는 방향으로 회전하는 것은 현저하게 감소된 착색력을 가진 카아본블랙의 제조를 초래함을 발견하였다. 오리피스들 사이의 각은 0°내지 약 30°인 것이 바람직하며 가장 바람직한 각은 0°이다. 회전 되는 오리피스는 원료가 최고속도의 지점에서 연소가스 스트림 내로 주입되는 것이거나 또는 원료를 저속 연소가스 스트림에 주입시키기 위하여 사용되는 것일 수 있다. 그러나, 원료를 저속 연소가스 스트림내로 주입시키는 오리피스를 회전시키는 것이 바람직하다.

다음의 시험방법들은 본 발명에 의해서 제조된 카아본블랙의 분석 및 물리적 성질을 평가하는데 사용된다.

요오드 흡착 수치

ASTM D-1510-70에 규정된 방법에 따라서 측정하였다.

착색력

카아본블랙 시료의 착색력은 ASTM D3265-76a에 규정된 방법에 따라서 공업용 착색대조용 블랙과 비교하여 측정한다.

디부틸 프탈레이트(DBP) 흡수 수치

카아본블랙의 DBP 흡수 수치는 ASTM D2414-76에 규정된 방법에 따라서 측정한다. 보고된 결과는 카아본블랙이 플러피(fluffy) 형태 또는 펠리트(pellet)형인가 아닌가를 나타낸다.

분쇄된 DBP 흡수 수치(CDBP)

카아본블랙 펠리트에 분쇄형 작용을 가하고, 이어서 ASTM D-3493-79에 규정된 방법에 따라서 그 구조를 측정한다.

모듈러스 및 신장률

이들 물리적성질은 ASTM D-412에 규정된 방법에 따라서 측정한다. 간단히 말하면, 모듈러스의 측정은 가황처리된 고무 시료가 본래의 길이의 300%까지 신장했을 때 측정된 견인력(Lb/in²)으로 나타낸다. 신장률의 측정은 신장시험에서 가황처리된 고무 시료를 파괴 또는 파단시키는데 필요한 견인력(Lb/in²)을 측정하여 얻는다.

압출 수축성

ASTM D-2230-37(방법 B)에 규정된 방법에 따라 측정한다.

반발탄성

ASTM D-1054에 규정된 방법에 따라서 측정한다.

본 발명은 후술되는 실시예를 참고로 하여 보다 쉽게 이해될 것이다. 일단 본 발명이 완전히 개시된 후에는 당업자에게 자명하게 되는 본 발명의 많은 다른 형태가 존재함을 물론이며, 따라서 이들 실시예는 단지 예시의 목적으로 제공된 것이며, 어떠한 방식으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 간주될 수 없다.

[실시예 1]

본 실시예에서는, 별도의 스트림으로서 또는 예비 연소된 가스상 반응 생성물로서 연소가스 생성용 반응 물질 즉, 원료와 산화제를 일차 연소대역에 공급하기 위한 수단 및 원료를 연소가스 스트림내에 방사상으로 내향 또는 외향적으로 주입하는 위치를 조정할 수 있도록 길이방향 및 원주방향 모두로 이동가능한 카아본블랙 생성용 탄화수소원료를 공급하기 위한 수단이 제공된 적당한 반응 장치가 사용된다. 이 장치는 금속과 같은 적당한 재료로 구성될 수 있으며, 내화성 절연이 제공되거나 재순환 액체 바람직하게는 물과 같은 냉각수단에 의해서 에워싸여있다. 또한 반응장치는 온도 및 압력기록수단, 스프레이 노즐과 같은 카아본블랙 생성반응을 급냉시키기 위한 수단, 카아본블랙 생성물을 냉각시키기 위한 수단, 및 다른 원하지 않는 부산물들로부터 카아본블랙을 분리 및 회수하기 위한 수단이 설비되어 있다.

본 실시예를 수행함에 있어서, 모든 적당한 버너를 일차 또는 제 1 단계 연소에 사용할 수 있는데, 240%의 일차연소를 얻을 수 있다. 240%의 일차 연소를 갖는 제 1 단계 연소가스는, 장치의 연소대역내에 360℃(680℉)로 예열된 공기를 3.146㎥/sec(400k.s.c.f.h)의 속도로 그리고 천연가스를 0.135㎥/sec(17.2k.s.c.f.h)의 속도로 충전시킴으로써 생성되며, 이에 의하여 하류방향으로 고선속도에서 유동하는 연소가스 스트림을 발생시킨다. 크기가 2.26mm(0.089인치)인 비차단 오리피스 3개를 통하여 총유량 0.662L/sec(630g.p.h)으로 주입되는 적당한 액상 탄화수소원료의 1/2을 연소가스 스트림이 최대속도에 도달하는 평면, 즉 대략적으로 전이대역의 중간지점의 상류 355.6mm(14인치) 지점에서 솔리드 스트림으로서 연소가스 스트림내로 방사상으로 외향적으로 주입한다. 연소가스 스트림의 선속도를 증가시키기 위하여 빠르게 유동하는 연소가스 스트림을 보다 작은 단면직경을 갖는 제2 또는 전이대역 내로 통과시킨다. 이어서, 액상원료의 나머지 1/2을, 연소가스 스트림이 최대속도에 도달하는 대략 전이대역의 중간지점에서 크기가 2.26mm(0.089인치)인 비차된 오리피스 3개를 통하여 연소가스의 코어를 향하여 외부로부터 내향적으로 생성된 고온 연소가스 스트림내에 솔리드 스트림의 형태로 거의 횡방향으로 주입시킨다. 이 장치의 전이대역은 직경이 264mm(10.4인치)이고 길이가 279mm(11인치)이다. 반응기 부분은 직경이 457mm(18인치)이고, 반응은 연소가스 스트림이 최대속도에 도달하는 평면, 즉 대략적으로 전이대역의 중간지점의 하류 2.13m(7ft) 지점에서 급냉시킴으로써 종료된다. 반응은 공정의 전체연소가 35%가 되도록 수행한다. 이 실시예에서 원료가 저속의 연소가스 스트림내에 도입되는 오리피스는, 원료가 대략 전이대역의 중간지점에서 주입되는 오리피스에 대하여 60°각도에서 원료의 주입이 이루어지도록 주위에 설치된다. 이 카아본블랙의 분석 및 성능특성은 후술되는 표Ⅰ내지 표Ⅲ에 보고되어 있는데, 이 카아본블랙은 실시예 2 의 카아본블랙에 대한 대조물질로서 사용된다.

[실시예 2]

실시예 1 의 절차에 따라서 동일한 장치를 사용하여 일차 연소 대역내에 437.8℃(700℉)로 예열한 공기를 3.146㎥/sec(400k.s.c.f.h.)의 속도로 그리고 천연가스를 0.135㎥/sec(17.2k.s.c.f.h.)의 속도로 충전시켜 소망하는 240%의 제 1 단계 염소화염을 제조한다. 이어서, 0.657L/sec(625g.p.h.)의 총 유량으로 도입되는 액상원료의 60%를 연소가스 스트림이 그의 최대 속도에 도달하는 지점의 상류 355.6mm(14인치)의 위치에서 내부로부터 방사상으로 외향적으로 연소가스 스트림내에 도입시킨다. 이때 사용된 원료는 탄소함량이 88.6중량%, 수소함량이 7.82중량%, 황함량이 3.2중량%, 탄소에 대한 수소의 비율이 1.05, BMCI 상관지수가 128. ASTM-D-287에 따른 비중이 1.09, ASTM-D-287에 따른 API 비중이 -1.1, 54.4℃(130℉)에서의 SSU 점도(ASTM-D-88)가 292, 98.9℃(210℉)에서의 SSU 점도(ASTM-D-88)가 55, 아스팔텐 함량이 4.3중량%인 엑손(EXXON) 오일이다. 원료는 2.54mm(0.10in)의 직경을 가진 3개의 비차단 오리피스를 통하여 방사상으로 고체 스트림 형태로 주입시킨다. 액상원료의 나머지 40%는 연소가스 스트림이 최대 속도에 도달되는 지점, 즉 전이대역의 거의 중간 지점에서 크기가 1.98mm(0.078인치)인 3개의 비차단 오리피스를 통하여 그 외부로부터 연소가스 스트림내로 고체 스트림으로서 방사상으로 내향적으로 도입시킨다. 반응은 전체 연소비 35.2%로 수행하며, 이 반응은 연소가스 스트림이 최대 속도에 도달되는 평면의 상류 2.13m(7ft) 지점에서 물로 급냉시킨다. 이 경우에 있어서, 원료를 저속 연소 가스 스트림내로 주입하는 오리피스는 원료를 전이대역의 중간지점으로부터 연소가스 스트림내로 주입되는 오리피스에 대하여 15°각도로 원료가 주입되는 방식으로 주위적으로 위치시킨다. 카아본블랙의 분석 및 물리적 성질은 다음표 Ⅰ내지 Ⅲ에 나타나 있다.

[표 Ⅰ]

분석 성질

고무 조성물용의 저-자기이력성 강화제로서의 본 발명의 카아본블랙의 적합성은 다음표에서 명백히 알 수 있다. 카아본블랙을 평가함에 있어서, 고무 제형은 공지의 방법에 의해서 용이하게 제조할 수 있다. 예를 들면, 고무와 카아본블랙은 만족할만한 분산을 보장하기 위하여 밴버리 믹스(Banbury mixer) 또는 롤밀과 같이 고무 또는 플라스틱을 혼합시키기 위해 통상적으로 사용되는 형태의 통상의 혼합기에서 서로 밀접하게 혼합시킨다. 고무 제형은 천연고무 및 합성고무 함유 제형에 관한 표준 공업제형에 따라서 배합한다. 생성된 가황처리물질은 특정 물리적 특성을 측정하는데 특정된 시간 동안 경화시킨다. 본 발명의 카아본블랙의 성능을 평가함에 있어서, 다음과 같은 제형을 사용하였는데, 여기서 양은 중량부로 나타낸다.

[표 Ⅱ]

고무 제형

[표 Ⅲ]

천연 및 합성고무 가황처리물의 물리적 성질

* 상기 데이타는 IRB No.5에 상대적으로 주어진다.

표Ⅰ내지 Ⅲ의 데이타를 검토해보면, 저속대역과 전이대역에서 연소가스 스트림내로 원료를 주입하는 오리피스간의 각도의 감소는 생성된 카아본블랙의 착색력의 저하를 초래함을 알 수 있다. 또한, 천연 및 합성 고무 제형 모두의 반발탄성특성에 관한 값도 역시 개선되었다는 사실은 주목할만하다.

[실시예 3]

실시예 3 에서 사용된 방법 및 장치는 실시예 2 에서와 동일하다. 이 경우, 실시의 목적은 최대속도의 지점에서 저속 연소가스 스트림내로 원료를 주입하는 오리피스간의 각도를 변화시키는 영향을 나타내는 것이다. 이 각도는 원료를 저속 연소가스 스트림에 주입하는 오리피스의 위치를 주위로 회전시킴으로써 변화된다. 다음표 Ⅳ는 각도를 60°위치에서 30°위치, 15°위치 및 최종적으로는 0°위치(중첩)로 변화시킬 때 관찰된 데이타를 나타낸 것이다. 이 데이타는 주입평면에서 오리피스 사이의 각도가 감소됨에 따라서 착색력에 관한 값이 감소하는 경향이 있음을 보여주는데, 중첩 각도위치(0℃)에서 가장 낮은 착색력이 나타난다. 또한 이 데이타는 플러피 카아본블랙의 DBP를 저하시키는 뚜렷한 경향을 나타낸다. 즉, 이 경우에 상기 기술의 사용은 다른 물리적 성질에 역영향을 미칠 수 있는 칼륨 첨가제를 사용하는 것 이외의 다른 수단에 의해서 카아본블랙의 구조를 제어하는 작용을 한다.

[표 Ⅳ]

비록 본 발명을 소정의 태양에 관하여 설명하였지만, 그렇게 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고도 당업자에게 있어서 자명한 변화 및 변형이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (9)

1. 제 1 대역에서, 연료와 산화제를 반응시켜서 카아본블랙을 생성용 액상 탄화수소 공급원료를 카아본블랙으로 전환시키기에 충분한 에너지를 갖는 고온의 연소가스 스트림을 제공하고 ; 제 2 대역에서, 액상 탄화수소 공급원료를 복수의 솔리드 스트림(응집성 젯트)의 형태로 연소가스 스트림이 최대 속도에 도달한 지점에서, 연소가스 스트림의 유동 방향에 대하여 거의 횡방향으로 그리고 공급원료의 적절한 전단과 혼합을 위해 필요한 첨부도를 달성하기에 충분한 압력하에서 가스상 연소 생성물 스트림 내로 주위적으로 주입하고 ; 제 3 대역에서, 급냉에 의한 카아본블랙 생성 반응이 종료전에 공급원료를 분해하여 카아본블랙으로 전환시키고, 이어서 생성된 카아본블랙을 냉각, 분리 및 회수하는 퍼니스 카아본블랙의 제조방법에 있어서, 액상 탄화수소 공급원료의 일부분을 복수의 솔리드 스트림 형태로 연소가스 스트림이 최대속도에 도달하는 지점 이전에서 주위부로부터 연소가스 스트림내로 거의 방사상으로 도입시키고, 상기 공급원료의 잔여분을 복수의 솔리드 스트림 형태로, 연소가스 스트림이 최대속도에 도달하는 전이대역의 거의 중간지점에서 주위부로부터 연소가스 스트림내로 거의 방사상으로 도입시키고, 상기 공급원료의 분획을 각각 도입시키는 오리피스들 사이의 각도를 60°미만의 각도를 조절함으로써 표준 착색력보다 낮고, 고무조성물에 개선된 자기이력성을 부여할 수 있는 카아본블랙을 제조함을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 공급원료의 분획들을 주입하는 오리피스들간의 각도가 0°내지 약 30°범위인 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 공급원료의 분획들을 주입하는 오리피스들간의 각도가 0°인방법.
4. 제 1 항에 있어서, 연소가스 스트림이 최대속도에 도달되는 지점 이전에서 연소가스 스트림내로 도입되는 액상공급원료의 양은 주입된 공급원료 총량의 약 20% 내지 약 80%이고, 잔여량의 액상 공급원료는 전이대역의 거의 중간지점에서 도입시키는 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 연소가스 스트림이 최대속도에 도달되는 지점 이전에서 연소가스 스트림내로 도입되는 액상 공급원료의 양은 주입된 공급원료 총량의 약 40% 내지 약 60%이고, 잔여량의 액상 공급원료는 전이대역의 거의 중간지점에서 도입시키는 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 연소가스 스트림이 최대속도에 도달되는 지점 이전에서 연소가스 스트림내로 주입되는 액상탄화수소 공급원료를 연소가스 스트림의 내부 주위로부터 외향적으로 거의 횡방향으로 주입시키는 방법.
7. 제 1 항에 있어서, 최대속도에 도달되는 지점에서 연소가스 스트림내로 주입된 액상 탄화수소 공급원료를 연소가스 스트림의 외부주위로부터 내향적으로 거의 횡방향으로 주입시키는 방법.
8. 제 1 항에 있어서, 연소가스 스트림이 최대속도에 도달되는 지점 이전에서 연소가스 스트림내로 주입된 액상 탄화수소 공급원료를 연소가스 스트림의 내부 주위로 부터 외향적으로 거의 횡방향으로 주입시키고, 최대속도에 도달되는 지점에서 연소가스 스트림내로 주입된 액상 탄화수소 공급원료를 연소가스 스트림의 외부주위로부터 내향적으로 거의 횡방향으로 주입시키는 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 공급원료의 분획들을 주입하는 오리피스들간의 각도가 0°내지 약 30°인 방법.