카본블랙

Carbon black
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카본블랙
Carbon black.jpg
이름
기타 이름
아세틸렌 블랙, 채널 블랙, 용해로 블랙, 램프 블랙,서멀 블랙, C.I. 안료 블랙 6
식별자
3D 모델(JSmol)
ECHA 정보 카드 100.014.191 Edit this at Wikidata
EC 번호
  • 215-609-9
E번호 E152 (컬러)
유니
  • C
특성.
C
몰 질량 12.011 g/g−1/g
외모 검정색 솔리드
밀도 1.8~2.1g/cm3(20°[1]C)
거의[1] 녹지 않다
위험 요소
치사량 또는 농도(LD, LC):
> 15400 mg/kg (구강쥐)[1]
3000 mg/kg (토끼, 토끼)[1]
달리 명시되지 않은 한 표준 상태(25°C[77°F], 100kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공됩니다.

카본블랙(아세틸렌블랙, 채널블랙, 용해로블랙, 램프블랙, 서멀블랙)은 연료유, 유체촉매크래킹타르, 에틸렌크래킹을 포함한 석탄 및 콜타르, 식물성 물질 또는 석유제품의 불완전연소에 의해 생성되는 물질이다.카본 블랙은 활성탄보다 낮지만 표면적 대 부피 비율이 높은 파라크리스탈린의 한 형태입니다.이는 표면적 대 부피 비율이 훨씬 높고 (불활성 및 비생물적) 다환 방향족 탄화수소(PAH) 함량이 현저히 낮다는 점에서 그을음과 유사합니다.그러나 카본 블랙은 디젤 산화 [2][better source needed]실험용 디젤 그을음의 모델 화합물로 널리 사용되고 있습니다.카본 블랙은 타이어 및 기타 고무 제품에서 착색제 및 강화 필러로 사용되며 플라스틱, 페인트 및 잉크 [3]안료의 안료 및 마모 방지 첨가제로 사용됩니다.EU에서는 식물성 물질(E153)에서 생산될 때 식품 착색제로 사용됩니다.

현재 국제암연구기구(IARC)의 평가는 "카본 블랙은 사람에게 발암 가능성이 있다(그룹 2B)"[4]는 것이다.고농도의 카본 블랙 먼지에 단기간 노출되면 기계적 자극을 통해 상부 호흡기에 불쾌감을 줄 수 있습니다.

일반적인 용도

카본 블랙의 가장 일반적인 용도(70%)는 자동차 타이어의 안료 및 보강 단계입니다.또한 카본 블랙은 타이어의 트레드 및 벨트 영역에서 열을 전달하여 열 손상을 줄이고 타이어 수명을 연장하는 데 도움이 됩니다.세계 생산의 약 20%가 벨트, 호스 및 기타 비타이어 고무 제품에 사용됩니다.밸런스는 주로 잉크, 코팅 및 플라스틱의 안료로 사용됩니다.

폴리프로필렌에는 자외선을 흡수하기 때문에 카본블랙이 첨가되며, 그렇지 않으면 물질이 분해됩니다.카본 블랙 입자는 일부 레이더 흡수 재료, 복사기 및 레이저 프린터 토너, 기타 잉크 및 페인트에도 사용됩니다.카본 블랙의 높은 착색 강도와 안정성은 수지 및 [5]필름의 착색에도 사용되었습니다.카본 블랙은 전자제품의 다양한 용도로 사용되어 왔습니다.카본 블랙은 전기의 좋은 전도체로서 플라스틱, 엘라스토머, 필름, 접착제 및 [5]페인트에 혼합된 필러로 사용됩니다.자동차 연료 캡 및 파이프에서 정전기 방지 첨가제로 사용됩니다.

식물성 유래의 카본 블랙은 유럽에서는 첨가물 E153으로 알려진 식용 색소로 사용됩니다.호주와 뉴질랜드에서는[6] 첨가물 153(카본 블랙 또는 식물성 탄소)로 사용이 승인되었지만 [7]미국에서는 사용이 금지되었습니다.카본 블랙 색소는 수년간 식품 및 음료 포장에 널리 사용되어 왔다.미국, 유럽, 아시아 일부, 남아프리카에서는 다층 UHT 우유병에, 뉴질랜드에서는 전자레인지식 식기 트레이나 고기 트레이 등에 사용되고 있습니다.

2011년 캐나다 정부의 카본 블랙에 대한 광범위한 검토 결과, 카본 블랙은 캐나다에서 소비자를 위한 식품 포장을 포함한 제품에 계속 사용될 수 있다고 결론지었다.이는 "대부분의 소비자 제품에서 카본 블랙은 매트릭스로 결합되어 노출에 사용할 수 없기 때문"이고, "카본 블랙은 양이나 농도로 환경에 유입되지 않으며, 캐나다의 경우 생명에 위험을 구성하거나 구성될 수 있는 조건 하에서 또는 노출에 사용할 수 없기 때문"이라고 제안되었기 때문이다.건강을 [8]위해서입니다.

오스트랄라시아 내에서는 포장의 색소 카본 블랙은 EU 또는 미국의 포장 규정 요건을 준수해야 합니다.착색제를 사용할 경우 유럽 부분 계약 AP(89)1을 충족해야 합니다.[9]

2006년 [10]총 생산량은 약 810만 미터톤(890만 쇼트톤)이었다.카본 블랙의 전 세계 소비량은 1320만 미터톤으로 추정되며, 2015년에는 137억 달러, 2016년에는 144억 달러, 1390만 미터톤에 이를 것으로 예상된다.

전 세계 소비는 2016년부터 2022년 사이에 5.6%의 CAGR(연간 복합 성장률)을 유지하여 [11]2022년까지 1,920만 미터톤(미화 204억 달러)에 이를 것으로 예상된다.

카본 블랙 강화

카본 블랙은 고무 제품, 특히 타이어에서 강화 필러로 가장 많이 사용됩니다.스티렌-부타디엔의 순수 고무 가황은 인장 강도가 2MPa 이하이고 내마모성이 미미하지만 중량 대비 카본 블랙 50%를 배합하면 인장 강도 및 내마모성이 아래 표와 같이 향상된다.항공우주 산업에서 엔진 마운트 등의 항공기 진동 제어 구성 요소를 위한 엘라스토머에서 자주 사용됩니다.

타이어, 플라스틱 및 페인트에 사용되는 특정 유형의 카본 블랙
이름. 약어 ASTM
설계하다		 파티클
크기
nm		 인장
힘
MPa		 관련있는
실험실.
마모		 관련있는
로드웨어
마모
초마모로 SAF N110 20–25 25.2 1.35 1.25
중간 SAF ISAF N220 24–33 23.1 1.25 1.15
고마모로 하프 N330 28–36 22.4 1.00 1.00
간단한 처리 채널 EPC N300 30–35 21.7 0.80 0.90
고속 압출로 FEF N550 39–55 18.2 0.64 0.72
고모듈러스 HMF N660 49–73 16.1 0.56 0.66
반보강로 SRF N770 70–96 14.7 0.48 0.60
미세한 온도 FT N880 180–200 12.6 0.22 –
중열 MT N990 250–350 9.8 0.18 –

실제로 인장, 마모성이 중요한 고무제품은 모두 카본블랙을 사용하므로 색상은 검은색입니다.물리적 특성이 중요하지만 흰색 테니스화와 같이 검은색 이외의 색상이 바람직한 경우 카본 블랙 대신 침전 또는 연무가 나는 실리카가 대체되었습니다.실리카 기반 필러는 낮은 롤링 로스로 인해 연료 효율과 습식 핸들링에 대한 더 나은 트레이드오프를 제공하기 때문에 자동차 타이어에서도 시장 점유율을 얻고 있습니다.기존 실리카 필러는 마모성이 더 나빴지만 카본블랙 마모성능에 필적할 정도로 기술이 점차 향상됐다.

안료

카본 블랙(Color Index International, PBK-7)은 일반적인 검은색 안료의 명칭으로, 전통적으로 목재나 뼈와 같은 유기물을 숯으로 만든 것입니다.그것은 스펙트럼의 가시적인 부분에서 빛을 거의 반사하지 않고 알베도가 거의 0에 가깝기 때문에 검은색으로 보인다.실제 알베도는 원료와 제조 방법에 따라 달라집니다.카본블랙은 카본블랙을 생산하는 전통적인 방법을 반영하는 다양한 이름으로 알려져 있습니다.

  • 아이보리 블랙은 전통적으로 상아나 뼈를 태워서 생산되었다.
  • 넝쿨 블랙은 전통적으로 건조된 포도 덩굴과 줄기를 그을려 생산되었다.
  • 램프 블랙은 전통적으로 오일 램프에서 그을음을 채취하여 생산되었습니다.

이 모든 종류의 카본 블랙은 선사시대부터 [12]페인트 색소로 널리 사용되었다.렘브란트, 베르메르, 반 다이크, 그리고 더 최근에는 세잔, 피카소, 마네가[13] 그들의 그림에 카본 블랙 색소를 사용했다.대표적인 것이 마네의 '뮤직 인 더 튤러리'[14]로 검은색 드레스와 남성 모자가 아이보리 [15]블랙으로 칠해져 있다.

카본 블랙을 생산하는 새로운 방법이 이러한 전통적인 공급원을 대체했습니다.카본블랙은 장인의 목적을 위해 어떤 방법으로든 생산되는 것이 [5]일반적입니다.

표면 및 표면 화학

모든 카본 블랙은 제조 [16]조건에 따라 표면에 화학 흡착 산소 복합체(즉, 카르본산, 퀴논산, 락톤산, 페놀기 등)를 다양한 정도로 가지고 있습니다.이러한 표면 산소기를 통칭하여 휘발성 성분이라고 합니다.또한 휘발성 성분으로 인해 비전도성 물질로 알려져 있습니다.

코팅 및 잉크 업계는 산산화 카본 블랙 등급을 선호합니다.제조공정 중에 고온건조기에 산을 분무하여 흑색 고유의 표면성질을 변화시킨다.성능 특성을 개선하기 위해 검은색 표면적의 화학 결합 산소의 양을 증가시킵니다.

안전.

발암성

카본 블랙은 인간 역학 연구에서 [4]불충분한 증거를 가진 실험 동물에게 충분한 증거가 있기 때문에 인간에게 발암 가능성이 있는 것으로 간주되고 그룹 2B 발암 물질로 분류된다.동물 연구에서 발암성의 증거는 두 개의 만성 흡입 연구와 두 개의 기관 내 링거 연구에서 나왔다. 이 연구는 노출된 [4]동물에서 폐암의 비율이 유의미하게 증가했음을 보여주었다.생쥐에 대한 흡입 연구는 노출된 [4]동물에서 폐암 비율이 유의하게 증가했음을 보여주지 않았다.역학 데이터는 카본 블랙 생산 근로자에 대한 세 가지 코호트 연구에서 나온다.각 연구 그룹에 1,000명 이상의 근로자를 대상으로 한 영국과 독일의 두 연구는 폐암으로 [4]인한 사망률이 증가했음을 보여주었다.미국에서 5,000명 이상의 카본 블랙 근로자를 대상으로 한 세 번째 연구에서는 사망률이 [4]증가하지 않았다.영국의 최신 연구에서 나타난 폐암 사망률 증가의 새로운 발견에 따르면 카본 블랙은 말기 [17][18]발암물질일 수 있다.하지만, 독일에서 나온 보다 최근의 더 큰 연구는 [19]이 가설을 입증하지 못했다.

산업 안전

카본 블랙을 제조하는 직원들이 안전하지 않은 양의 카본 블랙을 원상태로 [20]흡입할 위험이 없도록 하기 위한 엄격한 가이드라인이 준비되어 있습니다.작업자를 카본 블랙 흡입으로부터 적절히 보호하려면 호흡 개인 보호 장비를 사용하는 것이 좋습니다.권장되는 호흡 보호구 유형은 사용된 [21]카본 블랙의 농도에 따라 달라집니다.

사람들은 직장에서 피부나 눈에 닿거나 흡입함으로써 카본블랙에 노출될 수 있다.산업안전보건국(OSHA)은 작업장 내 카본 블랙 노출에 대한 법적 한도(허용 노출 한도)를 8시간 근무일에 걸쳐 3.5mg/m로3 설정했다.미국 국립산업안전보건연구소(NIOSH)는 8시간 근무일에 걸쳐 권장 노출 한도(REL)를 3.5mg/m로3 설정했다.카본 블랙은 1750mg/m3 수준에서 생명과 [22]건강에 즉시 위험합니다.

「 」를 참조해 주세요.

참조

  1. ^ a b c d 산업안전보건연구소 GESTIS 물질 데이터베이스 기록
  2. ^ "Experimental and kinetic study of the interaction of a commercial soot toward NO at high temperature" (PDF). Archived (PDF) from the original on 2013-02-15. Retrieved 2012-04-25.
  3. ^ "Market Study: Carbon Black". Ceresana. Retrieved 2013-04-26.
  4. ^ a b c d e f Kuempel, Eileen D.; Sorahan, Tom (2010). "Identification of Research Needs to Resolve the Carcinogenicity of High-priority IARC Carcinogens" (PDF). Views and Expert Opinions of an IARC/NORA Expert Group Meeting, Lyon, France, 30 June – 2 July 2009. IARC Technical Publication No. 42. Lyon, France: International Agency for Research on Cancer. 42: 61–72. Retrieved August 30, 2012.
  5. ^ a b c "Application Examples of carbon black". Mitsubishi Chemical. Retrieved 2013-01-14.
  6. ^ 오스트레일리아 뉴질랜드 식품 표준"Standard 1.2.4 – Labelling of ingredients". Retrieved 2011-10-27. 코드
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  8. ^ "Draft Screening Assessment for the Challenge". 29 January 2010. Retrieved 2013-01-14.
  9. ^ "Australia New Zealand Food Standards Code". Archived from the original on 2012-12-20. Retrieved 2013-01-14.
  10. ^ "What is carbon black". International carbon black Association. Archived from the original on 2009-04-01. Retrieved 2009-04-14.
  11. ^ 카본 블랙 - 2016년 1월 글로벌 시장 개요 • 업계 전문가 보고서 CP024 • 328페이지
  12. ^ Winter, J. and West FitzHuh, E., B.H. Berrie, 편집자, 예술가들의 색소, 그들의 역사와 특징 핸드북, 제4권, 1-37페이지.
  13. ^ 본블랙, ColorEX
  14. ^ Bomford D, Kirby J, Leighton, J., Roy A.아트 인 메이킹:인상파.내셔널 갤러리 출판물, 런던, 1990, 페이지 112–119.
  15. ^ 에두아르 마네, 'Tuileries Gardens의 음악', Colorlex
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  20. ^ "Occupational Safety and Health Guidelines for carbon black: Potential Human Carcinogen, Centres of Disease Control and Prevention, National Institute for Occupational Safety and Health" (PDF). Retrieved 2013-01-14.
  21. ^ "Occupational Safety and Health Guideline for Carbon Black: Potential Human Carcinogen" (PDF). Centers of Disease Control and Prevention, National Institute for Occupational Safety and Health. Retrieved 11 January 2013.
  22. ^ "CDC – NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards – Carbon black". www.cdc.gov. Retrieved 2015-11-27.

추가 정보

외부 링크

Wikisource에는 Carbon Black에 관한 1920년 Americana 백과사전 기사의 텍스트가 있습니다.
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