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K 6217-3 : 2001

(1) 

まえがき

この規格は,工業標準化法第 12 条第 1 項の規定に基づき,日本ゴム工業会 (JRMA)/財団法人日本規格

協会 (JSA) から,工業標準原案を具して日本工業規格を制定すべきとの申出があり,日本工業標準調査会

の審議を経て,

経済産業大臣が制定した日本工業規格である。

これによって JIS K 6217 : 1997 は廃止され,

一部がこの規格に置き換えられる。

制定に当たっては,日本工業規格と国際規格との対比,国際規格に一致した日本工業規格の作成及び日

本工業規格を基礎にした国際規格原案の提案を容易にするために,ISO 6810 : 1995, Rubber compounding

ingredients

−Carbon black−Determination of surface area−CTAB adsorption methods を基礎として用いた。

JIS K 6217-3

には,次に示す附属書がある。

附属書 1(参考)CTAB 吸着比表面積測定のための補正係数の計算例及び自動滴定装置による測定方

附属書 2(参考)JIS と対応する国際規格との対比表

JIS K 6217

の規格群には,次に示す部編成がある。

JIS

K

6217-1

 

第 1 部:よう素吸着量の求め方−滴定法

JIS

K

6217-2

 

第 2 部:比表面積の求め方−窒素吸着法−単点法

JIS

K

6217-3

 

第 3 部:比表面積の求め方−CTAB 吸着法

JIS

K

6217-4

 

第 4 部:DBP 吸収量の求め方

JIS

K

6217-5

 

第 5 部:比着色力の求め方


日本工業規格

JIS

 K

6217-3

: 2001

ゴム用カーボンブラック−

基本特性−

第 3 部:比表面積の求め方−CTAB 吸着法

Carbon black for rubber industry

−Fundamental characteristics−

Part 3 : Determination of specific surface area

−CTAB adsorption methods

序文  この規格は,1995 年に第 2 版として発行された ISO 6810,  Rubber compounding ingredients−Carbon

black

−Determination of surface area−CTAB adsorption methods を翻訳し,技術的内容を変更して作成した日

本工業規格である。

なお,この規格で点線の下線を施してある箇所は,原国際規格を変更又は追加している事項である。変更

の一覧表をその説明を付けて,

附属書 2(参考)に示す。

警告  この規格の利用者は,通常の実験室での作業に精通しているものとする。この規格は,その使用に

関連して起こるすべての安全上の問題を取り扱おうとするものではない。この規格の利用者は,各自の責

任において安全及び健康に対する適切な処置を取らなければならない。

1.

適用範囲  この規格は,ゴム工業で原材料の配合剤として使用されるゴム用カーボンブラック(以下,

カ ー ボ ン ブ ラ ッ ク と い う 。) の 基 本 特 性 の う ち , 臭 化 − ヘ キ サ デ シ ル ト リ メ チ ル ア ン モ ニ ウ ム

(cetyltrimethylammonium bromide ともいい,以下 CTAB という。

)の吸着による比表面積の求め方につい

て規定する。この比表面積は,CTAB の分子が入り込めない小さな細孔の面積を除外したものである。

備考  この規格の対応国際規格を,次に示す。

なお,対応の程度を表す記号は,ISO/IEC Guide 21 に基づき,IDT(一致している)

,MOD

(修正している)

,NEQ(同等でない)とする。

ISO 6810 : 1995

  Rubber compounding ingredients−Carbon black−Determination of surface area−CTAB

adsorption methods

(MOD)

2.

引用規格  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成す

る。これらの引用規格のうちで発行年を付記してあるものは,記載の年の版だけがこの規格の規定を構成

するものであって,その後の改正版・追補には適用しない。発効年を付記していない引用規格は,その最

新版(追補を含む。

)を適用する。

JIS K 6216-2

  ゴム用カーボンブラック−共通事項−第 2 部:検定用標準カーボンブラック

備考  ISO TR 6809 : 1996, Rubber compounding ingredients−Carbon black−Standardrd reference blacks

がこの規格と一致している。


2

K 6217-3 : 2001

JIS K 6217-1

  ゴム用カーボンブラック−基本特性−第 1 部:よう素吸着量の求め方−滴定法

備考  ISO 1304 : 1999, Rubber compounding ingredients−Carbon black−Determination of iodine

adsorption number

−Titrimetric method からの引用事項は,この規格の該当事項と同等であ

る。

JIS K 6217-2

  ゴム用カーボンブラック−基本特性−第 2 部:比表面積の求め方−窒素吸着法−単点

備考  ISO 4652-1 : 1994, Rubber compounding ingredients−Carbon black−Determination of specific

surface area by nitrogen adsorption methods

−Part 1 : Single-point procedures からの引用事項

は,この規格の該当事項と同等である。

JIS R 3505

  ガラス製体積計

備考  ISO 385-1 : 1984, Laboratory glassware−Burettes−Part 1 : General requirements からの引用事項

は,この規格の該当事項と同等である。

ISO 648 : 1977, Laboratory glassware

−One-mark pipettes からの引用事項は,この規格の該当事

項と同等である。

JIS Z 8401

  数値の丸め方

ISO 1126 : 1992

  Rubber compounding ingredients−Carbon black−Determination of loss on heating

3.

原理

3.1

試験方法の原理  CTAB はカーボンブラックの表面に単一分子皮膜層を形成する。CTAB 水溶液でコ

ロイド状に分散したカーボンブラックをろ過し、ろ液中の CTAB 量をスルホこはく酸ジ−2−エチルヘキ

シルナトリウム溶液又はドデシル硫酸ナトリウム(以下,SDS という。)溶液による最大濁度又は変色点

までの滴定によって測定する。

なお,タール物質及び水素や酸素などを含んだ官能基は,CTAB のカーボンブラックへの吸着に影響を

与えない。

3.2

CTAB

量の滴定  CTAB 量の滴定は,次の方法のうちの一つによって行う。

a)

方法 1  自動滴定装置によってスルホこはく酸ジ−2−エチルヘキシルナトリウム溶液を用い最大濁

度を求める。

b)

方法 2  手動滴定によってスルホこはく酸ジ−2−エチルヘキシルナトリウム溶液を用い最大濁度を

求める。

c)

方法 3  手動滴定によってスルホこはく酸ジ−2−エチルヘキシルナトリウム溶液を用い変色点を求

める。

d)

方法 4  手動滴定によって SDS 溶液を用い変色点を求める。

4.

器具及び装置

4.1

化学はかり(化学天びん)  0.1mg の精度をもつもの。

4.2

乾燥器  自然対流式が望ましく,125±1℃に調整可能で,かつ,温度分布が±5℃以内のもの。

4.3

超音波槽  マグネチックスターラと一体化したもので,容器保持具の付いたもの。超音波槽と一体

化していない振とう機又はスターラを使用してもよい。

4.4

回転子  ポリテトラクロロエチレンで表面を被覆した次の寸法のもので,マグネチックスターラで

使用する。


3

K 6217-3 : 2001

直径 6mm,長さ 22mm(試薬の標定及び方法 2)

直径 10mm,長さ 32mm(方法 3 及び 4)

直径 10mm,長さ 41mm(方法 1)

4.5

マグネチックスターラ

4.6

圧縮乾燥空気又は乾燥窒素供給装置  空気又は窒素は,調圧器の付いたライン又は圧力容器から供

給する。

4.7

加圧ろ過分岐管  圧縮乾燥空気又は乾燥窒素供給装置に接続し,0.4〜0.7MPa に調圧する。

加圧ろ過分岐管の代表的な組合せの一例を,

図 に示す。

4.8

加圧セル  容量 30cm

3

,ステンレス鋼製で,0.7MPa の圧力に耐えるもの。

備考  使用後には十分洗浄することが重要である。

備考  推奨する材料は 3.15mm 又は 6.3mm の標準真ちゅう製配管及び継手,並びに真ちゅう製のバル

ブである。トグル型のバルブが便利である。3.15mm の配管を使用する場合には,圧力セルとの
接続に 3.15mm×6.3mm のブッシングを用いる。ポリプロピレン製のブッシングが便利である。

図 1  加圧ろ過分岐管の組合せ例

4.9

プラスチック製メンブレンフィルター  直径 47mm,目開き 0.1

µm のもの。以下,フィルターとい

う。

参考  次のフィルターが適している。

−  Gelman HT200, Gelman No.66199, Baxter Scientific Cat. No.F 2988-2 が Baxter Scientific

Products, 1430 Wankegan Road, McGraw Park, IL 60085, USA

から入手可能である。

−  Microfiltration Systems Cat. No.A-010A047A が Microfiltration Systems, 6800 Sierra Court,

Dublin, CA 94566, USA

から入手可能である。

−  Millipore Cat. No.SAIJ 076 H7 filter が Millipore Corp., Bedford, MA 01730, USA から入手可能

である。

−  Sartorius SM 11358-047N が Sartorius GmbH, Weender Landstr.94/108, D-37075 Gottingen,

Germany

から入手可能である。

−  Schleicher & Schull PH 79 (47mm)  が Schleicher & Schull GmbH, Hahnstr.3, D-37586 Kassel,


4

K 6217-3 : 2001

Germany

から入手可能である。

− ADVANTEC

メンブランフィルター A010A047A が,アドバンテック東洋株式会社,東京

都台東区寿 1-5-9 から入手可能である。

この情報は,この規格を使用する人の便宜のために参考として示すものであり,これによっ

て指定,承認するものではない。

4.10

フィルターホルダー

備考  使用後は十分に洗浄することが重要である。

4.11

ガラス漏斗(小)

4.12

ガラス製バイアル  容量 30cm

3

,ねじふた付きのもの。

4.13

ビュレット(方法 2,3 及び 4)  JIS R 3505 に規定された容量 50cm

3

,0.1cm

3

間隔の目盛,試薬用容

器の付いた自動充てんとゼロ点合わせタイプでクラス A のもの,又は要求精度が達成できるように適度な

補正がなされるような目盛の付いたもの。

4.14

ディスペンサー型ピペット  容量 30cm

3

で,JIS R 3505 に規定するクラス A の全量ピペットと同等

の性能をもつもの。CTAB 溶液の容器に取り付ける。

4.15

全量ピペット  JIS R 3505 に規定された容量 5.00cm

3

及び 10.00cm

3

でクラス A のもの。以下,ピペ

ットという。

4.16

三角フラスコ  容量 100cm

3

のすり合わせガラス栓付きのもの。

4.17

滴瓶(方法 及び 4

4.18

広口瓶  容量 100〜200cm

3

,ねじふた付きのもの。フィルターを CTAB 溶液に浸すのに使用する。

4.19

容器  試薬溶液の調製及び保管に適したもの。

4.20

デシケーター

4.21

光源(方法 及び 3)  顕微鏡照明光源又は同種の高い光度の白熱光スポットライト。

備考  小型単フィラメント透明ガラスの 10W 電球が望ましい。

4.22

自動滴定装置(方法 1

参考  次の自動滴定装置が方法 に適している。

−  METTLER Memotitrator DL20,25 又は 40RC が多くの国の販売店から入手可能である。

−  BRINKMAN Dosimat 665 ビュレットで、プローブ型の測色計付きのものが Brinkman

Instruments, Cantiague Rd, Westbury, NY, USA

から入手可能である。

−ATMAST が LA. King Manufacturing Corp., LAKO Division, P.0.Box 2415, Tulsa, OK 74101, USA

から入手可能である。

−  平沼自動滴定装置 COMTITE 900 及び 980 シリーズが平沼産業株式会社,茨城県水戸市元

吉田町 1739 から入手可能である。

−  京都電子自動滴定装置 AT310 型が京都電子工業株式会社,京都府京都市南区吉祥院新田二

の段町 68 から入手可能である。

この情報は,この規格を使用する人の便宜のために参考として示すものであり,これによっ

て指定,承認するものではない。

4.23

トールビーカー  容量 100cm

3

のもの。以下,ビーカーという。

4.24

可変抵抗器  光源に使用する。


5

K 6217-3 : 2001

5.

試薬  試薬は,JIS(試薬)で規定する特級又はそれと同等の品質のものを使用する。水は蒸留水又は

イオン交換水を使用し,容器に保管する。水を移し替えるチューブはポリテトラフロロエチレン,ポリエ

チレン,石英又は他の耐薬品性の材質のものを使用する。

5.1

りん酸カリウム  りん酸ナトリウム緩衝液 (pH7)    2.722g のりん酸二水素カリウム (KH

2

PO

4

) ,

4.260g

のりん酸水素二ナトリウム (Na

2

HPO

4

)

及び 1.169g の塩化ナトリウム (NaCl) を水に溶かし,総量

を 1dm

3

に希釈する。

5.2

CTAB

溶液  3.64g の CTAB を 900cm

3

の水で溶解する。100cm

3

の緩衝液  (5.1)  を加え,27〜37℃に

温め,溶解を促進する。使用する前に 22〜25℃に冷却する。

備考  低温では結晶が析出するので,溶液の温度は,どのようなときにも 22℃を下回ってはならない。

5.3

ホルムアルデヒド,37% (m/m)  溶液

5.4

スルホこはく酸ジ−2−エチルヘキシルナトリゥム溶液(方法 1,2 及び 3)  スルホこはく酸ジ−2−

エチルヘキシルナトリウムの 1.00g を,2.5cm

3

のホルムアルデヒド溶液  (5.3)  を含む水にマグネチックス

ターラを用いて溶解する。ポリエチレン容器中で 1dm

3

まで希釈し,48 時間マグネチックスターラで激し

くかくはんする。標定には 12 日間以上放置してから使用する。容器に栓をし,冷所に保管する。

備考1.  スルホこはく酸ジ−2−エチルヘキシルナトリウムの固体試薬の容器の開封後は,デシケータ

ー中に保管する。

2.

調製した溶液は 6 か月以内に使用しなければならない(ホルムアルデヒドの入っていない試

薬溶液は,微生物によって徐々に分解される。

5.5

オクチルフェノキシポリエトキシエタノール,0.15% (m/m) 溶液(方法 1)  オクチルフェノキシ

ポリエトキシエタノール 1.5g を水に溶かし,1dm

3

に希釈する。均一になるまでマグネチックスターラで

激しくかくはんする。

5.6

SDS

溶液(方法 4)  SDS 0.606g を,2.5cm

3

のホルムアルデヒド溶液を含む水に溶かし,1dm

3

に希

釈し,少なくとも 24 時間放置する。

備考  試薬の純度が重要である。溶液が濁っていたり,沈殿物が混じっていたりすれば試薬の純度が

十分でなくこの試験に使用してはならない。

5.7

ジクロロフルオレセインエタノール溶液(方法 の指示薬 pH46)  2,7−ジクロロフルオレセイ

ン 0.20g を 70cm

3

のエタノールに溶かし,滴瓶に貯蔵する。

5.8

ブロモフェノールブルーエタノール水溶液(方法 の指示薬 pH3.03.6)  ブロモフェノールブル

ー0.10g を,60cm

3

の褐色の滴瓶中で 10g のエタノールに溶かし,40cm

3

の水を加える。

5.9

検定用標準カーボンブラック  JIS K 6216-2 に規定する CTAB 比表面積の基準試料(以下,ITRB と

いう。

)を用いる。

6.

試料の調製  一定量の試料を ISO 1126 に従い,125℃で 1 時間乾燥する。デシケーター中で室温まで

放冷する。

乾燥した試料は試験をするまでデシケーター中に保管する。

7.

試験条件  試験は,室温 23±2℃,相対湿度 (50±5) %,  又は室温 27±2.℃,相対湿度 (65±5) %のい

ずれかの条件で行うことが望ましい。

試薬及び装置は,同一の部屋で使用前に 2 時間以上温度平衡下で保持されることが望ましい。試薬及び

試験装置が蒸気などで汚染されると測定結果が変わるので,試験室はこれらの汚染から隔離しなければな


6

K 6217-3 : 2001

らない。

備考 CTAB 溶液の保管温度が 22℃を下回ると,徐々に結晶が析出してくる。

8.

フィルターの確認及び準備  フィルターは,ろ過時間が 8 分以内のものを使用する。

備考 CTAB 溶液からコロイド状に分散したカーボンブラックを分離するのに使われるフィルターは、

使用する前に次のようにして CTAB 溶液に浸して使用してもよい。

少なくとも 100cm

3

の CTAB 溶液の入った広口瓶にフィルターを一枚ずつ浸す。使用する前に

48

時間以上浸したほうがよい。フィルターを浸すのに使う CTAB 溶液は使用後廃棄する。浸さ

れたフィルターは 1 か月以内に使う。1 か月を超えたものは廃棄しなければならない。

フィルターの中には CTAB 溶液に浸している間に反り返るものもある。これを漏れのないよ

うにフィルターホルダーに取り付けることは難しい。フィルターが反り返るのを防ぐには、フ

ィルターとほぼ同じ径で,浸している間にフィルターを平らに保つ十分な重さのおもりをフィ

ルターの上に置くとよい。

このおもりは最初の 24 時間で取り去ることが望ましい。

9.

試験方法の手順  試験方法の手順は,次による。

9.1

試薬の標定

a) ITRB

の一定量を 6.の手順に従って乾燥する。

b)

乾燥した ITRB の,0.20g から 0.60g まで 0.10g 間隔の 5 水準を,0.1mg まで正しくはかり取る。

c)

各々の試験試料を 100cm

3

の三角フラスコに入れ,22mm の回転子を入れて栓をする。

CTAB

溶液の 30.00cm

3

を,

ディスペンサー型ピペットを用いて三角フラスコに加え,

再び栓をする。

三角フラスコを超音波槽内の水に少なくとも深さ 5cm まで漬け,6 分間超音波を加えながらマグネチ

ックスターラでかくはんする。

吸着平衡の変化を防ぐために,超音波槽内の水温は,操作の間 22〜27℃に保たなければならない。

一般的には操作の間水温が上がるので,冷水を加えるか,小さな氷片を水の中に入れるか又は取り付

けた冷却コイルで温度を調節する。ただし,水温は 22℃を下回ってはならない。

一体になっていない超音波槽とマグネチックスターラ又は振とう機を使う場合には,以下の手順が

望ましい。

1

分  超音波処理

1

分  かくはん

1

分  超音波処理

1

分  かくはん

1

分  超音波処理

1

分  かくはん

d)

フィルターホルダーの上部部品のねじ山をステンレス鋼製の加圧セルに取り付け,漏れがないように

手で十分に締め付ける(必要ならポリテトラフロロエチレン漏れ止めテープを使ってもよい。

。フィ

ルターの光沢面を流入側に向けて,フィルターをフィルターホルダーの底部部品に取り付ける。吸着

平衡に達したカーボンブラック懸濁液を小さな漏斗で加圧セルに注ぎ込む。加圧セルを 0.4〜0.7MPa

に調圧した乾燥圧縮空気又は乾燥窒素の供給部に取り付ける。ろ過の始めの 5cm

3

を捨て,残りをきれ

いなガラス製バイアルに取り,直ちにねじふたをする。


7

K 6217-3 : 2001

泡が立たないようにろ液を静かに振り混ぜ均一にする。ろ液にカーボンブラックが混ざっていたら

廃棄し,再ろ過をしてはならない。ろ過した CTAB 溶液を,

方法 1 (9.2),方法 2 (9.3),方法 3 (9.4)  又

方法 4 (9.5)  で滴定する

備考1.  フィルターホルダーの底の部分を吸引するとフィルターを適切に取り付けることができる。

しわになったり,折れたりしてフィルターが損傷しないように注意する。フィルターが適切

に取り付けられているかどうかは,懸濁液を注ぎ込む前に組立て部品の加圧試験で確かめら

れる。出口に指をあてがってみて,気体の流れが感知できなければ,フィルターが適切に取

り付けられていることを示している。

2.

通常,ろ過後すぐに滴定をすることはないので,ろ液を採取したバイアルは必要なときまで

密閉しておかなければならない。

3.

あらかじめ CATB 溶液に浸したフィルターを使用する場合には,

紙タオルなどで余分な CATB

溶液を吸い取り,フィルターが完全に乾く前にフィルターホルダーに取り付ける。

9.2

方法 1 CTAB ろ液のスルホこはく酸ジ−2−エチルヘキシルナトリウム溶液による最大濁度までの自

動滴定  [附属書 1(参考)の 2.を参照]

a)

自動滴定装置の準備は製造業者の取扱書による。スルホこはく酸ジ−2−エチルヘキシルナトリウム溶

液の容器には十分な溶液が入っていること,並びに,溶液のライン及びポンプに気泡がなく,滴定液

で十分に置換されていることを確認する。電源を入れ,液が流れるに伴って滴定液容器に空気が入る

ように,容器のふたを緩める。滴下速度は 10bm

3

/min

,又は ATMAST 自動滴定装置を使用する場合に

は製造業者の指示に従って 6cm

3

/min

に調整する。

b) ATMAST

自動滴定装置を使用する場合の滴定の手順は,次による。

41mm

の回転子の入ったビーカーに 45cm

3

の水を入れる。5cm

3

のオクチルフェノキシポリエトキシ

エタノール溶液を加える。ろ過された CTAB 溶液の 10.00cm

3

を,泡が立たないようにピペットでビー

カーに移し替える。滴定装置のサンプルを入れる場所にビーカーを置き,ビーカーを通る光線の上に

渦が発生するようにマグネチックスターラの速度を調節する。滴定針がわずかに液面下にもぐるよう

に滴定液供給部を下げる。滴定液供給部のストップコックを開け,カウンターをリセットし,ポンプ

の操作スイッチを

titrate

の位置にし, start

ボタンを押す。最大濁度に達し,ポンプとカウンタ

ーが止まるまで待つ。カウンター(容量)を 0.01cm

3

まで正しく読み取り,記録する。

滴定液供給部をビーカーの上部に引き上げる。ポンプの操作スイッチを

flush

にし,2〜3 滴の

滴定液を流して滴定針を洗う。試薬の最後の 1 滴が滴定針から落ちたら,ポンプのスイッチを切る。

ポンプを止めた後でストップコックを閉め,滴定針をきれいなティッシュペーパーでふく。溶剤は使

わない。装置はこれで次のサンプルの準備状態となっている。

c)

a)

及び b)を他の 4 試料について繰り返す。

d)  9.6

の操作に進む。

9.3

方法 2  CTAB ろ液のスルホこはく酸ジ−2−エチルヘキシルナトリウム溶液による最大濁度までの

手動滴定

a)

滴定装置の準備  正確な終点を得るためには,滴定を行う前に次のような滴定装置の準備が必要であ

る。

1) 22mm

の回転子の入ったビーカーに 55cm

3

の水を入れる。CTAB 溶液  (5.2)  の 5.00cm

3

を,泡が立た

ないようにピペットでビーカーに移し替える。ビーカーをマグネチックスターラの上に置き,静か

にかくはんする(回転数は,毎分約 200 回転に合わせる。


8

K 6217-3 : 2001

2)

可変抵抗器を光源と直列に接続し,光源を,ビーカーの底と液面のほぼ中間でビーカーのすぐ後ろ

に置く。ビーカーの溶液を通して水平に見たとき,光源のフィラメントが赤橙色になるように可変

抵抗器を調節する。

3)

スルホこはく酸ジ−2−エチルヘキシルナトリウム溶液を,混合液が濁りはじめるまでビュレットか

ら速い速度で加える。溶液に濁りが現れたら,その後は 1 滴ずつゆっくりと,滴定間隔が 15 秒程度

で滴定液を加える。終点の直前には濁りが急激に増す。滴定液を加えるのを止め,約 10 秒間かくは

んする。このとき,懸濁液を通して見ると,フィラメントがかすかに見える。更に滴定液を加え,

混合液を通してフィラメントが見えなくなったときが終点である。

備考1.  終点に達してから更に滴定液を追加すると,凝集が生じ,ゆっくりとフィラメントが見え始

める。

2.

終点になってもフィラメントが見えなくならないか又は終点になる前に見えなくなったら,

フィラメントの明るさを可変抵抗器で調節し,操作を繰り返す。

3.

可変抵抗器の設定は同じ抵抗値のところで校正や滴定が行われるように注意する。

b)

滴定  22mm の回転子の入ったビーカーに 50cm

3

の水を入れる。

ろ過された CTAB 溶液の 10.00cm

3

を,

泡が立たないようにピペットでビーカーに移し替える。滴定装置が調整できた後,ビーカーをマグネ

チックスターラの上で,上と同様に設定された光源のすぐ前に置く。

a)3)

によって滴定する。

使用したスルホこはく酸ジ−2−エチルヘキシルナトリウム溶液の量を 0.05cm

3

まで正しく読み取り

記録する。

備考  再び使用する前にビーカーをアセトンで洗い,水で洗い流す。

c)

b)

を他の 4 試料について繰り返す。

d)  9.6

の操作に進む。

9.4

方法 3  CTAB ろ液のスルホこはく酸ジ−2−エチルヘキシルナトリウム溶液による変色点までの手

動滴定

a) 

32mm

の回転子の入ったビーカーに,ろ過された CTAB 溶液の 10.00cm

3

をピペットで移し替える。

約 0.15cm

3

(3 滴)のブロモフェノールブルー指示薬を加える。加える指示薬の量が極めて重要で,

すべての滴定に同じ量を用いなければならない。マグネチックスターラの上にビーカーを置き,静か

にかくはんする。

b)

ビーカーの真後ろで,かつビーカーの底より若干高い位置に光源を置き,光線がビーカーの底に反射

して見えるようにする。光線の傾斜角度は水平より 30°から 45°にするとよい。目の高さでビーカー

の底の反射が見えるように装置を調節する。

e)

スルホこはく酸ジ−2−エチルヘキシルナトリウム溶液を,混合液が濁りはじめるまでビュレットから

速い速度で加える。溶液に濁りが現れたら,マグネチックスターラをやや早くし,反射光が橙色を帯

びて見え,混合液の濁りが鮮明な青色になるまで 1 滴ずつ速い速度で加え続ける。その後 1 秒間隔で

1

滴ずつゆっくりと加え,1 滴ごとにマグネチックスターラを止める。終点の直前には濁りが急激に増

すことが観察される。最後の 1 滴が濁った青い混合液の分離をもたらすまで,1 秒に 1 滴の速度で滴

下を続ける。指示薬の大部分が凝集物に移行して青い濁りが薄くなることで,濁りの分離が判断でき

る。かくはんを止めると凝集物が上に浮いてくる。

使用したスルホこはく酸ジ−2−エチルヘキシルナトリウム溶液の量を 0.05cm

3

まで正しく読み取り

記録する。


9

K 6217-3 : 2001

備考  再び使用する前にビーカーをアセトンで洗い,水で洗い流す。

d)  a)

c)を他の 4 試料について繰り返す。

e) 9.6

の操作に進む。

9.5

方法 4  CTAB ろ液の SDS 溶液による変色点までの手動滴定

a) 32mm

の回転子の入った三角フラスコに,

ろ過された CTAB 溶液の 10.00cm

3

をピペットで移し替える。

約 0.30cm

3

(6 滴)のジクロロフルオレセイン指示薬を加え,SDS 溶液の入ったビュレットの下に置

いたマグネチックスターラの上に載せる。泡立ちを最小限におさえ,かつ混合液を急速にかくはんす

るようにマグネチックスターラの速度を設定する。

淡紅色が消え,混合液の色が鮮明な黄色に戻るまで,SDS 溶液で滴定する。

使用した SDS 溶液の量を 0.05cm

3

まで正しく読み取り記録する。

備考  滴定の始まりでは,色はほとんど黄色であるが,わずかに淡紅色を帯びている。滴定を進める

につれて黄色は消え,強く鮮明な淡紅色になる。この淡紅色は,終点に近づいたことの兆候の

最初のものであり,この淡紅色が現れるまではビュレットの最大流量で滴定液を加えてもよい。

混合液が淡紅色になった後の次の段階では,大きな色の変化は伴わずに濁りが発生してくる。

このとき淡紅色は鮭肉色を帯びた橙色に変化しはじめ,この兆候が現れたら 1 滴ずつ滴定をす

すめる。鮭肉色の色合いが消え,混合液が鮮明な黄色に変化するまで滴定を続ける。

b)  a)

を他の 4 試料について繰り返す。

c)

9.6

の操作に進む。

9.6

補正係数の計算  試料質量 m

s

に対し,これに対応した滴定量 V

s

をプロットする(

図 を参照。)。こ

れらの点に対して最もよく合う直線を引くか、又は最小二乗法を用いて,容量軸切片 V

0

 (cm

3

)

と傾き 4

(cm

3

/g)

を求める。

各々の試料質量に対応した値を用い,ITRB の比表面積を 10.の式によって計算する。計算した ITRB の

比表面積は,公称値との差が 0.75m

2

/g

を超えてはならない。

備考  計算例を附属書 1(参考)に記述する。V

0

と の新しい値を定めるための標定は,新しい溶液

を調製したときにも必要である。溶液が長い間保管される場合,毎月標定することが望ましい。

9.7

試料測定

a)

6.

の手順で乾燥したカーボンブラック試料質量を 0.1mg まで正しくはかり取る。この量は,

表 のグ

レードや予測される比表面積によって決める。

表 1  グレード別試料質量の目安

グレード CTAB 吸着比表面積の範囲

m

2

/g

試料質量

g

N100 125

〜150 0.30

N200 100

〜130 0.35

N300 75

〜105 0.40

N351

〜N400 50〜75 0.60

N500

〜N600 35〜50 0.90

N700

〜 25〜30 1.35

備考  もし,カーボンブラックのグレードを明確にできないときは,

JIS K 6217-1

又は JIS K 6217-2 に従いグレードを決める。

b)  9.1

の c)で示したように,CTAB 溶液で平衡吸着させる。

c)

9.1

の d)で示したように,フィルターでろ過する。


10

K 6217-3 : 2001

d)

試薬の標定で実施したのと同じ方法で,CTAB ろ液 10.00cm

3

を滴定する。

備考  どのような試験でも滴定量 V

1

が 19cm

3

未満になったら結果は有効ではない。このような場合に

は,試料質量 を次の式の値まで減らし,試験を繰り返す。

1

0

1

23

V

V

m

m

=

ここに,

m

試料質量 (g)

m

1

1

回目の測定時の試料質量 (g)

V

1

滴定量 (cm

3

)

V

0

容量軸切片 (cm

3

)

10.

試験結果のまとめ方  CTAB 吸着比表面積は次の式によって算出し,JIS Z 8401 に従って整数位に丸

める。

)

(

CTAB

0

CTAB

a

S

m

V

V

S

×

=

ここに,

S

CTAB

試料の CTAB 吸着比表面積 (m

2

/g)

V

CTAB

ろ液の滴定に用いた滴定液の量 (cm

3

)

V

0

容量軸切片 (cm

3

)

a

傾き (cm

3

/g)

m

試料質量 (g)

S'

CTAB

ITRB

の CTAB 吸着比表面積の公称値 (m

2

/g)

11.

記録  試験報告書には,次の事項を記録する。

a)

適用規格番号

b)

試料の履歴

c)

試験条件

d)

試料の質量

e)

使用した滴定法

f)

試験結果

g) ITRB

の種類とその CTAB 吸着比表面積の公称値

h)

適用した乾燥温度


11

K 6217-3 : 2001

図 2  補正係数の算出


12

K 6217-3 : 2001

附属書 1(参考)  CTAB 吸着比表面積測定のための補正係数の計算例及び

自動滴定装置による測定方法

序文  この附属書(参考)は,CTAB 吸着比表面積測定のための補正係数の計算例及び自動滴定装置によ

る測定方法について説明するものであり,規定の一部ではない。

1.

補正係数の計算例

1.1

ここでは一般的な直線式に基づく補正係数の計算方法を説明する。

y

axb

ここに,

a

:  直線の傾き

b

:  軸の切片

これらの例では m

s

は に,V

s

は に,V

0

は に対応する。

作図(

図 2)と補正係数の計算のために ITRB の五つの試験区分の m

s

と V

s

のデータが用いられる(

附属

書 表 1)。

ITRB

の公称の CTAB 吸着比表面積は 83m

2

/g

である。

1.2

V

0

と の計算

1.2.1

図からの計算  V

0

と の値は

図 から次のように導くことができる。V

0

は縦軸(容量)の切片で,

図 から 47.9 である。は直線の傾きで,図 の直線上のどこか 2 点から,次の式によって計算できる。

1

2

1

0

m

m

V

V

a

=

例として,

図 から座標 0.3 と 35 及び 0.45 と 28.5 の点を用いると,この直線の傾きは次のように計算

される。

33

.

43

30

.

0

45

.

0

0

.

35

5

.

28

=

=

a

m

s

と V

s

のデータ及びこれらの補正係数を用いて ITRB の各試験区分の比表面積が計算される。得られた

値と公称値との差を

附属書 表 に示した。

1.2.2

最小二乗法による計算  V

0

と の値は以下のように最小二乗法による回帰式を用いて計算できる。

D

V

m

V

m

n

a

D

m

V

m

m

V

V

m

m

n

D

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

0

2

S

2

2

)

(

å

å

å

=

å

å

å

å

=

å

å

=

附属書 表 のデータを用い,補正係数を計算する。

05

.

43

5

.

0

55

.

153

2

115

.

57

5

93

.

47

5

.

0

2

115

.

57

9

.

0

55

.

153

5

.

0

2

9

.

0

5

0

2

=

×

×

=

=

×

×

=

=

×

=

a

V

D

この m

s

と V

s

のデータ及びこれらの補正係数を用い,ITRB の各試験区分の比表面積が計算される。得ら


13

K 6217-3 : 2001

れた値と公称値との差を

附属書 表 に示す。

附属書 表 1

試験区分

No.

試料の質量  (m

s

)

g

m

s

2

滴定容量  (V

s

)

cm

3

m

s

V

s

1

0.200 0

0.040 0

39.25

7.850 0

2

0.300 0

0.090 0

35.00

10.500 0

3

0.400 0

0.160 0

30.85

12.340 0

4

0.500 0

0.250 0

26.45

13.225 0

5

0.600 0

0.360 0

22.00

13.200 0

n

=5

Σm

s

=2.0000

Σm

s

2

=0.900 0

ΣV

s

=153.55

Σm

s

V

s

=57.115 0

附属書 表 

計算結果 S'

CTAB

(計算値−公称値)

m

2

/g

ITRB

の試験区分

No.

図法

最小二乗法

1 82.85

(

−0.15) 83.67

(

+0.67)

2 82.37

(

−0.63) 83.10

(

+0.10)

3 81.65

(

−1.35) 82.33

(

−0.67)

4 82.18

(

−0.82) 82.83

(

−0.17)

5 82.69

(

−0.31) 83.32

(

+0.32)

2.

自動滴定装置を用いた方法

2.1

この方法は,一般的に用いられている

ATMAST

に関するものである。

2.2

標準的方法では,光電素子が濁度による終点を検知し,滴定液の送液ポンプを停止させる。

より正確な結果は,このポンプの停止の代わりに,滴定液供給装置のソレノイドバルブを閉鎖するよう

に修正することによって得られる。すなわち,ポンプを取り外して,代わりにビュレットで滴定液の供給

を行い,終点での滴定液の停止をビュレットに附属したソレノイドバルブを閉鎖することで行う。

次に述べる配置が提案されている。

a)

三方コックのついた 50cm

3

のビュレットに重力で滴定液を供給するのに都合のよい,400cm

3

の溶液貯

蔵容器。

b)

ビュレットの底部と滴定針をつなぐポリエチレンの配管。滴定針の先端は,滴定操作のあいだ CTAB

溶液に漬かっている。

c)

ポリエチレンの配管の途中に接続されたソレノイドバルブ。

d)

ソレノイドバルブは,取り外す前のポンプにつながっていた配管の端に接続される。


 

14

K 6217-

3 : 2

001

附属書 2(参考)JIS と対応する国際規格との対比表 

JIS K 6217-3 : 2001

  ゴム用カーボンブラック−基本特性−第 3 部:比表面積の求め

方−CTAB 吸着法

ISO 6810 : 1995

  ゴム配合原材料−カーボンブラック−CTAB 吸着法による比表面

積の求め方

(I)  JIS

の規定

(III)

国際規格の規定 (IV)

JIS

と国際規格との技術的差異の項

目ごとの評価及びその内容 
表示箇所:本体 
表示方法:点線の下線

(V)  JIS

と国際規格との技術的

差異の理由及び今後の対策

項目番号

内容

(II)

国際規格

番号

項目番号 内容

項目ごとの
評価

技術的差異の内容

1.

適用範囲

カ ー ボ ン ブ ラ ッ ク の

CTAB

吸着比表面積に

ついての規定

ISO 6810 1

JIS

に同じ IDT

JIS K 6216-2

2 ISO 

TR 

6809 IDT

JIS K 6217-1   2

ISO 1304 MOD

/ 変

引用した JIS は,対応する

ISO

規格とほぼ同等である。

JIS K 6217-2   2

ISO 4652-1 MOD

/ 変

引用した JIS は,対応する

ISO

規格とほぼ同等である。

JIS R 3505  2

ISO 385-1ISO 648 IDT

JIS Z 8401

記述なし MOD / 追

JIS

では有効けた数を決め

る手段として JIS Z 8401 
用いるのが有効であるため,

これを採用した。

ISO

規格の次回見直し時に提案

する。

2.

引用規格

ISO 1126

JIS

に同じ IDT

3.

原理

試験方法の原理

3 JIS

に同じ IDT

4.

器具及び装置

5

4.1

化学はかり

5.1 JIS

に同じ IDT

4.2

乾燥器

5.2

105

±2℃及び 125±2℃

の能力を記述

MOD

/ 変

125

±1℃に調節可能で温度

分布が±5℃以内のものに変

更した。

ISO

規格の次回見直し時に提案

する。

4.3

〜4.17

超音波槽その他

5.3

〜5.17 JIS に同じ IDT


 

15

K 6217-

3 : 2

001

(I)  JIS

の規定

(III)

国際規格の規定 (IV)

JIS

と国際規格との技術的差異の項

目ごとの評価及びその内容 
表示箇所:本体

表示方法:点線の下線

(V)  JIS

と国際規格との技術的

差異の理由及び今後の対策

項目番号

内容

(II)

国際規格
番号

項目番号 内容

項目ごとの

評価

技術的差異の内容

4.18

広口瓶

記述なし MOD / 追

メ ン ブ レ ン フ ィ ル タ ー を

CTAB

溶液に予備浸せきす

るための容器を追加した。

ISO

規格の次回見直し時に提案

する。

4.19

〜4.24

容器その他   5.18〜 

5.23 

JIS

に同じ IDT

5.

試薬

溶液の調製方法

4 JIS

に同じ IDT

6.

試料の調製

試験試料の乾燥

6 105

℃と 125℃の 2 種の

乾燥温度を記述

MOD

/ 変

乾燥温度は 125℃だけに変
更した。

ISO

規格の次回見直し時に提案

する。

7.

試験条件

7 JIS

に同じ IDT

8.

フィルターの確

認及び準備

メンブレンフィルター
の性能確認及びメンブ

レンフィルターの予備
浸せき

 8

メンブレンフィルター
の予備浸せきについて

の記述なし

MOD

/ 追

メンブレンフィルターを使
用前に CTAB 溶液に予備浸

せきすることを規定した。

ISO

規格の次回見直し時に提案

する。

9.

試験方法の手順

9 JIS

に同じ IDT

9.1

試薬の標定

9.1

a)

〜c)

試料の乾燥その他

9.1.1

 

9.1.3 

JIS

に同じ IDT

d)

フィルターホルダーの
組立て,ろ過及び予備浸

せきしたフィルターの
取付け方法

 9.1.4

予備浸せきしたフィル
ターの取付け方法の記

述なし

MOD

/ 追

予備浸せきしたフィルター
の取付け方法を追加した。

ISO

規格の次回見直し時に提案

する。

9.2

方法 1

9.1.5 JIS

に同じ IDT

a)

自動滴定装置の準備

9.1.5.1 JIS

に同じ IDT

b)

特定の自動滴定装置の

操作であることを明記

 9.1.5.2

一般的な自動滴定装置

の操作として記述

MOD

/ 変

操作手順が,特定の自動滴定

装 置  (ATMAST) を 対 象 と
していることを明記した。

ISO

規格の次回見直し時に提案

する。

c)

,d)

操作の繰返しその他

9.1.5.3 

9.1.5.4 

JIS

に同じ IDT

9.3

方法 2

9.1.6 JIS

に同じ IDT


 

16

K 6217-

3 : 2

001

(I)  JIS

の規定

(III)

国際規格の規定 (IV)

JIS

と国際規格との技術的差異の項

目ごとの評価及びその内容 
表示箇所:本体

表示方法:点線の下線

(V)  JIS

と国際規格との技術的

差異の理由及び今後の対策

項目番号

内容

(II)

国際規格
番号

項目番号 内容

項目ごとの

評価

技術的差異の内容

9.4

方法 3

9.1.7 JIS

に同じ IDT

9.5

方法 4

9.1.8 JIS

に同じ IDT

9.6

補正係数の計

9.1.9

JIS

に同じ IDT

9.7

試料測定

9.2 JIS

に同じ IDT

a)

試料の質量   9.2.1 JIS に同じ IDT

b)

〜d)

試料測定の手順

9.2.2

9.2.4 

JIS

に同じ IDT

10.

試験 結 果 のま

とめ方

10

数値の丸め方について
の記述なし

MOD

/ 追

JIS

では有効けた数を決め

る手段として JIS Z 8401 
用いるのが有効であるため,

これを採用した。

ISO

規格の次回見直し時に提案

する。

11.

記録

11 JIS

に同じ IDT

JIS

と国際規格との対応の程度の全体評価:MOD

備考1.  項目ごとの評価欄の記号の意味は,次のとおりである。

− IDT………………技術的差異がない。

− MOD/追加……  国際規格にない規定項目又は規定内容を追加している。 
− MOD/変更……  国際規格の規定内容を変更している。

2.  JIS

と国際規格との対応の程度の全体評価欄の記号の意味は,次のとおりである。

− MOD……………  国際規格を修正している。


17

K 6217-3 : 2001

17

JIS K 6217-3

(ゴム用カーボンブラック−基本特性−第 3 部:比表面積の求め方−CTAB 吸着法)

原案作成委員会  構成表

氏名

所属

(委員長)

長谷部  嘉  彦

元横浜ゴム株式会社

(委員)

西  出  徹  雄

通商産業省基礎産業局

橋  本      進

財団法人日本規格協会

鈴  木      守

社団法人日本ゴム協会

近  藤  武  志

財団法人化学物質評価研究機構

當  間  満  義

日本ゴム工業会

三  橋  健  八

日本ゴム工業会 ISO/TC45 国内審議委員会

(横浜ゴム株式会社)

中津留  仙太郎

カーボンブラック協会

大  場  匡  介

旭カーボン株式会社

池  上  幹  彦

株式会社ブリヂストン

加  藤  宏  泰

東海ゴム工業株式会社

金  井  孝  陽

新日化カーボン株式会社

高  橋  良  尚

藤倉ゴム工業株式会社

高  橋  秀  剛

藤倉ゴム工業株式会社

林  田  克  己

横浜ゴム株式会社

樋  渡  泰  典

三菱化学株式会社

村  岡  清  繁

住友ゴム工業株式会社

村  松  勝  利

昭和キャボット株式会社

山  田  睦  親

東海カーボン株式会社

(オブザーバー)

八  田      勲

通商産業省工業技術院

(事務局)

長  田      浩

日本ゴム工業会 ISO/TC45 国内審議委員会

文責:大場  匡介