La récente législation proposée par l'État de New York aux États-Unis visant à interdire la vente de noir de carbone d'ici deux ans, y compris ce qu'est le noir de carbone, pourquoi son utilisation devrait être restreinte, son utilisation dans l'imprimerie et d'autres industries, comment il est produit, son impact potentiel sur l’environnement et la faisabilité des alternatives.
Au fil du temps, les gens ont développé diverses méthodes de production de noir de carbone en fonction de leur niveau technologique et des conditions géographiques de leurs ressources. Le procédé au noir de fourneau est actuellement le procédé le plus efficace et le plus utilisé, mais nous aborderons également d'autres procédés.
Procédé de noircissement au four
Ce processus utilise des hydrocarbures provenant du pétrole et du gaz naturel comme matières premières pour produire la majeure partie du noir de carbone mondial. Les matières premières sont injectées dans le réacteur pour décomposition thermique. Cependant, ils ne brûlent que partiellement dans des environnements à température et oxygène contrôlés. Dans cette réaction contrôlée, des particules de noir de carbone sont générées et collectées. Dans les systèmes de réacteurs actuels, un traitement de surface peut être appliqué lors de la génération de pigments afin d'améliorer les performances d'applications spécifiques (par exemple, dispersion de pigments et fabrication d'encre).
Le noir de carbone est une forme de poudre d'agglomérats, dont la taille des particules primaires varie de 10 à 80 nm. Pour faciliter le traitement, la poudre peut être compressée en particules. En plus de la modification du traitement de surface, les conditions du procédé peuvent également être modifiées pour contrôler des caractéristiques telles que la structure et la surface.

pyrolyse catalytique
Le procédé de craquage thermique du noir de carbone nécessite de pomper du gaz naturel dans le four de préchauffage dans des conditions inertes. Ensuite, le gaz se décompose en noir de carbone et en hydrogène gazeux. Dans des conditions anaérobies, le noir de carbone généré se forme lentement et les particules résultantes sont généralement très pures. Par rapport au noir de fourneau, la taille des particules est plus grande et la structure est pire. Ce processus utilise une paire de fours. Lorsqu’un four est préchauffé, l’autre four décompose le gaz naturel en noir de carbone. L'hydrogène gazeux généré au cours du processus de décomposition peut être utilisé pour préchauffer le deuxième four afin de produire le prochain lot de produits dans ce processus discontinu.

Procédé de noir de gaz (procédé Degussa)
Le procédé de noir de gaz a été développé en Europe à partir de fractions de goudron de houille. L'huile est chauffée jusqu'à ce qu'elle s'évapore. L’huile pure évaporée est transportée vers la chambre de combustion via un gaz vecteur riche en hydrogène. En raison de la présence d'oxygène, la surface de noir de carbone résultante présente un degré élevé de fonctionnalité composé de groupes fonctionnels oxygène. Ce processus peut produire du noir de carbone de haute pureté et de petite taille de particules. Comme le noir de fourneau, les caractéristiques du noir de gaz en font un choix idéal pour les encres et les revêtements.

D'autres procédés historiques de production de noir de carbone comprennent les procédés de noir de fumée, de noir de rainure et de noir d'acétylène. Si vous souhaitez produire vous-même du noir de carbone, c'est très simple. Placez une casserole d'eau froide au-dessus de la bougie, mais à l'intérieur de la flamme orange. Vous capterez une partie de la cire brûlée sous forme de noir de carbone au fond du pot. Fondamentalement, si vous allumez des bougies, faites un barbecue, brûlez de l'encens ou utilisez des bougies à la citronnelle pour repousser les moustiques, vous produisez du charbon de bois noir.

Problèmes réglementaires
Lorsque nous parlons de questions réglementaires liées au noir de carbone, la première étape consiste à faire une distinction cruciale. Parlons-nous de noir de carbone en poudre sèche en tant que pigment, ou fait-il référence au noir de carbone présent dans les films d'encre sèche ? Jetons d'abord un coup d'œil au noir de carbone en poudre reçu par les fabricants d'encres.
Risques pour la santé
Le plus grand danger caché du noir de carbone est que s’il n’est pas manipulé correctement, des explosions de poussière peuvent se produire. Si la concentration de poussière générée dépasse 50 grammes par mètre cube, il existe un risque d'explosion ou de combustion en présence d'une source d'inflammation. Tant que la gestion est bien effectuée et que les sources d’incendie sont soigneusement éliminées, ce risque peut être minimisé.
Le deuxième problème est l’inhalation. Les particules de pigment de noir de carbone sont très petites et, si elles ne sont pas recouvertes, elles se diffusent facilement. L'inhalation à court terme de poussière de noir de carbone peut provoquer une irritation et un inconfort des voies respiratoires supérieures. Cela peut provoquer de la toux et une respiration sifflante. Mais il n’existe aucune preuve suggérant qu’un contact aigu puisse mettre la vie en danger.
L'inhalation à long terme de noir de carbone chez les animaux peut entraîner une surcharge pulmonaire et une inflammation. Bien que l’inflammation puisse entraîner des effets génotoxiques, le noir de carbone lui-même n’est pas considéré comme mutagène. De plus, ces résultats sont similaires à ceux d’autres études sur les particules inorganiques insolubles dans le cadre d’études par inhalation. En raison de l'exposition à long terme au noir de carbone et à d'autres particules insolubles entraînant une diminution de la capacité pulmonaire, il est toujours encouragé à porter un équipement de protection individuelle (EPI) et à maintenir de bonnes habitudes de santé au travail lors de l'utilisation de poudre de noir de carbone.
Le noir de carbone n'irrite ni les yeux ni la peau. Mais cela peut provoquer une irritation mécanique et le noir de carbone, comme d’autres poudres, peut assécher la peau.
Le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) classe la poudre de noir de carbone comme cancérogène de classe 2B. L'International Carbon Black Association estime que cette classification repose sur le fait que les rats de laboratoire sont particulièrement sensibles à l'inhalation de doses élevées de particules à faible solubilité. Il n’existe pas suffisamment de preuves pour prouver l’association entre le noir de carbone et le cancer du poumon humain. La Conférence américaine des hygiénistes industriels gouvernementaux (ACGIH), une organisation à but non lucratif, a conclu que le noir de carbone est un cancérogène confirmé pour les animaux, mais son association avec les humains n'est toujours pas claire.
Une fois le noir de carbone formulé en encre ou en peinture, tous les risques associés à son utilisation sous forme de particules insolubles sont éliminés. Il s’agit d’une différence importante, et le projet de loi du Sénat semble l’ignorer, qualifiant à tort le noir de carbone de substance toxique. George Fuchs, directeur des affaires réglementaires et de la technologie chez NAPIM, a déclaré : « Nous sommes très préoccupés par cela et avons uni nos forces avec plusieurs organisations industrielles et commerciales pour nous opposer à cette législation irréfléchie et contre-productive. »
effet environnemental
On estime que lors de la production de plus de 15 millions de tonnes de noir de carbone, 29 à 79 millions de tonnes de dioxyde de carbone seront émises. Si l’hydrogène est utilisé à la place du gaz naturel, il est possible de réduire l’empreinte carbone de 19 %. D'autres impacts environnementaux potentiels incluent la libération de monoxyde

Comme nous l’avons évoqué, les pigments de noir de carbone sont principalement fabriqués à partir de fractions pétrolières. Le noir de carbone est produit à partir de déchets tels que les pneus, et certaines entreprises utilisent actuellement des ressources renouvelables pour produire du noir de carbone. Living Ink produit du noir de carbone à partir de déchets de biomasse grâce à un processus carbone négatif. Ils ont amélioré le processus de production de l’encre de sérigraphie, de l’encre d’impression offset et de l’encre d’impression flexographique. Dans un avenir proche, nous verrons probablement des produits de qualité jet d’encre. Comme le noir de carbone traditionnel, les pigments de noir de carbone dérivés de la biomasse sont produits par combustion dans des environnements anaérobies. Malheureusement, ces formes renouvelables de noir de carbone seront également interdites par la législation proposée par l'État.

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