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KR20000005190A - New elastomer composition, manufacturing method and device thereof - Google Patents

New elastomer composition, manufacturing method and device thereof Download PDF

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KR20000005190A
KR20000005190A KR1019980707864A KR19980707864A KR20000005190A KR 20000005190 A KR20000005190 A KR 20000005190A KR 1019980707864 A KR1019980707864 A KR 1019980707864A KR 19980707864 A KR19980707864 A KR 19980707864A KR 20000005190 A KR20000005190 A KR 20000005190A
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프레드릭 에이치. 럼프
이반 제트. 포도브니크
스코트 에이. 웨스트비어
알란 씨. 모건
말콤 제이. 앤드레우스
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마르타 앤 피네간
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Abstract

PURPOSE: An elastomer composition is provided to achieve the equality of products of high level by performing in the normal state or the associate normal state and to improve the pliability of selecting the maximum processing capacity and material of the system. CONSTITUTION: The manufacturing method of the elastomer complex is formed by the steps of: feeding the first fluid of successive flow including the elastomer latex on the mixing zone of a solidification reacting tub which restricts the solidification zone lengthily spread by extending to the discharge end from the mixing zone; forming the mixture with the elastomer latex by feeding the second fluid of successive flow including the corpuscular filler to the mixing zone of the solidification reacting tub under pressurizing; and discharging the elastomer complex of practically successive flow from the discharge end of the solidification reacting tub.

Description

신규의 엘라스토머 복합체, 그의 제조 방법 및 제조 장치Novel elastomeric composites, methods for manufacturing the same, and apparatus for manufacturing the same

상업적으로 중요한 많은 제품은 미립자상 충전제가 임의의 여러가지 합성 엘라스토머, 천연 고무 또는 엘라스토머 블렌드 중에 분산되어 있는 엘라스토머 조성물로 제조된다. 예를 들어 카본 블랙이 천연 고무 및 기타 엘라스토머에서 보강제로서 폭 넓게 사용된다. 마스터배치, 즉 충전제, 엘라스토머 및 증량제 오일과 같은 다양한 선택적인 첨가제의 예비 혼합물을 제조하는 것은 통상적이다. 카본 블랙 마스터배치는 단위 중량당 표면적과 "구조" 모두가 변하는 다양한 등급의 상업적으로 입수가능한 카본 블랙으로 제조된다. 상업적으로 중요한 많은 제품은 천연 고무중에 분산된 카본 블랙 미립자상 충전제의 엘라스토머 조성물로 제조된다. 이러한 제품의 예로는, 트레드(tread) 부분, 측벽, 와이어 스킴 및 뼈대에 상이한 엘라스토머 조성물이 사용될 수 있는 차량용 타이어가 있다. 다른 제품의 예로는, 엔진 장착 부싱, 컨베이어 벨트, 자동차 앞유리 와이퍼 등이 있다. 현재 사용가능한 재료 및 제조방법을 이용해서도 폭 넓은 성능 특성이 달성될 수 있지만, 산업계에는 특성이 향상된 엘라스토머 조성물을 개발하고 현행의 제조방법의 비용 및 복잡성을 감소시키려는 지속적인 요구가 있어 왔다. 특히, 예를 들면 매크로-분산 수준, 즉 엘라스토머 내에서 카본 블랙 및 다른 충전제의 분산 균일성이 성능 특성에 현저히 영향을 미칠 수 있는 것으로 알려져 있다. (반부리(Banbury) 혼합기 등에서) 천연 고무 또는 다른 엘라스토머와 카본 블랙 또는 다른 충전제를 격렬히 혼합하여 제조한 엘라스토머 조성물에 있어, 매크로-분산의 증가는 더 길고 더 격렬한 혼합을 요구하고, 이에 따라 에너지 비용, 제조 시간 등이 증가되는 단점이 초래된다. 어떤 표면적 및 구조 특성의 카본 블랙 충전제에 있어, 어떤 정도를 넘는 분산은 공지의 혼합 장치 및 방법을 이용해서는 불가능하거나 상업적으로 실시될 수 없었다. 또한, 이와 같이 연장되고 더 강렬한 혼합은 분자량을 감소시킴으로써 천연 고무를 분해시켜, 어떤 적용분야에서는 바람직하지 않는 엘라스토머 화합물을 제조하게 된다.Many commercially important products are made of elastomeric compositions in which particulate fillers are dispersed in any of a variety of synthetic elastomers, natural rubbers or elastomer blends. For example, carbon black is widely used as a reinforcement in natural rubber and other elastomers. It is customary to prepare a masterbatch, ie a premix of various optional additives such as fillers, elastomers and extender oils. Carbon black masterbatches are made of various grades of commercially available carbon blacks varying in both surface area and "structure" per unit weight. Many commercially important products are made of elastomeric compositions of carbon black particulate filler dispersed in natural rubber. Examples of such products are automotive tires in which different elastomer compositions may be used in tread portions, sidewalls, wire schemes and armatures. Examples of other products include engine mounted bushings, conveyor belts, windshield wipers, and the like. While a wide range of performance properties can be achieved using currently available materials and manufacturing methods, there has been an ongoing need in the industry to develop improved elastomeric compositions and to reduce the cost and complexity of current manufacturing methods. In particular, it is known that, for example, macro-dispersion levels, ie the dispersion uniformity of carbon black and other fillers in the elastomer, can significantly affect the performance properties. In elastomer compositions prepared by vigorously mixing natural rubber or other elastomers with carbon black or other fillers (such as in Banbury mixers), an increase in macro-dispersion requires longer and more violent mixing, and thus energy costs The disadvantage is that the manufacturing time is increased. For carbon black fillers of certain surface area and structural properties, some degree of dispersion was not possible or commercially possible using known mixing apparatus and methods. In addition, this extended and more intense mixing also degrades natural rubber by reducing the molecular weight, producing elastomer compounds that are undesirable in certain applications.

엘라스토머 조성물의 성능 특성을 조절하기 위해 더 높거나 더 낮은 구조 및 표면적을 갖는 카본 블랙을 사용하는 것은 잘 알려져 있다. 더 높은 표면적 및 더 낮은 구조를 갖는 카본 블랙은 일반적으로 마모 특성 및 다른 성능 특성 외에도 크랙 성장 방지 특성 및 절단-조각 방지 특성을 향상시켜 주는 것으로 알려져 있다. 그런데, 상업적으로 입수 가능한 혼합 방법은 엘라스토머 중에 카본 블랙을 분산함에 있어 허용할 수 없는 정도의 천연 고무 분해가 없이는 뛰어난 균일성을 달성할 수 없었다. 실제, 45 phr 내지 75 phr과 같은 천연 고무중의 전형적인 카본 블랙의 적재 수준, 및 0 phr 내지 10 phr의 오일 적재, 110 cc/100g 이하의 DBPA의 카본 블랙, 특히 약 45 m2/g 내지 65 m2/g의 표면적을 갖는 것(CTAB)과 같은 저 구조 카본 블랙에 있어, 지속 기간 및 강도 수준에 관계없이 약 1% 이하로 미분산된 카본 블랙을 갖는(하기와 같이 매크로-분산으로 측정) 화합물을 달성하는 것은 불가능하였다. 또한, 상기한 바와 같이, 현재 폭넓게 상용화되고 있는 고 에너지 소모형의 격렬한 건조 혼합 방법에 있어서는, 이러한 카본 블랙을 분산시키는데 필요한 엘라스토머의 저작(mastication)은 천연 고무 엘라스토머 중합 사슬의 바람직하지 않은 파괴를 초래한다. 그 결과의 천연 고무 분자량의 감소는 많은 공업적인 분야에 바람직하지 않다. 예를 들어 타이어 트레드 부분에의 사용에 있어, 감소된 분자량은 소위 타이어의 롤링 방지성의 바람직하지 않은 증가를 일으키는 것으로 알려져 있다.It is well known to use carbon blacks with higher or lower structures and surface areas to control the performance properties of elastomeric compositions. Carbon blacks with higher surface areas and lower structures are generally known to improve crack growth and cut-and-fragment properties in addition to wear and other performance properties. However, commercially available mixing methods have not been able to achieve excellent uniformity without dissipating unacceptable natural rubber in dispersing carbon black in elastomers. Indeed, typical carbon black loading levels in natural rubbers such as 45 phr to 75 phr, and oil loadings from 0 phr to 10 phr, carbon blacks of DBPA below 110 cc / 100 g, in particular from about 45 m 2 / g to 65 For low structure carbon blacks, such as those having a surface area of m 2 / g (CTAB), having undispersed carbon blacks of less than about 1% regardless of duration and strength level (measured by macro-dispersion as follows) It was not possible to achieve the compound. In addition, as described above, in the high energy-consuming and vigorous dry mixing method that is currently widely commercialized, the mastication of the elastomers required to disperse such carbon black results in undesirable destruction of the natural rubber elastomeric polymer chains. do. The resulting reduction in natural rubber molecular weight is undesirable for many industrial fields. For use in, for example, tire tread sections, reduced molecular weight is known to cause an undesirable increase in the so-called rolling resistance of tires.

또한, 이론적인 분석은 고 표면적 및 저 구조의 카본 블랙을 사용하는 엘라스토머 조성물의 어떤 성능 특성에 있어 바람직한 향상을 나타내고 있지만, 천연 고무의 분자량이 잘 보존되면서도 카본 블랙의 만족스러운 매크로-분산이 달성되는, 그러한 엘라스토머 조성물을 얻는 공지의 물리적 밀링 또는 다른 저작 방법을 사용하는 것은 가능하지 않았다. 일반적으로, 예를 들어 카본 블랙의 엘라스토머 보강 특성은 카본 블랙의 입자 크기가 감소함에 따라 증가되는 것으로 알려져 있다. 그런데, 극히 미세한 카본 블랙에 의해 특성의 예상된 개선이 달성되지 않는 변칙적인 상태가 초래되는 것으로 알려져 있다. 이는 엘라스토머 중합체의 과도한 파괴를 초래함이 없이 천연 고무 중에 카본 블랙을 충분히 분산시킬 수 없는 종래의 엘라스토머 화합 방법에서 적어도 부분적으로는 기인하는 것으로 이해된다. 따라서, 이러한 카본 블랙의 경우 서로에 대한 카본 블랙 및 천연 고무의 자연적인 친화성의 충분한 잇점을 취할 수 없었다.Theoretical analysis also shows a desirable improvement in certain performance characteristics of elastomer compositions using high surface area and low structure carbon black, while satisfactory macro-dispersion of carbon black is achieved while the molecular weight of the natural rubber is well preserved. It was not possible to use known physical milling or other chewing methods to obtain such elastomeric compositions. In general, the elastomeric reinforcing properties of carbon black, for example, are known to increase with decreasing particle size of carbon black. However, it is known that an extremely fine carbon black results in an anomalous state in which the expected improvement in properties is not achieved. It is understood that this is at least partly due to the conventional elastomeric compounding process which is unable to sufficiently disperse the carbon black in natural rubber without causing excessive destruction of the elastomeric polymer. Thus, such carbon blacks could not take full advantage of the natural affinity of carbon black and natural rubber for each other.

천연 고무 화합물 중의 양호한 분산은 좋은 품질의 일관된 제품 성능을 달성하는데 가장 중요한 목표의 하나로서 한동안 인식되어 왔기 때문에, 상당한 노력이 고무중의 분산 특성을 평가하기 위한 방법의 개발에 집중되어 왔다. 개발된 방법의 예로는, 캐보트 분산 차트(Cabot Disperion Chart) 및 여러 가지 화상 분석법이 있다. 분산 특성은 달성된 혼합의 상태로서 정의될 수 있다. 카본 블랙의 이상적인 분산은, 카본 블랙 응집체(또는 펠렛)가 서로 간에 균일하게 분산된(분배 혼합에 의해 수행됨) 집합체로 파괴되고(분산 혼합에 의해 수행됨), 모든 카본 블랙 집합체의 표면이 고무 매트릭스에 의해 완전히 젖게 되는(보통 혼입으로 불림) 상태이다.Since good dispersion in natural rubber compounds has been recognized for some time as one of the most important goals for achieving consistent product performance of good quality, considerable effort has been focused on the development of methods for evaluating the dispersion properties in rubber. Examples of the developed method include the Cabot Disperion Chart and various image analysis methods. Dispersion characteristics can be defined as the state of mixing achieved. The ideal dispersion of carbon black is such that the carbon black aggregates (or pellets) are broken down into aggregates (performed by distributed mixing) uniformly dispersed between each other (performed by dispersed mixing) and the surfaces of all carbon black aggregates are incorporated into the rubber matrix. Is completely wetted (usually called mixing).

빈약한 매크로-분산에 흔히 관련되는 고무 공업에서의 통상적인 문제는 4개의 주요 카테고리, 즉 제품 성능, 표면 결점(defect), 표면 외관 및 분산 효율로 분류될 수 있다. 인장 강도, 피로 수명 및 내마모성과 같은 카본 블랙 함유 고무 조성물의 기능적인 성능 및 내구 기간은 주로 매크로-분산 특성에 의해 영향을 받는다. 또한, 미분산된 카본 블랙은 시각적인 결점을 비롯하여 완성된 제품의 표면 결점을 일으킬 수 있다. 존재하는 표면 결점의 제거는 성형된 박막 부분에서는 기능적인 이유로, 또 압출된 프로필에서는 심미적 및 기능적 이유로 매우 중요하다.Common problems in the rubber industry that are often related to poor macro-dispersion can be classified into four main categories: product performance, surface defects, surface appearance and dispersion efficiency. The functional performance and durability of carbon black containing rubber compositions such as tensile strength, fatigue life and wear resistance are mainly influenced by macro-dispersion properties. In addition, undispersed carbon black can cause surface defects in the finished product, including visual defects. The removal of surface defects present is of great importance for functional reasons in the molded thin film portion and aesthetic and functional for extruded profiles.

회사[Kontron Electronik GmbH, Munich, Germany]로부터 입수 가능한 IBAS 컴팩트 모델 화상 분석기와 같은 상업적인 화상 분석기가 카본 블랙 또는 다른 충전제의 매크로-분산을 측정하는데 사용될 수 있다. 전형적으로, 고무 산업에서 사용되는 정량적인 매크로-분산 시험에서, 임계적인 한계 크기는 10 미크론이다. 약 10 미크론 크기 이상의 결점은 전형적으로 임의 그리트(grit) 또는 기타 오염물 뿐만 아니라 미분산된 블랙 또는 기타 충전제로 구성되는데, 이는 시각적 및 기능적 성능 모두에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 매크로-분산의 측정은 화상 분석 방법을 이용하여 검사된 단위 면적당 그러한 결점의 총 면적에 의해 10 미크론 크기 이상의 표면 결점(미세 절단, 압출 또는 절단에 의해 생성)을 측정하는 것을 포함한다. 매크로-분산 D(%)는 다음과 같이 계산된다.Commercial image analyzers, such as the IBAS compact model image analyzer available from the company Kontron Electronik GmbH, Munich, Germany, can be used to measure macro-dispersion of carbon black or other fillers. Typically, in the quantitative macro-dispersion test used in the rubber industry, the critical limit size is 10 microns. Defects larger than about 10 microns in size typically consist of any grit or other contaminant as well as undispersed black or other fillers, which can affect both visual and functional performance. Thus, the measurement of macro-dispersion involves measuring surface defects (generated by fine cutting, extrusion or cutting) of 10 microns or more by the total area of such defects per unit area inspected using an image analysis method. Macro-variance D (%) is calculated as follows.

미분산 면적 비율(%) = % Of undispersed area =

상기 식에서 Am은 검사된 총 시료 표면적이고, Ni는 크기 Di의 결점의 수이고, Di는 (원의 직경에 상당하는) 결점과 동일한 면적을 갖는 원의 직경이고, m은 화상의 수이다.Where A m is the total sample surface inspected, N i is the number of defects of size D i , D i is the diameter of a circle with the same area as the defect (corresponding to the diameter of the circle), and m is the It is a number.

미경화된 천연 고무 또는 다른 적합한 엘라스토머에서 카본 블랙 또는 다른 충전제의 매크로-분산은 절단 표면 시료의 화상 분석을 이용하여 평가될 수 있다. 전형적으로, 임의로 선택된 5 내지 10개의 선택적인 화상을 절단 표면으로부터 취해 화상 분석을 한다. 칼 자욱 등은 수치 여과법을 이용하여 제거하는 것이 바람직하다. 따라서, 절단 표면 화상 분석은 천연 고무 화합물 내의 카본 블랙 분산 특성과 관련된 정보를 제공한다. 특히 미분산 면적 비율 D(%)는 카본 블랙 매크로-분산의 품질을 나타낸다. 매크로-분산 특성이 낮아질수록 미분산된 면적 비율은 증가한다. 따라서, 분산 특성은 미분산된 면적의 비율을 감소시킴으로써 향상시킬 수 있다. 상기한 바와 같이, 혼합 조작은 혼합 효율 및 매크로-분산에 직접적인 영향을 미친다. 일반적으로, 엘라스토머, 예를 들어 천연 고무 마스터배치에서 더 좋은 카본 블랙 매크로-분산은 더 길고 더 강렬한 혼합에 의해 달성된다. 그런데, 불행하게도, 더 길고 더 강렬한 혼합에 의해 더 좋은 매크로-분산을 달성하는 것은 카본 블랙이 분산되는 엘라스토머를 분해시킨다. 이는 기계적/열적 분해에 매우 민감한 천연 고무의 경우에 특히 문제이다. 반부리 혼합기와 같은 공지의 혼합 기술 및 장치를 이용한 더 길고 더 강렬한 혼합은 천연 고무 마스터배치 조성물의 분자량을 감소시킨다. 따라서, 천연 고무 중의 카본 블랙의 향상된 매크로-분산은 상당하는 고무 분자량의 일반적으로 바람직하지 않은 감소와 함께 달성되는 것으로 알려져 있다.Macro-dispersion of carbon black or other fillers in uncured natural rubber or other suitable elastomers can be assessed using image analysis of cut surface samples. Typically, 5-10 optional images, optionally selected, are taken from the cut surface for image analysis. It is preferable to remove a knife etc. using a numerical filtration method. Thus, cut surface image analysis provides information related to carbon black dispersion properties in natural rubber compounds. In particular, the undispersed area ratio D (%) indicates the quality of the carbon black macro-dispersion. The lower the macro-dispersion characteristic, the more undispersed area ratio increases. Thus, the dispersion characteristics can be improved by reducing the proportion of undispersed area. As mentioned above, the mixing operation directly affects the mixing efficiency and macro-dispersion. In general, better carbon black macro-dispersion in elastomers, for example natural rubber masterbatches, is achieved by longer and more intense mixing. Unfortunately, achieving better macro-dispersion by longer and more intense mixing decomposes the elastomer in which the carbon black is dispersed. This is especially a problem for natural rubbers which are very sensitive to mechanical / thermal decomposition. Longer and more intense mixing using known mixing techniques and devices such as half-blow mixers reduces the molecular weight of the natural rubber masterbatch composition. Thus, it is known that improved macro-dispersion of carbon black in natural rubber is achieved with generally undesired reduction of the corresponding rubber molecular weight.

건조 혼합 기술 외에 라텍스 및 카본 블랙 슬러리를 교반된 응고 탱크로 연속적으로 공급하는 방법이 알려져 있다. 이러한 "습윤" 기술은 SBR와 같은 합성 엘라스토머에 흔히 사용된다. 응고 탱크는 염과 같은 응고제 또는 약 2.5 내지 4의 pH를 전형적으로 갖는 수용액 또는 산성 용액을 포함한다. 라텍스 또는 카본 블랙 슬러리는 혼합되어 응고 탱크에서 습윤 크럼으로 불려지는 작은 비드(전형적으로 수 mm 직경)로 응고된다. 이 크럼과 산 유출액은 전형적으로 진동기 스크린 등에 의해 분리된다. 다음 이 크럼은 제2 교반 탱크로 투입되어 중성 또는 거의 중성의 pH를 달성하기 위해 세척된다. 그후, 이 크럼은 추가적인 진동 스크린 및 건조 단계 등을 거친다. 이 방법에 대한 변경예가 천연 및 합성 엘라스토머의 응고를 위해 제안되어 왔다. 미국 특허 4,029,633호(Hagopian 등에게 허여, 본 발명과 같이 캐보트사에 양도됨)에는 엘라스토머 마스터배치의 제조를 위한 연속적인 방법이 기술되어 있다. 카본 블랙의 수성 슬러리가 제조되어 천연 또는 합성의 엘라스토머 라텍스와 혼합된다. 이 혼합물에 대해 임의의 여러 가지 공지의 크림제를 선택적으로 사용하여 소위 크림(cream) 조작을 수행한다. 카본 블랙/라텍스 혼합물의 크림 공정후, 응고 공정이 수행된다. 특히, 크림화된 카본 블랙/라텍스 혼합물은 하나의 응집성 스트림으로서 응고액의 스트림 코아로 도입된다. 크림화된 카본 블랙/라텍스 혼합물의 고형 스트림은 응고액의 스트림에 의해 전단 및 분쇄되고 응고된 다음, 적절한 반응 지대로 통과되어 응고가 완료된다. 이러한 응고 단계 후의 나머지 공정은 실질적으로 통상적인 것으로, 페 생성물 "세럼(serum)"으로부터 크럼의 분리, 세척 및 건조 공정을 포함한다. 다소 유사한 공정이 미국 특허 제3,048,559호(Heller 등)에 기술되어 있다. 카본 블랙의 수성 슬러리는 천연 또는 합성 엘라스토머 또는 라텍스와 연속적으로 블렌딩된다. 그 2개의 스트림이 격렬한 유압 교란 및 충격을 수반하는 것과 같은 조건하에서 혼합된다. 이어서, 상기한 하고피안 등의 특허의 경우에서와 같이, 카본 블랙 슬러리와 엘라스토머 라텍스의 결합된 스트림은 산성 또는 염 응고 용액의 첨가에 의해 응고된다.In addition to dry mixing techniques, a method of continuously feeding latex and carbon black slurries into a stirred coagulation tank is known. This "wetting" technique is commonly used in synthetic elastomers such as SBR. The coagulation tank contains a coagulant, such as a salt, or an aqueous or acidic solution, typically having a pH of about 2.5-4. Latex or carbon black slurries are mixed and solidified into small beads (typically several mm diameter) called wet crumbs in the solidification tank. This crumb and acid effluent are typically separated by vibrator screens or the like. This crumb is then fed into a second stirred tank and washed to achieve neutral or near neutral pH. This crumb is then subjected to additional vibrating screens and drying steps. Modifications to this method have been proposed for the solidification of natural and synthetic elastomers. U. S. Patent 4,029, 633 to Hagopian et al., Assigned to Cabot Inc. as described herein, describes a continuous process for the production of elastomer masterbatches. An aqueous slurry of carbon black is prepared and mixed with natural or synthetic elastomer latex. For this mixture, so-called cream operations are carried out optionally using any of a variety of known cream agents. After the cream process of the carbon black / latex mixture, a solidification process is performed. In particular, the creamed carbon black / latex mixture is introduced into the stream core of the coagulant as one coherent stream. The solid stream of the creamed carbon black / latex mixture is sheared, pulverized and solidified by the stream of coagulant liquid and then passed through the appropriate reaction zone to complete solidification. The remaining process after this solidification step is substantially conventional and includes separation, washing and drying of the crumb from the waste product “serum”. A somewhat similar process is described in US Pat. No. 3,048,559 (Heller et al.). The aqueous slurry of carbon black is blended continuously with natural or synthetic elastomers or latexes. The two streams are mixed under conditions such as involving severe hydraulic disturbances and impacts. The combined stream of carbon black slurry and elastomer latex is then solidified by the addition of an acidic or salt coagulation solution, as in the case of Hapian et al., Supra.

향상된 매크로-분산을 갖는, 적합한 엘라스토머에 분산된 미립자상 충전제의 엘라스토머 화합물, 특히 예를 들어 천연 고무 중에 분산된 카본 블랙이 여러 산업계에서 요구되어 왔다. 상기한 바와 같이, 향상된 매크로-분산은 상당하는 심미적 및 기능적 특성의 향상을 제공할 수 있다. 천연 고무의 더 높은 분자량과 함께 향상된 매크로-분산이 달성되는, 천연 고무중의 카본 블랙으로 된 신규 엘라스토머 화합물이 특히 요구된다. 이와 같은 절실한 오랜 요구를 모두 또는 일부 충족하는 것이 본 발명의 목적이다.BACKGROUND OF THE INVENTION There have been demands in many industries for elastomeric compounds of particulate fillers dispersed in suitable elastomers, especially carbon blacks dispersed in natural rubber, for example, with improved macro-dispersion. As noted above, improved macro-dispersion can provide significant improvements in aesthetic and functional properties. There is a particular need for novel elastomeric compounds of carbon black in natural rubber, in which improved macro-dispersion is achieved with the higher molecular weight of the natural rubber. It is an object of the present invention to meet some or all of these dire needs.

<발명의 요약>Summary of the Invention

제1 태양에 따르면, 엘라스토머 마스터배치의 제조 방법은 미립자상 충전제 유체와 엘라스토머 라텍스 유체를 응고 반응조의 혼합 지대로 동시에 공급하는 것을 포함한다. 응고 지대는 혼합 지대로부터 연장되고, 바람직하기로는 유입 말단부로부터 방출 말단부로 다운스트림 방향으로 단면적이 점차로 증가한다. 그 엘라스토머 라텍스는 천연 또는 합성된 것일 수 있고, 미립자상 충전제 유체는 라텍스를 응고시키는데 효과적인 카본 블랙 또는 다른 미립자상 충전제를 포함한다. 이 미립자상 충전제 유체는 바람직하기로는 주입된 유체의 연속적인 고속 젯트로서 혼합 지대로 공급되는 한편, 라텍스 유체는 저속으로 공급된다. 미립자상 충전제 유체의 속도, 유량 및 미립자 농도는 방출 말단부 이전에 엘라스토머 라텍스를 미립자상 충전제에 의해 거의 완전히 응고시키도록 라텍스 유체의 고 전단 혼합 및 응고 지대의 적어도 엎스트림 부분 내에서 혼합물의 유동 교란을 일으키기에 충분하다. 따라서 바람직한 실시태양에 따르면, 산성 또는 염 응고제를 사용할 필요가 없이 거의 완전한 응고가 달성될 수 있다.According to a first aspect, a method of making an elastomeric masterbatch comprises simultaneously supplying particulate filler fluid and elastomeric latex fluid to a mixing zone of a coagulation reactor. The coagulation zone extends from the mixing zone and preferably the cross-sectional area gradually increases in the downstream direction from the inlet end to the outlet end. The elastomeric latex can be natural or synthetic, and the particulate filler fluid includes carbon black or other particulate filler that is effective to solidify the latex. This particulate filler fluid is preferably supplied to the mixing zone as a continuous high speed jet of injected fluid while the latex fluid is supplied at low speed. The velocity, flow rate and particulate concentration of the particulate filler fluid may cause flow disturbance of the mixture within the high shear mixing of the latex fluid and at least the upstream portion of the coagulation zone to nearly solidify the elastomeric latex with particulate filler prior to the discharge end. Enough to get up. Thus, according to a preferred embodiment, almost complete coagulation can be achieved without the need to use acidic or salt coagulants.

또 다른 태양에 따르면, 엘라스토머 마스터배치의 제조를 위한 연속 유동 방법은, 응고 지대에서 엘라스토머 라텍스 및 미립자상 충전제의 혼합물의 연속적이고 반제한적인(semi-confined) 유동을 설정하는 응고 반응조의 혼합 지대로 라텍스 유체 및 미립자상 충전제 유체를 연속적이고 동시적으로 공급하는 것을 포함한다. "워엄(worm)" 또는 글로블(globule) 형태의 엘라스토머 마스터배치 크럼은 라텍스 및 미립자상 충전제 유체 스트림의 게속적인 공급과 함께 응고 반응조의 방출 말단부로부터 거의 일정한 유동으로서 방출되어 응고 반응조의 혼합 지대로 들어간다. 특히, 응고 반응조의 방출 말단부에서의 플러그 타입의 유동과 대기압 또는 대기압 근처의 압력 조건은, 직접적인 또는 후속적인 추가 공정 단계와 같은 엘라스토머 마스터배치 제품의 조절 및 수집을 용이하게 하는데 매우 유리하다.According to another aspect, the continuous flow method for the production of an elastomer masterbatch is a mixing zone of a coagulation reactor which establishes a continuous and semi-confined flow of a mixture of elastomeric latex and particulate filler in the coagulation zone. Continuous and simultaneous supply of latex fluid and particulate filler fluid. Elastomer masterbatch crumbs in the form of "worms" or globules are released as a nearly constant flow from the discharge end of the coagulation reactor with a continuous supply of latex and particulate filler fluid streams to the mixing zone of the coagulation reactor. Enter In particular, the plug-type flow at the discharge end of the coagulation bath and pressure conditions at or near atmospheric or atmospheric pressure are very advantageous to facilitate the control and collection of the elastomer masterbatch product, such as direct or subsequent further processing steps.

장치의 측면에 따르면, 상기한 응고 반응조의 혼합 지대로 엘라스토머 라텍스 유체를 바람직하기로는 저압이고 거의 박판 타입의 유동 조건하에서 공급하는 수단이 제공되고, 상기한 바와 같이 엘라스토머 라텍스를 인트레인시키기에 충분한 속도 또는 운동 에너지의 젯트를 생성하고 혼합 지대로부터 다운스트림으로 유동하는 혼합물이 응고 반응조의 방출 말단부에 이르기 전에 응고를 달성하기에 충분한 압력하에서, 혼합 지대로 미립자상 충전제 유체를 동시에 공급하는 수단이 제공된다. 하기에서 상술하는 어떤 바람직한 실시태양에 따르면, 엘라스토머 라텍스 유체를 공급하는 수단 및 미립자상 충전제 유체를 공급하는 별도의 수단이 각각 응고 지대를 한정하는 거의 관 형태인 부재와 일체로 된 혼합 헤드에서 공급 채널을 구비한다. 혼합 지대가 혼합 헤드 내의 그러한 공급 채널의 연결점에 제공될 수도 있다. 어떤 바람직한 실시태양에 따르면, 혼합 지대가 단순히 응고 지대와 동축으로 확장된 것일 수 있다. 응고 반응조의 단면적에 있어 점차적인 증가는 어떤 바람직한 실시태양에서는 연속적일 수 있으며, 다른 바람직한 실시태양에서는 단계적일 수도 있다. 또한, 응고 반응조는 이하에서 기술하는 바와 같이 그 방출 말단부에서 전환기와 같은 선택적인 부품을 구비할 수 있다. 엘라스토머 마스터배치의 연속적인 유동 제조를 위한 본 발명의 장치의 선택적이고 바람직한 추가 부품은 이하에서 상세히 설명된다.According to the aspect of the device, there is provided a means for supplying the elastomer latex fluid to the mixing zone of the coagulation reactor described above, preferably under low pressure and near thin plate type flow conditions, and at a rate sufficient to induce the elastomer latex as described above. Or means for simultaneously supplying particulate filler fluid to the mixing zone under a pressure sufficient to produce a jet of kinetic energy and to allow the mixture flowing downstream from the mixing zone to reach solidification before reaching the discharge end of the coagulation reactor. . According to certain preferred embodiments detailed below, the supply channel in the mixing head is integral with the means for supplying the elastomeric latex fluid and the separate means for supplying the particulate filler fluid, respectively, with a nearly tubular member defining a coagulation zone. It is provided. Mixing zones may be provided at the connection points of such feed channels in the mixing head. According to some preferred embodiments, the blend zone may simply extend coaxially with the coagulation zone. The gradual increase in cross-sectional area of the coagulation reactor may be continuous in some preferred embodiments, or may be stepwise in other preferred embodiments. In addition, the coagulation reactor may be provided with an optional component, such as a converter, at its discharge end, as described below. Optional and preferred additional parts of the apparatus of the invention for the continuous flow preparation of the elastomer masterbatch are described in detail below.

또 다른 태양에 따르면, 엘라스토머 복합체가 상기한 방법 또는 장치의 생성물로서 제공된다. 바람직한 실시태양에 따르면, 미립자상 충전제의 매크로-분산 수준, 종래에는 달성되지 않았던 엘라스토머 분자량, 미립자 적재 수준, 미립자상 충전제의 선택(예를 들어 예외적으로 높은 표면적과 낮은 구조의 카본 블랙 충전제를 포함하여) 및(또는) 기타의 특성을 갖는 신규의 엘라스토머 복합체가 제공된다. 이와 관련하여, 본 발명의 방법 및 장치는 천연 고무와 같은 엘라스토머에서 엘라스토머 분자량이 거의 또는 전혀 분해되지 않으면서 1.2 이하, 심지어 1 이하의 표면적 비율 DBP:CTAB로 구조를 갖는 카본 블랙과 같은 어떤 충전제의 우수한 매크로-분산을 달성할 수 있다. 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명의 방법 및 장치에 의해 제조된 엘라스토머 복합체로 만들어지는 중간 및 최종 제품이 제공된다.According to another aspect, an elastomeric composite is provided as a product of the method or apparatus described above. According to a preferred embodiment, the macro-dispersion level of the particulate filler, elastomer molecular weight, particulate loading level, which have not been achieved conventionally, the selection of particulate filler (e.g. including exceptionally high surface area and low structure carbon black filler ) And / or novel elastomeric composites having other properties are provided. In this regard, the methods and apparatus of the present invention are directed to certain fillers such as carbon black having a structure with a surface area ratio DBP: CTAB of 1.2 or less, even 1 or less, with little or no degradation of elastomer in elastomers such as natural rubber. Excellent macro-dispersion can be achieved. According to another aspect of the present invention, there is provided an intermediate and final product made of an elastomeric composite produced by the method and apparatus of the present invention.

본 발명의 방법 및 장치에 의해, 엘라스토머 마스터배치가 전통적인 응고제의 사용 없이 응고를 달성하기에 충분한 교란 수준 및 유동 조절 상태에서 엘라스토머 라텍스 및 미립자상 충전제 유체의 혼합물을 포함하는 연속 유동 공정으로 제조될 수 있다. 실제, 충전제에 의한 엘라스토머의 강렬한 건조 저작이나 응고제의 탱크 또는 스트림에 라텍스/미립자 액체 조성물의 노출이 없이 엘라스토머 마스터배치 크럼이 달성되는 것, 즉 응고된 라텍스가 달성되는 것은 큰 상업적 잇점을 갖는 것으로 쉽게 인식될 것이다. 따라서, 통상의 상업적 실시에서 산성 응고액을 사용하는 비용 및 복잡성이 제거될 수 있다. 상기한 헬러 등의 특허 및 하고피안 등의 특허에서와 같은 라텍스와 미립자의 예비 혼합을 포함하는 종래 기술은, 부수적인 비용 및 폐기물 처리의 단점이 있는 라텍스/미립자 혼합물의 통상적인 응고액에의 노출이 없이 응고를 달성하는 가능성을 인식 조차 하지 못했다.By the method and apparatus of the present invention, the elastomer masterbatch can be prepared in a continuous flow process comprising a mixture of elastomeric latex and particulate filler fluid at a level of disturbance and flow control sufficient to achieve solidification without the use of traditional coagulants. have. Indeed, the achievement of elastomeric masterbatch crumbs, i.e., agglomerated latexes, is achieved without the intense dry chewing of elastomers with fillers or exposure of latex / particulate liquid compositions to the tanks or streams of coagulants, which is a great commercial advantage. Will be recognized. Thus, the cost and complexity of using an acid coagulant can be eliminated in conventional commercial practice. Prior arts, including premixing of latex and particulates, such as those described in Heller et al. And Hapian et al., Disclose exposure to conventional coagulants of latex / particulate mixtures, with the associated costs and disadvantages of waste disposal. Without this, he did not even recognize the possibility of achieving coagulation.

응고 반응조의 혼합 지대로 라텍스 유체 및 미립자상 충전제 유체의 공급량은, 응고 반응조의 방출 말단부에서 제품 크럼 중의 유리 라텍스 및 미분산된 충전제가 거의 없이 높은 수율을 달성하도록 정밀하게 측정될 수 있다. 이론에 속박됨이 없이, 응고 고체가 응고 지대에서 거기 및(또는) 그의 다운스트림에서 형성되는 것을 제외하고 준-단일상 계가 혼합 지대에서 설정되는 것으로 현재 이해되고 있다. 응고 반응조의 혼합 지대로 미립자상 충전제 유체의 극히 높은 공급 속도 및 라텍스 유체 공급에 대한 속도 차이는, 라텍스 유체로의 미립자의 완전한 혼합과 분산 및 응고를 위한 미립자상 충전제 유체 젯트의 충돌에 의해 충분한 교란, 즉 라텍스 전단의 충분한 에너지를 달성하는데 중요한 것으로 믿어진다. 고 혼합 에너지는 조절된 제품 공급과 함께 우수한 분산성을 갖는 제품 마스터배치 크럼을 제공한다. 응고물이 생성되어 요구되는 압출물로 형성된다.The supply amount of latex fluid and particulate filler fluid into the mixing zone of the coagulation reactor can be precisely measured to achieve a high yield with little free latex and undispersed filler in the product crumb at the discharge end of the coagulation reactor. Without being bound by theory, it is presently understood that quasi-single phase systems are established in mixed zones except that solidification solids are formed there and / or downstream from the solidification zone. The extremely high feed rate of the particulate filler fluid to the mixing zone of the coagulation reactor and the rate difference for the latex fluid supply are sufficiently disturbed by the impingement of the particulate filler fluid jet for complete mixing and dispersion and coagulation of the particulate into the latex fluid. That is, it is believed to be important in achieving sufficient energy of the latex shear. The high mixed energy provides a product masterbatch crumb with good dispersibility with a regulated product supply. Coagulum is produced and formed into the required extrudate.

다른 태양에 따르면, 천연 고무 중에 분산된 미립자상 충전제를 포함하고, 엘라스토머 복합체 중의 충전제의 매크로-분산 수준이 약 0.2 % 이하의 미분산 면적, 바람직하기로는 약 0.1% 이하의 미분산된 면적인 신규의 엘라스토머 복합체가 제공된다. 상기한 바와 같이, 본 발명의 매크로-분산은 10 미크론 이상의 결점의 미분산된 면적 비율로서 측정되는 카본 블랙의 매크로-분산도 D(%)을 의미한다. 본 발명의 천연 고무 마스터배치 및 다른 엘라스토머 복합체에서, 천연 고무의 분자량, 즉 졸 부분의 (중량 평균)MWsol은 바람직하기로는 적어도 약 300,000 이상, 더욱 바람직하기로는 약 400,000 이상이고, 어떤 바람직한 실시태양에서는 400,000 내지 900,000이다. 엘라스토머 복합체는 선택적으로 약 0 내지 20 phr, 더욱 바람직하기로는 0 내지 10 phr의 증량제 오일, 및(또는) 카본 블랙 충전에 의한 천연 고무의 배합에 선택적으로 사용되는 것으로 잘 알려진 다른 성분을 포함한다. 바람직하고 예시적인 실시태양과 함께 아래에서 더욱 설명되는 바와 같이, 본 발명의 신규의 엘라스토머 복합체는 매우 바람직한 물리적 특성 및 성능 특성을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명은 상당한 기술적 진보를 보여 준다.According to another aspect, the micro-dispersion level of the filler in the elastomer composite, wherein the macro-dispersion level of the filler in the elastomeric composite is less than about 0.2% undispersed area, preferably up to about 0.1% undispersed area An elastomeric complex of is provided. As mentioned above, macro-dispersion of the present invention means macro-dispersity D (%) of carbon black, measured as the percentage of undispersed area of the defect of 10 microns or more. In the natural rubber masterbatch and other elastomeric composites of the present invention, the molecular weight of the natural rubber, ie the (weight average) MW sol of the sol portion, is preferably at least about 300,000 or more, more preferably about 400,000 or more, and in some preferred embodiments From 400,000 to 900,000. The elastomeric composites optionally include about 0 to 20 phr, more preferably 0 to 10 phr of extender oil, and / or other ingredients well known to be optionally used for blending natural rubber by carbon black filling. As will be further described below in conjunction with preferred and exemplary embodiments, the novel elastomeric composites of the present invention can provide very desirable physical and performance properties. Thus, the present invention shows considerable technical progress.

다른 측면에 따르면, 카본 블랙 충전제의 어떤 매크로-분산 수준, 천연 고무의 분자량, 카본 블랙 적재 수준, 카본 블랙 특성(표면적 및 구조, 예를 들어 예외적으로 높은 표면적 및 낮은 구조의 카본 블랙 충전제를 포함) 및(또는) 다른 특성을 비롯하여, 종래에는 얻어질 수 없는 새로운 특성의 결합을 갖는 신규의 엘라스토머 복합체가 제공된다. 본 발명의 여러 가지 측면에 따르면, 마스터배치 조성물 및 이로부터 제조된 완제품 및 중간 제품이 제공된다.According to another aspect, certain macro-dispersion levels of carbon black fillers, molecular weight of natural rubber, carbon black loading levels, carbon black properties (including surface area and structure, such as exceptionally high surface area and low structure carbon black fillers) New elastomeric composites are provided that have a combination of new properties not conventionally obtainable, and / or other properties. According to various aspects of the invention, masterbatch compositions and finished and intermediate products made therefrom are provided.

본 발명의 여러 가지 실시태양의 상기의 및 다른 측면 및 잇점은 다음과 같은 어떤 바람직한 실시태양의 상세한 설명에 비추어 보면 더욱 잘 이해될 것이다.The above and other aspects and advantages of various embodiments of the present invention will be better understood in light of the following detailed description of certain preferred embodiments.

본 발명은 엘라스토머 복합체를 제조하기 위한 신규의 방법 및 장치와 이러한 방법 및 장치를 이용하여 제조된 신규의 엘라스토머 복합체에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 발명은 경화제가 없는 마스터배치 조성물, 경화제 보유 기재 조성물 및 고무 재료와 같은 엘라스토머 중에 미세하게 분산된 미립자상 충전제의 엘라스토머 마스터배치, 예컨데 천연 고무중에 미세하게 분산된 카본 블랙 미립자상 충전제의 엘라스토머 복합체, 및 이러한 마스터배치 조성물로 제조된 제품을 제조하기 위한 연속적인 유동 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to novel methods and apparatuses for preparing elastomeric composites and novel elastomeric composites prepared using such methods and apparatuses. More specifically, the present invention relates to an elastomeric masterbatch of particulate filler finely dispersed in an elastomer such as a masterbatch composition without a curing agent, a curing agent-retaining base composition and a rubber material, for example carbon black particulate phase finely dispersed in natural rubber. A continuous flow method and apparatus for making elastomeric composites of fillers, and articles made from such masterbatch compositions.

바람직한 실시태양을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Preferred embodiments are described as follows with reference to the accompanying drawings.

도 1은 어떤 바람직한 실시태양에 따른 엘라스토머 마스터배치의 제조 장치 및 제조 방법의 개략적인 흐름도를 나타낸다.1 shows a schematic flowchart of an apparatus and method for manufacturing an elastomeric masterbatch according to some preferred embodiments.

도 2는 도 1의 개략적인 흐름도와 일치하는 바람직한 일 실시태양의 일부를 개략적으로 나타낸 정면도이다.2 is a schematic front view of a portion of one preferred embodiment consistent with the schematic flow diagram of FIG. 1;

도 3은 도 1의 개략적인 흐름도와 일치하는 바람직한 다른 실시태양의 일부를 개략적으로 나타낸 정면도이다.3 is a schematic front view of a portion of another preferred embodiment consistent with the schematic flow diagram of FIG. 1;

도 4는 도 3의 실시태양의 혼합 헤드/응고 반응조 어셈블리의 부분 단면도이다.4 is a partial cross-sectional view of the mixing head / solidification reactor assembly of the embodiment of FIG. 3.

도 5는 또 다른 바람직한 실시태양을 나타내는 도 4의 도면에 대응하는 부분 단면도이다.5 is a partial cross-sectional view corresponding to the drawing of FIG. 4 showing yet another preferred embodiment.

도 6은 도 5의 6-6선 단면도이다.6 is a cross-sectional view taken along line 6-6 of FIG.

도 7은 다른 바람직한 실시태양에 사용하기에 적합한 혼합 헤드의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of a mixing head suitable for use in another preferred embodiment.

도 8은 본 발명에 따른 매우 바람직한 어떤 마스터배치 조성물에 사용되는 카본 블랙의 표면적 및 구조 특성(CTAB 및 DBPA)을 나타내는 그래프이다.8 is a graph showing the surface area and structural properties (CTAB and DBPA) of carbon black used in certain highly preferred masterbatch compositions according to the present invention.

도 9 내지 25는 도 8에 도시된 카본 블랙을 포함하는 본 발명에 따른 신규의 엘라스토머 복합체의 매크로-분산, 천연 고무 분자량 및(또는) 다른 특성을 나타내는 그래프로서, 어떤 경우는 비교를 위해 대조 시료의 데이터와 함께 나타내었으며, 엘라스토머 복합체에 의해 달성된 물리적 특성 및 성능 특성의 현저한 향상을 보여주고 있다.9-25 are graphs showing macro-dispersion, natural rubber molecular weight and / or other properties of the novel elastomeric composite according to the invention comprising the carbon black shown in FIG. 8, in some cases a control sample for comparison It is shown with the data of and shows a significant improvement in the physical and performance properties achieved by the elastomeric composite.

도 26 내지 29는 카본 블랙의 형태적 특성, 즉 구조(DBPA) 및 표면적(CTAB)을 나타내고, (그러한 형태적 특성에 의한) 특정의 제품 분야에 적합한 카본 블랙의 지대 또는 영역을 확인시켜 주는 그래프이다.26-29 are graphs showing the morphological properties of carbon black, namely structure (DBPA) and surface area (CTAB), and identifying zones or areas of carbon black suitable for a particular product field (due to such morphological properties). to be.

도 30 및 31은 본 발명에 따른 신규의 엘라스토머 복합체의 매크로-분산 및 천연 고무 분자량을 대조 시료와 함께 나타낸 그래프이다.30 and 31 are graphs showing macro-dispersion and natural rubber molecular weights of the novel elastomeric composites according to the present invention with control samples.

첨부된 도면은 반드시 크기가 정확하지는 않은 것으로 이해되어야 한다. 어떤 도면은 설명의 편의와 명확을 위해 확대 또는 축소되어 있을 수도 있다. 다음의 설명에서 사용되는 방향 표시는 달리 언급하지 않거나 문맥으로부터 명확하지 않다면 도면에 예시된 구성요소의 배열을 기준으로 한다. 일반적으로, 본 발명의 다양한 실시태양에 따른 장치는 여러 가지 배열로 사용될 수 있다. 통상적인 기술을 사용하고 요구되는 제조 용량, 재료 선택, 효율 사이클 등과 같은 의도하는 분야에 특수한 공지의 요소를 고려하는 본 발명의 장치에 있어 적절한 치수 및 배열을 결정하는 것은 당업자의 능력 범위 내이다. 하나의 도면에 사용된 참조 부호는 다른 도면에서도 동일한 특징 또는 요소를 나타내기 위해 사용될 수도 있다.It is to be understood that the accompanying drawings are not necessarily accurate in size. Some drawings may be enlarged or reduced for ease of explanation and clarity. Directional indications used in the following description are based on the arrangement of components illustrated in the drawings unless otherwise noted or unclear from the context. In general, devices in accordance with various embodiments of the present invention may be used in a variety of arrangements. It is within the ability of those skilled in the art to determine appropriate dimensions and arrangements for the devices of the present invention using conventional techniques and taking into account known elements specific to the intended field, such as required manufacturing capacity, material selection, efficiency cycles, and the like. Reference numerals used in one drawing may be used to indicate the same feature or element in the other drawing.

<바람직한 실시태양의 상세한 설명><Detailed Description of the Preferred Embodiments>

본 발명의 방법 및 장치에 의해, 엘라스토머 마스터배치가, 엘라스토머 라텍스 및 미립자상 충전제 유체의 혼합물을 전통적인 응고제의 사용이 없이 응고를 달성하기에 충분한 교란 수준 및 유동 조절 상태로 포함하는 연속 유동 공정으로 제조될 수 있다. 실제, 충전제에 의한 엘라스토머의 강렬한 건조 저작이나 응고제의 탱크 또는 스트림에 라텍스/미립자 액체 조성물의 노출이 없이 엘라스토머 마스터배치 크럼이 달성되는 것, 즉 응고된 라텍스가 달성되는 것은 큰 상업적 잇점을 갖는 것으로 쉽게 인식될 것이다. 따라서, 통상의 상업적 실시에서 산성 응고액을 사용하는 비용 및 복잡성이 제거될 수 있다. 상기한 헬러 등의 특허 및 하고피안 등의 특허에서와 같은 라텍스와 미립자의 예비 혼합을 포함하는 종래 기술은, 부수적인 비용 및 폐기물 처리의 단점이 있는 라텍스/미립자 혼합물의 통상의 응고액에의 노출이 없이, 응고를 달성하는 가능성을 인식 조차 하지 못했다.By the method and apparatus of the present invention, the elastomer masterbatch is prepared in a continuous flow process comprising a mixture of elastomer latex and particulate filler fluid in a level of disturbance and flow control sufficient to achieve solidification without the use of traditional coagulants. Can be. Indeed, the achievement of elastomeric masterbatch crumbs, i.e., agglomerated latexes, is achieved without the intense dry chewing of elastomers with fillers or exposure of latex / particulate liquid compositions to the tanks or streams of coagulants, which is a great commercial advantage. Will be recognized. Thus, the cost and complexity of using an acid coagulant can be eliminated in conventional commercial practice. Prior arts, including premixing of latex and particulates, such as those described in Heller et al. And Hapian et al., Disclose exposure to conventional coagulants of latex / particulate mixtures, with the associated costs and disadvantages of waste disposal. Without this, they could not even recognize the possibility of achieving coagulation.

응고 반응조의 혼합 지대로의 라텍스 유체 및 미립자상 충전제 유체의 공급량은, 응고 반응조의 방출 말단부에서 제품 크럼 중의 유리 라텍스 및 미분산된 충전제가 거의 없이 높은 수율을 달성하도록 정밀하게 측정될 수 있다. 이론에 속박됨이 없이, 응고 고체가 응고 지대에서 거기 및(또는) 그의 다운스트림에서 형성되는 것을 제외하고 준-단일상 계가 혼합 지대에서 설정되는 것으로 현재 이해되고 있다. 응고 반응조의 혼합 지대로 미립자상 충전제 유체의 극히 높은 공급 속도와 라텍스 유체 공급에 대한 속도 차이는, 라텍스 유체로의 미립자의 완전한 혼합과 분산 및 응고를 위한 미립자 충전 유체 젯트의 충돌에 의해 충분한 교란, 즉 라텍스 전단의 충분한 에너지를 달성하는데 중요한 것으로 믿어진다. 고 혼합 에너지는 조절된 제품 공급과 함께 우수한 분산성을 갖는 제품 마스터배치 크럼을 제공한다. 응고물이 생성되어 요구되는 압출물로 형성된다.The supply amount of latex fluid and particulate filler fluid into the mixing zone of the coagulation reactor can be precisely measured to achieve a high yield with little free latex and undispersed filler in the product crumb at the discharge end of the coagulation reactor. Without being bound by theory, it is presently understood that quasi-single phase systems are established in mixed zones except that solidification solids are formed there and / or downstream from the solidification zone. The extremely high feed rate of particulate filler fluid into the mixing zone of the coagulation reactor and the rate difference for latex fluid supply are due to sufficient disturbances due to the complete mixing and dispersal of the particulate into the latex fluid and the collision of the particulate filling fluid jet for solidification, That is believed to be important in achieving sufficient energy of the latex shear. The high mixed energy provides a product masterbatch crumb with good dispersibility with a regulated product supply. Coagulum is produced and formed into the required extrudate.

본 발명에서 개시된 신규의 엘라스토머 복합체를 제조하기 위한 방법 및 장치의 어떤 바람직한 실시태양이 하기에서 설명된다. 본 발명의 다양한 바람직한 실시태양은 다양한 충전제 및 엘라스토머를 사용할 수 있는 한편, 본 발명의 방법 및 장치 측면에서의 다음과 같은 상세한 일부 설명 부분은 일부의 예로서 편의상 천연 고무 및 카본 블랙을 포함하는 마스터배치의 제조에 있어 기본적인 그의 용도를 기술할 것이다. 하기와 같은 작동의 원리에 따라 본 발명의 방법 및 장치를 이용하는 것과 수많은 대체적 또는 추가적 엘라스토머, 충전제 및 다른 재료를 포함하는 마스터배치를 제조하는 것은 본 발명의 잇점이 주어진 당업자의 능력 범위 내일 것이다. 간단히 말하면, 이러한 엘라스토머 마스터배치의 제조방법은, 카본 블랙 또는 다른 충전제 및 천연 고무 라텍스 유체 또는 다른 적합한 엘라스토머 유체의 슬러리를 응고 반응조의 혼합 지대로 동시에 공급하는 것을 포함한다. 응고 지대는 혼합 지대로부터 연장되고, 바람직하기로는 단면적이 유입 말단부로부터 방출 말단부로 다운스트림 방향으로 점차 증가한다. 이 슬러리는 바람직하기로는 주입된 유체의 연속적인 고속 젯트로서 혼합 지대로 공급되는 한편, 천연 고무 라텍스 유체는 상대적으로 저속으로 공급된다. 충전제 슬러리의 고 속도, 유동량 및 입자 농도는 적어도 응고 지대의 업스트림 부분 내에서 혼합, 라텍스 유체의 고 전단, 혼합물의 유동 교란을 일으키고, 방출 말단부 이전에서 엘라스토머 라텍스를 거의 완전히 응고시키기에 충분하다. 따라서 거의 완전한 응고는 바람직한 실시태양에 따라 산성 또는 염 응고제를 사용할 필요성이 없이 달성될 수 있다. 엘라스토머 복합체를 제조하기 위한 바람직한 연속 유동 방법은, 응고 반응조의 혼합 지대로 라텍스 유체 및 충전제 슬러리를 연속적이고 동시적으로 공급하고, 응고 지대에서 라텍스 및 충전제 슬러리의 혼합물의 연속적이고 반제한적인 유동을 설정하는 것을 포함한다. "워엄(worm)" 또는 글로블 형태의 엘라스토머 복합체 크럼은 응고 반응조의 방출 말단부로부터 라텍스 및 카본 블랙 슬러리 스트림의 게속적인 공급과 함께 거의 일정한 유동으로서 방출되어 응고 반응조의 혼합 지대로 들어간다. 특히, 응고 반응조의 방출 말단부에서의 플러그 타입의 유동과 대기압 또는 대기압 근처의 조건은, 직접적인 또는 연속하는 추가 공정 단계와 같은 엘라스토머 복합체 제품의 조절 및 수집을 용이하게 하는데 매우 유리하다. 천연 고무 라텍스 유체 및 카본 블랙 슬러리의 응고 반응조의 혼합 지대로의 공급량은, 응고 반응조의 방출 말단부에서 제품 크럼 중의 유리 라텍스 및 미분산된 카본 블랙이 거의 없이 높은 수율을 달성하도록 정밀하게 측정될 수 있다. 이론적인 제한이 없이, 응고 고체가 응고 지대에서 거기 및(또는) 그의 다운스트림에서 형성되는 것을 제외하고 준-단일상 계가 혼합 지대에서 설정되는 것으로 현재 이해되고 있다. 응고 반응조의 혼합 지대로 카본 블랙 슬러리의 극히 높은 공급 속도와 라텍스 유체 공급에 대한 속도 차이는, 라텍스 유체로의 미립자의 완전한 혼합과 분산 및 응고를 위한 미립자 충전 유체 젯트의 충돌에 의해 충분한 교란, 즉 라텍스 전단의 충분한 에너지를 달성하는데 중요한 것으로 믿어진다. 고 혼합 에너지는 조절된 제품 공급과 함께 우수한 매크로-분산을 갖는 신규의 제품을 제공한다. 응고물이 생성되어 요구되는 압출물로 형성된다.Certain preferred embodiments of the methods and apparatus for making the novel elastomeric composites disclosed herein are described below. While various preferred embodiments of the present invention may use a variety of fillers and elastomers, some of the following detailed descriptions in terms of methods and apparatus of the present invention include, by way of example, masterbatches comprising natural rubber and carbon black for convenience. Its basic use in the preparation of The use of the method and apparatus of the present invention and the preparation of a masterbatch comprising numerous alternative or additional elastomers, fillers and other materials in accordance with the principles of operation as follows will be within the capabilities of those skilled in the art given the advantages of the present invention. In short, this method of preparing an elastomeric masterbatch comprises simultaneously supplying a slurry of carbon black or other filler and a natural rubber latex fluid or other suitable elastomeric fluid to the mixing zone of the coagulation reactor. The coagulation zone extends from the mixing zone and preferably the cross-sectional area gradually increases in the downstream direction from the inlet end to the outlet end. This slurry is preferably supplied to the mixing zone as a continuous high speed jet of injected fluid, while the natural rubber latex fluid is supplied at a relatively low speed. The high velocity, flow rate and particle concentration of the filler slurry are sufficient to cause mixing, high shear of latex fluids, flow disturbances of the mixture at least within the upstream portion of the coagulation zone, and to almost completely solidify the elastomeric latex before the discharge end. Thus nearly complete coagulation can be achieved without the need to use acidic or salt coagulants according to preferred embodiments. A preferred continuous flow method for preparing the elastomeric composites is to continuously and simultaneously supply the latex fluid and the filler slurry to the mixing zone of the coagulation reactor and to establish a continuous and unlimited flow of the mixture of latex and filler slurry at the coagulation zone. It involves doing. Elastomer composite crumbs in "worm" or globular form are discharged as a nearly constant flow with a continuous supply of latex and carbon black slurry streams from the discharge end of the coagulation reactor and enter the mixing zone of the coagulation reactor. In particular, the plug-type flow at the discharge end of the coagulation bath and conditions at or near atmospheric pressure are very advantageous to facilitate the control and collection of the elastomeric composite product, such as direct or successive further process steps. The feed amount of the natural rubber latex fluid and the carbon black slurry into the coagulation zone of the coagulation tank can be precisely measured to achieve a high yield with little free latex and undispersed carbon black in the product crumb at the discharge end of the coagulation reactor. . Without theoretical limitations, it is presently understood that quasi-single phase systems are established in the mixed zone except that solidification solids are formed there and / or downstream thereof. The extremely high feed rate of the carbon black slurry into the mixing zone of the coagulation reactor and the rate of latex fluid supply are sufficiently disturbed by the collision of the particulate filling fluid jet for complete mixing and dispersion of the fine particles into the latex fluid and solidification. It is believed that it is important to achieve sufficient energy of the latex shear. The high mixing energy provides a novel product with good macro-dispersion with a regulated product supply. Coagulum is produced and formed into the required extrudate.

본 발명의 엘라스토머 복합체를 제조하기 위한 상기한 바람직한 장치 및 기술은 첨부된 도면과 함께 기술되는데, 여기에서 엘라스토머 마스터배치 제조의 연속 유동 방법은, 연장되고 바람직하기로는 유입 말단부로부터 방출 말단부로 점차 증가하는 단면적을 갖는 기다란 응고 지대를 형성하는 응고 반응조에서, 충전제 슬러리, 예를 들어 카본 블랙의 수성 슬러리와 혼합된 엘라스토머 라텍스, 예를 들어 천연 고무 라텍스(현장 라텍스 또는 농축물)의 연속적이고 반제한적인 유동을 이용한다. 용어 "반제한적" 유동은 매우 유리한 특성을 말한다. 본 발명에서 사용되는 용어는 응고 반응조 내에서 혼합된 라텍스 유체 및 충전제 슬러리가 이어지는 유동 통로가 혼합 지대의 밀페 또는 거의 밀폐된 업스트림이고, 응고 반응조의 마주보는 다운 스트림 말단, 즉 응고 반응조의 방출 말단부에서 개방되어 있는 것을 의미하는 것이다. 응고 지대의 업스트림 부분에서 교란 조건은 응고 반응조의 개방 방출 말단부에서 거의 플러그 유동 타입인 조건과 함께 계속적으로, 적어도 준 정상상태로 유지된다. 방출 말단부는, 일반적으로 대기압 또는 그 근처의 압력에서 전형적으로 탈수 압출기의 공급 호퍼와 같은 적합한 수집 수단으로 단순한 중력 낙하(임의적으로 감싸진 또는 스크린된 유동 통로 내에서)에 의해 응고물의 방출이 되게 하는 최소한의 의미에서 "개방적"이다. 따라서, 반제한적 유동은 응고 반응조의 최소 부분 내에서 축 또는 세로 방향으로 연장되는 교란 구배를 초래한다. 이론적인 제한이 없이, 방출 말단부에서 고체 생성물의 거의 플러그 타입인 방출 유동과 함께 응고 반응조의 업스트림 부분에서 높은 교란 혼합 및 응고를 허용하는 점에서 응고 지대는 중요한 것으로 현재 이해되고 있다. 혼합 지대로 연속적인 젯트로서의 카본 블랙 또는 다른 충전제 슬러리의 주입은, 응고 반응조의 방출 말단부에서 거의 플러그 타입의 유동 상태와 일반적으로 대기압 상태 하에서 방출된 엘라스토머 마스터배치 크럼의 수집이 동시에 용이하게 되면서 계속적인 형태로 일어난다. 유사하게, 일반적으로 응고 지대의 업스트림 말단에서 혼합 지대로의 슬러리 노즐을 통한 슬러리의 축방향 속도는 방출 말단부에서보다 실질적으로 더 높다. 슬러리의 축방향 속도는, 전형적으로, 바람직하기로는 하기의 바람직한 실시태양에 따른 작은 구멍의 축방향으로 배열된 공급 튜브로부터 혼합 지대로 들어 갈 때 초당 수백 피트일 수 있다. 전형적인 적용분야에서 확장되는 단면적을 갖는 응고 반응조의 유입 말단부에서 생성되는 유동의 축 방향 속도는, 예를 들어 5 내지 20 ft/sec, 바람직하기로는 7 내지 15 ft/sec일 수 있다. 방출 말단부에서 방출되는 마스터배치 크럼 제품의 축 방향 속도는 전형적인 적용시 대략 1 내지 10 ft/sec, 더욱 일반적으로 2 내지 5 ft/sec가 될 것이다. 따라서, 상기한 반제한적 교란 유동은, 산성, 염 또는 다른 응고액의 스트림 또는 탱크에서 후속적인 처리가 없는 상태에서도 카본 블랙 또는 다른 충전제와의 혼합에 의해 천연 고무 또는 다른 엘라스토머 라텍스가 응고되고, 후속 공정을 위한 응고 반응조로부터 조절된, 바람직하기로는 준성형된 제품의 공급이 이루어지는 매우 중요한 잇점을 달성한다.The preferred apparatus and techniques described above for producing the elastomeric composites of the present invention are described in conjunction with the accompanying drawings, wherein the continuous flow method of preparing the elastomer masterbatch is extended and preferably increases gradually from the inlet end to the outlet end. In a coagulation bath forming an elongated coagulation zone having a cross-sectional area, a continuous and unlimited flow of elastomer latex, for example natural rubber latex (field latex or concentrate), mixed with a filler slurry, for example an aqueous slurry of carbon black Use The term "limiting" flow refers to very advantageous properties. The term used in the present invention is that the flow passage leading to the latex fluid and filler slurry mixed in the coagulation reactor is hermetic or almost closed upstream of the mixing zone and at the opposite downstream end of the coagulation reactor, ie at the discharge end of the coagulation reactor. It means to be open. Disturbance conditions in the upstream portion of the coagulation zone continue to be at least quasi-steady, with conditions of near plug flow type at the open discharge end of the coagulation reactor. The discharge end generally causes the coagulation to be discharged by a simple gravitational drop (in an arbitrarily enclosed or screened flow passage) with a suitable collecting means such as a feed hopper of a dehydrating extruder, typically at or near atmospheric pressure. In the smallest sense it is "open". Thus, the semi-limiting flow results in a disturbance gradient extending axially or longitudinally within the minimum portion of the coagulation reactor. Without theoretical limitations, it is currently understood that the coagulation zone is important in that it allows for high disturbing mixing and coagulation in the upstream portion of the coagulation reactor with an almost plug-type release flow of solid product at the discharge end. The injection of carbon black or other filler slurry as a continuous jet into the mixing zone is continuous with the simultaneous ease of collection of elastomer masterbatch crumbs released at near plug-type flow conditions and generally at atmospheric pressure at the discharge end of the coagulation reactor. Takes place in the form. Similarly, the axial velocity of the slurry, generally through the slurry nozzle from the upstream end of the coagulation zone to the mixing zone, is substantially higher than at the discharge end. The axial velocity of the slurry can typically be hundreds of feet per second as it enters the mixing zone from the axially arranged feed tubes of the small holes according to the preferred embodiments below. In typical applications the axial velocity of the flow produced at the inlet end of the coagulation reactor having an expanded cross section can be, for example, 5 to 20 ft / sec, preferably 7 to 15 ft / sec. The axial velocity of the masterbatch crumb product released at the discharge end will be approximately 1 to 10 ft / sec, more generally 2 to 5 ft / sec in typical applications. Thus, the semi-limiting disturbance flow described above causes the natural rubber or other elastomer latex to solidify by mixing with carbon black or other fillers without subsequent treatment in an acid, salt or other coagulant stream or tank and subsequent A very important advantage is achieved in the supply of controlled, preferably semi-molded products from the solidification reactor for the process.

이와 관련하여, 응고 반응조를 방출 말단부에서 개방된 것으로 언급하는 것은, 방출 말단부가 반드시 시야 또는 손에 의해 쉽게 평가되는 것에 노출된 것을 의미하는 것이 아닌 것으로 이해되어야 한다. 대신에 전환기(이하에서 더 기술됨), 건조기 등과 같은 수집 장치 또는 후속적인 공정 장치에 영구적으로 또는 탈착가능하게 부착될 수 있다. 응고 반응조의 방출 말단부는, 고압하에 있고 혼합 지대에서 임의의 중요한 후방쪽(즉 업스트림) 운동에 대해 밀폐된 응고 반응조의 응고 지대 내에서의 교란 유동이 전진하거나 방출 말단부로부터 나올 때 상기한 압력 및(또는) 속도 구배를 설정하도록 되는 중요한 의미에서 개방적이다.In this regard, it is to be understood that to refer to the coagulation reactor as open at the distal end does not necessarily mean that the distal end is exposed to what is readily assessed by view or hand. Instead, it may be permanently or detachably attached to a collecting device such as a diverter (described further below), a dryer or the like, or to a subsequent process device. The discharge end of the coagulation vessel is at the pressure described above when the turbulent flow in the coagulation zone of the coagulation vessel under high pressure and closed for any significant backside (ie upstream) motion in the mixing zone is advanced or exits from the discharge end. Or) open in the important sense of setting the velocity gradient.

또한, 이와 관련하여 유동 교란이 응고 반응조를 따라 방출 말단부를 향해 감소하는 것으로 이해되어야 한다. 고체 생성물의 실질적인 플러그 유동은 방출 말단부의 이전에서 용량의 이용 비율, 재료의 선택 등과 같은 요인에 의존하여 달성된다. 응고 반응조의 방출 말단부에서 또는 그 이전에서 거의 플러그 유동인 유동에 대한 언급은 방출 말단부에서의 유동이 기본적으로 또는 전체적으로 마스터배치 크럼, 즉 응고된 엘라스토머 마스터배치의 방울 또는 "워엄"으로 이루어지는 사실의 견지에서 이해되어야 한다. 이 크럼은, 유동이 거의 플러그 유동으로 되는 응고 지대를 따르는 점에서 응고 지대의 내부 형상에 따라 전형적으로 준성형된다. "워엄" 또는 방울의 항상 진행하는 질량은, 방출 말단부를 향해 일반적으로 또는 기본적으로 축방향으로 운동하고, 방출 말단부 근처의 응고 지대의 주어진 단면의 시간상 임의 지점에서 상당히 균일한 속도를 가져서 추후 공정을 위해 잘 수집되고 제어되는 그런 의미에서 유리하게도 플러그 타입의 유동을 가진다. 따라서, 본 발명의 유체 상의 혼합 태양은 유리하게도 정상 상태 또는 준 정상상태에서 수행되어 높은 수준의 제품 균일성을 만들 수 있다.It is also to be understood in this connection that the flow disturbance decreases towards the discharge end along the coagulation reactor. Substantial plug flow of the solid product is achieved depending on factors such as the rate of utilization of the capacity, the choice of materials, etc., before the discharge end. References to flows which are almost plug flow at or before the discharge end of the coagulation reactor in terms of the fact that the flow at the discharge end consists essentially or entirely of a masterbatch crumb, i.e., a drop or "warm" of the solidified elastomer masterbatch. It must be understood. This crumb is typically semi-molded according to the internal shape of the solidification zone in that the flow follows the solidification zone where the flow almost becomes a plug flow. The always running mass of the "warm" or droplet moves generally or essentially axially toward the distal end, and has a fairly uniform velocity at any point in time in a given cross section of the solidification zone near the distal end, thus permitting further processing. It advantageously has a plug-type flow in that sense, which is well collected and controlled. Thus, the mixing aspect of the fluid phase of the present invention can advantageously be performed at steady state or near steady state to create a high level of product uniformity.

본 발명의 방법 및 장치의 바람직한 실시태양이 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 당업자는 시스템 형상의 다양한 측면, 구성요소의 선택 등이 의도하는 적용의 특수 특성에 어느 정도 의존할 것이라는 것을 알 것이다. 따라서, 예를 들면 시스템의 최대 처리 용량 및 재료 선택의 유연성과 같은 요인이 시스템 구성 요소의 크기 및 배치에 영향을 미칠 것이다. 일반적으로, 이러한 고려 사항은 본 발명의 잇점이 주어진 당업자의 능력 범위 내에 있다. 도 1에 예시된 시스템은 응고 반응조의 혼합 지대로 연속적으로 저압 및 저속으로 천연 고무 라텍스 또는 다른 엘라스토머 라텍스 유체를 공급하기 위한 수단을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 더욱 구체적으로는, 라텍스 압력 탱크(10)이 가압하에서 라텍스의 공급을 유지하는 것으로 도시되어 있다. 이와는 달리, 라텍스 저장 탱크가 사용되고, 공급 라인(12)를 통해 응고 반응조(14)의 혼합 지대로 공급되는 엘라스토머 라텍스 유체를 보유하도록 개조된 연동 펌프 또는 일련의 펌프 또는 다른 적합한 공급 수단이 장치되어 있다. 탱크(10)중의 라텍스 유체는 공기 또는 질소 가압 등의 상태에서 유지되어, 라텍스 유체가 바람직하기로는 10 psig 이하, 더욱 바람직하기로는 2 - 8 psig, 전형적으로 약 5 psig의 라인 압력에서 혼합 지대로 공급되도록 될 수 있다. 이 라텍스 공급 압력 및 라텍스 공급 수단의 유동 라인, 연결부 등은 적절히 가능한 한 낮은 유동 라텍스 유체에서 전단을 일으키도록 배열되어야 한다. 바람직하기로는 예를 들어 모든 유동 라인은 존재한다면 단지 큰 직경 전환점 및 평활하거나 또는 공평한 라인간의 연결점을 가지면서 평활하다. 압력은 혼합 지대로 요구되는 유동 속도를 만들도록 선택된다. 유용한 유동 속도의 예는 약 12 ft/sec 이하이다.A preferred embodiment of the method and apparatus of the present invention is schematically illustrated in FIG. Those skilled in the art will appreciate that various aspects of the system configuration, the choice of components, etc. will depend to some extent on the particular characteristics of the intended application. Thus, factors such as, for example, maximum processing capacity of the system and flexibility in material selection will affect the size and placement of system components. In general, these considerations are within the ability of those skilled in the art given the advantages of the present invention. The system illustrated in FIG. 1 is shown to include means for supplying natural rubber latex or other elastomeric latex fluid at low pressure and low speed continuously into a mixing zone of a coagulation reactor. More specifically, latex pressure tank 10 is shown to maintain the supply of latex under pressure. Alternatively, a latex storage tank is used and is equipped with a peristaltic pump or series of pumps or other suitable supply means adapted to retain the elastomeric latex fluid which is fed through the supply line 12 into the mixing zone of the coagulation reactor 14. . The latex fluid in the tank 10 is maintained in a state such as air or nitrogen pressurization such that the latex fluid is preferably mixed at a line pressure of 10 psig or less, more preferably 2-8 psig, typically about 5 psig. Can be supplied. This latex supply pressure and flow lines, connections, etc. of the latex supply means should be arranged to cause shearing in the low latex fluid as appropriate as possible. Preferably, for example, all flow lines, if present, are smooth with only large diameter turning points and connection points between smooth or flat lines. The pressure is chosen to produce the required flow rate into the mixing zone. Examples of useful flow rates are about 12 ft / sec or less.

적합한 엘라스토머 라텍스 유체는 천연 및 합성 엘라스토머 라텍스 및 라텍스 블렌드를 포함한다. 물론, 이 라텍스는 선택된 미립자상 충전제에 의한 응고에 적합하고, 최종 고무 제품의 의도하는 목적 또는 적용에 적합하여야 한다. 본 발명의 잇점이 주어진 본 발명의 방법 및 장치에 사용하기 위한 적합한 엘라스토머 라텍스 또는 적합한 엘라스토머 라텍스의 블렌드를 선택하는 것은 당업자의 능력 범위 내이다. 예시적인 엘라스토머는 고무, 1,3-부타디엔, 스티렌, 이소프렌, 이소부틸렌, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 아크릴로니트릴, 에틸렌 및 프로필렌 등의 중합체(예를 들면 단독 중합체, 공중합체 및(또는) 3원 중합체)를 포함하는데 이에 제한되지 않는다. 엘라스토머는 시차 주사 열량분석(DSC)에 의해 측정한 유리 전이온도(Tg)가 약 -120 ℃ 내지 0 ℃일 수 있다. 예들 들면, 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 천연 고무 및 염소화 고무, 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 폴리(스티렌-co-부타디엔)과 같은 그들의 유도체 및 임의의 이들의 오일 증량처리된 유도체를 들수 있는데 이에 한정되지는 않는다. 또한, 상기한 것의 임의의 블렌드도 사용될 수 있다. 라텍스는 수성 담체 액체로 존재할 수 있다. 이와는 달리 액체 담체 탄화수소 용매일 수 있다. 어떤 경우에도, 엘라스토머 라텍스 유체는 적절한 속도, 압력 및 농도로 혼합 지대로의 제어된 연속적인 공급에 적합하여야 한다. 특히 적합한 합성고무로는, 스티렌 19부 및 부타디엔 81부의 공중합체, 스티렌 30부 및 부타디엔 70부의 공중합체, 스티렌 43부 및 부타디엔 57부의 공중합체, 스티렌 50부 및 부타디엔 50부의 공중합체와 같은 약 10 내지 약 70 중량부의 스티렌과 약 90 내지 30 중량부의 부타디엔의 공중합체; 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 폴리클로로프렌 등과 같은 접합 디엔의 중합체 또는 공중합체, 및 이러한 접합 디엔과 이와 공중합 가능한 스티렌, 메틸 스티렌, 클로로스티렌, 아크릴로니트릴, 2-비닐-피리딘, 5-메틸-2-비닐피리딘, 5-에틸-2-비닐피리딘, 2-메틸-5-비닐피리딘, 알킬-치환 아크릴레이트, 비닐 케톤, 메틸 이소프로페닐 케톤, 메틸 비닐 에테르, 알파메틸렌 카르복실산 및 에스테르 및 아크릴산 및 디알킬아크릴산 아미드와 같은 이들의 아미드와 같은 에틸렌기 함유 단량체와의 공중합체가 있다. 또한, 본 발명에 사용하기에 적합한 것으로 에틸렌 및 다른 고 알파 올레핀(프로필렌, 부텐-1 및 펜텐-1)의 공중합체가 있다. 하기에서 더 언급하는 바와 같이, 본 발명의 고무 조성물은 엘라스토머 및 충전제 외에도 경화제, 연결제 및 임의로는 여러 가지 공정조제, 오일 증량제 및 분해 방지제를 포함할 수 있다.Suitable elastomer latex fluids include natural and synthetic elastomer latexes and latex blends. Of course, this latex should be suitable for solidification with the chosen particulate filler and for the intended purpose or application of the final rubber product. It is within the ability of one of ordinary skill in the art to select a suitable elastomeric latex or blend of suitable elastomeric latexes for use in the methods and apparatus of the present invention given the advantages of the present invention. Exemplary elastomers include polymers such as rubber, 1,3-butadiene, styrene, isoprene, isobutylene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, acrylonitrile, ethylene and propylene (e.g. homopolymers, airborne Coalescing and / or terpolymers). The elastomer may have a glass transition temperature (Tg) of about −120 ° C. to 0 ° C. as measured by differential scanning calorimetry (DSC). Examples include, but are not limited to, styrene-butadiene rubber (SBR), natural rubber and chlorinated rubber, polybutadiene, polyisoprene, their derivatives such as poly (styrene-co-butadiene) and any of their oil extended derivatives. It doesn't work. In addition, any blend of the above may also be used. The latex can be present as an aqueous carrier liquid. Alternatively it may be a liquid carrier hydrocarbon solvent. In any case, the elastomer latex fluid should be suitable for controlled continuous feeding into the mixing zone at the proper speed, pressure and concentration. Particularly suitable synthetic rubbers include about 10 such as copolymers of 19 parts of styrene and 81 parts of butadiene, copolymers of 30 parts of styrene and 70 parts of butadiene, copolymers of styrene 43 parts and 57 parts of butadiene, copolymers of 50 parts of styrene and 50 parts of butadiene. A copolymer of from about 70 parts by weight of styrene to about 90 to 30 parts by weight of butadiene; Polymers or copolymers of conjugated dienes such as polybutadiene, polyisoprene, polychloroprene, and the like, and styrene, methyl styrene, chlorostyrene, acrylonitrile, 2-vinyl-pyridine, 5-methyl-2- copolymers with these conjugated dienes Vinylpyridine, 5-ethyl-2-vinylpyridine, 2-methyl-5-vinylpyridine, alkyl-substituted acrylate, vinyl ketone, methyl isopropenyl ketone, methyl vinyl ether, alphamethylene carboxylic acid and ester and acrylic acid and Copolymers with ethylene group-containing monomers such as their amides, such as dialkylacrylic acid amides. Also suitable for use in the present invention are copolymers of ethylene and other high alpha olefins (propylene, butene-1 and pentene-1). As will be mentioned further below, the rubber compositions of the present invention may comprise hardeners, linking agents and optionally various processing aids, oil extenders and antidegradants in addition to elastomers and fillers.

이와 관련하여, 본 발명의 엘라스토머 복합체는 가황 조성물(VR), 열가소성 가황물(TOV), 열가소성 엘라스토머(TPE) 및 열가소성 폴리올레핀(TPO)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. TPV, TPE 및 TPO 재료는 성능 특성의 손실이 없이 수회 압출 및 성형될 수 있는 그 능력에 의해 더욱 세분된다. 따라서, 엘라스토머 복합체를 제조함에 있어, 예컨데 황, 황 공여체, 활성제, 촉진제, 과산화물 및 엘라스토머 조성물의 가황을 수행하는데 사용되는 다른 시스템과 같은 하나 이상의 경화제가 사용될 수 있다.In this regard, the elastomer composites of the present invention should be understood to include vulcanizing compositions (VR), thermoplastic vulcanizates (TOV), thermoplastic elastomers (TPE) and thermoplastic polyolefins (TPO). TPV, TPE and TPO materials are further subdivided by their ability to be extruded and molded several times without loss of performance properties. Thus, in preparing the elastomeric composites, one or more curing agents may be used, such as, for example, sulfur, sulfur donors, active agents, accelerators, peroxides, and other systems used to vulcanize the elastomeric composition.

엘라스토머 라텍스가 천연 고무 라텍스를 포함하는 경우 그 천연 고무는 현장 라텍스 또는 농축물(예를 들어 증발, 원심분리 또는 크림공정에 의해 제조된 것)을 포함할 수 있다. 천연 고무 라텍스는 물론 카본 블랙에 의한 응고에 적합하여야 한다. 라텍스는 전형적으로는 수성 담체 액체로 제공된다. 이와는 달리 그 담체 액체는 탄화수소 용매일 수 있다. 어떤 경우에도, 천연 고무 라텍스 유체는 적절한 속도, 압력 및 농도로 제어된 연속적인 공급을 혼합 지대로 하기에 적합하여야 한다. 잘 알려진 천연 고무 라텍스의 불안정성은, 혼합 지대에서 카본 블랙 슬러리의 아주 높은 속도 및 운동 에너지와 만나 상기한 반제한적 교란 유동으로 운반될 때까지는 시스템을 통하여 비교적 저압 및 저 전단에 놓여지는 점에서 유리하게 적응된다. 예를 들어 어떤 바람직한 실시태양에서, 천연 고무는 약 5psig의 압력, 3 - 12ft/sec, 더욱 바람직하기로는 4-6 ft/sec 범위의 공급속도에서 혼합 지대로 공급된다. 적합한 라텍스 또는 라텍스 블렌드의 선택은 본 발명의 잇점이 주어지고 산업계에 일반적으로 잘 알려진 선택 기준의 지식이 주어진 당업자의 능력 범위 내일 것이다.Where the elastomer latex comprises a natural rubber latex, the natural rubber may comprise in situ latex or concentrate (eg, produced by evaporation, centrifugation or creaming). Natural rubber latex should of course be suitable for solidification by carbon black. Latex is typically provided as an aqueous carrier liquid. Alternatively the carrier liquid may be a hydrocarbon solvent. In any case, the natural rubber latex fluid should be suitable for mixing controlled continuous feeds at appropriate rates, pressures and concentrations. The well-known instability of natural rubber latex is advantageous in that it is placed at a relatively low pressure and low shear through the system until it meets the very high velocity and kinetic energy of the carbon black slurry in the mixing zone and is transported to the above-mentioned limiting disturbance flow. Is adapted. For example, in some preferred embodiments, the natural rubber is fed to the mixing zone at a feed rate in the range of about 5 psig, 3-12 ft / sec, more preferably 4-6 ft / sec. Selection of a suitable latex or latex blend will be within the ability of those skilled in the art given the advantages of the present invention and given the knowledge of selection criteria generally well known in the industry.

미립자상 충전제 유체, 예를 들어 카본 블랙 슬러리는 공급 라인(16)을 통해 응고 반응조(14)의 유입 말단부에서 혼합 지대로 공급된다. 이 슬러리는 적합한 담체 유체 중에 임의의 적합한 충전제를 포함할 수 있다. 담체 유체의 선택은 대개 미립자상 충전제의 선택 및 시스템 변수에 의존할 것이다. 수성 및 비수성의 액체가 모두 사용될 수 있고, 많은 실시태양에서 비용, 입수 용이성 및 카본 블랙 및 다른 충전제 슬러리의 제조에의 사용 적합성의 견지에서 물이 바람직하다.Particulate filler fluid, for example carbon black slurry, is fed via feed line 16 to the mixing zone at the inlet end of the coagulation reactor 14. This slurry may comprise any suitable filler in a suitable carrier fluid. The choice of carrier fluid will usually depend on the choice of particulate filler and the system parameters. Both aqueous and non-aqueous liquids can be used, and in many embodiments water is preferred in view of cost, availability, and suitability for use in the production of carbon black and other filler slurries.

카본 블랙 충전제가 사용될 때, 카본 블랙의 선택은 대개 엘라스토머 마스터배치 생성물의 의도하는 용도에 의존할 것이다. 임의로는, 카본 블랙 충전제는 본 발명의 원리에 따라 슬러리화되어 혼합 지대로 공급될 수 있는 임의의 재료를 포함할 수 있다. 적합한 추가적인 미립자상 충전제의 예로는 전도성 충전제, 보강 충전제, 단섬유(전형적으로 40 이하의 L/D 비율을 갖는 것) 박편 등을 포함하는 충전제가 있다. 따라서, 본 발명의 방법 및 장치에 따라 엘라스토머 마스터배치의 제조에 사용될 수 있는 예시적인 미립자상 충전제는 카본 블랙, 열분해 실리카, 침전 실리카, 코팅된 카본 블랙, 유기기를 부착하고 있는 것과 같은 화학적 관능성 카본 블랙, 및 규소 처리 카본 블랙, 이들의 단독 또는 결합이 있다. 적합한 화학적 관능성 카본 블랙은 국제출원 PCT/US95/16194(WO9618688)에 개시된 것을 포함하는데, 이는 본 발명의 참고자료로 인용한다. 규소 처리 카본 블랙에서, 규소 산화물 또는 카바이드와 같은 규소 함유 종은 적어도 카본 블랙 집합체의 부분을 통하여 카본 블랙의 고유 부분으로서 분포되어 있다. 통상의 카본 블랙은 집합체 형태로 존재하고, 각 집합체는 탄소의 단일상으로 구성된다. 이 상은 흑연 결정 및(또는) 무정형 탄소의 형태로 존재할 수 있고, 보통은 이 2개의 형태의 혼합물이다. 다른 곳에서 기술한 바와 같이, 카본 블랙 집합체는 카본 블랙 집합체의 적어도 표면 부분에 실리카와 같은 규소 함유 종을 증착시킴으로써 개질될 수 있다. 그 결과는 규소 코팅 카본 블랙으로 기술될 수 있다. 규소 처리 카본 블랙으로 기술된 재료는 코팅되거나 달리 개질되지만 실제 다른 종류의 집합체를 나타내는 카본 블랙 집합체는 아니다. 규소 처리 카본 블랙에서, 집합체는 2개의 상을 포함한다. 하나의 상은 탄소인데, 이는 흑연 결정 및(또는) 무정형 탄소로 존재하는 한편, 제2의 상은 실리카 (및 가능하면 다른 규소 함유 종)이다. 따라서, 규소 처리된 카본 블랙의 규소 함유 종의 상은 집합체의 고유 부분으로, 이는 집합체의 적어도 부분을 통해 분포되어 있다. 복합상의 집합체은, 그 표면에 증착된 규소 함유 종을 갖는 예비 형성된 단일상 카본 블랙 집합체로 구성되는 상기한 실리카 코팅 카본 블랙과는 꽤 다르다는 것을 알수 있을 것이다. 이러한 카본 블랙은 카본 블랙 집합체의 표면에 실리카 관능성을 부여하기 위해 표면 처리될 수 있다. 이 공정에서, 존재하는 집합체는 집합체의 표면의 적어도 일부에 실리카 ( 가능하면 다른 규소 함유 종)이 증착 또는 코팅되도록 처리된다. 예를 들면, 규산나트륨 수용액이, 일본 특허 공개 63-63755호(Kokai)에 기술되어 있는 바와 같이, 6 또는 그 이상의 높은 pH의 수성 슬러리에서 카본 블랙 집합체의 표면상에 무정형 실리카를 증착시키는데 사용될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 카본 블랙은 물에 분산되어 예를 들어 5 중량%의 카본 블랙과 95 중량%의 물로 구성되는 수성 슬러리를 얻을 수 있다. 이 슬러리는 약 70℃ 이상, 예를 들어 85 - 95℃로 가열되고, 10 - 11와 같은 6 이상의 pH로 조절되어 알칼리성 용액이 된다. 카본 블랙에 증착되는데 요구되는 실리카의 양과 규산 나트륨 용액을 중성 pH로 만드는 산성 용액을 함유하는 규산나트륨 용액으로 별도의 제조가 이루어진다. 규산나트륨 및 산성 용액은 슬러리에 적가되고, 이 슬러리는 적절한 산성 또는 알칼리성 용액에 의해 그 출발 pH 값으로 유지된다. 용액의 온도 역시 유지된다. 규산나트륨 용액의 제안된 첨가 속도는 카본 블랙의 총량에 대해 시간당 약 3 중량%의 규산을 가하도록 적가를 정할 것이다. 이 슬러리는 첨가 동안과 완료후에도 수 분(예로 30분) 내지 수 시간(즉, 2 내지 3시간)동안 교반되어야 한다. 이에 반해, 규소 처리 카본 블랙이 휘발성 규소 함유 화합물의 존재중에서 카본 블랙을 제조함으로써 얻을 수 있다. 이러한 카본 블랙은 바람직하기로는 집중하는 직경 지대, 제한된 직경을 갖는 공급물 주입 지대 및 반응 지대가 뒤따르는 연소지대를 갖는 모듈 또는 모의 제조된 카본 블랙 반응로에서 제조된다. 냉각 지대는 반응 지대의 다운스트림에 위치한다. 전형적으로, 냉각 유체, 일반적으로 물은 반응 지대로부터 흐르는 카본 블랙 입자로 새롭게 형성된 스트림중으로 분사된다. 규소 처리 카본 블랙의 제조에서, 상기한 휘발성 규소 함유 화합물이 냉각 지대의 업스트림 점에서 카본 블랙 반응조에 도입된다. 유용한 화합물은 카본 블랙 반응조 온도에서 휘발적인 화합물이다. 예를 들면, 테트라에톡시 오르토규산염((TEDS) 및 테트라메톡시 오르토규산염과 같은 규산염; 테트라클로로실란 및 트리클로로 메틸실란과 같은 실란; 및 옥타메틸시클로테트라실록산(OMTS)와 같은 콜라타일(colatile) 규소 중합체가 있는데, 이에 제한되는 것은 아니다. 휘발성 화합물의 유량은 처리된 카본 블랙중의 규소 중량%을 결정할 것이다. 처리된 카본 블랙중의 규소 중량%는 전형적으로 약 0.1 내지 25 %, 바람직하기로는 약 0.5 내지 10 %, 더욱 바람직하기로는 2 내지 6 %이다. 휘발성 화합물은 카본 블랙 형성 공급물과 예비 혼합되어 공급물과 함께 반응 지대로 도입될 수 있다. 이와는 달리, 휘발성 화합물은 공급물 주입점으로부터 업스트림 또는 다운스트림으로 반응 지대에 별도로 도입될 수 있다.When carbon black filler is used, the choice of carbon black will usually depend on the intended use of the elastomer masterbatch product. Optionally, the carbon black filler may comprise any material that can be slurried and fed into the mixing zone according to the principles of the present invention. Examples of suitable additional particulate fillers include fillers including conductive fillers, reinforcing fillers, short fibers (typically having an L / D ratio of 40 or less), and the like. Thus, exemplary particulate fillers that can be used in the preparation of the elastomer masterbatch in accordance with the methods and apparatus of the present invention are chemically functional carbon such as carbon black, pyrolytic silica, precipitated silica, coated carbon black, organic groups attached thereto. Black, and silicon treated carbon blacks, alone or in combination. Suitable chemically functional carbon blacks include those disclosed in International Application PCT / US95 / 16194 (WO9618688), which is incorporated herein by reference. In silicon treated carbon blacks, silicon-containing species such as silicon oxides or carbides are distributed as intrinsic portions of carbon black at least through portions of the carbon black aggregates. Ordinary carbon blacks exist in aggregate form, and each aggregate consists of a single phase of carbon. This phase can exist in the form of graphite crystals and / or amorphous carbon, usually a mixture of these two forms. As described elsewhere, the carbon black aggregates can be modified by depositing silicon containing species such as silica on at least the surface portion of the carbon black aggregates. The result can be described as silicon coated carbon black. The materials described as silicon treated carbon black are coated or otherwise modified but are not carbon black aggregates that actually represent other types of aggregates. In silicon treated carbon black, the aggregate comprises two phases. One phase is carbon, which is present as graphite crystals and / or amorphous carbon, while the second phase is silica (and possibly other silicon containing species). Thus, the phase of the silicon containing species of silicon treated carbon black is an intrinsic part of the aggregate, which is distributed through at least a portion of the aggregate. It will be appreciated that the composite phase aggregates are quite different from the silica coated carbon blacks described above, which consist of preformed single phase carbon black aggregates having silicon-containing species deposited on their surfaces. Such carbon black may be surface treated to impart silica functionality to the surface of the carbon black aggregate. In this process, the aggregates present are treated to deposit or coat silica (possibly other silicon containing species) on at least a portion of the surface of the aggregates. For example, an aqueous sodium silicate solution can be used to deposit amorphous silica on the surface of the carbon black aggregates in 6 or more high pH aqueous slurry, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 63-63755 (Kokai). have. More specifically, carbon black can be dispersed in water to obtain an aqueous slurry consisting, for example, of 5% by weight carbon black and 95% by weight water. This slurry is heated to about 70 ° C. or higher, for example 85-95 ° C., and adjusted to a pH of 6 or higher such as 10-11 to become an alkaline solution. A separate preparation is made of a sodium silicate solution containing the amount of silica required to be deposited on carbon black and an acidic solution that brings the sodium silicate solution to neutral pH. Sodium silicate and acidic solution are added dropwise to the slurry, which is maintained at its starting pH value by a suitable acidic or alkaline solution. The temperature of the solution is also maintained. The suggested rate of addition of the sodium silicate solution will determine the dropwise addition to add about 3% by weight of silicic acid per hour relative to the total amount of carbon black. This slurry should be stirred for several minutes (eg 30 minutes) to several hours (ie 2-3 hours) during and after addition. In contrast, silicon-treated carbon black can be obtained by producing carbon black in the presence of volatile silicon-containing compounds. Such carbon blacks are preferably produced in module or simulated carbon black reactors having concentrated diameter zones, feed zones of limited diameter and combustion zones followed by reaction zones. The cooling zone is located downstream of the reaction zone. Typically, the cooling fluid, generally water, is sprayed into a newly formed stream of carbon black particles flowing from the reaction zone. In the production of silicon treated carbon black, the above volatile silicon containing compounds are introduced into the carbon black reactor at the upstream point of the cooling zone. Useful compounds are volatile compounds at carbon black reactor temperature. For example, silicates such as tetraethoxy orthosilicate ((TEDS) and tetramethoxy orthosilicate; silanes such as tetrachlorosilane and trichloro methylsilane; and colatile such as octamethylcyclotetrasiloxane (OMTS) Silicon polymer, but the flow rate of the volatile compound will determine the weight percent silicon in the treated carbon black The weight percent silicon in the treated carbon black is typically from about 0.1 to 25%, preferably Is about 0.5 to 10%, more preferably 2 to 6% Volatile compounds may be premixed with the carbon black forming feed and introduced into the reaction zone with the feed. It can be introduced separately into the reaction zone upstream or downstream from the point of entry.

상기한 바와 같이, 첨가제가 사용될 수 있고, 이와 관련하여 실리카 또는 카본 블랙을 연결하는데 유용한 연결제가 규소 처리 카본 블랙에 대해 유용한 것으로 예상된다. 카본 블랙 및 수많은 적합한 추가적 미립자상 충전제는 상업적으로 입수할 수 있고 당업자에게 알려져 있다.As mentioned above, additives may be used and in this connection useful binders for linking silica or carbon black are expected to be useful for silicon treated carbon black. Carbon black and many suitable additional particulate fillers are commercially available and known to those skilled in the art.

미립자상 충전제 또는 미립자상 충전제의 혼합물의 선택은 대개 엘라스토머 마스터배치 생성물의 의도하는 용도에 의존할 것이다. 본 발명에서 사용되는 미립자상 충전제는 본 발명의 원리에 따라 슬러리화되어 혼합 지대로 공급될 수 있는 임의의 재료를 포함할 수 있다. 적합한 미립자상 충전제의 예로는 전도성 충전제, 보강 충전제, 단섬유(전형적으로 40 이하의 L/D 비율을 갖는 것) 박편 등을 포함하는 충전제가 있다. 카본 블랙 및 상기한 실리카 타입 충전제 외에도 충전제가 점토, 유리, 아라미드 섬유 등과 같은 중합체로 만들어질 수 있다. 본 발명의 잇점이 주어진 본 발명의 방법 및 장치에 사용하기 위한 적합한 미립자상 충전제를 선택하는 것은 당업자의 능력 범위 내에 있고, 본 발명의 기술을 이용하여 엘라스토머 조성물에 사용하기에 적합한 임의의 충전제가 엘라스토머 복합체 중으로 혼입될 수 있음이 예상된다. 물론, 본발명에서 기술된 여러 가지의 미립자상 충전제의 블렌드가 사용될 수도 있다.The choice of particulate filler or mixture of particulate filler will usually depend on the intended use of the elastomeric masterbatch product. Particulate fillers used in the present invention may comprise any material that can be slurried and fed into the mixing zone according to the principles of the present invention. Examples of suitable particulate fillers are fillers including conductive fillers, reinforcing fillers, short fibers (typically having an L / D ratio of 40 or less), and the like. In addition to carbon black and the above silica type fillers, the fillers may be made of polymers such as clay, glass, aramid fibers and the like. The selection of suitable particulate fillers for use in the methods and apparatus of the present invention given the advantages of the present invention is within the ability of those skilled in the art, and any filler suitable for use in the elastomer composition using the techniques of the present invention It is anticipated that it may be incorporated into the complex. Of course, blends of the various particulate fillers described in the present invention may be used.

도 1에 따른 본 발명의 바람직한 실시태양은 카본 블랙 수성 슬러리를 포함하는 미립자상 충전제 유체의 제조에 특히 적합하도록 되어 있다. 공지의 원리에 따르면, 단위 중량당 낮은 표면적을 갖는 카본 블랙이 단위 중량당 더 높은 표면적을 갖는 카본 블랙의 낮은 농도와 동일한 응고 효능을 달성하도록 미립자 슬러리 중에 더 높은 농도로 사용되어야 함이 이해될 것이다. 교반되는 혼합 탱크(18)은 물 및 카본 블랙, 예를 들어 임의로 펠렛화된 카본 블랙을 수용하여 초기 혼합물 유체를 만든다. 이러한 혼합물 유체는 방출구(20)을 통하여 격막 펌프와 같은 펌프 수단(24)가 장치된 유체 라인(22)로 들어간다. 라인(28)은 혼합물 유체를 콜로이드 밀(32)로 통과시키고, 또는 이와는 달리 흡입구(30)을 통하여 파이프라인 그라인더로 통과시킨다. 카본 블랙은 수성 담체 액체에 분산되어 분산 유체로 형성되고, 유출구(31) 및 유체 라인(33)을 통하여 균질화기(34)로 통과한다. 바람직하기로는 점진 공동 펌프 등으로 이루어진 펌프 수단(36)은 라인(33) 중에 제공된다. 균질화기(34)는 담체 액체중에 카본 블랙을 더욱 미세하게 분산시켜 카본 블랙 슬러리를 형성하고, 이 슬러리는 응고 반응조(14)의 혼합 지대로 공급된다. 이것은 콜로이드 밀(32)로부터 라인(33)과 유체 연통되는 흡입구(37)을 구비한다. 바람직하기로는, 균질화기(34)는 예를 들어 회사[Microfluidics International Corporation, Newton, Massachusetts, USA]로부터 상업적으로 구입가능한 등록상표명 "Microfluidizer" 시스템으로 이루어질 수 있다. 또한, 회사[APV Gaulin, Inc., Wilmington, Massachusetts, USA]의 APV 균질화기 부서로부터 입수가능한 모델 MS18, MS45 및 MC120 시리즈 균질화기와 같은 것이 적합하다. 다른 적합한 균질화기가 상업적으로 입수 가능하고, 본 발명의 잇점이 주어진 당업자에게 명백할 것이다. 전형적으로, 상기한 시스템에 따라 제조된 물 중의 카본 블랙은 약 30 미크론 이하의 응집체를 약 90% 이상, 더욱 바람직하기로는 약 20 미크론 이하의 응집체를 90% 이상 갖는다. 바람직하기로는, 카본 블랙은 5 - 15 미크론, 예를 들어 약 9 미크론의 평균 크기로 분쇄된다. 유출구(38)은 균질화기로부터 카본 블랙 슬러리를 공급 라인(16)을 통하여 혼합 지대로 보낸다. 이 슬러리는 균질화 단계에서 10,000 내지 15,000 psi에 도달 할 수 있고, 약 600 psi 또는 그 이상에서 균질화기를 나온다. 바람직하기로는, 고 카본 블랙 함량이 과량의 물 또는 다른 담체를 제거하는 작업을 줄여 주는데 사용된다. 전형적으로, 약 10 내지 30 중량%의 카본 블랙이 바람직하다. 당업자라면 본 발명의 잇점이 주어질 때 슬러리의 카본 블랙 함량(중량%) 및 혼합 지대로의 슬러리 유량이 마스터배치 중의 요구되는 카본 블랙 함량(phr)을 달성하기 위해 혼합 지대로의 천연 고무 라텍스 유량과 조화되어야 함을 알 수 있을 것이다. 이 카본 블랙 함량은 생성물의 의도하는 적용분야에 적합한 재료 특성 및 성능 특성이 달성되도록 공지의 원리에 따라 선택되어진다. 전형적으로, 예를 들면 CTAB치 10 또는 그 이상의 카본 블랙이 적어도 약 30 phr의 마스터배치 중의 카본 블랙 함량을 달성하는데 충분한 양으로 사용된다.Preferred embodiments of the invention according to FIG. 1 are particularly suited for the preparation of particulate filler fluids comprising carbon black aqueous slurries. According to the known principle, it will be understood that carbon black having a low surface area per unit weight should be used at a higher concentration in the particulate slurry to achieve the same coagulation efficacy as a lower concentration of carbon black having a higher surface area per unit weight. . The stirred mixing tank 18 receives water and carbon black, such as optionally pelletized carbon black, to make the initial mixture fluid. This mixture fluid enters the fluid line 22, through the outlet 20, in which pump means 24, such as a diaphragm pump, are equipped. Line 28 passes the mixture fluid through colloid mill 32 or, alternatively, passes through inlet 30 to a pipeline grinder. The carbon black is dispersed in the aqueous carrier liquid to form a dispersion fluid and passes through the outlet 31 and the fluid line 33 to the homogenizer 34. A pump means 36, preferably consisting of a gradual cavity pump or the like, is provided in line 33. The homogenizer 34 disperses the carbon black more finely in the carrier liquid to form a carbon black slurry, which is supplied to the mixing zone of the coagulation reactor 14. It has a suction port 37 in fluid communication with the line 33 from the colloid mill 32. Preferably, homogenizer 34 may be comprised of a trademarked "Microfluidizer" system commercially available from, for example, Microfluidics International Corporation, Newton, Massachusetts, USA. Also suitable are models MS18, MS45 and MC120 series homogenizers available from the APV Homogenizers department of the company [APV Gaulin, Inc., Wilmington, Massachusetts, USA]. Other suitable homogenizers are commercially available and will be apparent to those skilled in the art given the advantages of the present invention. Typically, carbon black in water prepared according to the system described above has at least about 90% aggregates up to about 30 microns, more preferably at least 90% aggregates up to about 20 microns. Preferably, the carbon black is ground to an average size of 5-15 microns, for example about 9 microns. The outlet 38 directs the carbon black slurry from the homogenizer through the feed line 16 to the mixing zone. This slurry can reach 10,000 to 15,000 psi in the homogenization step and exit the homogenizer at about 600 psi or more. Preferably, a high carbon black content is used to reduce the work of removing excess water or other carriers. Typically, about 10 to 30 weight percent carbon black is preferred. Those skilled in the art will appreciate that the carbon black content (wt%) of the slurry and the slurry flow rate into the blending zone, when given the advantages of the present invention, will be combined with the natural rubber latex flow rate into the mixing zone to achieve the required carbon black content (phr) in the masterbatch. You will see that it must be harmonious. This carbon black content is chosen according to known principles such that material and performance properties suitable for the intended application of the product are achieved. Typically, for example, a carbon black having a CTAB value of 10 or more is used in an amount sufficient to achieve a carbon black content in the masterbatch of at least about 30 phr.

바람직하기로는 슬러리는 제조되는 즉시 마스터배치의 제조에 사용된다. 슬러리를 운반하는 유체 도관 및 임의의 보유 탱크 등이 슬러리 중의 카본 블랙 분산을 실질적으로 보존하는 상태를 설정 또는 유지하여야 한다. 즉, 슬러리중에 미립자상 충전제의 실질적인 재응집화 또는 정착이 방지되거나 상당히 실용적인 정도로 감소되어야 한다. 바람직하기로는, 모든 유동 라인은 평활하고, 평활한 라인간의 상호 연결점을 가진다. 임의로는, 축압기가 균질화기와 혼합 지대 사이에 사용되어 혼합 지대의 슬러리 노즐 선단에서의 슬러리 압력 또는 속도의 변동을 감소시켜 주게 된다.Preferably the slurry is used for the preparation of the masterbatch as soon as it is prepared. Fluid conduits and any holding tanks or the like that carry the slurry should establish or maintain a condition that substantially preserves the carbon black dispersion in the slurry. That is, substantial reagglomeration or fixation of particulate fillers in the slurry should be prevented or reduced to a very practical degree. Preferably, all flow lines are smooth and have interconnections between the smooth lines. Optionally, an accumulator may be used between the homogenizer and the mixing zone to reduce variations in slurry pressure or speed at the slurry nozzle tip of the mixing zone.

상기한 바와 같이, 적합한 공정 변수하에서 공급 라인(12)를 통하여 혼합 지대로 통과되는 천연 고무 라텍스 유체 또는 다른 엘라스토머 라텍스 유체, 및 공급 라인(16)을 통하여 혼합 지대로 공급되는 카본 블랙 슬러리는, 신규의 엘라스토머 복합체, 특히 엘라스토머 마스터배치 크럼을 제조할 수 있다. 여러 가지 첨가제를 엘라스토머 마스터배치 중으로 혼입시키는 수단이 또한 제공된다. 하나 또는 그 이상의 첨가제를 포함하는 첨가제 유체는 별도의 공급 스트림으로서 혼합 지대로 공급될 수 있다. 또한, 하나 이상의 첨가제가 적합하다면 카본 블랙 슬러리, 또는 더욱 전형적으로 엘라스토머 라텍스 유체와 미리 혼합될 수 있다. 또한, 첨가제는 예컨데 건조 혼합 기술에 의해 마스터배치중으로 계속하여 혼합될 수 있다. 수많은 첨가제가 당업자에게 알려져 있는데, 예를 들면 산화방지제, 오존화방지제, 가소제, 공정 조제(예를 들면 액체 중합체, 오일 등), 수지, 방염제, 증량제 오일, 광택제, 이들의 임의의 혼합물이 있다. 이러한 첨가제의 일반적 용도 및 선택은 당업자에게 잘 알려져 있다. 본 발명의 시스템에서 이들의 용도는 본 발명의 잇점에 의해 쉽게 이해될 것이다. 어떤 다른 실시태양에 따르면, 경화제가 유사한 방식으로 혼입되어 경화성 기재 화합물로서 불리워 질 수 있는 경화성 엘라스토머 복합체를 제조하게 할 수 있다.As noted above, the natural rubber latex fluid or other elastomeric latex fluid passed through the feed line 12 into the blend zone under suitable process parameters, and the carbon black slurry fed into the blend zone through the feed line 16 are novel. Elastomer composites, in particular elastomer masterbatch crumbs can be prepared. Means are also provided for incorporating the various additives into the elastomer masterbatch. The additive fluid comprising one or more additives may be fed to the mixing zone as a separate feed stream. In addition, one or more additives may be premixed with the carbon black slurry, or more typically the elastomer latex fluid, if appropriate. In addition, the additives may be continuously mixed into the masterbatch, for example by dry mixing techniques. Numerous additives are known to those skilled in the art, for example antioxidants, antiozonants, plasticizers, process aids (eg liquid polymers, oils, etc.), resins, flame retardants, extender oils, brighteners, any mixtures thereof. General uses and selection of such additives are well known to those skilled in the art. Their use in the system of the present invention will be readily understood by the advantages of the present invention. According to some other embodiments, hardeners can be incorporated in a similar manner to produce curable elastomeric composites that can be referred to as curable base compounds.

혼합 지대/응고 지대 어셈블리는 다음에서 더욱 상세히 설명된다. 엘라스토머 마스터배치 크럼은 응고 반응조(14)의 방출 말단부로부터 적절한 건조 장치로 통과한다. 도 1의 바람직한 실시태양에서, 마스터배치 크럼은 다단계의 건조가 수행된다. 이것은 먼저 탈수 압출기(40)으로 통과한 다음, 컨베이어 또는 단순한 중력 낙하 또는 다른 적합한 수단(41)을 통하여 건조 압출기(42)로 이동한다. 카본 블랙 충전제로 천연 고무 마스터배치를 제조하는 도 1에 예시된 것과 일치하는 보통의 바람직한 실시태양에서, 탈수/건조 조작은 전형적으로 물의 함량을 약 0 내지 1 중량%, 더욱 바람직하기로는 0 내지 0.5 중량%로 감소시킬 것이다. 적합한 건조기는 잘 알려져 있고 상업적으로 입수가능하며, 예를 들면 압출 건조기, 유체 베드 건조기, 가열 공기 또는 다른 오븐 건조기, 회사[French Oil machinery Co., Piqua, Ohio, USA]로부터 입수 가능한 프렌치 밀과 같은 것 등이 있다.Mix zone / solidification zone assemblies are described in more detail below. The elastomer masterbatch crumb passes from the discharge end of the coagulation vessel 14 to an appropriate drying apparatus. In the preferred embodiment of FIG. 1, the masterbatch crumb is subjected to multiple stages of drying. It first passes through the dewatering extruder 40 and then moves to the dry extruder 42 via a conveyor or simple gravity drop or other suitable means 41. In a typical preferred embodiment consistent with the one illustrated in FIG. 1 for producing a natural rubber masterbatch with carbon black filler, the dehydration / drying operation typically results in a water content of about 0 to 1% by weight, more preferably 0 to 0.5. Will be reduced by weight. Suitable dryers are well known and commercially available, for example extrusion dryers, fluid bed dryers, heated air or other oven dryers, such as French mills available from French Oil machinery Co., Piqua, Ohio, USA. Etc.

건조 압출기(42)로부터 나오는 건조된 마스터배치 크럼은 냉각 컨베이어(44)에 의해 베일러(46)으로 운반된다. 이 베일러는 도 1의 장치의 임의적이고 유리한 부품인데, 여기에서 건조된 마스터배치 크럼이 챔버내에서 압축되어 형태가 안정적인 압축된 블록 등으로 된다. 전형적으로, 25 내지 75 파운드 양의 엘라스토머 마스터배치가 운송, 추가 공정 등을 위해 블록 또는 베일로 압축된다. 이와는 달리 생성물은 예컨데 크럼의 절단에 의해 펠렛으로 제공된다.The dried masterbatch crumb from the dry extruder 42 is conveyed to the baler 46 by the cooling conveyor 44. This baler is an optional and advantageous part of the apparatus of FIG. 1, in which the dried masterbatch crumb is compressed in a chamber to form a stable block or the like. Typically, elastomer masterbatches in amounts of 25 to 75 pounds are compressed into blocks or bales for transportation, further processing, and the like. Alternatively the product is provided in pellets, for example by cutting of the crumbs.

도 1에 따른 실시태양에 적합한 혼합 지대/응고 지대 어셈블리를 포함하는, 응고 반응조(14)의 치수 및 특정 설계 특징은, 요구되는 처리 용량, 처리할 재료의 선택 등과 같은 설계 요소에 일부 의존한다. 하나의 바람직한 실시태양이 도 2에 도시되어 있는데, 여기에는 응고 반응조(48)이 연결점(54)에서 유체 밀페성을 갖도록 응고 지대(52)에 부착된 혼합 헤드(50)을 구비하고 있다. 도 2는 혼합 지대로 엘라스토머 라텍스를 공급하는 제1 서브시스템(56), 혼합 지대로 카본 블랙 슬러리 또는 다른 미립자상 충전제 유체를 공급하는 서브시스템(57), 및 혼합 지대로 임의적인 추가의 유체, 가압 공기 등을 공급하는 서브시스템(58)을 개략적으로 나타내고 있다. 혼합 헤드(50)은 3개의 공급 채널(60, 61, 62)을 가지는 것으로 도시되어 있다. 공급 채널(60)은 천연 고무 라텍스 유체용으로 제공되고, 공급 채널(62)는 가스 및(또는) 첨가제 유체의 직접적인 공급용으로 제공된다. 첨가제의 직접적인 주입을 이용하는 바람직한 실시태양과 관련하여, 중요한 잇점이 탄화수소 첨가제, 또는 더욱 일반적으로 수 불혼화성 첨가제와 관련하여 달성된다. 엘라스토머 라텍스와 예비 블렌당하기에 적합한 첨가물 에멀젼을 생성하기 위해 에멀젼 매개물을 사용하는 것은 잘 알려져 있지만, 첨가제의 직접 주입을 이용하는 본 발명에 따른 바람직한 실시태양은 에멀젼 매개물의 필요성 뿐만 아니라 에멀젼 형성시 종래에 사용되던 탱크, 분산 장치 등과 같은 장치의 필요성을 제거할 수 있다. 따라서, 제조 비용 및 복잡성의 감소가 달성된다. 아래에서 더욱 기술하는 바와 같이, 혼합 지대로 슬러리가 공급되는 통로인 공급 채널(61)은 바람직하기로는 응고 반응조의 혼합 지대 및 응고 지대와 동축으로 되어 있다. 단지 하나의 공급 채널이 엘라스토머 라텍스 유체를 받아들이는 것으로 나타나 있지만, 적합한 임의의 개수의 공급 채널이 혼합 지대로 슬러리가 공급되는 통로인 중앙 공급 채널의 주위에 배치될 수 있다. 따라서, 예를 들면 도 2의 실시태양에서, 주위의 공기 또는 고압 공기 또는 다른 가스가 혼합 지대로 공급되는 통로인 제4의 공급 채널이 제공될 수 있다. 압축 공기는 슬러리와 함께 중심축 공급 채널(61)을 통하여 유사하게 주입될 수 있다. 보조 공급 채널은 사용하지 않을 때 임시적으로 또는 영구적으로 밀폐될 수 있다.The dimensions and specific design features of the solidification reactor 14, including the mixing zone / solidification zone assembly suitable for the embodiment according to FIG. 1, depend in part on design elements such as the required treatment capacity, the choice of material to be treated, and the like. One preferred embodiment is shown in FIG. 2, where the coagulation reactor 48 has a mixing head 50 attached to the coagulation zone 52 such that the coagulation zone 48 is fluid tight at the connection point 54. 2 shows a first subsystem 56 for feeding the elastomer latex into the mixing zone, a subsystem 57 for feeding the carbon black slurry or other particulate filler fluid into the mixing zone, and optional additional fluid into the mixing zone, The subsystem 58 for supplying pressurized air or the like is schematically shown. Mixing head 50 is shown having three feed channels 60, 61, 62. Feed channel 60 is provided for natural rubber latex fluid and feed channel 62 is provided for direct supply of gas and / or additive fluid. With respect to the preferred embodiment using direct injection of additives, an important advantage is achieved with regard to hydrocarbon additives, or more generally water immiscible additives. Although it is well known to use emulsion mediators to produce additive emulsions suitable for preblending with elastomeric latex, the preferred embodiment according to the invention using direct injection of additives is conventionally used in emulsion formation as well as the need for emulsion mediators. Eliminate the need for devices such as tanks, dispersing devices, and the like. Thus, reduction of manufacturing cost and complexity is achieved. As will be described further below, the feed channel 61, which is a passage through which the slurry is fed into the mixing zone, is preferably coaxial with the mixing zone and the solidification zone of the coagulation reactor. Although only one feed channel is shown to receive elastomeric latex fluid, any suitable number of feed channels may be disposed around the central feed channel, which is the passage through which the slurry is fed into the mixing zone. Thus, for example in the embodiment of FIG. 2, a fourth supply channel can be provided which is a passage through which ambient air or high pressure air or other gas is supplied to the mixing zone. Compressed air can be similarly injected through the central axis feed channel 61 together with the slurry. The auxiliary feed channel can be closed temporarily or permanently when not in use.

응고 반응조(48)의 응고 지대(52)는 의도하는 특정 적용분야의 설계 대상에 따라 선택될 수 있는 축 길이를 갖는 제1 부분(64)을 갖는 것으로 도시되어 있다. 임의로는, 응고 지대는 모든 또는 거의 모든 축 길이에 걸쳐 일정한 단면적을 가질 수 있다. 따라서, 예를 들면 응고 반응조는 간단하고 직선의 교란 유동 채널을 혼합 지대로부터 방출 말단부로 한정할 수 있다. 그런데, 바람직하기로는 상기한 이유와 도면에 예시된 바람직한 실시태양에서 볼 수 있는 바와 같이, 응고 지대(52)의 단면적은 유입 말단부(66)으로부터 방출 말단부(68)로 갈수록 점차 증가한다. 더욱 구체적으로는, 단면적은 길이방향으로 유입 말단부에서 방출 말단부로 갈수록 증가한다. 도 2의 실시태양에서, 응고 지대는 게속적으로 이어지는 일정한 단면적 부분(64)을 증가시킨다는 의미에서 단면적이 점차 증가한다. 응고 반응조의 직경 및 단면적(또는 더욱 적당하게는 응고 반응조 내에 한정된 응고 지대) 및 다른 구성요소의 서술은 달리 언급되지 않으면 개방 유동 통로의 단면적 및 그러한 유동 통로의 내경을 의미한다.The solidification zone 52 of the solidification reactor 48 is shown having a first portion 64 having an axial length that can be selected according to the design object of the particular application desired. Optionally, the coagulation zone can have a constant cross-sectional area over all or almost all axial lengths. Thus, for example, a coagulation reactor can define a simple, straight-line disturbing flow channel from the mixing zone to the discharge end. However, preferably, as can be seen from the foregoing reasons and in the preferred embodiments illustrated in the figures, the cross-sectional area of the coagulation zone 52 gradually increases from the inlet end 66 to the discharge end 68. More specifically, the cross-sectional area increases from the inlet end to the outlet end in the longitudinal direction. In the embodiment of FIG. 2, the cross-sectional area is gradually increased in the sense that it increases the constant cross-sectional area portion 64 that continues. The description of the diameter and cross-sectional area of the coagulation vessel (or more suitably the zone of coagulation defined in the coagulation vessel) and other components means the cross-sectional area of the open flow passage and the inner diameter of such flow passage unless otherwise noted.

엘라스토머 복합체, 특히 마스터배치 크럼(72) 형태의 응고된 엘라스토머 라텍스는 전환기(70)을 통하여 응고 반응조(48)로부터 방출되는 것으로 도시되어 있다. 전환기(7)은 방출 말단부(68)에서 응고 반응조에 부착된 조절 가능한 도관이다. 이는 엘라스토머 마스터배치 크럼(72)을 임의 다른 수용 위치로 선택적으로 통과시키도록 조절될 수 있다. 이 부품은, 예를 들어 테스트 또는 초기 공정의 불안정이 일시적으로 열악한 제품을 만들 수 있을 때의 제조 가동 초기에서, 유리하게도 생성물 스트림으로부터 마스터배치 크럼의 제거를 용이하게 한다. 또한, 전환기는 응고 반응조에서 다른 후공정 통로가지 직접 생성물에 설계 유연성을 제공한다. 도 1의 바람직한 실시태양에 따르면, 응고 반응조(48)로부터 전환기(70)을 통하여 방출되는 마스터배치 크럼(72)는 건조기(42)에 의해 수용되는 것으로 도시되어 있다.The elastomeric composite, in particular the solidified elastomer latex in the form of a masterbatch crumb 72, is shown to be released from the coagulation reactor 48 through the converter 70. The diverter 7 is an adjustable conduit attached to the coagulation reactor at the discharge end 68. It can be adjusted to selectively pass the elastomer masterbatch crumb 72 to any other receiving position. This part advantageously facilitates the removal of the masterbatch crumbs from the product stream, for example in the early stages of manufacturing operations when the instability of the test or initial process can produce a temporarily poor product. In addition, the converter provides design flexibility to the product directly from the coagulation reactor to other post-process passages. According to the preferred embodiment of FIG. 1, the masterbatch crumb 72 discharged from the coagulation reactor 48 through the converter 70 is shown to be received by the dryer 42.

응고 반응조(42)의 단면 치수는 유입 말단부(66)과 방출 말단부(68) 사이의 전체 각도(α)에서 증가되는 것으로 보인다. 각도(α)는 0도보다 크고, 바람직한 실시태양에서 45도 이하, 더욱 바람직하기로는 15도 이하, 가장 바람직하기로는 0.5 - 5도이다. 각도(α)는 응고 반응조의 말단에서 응고 지대의 중앙 세로축으로부터 응고 지대의 외주면의 점 A로 측정되는 의미에서 반 각으로 도시되어 있다. 이와 관련하여, 응고 반응조의 업스트림 부분, 즉 유입 말단부(66) 근처 부분의 단면적은 바람직하기로는 상기한 원리에 따라 응고의 준성형을 달성하도록 충분히 서서히 증가한다. 응고 지대의 너무 큰 각도의 확장은 방울 또는 워엄의 바람직한 크럼 형태로 제조되지 않고 응고 반응조를 통한 단순 분사로 되지 않는 엘라스토머 마스터배치를 초래할 수 있다. 응고 반응조의 구경을 너무 서서히 증가시키면, 어떤 실시태양에서 혼합 헤드로의 공급 및 반응 생성물의 정체 또는 방해가 초래될 수 있다. 라텍스가 거의 응고되고 유동이 기본적으로 플러그 유동으로 되는 응고 지대의 다운 스트림 부분에서, 응고 지대는 단면적의 증가가 있거나 없이 연장될 수 있다. 따라서, 점차 증가하는 단면적을 갖는 바람직한 실시태양에서의 응고 지대에 대한 설명은 유동이 실질적으로 플러그 유동이 아닌 응고 지대의 해당 부분을 기본적으로 말하는 것으로 이해되어야 한다.The cross-sectional dimension of the coagulation reactor 42 appears to increase at the overall angle α between the inlet end 66 and the outlet end 68. The angle α is greater than 0 degrees, in a preferred embodiment 45 degrees or less, more preferably 15 degrees or less, most preferably 0.5-5 degrees. The angle α is shown at half angle in the sense that it is measured from the central longitudinal axis of the coagulation zone at the end of the coagulation zone to point A of the outer circumferential surface of the coagulation zone. In this regard, the cross-sectional area of the upstream portion of the coagulation reactor, ie the portion near the inlet end 66, is preferably increased slowly enough to achieve a semiforming of solidification according to the above principles. Too large angle expansion of the coagulation zone may result in an elastomer masterbatch that is not produced in the form of droplets or worms with the desired crumb and is not simply sprayed through the coagulation reactor. Increasing the aperture of the coagulation bath too slowly may, in some embodiments, lead to feed to the mixing head and congestion or blockage of the reaction product. In the downstream portion of the coagulation zone where the latex solidifies and the flow is essentially plug flow, the coagulation zone may extend with or without an increase in cross-sectional area. Thus, the description of the solidification zone in a preferred embodiment with increasing cross-sectional area should be understood to basically refer to that portion of the solidification zone where the flow is not substantially plug flow.

응고 지대의 단면적(즉, 상기에서 바로 언급한 바와 같이 그의 적어도 업스트림 부분)은 도 2의 실시에에서 예시된 연속적인 형태보다는 오히려 계단식으로 증가할 수 있다. 도 3에 예시된 실시태양에서, 본 발명의 방법 및 장치에 따른 엘라스토머 마스터배치를 제조하기 위한 연속 유동 시스템은, 응고 지대의 단면적이 계단식으로 증가하는 혼합 헤드/응고 지대 어셈블리를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 바람직하기로는, 이러한 계단식 실시태양에서, 응고 지대의 개별 단면은 인접 부분과 공평한 연결점을 가진다. 즉, 하나의 부분에서 인접 부분으로 직경의 예리하고 순간적인 증가와는 반대로, 이들은 평활하고 일반적으로 연속적인 응고 지대 표면을 형성하도록 결합된다. 도 3의 응고 지대는 4개의 다른 부분 또는 소지대(74-77)이 존재하도록 3개의 단계로 증가한다. 상기한 설계 원리와 일치되게, 응고 지대(53)의 단면적은 응고 반응조의 업스트림 부분에서 필요한 유동 조절을 달성하는 전체 각도로 유입 말단부(66)으로부터 방출 말단부(68)의 점 A로 갈수록 증가한다. 제1 부분(74)는 (a) 혼합 지대의 다운스트림에 바로 있는 혼합 헤드(50)의 일정한 직경 부분, (b) 유입 말단부(66)에서 연결점(54)에 연결된 동일 또는 유사한 직경 부분을 포함하는 것으로 되어 있다. 이 제1 부분은 일정한 단면적 D1 및 축 치수 또는 길이 L1을 갖는다. 이 제1부분(74)에서 길이 L1은 직경 D1보다 3배 이상, 더욱 바람직하기로는 5배 이상, 가장 바람직하기로는 약 12 내지 18배 더 크다. 전형적으로 이 부분은 D1의 약 15 배의 길이를 가진다. 각각의 연속하는 부분은 바람직하기로는 일정한 단면적과 선행하는(즉 업스트림) 부분 보다 대략 2배의 단면적을 가진다. 따라서, 예를 들어 부분(75)는 일정한 단면적 치수 및 부분(74)의 2배의 단면적을 갖는다, 유사하게, 부분(76)의 단면적은 부분(75)의 2배이고, 부분(77)의 단면적은 부분(76)의 2배이다. 각 부분(75 - 77)에서, 그 길이는 바람직하기로는 그 직경의 3배 이상, 더욱 바람직하기로는 약 3배 내지 7배 , 일반적으로는 5배 더 크다. 따라서, 예를 들면 부분(76)에서 세로 치수 L3는 바람직하기로는 직경 D3의 약 5배이다.The cross-sectional area of the coagulation zone (ie, at least the upstream portion thereof as directly mentioned above) may increase stepwise rather than in the continuous form illustrated in the embodiment of FIG. 2. In the embodiment illustrated in FIG. 3, a continuous flow system for producing an elastomer masterbatch according to the method and apparatus of the present invention is shown to include a mixing head / solidification zone assembly in which the cross section of the solidification zone increases stepwise. have. Preferably, in this stepped embodiment, the individual cross section of the solidification zone has a connection point that is equal to the adjacent portion. That is, in contrast to the sharp and instantaneous increase in diameter from one part to the adjacent part, they combine to form a smooth, generally continuous solidification zone surface. The solidification zone of FIG. 3 increases in three stages so that there are four different portions or holders 74-77. Consistent with the design principle described above, the cross-sectional area of the solidification zone 53 increases from the inlet end 66 to the point A of the outlet end 68 at an overall angle to achieve the required flow control in the upstream portion of the coagulation reactor. The first portion 74 comprises (a) a constant diameter portion of the mixing head 50 directly downstream of the mixing zone, and (b) an identical or similar diameter portion connected to the connection point 54 at the inlet end 66. It is supposed to. This first part has a constant cross-sectional area D1 and an axial dimension or length L1. The length L1 in this first portion 74 is three times or more, more preferably five times or more, and most preferably about 12 to 18 times larger than the diameter D1. Typically this portion is about 15 times the length of D1. Each successive portion preferably has a constant cross-sectional area and approximately twice the cross-sectional area than the preceding (ie upstream) portion. Thus, for example, the portion 75 has a constant cross-sectional dimension and a cross-sectional area of twice the portion 74. Similarly, the cross-sectional area of the portion 76 is twice the portion 75 and the cross-sectional area of the portion 77. Is twice the portion 76. In each portion 75-77 the length is preferably at least three times its diameter, more preferably about three to seven times, and generally five times larger. Thus, for example, the longitudinal dimension L3 in the portion 76 is preferably about five times the diameter D3.

도 3의 실시태양에 상응하는 혼합 헤드 및 응고 지대 어셈블리는 부분 단면도로 도 4에 보여준다. 혼합 헤드 (50)은 결합부 (54)를 통하여 응고 지대 확장기 (53)과 일체를 이룬다. 이것은, 다중 공급 채널 (60), (61), (62)가 확장기 (53)내의 응고 지대 부분과 실질적으로 같은 축을 갖는 길게 뻗은 실질적으로 원통 채널 (80)과 함께 접합부를 형성하는 혼합 지대를 정의한다. 본 명세서에 개시된 방법 및 장치의 작동성에 대해 혼합 지대 및(또는) 응고 지대의 경계를 정확하게 정의하는 것이 필요하다는 것을 알 수 있다. 본 발명의 개시의 이점을 제공받는 당업자에게 분명한 것 처럼, 유동 채널 접합부 지대의 디자인에서 다수의 변형이 가능하다. 이점에 있어서, 일반적으로 바람직한 안내로서, 도 4에 설명된 유형의 실시태양에서, 예를 들어 슬러리 팁 (67)은 일반적으로, 공급 채널의 접합부에 세로로 대략 집중되는 원통 부분 (80)의 시작점의 업스트림이다. 이러한 실시태양에서, 바람직하게는 원통 부분 (80)의 시작에서 슬러리 팁 (67)에서 원주 길이까지의 가상 원뿔로 정의되는 최소 단면적은 유리하게는 라텍스 공급 채널 (60)의 단면적 보다 크거나 또는 적어도 동일하다. 바람직하게는, 채널 (80), 및 난류가 엘라스토머 라텍스의 상당히 완전한 응고 이전에 존재하는 응고 지대의 적어도 업스트림 부분은 둘다 순환형 단면을 갖는다.The mixing head and solidification zone assembly corresponding to the embodiment of FIG. 3 is shown in FIG. 4 in partial cross-sectional view. The mixing head 50 is integral with the solidification zone expander 53 through the coupling portion 54. This defines a mixing zone where the multiple feed channels 60, 61, 62 form together with an elongated substantially cylindrical channel 80 having an axis substantially the same as the solidification zone portion in the dilator 53. do. It will be appreciated that it is necessary to precisely define the boundaries of the blend zone and / or the solidification zone with respect to the operability of the methods and apparatus disclosed herein. Many modifications are possible in the design of the flow channel junction zone as will be apparent to those skilled in the art provided the advantages of the present disclosure. In this respect, as a generally preferred guide, in the embodiment of the type described in FIG. 4, for example, the slurry tip 67 is generally the starting point of the cylindrical portion 80 which is approximately longitudinally concentrated at the junction of the feed channel. Upstream of the. In this embodiment, the minimum cross-sectional area, preferably defined as a virtual cone from the beginning of the cylindrical portion 80 to the circumferential length from the slurry tip 67, is advantageously greater than or at least greater than the cross-sectional area of the latex feed channel 60. same. Preferably, both the channel 80 and at least an upstream portion of the coagulation zone where the turbulence is present prior to a fairly complete solidification of the elastomer latex have both a circulating cross section.

카본 블랙 슬러리 또는 다른 미립자상 충전제 유체의 공급 수단은 혼합실과 함께 실질적으로 같은 축을 가지면서, 응고 지대를 향해 개방되어 있는 유입구 또는 슬러리 노즐 팁 (67)으로 연장된 공급 튜브 (82)를 포함하는 것으로 보인다. 이것은 본 명세서에 논의된 바람직한 실시태양의 매우 유리한 특징이다. 전술한 바와 같이 카본 블랙 슬러리는 라텍스의 공급 속도에 비해 매우 고속으로 혼합 지대에 공급되고, 좁은 내경 공급 튜브 (82)의 축방향 배열이 난류를 월등히 진행시킨다. 채널 (80)의 직경 Dm(전술한 바와 같이 바람직하게는 응고 지대의 단면 (74)에 바로 이어지는 부분의 직경 D1과 실질적으로 동일함)은 바람직하게는 슬러리 공급 튜브 (82) 내경의 2배 이상, 보다 바람직하게는 공급 튜브 (82) 직경의 약 4배 내지 8배, 전형적으로 그 직경의 약 7 내지 8배이다. 공급 튜브 (82)는 혼합 헤드 (50)의 공급 채널 (61)의 업스트림 말단에서 유입구 (83)과 함께 유체가 새는 틈이 없는 밀봉을 형성하는 것으로 보인다. 축방향 공급 튜브 (82)의 직경은, 슬러리 노즐 팁 (67)을 통하여 혼합실로 통과할 때 슬러리의 요구된 용적 유량 및 축방향 속도에 의해 대부분 결정된다. 보정되거나 요구된 용적 및 속도는 본 개시의 이점을 제공받는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있고, 부분적으로 재료의 농도 및 선택의 함수이다. 본 명세서에 설명되고 개시된 것과 같은, 카본 블랙 슬러리용 공급 튜브가 제거될 수 있는 실시태양은 상이한 시간에서 상이한 마스터배치 조성을 제조하는데 바람직한 유연성을 제공한다. 한 생산 실험에서 사용되는 공급 튜브는 제거되고 후속 생산에 적절한, 크거나 작은 구경 튜브로 대체될 수 있다. 슬러리가 공급 튜브에 존재할 때의 압력 및 속도면에서, 이것은 혼합 지대로 분무 또는 제트로서 언급될 수 있다. 적어도 특정 실시태양에서 이것은 유체로 이미 상당히 충전된 지대로 슬러리를 고속 주입하는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 이것은 슬러리 노즐 팁을 통하여 통과할 때 즉각적인 분배의 의미에서가 아닌, 단순한 퍼지는 궤도로 자유롭게 움직이는 재료 점적의 의미에서의 분무이다.The means for supplying the carbon black slurry or other particulate filler fluid may comprise a feed tube 82 extending substantially to the inlet or slurry nozzle tip 67 having a substantially same axis with the mixing chamber and opening towards the coagulation zone. see. This is a very advantageous feature of the preferred embodiments discussed herein. As described above, the carbon black slurry is supplied to the mixing zone at a very high speed relative to the feed rate of the latex, and the axial arrangement of the narrow inner diameter supply tube 82 causes the turbulence to proceed significantly. The diameter D m of the channel 80 (as described above is preferably substantially the same as the diameter D 1 of the portion immediately following the cross section 74 of the coagulation zone) is preferably 2 of the inner diameter of the slurry feed tube 82. Or more, more preferably about 4 to 8 times the diameter of the feed tube 82, typically about 7 to 8 times its diameter. The feed tube 82 appears to form a leak-free seal with the inlet 83 at the upstream end of the feed channel 61 of the mixing head 50. The diameter of the axial feed tube 82 is largely determined by the required volume flow rate and axial velocity of the slurry as it passes through the slurry nozzle tip 67 into the mixing chamber. The volume and speed corrected or required can be readily determined by those skilled in the art provided with the benefit of this disclosure and are in part a function of the concentration and selection of the material. Embodiments in which the feed tubes for carbon black slurries, as described and disclosed herein, can be removed, provide the desired flexibility to produce different masterbatch compositions at different times. The feed tube used in one production experiment can be removed and replaced with a large or small aperture tube suitable for subsequent production. In terms of pressure and velocity when the slurry is present in the feed tube, it may be referred to as a spray or jet into the mixing zone. At least in certain embodiments this should be understood to mean high speed injection of the slurry into areas that are already substantially filled with fluid. Thus, this is spraying in the sense of freely moving material droplets in a simple spreading trajectory, not in the sense of immediate dispensing when passing through the slurry nozzle tip.

추가의 공급 채널 (60) 및 (62)는 각각 각도 β에서 공급 채널 (60) 및 다운스트림 채널 (80)과 함께 접합부 (84) 및 (85)를 형성하는 것으로 보인다. 각도 β는 많은 실시태양에서 0°초과 내지 180 °미만의 값을 가질 수 있다. 전형적으로, β는 예를 들어, 30°내지 90°일 수 있다. 음의 압력, 즉 슬러리 노즐 팁 (67)에서 나오는 고속 슬러리에 의해 인트레인될 때 라텍스 유체의 공동화를 피하는 것이 바람직할 수 있는데, 이것이 불리하게는 마스터배치 생성물을 불일치시키는 불일치 혼합을 야기할 수 있기 때문이다. 공기 또는 다른 가스는 혼합 지대에 주입되거나 또는 공급되어 임의 이러한 진공을 깨뜨리는데 보조할 수 있다. 또한, 공급 채널 (60)의 입구 (86)로 이어지는 천연 고무 라텍스용 연장 공급 라인은 라텍스 유체 저장소로서 작용한다. 도 4의 바람직한 실시태양에서, 라텍스 공급 채널 (60)은 슬러리 노즐 팁 (67)과 인접한 혼합 지대를 가로지른다. 그러나, 별법으로 라텍스 공급 채널은 슬러리 노즐 팁 (67)의 혼합 채널 업스트림 또는 다운스트림을 가로지를 수 있다.Additional feed channels 60 and 62 appear to form junctions 84 and 85 with feed channel 60 and downstream channel 80 at angle β, respectively. The angle β can have a value above 0 ° and below 180 ° in many embodiments. Typically, β may be between 30 ° and 90 °, for example. It may be desirable to avoid cavitation of the latex fluid when it is introduced by a negative pressure, i.e., a high speed slurry coming out of the slurry nozzle tip 67, which may adversely cause inconsistent mixing which results in inconsistent masterbatch products. Because. Air or other gas may be injected or supplied into the mixing zone to assist in breaking any such vacuum. In addition, an extended feed line for natural rubber latex leading to the inlet 86 of the feed channel 60 acts as a latex fluid reservoir. In the preferred embodiment of FIG. 4, the latex feed channel 60 crosses the mixing zone adjacent the slurry nozzle tip 67. However, the latex feed channel can alternatively cross the mixing channel upstream or downstream of the slurry nozzle tip 67.

카본 블랙 슬러리 또는 다른 미립자상 충전제 유체는 전형적으로 약 500 내지 5000 psig와 같이 약 300 psig 이상, 예를 들어 약 1000 psig 이상의 압력에서 공급 튜브 (82)로 공급된다. 바람직하게는 액상 슬러리는 30.48 m/초(100 ft/초) 이상, 바람직하게는 약 30.48 m/초 내지 약 243.84 m/초(약 100 내지 약 800 ft/초), 보다 바람직하게는 약 60.96 m/초 내지 152.4 m/초(약 200 내지 500 ft/초), 예를 들어 약 106.68 m/초(약 350 ft/초) 이상의 속도으로 슬러리 노즐 팁 (67)을 통하여 혼합 지대로 공급된다. 도 4에서 화살표 (51)은 공급 채널 (60) 및 (62)를 통하여 슬러리 노즐 팁 (67) 아래의 채널 (80)으로의 엘라스토머 라텍스 및 보조 공급 재료의 일반적인 유동 방향을 나타낸다. 따라서, 슬러리 및 라텍스 유체는 상기 개시된 번호에 따라, 매우 상이한 공급 스트림 속도으로 혼합 지대에 공급된다. 이론에 제한되려는 것은 아니지만, 차등적인 공급으로 혼합 지대에 라텍스 전단 조건을 달성하여 양호한 매크로-분산 및 응고를 야기하는 것이 이해된다.Carbon black slurry or other particulate filler fluid is typically supplied to feed tube 82 at a pressure of at least about 300 psig, such as at least about 1000 psig, such as about 500 to 5000 psig. Preferably the liquid slurry is at least 30.48 m / sec (100 ft / sec), preferably from about 30.48 m / sec to about 243.84 m / sec (about 100 to about 800 ft / sec), more preferably about 60.96 m Per second to 152.4 m / sec (about 200-500 ft / sec), for example about 106.68 m / sec (about 350 ft / sec) or more, through the slurry nozzle tip 67 to the mixing zone. Arrow 51 in FIG. 4 shows the general flow direction of the elastomeric latex and auxiliary feed material through feed channels 60 and 62 into channel 80 below slurry nozzle tip 67. Thus, the slurry and latex fluid are fed to the mixing zone at very different feed stream rates, according to the numbers disclosed above. While not wishing to be bound by theory, it is understood that the differential feeding achieves latex shear conditions in the blend zone resulting in good macro-dispersion and coagulation.

별법의 바람직한 실시태양은 도 5 및 6에 설명되며, 도 4의 실시태양에서 단일 축방향 공급 튜브 (82)은 축방향으로 확장된 다중 공급 튜브 (90) 내지 (92)로 대체된다. 더 많은 공급 튜브, 예를 들어 약 6 또는 8개 이하의 축방향으로 확장된 공급 튜브가 사용될 수도 있다. 유리하게는, 생산 유연성은 상이한 조성을 생성하기 위한 상이한 직경의 상이한 공급 튜브를 사용함으로써 달성된다. 또한, 다중 공급 튜브가 동시에 사용되어 혼합 지대 및 응고 반응조의 응고 지대내에 양호한 난류가 달성될 수 있다.Alternative preferred embodiments are described in FIGS. 5 and 6, in which the single axial feed tube 82 is replaced by multiple feed tubes 90-92 extending in the axial direction. More feed tubes may be used, for example up to about 6 or 8 axially extended feed tubes. Advantageously, production flexibility is achieved by using different feed tubes of different diameters to produce different compositions. In addition, multiple feed tubes can be used simultaneously to achieve good turbulence within the mixing zone and the solidification zone of the coagulation reactor.

혼합 헤드의 대체 실시태양은 도 7에 설명된다. 혼합 헤드 (150)은 혼합 지대 (179)를 정의하는 것으로 보인다. 축방향 공급 채널 (161)은 카본 블랙 슬러리 또는 다른 미립자상 충전제 유체를 고속으로 혼합실 (179)로 공급하도록 채택된 공급 튜브 (182)를 수용한다. 공급 튜브 (182)내의 중심 구경이 슬러리 노즐 팁 (167)에서 종결되는 것으로 보일 수 있다. 일정한 직경의 노즐 부분 (168)은 슬러리 노즐 팁 (167)의 바로 업스트림이고, 더 큰 구경 영역 (169)로 이어진다. 바람직하게는, 부분 (168)의 축방향 치수는 그의 직경의 약 2 내지 6배, 예를 들어 약 5배이다. 제2 공급 채널 (160)은 혼합 지대로 엘라스토머 라텍스 유체를 공급하기 위해 90°각도에서 혼합 지대 (179)과 함께 접합부 (184)를 형성한다. 라텍스 유체 공급 채널 (160)의 단면 직경은 슬러리 노즐 팁 (167) 및 부분 (168)의 단면 직경 보다 상당히 크다. 이론에 제한되려는 것은 아니지만, 노즐 부분의 확장된 직경의 구경 단면 업스트림과 커플링된, 노즐 랜즈 (168)의 축방향 확장은 공급 튜브 (182)를 통하여 혼합 지대 (179)로의 슬러리의 유동에 유리한 안정성을 제공하는 것으로 믿어진다. 공급 튜브 (182)의 구경은 20°챔퍼, 즉 약 20°각도에서 업스트림 방향으로 확장된 원뿔 영역 (169)와 잘 작용하는 것으로 밝혀졌다. 혼합 지대 (179)의 다운스트림은 길게 뻗은 응고 지대이다. 상기 논의된 원리와 일치시키면 상기 응고 지대는 단지 가장자리로 확장되는 것이 필요하다. 즉, 그의 축방향 치수는 그의 직경 보다 단지 가장자리로길어지는 것이 필요하다. 그러나, 바람직하게는 점진적으로 증가된 응고 지대가 사용된다.An alternative embodiment of the mixing head is described in FIG. 7. Mixing head 150 appears to define mixing zone 179. The axial feed channel 161 houses a feed tube 182 adapted to feed carbon black slurry or other particulate filler fluid into the mixing chamber 179 at high speed. The central aperture in feed tube 182 may appear to terminate at slurry nozzle tip 167. The constant diameter nozzle portion 168 is immediately upstream of the slurry nozzle tip 167 and leads to a larger aperture area 169. Preferably, the axial dimension of the portion 168 is about 2 to 6 times its diameter, for example about 5 times. The second feed channel 160 forms a junction 184 with the mixing zone 179 at an angle of 90 ° to feed the elastomer latex fluid into the mixing zone. The cross sectional diameter of the latex fluid supply channel 160 is significantly larger than the cross sectional diameter of the slurry nozzle tip 167 and the portion 168. Without wishing to be bound by theory, the axial expansion of the nozzle lens 168, coupled with the expanded diameter aperture cross section upstream of the nozzle portion, is advantageous for the flow of slurry through the feed tube 182 to the mixing zone 179. It is believed to provide stability. The aperture of the feed tube 182 was found to work well with the 20 ° chamfer, ie the conical region 169 extending in the upstream direction at an angle of about 20 °. Downstream of the blend zone 179 is an elongated solidification zone. Consistent with the principles discussed above, the solidification zone only needs to extend to the edges. That is, its axial dimension needs to be lengthened only by the edge rather than its diameter. However, a progressively increased coagulation zone is used.

상기 논의된 바와 같이, 엘라스토머 마스터배치의 응고는 응고 반응조의 말기에서 또는 전에 상당히 완결된다. 즉, 응고는 응고제 용액 등의 스트림을 첨가할 필요없이 응고 반응조의 응고 지대내에서 일어난다. 이것은 일부 초기의 응고가 혼합 지대에서 일어나는 가능성을 배제하지 않는다. 혼합 지대는 상기 목적을 위해 응고 지대의 확장된 부분으로 고려될 수 있다. 또한, 응고 반응조로부터 배출되는 엘라스토머 마스터배치에 앞서 상당히 완결된 응고에 대한 대조는 의도된 최종 생성물의 용도에 적절한 다양한 임의 목적을 위해, 후속 가공 및 후속 처리 단계의 가능성을 배제하는 것을 의미하지 않는다. 이점에 있어서, 천연 고무 라텍스를 사용하는 본 명세서에 개시된 신규 방법의 바람직한 실시태양에서 상당히 완결된 응고는 라텍스의 고무 탄화수소의 약 95 중량% 이상, 바람직하게는 약 97 중량% 이상, 가장 바람직하게는 약 99 중량% 이상이 응고된다는 것을 의미한다.As discussed above, coagulation of the elastomer masterbatch is considerably completed at or before the end of the coagulation reactor. That is, coagulation takes place in the coagulation zone of the coagulation reactor without the need to add a stream such as coagulant solution. This does not exclude the possibility that some early solidification occurs in the blend zone. The blend zone can be considered an extended part of the coagulation zone for this purpose. In addition, the control for solidified solidification prior to the elastomer masterbatch discharged from the solidification reactor does not mean precluding the possibility of subsequent processing and subsequent processing steps for a variety of purposes appropriate to the intended use of the end product. In this regard, in a preferred embodiment of the novel process disclosed herein using natural rubber latex, the significantly completed coagulation is at least about 95%, preferably at least about 97%, most preferably of the rubber hydrocarbon of the latex. At least about 99% by weight solidifies.

본 명세서에 개시되고 기재된 방법 및 장치는 우수한 물성 및 성능 특성을 갖는 엘라스토머 복합체를 제조한다. 본 발명의 신규 엘라스토머 복합체는 상기 개시된 방법에 의해 생성된 본 발명의 마스터배치 복합체 뿐만 아니라 중간 화합물 및 이러한 마스터배치로 제조된 마무리 제품을 포함한다. 놀랍게도, 다양한 등급의 카본 블랙 충전제에 따라, 엘라스토머 마스터배치가 우수한 물성 및 성능 특성을 갖는, 천연 고무 라텍스 (라텍스 농축물 또는 필드 라텍스)를 사용하여 제조될 수 있다. 현재 타이어 트레드와 같은 제품용으로 광범위한 상업적 용도의 카본 블랙 뿐만 아니라, 공지된 제조 장치 및 방법에서 상업적 용도에 부적절한 것으로 이전에 간주된 카본 블랙이 성공적으로 사용된다. 카본 블랙에 대한 통상의 상업적 부하 수준에서 매크로-분산의 허용가능한 수준을 달성하고(달성하거나) 엘라스토머의 분자량을 보존하기는데 비실용적이 되게 하는 높은 표면적 및 낮은 구조 때문에 부적절한 것들이 본 명세서에 개시된 신규의 엘라스토머 마스터배치 복합체에 매우 바람직하다. 이러한 엘라스토머 복합체는 천연 고무의 분자량의 양호한 보존력과 함께 천연 고무내에 카본 블랙의 우수한 분산도를 갖는 것으로 밝혀졌다. 또한, 이들 유리한 결과는 산용액 또는 다른 응고제의 처리 탱크 또는 스트림과 관련되는 응고 단계가 필요없이 달성된다. 따라서, 이러한 응고제 처리의 비용 및 복잡성을 피할 수 있을 뿐만 아니라 이러한 작동으로부터 배출 스트림을 처리할 필요가 없다.The methods and devices disclosed and described herein produce elastomeric composites with good physical and performance properties. The novel elastomeric composites of the present invention include the masterbatch composites of the present invention produced by the methods disclosed above, as well as intermediate compounds and finishing products made from such masterbatches. Surprisingly, according to various grades of carbon black fillers, elastomer masterbatches can be prepared using natural rubber latexes (latex concentrates or field latexes), which have good physical and performance properties. At present, carbon black for a wide range of commercial uses for products such as tire treads, as well as carbon black previously considered unsuitable for commercial use in known manufacturing equipment and methods, have been used successfully. The novel elastomers disclosed herein are inadequate because of their high surface area and low structure that make them attainable (or attain) acceptable levels of macro-dispersion at ordinary commercial loading levels for carbon black and make them impractical to preserve the molecular weight of the elastomer. Very preferred for masterbatch composites. Such elastomeric composites have been found to have good dispersion of carbon black in natural rubber with good preservation of the molecular weight of the natural rubber. In addition, these advantageous results are achieved without the need for a coagulation step associated with the treatment tank or stream of acid solution or other coagulant. Thus, the cost and complexity of this coagulant treatment can be avoided as well as the need to treat the effluent stream from this operation.

이전에 공지된 건식 저작 기술로는 상당한 분자량 저하없이 이러한 충전제의 동일한 분산을 달성할 수 없기 때문에, 본 발명의 특정 바람직한 실시태양에 따라 제조된 신규의 천연 고무 마스터배치 복합체를 제조할 수 없다. 이점에 있어서, 신규의 엘라스토머 복합체는 천연 고무내의 카본 블랙, 또한 구조 대 표면적 비 (DBPA:CTAB)가 1.2 미만, 보다 더 1.0 미만인 천연 고무의 고분자량을 갖는 카본 블랙의 우수한 매크로-분산도를 갖고 것으로 개시된다. 과거의 공지된 혼합 기술로는 천연 고무의 상당한 분자량 저하없이 이러한 우수한 카본 블랙의 매크로-분산도를 달성하지 못하므로, 본 발명의 신규 마스터배치 복합체 및 다른 엘라스토머 복합체를 제조하지 못한다. 본 개시에 따르고, 이전에 달성되지 않은 카본 블랙의 거대 분포 수준을 갖는 바람직한 신규의 엘라스토머 마스터배치 복합체는 불량한 매크로-분산도를 갖는 이전에 공지된 마스터배치 대신 사용될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 마스터배치는 공지된 기술에 따라 경화 화합물에 혼입될 수 있다. 이러한 신규의 경화 화합물은, 불량한 매크로-분산도의 마스터배치를 포함하는 비교할 만한 경화 화합물의 것과 일반적으로 유사한, 임의의 경우 상당히 양화한 물성 및 성능 특성을 갖는 것으로 밝혀졌다. 그러나, 마스터배치는 감소된 혼합 시간, 감소된 에너지 유입량, 및(또는) 다른 비용 절감으로 본 발명에 따라 제조될 수 있다.Previously known dry chewing techniques cannot achieve the same dispersion of such fillers without significant molecular weight reduction, and therefore cannot produce novel natural rubber masterbatch composites prepared according to certain preferred embodiments of the present invention. In this regard, the novel elastomeric composites have a good macro-dispersity of carbon black in natural rubber and also carbon black having a high molecular weight of natural rubber having a structure-to-surface area ratio (DBPA: CTAB) of less than 1.2 and even less than 1.0. Is disclosed. Known mixing techniques of the past do not achieve the macro-dispersity of such good carbon blacks without significant molecular weight reduction of natural rubber, and therefore do not produce the novel masterbatch composites and other elastomeric composites of the present invention. According to the present disclosure, preferred novel elastomeric masterbatch composites with large distribution levels of carbon black not previously achieved can be used in place of previously known masterbatches having poor macro-dispersity. Thus, the masterbatch disclosed herein can be incorporated into the cured compound according to known techniques. These new cured compounds have been found to have significantly better physical and performance properties in any case, generally similar to those of comparable cured compounds, including masterbatches of poor macro-dispersity. However, masterbatches can be made according to the present invention with reduced mixing time, reduced energy input, and / or other cost savings.

특히, 특정 바람직한 실시태양과 관련하여, 우수한 물성 및 성능 특성을 갖는 천연 고무 라텍스 및 카본 블랙 충전제 마스터배치가 제조될 수 있다. 카본 블랙의 우수한 매크로-분산도는 카본 블랙 분산의 동일한 정도를 달성하기 위해 충분한 시간 동안 및 충분한 강도 수준에서 건식 저작에 의해 일어나는 천연 고무의 저하없이, 예외적으로 높은 표면적 및 낮은 구조의 카본 블랙을 사용하여도 달성된다. 구조 대 표면적 비 (DBPA:CTAB)가 1.2 미만, 보다 더 1.0 미만인 카본 블랙을 사용하여 높은 정도의 분산도가 달성되는 신규의 천연 고무 마스터배치가 이점에 있어서 특히 유리하다. 본 명세서에 사용된 카본 블랙 구조는 ASTM D2414에 개시된 과정에 따라, 디부틸 프탈레이트 흡수량 (DBPA) 값으로 측정될 수 있고, 이는 카본 블랙 100 그램 당 DBPA 세제곱미터로 표현된다. 카본 블랙 표면적은 ASTM D3765-85에 개시된 과정에 따라, 카본 블랙 그램 당 제곱미터로 표현되는 CTAB로 측정될 수 있다. 따라서, 분자량 분포 및 충전제 분산 수준과 같은 물성의 이전에 달성되지 않은 조합을 가지고(가지거나) 상당히 높은 표면적 및 낮은 구조의 카본 블랙과 같은 이전에 부적절한 충전제를 혼입한 신규의 천연 고무 마스터배치가 달성된다. 본 명세서에 개시된 방법 및 장치에 따라 제조된 천연 고무 마스터배치의 분산 특성은 잘 알려진 MWsol(중량 평균) 및 매크로-분산도의 특성과 비교하여 증명될 수 있다. 특히, 바람직한 실시태양에 따라 제조된 마스터배치의 매크로-분산 수준은 건식 저작을 사용하여 제조된 대략 동등한 MWsol의 마스터배치의 것 보다 상당히 양호하다. 매우 놀랍게는, 이들 바람직한 실시태양의 분산 특성은 카본 블랙 충전제의 형태에 거의 의존하지 않는다. 본 명세서에 개시된 방법 및 장치를 사용하여 달성할 수 있는 분산 수준에 영향을 주는 다른 인자에는 슬러리내의 카본 블랙의 농도, 슬러리로 유입된 총에너지 및 유체 스트림의 혼합 동안 유입된 에너지 등이 포함된다는 것을 알 수 있다.In particular, with regard to certain preferred embodiments, natural rubber latex and carbon black filler masterbatches with good physical and performance properties can be prepared. The excellent macro-dispersity of carbon black uses exceptionally high surface area and low structure carbon black for a sufficient time and at a sufficient strength level to achieve the same degree of carbon black dispersion, without degrading the natural rubber caused by dry chewing. Is also achieved. Particularly advantageous is the novel natural rubber masterbatch, which achieves a high degree of dispersion using carbon black having a structure to surface area ratio (DBPA: CTAB) of less than 1.2 and even less than 1.0. The carbon black structure used herein can be measured in dibutyl phthalate uptake (DBPA) values, according to the procedure disclosed in ASTM D2414, which is expressed in DBPA cubic meters per 100 grams of carbon black. Carbon black surface area can be measured by CTAB expressed in square meters per gram of carbon black, according to the procedure disclosed in ASTM D3765-85. Thus, a novel natural rubber masterbatch with previously unattained combinations of physical properties such as molecular weight distribution and filler dispersion level and / or incorporating previously improper fillers such as carbon black of significantly higher surface area and lower structure is achieved. do. Dispersion properties of natural rubber masterbatches made according to the methods and apparatus disclosed herein can be demonstrated in comparison to the properties of well-known MW sol (weight average) and macro-dispersity. In particular, the macro-dispersion level of the masterbatch prepared according to the preferred embodiment is significantly better than that of the masterbatch of approximately equivalent MW sol prepared using dry chewing. Very surprisingly, the dispersion properties of these preferred embodiments depend very little on the form of the carbon black filler. Other factors affecting the level of dispersion that can be achieved using the methods and apparatus disclosed herein include the concentration of carbon black in the slurry, the total energy introduced into the slurry, the energy introduced during mixing of the fluid stream, and the like. Able to know.

본 명세서에 개시된 천연 고무 마스터배치내의 카본 블랙의 매크로-분산 특성은 이전에 공지된 대략 동등한 MWsol(중량 평균)의 마스터배치의 것 보다 상당히 양호하다. 일부 바람직한 신규의 엘라스토머 복합체의 실시태양에서는, 우수한 카본 블랙 분포는 이전에는 달성되지 않았던 조건인, 필드 라텍스 상태 (예를 들어, 대략 1,000,000)에서의 천연 고무의 대략적인 MWsol으로 달성된다. 분산 특성 이점은 낮은 구조 및 높은 표면적, 예를 들어 110cc/100 g 미만의 DBPA, 45 내지 65 ㎡/g의 CTAB 및 1.2 미만, 바람직하게는 1.0 미만의 DBPA:CTAB 비를 갖는 카본 블랙을 사용하는 전술한 바람직한 실시태양에서 특히 중요하다.The macro-dispersion properties of the carbon black in the natural rubber masterbatch disclosed herein are significantly better than those of the masterbatch of approximately equivalent MW sol (weight average) previously known. In some preferred embodiments of the novel elastomeric composites, good carbon black distribution is achieved with an approximate MW sol of natural rubber in the field latex state (eg, approximately 1,000,000), a condition not previously achieved. Dispersion property advantages are achieved by using carbon black with low structure and high surface area, for example DBPA less than 110 cc / 100 g, CTAB between 45 and 65 m 2 / g and DBPA: CTAB ratio less than 1.2, preferably less than 1.0 Of particular importance in the preferred embodiments described above.

시험 과정Examination process

하기 시험 과정을 하기 실시예 및 비교예에 사용하였다.The following test procedure was used in the following examples and comparative examples.

1. 결합된 고무: 5 g ± 0.025 g의 시료를 칭량하고 밀봉된 플라스크 중의 톨루엔 100 ㎖에 넣고, 주위 온도에서 약 24시간 동안 저장하였다. 이어서, 톨루엔을 새로운 톨루엔 100 ㎖로 대체하고 플라스크를 4일 동안 저장하였다. 이어서, 시료를 용매로부터 제거하여 주위 온도에서 24시간 동안 후드하에 공기 건조시켰다. 이어서, 시료를 주위 온도에서 24시간 동안 진공 오븐에서 더 건조시켰다. 이어서, 시료를 칭량하고 결합된 고무를 중량 손실 데이터로부터 계산하였다.1. Bound rubber: 5 g ± 0.025 g of sample was weighed and placed in 100 ml of toluene in a sealed flask and stored at ambient temperature for about 24 hours. The toluene was then replaced with 100 ml of fresh toluene and the flask was stored for 4 days. The sample was then removed from the solvent and air dried under hood for 24 hours at ambient temperature. The sample was then further dried in a vacuum oven at ambient temperature for 24 hours. The sample was then weighed and the bound rubbers calculated from the weight loss data.

2. MWsol: 본 개시 및 청구범위에 사용된 MWsol은 천연 고무의 졸 부분의 중량 평균 분자량을 의미한다. 분자량 측정을 위한 표준 GPC 기술을 하기에 따라 행하였다.2. MW sol: This disclosure and the MW sol used in the claims refers to the weight average molecular weight of the sol portion of the natural rubber. Standard GPC techniques for molecular weight measurements were performed as follows.

2.1 2개의 10 ㎛ 106Å의 칼럼, 10 ㎛ 500 Å의 칼럼 및 10 ㎛ 혼합상 칼럼 (Polymer Laboratories, 영국)2.1 Two 10 μm 10 6 μs columns, 10 μm 500 μs columns and 10 μm mixed phase columns (Polymer Laboratories, UK)

2.2 215 ㎚에서 UV 검출2.2 UV detection at 215 nm

2.3 용매: 테트라히드로푸란 (THF)2.3 Solvent: Tetrahydrofuran (THF)

2.4 농도, THF 중의 공칭 2 ㎎/㎖2.4 concentration, nominal 2 mg / ml in THF

2.5. 시료를 3일 동안 THF 중에 용해시켜 방치하고 BHT로 안정화시켰다.2.5. Samples were left to dissolve in THF for 3 days and stabilized with BHT.

2.6 용액을 원심분리하여 임의의 겔을 분리하고, 상청액을 칼럼에 주입하였다.The 2.6 solution was centrifuged to separate any gel and the supernatant was injected into the column.

2.7 시료 제조2.7 Sample Preparation

시료 제조를 분자량 분포의 정확한 측정을 위한 양호한 검출기 반응을 제공하기 위해 0.5 내지 0.05 중량% 범위의 겔 농도를 제조하도록 고안하였다. 충전제 부하에 따라, 시료 중량을 식:Sample preparation was designed to produce gel concentrations ranging from 0.5 to 0.05% by weight to provide good detector response for accurate measurement of molecular weight distribution. Depending on the filler load, the sample weight is given by:

시료 중량 = (100 + 충전제 부하 (phr))*20/100 ㎎ ± 2 ㎎Sample weight = (100 + filler load (phr) * 20/100 mg ± 2 mg

에 따라 조정하였다. 시료를 UV 보호 바이알에 놓고, 부틸레이트화 히드록실톨루엔 (BHT) 0.02 %를 함유하는 안정화된 테트라히드로푸란 (THF) 4 ㎖ 중에 3일 동안 용해시켰다. 용해 단계의 거의 졸 부분을 함유하는 상청액을 테플론 원심분리관에 옮기고, 60분 동안 26,000 회전수/분 (57,500 g의 최대 자장 세기에 상응함)으로 아반티 (Avanti) 30 (Beckman) 원심분리기에서 원심분리하였다. 이 자장 세기에서, 다수의 겔 상은 겔이 없는 상청액을 침전시켰다. 이 겔이 없는 용액을 안정화된 THF를 사용하여 다시 1:5로 희석시켰다. 이 순간에, 시료를 GPC 바이알에 옮기고, GPC 시험을 위해 준비된 워터 717 오토 시료러 (Water 717 Auto-Sampler, Water Corporation, 미국 메사추세츠주 밀포드 주재)에 놓았다.Adjusted accordingly. Samples were placed in UV protected vials and dissolved for 3 days in 4 ml of stabilized tetrahydrofuran (THF) containing 0.02% butylated hydroxyltoluene (BHT). The supernatant containing the nearly sol portion of the dissolution step was transferred to a Teflon centrifuge tube and centrifuged in an Avanti 30 (Beckman) centrifuge for 60 minutes at 26,000 revolutions / minute (corresponding to a maximum magnetic field strength of 57,500 g). Separated. At this magnetic field strength, many gel phases precipitated gel-free supernatants. This gel-free solution was diluted 1: 5 again with stabilized THF. At this moment, the sample was transferred to a GPC vial and placed in a Water 717 Auto-Sampler, Water Corporation, Milford, Mass., Prepared for GPC testing.

분자량 측정Molecular Weight Measurement

이어서, 졸 부분의 중량 평균 분자량 MWsol을 측정하였다. 밀레늄 (millenium) 소프트웨어 (Waters Corporation, 미국 메사추세츠주 밀포드 주재)를 사용하여 기준선을 15 및 35분의 시간 증가내 밸리 투 밸리 (valley-to-valley) 방식을 사용하여 정의하였다. 이 시간 증가는 0.75 ㎖/분에 조정된 이동상 유량을 갖는 상기 2.1에 기재된 칼럼 세트에 적절하였다. 합리적인 기준선이 일단 정해지면, 분포를 측정할 수 있다. 용리 시간을 분자량으로 전환시켰다. 시판용 표준물 (EasiCal: Polymer Laboratories, 영국 주재)로 제조된, 매우 좁은 분포의 일련의 분자량을 함유하는 폴리스티렌 용액을 제조하였다. 폴리스티렌 분자량의 폴리이소프렌 분자량 당량으로의 전환은 베노이트(Benoit) 및 그의 동료들의 통상의 검정 방법을 기준으로 하였다. 유체역학적 반경은 본래 점도의 분자량배의 생성물에 비례하였다. 폴리스티렌 분자량의 폴리이소프렌 분자량 당량으로의 전환 후, 검정 곡선은 절대 분자량 대 용리 시간으로 관계한다. 표준은 시료와 동일한 조건하에 행하였고, 표준은 표준 데이터에 대한 최상의 피트를 기준으로 제공된 용리 시간에 대한 적절한 분자량을 할당하도록 인테그레이트된다. 일단 시간 기준 분포를 적절하게 분자량으로 전환시키면, 적절한 분자량 평균은 워터 밀레늄 소프트웨어에 의해 계산하였다.Next, the weight average molecular weight MW sol of the sol portion was measured. Baseline was defined using the valley-to-valley method in 15 and 35 minute time increments using millenium software (Waters Corporation, Milford, Mass.). This time increase was appropriate for the column set described in 2.1 above with the mobile phase flow rate adjusted to 0.75 ml / min. Once a reasonable baseline is established, the distribution can be measured. Elution time was converted to molecular weight. A polystyrene solution containing a series of molecular weights in a very narrow distribution, prepared from commercial standards (EasiCal: Polymer Laboratories, UK), was prepared. The conversion of polystyrene molecular weight to polyisoprene molecular weight equivalents was based on the conventional assay method of Benoit and his colleagues. The hydrodynamic radius was proportional to the product of the molecular weight times the original viscosity. After conversion of the polystyrene molecular weight to polyisoprene molecular weight equivalent, the calibration curve relates to absolute molecular weight versus elution time. Standards were run under the same conditions as the samples and the standards were integrated to assign the appropriate molecular weight for the elution time provided based on the best fit for the standard data. Once the time base distribution was properly converted to molecular weight, the appropriate molecular weight average was calculated by Water Millennium Software.

3. 무니(Mooney) 점도: 표준 과정은 ML(1+4)@100 ℃에 따름.3. Mooney Viscosity: Standard procedure according to ML (1 + 4) @ 100 ° C.

4. 시험 시료 경화 조건: 시험 조각을 하기 지시된 시간 동안 150 ℃에서 경화시켰다.4. Test Sample Curing Conditions: The test pieces were cured at 150 ° C. for the time indicated below.

4.1 인장 시트: 20분4.1 Tension Sheet: 20 minutes

4.2 탄성: 23분4.2 Elasticity: 23 minutes

4.3 경도: 23분4.3 Longitude: 23 minutes

4.4 열 증강: 25분4.4 Heat buildup: 25 minutes

5. 분산도: 캐보트 분산 챠트 (Cabot Dispersion Chart) 방법을 50배 광학 현미경 사진의 평가와 함께 사용하였다 (ASTM D2663 방법).5. Dispersion: The Cabot Dispersion Chart method was used with the evaluation of 50x optical micrographs (ASTM D2663 method).

6. 응력 스트레인: BS903: A2 및 ISO 37에 따라 시험함.6. Stress strain: tested according to BS903: A2 and ISO 37.

7. 경도: ISO 48 (1994) (온도 23 ℃)에 따라 시험함.7. Hardness: Tested according to ISO 48 (1994) (temperature 23 ° C).

8. 탄성: BS903: A8 (1990), 방법 A (온도 23 ℃, 8 ㎜ 성형된 디스크 시험 조각)에 따라 시험함.8. Elasticity: Tested according to BS903: A8 (1990), Method A (temperature 23 ° C., 8 mm molded disc test piece).

9. 열 증강: ASTM D623, 방법 A에 따라 시험함.9. Heat buildup: tested according to ASTM D623, Method A.

9.1 출발 온도: 23 ℃9.1 Start temperature: 23 ° C

9.2 정지 부하: 10.89 ㎏(24 lbs)9.2 Static load: 10.89 kg (24 lbs)

9.3 스트로크: 0.57 m(0.225 인치)9.3 stroke: 0.57 m (0.225 in)

9.4 주파수: 30 Hz9.4 Frequency: 30 Hz

9.5 30분 동안 수행함.9.5 30 minutes run.

10. 탄(Tan) δ: 레오메트릭스(등록상표 Rheometrics) 모델 RDS II에서 측정하였다. 기록된 값은 스트레인 스위프로부터 최대치이다. 0 ℃, 30 ℃ 및 60 ℃, 1 Hz 및 0.1 % 내지 60 %의 스트레인에서 스트레인 운동곡선.10. Tan δ: Measured on Rheometrics Model RDS II. The value recorded is the maximum from the strain sweep. Strain kinetics at 0 ° C., 30 ° C. and 60 ° C., 1 Hz and 0.1% to 60% strain.

11. 크랙 성장 방지성: ASTM D3629-94에 따라 측정한다.11. Crack growth resistance: Measured according to ASTM D3629-94.

실시예 AExample A

엘라스토머 마스터배치를 본 발명에 따라 제조하였다. 특히, 공업용 등급 N234 (Cabot Corporation)의 카본 블랙으로 구성된 충전제 52.5 phr와 함께 표준 천연 고무 필드 라텍스 (Malaysia)를 포함하는 엘라스토머 마스터배치를 제조하였다. 천연 고무 필드 라텍스의 특성을 하기 표 1에 제공하였다.Elastomer masterbatches were prepared according to the present invention. In particular, an elastomeric masterbatch comprising standard natural rubber field latex (Malaysia) was prepared with 52.5 phr of filler consisting of carbon black of industrial grade N234 (Cabot Corporation). The properties of the natural rubber field latex are provided in Table 1 below.

천연 고무 라텍스 특성Natural rubber latex properties 첨가제additive 건식 고무 (%)Dry rubber (%) 총 고상물 (%)Total solids (%) 탄분 (%)Carbon (%) 질소 (ppm)Nitrogen (ppm) 휘발성 지방산Volatile fatty acids ML(1+4)@100 ℃ML (1 + 4) @ 100 ° C 0.15 % HNSa0.3 % NH3 ZnO, TMTDb 0.15% HNSa0.3% NH3 ZnO, TMTDb 28.428.4 34.234.2 0.380.38 0.3660.366 0.0520.052 6868 a. HNS: 히드록실아민 천연 황산염, 무니 점도 안정화제b. ZnO/TMTD: 생물학적 보존을 위해 사용됨, 통상 0.025 %의 1:1 혼합물a. HNS: hydroxylamine natural sulfate, Mooney viscosity stabilizer b. ZnO / TMTD: used for biological preservation, usually a mixture of 0.025% 1: 1

전체 화합물 조성을 하기 표 2에 개시하였고, 경화 동안 전환에 대한 우수한 내성을 갖는 것으로 공지된 상업용 트럭 타이어 트레드이다.The overall compound composition is shown in Table 2 below, and is a commercial truck tire tread known to have good resistance to conversion during curing.

마스터배치 조성Masterbatch Composition 성분ingredient 중량부Parts by weight 고무카본 블랙ZnO스테아르산6PPO (산화방지제)개선된 광선 차단제 (왁스)에네플렉스 (ennerflex) 74 (방향족 오일)Rubber Carbon Black ZnO Stearic Acid 6PPO (Antioxidant) Improved Sunscreen (Wax) Enerflex 74 (Aromatic Oil) 10052.54.02.02.02.03.010052.54.02.02.02.03.0 총량Total amount 165.5165.5

엘라스토머 마스터배치 생산 장치는 도 1 및 7에 대해 전술한 장치와 상당히 동일하였다. 슬러리 노즐 팁 (도 7의 참고번호 167 참조)은 축방향 길이가 0.508 ㎝(0.2 인치)인 부분이 있는 직경 0.099 ㎝(0.039 인치)이었다. 응고 지대는 직경 0.478 ㎝(0.188 인치)이었고, 혼합 지대 및 그의 방출 말단 사이의 일정한 직경의 축방향 길이는 2.50 ㎝(0.985인치)이었다. 마스터배치의 제조는 하기에 더 상세히 기재된다.The elastomer masterbatch production apparatus was substantially the same as the apparatus described above with respect to FIGS. 1 and 7. The slurry nozzle tip (see reference number 167 in FIG. 7) was 0.099 cm (0.039 inch) in diameter with a portion having an axial length of 0.508 cm (0.2 inch). The coagulation zone was 0.478 cm (0.188 inch) in diameter and the constant axial length of the constant diameter between the mixing zone and its discharge end was 2.50 cm (0.985 inch). The preparation of the masterbatch is described in more detail below.

1. 카본 블랙 슬러리 제조1. Carbon Black Slurry Manufacturing

카본 블랙의 백을 교반기가 장착된 카본 블랙 슬러리 탱크에서 탈이온수와 혼합하였다. 교반기는 펠렛을 파편으로 파열시켰고, 카본 블랙 12.5 중량%를 갖는 조 슬러리가 형성되었다. 작동 동안, 이 슬러리를 공기 격판 펌프에 의해 초기 분산 동안 콜로이드 밀로 연속적으로 펌핑하였다. 이어서, 슬러리를 가공 공동 펌프에 의해 균질화기, 특히 모델 M3 균질화기 (APV Gaulin, Inc.)로 공급하였다. 균질화기로 최종 분쇄된 슬러리를 제조하였다. 균질화기에서 혼합 지대로의 슬러리 유량은 균질화기 속도에 의해 조정되고, 균질화기는 고압 양가 대체 펌프로 작용하였다. 슬러리 유량은 마이크로모션 (등록상표 Micromotion) 질량 유동계로 모니터링하였다. 카본 블랙 슬러리를 50 내지 100 psig 범위의 압력에서 균질화기에 공급하였고, 균질화 압력은 400 psig에 조정하여 슬러리가 1.86 내지 2.00 ㎏/분(4.1 내지 4.4 lb/분)의 유량 및 약 39.62 m/초(약 130 ft/초)의 속도에서 혼합 지대로 제트로서 도입되게 하였다.The bag of carbon black was mixed with deionized water in a carbon black slurry tank equipped with a stirrer. The stirrer ruptured the pellets into debris and formed a crude slurry with 12.5% by weight carbon black. During operation, this slurry was continuously pumped into a colloid mill during initial dispersion by an air diaphragm pump. The slurry was then fed to a homogenizer, in particular model M3 homogenizer (APV Gaulin, Inc.) by a process cavity pump. The final milled slurry was prepared by a homogenizer. The slurry flow rate from the homogenizer to the mixing zone was adjusted by the homogenizer speed, and the homogenizer acted as a high pressure bivalent replacement pump. Slurry flow rates were monitored with a Micromotion® mass flow meter. The carbon black slurry was fed to the homogenizer at a pressure in the range of 50 to 100 psig, and the homogenization pressure was adjusted to 400 psig so that the slurry had a flow rate of 1.86 to 2.00 kg / min (4.1 to 4.4 lb / min) and about 39.62 m / sec ( At a speed of about 130 ft / sec) as a jet into the mixing zone.

2. 라텍스 전달2. Latex Delivery

라텍스를 378.54 ℓ(100 갈론)의 가압된 공급 탱크로 하중시켰다. 산화방지제 유제를 하중 전에 라텍스에 첨가하였다. 트리스 노닐 페닐 포스파이트 (TNPP) 0.3 phr 및 산토플렉스 (등록상표 Santoflex) 134 (알킬-아릴 p-페닐렌 디아민 혼합물) 0.4 phr로 구성된 산화방지제를 첨가하였다. 각각의 산화방지제를 pH 약 10에 유제를 조정하기 위해 수산화칼륨과 함께 산화방지제 100 부 당 포타슘 올레에이트 3 부를 사용하여 15 중량% 유제로서 제조하였다. 또한, 증량제 오일 3 phr를 첨가하였다. 공기압 (51 psig)를 사용하여 라텍스를 공급 탱크에서 응고 반응조의 혼합 지대로 이동시켰다. 라텍스 유량은 3.2 내지 3.4 lbs/분 및 약 3.8 ft/초이었고, 자동적으로 마이크로모션 질량 유동계 및 고무관 핀치 밸브로 칭량되고, 조절되었다. 라텍스 공급율 대 카본 블랙 슬러리 공급율의 적절한 비율을 유지함으로써, 목적하는 카본 블랙 부하량 52.5 phr을 얻었다.Latex was loaded into 378.54 L (100 gallons) of pressurized feed tank. Antioxidant emulsion was added to the latex prior to loading. An antioxidant consisting of 0.3 phr of trisnonyl phenyl phosphite (TNPP) and 0.4 phr of Santoflex® 134 (alkyl-aryl p-phenylene diamine mixture) was added. Each antioxidant was prepared as 15 wt% emulsion using 3 parts potassium oleate per 100 parts antioxidant with potassium hydroxide to adjust the emulsion to pH about 10. 3 phr of extender oil was also added. Air pressure (51 psig) was used to transfer the latex from the feed tank to the mixing zone of the coagulation reactor. Latex flow rates ranged from 3.2 to 3.4 lbs / min and about 3.8 ft / sec and were automatically weighed and adjusted with a micromotion mass flow meter and rubber tube pinch valve. By maintaining an appropriate ratio of latex feed rate to carbon black slurry feed rate, the desired carbon black loading of 52.5 phr was obtained.

3. 카본 블랙 및 라텍스 혼합3. Carbon black and latex mixed

카본 블랙 슬러리 및 라텍스를, 라텍스를 카본 블랙에 끌어넣어 혼합하였다. 끌어넣는 동안, 카본 블랙을 라텍스 중으로 친밀하게 혼합하고 혼합물을 응고시켰다. 연질의 습윤 스폰지 "워엄(worm)"을 응고 반응조로부터 배출시켰다.The carbon black slurry and latex were mixed by dragging the latex into carbon black. During the dragging, the carbon black was intimately mixed into the latex and the mixture solidified. A soft wet sponge "worm" was discharged from the coagulation reactor.

4. 탈수4. Dehydration

응고 반응조로부터 방출된 습윤 크럼은 물 약 79 %이었다. 습윤 크럼은 탈수 압출기 (The French Oil Mill Machinery Company, 직경 8.89 ㎝(3.5 인치))으로 수분 약 5 내지 10 %로 탈수시켰다. 압출기에서, 습윤 크럼을 압착시키고 물을 크럼으로부터 압출기의 구멍 뚫린 통을 통하여 제거하였다.The wet crumb released from the coagulation reactor was about 79% water. The wet crumb was dewatered with a dehydration extruder (The French Oil Mill Machinery Company, 3.5 inches) at about 5-10% moisture. In the extruder, the wet crumb was compressed and water was removed from the crumb through the perforated barrel of the extruder.

5. 건조 및 냉각5. Drying and Cooling

탈수된 크럼을 제2 압출기로 적하하고, 여기서 다시 압착시키고 가열하였다. 물을 압출기의 다이 플레이트를 통하여 크럼을 배제할 때 물을 흘려보냈다. 생성물 방출 온도는 약 148.89 ℃(약 300。F)이었고, 수분 함량은 약 0.5 내지 1 중량%이었다. 고온의 건식 크럼을 강제된 공기 진동 컨베이어에 의해 약 37.78 ℃(약 100。F)로 신속하게 냉각시켰다 (약 2초). 생성된 건식 크럼은 고무 고상 약 66 중량% 및 카본 블랙 약 33 중량%이었다.The dewatered crumb was dropped into a second extruder where it was again compacted and heated. Water flowed through the die plate of the extruder when crumb was removed. The product release temperature was about 148.89 ° C. (about 300 ° F.) and the moisture content was about 0.5 to 1 wt%. The hot dry crumb was rapidly cooled (about 2 seconds) to about 37.78 ° C. (about 100 ° F.) by a forced air vibration conveyor. The resulting dry crumb was about 66 wt% rubber solids and about 33 wt% carbon black.

실시예 BExample B

대조 마스터배치를 건식 저작으로 제조하였다. 대조는, 천연 고무가 라텍스 보다는 SMR 10인 것을 제외하고 실시예 A (상기 표 2 참조)와 동일한 조성을 사용하였다. 이것은 카본 블랙 10 phr을 사용하여 50 rpm에서 OOC 반부리 (Banbury) 혼합기 (약 3 ㎏)에서 고무의 예비 저작에 의해 제조하였다. 예비 저작은 약 3분 동안 총 800 MJ/㎥까지 수행하였다.Control masterbatches were prepared by dry chewing. The control used the same composition as Example A (see Table 2 above) except that the natural rubber was SMR 10 rather than latex. This was prepared by preliminary mastication of the rubber in an OOC Banbury mixer (about 3 kg) at 50 rpm using 10 phr of carbon black. Preliminary chewing was performed for up to 800 MJ / m 3 for about 3 minutes.

실시예 A 및 B의 비교Comparison of Examples A and B

실시예 A의 마스터배치 및 실시예 B의 대조 마스터배치를 OOC 반부리 혼합기 (약 3 ㎏)에서 2단계의 혼합 작동으로 혼합하였다. 하기 표 3에 제1 단계에 대한 혼합 계획을 개시하였다. 실시예 A의 마스터배치는 변형된 혼합 계획을 따르는 것으로 보일 수 있다.The masterbatch of Example A and the control masterbatch of Example B were mixed in a two stage mixing operation in an OOC half-bake mixer (about 3 kg). Table 3 below discloses the mixing scheme for the first step. The masterbatch of Example A may appear to follow a modified mixing scheme.

1 단계 혼합 계획One step blending plan 시간 (분)Time (min) 실시예 AExample A 실시예 B건식 혼합 대조Example B Dry Mix Control 0.00.0 모든 성분들All ingredients 예비 저작된 고무Pre-authorized rubber 0.50.5 카본블랙 및 오일Carbon black and oil 1.01.0 스위프sweep 1.51.5 잔류 성분들Residual components 2.02.0 2.52.5 스위프sweep 3.03.0 XX 약 700 MJ/㎥에서 덤핑Dumping at about 700 MJ / ㎥ 약 1,000 MJ/㎥에서 덤핑Dumping at about 1,000 MJ / ㎥

제2 단계에서, 하기 표 4에 목록된 경화물을 추가의 혼합 사이클 500 MJ/㎥로 첨가하였다.In the second step, the cured product listed in Table 4 below was added with an additional mixing cycle of 500 MJ / m 3.

최종 단계의 경화물 첨가Addition of hardened material at the final stage 성분ingredient 중량부Parts by weight 1 단계 화합물굳이어 윈스테이 (Goodyear Winstay)100 (항산화제)TBBS (황 가속제)황Goodyear Winstay 100 (Antioxidant) TBBS (Sulfur Accelerator) 165.51.01.81.0165.51.01.81.0 총량Total amount 169.3169.3

따라서, 실시예 A의 마스터배치의 혼합을 위한 반부리 혼합 에너지는 실시예 B의 대조 재료의 혼합에 필요한 예비 저작 및 반부리 혼합 에너지의 약 53 %이었다. 감소된 에너지 유입량에도 불구하고, 실시예 A의 재료는 매우 양호한 매크로-분산도를 갖는 것으로 밝혀졌고, 그의 졸 부분의 분자량 (중량 평균) MWsol은 대조의 것 보다 상당히 높았다. 이들 데이터는 하기 표 5에 요약하였다.Thus, the half-bump mixing energy for mixing the masterbatch of Example A was about 53% of the pre-chewing and half-bump mixing energy required for mixing the control material of Example B. Despite the reduced energy input, the material of Example A was found to have a very good macro-dispersity and the molecular weight (weight average) MW sol of its sol portion was significantly higher than that of the control. These data are summarized in Table 5 below.

혼합 및 경화 데이터Blending and Curing Data 시료sample 혼합 에너지 (MJ/㎥)Mixed energy (MJ / ㎥) ML(1+4, 100 ℃)ML (1 + 4, 100 ° C) MWMW 예비 저작Preliminary work 1 단계Stage 1 최종final 총량Total amount 1 단계Stage 1 최종final 중량 평균Weight average 실시예 AExample A 00 694694 500500 1,1941,194 102102 7272 444,900444,900 실시예 BExample B 800800 965965 500500 2,2652,265 9292 6767 327,000327,000

경화된 (비노화된) 실시예 A 및 대조 재료에 대한 추가의 시험 결과는 하기 표 6에 개시하였다.Additional test results for cured (unaged) Example A and control materials are set forth in Table 6 below.

추가의 시험 데이터Additional test data 시료sample 경도Hardness 100 % 탄성율 (MPa)100% modulus of elasticity (MPa) 300 % 탄성율 (MPa)300% modulus of elasticity (MPa) 인장 (MPa)Tensile (MPa) 실시예 AExample A 7171 2.822.82 16.116.1 28.728.7 실시예 BExample B 7272 3.123.12 16.216.2 28.528.5 시료sample 파열시 연장 (%)Prolongation at Rupture (%) 탄성 (%)Shout (%) 열 증강 (℃)Heat reinforcement (℃) 최대 탄 델타Maximum shot delta 60 ℃60 ℃ 30 ℃30 ℃ 0 ℃0 ℃ 실시예 AExample A 526526 56.556.5 70.570.5 0.2030.203 0.2400.240 0.2900.290 실시예 BExample B 511511 57.657.6 76.576.5 0.2060.206 0.2360.236 0.2860.286

실시예 CExample C

엘라스토머 마스터배치를 본 발명에 따라 제조하였다. 특히, 공업용 등급 레갈 (등록상표 Regal) 660 (Cabot Corporation)의 카본 블랙으로 구성된 충전제 55 phr와 함께 표준 천연 고무 필드 라텍스 (Malaysia)를 포함하는 엘라스토머 마스터배치를 제조하였다. 화합물 조성 (최소의 통상의 라텍스 첨가제를 제외함)을 하기 표 7에 개시하였다.Elastomer masterbatches were prepared according to the present invention. In particular, an elastomeric masterbatch comprising standard natural rubber field latex (Malaysia) was prepared with 55 phr of filler consisting of carbon black from Industrial Grade Regal 660 (Cabot Corporation). Compound compositions (except the least common latex additives) are set forth in Table 7 below.

마스터배치 조성Masterbatch Composition 성분ingredient 중량부Parts by weight 고무카본 블랙산토플렉스 134 (항산화제)TNPP (산화방지제)Rubber Carbon Black Santoplex 134 (Antioxidant) TNPP (Antioxidant) 100550.40.3100550.40.3 총량Total amount 155.7155.7

엘라스토머 마스터배치 생산 장치는 도 1, 3 및 7에 대해 전술한 장치와 상당히 동일하였다. 슬러리 노즐 팁 (도 7의 참고번호 167 참조)은 축길이가 0.508 ㎝(0.2 인치)인 부분이 있는 직경 0.064 ㎝(0.025 인치)이었다. 응고 지대 (도 3의 참고번호 53 참조)에는 직경 0.477 ㎝(0.188 인치) 및 축방향 길이 약 2.502 ㎝(약 0.985인치) (혼합 헤드내의 부분 및 여기에 밀봉된 확장기내의 부분임)의 제1 부분, 직경 0.675 ㎝(0.266 인치) 및 축방향 길이 4.064 ㎝(1.6 인치)의 제2 부분, 직경 0.955 ㎝(0.376 인치) 및 축방향 길이 5.730 ㎝(2.256 인치)의 제3 부분 및 직경 1.351 ㎝(0.532 인치) 및 축방향 길이 8.103 ㎝(3.190 인치)의 제4 부분이 포함되었다. 또한, 전술한 부분 사이의 축방향으로 짧은 상호연결 부위가 있다. 마스터배치의 제조는 하기에 더 상세히 기재된다.The elastomer masterbatch production apparatus was substantially the same as the apparatus described above with respect to FIGS. 1, 3 and 7. The slurry nozzle tip (see reference number 167 in FIG. 7) was 0.064 cm (0.025 inch) in diameter with a portion having an axial length of 0.508 cm (0.2 inch). The solidification zone (see reference numeral 53 in FIG. 3) has a first diameter of 0.477 cm (0.188 inch) and an axial length of about 2.502 cm (about 0.985 inch) (part of the mixing head and part of the expander sealed thereto). Portion, a second portion of 0.666 cm (0.675 cm) in diameter and 1.6 inches (4.064 cm) in axial length, a third portion of 0.376 inch (0.955 cm) in diameter and 2.256 inches (5.730 cm) in axial length, and 1.351 cm (diameter) 0.532 inch) and an axial length of 8.103 cm (3.190 inch) of a fourth portion. In addition, there are axially short interconnections between the aforementioned parts. The preparation of the masterbatch is described in more detail below.

1. 카본 블랙 슬러리 제조:1. Carbon Black Slurry Manufacturing:

카본 블랙의 백을 교반기가 장착된 카본 블랙 슬러리 탱크에서 탈이온수와 혼합하였다. 교반기는 펠렛을 파편으로 깨뜨리고, 카본 블랙 14.9 중량%를 갖는 조 슬러리가 형성되었다. 조 슬러리를 파이프라인 분쇄기를 사용하여 재순환시켰다. 작동 동안, 이 슬러리를 공기 격판 펌프에 의해 초기 분산 동안 콜로이드 밀로 연속적으로 펌핑하였다. 이어서, 슬러리를 가공 공동 펌프에 의해 가압화 및 전단용 균질화기, 특히 미소유동화기 모델 M210 (Microfluidics International Corporation)로 공급하여 최종 분쇄된 슬러리를 제조하였다. 미소유동화기에서 혼합 지대로의 슬러리 유량은 미소유동화기 속도에 의해 조정하고, 미소유동화기는 고압 양가 대체 펌프로 작용하였다. 슬러리 유량은 마이크로모션 (등록상표) 질량 유동계로 모니터링하였다. 카본 블랙 슬러리를 약 130 psig 범위의 압력에서 미소유동화기에 공급하였고, 유출압 압력은 450 psig 유출압에 조정된 축압기에 대해 3000 psig에 조정하여 슬러리가 1.77 ㎏/분(3.9 lb/분)의 유량 및 약 91.44 m/초(약 300 ft/초)의 속도에서 혼합 지대로 제트로서 도입되게 하였다.The bag of carbon black was mixed with deionized water in a carbon black slurry tank equipped with a stirrer. The stirrer broke the pellets into pieces and a crude slurry with 14.9 wt% carbon black was formed. The crude slurry was recycled using a pipeline mill. During operation, this slurry was continuously pumped into a colloid mill during initial dispersion by an air diaphragm pump. The slurry was then fed by a process cavity pump to a homogenizer for pressurization and shear, in particular a microfluidizer model M210 (Microfluidics International Corporation) to prepare the final milled slurry. The flow rate of slurry from the microfluidizer to the mixing zone was adjusted by the microfluidizer speed, and the microfluidizer acted as a high pressure bivalent replacement pump. Slurry flow rates were monitored with a MicroMotion® mass flow meter. The carbon black slurry was fed to the microfluidizer at a pressure in the range of about 130 psig, and the outlet pressure was adjusted to 3000 psig for the accumulator adjusted to 450 psig outlet pressure, yielding a slurry of 1.77 kg / min (3.9 lb / min). It was allowed to be introduced as a jet into the mixing zone at a flow rate and a speed of about 91.44 m / sec (about 300 ft / sec).

2. 라텍스 전달2. Latex Delivery

라텍스를 탱크, 특히 208.2 ℓ(55 갈론)의 공급 탱크에 하중시켰다. 산화방지제 유제를 하중 전에 라텍스에 첨가하였다. 트리스 노닐 페닐 포스파이트 (TNPP) 0.3 phr 및 산토플렉스 (등록상표) 134 (알킬-아릴 p-페닐렌 디아민 혼합물) 0.4 phr로 구성된 산화방지제를 첨가하였다. 각각의 산화방지제를 pH 약 10에 유제를 조정하기 위해 수산화칼륨과 함께 산화방지제 100 부 당 포타슘 올레에이트 4 부를 사용하여 40 중량% 유제로서 제조하였다. 연동 펌프를 사용하여 라텍스를 공급 탱크에서 응고 반응조의 혼합 지대로 이동시켰다. 라텍스 유량은 1.45 내지 1.54 ㎏/분(3.2 내지 3.3 lbs/분) 및 약 1.19 m/초(약 3.9 ft/초)이었고, 엔드레스+하우서 (Endress+Hauser, 미국 인디아나주 그린우드 소재)로 칭량하였다. 라텍스 공급율 대 카본 블랙 슬러리 공급율의 적절한 비율을 유지함으로써, 목적하는 카본 블랙 부하량 55 phr을 얻었다.The latex was loaded into a tank, especially a feed tank of 208.2 liters (55 gallons). Antioxidant emulsion was added to the latex prior to loading. An antioxidant consisting of 0.3 phr of trisnonyl phenyl phosphite (TNPP) and 0.4 phr of Santoplex® 134 (alkyl-aryl p-phenylene diamine mixture) was added. Each antioxidant was prepared as a 40 wt% emulsion using 4 parts of potassium oleate per 100 parts of antioxidant with potassium hydroxide to adjust the emulsion to pH about 10. Peristaltic pumps were used to transfer the latex from the feed tank to the mixing zone of the coagulation reactor. Latex flow rates were 1.45 to 1.54 kg / min (3.2 to 3.3 lbs / min) and about 1.19 m / sec (about 3.9 ft / sec), weighed by Endress + Hauser, Greenwood, Indiana It was. By maintaining an appropriate ratio of latex feed rate to carbon black slurry feed rate, the desired carbon black loading 55 phr was obtained.

3. 카본 블랙 및 라텍스 혼합3. Carbon black and latex mixed

카본 블랙 슬러리 및 라텍스를, 라텍스를 카본 블랙에 인트레인시켜 혼합하였다. 인트레인 동안, 카본 블랙을 라텍스 중으로 친밀하게 혼합하고 혼합물을 응고시켰다. 연질의 습윤 스폰지 "The carbon black slurry and latex were mixed by intraining the latex to carbon black. During intrain, the carbon black was intimately mixed into the latex and the mixture solidified. Soft Wet Sponges "

4. 탈수4. Dehydration

응고 반응조로부터 방출된 습윤 크럼은 물 약 78 %이었다. 습윤 크럼은 탈수 압출기 (The French Oil Mill Machinery Company, 직경 8.89 ㎝(3.5 인치))으로 수분 약 12 내지 13 %로 탈수시켰다. 압출기에서, 습윤 크럼을 압착시키고 물을 크럼으로부터 압출기의 구멍 뚫린 통을 통하여 제거하였다.The wet crumb released from the coagulation reactor was about 78% of water. The wet crumb was dewatered with a dehydration extruder (3.5 inches), The French Oil Mill Machinery Company, about 12-13% moisture. In the extruder, the wet crumb was compressed and water was removed from the crumb through the perforated barrel of the extruder.

5. 건조 및 냉각5. Drying and Cooling

탈수된 크럼을 제2 압출기로 적하하고, 여기서 다시 압착시키고 가열하였다. 물을 압출기의 다이 플레이트를 통하여 크럼을 배제할 때 물을 흘려보냈다. 생성물 방출 온도는 약 137.78 ℃ 내지 187.78 ℃(약 280。F 내지 370。F)이었고, 수분 함량은 약 0.3 내지 4 중량%이었다. 고온의 건식 크럼을 강제된 공기 진동 컨베이어에 의해 약 37.78 ℃(약 100。F)로 신속하게 냉각시켰다 (약 20초).The dewatered crumb was dropped into a second extruder where it was again compacted and heated. Water flowed through the die plate of the extruder when crumb was removed. The product release temperature was about 137.78 ° C. to 187.78 ° C. (about 280 ° F. to 370 ° F.) and the moisture content was about 0.3 to 4 wt%. The hot dry crumb was quickly cooled (about 20 seconds) to about 37.78 ° C. (about 100 ° F.) by a forced air vibration conveyor.

실시예 D 및 FExamples D and F

2개의 건식 혼합 대조 마스터배치를 건식 저작으로 제조하였다. 대조는, 실시예 D에서 천연 고무가 라텍스 보다는 RSS1 NR인 것을 제외하고 실시예 C (상기 표 7 참조)와 동일한 조성을 사용하였다. 실시예 E에서 고무는 SMR 10 NR이었다. 각각을 BR 반부리 혼합기에서 고무를 예비 저작하여 제조하였다. 실시예 D의 고무를 10분 동안 118 rpm에서 저작하였다. 실시예 E의 고무를 4분 동안 77 rpm에서 저작하였다.Two dry mixed control masterbatches were prepared by dry chewing. For control, the same composition as Example C (see Table 7 above) was used except that the natural rubber in Example D was RSS1 NR rather than latex. In Example E the rubber was SMR 10 NR. Each was prepared by premasticating the rubber in a BR half-blow mixer. The rubber of Example D was masticated at 118 rpm for 10 minutes. The rubber of Example E was masticated at 77 rpm for 4 minutes.

실시예 C, D 및 E의 비교Comparison of Examples C, D and E

실시예 C의 마스터배치 및 실시예 D 및 E의 2개의 대조 마스터배치를 BR 반부리 혼합기에서 혼합하였다. 하기 표 8에 혼합 계획을 개시하였다.The masterbatch of Example C and two control masterbatches of Examples D and E were mixed in a BR half-bowl mixer. The mixing scheme is disclosed in Table 8 below.

혼합 계획Mixed planning 마스터배치Masterbatch 예비 저작Preliminary work I 단계 혼합I phase mixing II 단계 (최종) 혼합Phase II (Final) Blend 실시예 CExample C 없음none 없음none BR 반부리 혼합기77 rpm, 4.5분BR Half Beak Mixer77 rpm, 4.5 minutes 실시예 DExample D BR 반부리 혼합기118 rpm, 10분BR Half-broom mixer118 rpm, 10 minutes BR 반부리 혼합기77 rpm, 3분BR Half Beak Mixer77 rpm, 3 minutes BR 반부리 혼합기77 rpm, 4.5분BR Half Beak Mixer77 rpm, 4.5 minutes 실시예 EExample E BR 반부리 혼합기77 rpm, 4분BR Half Beak Mixer77 rpm, 4 minutes BR 반부리 혼합기77 rpm, 8분BR Half Beak Mixer77 rpm, 8 minutes BR 반부리 혼합기77 rpm, 4.5분BR Half Beak Mixer77 rpm, 4.5 minutes

혼합 조성을 하기 표 9에 제공하였다.Mixed compositions are provided in Table 9 below.

II 단계 경화물 첨가Step II Add Cured Product 성분ingredient 중량부Parts by weight 실시예 4의 마스터배치 또는실시예 5 또는 6의 I 단계 건식 혼합물아조 66 (산화아연)히스트렌 5016 (스테아르산)산토플렉스 13 (산화방지제)개선된 광선 차단제 (왁스)윙스테이(Wingstay) 100 (산화방지제)산토큐어 (Santocure) NS (황 가속제)황Masterbatch of Example 4 or Stage I dry mixture of Examples 5 or 6 Azo 66 (zinc oxide) Histren 5016 (Stearic acid) Santoplex 13 (Antioxidant) Improved sunscreen (Wax) Wingstay 100 (Antioxidant) Santocure NS (Sulfur Accelerator) 1554.02.02.02.01.01.8101554.02.02.02.01.01.810 총량Total amount 168.8168.8

모든 3개의 화합물은 최소 전환율로 양호한 거동의 경화를 나타냈다. 감소된 에너지 유입량에도 불구하고, 실시예 C의 재료는 매우 양호한 매크로-분산도를 갖는 것으로 밝혀졌고, 그의 졸 부분의 분자량 (중량 평균) MWsol은 대조의 것 보다 상당히 높았다. 이들 데이터는 하기 표 10에 요약하였다.All three compounds showed good behavior cure with minimal conversion. Despite the reduced energy input, the material of Example C was found to have a very good macro-dispersity and the molecular weight (weight average) MW sol of its sol portion was significantly higher than that of the control. These data are summarized in Table 10 below.

마스터배치 및 화합물 특성Masterbatch and Compound Properties 실시예 CExample C 실시예 DExample D 실시예 EExample E 마스터배치 특성Masterbatch Characteristics 무니 점도ML(1+4)@100 ℃Mooney Viscosity ML (1 + 4) @ 100 ° C 125125 124124 126126 결합된 고무 (%)Combined Rubber (%) 5050 3232 4444 MWsol(x 10-6)MW sol (x 10 -6 ) 0.6780.678 0.4660.466 0.4630.463 미분산된 영역 퍼센트 (D %)Undispersed Area Percentage (D%) 0.120.12 1.481.48 2.822.82 화합물 특성Compound properties 경도Hardness 6262 6565 6262 100 % 탄성율 (psi)100% modulus of elasticity (psi) 239239 315315 270270 300 % 탄성율 (psi)300% modulus (psi) 10871087 12621262 12161216 신장 강도 (psi)Elongation strength (psi) 44624462 40994099 43444344 신장율 (%)Elongation (%) 675675 591591 600600 최대 탄 델타@ 60 ℃ (스트레인 스위프)Maximum Tan Delta 60 ℃ (strain sweep) 0.1890.189 0.2370.237 0.1840.184 크랙 성장률(㎝/백만 사이클)Crack growth rate (cm / million cycles) 0.80.8 5.05.0 5.85.8

추가의 실시예 및 비교Additional Examples and Comparisons

본 발명에 따른 매우 바람직한 엘라스토머 복합체는 상기 개시된 방법 및 장치에 따라 제조하였다. 특히, 동일하거나 유사한 출발물로 형성된 공지된 복합체에서 이전에 발견된 것 보다 상당히 양호한 매크로-분산 수준 및(또는) 천연 고무 분자량을 갖는 신규의 마스터배치를 천연 고무 라텍스 및 카본 블랙으로 형성하였다. 도 8은 바람직한 마스터배치 조성물에 사용된 다양한 카본 블랙 충전제의 표면적 및 구조, 특히 ASTM D3765-85에 따른 카본 블랙의 그램 당 제곱 미터로 표현되는 CTAB 표면적 및 ASTM D2414에 따른 카본 블랙의 100 그램 당 DBP의 세제곱 세티미터로 표현된 디부틸 프탈레이트 흡수량 (DBPA) 값을 보여준다. 도 8은 카본 블랙의 3개의 상이한 영역으로 나누어진 것으로 보인다. 영역 I은 낮은 구조 및 높은 표면적을 갖는 카본 블랙을 포함하고, 이들은 통상의 건식 혼합 기술을 사용하여 천연 고무 및 다른 엘라스토머에 분산되는 것이 어렵다. 따라서, 영역 I의 카본 블랙은 다른 카본 블랙과 같이 광범위하게 시판용으로 사용되지 않는다. 통상의 건식 혼합 기술을 사용하여 영역 I의 카본 블랙으로 제조된 마스터배치 및 경화된 엘라스토머 조성물은 불량한 매크로-분산도 및 전형적으로 낮은 MWsol을 가졌다. 영역 II의 카본 블랙은 영역 I의 것 보다 높은 구조를 가졌다. 전형적으로, 천연 고무의 MWsol가 상당히 저하된 이러한 확장된 건식 혼합에 주입될 경우, 이들은 합리적으로 차량 타이어 제품용 천연 고무에 양호하게 분산되었다. 도 8의 영역 III의 카본 블랙은 그들의 구조에 비해 낮은 표면적을 가졌다. 따라서, 이들은 건식 혼합을 통하여 천연 고무에 허용가능한 분산 및 바람직하지 못한 MWsol의 저하로 사용되었다. 도 8의 모든 3개의 영역의 카본 블랙의 분산도, 특히 매크로-분산도는 본 명세서에 개시된 엘라스토머 복합체에서 상당히 개선되었고, 바람직한 실시태양에 따른 천연 고무의 상당히 높은 MWsol을 달성할 수 있다.Very preferred elastomeric composites according to the present invention were prepared according to the methods and apparatus disclosed above. In particular, new masterbatches with macro-dispersion levels and / or natural rubber molecular weights that were significantly better than previously found in known composites formed from the same or similar startings were formed from natural rubber latex and carbon black. 8 shows the surface area and structure of various carbon black fillers used in preferred masterbatch compositions, in particular the CTAB surface area expressed in square meters per gram of carbon black according to ASTM D3765-85 and DBP per 100 grams of carbon black according to ASTM D2414. Dibutyl phthalate uptake (DBPA) values are expressed in cubic centimeters. 8 appears to be divided into three different regions of carbon black. Zone I comprises carbon blacks having a low structure and high surface area, which are difficult to disperse in natural rubber and other elastomers using conventional dry mixing techniques. Therefore, the carbon black in the region I is not used for commercial use as widely as other carbon blacks. Masterbatches and cured elastomeric compositions made of carbon black in zone I using conventional dry mixing techniques had poor macro-dispersity and typically low MW sol . Carbon black in zone II had a structure higher than that in zone I. Typically, when injected into these extended dry blends where the MW sol of natural rubber is significantly lowered, they reasonably dispersed well in natural rubber for vehicle tire products. The carbon black in region III of FIG. 8 had a lower surface area compared to their structure. Thus, they have been used for acceptable dispersion in natural rubber through dry mixing and undesirable degradation of MW sol . The dispersion of the carbon black in all three regions of FIG. 8, in particular the macro-dispersity, has been significantly improved in the elastomer composites disclosed herein and can achieve a significantly higher MW sol of natural rubber according to a preferred embodiment.

대조 시료 1 내지 443Control Samples 1-443

마스터배치의 대조 시료를 본 발명의 엘라스토머 복합체에 대해 비교용으로 하기 과정에 따라 건식 혼합에 의해 제조하였다.A control sample of the masterbatch was prepared by dry mixing according to the following procedure for comparison with respect to the elastomeric composite of the present invention.

1. 천연 고무의 저작1. Authoring of natural rubber

광범위한 분자량을 갖는 건식 마스터배치를 제조하기 위해, 시판용 천연 고무 (RSS1, SMR CV 및 SMR 10) 베일을 하기 조건 (충전 인자: 0.75)을 사용하여 BR 반부리 혼합기에서 예비 저작하였다.To prepare dry masterbatches with a wide range of molecular weights, commercially available natural rubbers (RSS1, SMR CV and SMR 10) bales were pre-wound in a BR halfburi mixer using the following conditions (fill factor: 0.75).

천연 고무 저작 조건Natural rubber chewing conditions 시료 코드Sample code 저작writing 회전기 속도 (rpm)Rotor speed (rpm) 냉각수cooling water 저작 시간 (분)Authoring time (minutes) M1M1 미수행Not performed M2M2 수행Perform 7777 작동work 44 M3M3 수행Perform 118118 작동work 66 M4M4 수행Perform 118118 작동work 1010

2. 예비 저작된 천연 고무와의 카본 블랙의 혼합2. Mixing of Carbon Black with Pre-Branched Natural Rubber

상이한 수준의 매크로-분산 특성을 갖는 천연 고무 건식 마스터배치를 제조하기 위해, 하기 혼합 과정을 BR 반부리 혼합기에서 사용하였다. 충전 인자는 0.70이었다. 마스터배치 성분 및 혼합 과정을 하기 표 12에 기재하였다.To prepare a natural rubber dry masterbatch having different levels of macro-dispersion properties, the following mixing procedure was used in a BR half-binder mixer. The filling factor was 0.70. The masterbatch components and mixing procedure are listed in Table 12 below.

천연 고무 건식 마스터배치 조성Natural Rubber Dry Masterbatch Composition 성분ingredient phr (고무의 100 중량부 당 부)phr (parts per 100 parts by weight of rubber) 천연 고무caoutchouc 100100 카본블랙Carbon black 하기 표 참조See the table below 오일oil 하기 표 참조See the table below 산토플렉스 (산화방지제)Santoplex (Antioxidant) 0.40.4 TNPP (산화방지제)TNPP (Antioxidant) 0.30.3 혼합 과정:0분: 예비 저작된 천연 고무를 첨가함 (77 rpm, 45 ℃).1분: 블랙, 오일 및 산화방지제를 첨가함.Mixing process: 0 min: Add pre-chewed natural rubber (77 rpm, 45 ° C). 1 min: Add black, oil and antioxidant.

상이한 수준의 매크로-분산액을 M1 내지 M4의 예비 저작된 천연 고무의 시료를 하기 표 13에 보여주는 바와 같이, 상이한 혼합 시간 동안 건식 혼합하여 제조하였다. 예를 들어, 표 13에서 시료 코드 M2D1은 표 12의 조성에 따라 10분 동안 혼합된 예비 저작된 천연 고무 M2 (상기 표 11 참조)의 대조 시료를 나타낸다.Different levels of macro-dispersions were prepared by dry mixing samples of pre-masticated natural rubbers of M1 to M4 for different mixing times, as shown in Table 13 below. For example, in Table 13 sample code M2D1 represents a control sample of pre-masticated natural rubber M2 (see Table 11 above) mixed for 10 minutes according to the composition of Table 12.

혼합 시간Mixing time 건식 NR 마스터배치 시료 코드Dry NR Masterbatch Sample Code 예비 저작된 NRPre-authored NR 혼합 시간Mixing time M1D4M1D4 M1M1 44 M1D3M1D3 M1M1 66 M1D2M1D2 M1M1 88 M1D1M1D1 M1M1 1010 M2D4M2D4 M2M2 44 M2D3M2D3 M2M2 66 M2D2M2D2 M2M2 88 M2D1M2D1 M2M2 1010 M3D4M3D4 M3M3 44 M3D3M3D3 M3M3 66 M3D2M3D2 M3M3 88 M3D1M3D1 M3M3 1010 M4D4M4D4 M4M4 44 M4D3M4D3 M4M4 66 M4D2M4D2 M4M4 88 M4D1M4D1 M4M4 1010

3. 천연 고무 마스터배치 대조 시료의 최종 혼합3. Final Mix of Natural Rubber Masterbatch Control Samples

화합물 성능을 평가하기 위해, 추가의 성분을 표 14에 보여주는 조성에 따른 건식 저작된 천연 고무 마스터배치 대조 시료에 첨가하였다.To assess compound performance, additional ingredients were added to the dry masticated natural rubber masterbatch control samples according to the compositions shown in Table 14.

최종 혼합물에 대한 추가의 성분Additional ingredients for the final mixture 성분ingredient 중량부Parts by weight 아조 66 (산화아연)히스트렌 5016 (스테아르산)산토플렉스 13 (산화방지제)개선된 광선 차단제 (왁스)윙스테이 100 (산화방지제)산토큐어 NS (황 가속제)황Azo 66 (Zinc Oxide) Histren 5016 (Stearic Acid) Santoplex 13 (Antioxidant) Improvement Sunscreen (Wax) Wingstay 100 (Antioxidant) Santocure NS (Sulfur Accelerator) 4.02.02.02.01.01.81.04.02.02.02.01.01.81.0

적어도 상당히 완전히 경화될 때까지, 전형적으로 10 내지 30분까지 150 ℃에서 표준 경화 기술에 따라 화합물을 경화시켰다. 이점에 있어서, 상기 표 14에 제공된 조성을 포함하는 동일하거나 상당히 동일한 최종 혼합 과정을 모든 대조 시료 뿐만 아니라 하기 기재된 방식으로 제조되고 (바람직한 실시태양의 실시예 참조) 경화된 본 발명의 엘라스토머 복합체의 모든 시료에 대해 사용하였고, 화합물 특성 및 성능 특성을 시험하였다.Compounds were cured according to standard curing techniques, typically at 150 ° C. until 10-30 minutes, at least until they were fully cured. In this regard, all samples of the elastomeric composites of the present invention prepared and cured in the manner described below (see examples of preferred embodiments), as well as all control samples, have the same or substantially the same final mixing procedure comprising the compositions provided in Table 14 above. And compound and performance characteristics were tested.

하기 표 15 내지 23에 대조 시료 1 내지 443의 졸 분자량 MWsol및 매크로-분산도 D (%)를 개시하였다. 시료들을 카본 블랙의 선택에 따라 표에 분류하였다. 제공된 표내에서, 시료들을 천연 고무의 선택 및 카본 블랙 부하량 및 오일 부하량에 의해 분류하였다. 표 표제는 표준 명칭에 따른 이 정보를 보여준다. 따라서, 예를 들어 표 15의 표제 "N330/55 phr/0"은 오일이 없는 N330 카본 블랙 55 phr를 나타낸다. 표의 부제는 천연 고무의 선택을 보여준다. 특히, 대조 시료 1 내지 443은 표준 등급 천연 고무 RSS1, SMR CV 및 SMR 10으로 제조된 것으로 보인다. 문헌 (Rubber World Magaxine's Blue Book, Lippincott and Peto, Inc., 미국 오하이오주 아크론 주재)에서와 같은 이들 천연 고무에 대한 기술적 서술을 광범위하게 이용할 수 있다. 임의 예비 저작 (M1) 전 및 다양한 양의 예비 저작 (M2-M4) 후의 천연 고무의 분자량 MWsol는 또한 하기 표 15 내지 23에 보여준다.The sol molecular weight MW sol and macro-dispersity D (%) of Control Samples 1-443 are set forth in Tables 15-23 below. Samples were sorted in the table according to the choice of carbon black. Within the table provided, samples were sorted by selection of natural rubber and carbon black loading and oil loading. Table headings show this information according to standard names. Thus, for example, the title “N330 / 55 phr / 0” in Table 15 refers to 55 phr of N330 carbon black without oil. The subtitle in the table shows the selection of natural rubber. In particular, Control Samples 1-443 appear to be made of standard grade natural rubber RSS1, SMR CV and SMR 10. Technical descriptions of these natural rubbers are widely available, such as from Rubber World Magaxine's Blue Book, Lippincott and Peto, Inc., Akron, Ohio, USA. The molecular weight MW sol of the natural rubber before any pretreatment (M1) and after various amounts of pretreatment (M2-M4) is also shown in Tables 15-23 below.

바람직한 태양에 대한 실시예Example for Preferred Aspects

본 발명에 따른 엘라스토머 복합체의 추가의 시료를 제조하였다. 상세하게는, 상기 실시예 A에 따른 일반적인 장치 및 절차를 사용하여 본 발명에 따른 일련의 천연 고무 엘라스토머 복합체 제1-32를 제조하였다. 엘라스토머 복합체는 하기 표 24에 나타낸 특성을 갖는 말레이시아산 천연 고무 필드 라텍스를 포함하였다. 엘라스토머 복합체는 각각 도 8의 영역 I, II 또는 III의 형태학적 특성(구조 및 표면적)을 갖는 카본 블랙을 더 포함하였다. 상세하게는, 카본 블랙으로서, 리갈(Regal: 등록상표) 660, N234, N326, N110, 리갈(등록상표) 250, N330, 블랙 펄(Black Pearl)(등록상표) 800, 스터링(Sterling)(등록상표) 6740 및 N351을 사용하였다. 카본 블랙 부하량은 30 내지 75 phr의 범위이고, 증량제 오일 부하량은 0 내지 20 phr의 양이었다. 엘라스토머 복합체 시료 제1-32의 제조에 대한 상세한 사항을 표 25에 나타낸다.Additional samples of the elastomeric composites according to the invention were prepared. Specifically, a series of natural rubber elastomer composites 1-32 according to the present invention were prepared using the general apparatus and procedure according to Example A above. The elastomeric composite included a Malaysian natural rubber field latex with the properties shown in Table 24 below. The elastomeric composite further included carbon black having morphological properties (structure and surface area) of regions I, II or III of FIG. 8, respectively. Specifically, as carbon black, Regal (Regal) 660, N234, N326, N110, Regal (registered trademark) 250, N330, Black Pearl (registered trademark) 800, Sterling (registration) 6740 and N351. Carbon black loading was in the range of 30 to 75 phr and extender oil loading was in the amount of 0 to 20 phr. Table 25 shows the details of preparation of Elastomer Composite Sample Nos.

상기에서 언급한 바와 같이, 엘라스토머 복합체 제1 - 32를 제조하기 위해 사용되는 장치 및 절차는 일반적으로 실시예 A에 따르고, 이들 복합체는 표 2에 나타낸 마스터배치 제제용 첨가제를 포함한다. 엘라스토머 복합체 제1 - 32에 사용되는 장치 및 절차에 대해 하기에 보다 상세하게 기술한다.As mentioned above, the devices and procedures used to prepare the elastomeric composites 1-32 are generally in accordance with Example A, which includes the additives for the masterbatch formulation shown in Table 2. The devices and procedures used for elastomeric composites 1-32 are described in more detail below.

1. 장치1. Device

도 1, 4 및 7를 참조하여 상기한 본 발명의 장치와 실질적으로 일치하는 마스터배치 제조 장치를 사용하여 발명 시료 제1 - 32를 제조하였다. 각 시료 제1 - 32에 대하여, 슬러리 노즐 팁(도 7의 제167번 참조)의 직경 및 부분(도 7의 제168번 참조)의 길이를 표 25에 나타낸다. 장치의 응고 지대는 혼합 지대로부터 방출 말단부에 이르기까지 직경이 점차적으로 증가하는 4개의 지대를 구비한다. 각 4개의 지대(제1 지대으 일부는 혼합 헤드에 일부는 이에 봉합된 확장기 내에 존재한다)의 직경 및 축 길이를 표 25에 수록한다. 지대 사이에는 축방향으로 짧은 꼭맞는 내부 연결부가 존재한다.Inventive Samples 1-32 were prepared using a masterbatch manufacturing apparatus substantially consistent with the apparatus of the present invention described above with reference to FIGS. For each of the samples 1 to 32, the diameter of the slurry nozzle tip (see 167 in FIG. 7) and the length of the portion (see 168 in FIG. 7) are shown in Table 25. The coagulation zone of the device has four zones that gradually increase in diameter from the mixing zone to the discharge end. Table 25 lists the diameter and axial length of each of the four zones (some of which are present in the dilator, some of which are in the mixing head and some of which are sealed in). Between the zones there are axially short fitting internal connections.

2. 카본 블랙 슬러리 제조2. Carbon Black Slurry Manufacturing

교반기가 구비된 카본 블랙 슬러리 탱크에서 카본 블랙 백을 탈이온수와 혼합하였다. 교반기에 의해 펠렛을 단편으로 파쇄시켜 조제(粗製) 카본 블랙 슬러리를 형성하였다. 각 시료에 대한 카본 블랙 슬러리 중의 카본 블랙 농도(중량%)를 표 25에 수록한다. 수행 중에, 공기 격판(diaphragm) 펌프를 사용하여 초기 분산용 분쇄기에 슬러리를 연속적으로 주입하였다. 이어서, 공기 격판 펌프를 사용하여 슬러리를 콜로이드 밀로 주입하고, 이어서 진행성 공극 펌프를 통해 균질화기, 상세하게는 미소유동화기(Microfluidizer) 모델 M210(Microfluidics International Corporation 제품)로 주입하였다. 상기 미소유동화기에 의해 미세하게 분화된 슬러리가 얻어졌다. 미소유동화기 압력, 고압 양성화 전위 펌프로 작용하는 미소유동화기를 사용하여, 미소유동화기로부터 혼합 지대로의 슬러리 유량을 설정하였다. 슬러리 유량을 마이크로모션(Micromotion:등록상표) 질량 유동계로 모니터하였다. 카본 블랙 슬러기가 균질화기로 주입되는 압력 및 균질화기 유출 압력(모든 압력은 psig 단위임)을 각 시료에 대해 표 25에 수록한다. 균질화기로부터 카본 블랙 슬러리를 축척기에 주입하여 혼합 지대의 슬러리 노즐 팁에서 슬러리 압력이 임의로 변동되는 것을 감소시켰다. 각 시료에 대해 슬러리가 혼합 지대로 주입된 슬러리 노즐 팁 압력 및 유량을 표 25에 수록한다.In a carbon black slurry tank equipped with a stirrer, the carbon black bag was mixed with deionized water. The pellet was broken into pieces by a stirrer to form a crude carbon black slurry. Table 25 shows the carbon black concentration (wt%) in the carbon black slurry for each sample. During the run, slurry was continuously injected into the initial dispersion grinder using an air diaphragm pump. The slurry was then injected into a colloid mill using an air diaphragm pump, followed by a homogenizer, in particular a microfluidizer model M210 (manufactured by Microfluidics International Corporation) via a progressive pore pump. A finely divided slurry was obtained by the microfluidizer. The microfluidizer pressure and the slurry flow rate from the microfluidizer to the mixing zone were set using a microfluidizer serving as a high pressure positive potential pump. The slurry flow rate was monitored with a Micromotion® mass flow meter. The pressure at which carbon black sludge is injected into the homogenizer and the homogenizer outlet pressure (all pressures are in psig) are listed in Table 25 for each sample. Carbon black slurry was introduced into the scaler from the homogenizer to reduce random fluctuations in slurry pressure at the slurry nozzle tip of the mixing zone. Table 25 lists the slurry nozzle tip pressures and flow rates for which the slurry was injected into the mixing zone for each sample.

3. 라텍스 운반3. Latex carrying

라텍스를 208 ℓ(55 갤론) 공급 드럼에 장입하였다. 이어서, 산화방지성 유제를 라텍스에 부가하고 장입 전에 혼합하였다. 트리스 노닐 페닐 포스파이트(TNPP) 및 산토플렉스(Santoflex: 등록상표) 134(알킬아릴 p-페닐렌 디아민 혼합물)을 포함하는 산화방지제를 표 25에 나타낸 양으로 부가하였다. 유제의 pH를 약 10으로 조절하는 수산화칼륨과 함께 산화방지제 100 부 당 올레산칼륨 4 부를 사용하여 각 산화방지제를 40 중량%의 유제로서 제조하였다. 경우에 따라, 증량제 오일을 표 25에 나타낸 양으로 부가하였다. 페리스탤틱(peristaltic) 펌프를 사용하여 응고 반응조의 공급 드럼으로부터 혼합 지대로 라텍스를 이동시켰다. 라텍스 유량 및 속도를 표 25에 나타낸다. 라텍스 유동성을 엔드레스(Endress) + 하우서(Hauser) 질량 유동계로 기계적으로 측량하였다.Latex was charged to a 208 liter (55 gallon) feed drum. The antioxidant emulsion was then added to the latex and mixed before charging. Antioxidants including trisnonyl phenyl phosphite (TNPP) and Santoflex® 134 (alkylaryl p-phenylene diamine mixture) were added in the amounts shown in Table 25. Each antioxidant was prepared as 40% by weight emulsion using 4 parts potassium oleate per 100 parts antioxidant with potassium hydroxide adjusting the pH of the emulsion to about 10. If desired, extender oil was added in the amounts shown in Table 25. A peristaltic pump was used to transfer the latex from the feed drum of the coagulation bath to the mixing zone. Latex flow rates and rates are shown in Table 25. Latex fluidity was mechanically measured with an Endress + Hauser mass flow meter.

카본 블랙 슬러리 공급 속도에 대한 라텍스 공급 속도의 비를 적합하게 유지하여 목적하는 카본 블랙 부하량을 얻었다.The ratio of the latex feed rate to the carbon black slurry feed rate was properly maintained to obtain the desired carbon black loading.

4. 카본 블랙 및 라텍스 혼합4. Carbon black and latex mixed

라텍스를 카본 블랙 슬러리 내로 인트레인시켜 카본 블랙 슬러리 및 라텍스를 혼합하였다. 인트레인 중에, 카본 블랙을 응고된 라텍스 및 혼합물로 친밀하게 혼합하였다. 부드럽고 젖은 스폰지같은 "워엄"의 응고체가 응고 반응조로부터 배출되었다.Latex was introduced into the carbon black slurry to mix the carbon black slurry and latex. In the intrain, carbon black was mixed intimately with the coagulated latex and mixture. A "warm" coagulum, such as a soft and wet sponge, was discharged from the coagulation reactor.

5. 탈수5. Dehydration

응고 반응조로부터 방출된 습윤 크럼의 함수량을 표 25에 나타낸다. 탈수 압출기(The French Oil Mill Machinery Company; 직경: 8.89 cm(3.5 in))를 사용하여 습윤 크럼을 탈수시켰다. 압출기에서, 습윤 크럼이 압축되고, 크럼으로부터 물이 짜내어지고 압출기의 슬롯화 배럴을 통과한다. 최종 크럼의 함수량을 본 발명의 각 시료에 대해 표 25에 나타낸다.Table 25 shows the water content of the wet crumbs released from the coagulation reactor. The wet crumb was dewatered using a dewatering extruder (The French Oil Mill Machinery Company; diameter: 8.89 cm (3.5 in)). In the extruder, the wet crumb is compressed, water is squeezed out of the crumb and passed through the slotting barrel of the extruder. The water content of the final crumb is shown in Table 25 for each sample of the present invention.

6. 건조 및 냉각6. Drying and Cooling

탈수된 크럼을 제2 압출기로 적하시켜서 다시 압축 및 가열하였다. 크럼을 압출기의 다이 플레이트를 통해 배제시킬 때 물이 유출되어 나왔다. 생성물 배출 온도 및 함수량을 표 25에 나타낸다. 강제 공기 진동 콘베이어에 의해 고온 건조된 크럼을 약 37.8 ℃(100 ℉)로 고속(약 20 초) 냉각시켰다.The dewatered crumb was dropped with a second extruder and again compressed and heated. Water came out when the crumb was removed through the die plate of the extruder. Product discharge temperature and water content are shown in Table 25. The hot dried crumb was forced to a high speed (about 20 seconds) to about 37.8 ° C. (100 ° F.) by a forced air vibration conveyor.

천연 고무 라텍스 특성Natural rubber latex properties 라텍스유형Latex Type 출처source 첨가제additive 건조 고무 %Dry rubber% 총 고체%Total solids% 회분%Ash% 질소ppmNitrogen ppm 휘발성 지방산Volatile fatty acids 농축물Concentrate TITI 라텍스SDN. BHD.TITI Latex SDN. BHD. 0.35% NH3ZnO, TMTD0.1% HHS0.35% NH 3 ZnO, TMTD0.1% HHS 6060 62.062.0 0.150.15 0.290.29 0.0220.022 필드 라텍스Field latex RRIMa, 9/94RRIM a , 9/94 0.15% HNSc0.3% NH3ZnO,TMTDb 0.15% HNS c 0.3% NH 3 ZnO, TMTD b 28.428.4 34.234.2 0.380.38 0.3660.366 0.0520.052 a. RRIM : 말레이지아의 the Rubber Research Instituteb. ZnO/TMTD : 생물학적 보존을 위해 사용됨, 전형적으로 0.025 %의 1:1 혼합물c. HNS : 히드록시아민 중성 황산염, 무니(Mooney) 점도 안정화제a. RRIM: the Rubber Research Instituteb. ZnO / TMTD: used for biological preservation, typically a 1: 1 mixture of 0.025% c. HNS: hydroxyamine neutral sulfate, Mooney viscosity stabilizer

역 가공 조건하에서 매크로-분산도를 측정하기 위해 미소유동화기 출구 등에서 출구 압력이 거의 가해지지 않은 상태로 시료 2 및 3이 생성되는 점에 주목해야 한다.It should be noted that Samples 2 and 3 are produced with little exit pressure applied at the microfluidizer outlet, etc. to measure macro-dispersity under reverse processing conditions.

얻어진 마스터배치에서의 우수한 카본 블랙 분산도는, 그의 매크로-분산 특성 및 졸 부분의 분자량 MWsol에 의해 입증된다. 하기 표 26은 본 발명의 시료 1 - 32에 대한 MWsol및 매크로-분산도 수치를, 각 시료에서 사용된 카본 블랙 및 오일(존재하는 경우)과 함께, 나타낸다. 카본 블랙 부하량 및 오일 부하량을 표 26에서 phr 수치로 나타낸다.The good carbon black dispersion in the obtained masterbatch is demonstrated by its macro-dispersion properties and the molecular weight MW sol of the sol portion. Table 26 below shows the MW sol and macro-dispersity values for Samples 1-32 of the present invention, together with the carbon black and oil (if present) used in each sample. Carbon black loadings and oil loadings are shown in Table 26 in phr values.

카본 블랙 부하량이 55 phr인 본 발명의 모든 시료에 대한 결과를, 건조 혼합법에 의해 제조된 상응하는 일련의 상기 천연 고무 대조 시료에 대한 매크로-분산도 및 MWsol수치와 함께 도 9의 세미-로그 플롯에 나타낸다. 각 카본 블랙을 55 phr의 부하량으로 포함하는 본 발명의 시료에 대한 1개 이상의 데이터 포인트를, 카본 블랙 부하량이 55 phr인 모든 대조 시료와 함께, 도 9에 나타낸다. (또한, 도 9에 33 phr의 N 351 카본 블랙 및 20부의 증량제 오일을 사용한 대조 시료 401 내지 412를 나타낸다.) 표 26 및 도 9로부터 본 발명의 시료는 우수한 매크로-분산도를 가짐을 알 수 있다. 상세하게는, 본 발명의 시료는 0.85 x 106을 초과하는 MWsol수치에서도 일반적으로 0.2 % 미만의 D(%) 수치를 가지는 반면, 대조 시료는 어떠한 MWsol에서도 이와 같은 우수한 매크로-분산도를 얻을 수 없다. 즉, 도 9에 나타낸 데이터는, 넓은 범위의 MWsol수치에 걸쳐 신규한 엘라스토머 복합체의 매크로-분산 특성은 공지된 선행하는 혼합법에 따른 유사한 성분을 사용하여 얻을 수 있는 매크로-분산 특성에 비해 현저히 우수함을 보여준다. 도 9에 나타낸 각종 데이터 포인트에 대해 사용된 기호 및 이후에 논의되는 도 10 - 25에서 사용되는 기호를 하기 범례에서 설명한다.Results for all samples of the present invention with a carbon black loading of 55 phr are shown in FIG. 9 with the macro-dispersity and MW sol values for the corresponding series of natural rubber control samples prepared by dry mixing. Shown in the log plot. One or more data points for the sample of the invention comprising each carbon black at a loading of 55 phr are shown in FIG. 9 with all control samples having a carbon black loading of 55 phr. (FIG. 9 also shows control samples 401 to 412 using 33 phr of N 351 carbon black and 20 parts of extender oil.) Table 26 and FIG. 9 show that the samples of the present invention have excellent macro-dispersity. have. Specifically, samples of the present invention generally have D (%) values of less than 0.2% at MW sol values of greater than 0.85 × 10 6 , while control samples exhibit such good macro-dispersity at any MW sol . Can not get That is, the data shown in FIG. 9 shows that the macro-dispersion properties of the novel elastomeric composites over a wide range of MW sol values are significantly higher than the macro-dispersion properties obtainable using similar components according to known prior mixing methods. Shows excellence The symbols used for the various data points shown in FIG. 9 and the symbols used in FIGS. 10-25 discussed later are described in the legend below.

<도면에 대한 설명><Description of Drawing>

도 9는 NR 마스터배치의 분산 특성 및 MWsol에 관한 것이다.9 relates to the dispersion characteristics and MW sol of the NR masterbatch.

도 10은 NR 마스터배치(영역 I)의 분산 특성 및 MWsol에 관한 것이다.10 relates to the dispersion characteristics and MW sol of the NR masterbatch (region I).

도 11은 NR 마스터배치(영역 II)의 분산 특성 및 MWsol에 관한 것이다.11 relates to the dispersion characteristics and the MW sol of the NR masterbatch (region II).

도 12는 NR 마스터배치(영역 III)의 분산 특성 및 MWsol에 관한 것이다.12 relates to the dispersion characteristics and the MW sol of the NR masterbatch (region III).

도 13는 NR 마스터배치(N330 카본 블랙, 55 phr)의 분산 특성 및 MWsol에 관한 것이다.FIG. 13 relates to the dispersion characteristics and MW sol of the NR masterbatch (N330 carbon black, 55 phr).

도 14는 NR 마스터배치(리갈 250 카본 블랙)의 분산 특성 및 MWsol에 관한 것이다.FIG. 14 relates to the dispersion characteristics and MW sol of the NR masterbatch (Regal 250 carbon black).

도 15는 NR 마스터배치(블랙 펄 800 카본 블랙, 55 phr)의 분산 특성 및 MWsol에 관한 것이다.FIG. 15 relates to the dispersion characteristics and MW sol of NR masterbatch (Black Pearl 800 carbon black, 55 phr).

도 16는 NR 마스터배치(N325 카본 블랙, 55 phr)의 분산 특성 및 MWsol에 관한 것이다.FIG. 16 relates to the dispersion characteristics and MW sol of NR masterbatch (N325 carbon black, 55 phr).

도 17은 NR 마스터배치(리갈 660 카본 블랙)의 분산 특성 및 MWsol에 관한 것이다.17 relates to the dispersion characteristics and MW sol of the NR masterbatch (Regal 660 carbon black).

도 18은 NR 마스터배치(N234 카본 블랙)의 분산 특성 및 MWsol에 관한 것이다.18 relates to the dispersion characteristics and MW sol of NR masterbatch (N234 carbon black).

도 19는 NR 마스터배치(N110 카본 블랙, 55 phr)의 분산 특성 및 MWsol에 관한 것이다.FIG. 19 relates to the dispersion characteristics and MW sol of NR masterbatch (N110 carbon black, 55 phr).

도 20은 NR 마스터배치(N351 카본 블랙, 33 phr)의 분산 특성 및 MWsol에 관한 것이다.20 relates to the dispersion characteristics and MW sol of NR masterbatch (N351 carbon black, 33 phr).

도 21은 NR 마스터배치(스터링 6740 카본 블랙, 55 phr)의 분산 특성 및 MWsol에 관한 것이다.FIG. 21 relates to the dispersion characteristics and MW sol of the NR masterbatch (stering 6740 carbon black, 55 phr).

도 22는 크랙 성장 속도에 미치는 MWsol의 영향에 관한 것이다(N234 카본 블랙 @ 55 phr 부하량을 함유한 NR 화합물).FIG. 22 relates to the effect of MW sol on crack growth rate (NR compound containing N234 carbon black @ 55 phr loading).

도 23은 크랙 성장 속도에 미치는 MWsol의 영향에 관한 것이다(N326 카본 블랙 @ 55 phr 부하량을 함유한 NR 화합물).FIG. 23 relates to the effect of MW sol on crack growth rate (NR compound containing N326 carbon black @ 55 phr loading).

도 24는 크랙 성장 속도에 미치는 MWsol의 영향에 관한 것이다(리갈 660 카본 블랙 @ 55 phr 부하량을 함유한 NR 화합물).24 relates to the effect of MW sol on crack growth rate (NR compound containing Legal 660 carbon black @ 55 phr loading).

도 25는 N234 블랙을 다양한 부하량으로 함유하는 NR 화합물의 최대 탄젠트 값(Tan) δ (신장 운동 곡선 @60 C)에 관한 것이다.FIG. 25 relates to the maximum tangent value (Tan) δ (extension kinetic curve @ 60 C) of NR compounds containing N234 black at various loadings.

도 30은 2중 상(카본 블랙/실리카) 집합체를 함유한 NR 마스터배치의 졸 부분의 매크로-분산 특성 및 MW에 관한 것이다.FIG. 30 relates to the MW and macro-dispersion characteristics of the sol portion of the NR masterbatch containing dual phase (carbon black / silica) aggregates.

도 31은 카본 블랙 및 실리카의 블렌드를 함유한 NR 마스터배치의 졸 부분의 매크로-분산 특성 및 MW에 관한 것이다.FIG. 31 relates to the macro-dispersion characteristics and MW of the sol portion of the NR masterbatch containing blends of carbon black and silica.

도 9에 나타낸 본 발명의 엘라스토머 복합체에 대한 매크로-분산 수치를 하기 수학식으로 기재한다:Macro-dispersion values for the inventive elastomeric composites shown in FIG. 9 are described by the following equation:

D(%) < 0.2 %D (%) <0.2%

(MWsol이 0.45 x 106미만인 경우)(When MW sol is less than 0.45 x 10 6 )

log(D) < log(0.2) + 2.0 x [MWsol-(0.45 x 106)] x 10-6 log (D) <log (0.2) + 2.0 x [MW sol- (0.45 x 10 6 )] x 10 -6

(0.45 x 106< MWsol< 1.1 x 106인 경우)(0.45 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 )

상기 논의로부터, 상기 수학식 1에서의 매크로-분산도 D(%)는 10 미크론을 초과하는 결함에 대해 측정된 % 비분산 면적임이 인식될 것이다. 도 9로부터 0.2 %에 해당하는 D(%)는 천연 고무 건조 마스터배치의 영역 I, II 및 III 내의 모든 카본 블랙의 매크로-분산 특성의 시작점임을 알 수 있다. 즉, 상기 수학식 1에서 기재된 바와 같이, MWsol이 0.45 x 106미만으로 저하되도록 충분히 혼합된 후에도, 건조 저작 처리된 마스터배치 중 어느 것도 임의의 MWsol에서 0.2 %의 매크로-분산 특성을 얻지 못하였다. 도 9에 나타낸 건조 마스터배치 대조 시료의 MWsol이 0.45 x 106와 1.1 x 106사이인 경우, 분산 특성은 보다 열등한 반면, 상기 범위의 MWsol를 갖는 본 발명의 시료의 분산 특성은 우수한 상태이다. MWsol이 0.45 x 106와 1.1 x 106사이인, 도 9에 나타낸 바람직한 태양 중 어느것도 바람직한 매크로-분산도 한계 0.2%를 초과하지 않는다. 이와 관련해서, 도 9( 및 후술하는 기타 도면)의 X 축(즉, 0.1%의 D(%))에 나타낸 바람직한 태양의 데이터 포인트는, 0.1 % 또는 그보다 우수한(즉, 보다 낮은) D(%) 수치의 매크로-분산도를 갖는 것으로 이해될 것이다.From the discussion above, it will be appreciated that the macro-dispersity D (%) in Equation 1 above is a% non-dispersion area measured for defects greater than 10 microns. It can be seen from FIG. 9 that D (%), corresponding to 0.2%, is the starting point for the macro-dispersion properties of all carbon blacks in zones I, II and III of the natural rubber dry masterbatch. That is, as described in Equation 1 above, even after the MW sol is sufficiently mixed so as to lower it to less than 0.45 × 10 6 , none of the dry masticated masterbatches achieves 0.2% macro-dispersion property in any MW sol . I couldn't. When the MW sol of the dry master batch control sample shown in FIG. 9 is between 0.45 × 10 6 and 1.1 × 10 6 , the dispersing characteristics are inferior, whereas the dispersing characteristics of the sample of the present invention having the MW sol in the above range are in an excellent state. to be. None of the preferred embodiments shown in FIG. 9, where the MW sol is between 0.45 × 10 6 and 1.1 × 10 6 , exceeds the preferred macro-dispersity limit 0.2%. In this regard, the data points of the preferred embodiment shown on the X axis (i.e. 0.1% D (%)) of FIG. 9 (and other figures described below) are 0.1% or better (i.e., lower) D (%). Will be understood to have a macro-dispersity of the numerical value).

영역 I 카본 블랙 시료Zone I Carbon Black Sample

도 8의 영역 I의 형태학적 특성(즉, 구조 및 표면적)을 갖는 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 시료 및 상기 영역 I 카본 블랙으로 상기와 같이 제조된 상응하는 대조 시료를 도 10의 세미-로그 플롯에서 비교한다. 상세하게는, 도 10은 30 phr 내지 75 phr 범위의 부하량의 카본 블랙 리갈(등록상표), N326, 리갈(등록상표) 250, N330, 및 블랙 펄(등록상표) 800 및 0 phr 내지 20 phr 범위의 부하량의 증량제 오일을 포함하는 본 발명의 시료 및 상응하는 대조 시료의 매크로-분산도 수치 및 MWsol수치를 나타낸다. 본 개시 내용에 따른 엘라스토머 복합체의 바람직한 태양을 나타내는 본 발명의 모든 시료에 대한 우수한 카본 블랙 분산도가 도 10으로부터 확인된다. 본 발명의 유리한 모든 시료는 도 10의 101 선 아래에 존재하는 반면, 보다 열등한 분산도를 갖는 모든 대조 시료를 도 10의 101 선 위에 존재하였다. 사실상, 도 10에 나타낸 바람직한 태양은 영역 I로부터의 카본 블랙을 포함하는 경우에도, 가장 분산되기가 어려워서, 0.3 %의 D(%) 수치 미만에 해당한다. 가장 바람직한 태양은 0.7 x 106을 초과하는 유리한 MWsol수치에서도 0.2%를 초과하지 않는 D(%) 수치를 갖는다. 도 10에 나타낸 데이터는 광범위한 MWsol수치에 걸쳐 영역 I 카본 블랙을 포함하는 본원에 개시된 신규한 엘라스토머 복합체의 매크로-분산 특성이 선행의 건조 저작 혼합법에 의해 유사한 성분을 사용하여 얻어질 수 있는 특성에 비해 현저히 우수함을 명확하게 보여준다. 도 10에 나타낸 본 발명의 엘라스토머 복합체에 대한 매크로-분산 수치를 하기 수학식으로 기재한다:Samples of the invention comprising carbon black having the morphological properties (ie, structure and surface area) of region I of FIG. 8 and corresponding control samples prepared as such with region I carbon black are semi-logs of FIG. Compare on the plot. Specifically, FIG. 10 shows carbon black Regal®, N326, Regal® 250, N330, and Black Pearl® 800 and 0 phr to 20 phr in loads ranging from 30 phr to 75 phr. Macro-dispersity values and MW sol values of the samples of the invention and corresponding control samples containing an amount of extender oil of. Excellent carbon black dispersion for all samples of the present invention, showing a preferred embodiment of the elastomeric composite according to the present disclosure, is identified from FIG. 10. All advantageous samples of the present invention were below line 101 of FIG. 10, while all control samples with inferior dispersion were above line 101 of FIG. 10. In fact, the preferred embodiment shown in FIG. 10 is the most difficult to disperse, even when including carbon black from region I, corresponding to less than 0.3% D (%) value. Most preferred embodiments have D (%) values that do not exceed 0.2% even with favorable MW sol values of greater than 0.7 × 10 6 . The data shown in FIG. 10 shows that the macro-dispersion properties of the novel elastomeric composites disclosed herein that include region I carbon black over a wide range of MW sol values can be obtained using similar components by prior dry chewing mixing methods. It is clearly shown to be significantly superior to. Macro-dispersion values for the inventive elastomeric composites shown in FIG. 10 are described by the following equation:

D(%) < 1.0 %D (%) <1.0%

(MWsol이 0.7 x 106미만인 경우)(When MW sol is less than 0.7 x 10 6 )

log (D) < log(0.2) + 2.5 x [MWsol-(0.7 x 106)] x 10-6 log (D) <log (0.2) + 2.5 x [MW sol- (0.7 x 10 6 )] x 10 -6

(0.7 x 106< MWsol< 1.1 x 106인 경우)(0.7 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 )

D(%)는 10 미크론을 초과하는 결함에 대해 측정된 % 비분산 면적이고, 1%는 천연 고무 건조 마스터배치의 영역 I 내의 모든 카본 블랙의 매크로-분산 특성의 시작점임이 인식될 것이다. 즉, 상기 수학식 3에서 기재된 바와 같이, MWso.l이 0.7 x 106미만으로 저하되도록 충분히 혼합된 후에도, 건조 저작 처리된 마스터배치 중 어느 것도 임의의 MWsol에서 1.0 % 또는 그보다 우수한 매크로-분산 특성을 얻지 못하였다. 도 10에 나타낸 건조 마스터배치 대조 시료의 MWsol이 0.7 x 106와 1.1 x 106사이인 경우, 분산 특성은 보다 열등하다. 반면, 상기 범위의 MWsol를 갖는 본 발명의 시료의 분산 특성은 우수한 상태이다. MWsol이 0.7 x 106와 1.1 x 106사이인, 도 10에 나타낸 바람직한 태양은 바람직한 매크로-분산도 한계 0.2%에 훨씬 못미친다. 영역 I의 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 엘라스토머 복합체는 이전에는 달성될 수 없었던 매크로-분산 특성 및 MWsol사이의 균형을 제공함을 알 수 있다.It will be appreciated that D (%) is the percent non-dispersion area measured for defects greater than 10 microns, and 1% is the starting point for the macro-dispersion properties of all carbon blacks in zone I of the natural rubber dry masterbatch. That is, as described in Equation 3 above, even after the MW so.l is sufficiently mixed to lower to less than 0.7 × 10 6 , none of the dry masticated masterbatches is 1.0% or better in any MW sol . Dispersion characteristics were not obtained. When the MW sol of the dry masterbatch control sample shown in FIG. 10 is between 0.7 × 10 6 and 1.1 × 10 6 , the dispersion characteristics are inferior. On the other hand, the dispersion characteristics of the sample of the present invention having the MW sol in the above range is in an excellent state. The preferred embodiment shown in FIG. 10, with MW sol between 0.7 × 10 6 and 1.1 × 10 6 , falls well below the preferred macro-dispersity limit of 0.2%. It can be seen that the elastomeric composites of the present invention comprising carbon black in region I provide a balance between macro-dispersion properties and MW sol that could not be achieved previously.

영역 II 카본 블랙 시료Zone II Carbon Black Sample

도 8의 영역 II의 형태학적 특성(즉, 구조 및 표면적)을 갖는 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 시료 및 상기 영역 II 카본 블랙으로 상기와 같이 제조된 상응하는 대조 시료를 도 11의 세미-로그 플롯에서 비교한다. 상세하게는, 도 11은 40 phr 내지 70 phr 범위의 부하량의 카본 블랙 N234 및 N110 및 0 phr 내지 10 phr 범위의 부하량의 증량제 오일을 포함하는 본 발명의 시료 및 상응하는 대조 시료의 매크로-분산도 수치 및 MWsol수치를 나타낸다. 본 개시 내용에 따른 엘라스토머 복합체의 바람직한 태양을 나타내는 본 발명의 모든 시료에 대한 우수한 카본 블랙 분산도가 도 11으로부터 확인된다. 본 발명의 유리한 시료는 도 11의 111 선 아래에 존재하는 반면, 보다 열등한 분산도를 갖는 모든 대조 시료는 111 선 위에 존재하였다. 요컨대, 영역 II의 카본 블랙을 포함하는 도 11에 나타낸 바람직한 태양은 0.3 %의 D(%) 수치 미만에 해당한다. 가장 바람직한 태양은 어떤 MWsol수치에서도 0.2%를 초과하지 않는 D(%) 수치를 갖는다. 도 11에 나타낸 데이터는 광범위한 MWsol수치에 걸쳐 영역 II 카본 블랙을 포함하는 본원에 개시된 신규한 엘라스토머 복합체의 매크로-분산 특성이 선행의 건조 저작 혼합법에 의해 유사한 성분을 사용하여 얻어질 수 있는 특성에 비해 현저히 우수함을 명확하게 보여준다. 도 11에 나타낸 본 발명의 엘라스토머 복합체에 대한 매크로-분산 수치를 하기 수학식으로 기재한다:The sample of the invention comprising carbon black having the morphological properties (ie, structure and surface area) of region II of FIG. 8 and the corresponding control sample prepared as such with region II carbon black are semi-logs of FIG. Compare on the plot. Specifically, FIG. 11 is a macro-dispersity diagram of a sample of the present invention and a corresponding control sample comprising a loading of carbon black N234 and N110 and a loading of extender oil in the range of 40 phr to 70 phr and a loading of 0 phr to 10 phr. The numerical value and MW sol value are shown. Excellent carbon black dispersion for all samples of the present invention, showing a preferred embodiment of the elastomeric composite according to the present disclosure, is identified from FIG. 11. Advantageous samples of the present invention were below line 111 of FIG. 11, while all control samples with inferior dispersion were above line 111. In short, the preferred embodiment shown in FIG. 11 comprising carbon black in zone II corresponds to less than 0.3% D (%) value. The most preferred embodiment has a D (%) value that does not exceed 0.2% at any MW sol value. The data shown in FIG. 11 shows that the macro-dispersion properties of the novel elastomeric composites disclosed herein that include region II carbon black over a wide range of MW sol values can be obtained using similar components by prior dry chewing mixing methods. It is clearly shown to be significantly superior to. The macro-dispersion values for the elastomeric composites of the invention shown in FIG. 11 are described by the following equation:

D(%) < 0.3 %D (%) <0.3%

(MWsol이 0.35 x 106미만인 경우)(When MW sol is less than 0.35 x 10 6 )

log (D) < log(0.3) + 2.8 x [MWsol-(0.35 x 106)] x 10-6 log (D) <log (0.3) + 2.8 x [MW sol- (0.35 x 10 6 )] x 10 -6

(0.35 x 106< MWsol< 1.1 x 106인 경우)(0.35 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 )

0.30의 D(%)는 본 발명에 따른 천연 고무 마스터배치의 영역 II 내의 모든 카본 블랙의 매크로-분산 특성의 시작점이고, 0.35 x 106은 시작점 MWsol수치임이 인식될 것이다. 즉, 상기 수학식 5에서 기재된 바와 같이, MWsol이 0.35 x 106미만으로 저하되도록 충분히 혼합된 후에도, 건조 마스터배치 중 어느 것도 임의의 MWsol에서 0.30 % 또는 그보다 우수한 매크로-분산 특성을 얻지 못하였다. 도 11에 나타낸 건조 마스터배치 대조 시료의 MWsol이 0.35 x 106와 1.1 x 106사이인 경우, 분산 특성은 보다 열등하다. 반면, 상기 범위의 MWsol를 갖는 본 발명의 시료의 분산 특성은 우수한 상태이다. MWso.l이 3.5 x 106와 1.1 x 106사이인, 도 11에 나타낸 바람직한 태양은 바람직한 매크로-분산도 한계 0.2%에 훨씬 못미친다. 영역 II의 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 엘라스토머 복합체는 이전에는 달성될 수 없었던 매크로-분산 특성 및 MWsol사이의 균형을 제공함을 알 수 있다.It will be appreciated that a D (%) of 0.30 is the starting point of the macro-dispersion properties of all the carbon blacks in zone II of the natural rubber masterbatch according to the invention and 0.35 x 10 6 is the starting point MW sol value. That is, as described in Equation 5 above, even after the MW sol is sufficiently mixed to be lower than 0.35 × 10 6 , none of the dry masterbatches obtains 0.30% or better macro-dispersion property in any MW sol . It was. When the MW sol of the dry masterbatch control sample shown in FIG. 11 is between 0.35 × 10 6 and 1.1 × 10 6 , the dispersion characteristics are inferior. On the other hand, the dispersion characteristics of the sample of the present invention having the MW sol in the above range is in an excellent state. The preferred embodiment shown in FIG. 11, with MW so.l between 3.5 × 10 6 and 1.1 × 10 6 , falls well below the preferred macro-dispersity limit of 0.2%. It can be seen that the elastomeric composites of the present invention comprising carbon black in region II provide a balance between MW sol and macro-dispersion properties that could not be achieved previously.

영역 III 카본 블랙 시료Zone III Carbon Black Sample

도 8의 영역 III의 형태학적 특성(즉, 구조 및 표면적)을 갖는 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 시료 및 상기 영역 III 카본 블랙으로 상기와 같이 제조된 상응하는 대조 시료를 도 12의 세미-로그 플롯에서 비교한다. 상세하게는, 도 12는 30 phr 내지 70 phr 범위의 부하량의 카본 블랙 N351 및 스터링 6740 및 0 phr 내지 20 phr 범위의 부하량의 증량제 오일을 포함하는 본 발명의 시료 및 상응하는 대조 시료의 매크로-분산도 수치 및 MWsol수치를 나타낸다. 본 개시 내용에 따른 엘라스토머 복합체의 바람직한 태양을 나타내는 본 발명의 모든 시료에 대한 우수한 카본 블랙 분산도가 도 12로부터 확인된다. 본 발명의 유리한 모든 시료는 도 12의 121 선 아래에 존재하는 반면, 보다 열등한 분산도를 갖는 모든 대조 시료는 121 선 위에 존재하였다. 요컨대, 영역 III의 카본 블랙을 포함하는 도 12에 나타낸 바람직한 태양은, 유리하게는 0.3 x 106, 심지에 0.7 x 106을 초과하는 MWsol에서도 0.1 %의 D(%) 수치 미만에 해당한다. 도 12에 나타낸 데이터는 광범위한 MWsol수치에 걸쳐 영역 III 카본 블랙을 포함하는 본원에 개시된 신규한 엘라스토머 복합체의 매크로-분산 특성이 선행의 건조 저작 혼합법에 의해 유사한 성분을 사용하여 얻어질 수 있는 특성에 비해 현저히 우수함을 명확하게 보여준다. 도 12에 나타낸 본 발명의 엘라스토머 복합체에 대한 매크로-분산 수치를 하기 수학식으로 기재한다:Samples of the invention comprising carbon black having the morphological properties (ie, structure and surface area) of region III of FIG. 8 and corresponding control samples prepared as such with region III carbon black are semi-logs of FIG. Compare on the plot. Specifically, FIG. 12 shows macro-dispersion of samples of the invention and corresponding control samples comprising loadings of carbon black N351 in the range of 30 phr to 70 phr and sterling 6740 and loading of extender oil in the range of 0 phr to 20 phr. Figures and MW sol figures are shown. Excellent carbon black dispersion for all samples of the present invention, showing a preferred embodiment of the elastomeric composite according to the present disclosure, is identified from FIG. 12. All of the advantageous samples of the present invention were below line 121 of FIG. 12, while all control samples with inferior dispersion were above line 121. In short, the preferred embodiment shown in FIG. 12 comprising carbon black in zone III advantageously corresponds to less than 0.1% D (%) value even at MW sol of 0.3 × 10 6 , even in excess of 0.7 × 10 6 in the wick. . The data shown in FIG. 12 shows that the macro-dispersion properties of the novel elastomeric composites disclosed herein comprising region III carbon black over a wide range of MW sol values can be obtained using similar components by prior dry chewing mixing methods. It is clearly shown to be significantly superior to. Macro-dispersion values for the elastomeric composites of the invention shown in FIG. 12 are described by the following equation:

D(%) < 0.1 %D (%) <0.1%

(MWsol이 0.35 x 106미만인 경우)(When MW sol is less than 0.35 x 10 6 )

log (D) < log (0.1) + 2.0 x [MWsol-(0.30 x 106)] x 10-6 log (D) <log (0.1) + 2.0 x [MW sol- (0.30 x 10 6 )] x 10 -6

(0.30 x 106< MWsol< 1.1 x 106인 경우)(0.30 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 )

0.1%의 D(%)는 본 발명에 따른 천연 고무 마스터배치의 영역 III 내의 모든 카본 블랙의 매크로-분산 특성의 시작점이고, 0.3 x 106은 시작점 MWsol수치임이 인식될 것이다. 즉, 상기 수학식 7에서 기재된 바와 같이, MWsol이 0.35 x 106미만으로 저하되도록 충분히 혼합된 후에도, 건조 마스터배치 중 어느 것도 임의의 MWsol에서 0.1%의 매크로-분산 특성을 얻지 못하였다. 도 12에 나타낸 건조 마스터배치 대조 시료의 MWsol이 0.30 x 106와 1.1 x 106사이인 경우, 분산 특성은 보다 열등하다. 한편, 상기 범위의 MWsol를 갖는 본 발명의 시료의 분산 특성은 우수한 상태이다. MWsol이 0.30 x 106와 1.1 x 106사이인 도 12에 나타낸 바람직한 태양은, 바람직한 매크로-분산도 한계 0.2%에 훨씬 못미치고, 사실상 0.1 %의 D(%) 수치 이하이다. 영역 III의 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 엘라스토머 복합체는 이전에는 달성될 수 없었던 매크로-분산 특성 및 MWsol사이의 균형을 제공함을 알 수 있다.It will be appreciated that 0.1% of D (%) is the starting point of the macro-dispersion properties of all carbon blacks in zone III of the natural rubber masterbatch according to the invention and 0.3 x 10 6 is the starting point MW sol value. That is,, MW sol is 0.35 x 10 even after sufficient mixing to decrease to less than 6, even drying which of the master batch macro of 0.1% at any MW sol, as described in Equation (7) were not obtained dispersion characteristics. When the MW sol of the dry masterbatch control sample shown in FIG. 12 is between 0.30 × 10 6 and 1.1 × 10 6 , the dispersion characteristics are inferior. On the other hand, the dispersion characteristic of the sample of this invention which has MW sol of the said range is an excellent state. The preferred embodiment shown in FIG. 12 with MW sol between 0.30 × 10 6 and 1.1 × 10 6 is well below the preferred macro-dispersity limit of 0.2% and is actually below the D (%) value of 0.1%. It can be seen that the elastomeric composites of the present invention comprising carbon black in region III provide a balance between macro-dispersion properties and MW sol that could not be achieved previously.

추가의 시료 비교Additional Sample Comparison

상기 도 8 내지 12에서와 같이, 본 발명 시료에 대한 매크로-분산 수치를 MWsol수치의 함수로 도 13 내지 21의 세미-로그 플롯에 도식적으로 나타낸다. 보다 상세하게는, 도 13 내지 21에, 특정 카본 블랙을 포함하는 상기한 본 발명의 모든 시료(이와 같이 지정될 때 특정 카본 블랙 부하량의 시료로 한정됨)를 상응하는 대조 시료와 함께 단일 세미-로그 플롯에 함께 나타낸다. (각 도에 포함된 본 발명 시료 및 대조의 참조 번호를 제공하는 상기 범례를 참조한다.) 즉, 도 13은 55 phr N 330 카본 블랙을 포함하는 상기한 본 발명 및 대조 시료의 분산 특성 및 MWsol을 나타낸다. 도 13에 나타낸 데이터는 광범위한 MWsol수치에 걸쳐 N330 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 신규한 엘라스토머 복합체의 매크로-분산 특성이 대조 시료의 특성에 비해 현저히 우수함을 명확하게 보여준다. 도 13에 나타낸, N330 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 엘라스토머 복합체에 대한 매크로-분산 수치를 하기 수학식으로 기재한다:As shown in Figures 8-12 above, the macro-dispersion values for the sample of the present invention are shown graphically in the semi-log plots of Figures 13-21 as a function of MW sol values. More specifically, in Figures 13-21, all of the samples of the invention, including the specific carbon blacks described above (limited to samples of specific carbon black loadings when so designated), together with a corresponding control sample, have a single semi-log Shown together on the plot. (See the legend above providing reference numbers for the inventive samples and controls included in each figure.) That is, FIG. 13 shows the dispersion properties and MW of the inventive and control samples described above comprising 55 phr N 330 carbon black. sol . The data shown in FIG. 13 clearly shows that the macro-dispersion properties of the novel elastomeric composites of the invention comprising N330 carbon black over a wide range of MW sol values are significantly superior to those of the control sample. The macro-dispersion values for the elastomer composites of the invention comprising N330 carbon black, shown in FIG. 13, are described by the following equation:

D(%) < 1 %D (%) <1%

(MWsol이 0.6 x 106미만인 경우)(When MW sol is less than 0.6 x 10 6 )

log (D) < log (1) + 2.5 x [MWsol-(0.6 x 106)] x 10-6 log (D) <log (1) + 2.5 x [MW sol- (0.6 x 10 6 )] x 10 -6

(0.6 x 106< MWsol< 1.1 x 106인 경우)(When 0.6 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 )

MWsol이 0.6 x 106미만으로 저하되도록 충분히 혼합된 후에도, 건조 저작화 마스터배치 중 어느 것도 임의의 MWsol에서 1.0%의 매크로-분산 특성을 얻지 못하였다(상기 수학식 9 참조). MWsol이 0.6 x 106와 1.1 x 106사이로 유지된 55 phr N330 카본 블랙을 포함하는 대조 시료에서, D(%) 수치가 보다 높아진다. 예를 들면, 비분산 면적이 4%를 초과한다.Even after the MW sol was sufficiently mixed to drop below 0.6 × 10 6 , none of the dry chewable masterbatches achieved a 1.0% macro-dispersion characteristic in any MW sol (see Equation 9 above). In the control sample containing 55 phr N330 carbon black with MW sol maintained between 0.6 x 10 6 and 1.1 x 10 6 , the D (%) value is higher. For example, the specific dispersion area exceeds 4%.

도 14는 리갈(등록상표) 250 카본 블랙을 포함하는 상기의 본 발명 및 대조 시료의 분산 특성 및 MWsol을 나타낸다. 도 14에 나타낸 선택된 본 발명 및 대조 시료는 상기한 바와 같이 오일을 포함하였다. 도 14에 나타낸 데이터는 광범위한 MWsol수치에 걸쳐 리갈(등록상표) 250 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 신규한 엘라스토머 복합체의 매크로-분산 특성이 대조 시료의 특성에 비해 현저히 우수함을 명백히 보여준다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 리갈(등록상표) 250 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 엘라스토머 복합체에 대한 매크로-분산도 수치를 하기 수학식으로 기재한다.FIG. 14 shows the dispersion characteristics and MW sol of the present invention and control sample comprising Regal® 250 carbon black. Selected invention and control samples shown in FIG. 14 included oil as described above. The data shown in FIG. 14 clearly shows that the macro-dispersion properties of the novel elastomeric composites of the present invention comprising Regal® 250 carbon black over a wide range of MW sol values are significantly superior to those of the control sample. As shown in FIG. 14, the macro-dispersity values for the elastomer composites of the invention comprising Regal® 250 carbon black are described by the following equation.

<수학식 9><Equation 9>

D(%) < 1 %D (%) <1%

(MWsol이 0.6 x 106미만인 경우)(When MW sol is less than 0.6 x 10 6 )

<수학식 10><Equation 10>

log D < log (1) + 2.5 x [MWsol-(0.6 x 106)] x 10-6 log D <log (1) + 2.5 x [MW sol- (0.6 x 10 6 )] x 10 -6

(0.6 x 106< MWsol< 1.1 x 106인 경우)(When 0.6 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 )

MWso.l이 0.6 x 106미만으로 저하되도록 충분히 혼합된 후에도, 대조 시료 중 어느 것도 임의의 MWsol에서 1.0% 또는 보다 우수한 매크로-분산 특성을 얻지 못하였다. 한편, MWsol이 0.6 x 106를 초과하는 리갈(등록상표) 250 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 엘라스토머 복합체는 우수한 매크로-분산도, 예를 들면 0.2% 미만의 D(%)를 갖는다. 리갈(등록상표) 250 카본 블랙을 포함하는, 도 14에 나타낸 본 발명 및 대조 시료의 혼합 특성 및 성능 특성을 하기 표 27에 수록한다. 0.92 cm/백만 사이클의 매우 낮은 크랙 성장 속도 수치에 의해 나타내는 바와 같이, 본 발명의 시료 제4는 크랙 성장에 대해 특별히 우수한 내성을 가짐을 알 수 있다. 요컨대, 본 발명의 시료는 상응하는 대조 시료에 비해 매우 우수하다. 상기에서 논의한 바와 같이, 이는 주로 본 발명의 시료 내의 카본 블랙이 보다 우수한 MWsol및 매크로-분산도를 가지기 때문인 것으로 생각된다.Even after MW so.l was sufficiently mixed to drop below 0.6 × 10 6 , none of the control samples achieved 1.0% or better macro-dispersion properties in any MW sol . On the other hand, the elastomer composites of the present invention comprising Regal® 250 carbon black having an MW sol greater than 0.6 × 10 6 have a good macro-dispersity, for example less than 0.2% D (%). The mixing and performance characteristics of the present invention and control sample shown in FIG. 14, including Regal® 250 carbon black, are listed in Table 27 below. As shown by the very low crack growth rate values of 0.92 cm / million cycles, it can be seen that Sample 4 of the present invention has particularly good resistance to crack growth. In short, the sample of the present invention is very superior to the corresponding control sample. As discussed above, this is presumably due to the better MW sol and macro-dispersity of the carbon black in the sample of the present invention.

도 15는 블랙 펄(등록상표) 800 카본 블랙을 55 phr 부하량으로 포함하는 상기의 본 발명 및 대조 시료의 분산 특성 및 MWsol을 나타낸다. 도 15에 나타낸 데이터는 블랙 펄(등록상표) 800 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 신규한 엘라스토머 복합체의 매크로-분산 특성이 대조 시료의 특성에 비해 현저히 우수함을 명백히 보여준다. 도 15에 나타낸 바와 같이, 블랙 펄(등록상표) 800 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 엘라스토머 복합체에 대한 매크로-분산도 수치를 하기 수학식으로 기재한다.FIG. 15 shows the dispersion characteristics and MW sol of the present invention and control sample, including Black Pearl (R) 800 carbon black at 55 phr loading. The data shown in FIG. 15 clearly shows that the macro-dispersion properties of the novel elastomeric composites of the present invention comprising Black Pearl® 800 carbon black are significantly superior to those of the control sample. As shown in FIG. 15, the macro-dispersity values for the elastomer composites of the present invention comprising Black Pearl (R) 800 carbon black are described by the following equation.

D(%) < 1.5 %D (%) <1.5%

(MWsol이 0.65 x 106미만인 경우)(When MW sol is less than 0.65 x 10 6 )

log (D) < log (1.5) + 2.5 x [MWsol-(0.6 x 106)] x 10-6 log (D) <log (1.5) + 2.5 x [MW sol- (0.6 x 10 6 )] x 10 -6

(0.65 x 106< MWsol< 1.1 x 106인 경우)(When 0.65 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 )

MWsol이 0.65 x 106미만으로 저하되도록 충분히 혼합된 후에도, 대조 시료 중 어느 것도 임의의 MWsol에서 1.0% 또는 보다 우수한 매크로-분산 특성을 얻지 못하였다. 반면, MWso.l이 0.65 x 106를 초과하는 블랙 펄(등록상표) 800 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 엘라스토머 복합체는 우수한 매크로-분산도, 예를 들면 0.2 % 미만의 D(%)를 갖는다. 블랙 펄(등록상표) 800 카본 블랙을 포함하는 도 15에 나타낸 본 발명 및 대조 시료의 혼합 특성 및 성능 특성을 하기 표 28에 수록한다. 0.27 cm/백만 사이클의 매우 낮은 크랙 성장 속도 수치에 의해 나타내는 바와 같이, 본 발명의 시료 제8은 크랙 성장에 대해 특별히 우수한 내성을 가짐을 알 수 있다. 요컨대, 본 발명의 시료는 상응하는 대조 시료에 비해 매우 우수하다. 상기에서 논의한 바와 같이, 이는 주로 본 발명의 시료 내의 카본 블랙이 보다 우수한 MWsol및 매크로-분산도를 가지기 때문인 것으로 생각된다.Even after the MW sol was sufficiently mixed to drop below 0.65 × 10 6 , none of the control samples achieved 1.0% or better macro-dispersion properties in any MW sol . In contrast, the elastomer composites of the present invention comprising Black Pearl® 800 carbon black having an MW so.l of greater than 0.65 × 10 6 show good macro-dispersity, e.g. less than 0.2% D (%). Have The mixing and performance characteristics of the invention and control samples shown in FIG. 15 comprising Black Pearl® 800 carbon black are listed in Table 28 below. As indicated by the very low crack growth rate values of 0.27 cm / million cycles, it can be seen that Sample 8 of the present invention has particularly good resistance to crack growth. In short, the sample of the present invention is very superior to the corresponding control sample. As discussed above, this is presumably due to the better MW sol and macro-dispersity of the carbon black in the sample of the present invention.

도 16은 N326 카본 블랙을 55 phr 부하량으로 포함하는 상기의 본 발명 및 대조 시료의 분산 특성 및 MWsol을 나타낸다. 도 16에 나타낸 데이터는 N326 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 신규한 엘라스토머 복합체의 매크로-분산 특성이 대조 시료의 특성에 비해 현저히 우수함을 명백히 보여준다. 도 16에 나타낸 바와 같이, N326 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 엘라스토머 복합체에 대한 매크로-분산도 수치를 하기 수학식으로 기재한다.FIG. 16 shows the dispersion characteristics and MW sol of the present invention and control sample, including N326 carbon black at 55 phr loading. The data shown in FIG. 16 clearly shows that the macro-dispersion properties of the novel elastomeric composites of the present invention comprising N326 carbon black are significantly superior to those of the control sample. As shown in FIG. 16, the macro-dispersity values for the elastomer composites of the invention comprising N326 carbon black are described by the following equation.

D(%) < 1 %D (%) <1%

(MWsol이 0.7 x 106미만인 경우)(When MW sol is less than 0.7 x 10 6 )

log (D) < log (1) + 2.5 x [MWsol-(0.7 x 106)] x 10-6 log (D) <log (1) + 2.5 x [MW sol- (0.7 x 10 6 )] x 10 -6

(0.7 x 106< MWsol< 1.1 x 106인 경우)(0.7 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 )

MWso.l이 0.7 x 106미만으로 저하되도록 충분히 혼합된 후에도, 대조 시료 중 어느 것도 임의의 MWsol에서 1.0% 또는 보다 우수한 매크로-분산 특성을 얻지 못하였다. 반면, MWsol이 0.7 x 106를 초과하는 N326 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 엘라스토머 복합체는 우수한 매크로-분산도, 예를 들면 0.2% 미만의 D(%)를 갖는다. N326 카본 블랙을 포함하는 도 16에 나타낸 본 발명 및 대조 시료의 혼합 특성 및 성능 특성을 하기 표 29에 수록한다. 0.77 cm/백만 사이클의 매우 낮은 크랙 성장 속도 수치로 나타내는 바와 같이, 본 발명의 시료 제9는 크랙 성장에 대해 특별히 우수한 내성을 가짐을 알 수 있다. 요컨대, 본 발명의 시료는 상응하는 대조 시료에 비해 매우 우수하다. 상기에서 논의한 바와 같이, 이는 주로 본 발명의 시료 내의 카본 블랙이 보다 우수한 MWsol및 매크로-분산도를 가지기 때문인 것으로 생각된다.Even after MW so.l was sufficiently mixed to drop below 0.7 × 10 6 , none of the control samples achieved 1.0% or better macro-dispersion properties in any MW sol . In contrast, the elastomer composites of the present invention comprising N326 carbon black with MW sol greater than 0.7 × 10 6 have a good macro-dispersity, for example less than 0.2% D (%). The mixing and performance characteristics of the present invention and control sample shown in FIG. 16 comprising N326 carbon black are listed in Table 29 below. As shown by the very low crack growth rate values of 0.77 cm / million cycles, it can be seen that Sample 9 of the present invention has particularly good resistance to crack growth. In short, the sample of the present invention is very superior to the corresponding control sample. As discussed above, this is presumably due to the better MW sol and macro-dispersity of the carbon black in the sample of the present invention.

도 17은 리갈(등록상표) 카본 블랙을 포함하는 상기의 본 발명 및 대조 시료의 분산 특성 및 MWsol을 나타낸다. 도 17에 나타낸 선택된 본 발명 및 대조 시료는 상기한 바와 같이 오일을 포함하였다. 도 17에 나타낸 데이터는, 광범위한 MWsol수치에 걸쳐 리갈(등록상표) 660 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 신규한 엘라스토머 복합체의 매크로-분산 특성이 대조 시료의 특성에 비해 현저히 우수함을 명백히 보여준다. 도 17에 나타낸 바와 같이, 리갈(등록상표) 660 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 엘라스토머 복합체에 대한 매크로-분산도 수치를 하기 수학식으로 기재한다.FIG. 17 shows the dispersion characteristics and MW sol of the present invention and control sample comprising Regal® carbon black. Selected present and control samples shown in FIG. 17 included oil as described above. The data shown in FIG. 17 clearly shows that the macro-dispersion properties of the novel elastomeric composites of the present invention comprising Regal® 660 carbon black over a wide range of MW sol values are significantly superior to those of the control sample. As shown in FIG. 17, the macro-dispersity values for the elastomer composites of the present invention comprising Regal® 660 carbon black are described by the following equation.

D(%) < 1 %D (%) <1%

(MWsol이 0.6 x 106미만인 경우)(When MW sol is less than 0.6 x 10 6 )

log (D) < log (1) + 2.5 x [MWsol-(0.6 x 106)] x 10-6 log (D) <log (1) + 2.5 x [MW sol- (0.6 x 10 6 )] x 10 -6

(0.6 x 106< MWsol< 1.1 x 106인 경우)(When 0.6 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 )

MWso.l이 0.6 x 106미만으로 저하되도록 충분히 혼합된 후에도, 대조 시료 중 어느 것도 임의의 MWsol에서 1.0% 또는 보다 우수한 매크로-분산 특성을 얻지 못하였다. 반면, MWsol이 0.6 x 106를 초과하는 리갈(등록상표) 660 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 엘라스토머 복합체는 우수한 매크로-분산도, 예를 들면 0.2% 미만의 D(%)를 갖는다. 리갈(등록상표) 660 카본 블랙을 포함하는, 도 17에 나타낸 본 발명의 시료 제10 및 각종의 대조 시료의 혼합 특성 및 성능 특성을 하기 표 30에 수록한다. 겨우 0.69 cm/백만 사이클의 매우 낮은 크랙 성장 속도 수치에 의해 나타내는 바와 같이, 본 발명의 시료 제10은 크랙 성장에 대해 특별히 우수한 내성을 가짐을 알 수 있다. 요컨대, 본 발명의 시료는 상응하는 대조 시료에 비해 매우 우수하다. 상기에서 논의한 바와 같이, 이는 주로 본 발명의 시료 내의 카본 블랙이 보다 우수한 MWsol및 매크로-분산도를 가지기 때문인 것으로 생각된다.Even after MW so.l was sufficiently mixed to drop below 0.6 × 10 6 , none of the control samples achieved 1.0% or better macro-dispersion properties in any MW sol . In contrast, the elastomer composites of the present invention comprising Regal® 660 carbon black having an MW sol greater than 0.6 × 10 6 have a good macro-dispersity, for example less than 0.2% D (%). Table 30 shows the mixing and performance characteristics of Sample 10 of the present invention and various control samples, including Regal® 660 carbon black. As shown by very low crack growth rate values of only 0.69 cm / million cycles, it can be seen that Sample 10 of the present invention has particularly good resistance to crack growth. In short, the sample of the present invention is very superior to the corresponding control sample. As discussed above, this is presumably due to the better MW sol and macro-dispersity of the carbon black in the sample of the present invention.

도 18은 N234 카본 블랙을 포함하는 상기 기재된 본 발명 및 대조 시료의 분산 특성 및 MWsol을 나타낸다. 도 18에 나타난 선택된 발명 및 대조 시료는 상기된 바와 같이 오일을 포함한다. 도 18에 나타난 데이터는 MWsol값의 광범위한 범위에 걸쳐 N234 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 신규 엘라스토머 복합체의 매크로-분산 특성이 대조 시료보다 현저하게 우수함을 나타낸다. 도 18에 나타난 바와 같이 N234 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 엘라스토머 복합체의 매크로-분산도 수치는 하기 수학식에 의해 기재된다:18 shows the dispersion characteristics and MW sol of the present invention and control sample described above comprising N234 carbon black. Selected invention and control samples shown in FIG. 18 include oil as described above. The data shown in FIG. 18 shows that the macro-dispersion properties of the novel elastomer composites of the present invention comprising N234 carbon black over a wide range of MW sol values are significantly better than control samples. Macro-dispersity values of the inventive elastomeric composites comprising N234 carbon black as shown in FIG. 18 are described by the following equation:

D (%) < 0.3 %D (%) <0.3%

(MWsol< 0.35 x 106인 경우)(When MW sol <0.35 x 10 6 )

log (D) < log (0.3) + 2.8 x [MWsol- (0.35 x 106) x 10-6 log (D) <log (0.3) + 2.8 x (MW sol- (0.35 x 10 6 ) x 10 -6

(0.35 x 106< MWsol< 1.1 x 106인 경우)(0.35 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 )

MWsol을 0.35 x 106미만으로 저하되도록 충분히 건조 혼합한 후에도, 대조 시료 중 어느 것도 임의의 MWsol에서 0.3 % 또는 보다 우수한 매크로-분산 특성을 얻지 못하였다. 반면, N234 카본 블랙을 포함하고 MWsol이 0.35 x 106초과인 본 발명의 엘라스토머 복합체는 D (%)가 0.3 % 이하이거나 또는 0.2 %와 같이 매크로-분산도가 우수하다. N234 카본 블랙을 포함하는 도 18에 나타난, 본 발명의 시료 제14 및 다양한 대조 시료에 대한 화합물 특성 및 성능 특성은 하기 표 31에 수록된다. 본 발명의 시료 제14는 크랙 성장 속도 수치가 단지 2.08 ㎝/백만 사이클인 것에 의해 제시되는 바와 같이 크랙 성장에 대한 내성이 우수함을 알 수 있다.Even after sufficiently dry mixing the MW sol to less than 0.35 × 10 6 , none of the control samples obtained 0.3% or better macro-dispersion properties in any MW sol . On the other hand, the elastomer composite of the present invention comprising N234 carbon black and having an MW sol greater than 0.35 × 10 6 has a good macro-dispersity such as D (%) of 0.3% or less or 0.2%. Compound and performance characteristics for Sample 14 of the present invention and various control samples, shown in FIG. 18 comprising N234 carbon black, are listed in Table 31 below. It can be seen that Sample 14 of the present invention is excellent in resistance to crack growth, as shown by the crack growth rate value being only 2.08 cm / million cycles.

도 19는 55 phr 부하량으로 N110 카본 블랙을 포함하는 상기 기재된 본 발명 및 대조 시료의 분산 특성 및 MWsol을 나타낸다. 도 19에 나타난 데이터는 MWsol의 광범위한 범위에 걸쳐 N110 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 신규 엘라스토머 복합체의 매크로-분산 특성이 대조 시료보다 현저하게 우수함을 나타낸다. 도 19에 나타난 바와 같이 N110 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 엘라스토머 복합체의 매크로-분산도 수치는 하기 수학식에 의해 기재된다:FIG. 19 shows the dispersion characteristics and MW sol of the invention and control samples described above comprising N110 carbon black at a 55 phr loading. The data shown in FIG. 19 shows that the macro-dispersion properties of the novel elastomeric composites of the present invention comprising N110 carbon black over a wide range of MW sol are significantly better than control samples. Macro-dispersity values of the inventive elastomeric composites comprising N110 carbon black as shown in FIG. 19 are described by the following equation:

D (%) < 0.5 %D (%) <0.5%

(MWsol< 0.35 x 106인 경우)(When MW sol <0.35 x 10 6 )

log (D) < log (0.5) + 2.5 x [MWsol- (0.6 x 106) x 10-6 log (D) <log (0.5) + 2.5 x [MW sol- (0.6 x 10 6 ) x 10 -6

(0.35 x 106< MWsol< 1.1 x 106인 경우)(0.35 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 )

MWsol을 0.35 x 106미만으로 저하되도록 충분히 건조 혼합한 후에도, 대조 시료 중 어느 것도 임의의 MWsol에서 매크로-분산 특성 0.5 %를 얻지 못하였다. 반면, N110 카본 블랙을 포함하고 MWsol이 0.35 x 106초과인 본 발명의 엘라스토머 복합체는 D (%)가 0.2 % 미만과 같이 매크로-분산도가 우수하다.Even after sufficiently dry mixing the MW sol to less than 0.35 × 10 6 , none of the control samples obtained 0.5% of the macro-dispersion property in any of the MW sol . On the other hand, the elastomer composite of the present invention containing N110 carbon black and MW sol greater than 0.35 × 10 6 has excellent macro-dispersity such as D (%) of less than 0.2%.

도 20은 33 phr 부하량으로 N351 카본 블랙을 포함하는 상기 기재된 본 발명의 시료 22 및 대조 시료의 분산 특성 및 MWsol을 나타낸다. 도 20에 나타난 데이터는 MWsol의 광범위한 범위에 걸쳐 N351 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 신규 엘라스토머 복합체의 매크로-분산 특성이 대조 시료보다 현저하게 우수함을 나타낸다. 도 20에 나타난 바와 같이 N351 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 엘라스토머 복합체의 매크로-분산도 수치는 하기 수학식에 의해 기재된다:FIG. 20 shows the dispersion characteristics and MW sol of Sample 22 and the control sample of the present invention described above comprising N351 carbon black at 33 phr loading. The data shown in FIG. 20 shows that the macro-dispersion properties of the novel elastomeric composites of the invention comprising N351 carbon black over a wide range of MW sol are significantly better than control samples. The macro-dispersity values of the elastomer composites of the invention comprising N351 carbon black as shown in FIG. 20 are described by the following equation:

D (%) < 0.3 %D (%) <0.3%

(MWsol< 0.55 x 106인 경우)(When MW sol <0.55 x 10 6 )

log (D) < log (0.3) + 2.0 x [MWsol- (0.55 x 106) x 10-6 log (D) <log (0.3) + 2.0 x (MW sol- (0.55 x 10 6 ) x 10 -6

(0.55 x 106< MWsol< 1.1 x 106인 경우)(0.55 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 )

MWsol을 0.35 x 106미만으로 저하되도록 충분히 건조 혼합한 후에도, 대조 시료 중 어느 것도 임의의 MWsol에서 매크로-분산 특성 1.0 %를 얻지 못하였다. 반면, N351 카본 블랙을 포함하고 MWsol이 0.35 x 106초과인 본 발명의 엘라스토머 복합체는 D (%)가 0.2 % 미만과 같이 매크로-분산도가 우수하다.Even after sufficiently dry mixing the MW sol to less than 0.35 × 10 6 , none of the control samples obtained 1.0% of the macro-dispersion property in any of the MW sol . On the other hand, the elastomer composite of the present invention containing N351 carbon black and having an MW sol greater than 0.35 × 10 6 has excellent macro-dispersity such as D (%) of less than 0.2%.

도 21은 55 phr 부하량으로 스털링(STERLING(R)) 6740 카본 블랙을 포함하는 상기 기재된 본 발명의 시료 제23 및 대조 시료의 분산 특성 및 MWsol을 나타낸다. 도 21에 나타난 데이터는 MWsol의 광범위한 범위에 걸쳐 스털링 6740 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 신규 엘라스토머 복합체의 매크로-분산 특성이 비교 시료보다 현저하게 우수함을 나타낸다. 도 21에 나타난 바와 같이 스털링 6740 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 엘라스토머 복합체의 매크로-분산도 수치는 하기 수학식에 의해 기재된다.21 shows a Stirling (STERLING (R)) dispersion characteristics of the sample according to the present invention of claim 23 and a control sample containing carbon black, and 6740 MW sol to 55 phr loading. The data shown in FIG. 21 shows that the macro-dispersion properties of the novel elastomer composites of the present invention comprising Sterling 6740 carbon black over a wide range of MW sol are significantly better than the comparative samples. The macro-dispersity values of the elastomer composites of the present invention comprising Sterling 6740 carbon black as shown in FIG. 21 are described by the following equation.

D (%) < 0.1 %D (%) <0.1%

(MWsol< 0.3 x 106인 경우)(When MW sol <0.3 x 10 6 )

log (D) < log (0.1) + 2.0 x [MWsol- (0.3 x 106) x 10-6 log (D) <log (0.1) + 2.0 x (MW sol- (0.3 x 10 6 ) x 10 -6

(0.3 x 106< MWsol< 1.1 x 106인 경우)(0.3 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 )

MWsol을 0.3 x 106미만으로 저하되도록 충분히 건조 혼합한 후에도, 대조 시료 중 어느 것도 임의의 MWsol에서 0.1 % 또는 0.2 %의 매크로-분산 특성을 얻지 못하였다. 반면, 스털링 6740 카본 블랙을 포함하고 MWsol이 0.3 x 106초과인 본 발명의 엘라스토머 복합체는 D (%)가 0.2 % 미만 및 0.1 % 미만과 같이 매크로-분산도가 우수하다. 스털링 6740 카본 블랙을 포함하는 도 21에 나타난 본 발명의 시료 제23 및 대조 시료의 화합물 특성 및 성능 특성은 하기 표 32에 수록된다. 본 발명의 시료 제14는 크랙 성장 속도가 단지 0.91 ㎝/백만 사이클인 것에 의해 제시되는 바와 같이 크랙 성장에 대한 내성이 우수함을 알 수 있다. 실제적으로, 본 발명의 시료가 상응하는 대조 시료보다 훨씬 우수하다. 상기 논의된 바와 같이 주로 본 발명의 시료에서 보다 우수한 MWsol및 카본 블랙의 매크로-분산도에 기인하는 것으로 생각된다.Even after sufficiently dry mixing the MW sol to less than 0.3 × 10 6 , none of the control samples achieved 0.1% or 0.2% macro-dispersion properties in any MW sol . In contrast, the elastomer composites of the present invention comprising Sterling 6740 carbon black and having an MW sol greater than 0.3 × 10 6 have good macro-dispersities such as D (%) of less than 0.2% and less than 0.1%. The compound and performance characteristics of Sample 23 and the control sample of the present invention shown in FIG. 21 comprising Sterling 6740 carbon black are listed in Table 32 below. It can be seen that Sample 14 of the present invention is excellent in resistance to crack growth, as shown by the crack growth rate being only 0.91 cm / million cycles. In practice, the samples of the invention are much better than the corresponding control samples. As discussed above it is believed to be mainly due to the better macro-dispersity of MW sol and carbon black in the samples of the present invention.

추가 실시예: 경화 시료Additional Examples: Cured Samples

선택된 본 발명의 시료 및 상응하는 대조 시료를 포함하는 상기 기재된 다수의 마스터배치 시료를 경화시키고 시험하였다. 특정적으로, 표 9의 제제를 사용하여 상기 표 8의 단계 II에 따라서 시료를 혼합하여 최종 화합물을 제조하였다. 이어서 각 경우의 최종 화합물을 표준 기술을 사용하여 약 150 ℃에서 실질적으로 완전한 경화가 달성될 때까지 주형에서 경화시켰다. 경화 시료의 성능 특성을 ASTM D3629-94에 의한 회전 굴곡기(flexing machine)를 사용하는 상기된 측정 기술에 따라 각 크랙 성장 속도를 측정함으로써 결정하였다. 크랙 성장을 측정하는데 사용된 회전형 굴곡기는 시판되고 잘 알려져 있다. 예를 들면, 문헌 [the Proceedings of the International Rubber Conference, 1995, 일본, Kobe, 논문 제27A-6호, 472-475면]에 논의되어 있다. 화합물을 100 ℃ 및 굴곡각 45o에서 시험하였다. 일반적으로 당업자들에게 상기 화합물의 크랙 성장 속도는 천연 고무의 분자량 및 카본 블랙의 분산 특성, 즉 화합물의 MWsol및 D (%) 수치에 의해 영향을 받는 것으로 여겨진다. 보다 높은 MWsol및 보다 낮은 D (%)는 감소된 크랙 성장 속도와 상당한 상호 관계가 있다. 본 발명의 시료 제9, 10 및 16에 대한 크랙 성장 속도 및 기타 정보가 하기 표 33에 수록된다. 상응하는 대조 시료에 대한 상응하는 시험 결과는 카본 블랙의 선택에 의해 분류되어 하기 표 34에 나타난다. 또한, 60 ℃에서 탄젠트 δmax를 본 발명의 시료 제24-32 및 상응하는 대조 시료에 대하여 측정하였다. 본 발명의 시료에 대한 60 ℃에서 탄젠트 δmax수치는 하기 표 35에 수록된다. 대조 시료에 대한 상응하는 시험 결과는 하기 표 36에 수록된다.Multiple masterbatch samples described above, including selected inventive samples and corresponding control samples, were cured and tested. Specifically, the final compounds were prepared by mixing the samples according to step II above in Table 8 using the formulations in Table 9. The final compound in each case was then cured in the mold using standard techniques until substantially complete curing was achieved at about 150 ° C. The performance characteristics of the cured samples were determined by measuring each crack growth rate according to the measurement technique described above using a rotating flexing machine according to ASTM D3629-94. Rotary bends used to measure crack growth are commercially known and well known. For example, the Proceedings of the International Rubber Conference, 1995, Kobe, Japan, Paper 27A-6, pp. 472-475. Compounds were tested at 100 ° C. and flexion angle 45 ° . It is generally believed to those skilled in the art that the crack growth rate of the compound is influenced by the molecular weight of the natural rubber and the dispersion properties of the carbon black, ie the MW sol and D (%) values of the compound. Higher MW sol and lower D (%) correlate significantly with reduced crack growth rate. Crack growth rates and other information for Samples 9, 10, and 16 of the present invention are listed in Table 33 below. Corresponding test results for the corresponding control samples are sorted by selection of carbon black and shown in Table 34 below. In addition, tangent δ max at 60 ° C. was measured for Samples 24-32 and the corresponding control sample of the present invention. The tan δ max values at 60 ° C. for the samples of the invention are listed in Table 35 below. The corresponding test results for the control sample are listed in Table 36 below.

표 36에 나타난 대조 시료 제444-450은 RSS1 천연 고무를 사용하여 대조 시료 코드 M2D1을 위한 상기 기재된 방법에 따라 제조하였다. 표 36에 나타난 부하량 수준 (phr)에서 모든 사용된 카본 블랙 N234는 5 phr 증량제 오일과 함께 있다.Control Samples 444-450 shown in Table 36 were prepared according to the method described above for Control Sample Code M2D1 using RSS1 natural rubber. At the loading levels (phr) shown in Table 36, all used carbon black N234 is with 5 phr extender oil.

표 33 및 34의 비교로부터, 대조 시료에 비교하여 유리하게 보다 낮은 크랙 성장 속도가 본 발명의 시료에 의해 달성됨을 알 수 있다. 보다 낮은 크랙 성장 속도는 양호한 내구성 및 타이어 적용 등을 포함하는 다수의 적용에 관한 특성과 상호 관계가 있다. 또한, 표 35 및 36의 비교로부터 대조 시료 수치보다 낮은, 보다 우수한 탄젠트 δmax수치가 본 발명의 시료에 의해 달성됨을 알 수 있다. 따라서, 개선된 성능이, 예를 들면 상응하는 낮은 롤링 내성을 위하여 낮은 히스테리시스(hysteresis)을 요구하는 타이어 적용 등을 포함하는 다수의 제품 적용을 위해 본 발명의 시료에 의해 달성된다.From the comparison of Tables 33 and 34, it can be seen that advantageously lower crack growth rates are achieved by the samples of the present invention compared to the control samples. Lower crack growth rates correlate with properties for many applications, including good durability and tire applications. It can also be seen from the comparison of Tables 35 and 36 that better tan δ max values, lower than the control sample values, are achieved by the samples of the present invention. Thus, improved performance is achieved by the samples of the present invention for many product applications, including, for example, tire applications that require low hysteresis for corresponding low rolling resistance.

본 발명의 엘라스토머 복합체의 유리한 성능 특성은 N234 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 시료 제16의 크랙 성장 속도 및 도 22에 그래프로 도시화된 대조 시료 제273 내지 제288의 상응하는 시험 결과에 의해 예시된다. 특정적으로, 도 22는 대조 시료에 대한 MWsol및 크랙 성장 속도 사이의 관계, 및 본 발명의 엘라스토머 복합체에 우수한 매크로-분산도의 유리한 영향을 명백하게 나타낸다. 도 22-24 및 표 33-36에 나타난 MWsol수치는 경화 전 마스터배치 물질을 위한 것으로 이해되어야 한다. 경화 물질의 분자량은 비경화 마스터배치의 MWsol수치에 상당히 관련됨을 이해한다. 약 0.25 x 106내지 0.6 x 106의 MWsol범위 상에 대조 시료의 크랙 성장 속도는 MWsol에 관련된 직선에 잘 부합되는 것으로 나타난다. 반면, MWsol0.5 x 106에서 본 발명의 시료 제16은 본 발명의 시료의 훨씬 우수한 매크로-분산도 D (%)로 인하여, 상응하는 대조 시료보다 크랙 성장 속도가 현저하게 우수하다 (즉, 낮음). 이는 추가로 도 23에서 유사하게 도시함으로써 확립되는데, N326 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 시료 제9의 크랙 성장 속도는 상응하는 대조 시료 제145 내지 160보다 현저하게 낮은 것으로 나타나고 상관선보다 훨씬 아래에 있다. 유사하게 도 24에서는 본 발명의 시료 제10의 우수한 매크로-분산도는 상응하는 대조 시료 제177 내지 192에 의해 확립된 크랙 성장 속도 및 MWsol사이의 상관선 훨씬 아래에 위치하는 크랙 성장 수치가 되는 것으로 나타난다. 도 25에서는, 60 ℃에서 최대 탄젠트 δ가 본 발명의 시료 제24 내지 28에 대하여 우수하고, 즉 낮고, 본 발명의 시료 제29 내지 32는 상응하는 대조 시료 제444 내지 450에 대한 것보다 우수하게 그래프로 도시된다. 본 발명의 엘라스토머 복합체에 대한 상기 논의된 우수한 크랙 성장 결과는 유리한 내피로성을 나타내고, 우수한 내인렬성 및 컷 앤드 칩(cut-and-chip) 내성과 같은 유리한 내파괴성을 나타낸다. 본 발명의 엘라스토머 복합체가 상기 논의된 우수한 히스테리시스 결과는 자동차 타이어 적용을 위하여 유리하게 낮은 롤링 내성 (및 상응하는 보다 높은 연료 절약)을 제시하고, 감소된 열축적(heat build-up)과 같은 관련된 성능 특성에서 유리한 개선을 나타낸다. 하나 이상의 상기 우수한 특성, 내피로성 및 내파괴성, 낮은 히스테리시스, 낮은 열축적 등은 본 발명의 엘라스토머 복합체를 타이어 적용과 같은 상업적 적용 및 공업 고무 용품에서의 용도에 잘 부합되게 한다. 타이어 적용에 관하여, 본 발명의 다양한 바람직한 실시태양이 하기 용도에 특히 잘 부합된다: 타이어 트레드, 특히 레디얼(radial) 및 바이어스 트럭 타이어용 트레드, 오프 더 로우드("OTR") 타이어, 비행기 타이어 등; 서브트레드; 와이어 스킴(wire skim); 측벽; 리트레드(retread) 타이어용 쿠션 고무; 및 유사한 타이어 적용. 본 발명의 다양한 바람직한 실시태양에 의해 달성된 우수한 성능 특성은 개선된 타이어 내구성, 트레드 수명 및 케이싱(casing) 수명, 자동차를 위한 우수한 연료 절약 및 기타 잇점을 제공할 수 있다. 공업 고무 용품에 관하여, 본 발명의 다양한 바람직한 실시태양은 하기 용도에 특히 잘 부합된다: 엔진 마운트(mount), 히드로(hydro) 마운트, 브릿지 베어링 및 지진 격리제, 탱크 트랙 또는 트레드, 마이닝(mining) 벨트 및 유사한 용품 적용. 본 발명의 다양한 바람직한 실시태양에 의해 달성된 우수한 성능 특성은 개선된 피로 수명, 내구성 및 상기 용품 적용을 위한 기타 잇점을 제공할 수 있다.Advantageous performance characteristics of the elastomeric composites of the present invention are exemplified by the crack growth rate of Sample 16 of the present invention comprising N234 carbon black and the corresponding test results of Control Samples 273 through 288 graphically depicted in FIG. 22. . Specifically, FIG. 22 clearly shows the relationship between MW sol and crack growth rate for the control sample, and the beneficial effect of good macro-dispersity on the elastomer composite of the present invention. It should be understood that the MW sol values shown in FIGS. 22-24 and Tables 33-36 are for the masterbatch material prior to curing. It is understood that the molecular weight of the cured material is significantly related to the MW sol value of the uncured masterbatch. The crack growth rate of the control sample on the MW sol range of about 0.25 × 10 6 to 0.6 × 10 6 appears to fit well with the straight line associated with the MW sol . In contrast, sample 16 of the present invention at MW sol 0.5 × 10 6 exhibits significantly better crack growth rates than the corresponding control sample due to the much better macro-dispersity D (%) of the sample of the present invention (ie, lowness). This is further established by analogy in FIG. 23, wherein the crack growth rate of sample ninth of the invention comprising N326 carbon black appears to be significantly lower than the corresponding control samples 145-160 and is well below the correlation line. . Similarly, in FIG. 24, the good macro-dispersity of sample ten of the present invention is a crack growth value located far below the correlation between MW sol and the crack growth rate established by corresponding control samples 177-192. Appears to be. In FIG. 25, the maximum tan δ at 60 ° C. is excellent, ie low, for samples 24 to 28 of the invention, and samples 29 to 32 of the invention are superior to those for the corresponding control samples 444 to 450. It is shown graphically. The excellent crack growth results discussed above for the elastomeric composites of the present invention exhibit favorable fatigue resistance and favorable fracture resistance, such as good tear resistance and cut-and-chip resistance. The excellent hysteresis results discussed above with the inventive elastomeric composites yield advantageously low rolling resistance (and corresponding higher fuel savings) for automotive tire applications, and related performance such as reduced heat build-up. Favorable improvement in properties. One or more of the above excellent properties, fatigue and fracture resistance, low hysteresis, low heat accumulation and the like make the elastomeric composites of the present invention well suited for use in commercial applications such as tire applications and in industrial rubber articles. With regard to tire applications, various preferred embodiments of the present invention are particularly well suited for the following applications: tire treads, in particular treads for radial and bias truck tires, off-the-wood (“OTR”) tires, airplane tires and the like. ; Subtread; Wire skim; Sidewalls; Cushion rubber for retread tires; And similar tires apply. The good performance characteristics achieved by various preferred embodiments of the present invention can provide improved tire durability, tread life and casing life, good fuel savings for automobiles, and other benefits. With regard to industrial rubber articles, various preferred embodiments of the present invention are particularly well suited for the following uses: engine mounts, hydro mounts, bridge bearings and seismic isolators, tank tracks or treads, mining Application of belts and similar supplies. The good performance characteristics achieved by the various preferred embodiments of the present invention can provide improved fatigue life, durability, and other benefits for such article applications.

도 26 내지 도 29는 도 8에 일반적으로 상응하는 카본 블랙 형태, 구조(DBPA) 및 표면적 (CTAB)의 그래픽 표현이다. 도 26에서 카본 블랙 형태 영역은 OTR 타이어 트레드 적용을 위해 최근에 상업적으로 사용되는 카본 블랙을 포함한다. 화살표 (262)는 본 발명에 따라 유리하게 연장될 수 있는 영역 (261)의 방향을 나타낸다. 컷-앤드-칩 방지성, 크랙 성장 방지성 및 내인열성과 같은 성능 특성은 방향 화살표 (262) 물체의 방향으로 일반적으로 개선시키는 것으로 이해되지만, 과거에는 천연 고무의 감소된 분자량 및(또는) 보다 큰 표면적, 보다 적은 구조 카본 블랙의 사용으로 인한 보다 불량한 매크로-분산도 때문에 이들 및 기타 특성의 저하를 상쇄시키는 것으로 이해된다. 본 발명의 엘라스토머 복합체는 우수한 매크로-분산도 및 MWsol에 대하여 현저하게 개선된 OTR 트레드 물질을 얻기 위하여, 방향 화살표 (262)에 의해 제시된 보다 적은 구조, 보다 큰 표면적 카본 블랙을 사용할 수 있다.26-29 are graphical representations of carbon black morphology, structure (DBPA) and surface area (CTAB) generally corresponding to FIG. 8. The carbon black form region in FIG. 26 includes carbon black recently used commercially for OTR tire tread applications. Arrow 262 indicates the direction of region 261 which may advantageously extend in accordance with the present invention. Performance characteristics such as cut-and-chip resistance, crack growth resistance, and tear resistance are generally understood to improve in the direction of the direction arrow 262 object, but in the past, reduced molecular weight and / or It is understood that due to the greater surface area, less structured carbon black and the poorer macro-dispersity due to the use of these carbon blacks, this and other deterioration of properties are offset. The elastomeric composites of the present invention can use a smaller structure, larger surface area carbon black, as indicated by the direction arrow 262, to obtain an OTR tread material with good macro-dispersity and significantly improved for MW sol .

유사하게는, 도 27에서 카본 블랙 형태 영역 (271)은 트럭 및 버스(T/B) 타이어 트레드 적용을 위해 최근에 상업적으로 사용되는 카본 블랙을 포함한다. 화살표 (272)는 본 발명에 따라 유리하게 연장될 수 있는 영역 (271)의 방향을 나타낸다. 내마모성과 같은 성능 특성은 방향 화살표 (272)의 방향으로 일반적으로 개선시키는 것으로 이해되지만, 과거에는 천연 고무의 감소된 분자량 및(또는) 보다 큰 표면적 카본 블랙의 사용으로 인한 보다 불량한 매크로-분산도 때문에 이들 및 기타 특성의 저하를 상쇄시키는 것으로 이해된다. 본 발명의 엘라스토머 복합체는 우수한 매크로-분산도 및 MWsol에 대하여 개선된 T/B 트레드 물질을 얻기 위하여, 방향 화살표 (272)에 의해 제시된 보다 큰 표면적 카본 블랙을 사용할 수 있다.Similarly, the carbon black shaped region 271 in FIG. 27 includes carbon black that has recently been used commercially for truck and bus (T / B) tire tread applications. Arrow 272 indicates the direction of region 271 which may advantageously extend in accordance with the present invention. Performance characteristics such as wear resistance are generally understood to improve in the direction of the direction arrow 272, but in the past due to poor macro-dispersity due to the reduced molecular weight of natural rubber and / or the use of larger surface area carbon blacks. It is understood that this offsets the degradation of these and other properties. The elastomeric composites of the present invention may use the larger surface area carbon blacks indicated by the direction arrows 272 to obtain good macro-dispersity and improved T / B tread material for MW sol .

유사하게는, 도 28에서 카본 블랙 형태 영역 (281 및 283)은 각각 트레드 기재 및 객차(PC) 타이어 트레드를 위하여 최근에 상업적으로 사용되는 카본 블랙을 나타낸다. 방향 화살표 (282 및 284)는 본 발명에 따라 유리하게 연장될 수 있는 각각의 영역 (281 및 283)의 방향을 나타낸다. 열축적(HBU) 및 롤링 내성과 같은 성능 특성은 방향 화살표 (282)의 방향으로 트레드 기재를 위해 개선시키는 것으로 이해되지만, 과거에는 고무의 감소된 분자량 및(또는) 보다 큰 표면적, 보다 적은 구조 카본 블랙의 사용으로 인한 보다 불량한 매크로-분산도 때문에 이들 및 기타 특성의 저하를 상쇄시키는 것으로 이해된다. 유사하게는, 롤링 방지성과 같은 성능 특성은 방향 화살표 (284)의 방향으로 PC 트레드를 위해 개선시키는 것으로 이해되지만, 과거에는 고무의 감소된 분자량 및(또는) 보다 큰 표면적, 보다 적은 구조 카본 블랙의 사용으로 인한 보다 불량한 매크로-분산도 때문에 이들 및 기타 특성을 저하시키는 것으로 이해된다. 본 발명의 엘라스토머 복합체는 우수한 매크로-분산도 및 상기 엘라스토머 복합체에서 고분자량의 임의적인 보존에 대하여, 각각 개선된 트레드 기재 및 PC 트레드를 얻기 위하여, 화살표 (282 및 284)에 의해 제시된 보다 큰 표면적, 보다 적은 구조 카본 블랙을 사용할 수 있다.Similarly, carbon black form regions 281 and 283 in FIG. 28 represent carbon blacks that have recently been used commercially for tread substrates and carriage (PC) tire treads, respectively. Directional arrows 282 and 284 indicate the direction of each region 281 and 283, which may advantageously extend in accordance with the present invention. Performance characteristics such as heat accumulation (HBU) and rolling resistance are understood to improve for the tread substrate in the direction of the direction arrow 282, but in the past the reduced molecular weight and / or larger surface area of rubber, and less structural carbon It is understood that due to the poorer macro-dispersity due to the use of black offsets these and other degradations. Similarly, performance characteristics such as anti-rolling properties are understood to improve for PC treads in the direction of direction arrow 284, but in the past reduced molecular weight and / or greater surface area of rubber, of less structural carbon black It is understood that these and other properties are degraded because of the poorer macro-dispersity resulting from use. The elastomeric composites of the present invention have a larger surface area as indicated by arrows 282 and 284, in order to obtain an improved tread substrate and PC tread, respectively, for good macro-dispersity and arbitrary preservation of high molecular weight in the elastomeric composite, Less structural carbon black can be used.

유사하게는, 도 29에서 카본 블랙 형태 영역 (291, 293 및 294)는 각각 측벽, 정점 및 스틸 벨트 타이어 적용을 위하여 최근에 상업적으로 사용되는 카본 블랙을 나타낸다. 방향 화살표 (292 및 295)는 본 발명에 따라 유리하게 연장될 수 있는 각각의 영역 (291 및 294)의 방향을 나타낸다. 열축적(HBU) 및 피로 수명과 같은 성능 특성은 방향 화살표 (292)의 방향에서 측벽를 위해 개선시키는 것으로 이해되지만, 과거에는 고무의 감소된 분자량 및(또는) 보다 적은 구조 카본 블랙의 사용으로 인한 보다 불량한 매크로-분산도 때문에 이들 및 기타 특성의 저하를 상쇄시키는 것으로 이해된다. 유사하게는, 열축적, 프로세싱 및 와이어 접착성과 같은 성능 특성은 방향 화살표 (295)의 방향으로 스틸 벨트 탄성 물질을 위해 개선시키는 것으로 이해되지만, 과거에는 고무의 감소된 분자량 및(또는) 보다 큰 표면적, 보다 적은 구조 카본 블랙의 사용으로 인한 보다 불량한 매크로-분산도 때문에 이들 및 기타 특성을 저하시키는 것으로 이해된다. 본 발명의 엘라스토머 복합체는 우수한 매크로-분산도 및 상기 엘라스토머 복합체에서 고분자량의 임의적인 보존에 대하여, 각각 개선된 측벽 및 스틸 벨트 고무 물질을 얻기 위하여, 화살표 (292 및 295)에 의해 제시된 보다 큰 표면적 및(또는) 보다 적은 구조 카본 블랙을 사용할 수 있다.Similarly, carbon black shaped regions 291, 293, and 294 in FIG. 29 represent carbon blacks that have recently been used commercially for sidewall, vertex, and steel belt tire applications, respectively. Directional arrows 292 and 295 indicate the direction of each region 291 and 294 that can be advantageously extended in accordance with the present invention. Performance characteristics such as heat accumulation (HBU) and fatigue life are understood to improve for the sidewalls in the direction of direction arrow 292, but in the past are more likely due to the reduced molecular weight of rubber and / or the use of less structural carbon black. It is understood that due to poor macro-dispersity, this and other degradation is canceled out. Similarly, performance characteristics such as heat accumulation, processing and wire adhesion are understood to improve for steel belt elastic materials in the direction of direction arrow 295, but in the past reduced rubber and / or larger surface area of rubber. It is understood that these and other properties are degraded because of poorer macro-dispersity due to the use of less structural carbon black. The elastomeric composites of the present invention have a larger surface area as indicated by arrows 292 and 295 to obtain improved sidewall and steel belt rubber materials, respectively, for good macro-dispersity and arbitrary preservation of high molecular weight in the elastomeric composites. And / or less structural carbon black may be used.

추가 실시예: 바람직한 실시태양 및 기타 충전제를 포함하는 대조 시료Additional Examples Control Samples Including Preferred Embodiments and Other Fillers

본 발명의 특정 바람직한 실시태양에 따른 엘라스토머 복합체의 첨가 시료, 및 상응하는 대조 시료를 제조하였다. 제1 그룹은 상기 규소 처리 카본 블랙으로 불리운 형태의 다중상 집합체 충전제를 사용하였다.Samples of addition of the elastomeric composite according to certain preferred embodiments of the present invention, and corresponding control samples were prepared. The first group used a multiphase aggregate filler in a form called the silicon treated carbon black.

특정적으로, 본 발명의 시료 제33-34는 에코블랙(ECOBLACK(R)) 규소 처리 카본 블랙 (Massachusetts, Billerica, Cabot Corporation 제품)을 사용하였다. 상기 에코블랙 충전제는 카본 블랙 N234와 유사한 형태 특성, 즉 구조 및 표면적을 갖는다. 시료 제33은 45 phr 에코블랙 충전제를 사용하고 증량제 오일을 사용하지 않았다. 다양한 용품 적용을 위한 통상적인 충전제 및 증량제 오일 용도를 천연 고무, 및 카본 블랙 및 실리카 충전제의 블렌드를 포함하는 본 발명의 엘라스토머 복합체에 대하여 표 37에 나타내었다. 표 37에 나타난 조성물에서 실리카 층전제의 용도는 카본 블랙 충전제의 유사한 양을 통상적으로 대체하는 것으로 이해되어야 한다.Specifically, samples 33-34 of the present invention used ECOBLACK (R ) silicon treated carbon black (manufactured by Massachusetts, Billerica, Cabot Corporation). The ecoblack filler has similar morphological properties, namely structure and surface area, as carbon black N234. Sample 33 used 45 phr ecoblack filler and no extender oil. Conventional filler and extender oil applications for various article applications are shown in Table 37 for the inventive elastomeric composites comprising natural rubber and blends of carbon black and silica fillers. It is to be understood that the use of silica layer fillers in the compositions shown in Table 37 typically replaces similar amounts of carbon black filler.

시료의 제2 그룹은 실리카 및 카본 블랙의 블렌드 또는 혼합물을 사용하였다. 카본 블랙 및 실리카 충전제의 블렌드를 사용하는 본 발명의 실시태양에서는, 일반적으로 적어도 약 60:40의 중량비로 사용되는 것이 바람직하다. 즉, 바람직하게는 카본 블랙은 탄성체를 양호하게 응고시키고 마스터배치내에서 실리카의 재응집을 감소시키거나 또는 제거하기 위하여 충전제 약 60 중량% 이상을 포함한다. 특히, 표 40에 나타난 바와 같이 실시예 제35-38에서는 카본 블랙을 표면적 BET 150 ㎡/g, 표면적 DBPA 190 mils/100 g, pH 7 및 기본 미립자 크기 19 나노미터의 미립자상 SiO2충전제 하이실(HiSil(R)) 233 (미국, 펜실바니아, 피츠버그, PPG Industries 제품)과 함께 사용하였다.The second group of samples used a blend or mixture of silica and carbon black. In embodiments of the invention using blends of carbon black and silica filler, it is generally preferred to use at a weight ratio of at least about 60:40. That is, preferably the carbon black comprises at least about 60% filler by weight to better solidify the elastomer and to reduce or eliminate the reagglomeration of the silica in the masterbatch. In particular, as shown in Table 40, Examples 35-38 used carbon black as particulate SiO 2 filler high sil with a surface area of BET 150 m 2 / g, surface area DBPA 190 mils / 100 g, pH 7 and a basic particle size of 19 nanometers. (HiSil (R) ) 233 (manufactured by Pittsburgh, PA, PPG Industries, USA).

모든 본 발명의 시료, 즉, 추가되는 발명의 시료 제33-38을 상기된 바와 같이 본 발명의 시료 1-32에 사용된 방법 및 장치에 따라 제조하였다. 본 발명의 시료 제33-38을 위한 방법 및 장치의 상세함을 하기 표 38에 나타내었다. 시료 제33-38에 사용된 필드 라텍스 또는 농축물은 각 경우에서와 같이 표 24를 참고로 하여 상기 기재된 바와 동일하다. 표 38의 데이터가 본 발명의 시료 제1-32를 위한 상기 표 25에 제공된 것과 유사하다는 것을 이해할 것이다. 표 38에 제시된 카본 블랙 충전제 "CRX2000"은 상기 기재된 ECOBLACK(등록상표) 규소 처리 카본 블랙이었다.All samples of the present invention, i.e., additional samples 33-38, were prepared according to the methods and apparatus used for samples 1-32 of the present invention as described above. Details of the methods and apparatus for Samples 33-38 of the present invention are shown in Table 38 below. The field latex or concentrate used in Samples 33-38 is the same as described above with reference to Table 24 as in each case. It will be appreciated that the data in Table 38 is similar to that provided in Table 25 above for Samples 1-32 of the present invention. The carbon black filler “CRX2000” shown in Table 38 was ECOBLACK® silicon treated carbon black described above.

대조 시료 451-498을 대조 시료 제1-450을 위해 상기 기재된 방법 및 장치에 따라 제조하였다. 마스터배치 451-466에 대한 가공 코드(상기 표 13을 참고), 충전제 부하량, 고무, MWsol및 매크로-분산도를 하기 표 39에 나타내었다. 본 발명의 시료 제33-38의 가공 코드, 충전제 부하량, 고무, MWsol및 매크로-분산도 (및 용이한 참고를 위한 충전제 및 오일 부하량)를 표 40에 나타내었다. 대조 시료 451-466이 조성물에서 본 발명의 시료 제33 및 제34에 상응함을 표 39로부터 알게 될 것이다. 유사하게는, 대조 시료 제467-498이 본 발명의 시료 제35-38에 상응한다.Control sample 451-498 was prepared according to the methods and apparatus described above for control sample 1-450. Processing codes for masterbatch 451-466 (see Table 13 above), filler loadings, rubber, MW sol and macro-dispersity are shown in Table 39 below. The processing codes, filler loadings, rubber, MW sol and macro-dispersity (and filler and oil loadings for easy reference) of Sample 33-38 of the present invention are shown in Table 40. It will be seen from Table 39 that Control Samples 451-466 correspond to Samples 33 and 34 of the present invention in the composition. Similarly, control samples 467-498 correspond to samples 35-38 of the present invention.

본 발명의 시료 33-38의 마스터배치에서 우수한 카본 블랙 분산도를 표 39-41에서 나타난 매크로-분산도 및 MWsol의 비교에 의해 제시하였다. 에코블랙 규소 처리 카본 블랙으로 제조된 본 발명의 시료 제33-34, 및 상응하는 대조 시료를 도 30의 세미 로그 곡선에서 비교하였다. 우수한 카본 블랙 분산도를 본 개시에 따른 엘라스토머 복합체의 바람직한 실시태양을 표시하며 본 발명의 시료에 대해 도 30에 도시하였다. 유리하게는 본 발명의 시료는 도 30에서 선 301 아래에 있는데, 모든 대조 시료는 선 301 위에 있으며 훨씬 불량한 분산도를 갖는다. 실제적으로, 도 30에 나타난 바람직한 실시태양은 0.4 x 106을 유리하게 초과하는 MWsol수치에서도 D (%) 수치가 0.2 % 미만이다. 도 30에 나타난 데이터는 본원에서 개시된, 규소 처리 카본 블랙을 포함하는 신규 엘라스토머 복합체의 매크로-분산 특성이 종래 건조 혼합법의 대응하는 성분을 사용하여 얻을 수 있는 것보다 상당히 우수함을 명백하게 나타내었다. 도 30에 나타난 본 발명의 엘라스토머 복합체의 매크로-분산도 수치를 하기 수학식에 의해 기재하였다:The good carbon black dispersion in the masterbatch of Samples 33-38 of the present invention was presented by comparison of the MW sol and the macro-dispersity shown in Table 39-41. Samples 33-34, and corresponding control samples of the present invention made of ecoblack silicon treated carbon black were compared in the semi-log curve of FIG. Good carbon black dispersion is shown in FIG. 30 for a sample of the present invention indicating a preferred embodiment of the elastomeric composite according to the present disclosure. Advantageously the sample of the present invention is below line 301 in FIG. 30, all control samples are above line 301 and have a much poorer dispersion. In practice, the preferred embodiment shown in FIG. 30 has a D (%) value of less than 0.2% even at MW sol values which advantageously exceed 0.4 × 10 6 . The data shown in FIG. 30 clearly showed that the macro-dispersion properties of the novel elastomeric composites comprising silicon treated carbon black, disclosed herein, are significantly superior to those obtainable using the corresponding components of conventional dry mixing methods. Macro-dispersity values of the elastomeric composites of the invention shown in FIG. 30 are described by the following equation:

D (%) < 1.0 %D (%) <1.0%

(MWsol이 0.4 x 106미만인 경우)(When MW sol is less than 0.4 x 10 6 )

log (D) < log (1.0) + 2.0 x [MWsol- (0.4 x 106)] x 10-6 log (D) <log (1.0) + 2.0 x [MW sol- (0.4 x 10 6 )] x 10 -6

(0.4 x 106< MWsol< 1.1 x 106인 경우)(0.4 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 )

D (%)는 10 미크론 이상의 결점에 대해 측정된 미분산 면적(백분율)이고, 1 %는 본 발명의 바람직한 실시태양에 따른 마스터배치에 대해 한계 매크로-분산 특성임을 알게 될 것이다. 즉, MWsol을 0.4 x 106미만으로 저하되도록 충분히 건조 혼합한 후에도, 건조 저작화 마스터배치 중 어느 것도 임의의 MWsol에서 1.0 % 또는 보다 우수한 매크로-분산 특성을 얻지 못하였다. 도 30에 나타난 바람직한 실시태양은 한계 수치 미만이다. 규소 처리 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 엘라스토머 복합체가 상기 미달성된 매크로-분산 특성 및 MWsol사이에 균형을 제공함을 알 수 있다.It will be appreciated that D (%) is the undispersed area (percentage) measured for defects greater than 10 microns and 1% is the limiting macro-dispersion characteristic for masterbatches according to preferred embodiments of the present invention. That is, even after sufficiently dry mixing the MW sol to less than 0.4 × 10 6 , none of the dry chewable masterbatches achieved 1.0% or better macro-dispersion properties in any MW sol . The preferred embodiment shown in FIG. 30 is below the limit value. It can be seen that the elastomer composite of the present invention comprising silicon treated carbon black provides a balance between the unachieved macro-dispersion properties and the MW sol .

실리카 충전제와 블렌딩된 카본 블랙을 포함하는 본 발명의 시료 제35-38, 및 상응하는 대조 시료를 도 31의 세미 로그 곡선에서 비교하였다. 특정적으로 도 31은 본 발명의 시료 제35-38 및 상응하는 대조 시료 제467-498의 매크로-분산 수치 및 MWsol수치를 나타내었다. 우수한 카본 블랙 분산도를 본 개시에 따른 엘라스토머 복합체의 바람직한 실시태양을 나타내며 본 발명의 시료에 대해 도 31에 도시하였다. 유리하게는 본 발명의 시료는 도 31에서 선 311 아래에 있는데, 모든 대조 시료는 선 311 위에 있으며 분산도가 훨씬 불량하다. 실제적으로, 도 31에 나타난 모든 바람직한 실시태양은 D (%) 수치가 0.4 % 미만이다. 도 31에 나타난 데이터는 MWsol수치의 범위에 걸쳐 카본 블랙/실리카 블렌드를 포함하는 본원에서 개시된 신규 엘라스토머 복합체의 매크로-분산 특성이 종래 건조 저작화 혼합법의 대응하는 성분을 사용하여 얻을 수 있는 것보다 상당히 우수함을 명백하게 나타내었다. 도 31에 나타난 본 발명의 엘라스토머 복합체의 매크로-분산도 수치를 하기 수학식에 의해 기재하였다:Samples 35-38 of the present invention, including carbon black blended with silica filler, and corresponding control samples were compared in the semi-log curve of FIG. 31. Specifically, FIG. 31 shows the macro-dispersion and MW sol values of Samples 35-38 and corresponding Control Samples 467-498 of the present invention. Good carbon black dispersion is shown in the preferred embodiment of the elastomer composite according to the present disclosure and is shown in FIG. 31 for a sample of the present invention. Advantageously, the sample of the present invention is below line 311 in FIG. 31, with all control samples above line 311 and with much poorer dispersion. In practice, all preferred embodiments shown in FIG. 31 have a D (%) value of less than 0.4%. The data shown in FIG. 31 shows that the macro-dispersion properties of the novel elastomer composites disclosed herein, including carbon black / silica blends, over a range of MW sol values can be obtained using the corresponding components of conventional dry chewable mixing methods. It is clearly shown to be significantly better. Macro-dispersity values of the elastomeric composites of the present invention shown in FIG. 31 are described by the following equation:

D (%) < 0.8 %D (%) <0.8%

(MWsol이 0.5 x 106미만인 경우)(When MW sol is less than 0.5 x 10 6 )

log (D) < log (0.8) + 2.2 x [MWsol- (0.5 x 106)] x 10-6 log (D) <log (0.8) + 2.2 x [MW sol- (0.5 x 10 6 )] x 10 -6

(0.5 x 106< MWsol< 1.1 x 106인 경우)(0.5 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 )

D (%)가 10 미크론 이상의 결점에 대해 측정된 미분산 면적(백분율)이고, 0.8 %는 본 발명의 바람직한 실시태양에 따른 마스터배치를 위한 한계 매크로-분산도임을 알게 될 것이다. 즉, MWsol을 0.4 x 106미만으로 저하되도록 충분히 건조 혼합한 후에도, 건조 저작화 마스터배치 중 어느 것도 임의의 MWsol에서 0.8 % 또는 보다 우수한 매크로-분산 특성을 얻지 못하였다. 도 31에 나타난 바람직한 실시태양은 한계 매크로-분산도 수치 0.8 % 미만이고, 0.4 % 미만이다. 카본 블랙/실리카 블렌드 충전제를 포함하는 본 발명의 엘라스토머 복합체가 상기 미달성된 매크로-분산 특성 및 MWsol사이에 균형을 제공한다는 것을 알 수 있다.It will be appreciated that D (%) is the undispersed area (percentage) measured for defects greater than 10 microns and 0.8% is the limit macro-dispersity for masterbatch according to a preferred embodiment of the present invention. That is, even after sufficiently dry mixing the MW sol to less than 0.4 × 10 6 , none of the dry chewable masterbatches achieved 0.8% or better macro-dispersion properties in any MW sol . The preferred embodiment shown in FIG. 31 is a marginal macro-dispersity value of less than 0.8% and less than 0.4%. It can be seen that the elastomer composites of the present invention comprising carbon black / silica blend fillers provide a balance between the unachieved macro-dispersion properties and the MW sol .

상기 개시에 대하여, 당업자들에게는 다양한 첨부, 변형 등이 본 발명의 참범위 및 정신을 벗어나지 않으며 이루어질 수 있음이 명백할 것이다. 상기 모든 추가 및 변형을 하기 청구항에 의해 포함하고자 한다.With respect to the above disclosure, it will be apparent to those skilled in the art that various attachments, modifications, and the like may be made without departing from the true scope and spirit of the invention. All such additions and variations are intended to be covered by the following claims.

Claims (113)

혼합 지대(zone)에서부터 방출 말단부(discharge end)까지 연장하여 길게 뻗은 응고 지대를 한정하는 응고 반응조의 혼합 지대에 엘라스토머 라텍스를 함유하는 연속 유동의 제1 유체를 공급하는 단계;Supplying a continuous flow of first fluid containing elastomeric latex to the mixing zone of the coagulation vessel extending from the mixing zone to the discharge end to define an elongated solidification zone; 엘라스토머 라텍스를 응고시키는 데 효과적인 미립자상 충전제를 함유하는 연속 유동의 제2 유체를 가압하에 응고 반응조의 혼합 지대에 공급하여 엘라스토머 라텍스와의 혼합물을 형성하고, 이 혼합물을 방출 말단부까지 연속 유동으로서 통과시키는 단계(여기에서, 혼합 지대에서의 제1 유체 및 제2 유체를 충분히 강력하게 혼합하여 미립자상 충전제로 엘라스토머 라텍스를 실질적으로 완전히 응고시킴); 및A second, continuous flow of fluid containing particulate filler effective to solidify the elastomer latex is fed under pressure to the mixing zone of the coagulation reactor to form a mixture with the elastomer latex and passed the mixture as a continuous flow to the discharge end. Step (here, mixing the first fluid and the second fluid in the mixing zone sufficiently strongly to solidify the elastomer latex with particulate filler substantially completely); And 응고 반응조의 방출 말단부로부터 실질적으로 연속 유동인 엘라스토머 복합체를 방출시키는 단계Releasing substantially continuous flow of elastomeric composite from the discharging end of the coagulation reactor 를 포함하는 엘라스토머 복합체의 제조 방법.Method for producing an elastomeric composite comprising a. 제1항에 있어서, 제2 유체가 30.5 내지 244 m/초(100 내지 800 피트/초)의 속도로 노즐을 통하여 혼합 지대에 공급되는 엘라스토머 복합체의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the second fluid is supplied to the mixing zone through the nozzle at a speed of 30.5 to 244 m / sec (100 to 800 feet / sec). 제2항에 있어서, 제1 유체가 3.65 m/초(12 피트/초) 이하의 속도로 혼합 지대 안에 연속적으로 공급되는 엘라스토머 복합체의 제조 방법.The method of claim 2, wherein the first fluid is continuously fed into the mixing zone at a velocity of no greater than 3.65 m / sec (12 feet / sec). 제1항에 있어서, 엘라스토머 라텍스가 천연 고무 라텍스이고, 미립자상 충전제가 카본 블랙인 엘라스토머 복합체의 제조 방법.The method of claim 1 wherein the elastomer latex is a natural rubber latex and the particulate filler is carbon black. 제1항에 있어서, 혼합물과 실질적으로 비반응성인 보조 유체를 혼합 지대에 공급하는 단계를 더 포함하는 엘라스토머 복합체의 제조 방법.The method of claim 1, further comprising feeding an auxiliary fluid that is substantially non-reactive with the mixture to the mixing zone. 제5항에 있어서, 보조 유체가 공기인 엘라스토머 복합체의 제조 방법.The method of claim 5 wherein the auxiliary fluid is air. 제1항에 있어서, 응고 지대가 혼합 지대에서부터 방출 말단부로의 방향으로 점차로 증가하는 단면을 갖는 엘라스토머 복합체의 제조 방법.The method of producing an elastomeric composite according to claim 1, wherein the coagulation zone has a cross-section that gradually increases in the direction from the mixing zone to the discharge end. A) 동시에 (i) 응고 반응조의 유입 말단부에 있는 혼합 지대에 연속적으로 엘라스토머 라텍스 유체를 공급하고, 및A) simultaneously (i) continuously supplying an elastomer latex fluid to the mixing zone at the inlet end of the coagulation reactor; and (ii) 혼합 지대 안으로 연속 젯트로서 미립자상 충전제 유체를 공급하여 미립자상 충전제 유체 안으로 엘라스토머 라텍스 유체를 인트레인(entrain)시켜,(ii) feeding the particulate filler fluid as a continuous jet into the mixing zone to intrain the elastomer latex fluid into the particulate filler fluid, 유입 말단부에서부터 방출 말단부까지 단면적이 점차로 증가하면서 연장하는 길게 뻗은 응고 지대를 형성하는 응고 반응조 중에서 가압하에 연속적인 반제한(self-confined) 유동의 엘라스토머 라텍스 및 미립자상 충전제 혼합물을 만드는 단계; 및Making a continuous self-confined flow of elastomeric latex and particulate filler mixture under pressure in a coagulation reactor forming an elongated coagulation zone extending gradually with increasing cross-sectional area from the inlet end to the outlet end; And B) 상기 단계 A(i) 및 A(ii)에 따라 유체 스트림을 공급하면서 동시에 응고 반응조의 방출 말단부로부터 실질적으로 일정한 유동의 엘라스토머 복합체 글로블(globule)을 방출시키는 단계B) supplying a fluid stream according to steps A (i) and A (ii) while simultaneously releasing a substantially constant flow of elastomeric composite globules from the discharge end of the coagulation reactor 를 포함하는 엘라스토머 중에 분산된 미립자상 충전제의 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조의 방법.A method of continuous flow preparation of an elastomeric composite of particulate filler dispersed in an elastomer comprising a. 제8항에 있어서, 엘라스토머 라텍스가 응고 반응조의 방출 말단부로부터 방출됨에 따라 엘라스토머 라텍스의 응고가 엘라스토머 복합체 글로블 안에서 실질적으로 완결되는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 방법.The method of claim 8 wherein the coagulation of the elastomer latex is substantially complete in the elastomeric composite globble as the elastomeric latex is released from the discharging end of the coagulation reactor. 제8항에 있어서, 혼합 지대와 유체 교통을 하는 출구를 갖는 균질화기 안의 액체 중에 미립자상 충전제의 고에너지 분산에 의해 미립자상 충전제 유체를 제조하는 단계를 더 포함하는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 방법.9. The method of claim 8, further comprising the step of preparing the particulate filler fluid by high energy dispersion of the particulate filler in a liquid in a homogenizer having an outlet in fluid communication with the mixing zone. 제8항에 있어서, 액체 슬러리가 30.5 내지 244 m/초(100 내지 800 피트/초)의 속도로 노즐을 통하여 혼합 지대 안에 공급되는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 방법.The method of claim 8, wherein the liquid slurry is fed into the mixing zone through the nozzle at a speed of 30.5 to 244 m / sec (100 to 800 ft / sec). 제11항에 있어서, 노즐을 통과하는 액체 슬러리의 속도가 61 내지 152.5 m/초(200 내지 500 피트/초)인 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 방법.The process of claim 11 wherein the velocity of the liquid slurry passing through the nozzle is 61 to 152.5 m / sec (200 to 500 ft / sec). 제8항에 있어서, 혼합 지대에 엘라스토머 라텍스를 공급하기 전에 엘라스토머 라텍스에 소량의 첨가제를 미리혼합하는 단계를 더 포함하는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 방법.9. The method of claim 8, further comprising premixing a small amount of additive to the elastomer latex prior to feeding the elastomer latex to the blend zone. 제8항에 있어서, 미립자상 충전제 유체가 수성 카본 블랙 분산액인 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 방법.The method of claim 8 wherein the particulate filler fluid is an aqueous carbon black dispersion. 제8항에 있어서, 미립자상 충전제 유체가 규소 처리된 카본 블랙, 발연 실리카, 침전 실리카, 및 그의 임의의 혼합물을 포함하는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 방법.The method of claim 8 wherein the particulate filler fluid comprises silicon treated carbon black, fumed silica, precipitated silica, and any mixtures thereof. 제8항에 있어서, 엘라스토머 라텍스 유체가 기본적으로 천연 고무 라텍스로 이루어지는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 방법.10. The method of claim 8, wherein the elastomer latex fluid consists essentially of natural rubber latex. 제16항에 있어서, 천연 고무 라텍스가 천연 고무 라텍스 농축물인 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 방법.17. The method of claim 16 wherein the natural rubber latex is a natural rubber latex concentrate. 제16항에 있어서, 천연 고무 라텍스가 필드(field) 라텍스인 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 방법.17. The method of claim 16, wherein the natural rubber latex is field latex. 제8항에 있어서, 동시에 엘라스토머 라텍스 유체 및 미립자상 충전제 유체를 갖는 혼합 지대에 연속적으로 첨가제 유체를 별도로 공급하여 반제한된 유동 안으로 첨가제를 혼합시키는 단계를 더 포함하는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 방법.9. The method of claim 8, further comprising the step of separately feeding the additive fluid into a mixed zone having an elastomeric latex fluid and particulate filler fluid at the same time to mix the additive into the restricted flow. 제8항에 있어서, 첨가제가 오존균열방지제, 산화방지제, 가소화제, 가공 보조제, 수지, 난연제, 증량제 오일, 윤활제 및 그의 임의의 혼합물로부터 선택되는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 방법.The process of claim 8 wherein the additive is selected from ozone crackers, antioxidants, plasticizers, processing aids, resins, flame retardants, extender oils, lubricants and any mixtures thereof. 제8항에 있어서, 혼합 지대 안에 가압 가스를 주입하는 단계를 더 포함하는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 방법.9. The method of claim 8, further comprising injecting pressurized gas into the blend zone. 제21항에 있어서, 가압 기체를 혼합 지대 안에 별도로 주입하는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 방법.22. The method of claim 21, wherein the pressurized gas is separately injected into the mixing zone. 제21항에 있어서, 가압 기체를 미립자상 충전제 유체와 함께 노즐을 통하여 혼합 지대 안에 주입하는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 방법.22. The method of claim 21, wherein pressurized gas is injected with the particulate filler fluid through the nozzle into the mixing zone. 제8항에 있어서, 단계 A(ii)가 다중 노즐을 통하여 미립자상 충전제 유체의 다중 스트림을 연속적으로 혼합 지대에 공급하는 단계를 포함하는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 방법.The method of claim 8, wherein step A (ii) comprises continuously feeding multiple streams of particulate filler fluid through the multiple nozzles into the mixing zone. 제8항에 있어서, 단계 A(i)와 A(ii)에서 엘라스토머 라텍스 유체의 1종 이상의 보조 스트림을 동시에 혼합 지대에 공급하는 단계를 더 포함하는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 방법.The method of claim 8, further comprising simultaneously feeding at least one auxiliary stream of elastomeric latex fluid to the mixing zone in steps A (i) and A (ii). 제8항에 있어서, 건조기를 통하여 응고 반응조의 방출 말단부로부터 수용된 엘라스토머 복합체 글로블을 건조시키는 단계를 더 포함하는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 방법.9. The method of claim 8, further comprising drying the elastomeric composite globble received from the discharge end of the coagulation reactor through a dryer. 제26항에 있어서, 건조 단계 후에 이어서 11.34 내지 34.02 kg(25 내지 75 파운드) 양의 엘라스토머 복합체를 압축하여 엘라스토머 복합체를 베일링(bailing)하는 단계를 더 포함하는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 방법.27. The method of claim 26, further comprising compressing the elastomeric composite in an amount of 11.34 to 34.02 kg (25 to 75 pounds) after the drying step to bail the elastomeric composite. 제8항에 있어서, 엘라스토머 라텍스 유체가 10 psig 미만의 압력 하에서 공급되고, 미립자상 충전제 유체는 75 psig 이하의 압력 하에서 공급되는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 방법.The method of claim 8, wherein the elastomer latex fluid is supplied under a pressure of less than 10 psig, and the particulate filler fluid is supplied under a pressure of 75 psig or less. A) 동시에 (i) 응고 반응조의 유입 말단부에 있는 혼합 지대로 연속적으로 천연 고무 라텍스의 액체 스트림을 공급하고,A) at the same time (i) continuously supplying a liquid stream of natural rubber latex to the mixing zone at the inlet end of the solidification reactor, (ii) 혼합 지대 안으로 연속 젯트로서 액체 슬러리를 공급하여 카본 블랙의 액체 슬러리 내로 연속적으로 천연 고무 라텍스를 인트레인시켜,(ii) feeding the liquid slurry as a continuous jet into the mixing zone to continuously inhale the natural rubber latex into the liquid slurry of carbon black, 유입 말단부로부터 개방 방출 말단부까지 단면적이 점차로 증가하면서 연장하는 일반적으로 관형인 응고 지대를 형성하는 응고 반응조 중에 천연 고무 라텍스 및 카본 블랙 혼합물의 연속적인 반제한 유동을 만드는 단계; 및Creating a continuous controlled flow of a mixture of natural rubber latex and carbon black in a coagulation reactor forming a generally tubular coagulation zone extending gradually from the inlet end to the open outlet end; And B) 응고 반응조의 방출 말단부로부터 고무 마스터 배치 글로블을 동시에 방출시키는 단계B) simultaneously discharging the rubber master batch globble from the discharging end of the coagulation reactor 를 포함하는, 카본 블랙을 사용하여 천연 고무를 응고시키는 고무 마스터 배치의 연속 유동식 제조 방법.A continuous flow production method of a rubber master batch for solidifying a natural rubber using carbon black, comprising. 균질화기 내의 수성 액체 안으로 미립자상 충전제의 고 에너지 분산에 의해 미립자상 충전제 유체를 제조하는 단계; 및Preparing the particulate filler fluid by high energy dispersion of the particulate filler into the aqueous liquid in the homogenizer; And 동시에 (i) 응고 반응조의 유입 말단과 밀봉된 유체 교통을 하는 혼합 헤드에 의해 한정되고 응고 지대와 동축으로 연장하는 혼합 지대에 연속적으로 3.04 m/초(10 피트/초) 미만으로 천연 고무 라텍스의 액체 스트림을 공급하고, 및At the same time (i) the natural rubber latex of less than 3.04 m / sec (10 feet / sec) continuously in the mixing zone defined by the mixing head in sealed fluid communication with the inlet end of the solidification reactor and extending coaxially with the solidification zone. Supply a liquid stream, and (ii) 응고 지대와 실질적으로 동축인 공급 튜브를 통과하여(미립자상 충전체 유체는 61 내지 152.5 m/초(200 내지 500 피트/초)의 속도로 공급 튜브를 빠져나옴) 응고 지대의 유입 말단부의 방향에 있는 혼합 지대 안으로 미립자상 충전제 유체를 내뿜어 미립자상 충전제 유체 안으로 연속적으로 천연 고무 라텍스를 인트레인시켜,(ii) through the feed tube substantially coaxial with the coagulation zone (particulate filler fluid exits the feed tube at a speed of 61 to 152.5 m / sec (200 to 500 feet / sec)) and the inlet end of the coagulation zone Sprinkling particulate filler fluid into the blend zone in the direction of to continuously inhale the natural rubber latex into the particulate filler fluid, 유입 말단부에서부터 방출 말단부까지 단면적이 점차로 증가하면서 연장하는 일반적으로 관형인 응고 지대를 형성하는 응고 반응조 중에 연속적인 반제한 유동의 천연 고무 라텍스 및 미립자상 충전제 혼합물을 만드는 단계;Creating a continuous flow of natural rubber latex and particulate filler mixture in a coagulation reactor forming generally tubular coagulation zones extending gradually with increasing cross-sectional area from the inlet end to the outlet end; 미립자상 충전제에 의해 천연 고무 라텍스의 응고가 실질적으로 완결되는 마스터 배치 글로블을 응고 반응조의 방출 말단부로부터 동시에 그리고 연속적으로 방출시키는 단계; 및Simultaneously and successively releasing, from the discharge end of the coagulation reactor, a master batch glob that substantially solidifies coagulation of the natural rubber latex by particulate filler; And 하나 이상의 건조기 내에서 응고 반응조로부터 방출된 마스터 배치 글로블을 동시에 그리고 연속적으로 건조시키고 펠렛화시키는 단계Simultaneously and successively drying and pelletizing the master batch globble discharged from the coagulation reactor in one or more dryers 를 포함하는, 천연 고무 중에 미세하게 분산된 카본 블랙, 규소 처리된 카본 블랙, 발연 실리카, 침전 실리카, 및 그의 혼합물로부터 선택된 미립자상 충전제를 포함하는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 방법.A process for producing a continuous flow of an elastomeric composite comprising particulate filler selected from carbon black finely dispersed in natural rubber, silicon treated carbon black, fumed silica, precipitated silica, and mixtures thereof. 혼합 지대 및 혼합 지대에서부터 방출 말단부까지 연장하는 길게 뻗은 응고 지대를 한정하는 응고 반응조;A coagulation reactor defining a blend zone and an elongated coagulation zone extending from the blend zone to the discharge end; 혼합 지대에 엘라스토머 라텍스 유체를 연속적으로 공급하기 위한 라텍스 공급 수단; 및Latex supply means for continuously supplying an elastomer latex fluid to the mixing zone; And 혼합 지대로부터 응고 지대의 방출 말단부까지 이동하는 엘라스토머 라텍스 유체와의 혼합물을 형성하기 위하여 혼합 지대 안으로 연속 젯트로서 미립자상 충전제 유체를 공급하기 위한 충전제 공급 수단(이때, 혼합 지대와 방출 말단부 사이의 거리는 방출 말단부 전에 엘라스토머 라텍스의 응고를 실질적으로 완결하기에 충분함)Filler supply means for supplying particulate filler fluid as a continuous jet into the blending zone to form a mixture with the elastomeric latex fluid moving from the blending zone to the discharge end of the coagulation zone, wherein the distance between the blending zone and the discharge end is discharged. Sufficient to substantially complete solidification of the elastomer latex before the distal end) 을 포함하는 엘라스토머 중에 분산된 미립자상 충전제의 엘라스토머 복합체의 제조 장치.Apparatus for producing an elastomeric composite of particulate filler dispersed in an elastomer comprising a. 제31항에 있어서, 충전제 공급 수단이 30.48 내지 182.9 m/초(100 내지 600 피트/초)의 속도로 노즐을 통하여 혼합 지대로 미립자상 충전제 유체를 연속적으로 공급하기 위한 것인 엘라스토머 복합체의 제조 장치.32. The apparatus of Claim 31, wherein the filler supply means is for continuously supplying particulate filler fluid to the mixing zone through the nozzle at a rate of 30.48 to 182.9 m / sec (100 to 600 feet / sec). . 제32항에 있어서, 라텍스 공급 수단이 2.45 m/초(8 피트/초) 미만의 속도로 혼합 지대 안으로 엘라스토머 라텍스 유체를 연속적으로 공급하기 위한 것인 엘라스토머 복합체의 제조 장치.33. The apparatus of claim 32, wherein the latex supply means is for continuously supplying the elastomer latex fluid into the mixing zone at a speed of less than 2.45 m / sec (8 feet / sec). 제31항에 있어서, 라텍스 공급 수단이 5.1 atm(75 파운드/인치2) 이하의 압력 하에서 혼합 지대로 미립자상 충전제 유체를 연속적으로 공급하기 위한 것인 엘라스토머 복합체의 제조 장치.32. The apparatus of claim 31, wherein the latex supply means is for continuously supplying particulate filler fluid to the mixing zone under a pressure of 75 atm / inch 2 or less. 제34항에 있어서, 라텍스 공급 수단이 0.8 atm(12 파운드/인치2) 미만의 압력 하에서 혼합 지대안으로 미립자상 충전제 유체를 연속적으로 공급하기 위한 것인 엘라스토머 복합체의 제조 장치.35. The apparatus of Claim 34, wherein the latex supply means is for continuously supplying particulate filler fluid into the mixing zone under a pressure of less than 0.8 atm (12 pounds per inch 2 ). 제31항에 있어서, 혼합 지대에 추가의 가압 액체 스트림을 동시에 공급하기 위한 보조 공급 수단을 더 포함하는 엘라스토머 복합체의 제조 장치.32. The apparatus of claim 31, further comprising auxiliary supply means for simultaneously supplying additional pressurized liquid streams to the mixing zone. 제36항에 있어서, 가압 유체가 공기인 엘라스토머 복합체의 제조 장치.37. The apparatus of claim 36, wherein the pressurized fluid is air. 제31항에 있어서, 응고 지대의 단면적이 혼합 지대 및 방출 말단부 사이에서 점차로 증가하는 엘라스토머 복합체의 제조 장치.32. The apparatus of claim 31, wherein the cross-sectional area of the coagulation zone gradually increases between the mixing zone and the discharging distal end. 방출 말단부를 향하여 유입 말단에서부터 단면적이 점차로 증가하면서 연장하는 길게 뻗은 응고 지대를 형성하는 응고 반응조;A coagulation reactor forming an elongated coagulation zone extending gradually from the inlet end towards the discharge end with increasing cross-sectional area; 응고 반응조의 유입 말단부에 있는 혼합 지대로 엘라스토머 라텍스 유체를 연속적으로 공급하기 위한 수단; 및Means for continuously feeding the elastomer latex fluid to the mixing zone at the inlet end of the coagulation reactor; And 방출 말단부 방향의 응고 지대 안에 엘라스토머 라텍스 및 미립자상 충전제혼합물의 반제한된 유동을 생성하고 방출 말단부 전에 미립자상 충전제를 사용하여 엘라스토머 라텍스의 실질적인 응고를 달성하기 위하여 혼합 지대 안으로 충분히 강력하게 미립자상 충전제 유체를 공급하기 위한 수단The particulate filler fluid is sufficiently strong into the mixing zone to produce a semi-limited flow of elastomeric latex and particulate filler mixture in the solidification zone toward the discharge end and to achieve substantial solidification of the elastomer latex using particulate filler prior to the discharge end. Means for supply 을 포함하는, 엘라스토머 중에 분산된 미립자상 충전제의 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 장치.Apparatus for continuous flow production of an elastomeric composite of particulate filler dispersed in an elastomer comprising a. 유입 말단부로부터 방출 말단부까지 단면적이 점차로 증가하면서 연장하는 길게 뻗은 응고 지대를 형성하는 응고 반응조;A coagulation reactor forming an elongated coagulation zone extending with increasing cross-sectional area from the inlet end to the outlet end; 응고 반응조의 유입 말단부에 있는 혼합 지대에 엘라스토머 라텍스 유체를 연속적으로 공급하기 위한 수단; 및Means for continuously supplying an elastomeric latex fluid to the mixing zone at the inlet end of the coagulation reactor; And 미립자상 충전제 유체와의 혼합물 안에 엘라스토머 라텍스 유체를 인트레인시켜 혼합물이 방출 말단부에 도달하기 전에 미립자상 충전제를 사용하여 엘라스토머 라텍스를 실질적으로 완전하게 응고시키기에 효과적인, 가압하에 미립자상 충전제 유체의 연속 젯트를 혼합 지대에 공급하기 위한 수단Continuous jet of particulate filler fluid under pressure effective to intrain the elastomer latex fluid into the mixture with the particulate filler fluid to substantially solidify the elastomeric latex with the particulate filler before the mixture reaches the discharge end. For supplying water to the mixing zone 을 포함하는, 엘라스토머 중에 분산된 미랍자상 충전제의 엘라스토머 충전제의 엘라스토머 복합체의 제조 장치.Apparatus for producing an elastomeric composite of the elastomeric filler of the waxy filler dispersed in the elastomer comprising a. 제40항에 있어서, 혼합 지대가 혼합 헤드 내에 있고, 길게 뻗은 응고 지대와 실질적으로 동축인 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 장치.41. The apparatus of claim 40, wherein the mixing zone is in the mixing head and is substantially coaxial with the elongated solidification zone. 제41항에 있어서, 혼합 헤드가 응고 지대 연장기에 봉인되는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 장치.42. The apparatus of claim 41, wherein the mixing head is sealed to the solidification zone extender. 제42항에 있어서, 미립자상 충전제 유체의 스트림을 공급하기 위한 수단이 응고 지대를 향하여 개방된 슬러리 노즐 팁까지 혼합 지대 안에서 실질적으로 동축인 상태로 연장하는 제1 공급 튜브를 포함하는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 장치.43. The continuous of elastomeric composite of claim 42, wherein the means for supplying the stream of particulate filler fluid comprises a first feed tube extending substantially coaxially within the mixing zone to the slurry nozzle tip that is open towards the coagulation zone. Fluid Manufacturing Device. 제43항에 있어서,The method of claim 43, 혼합 헤드가 응고 지대를 향하여 유입구로부터 연장하여 응고 지대와 실질적으로 동축인 제1 공급 채널을 형성하고, 및The mixing head extends from the inlet toward the coagulation zone to form a first feed channel substantially coaxial with the coagulation zone, and 제1 공급 채널 내에서 동축으로 연장하는 제1 공급 튜브가 유입구에 있는 혼합 헤드와 함께 유체가 샐 틈이 없는 밀봉을 형성하는A first feed tube extending coaxially within the first feed channel with the mixing head at the inlet to form a leak-free seal 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 장치.Continuous flow production apparatus for the elastomeric composite. 제44항에 있어서, 제1 공급 튜브가 유입구로부터 슬러리 노즐 팁까지 연장하고, 슬러리 노즐 팁 바로 위 업스트림에 있는 제1 공급 튜브 안의 일정 직경 부분이 적어도 그의 직경의 3배인 축 치수를 갖는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 장치.45. The elastomeric composite of Claim 44, wherein the first feed tube extends from the inlet to the slurry nozzle tip, wherein a portion of a diameter in the first feed tube immediately upstream above the slurry nozzle tip has an axial dimension that is at least three times its diameter. Continuous Flow Manufacturing Device. 제44항에 있어서, 엘라스토머 라텍스 유체의 공급 수단이 혼합 지대로부터 떨어진 제2 유입구로부터 혼합 지대와 연결되어 연장하는, 제1 공급 채널에 대해 30。 내지 90。의 각으로 혼합 헤드에 의해 형성된 제2 공급 채널을 포함하는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 장치.45. The second device of claim 44, wherein the supply means for the elastomer latex fluid is formed by the mixing head at an angle of 30 degrees to 90 degrees relative to the first feed channel extending from the second inlet away from the mixing zone to the mixing zone. Apparatus for continuous flow preparation of elastomeric composites comprising feed channels. 제45항에 있어서, 혼합 지대의 바로 아래 다운스트림에 있는 응고 지대의 단면적이 제1 공급 튜브의 단면 직경의 2배 이상인 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 장치.46. The apparatus of claim 45, wherein the cross-sectional area of the coagulation zone immediately downstream of the mixing zone is at least twice the cross-sectional diameter of the first feed tube. 제47항에 있어서, 혼합 지대의 바로 아래 다운스트림에 있는 응고 지대의 단면적이 제1 공급 튜브의 단면적의 약 4 내지 8배인 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 장치.48. The apparatus of claim 47, wherein the cross-sectional area of the coagulation zone immediately downstream of the mixing zone is about 4 to 8 times the cross-sectional area of the first feed tube. 제45항에 있어서, 혼합 지대로부터 떨어진 유입구에서부터 혼합 지대와 연결되어 연장하여, 혼합 헤드가 제1 공급 채널에 대해 30。 내지 90。의 각으로 하나 이상의 추가의 공급 채널을 형성하는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 장치.46. The continuous of elastomeric composite of claim 45, wherein the mixing head extends from the inlet away from the mixing zone and extends with the mixing zone such that the mixing head forms one or more additional feed channels at an angle of 30 DEG to 90 DEG relative to the first feed channel. Fluid Manufacturing Device. 제40항에 있어서, 방출 말단부를 향하여 유입 말단부에서부터 연장하는 응고 지대의 적어도 제1 부위가 중심 종축에 대해 0。 이상 내지 25。 미만의 전체 각에서 크기가 증가하는 원형 단면, 및 중심 종축을 갖는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 장치.41. The method of claim 40, wherein at least a first portion of the coagulation zone extending from the inlet end towards the discharge end has a circular cross section that increases in size at an overall angle of greater than 0 degrees and less than 25 degrees with respect to the central longitudinal axis, and a central longitudinal axis. Continuous flow production apparatus for the elastomeric composite. 제40항에 있어서, 응고 지대의 단면적이 방출 말단부를 향하여 연속적으로 증가하는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 장치.41. The apparatus of claim 40, wherein the cross-sectional area of the coagulation zone is continuously increased towards the discharge end. 제50항에 있어서, 응고 지대의 단면적이 방출 말단부를 향하여 유입 말단부로부터 단계적으로 증가하는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 장치.51. The apparatus of claim 50, wherein the cross-sectional area of the coagulation zone increases stepwise from the inlet end towards the discharge end. 제51항에 있어서, 상기 응고 지대의 제1 부위가The method of claim 51, wherein the first portion of the coagulation zone is 방출 말단부를 향하여 유입 말단부에서부터 D1의 3배 이상인 길이 L1만큼 연장하는 실질적으로 일정한 직경 D1의 제1 구역, 및A first zone of substantially constant diameter D 1 extending toward the discharge end of a length not less than three times D 1 from the inlet end portion as L 1, and 각각의 단면 직경은 실질적으로 일정하고 단면적은 직전 구역의 2배 이상이고 길이는 그의 단면 직경의 3배 이상과 동일한 다중 부가 구역Each cross-sectional diameter is substantially constant, the cross-sectional area being at least twice as large as the previous zone and the length equal to at least three times as large as its cross-sectional diameter 을 포함하는, 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 장치.Containing, continuous flow type manufacturing apparatus of the elastomeric composite. 제53항에 있어서, 제1 지대의 길이 L1이 그의 직경 D1의 약 12 내지 18배인 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 장치.The apparatus of claim 53, wherein the length L 1 of the first zone is about 12-18 times its diameter D 1 . 제54항에 있어서, 방출 말단부를 향하여 유입 말단부에서부터 연장하는 응고 지대가 원형 단면을 갖고 방출 말단부를 향하여 크기가 단계적으로 증가하고,55. The method of claim 54 wherein the coagulation zone extending from the inlet end towards the discharge end has a circular cross section and increases in size toward the discharge end, 노즐의 단면 직경의 5 내지 8배와 동일한 실질적으로 일정한 단면 직경 D1, 단면적 A1및 D1의 12 내지 18배인 길이 L1을 갖는 유입 말단부에서 시작하는 제1 구역;The first zone of 12 to 18 of constant cross-sectional diameter D 1, the cross-sectional area A 1 and D 1 is substantially the same and from 5 to 8 times the cross-sectional diameter of the nozzle times the length starting at the inlet end having an L 1; 실질적으로 일정한 단면 직경 D2, A1의 약 2배인 단면적 A2및 D2의 약 3 내지 7배인 길이 L2를 갖는, 제1 구역에 딱맞게 연결된 연결부로부터 방출 말단부를 향하여 연장하는 제2 구역;A second zone which substantially extends in a constant cross-sectional diameter D 2, A of about two times the cross-sectional area A 2, and about 3 to 7 times length having L 2, the perfect discharge end portion from the associated connecting portion to fit the first section of the D 2 of 1 ; 실질적으로 일정한 단면 직경 D3, A2의 약 2배인 단면적 A3및 D3의 약 3 내지 7배인 길이 L3을 갖는, 제2 구역에 딱맞게 연결된 연결부로부터 방출 말단부를 향하여 연장하는 제3 구역; 및A third zone which substantially extends in a constant cross-section diameter D 3, about 2 times the cross-sectional area A 3, and D 3 of about 3 to 7 times the length L just release the distal end from the associated connection portion according to the second zone having the third of A 2 ; And 실질적으로 일정한 단면 직경 D4, A3의 약 2배인 단면적 A4및 D4의 약 3 내지 7배인 길이 L4를 갖는, 제3 구역에 딱맞게 연결된 연결부로부터 방출 말단부를 향하여 연장하는 제4 구역The fourth zone, which substantially extends in a constant cross-sectional diameter D 4, A 3 of about two times the cross-sectional area A 4 and about 3 to 7 times the length L just release the distal end from the associated connection part to fit, the third zone having a 4 D 4 of 을 갖는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 장치.Continuous flow production apparatus for the elastomeric composite having a. 제40항에 있어서, 응고 지대의 방출 말단부로부터 엘라스토머 복합체를 수용하고 임의의 다중 수용 위치로 선택적으로 엘라스토머 복합체를 통과시키기 위한 전환기를 더 포함하는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 장치.41. The apparatus of claim 40, further comprising a converter for receiving the elastomeric composite from the discharge distal end of the coagulation zone and for selectively passing the elastomeric composite to any multiple receiving positions. 제56항에 있어서, 전환기가 응고 반응조의 방출 말단부에 부착된 제1 말단 및 임의의 다중 수용 위치에 대해 이동가능한 제2 말단을 갖는 가요성 도관을 포함하는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 장치.59. The apparatus of claim 56, wherein the converter comprises a flexible conduit having a first end attached to the discharge end of the coagulation vessel and a second end movable relative to any multiple receiving positions. 제56항에 있어서, 미립자상 충전제 유체 공급 수단이 상기 압력을 75 psig 이상으로 발달시키기 위한 펌핑 수단을 포함하고, 엘라스토머 라텍스 유체 공급 수단이 보유 탱크 및 엘라스토머 라텍스 유체 압력을 10 psig 미만으로 발달시키기 위한 공급 라인을 포함하는 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 장치.57. The method of claim 56, wherein the particulate filler fluid supply means comprises pumping means for developing the pressure above 75 psig, and the elastomeric latex fluid supply means for developing the holding tank and elastomer latex fluid pressure below 10 psig. Apparatus for continuous fluid production of elastomeric composites comprising a supply line. 카본 블랙 및 담체 액체의 혼합물을 교반하기 위한 혼합 탱크;A mixing tank for stirring a mixture of carbon black and a carrier liquid; 혼합 탱크의 방출구와 유체 교통하는 흡수구 및 분산액 유체를 방출하기 위한 유출구를 갖는, 분산액 유체를 형성하기 위하여 담체 액체 중에 카본 블랙을 분산시키기 위한 콜로이드 밀; 및A colloid mill for dispersing carbon black in a carrier liquid to form a dispersion fluid, having an absorption port in fluid communication with an outlet of the mixing tank and an outlet for discharging the dispersion fluid; And 콜로이드 밀의 방출구와 유체 교통을 하는 유입구 및 혼합 지대로 미립자상 충전제 유체를 공급하기 위한 수단으로 카본 블랙 슬러리를 통과시키기 위한 출구를 갖는, 담체 액체 중에 카본 블랙을 보다 미세하게 분산시켜 카본 블랙 슬러리를 형성하기 위한 균질화기Carbon black slurry is more finely dispersed in the carrier liquid to form a carbon black slurry, having an inlet in fluid communication with the outlet of the colloid mill and an outlet for passing the carbon black slurry as a means for supplying particulate filler fluid to the mixing zone. Homogenizer for 를 포함하는, 혼합 지대에 미립자상 충전제 유체를 공급하기 위한 수단과 유체 교통하는 카본 블랙 슬러리 제조 수단을 더 포함하는, 미립자상 충전제 유체가 담체 액체 중의 카본 블랙을 포함하는 카본 블랙 슬러리인 엘라스토머 복합체의 연속 유동식 제조 장치.And a carbon black slurry manufacturing means in fluid communication with the means for supplying particulate filler fluid to the mixing zone, wherein the particulate filler fluid is a carbon black slurry comprising carbon black in a carrier liquid. Continuous Flow Manufacturing Device. 미립자상 충전제가Particulate filler 혼합 지대에서부터 방출 말단부까지 연장하는 길게 뻗은 응고 지대를 한정하는 응고 반응조의 혼합 지대로 엘라스토머 라텍스를 함유하는 연속 유동의 제1 유체를 공급하고;Feeding a continuous flow of first fluid containing elastomeric latex into the mixing zone of the coagulation vessel defining an elongated coagulation zone extending from the mixing zone to the discharge distal end; 엘라스토머 라텍스를 응고시키기에 효과적인 미립자상 충전제를 함유하는 연속 유동의 제2 유체를 가압하에 응고 반응조의 혼합 지대로 공급하여 엘라스토머 라텍스와의 혼합물을 형성하고, 이 혼합물을 연속 유동으로서 방출 말단부로 통과시키고(이때, 혼합 지대 안의 제1 유체 및 제2 유체의 혼합은 방출 말단부 전에 미립자상 충전제를 사용하여 엘라스토머 라텍스를 실질적으로 완전하게 응고시키기에 충분히 강력함), 및A second continuous flow of fluid containing particulate filler effective to solidify the elastomeric latex is fed under pressure into the mixing zone of the coagulation reactor to form a mixture with the elastomer latex, and the mixture is passed through the discharge end as a continuous flow. (The mixing of the first fluid and the second fluid in the mixing zone is strong enough to substantially solidify the elastomer latex using particulate filler before the discharging end), and 응고 반응조의 방출 말단부로부터 엘라스토머 복합체의 실질적으로 연속 유동을 방출시켜Releasing substantially continuous flow of the elastomeric composite from the discharge end of the coagulation reactor 분산되는 엘라스토머를 함유하는 엘라스토머 복합체.An elastomeric composite containing the dispersed elastomer. A) 동시에 (i) 응고 반응조의 유입 말단부에 있는 혼합 지대에 엘라스토머 라텍스 유체를 연속적으로 공급하고, 및A) simultaneously (i) continuously supplying an elastomeric latex fluid to the mixing zone at the inlet end of the coagulation reactor, and (ii) 연속 젯트로서 미립자상 충전제 유체를 혼합 지대 안으로 공급하여 미립자상 충전제 유체 내로 엘라스토머 라텍스 유체를 인트레인시켜(ii) feeding the particulate filler fluid into the mixing zone as a continuous jet to intrain the elastomer latex fluid into the particulate filler fluid; 유입 말단부에서부터 방출 말단부까지 단면적이 점차로 증가하면서 연장하는 길게 뻗은 응고 지대를 형성하는 응고 반응조 중에서 가압 하에 엘라스토머 라텍스 및 미립자상 충전제 혼합물의 연속적인 반제한 유동을 만드는 단계; 및Creating a continuous flow of elastomeric latex and particulate filler mixture under pressure in a coagulation reactor forming an elongated coagulation zone extending gradually with increasing cross-sectional area from the inlet end to the outlet end; And B) 단계 A(i) 및 A(ii)에 따라 유체 스티림의 공급과 동시에 엘라스토머 배치 글로블의 실질적으로 일정한 유동을 응고 반응조의 방출 말단부로부터 방출시키는 단계B) releasing a substantially constant flow of the elastomer batch globble from the discharge end of the coagulation reactor simultaneously with the supply of the fluid stream in accordance with steps A (i) and A (ii). 를 포함하는 연속 유동 방법에 의해 형성된, 엘라스토머 중에 미세하게 분산된 미립자상 충전제를 함유하는 엘라스토머 복합체.Elastomer composite containing finely divided particulate filler in the elastomer, formed by a continuous flow method comprising a. A) 동시에 (i) 응고 반응조의 유입 말단부에 있는 혼합 지대에 연속적으로 천연 고무 라텍스의 액체 스트림을 공급하고, 및A) simultaneously (i) continuously supplying a liquid stream of natural rubber latex to the mixing zone at the inlet end of the coagulation reactor, and (ii) 혼합 지대 안으로 연속 젯트로서 액체 슬러리를 공급하여 카본 블랙의 액체 슬러리 내로 천연 고무 라텍스를 연속적으로 인트레인시켜,(ii) feeding the liquid slurry as a continuous jet into the mixing zone to continuously introduce natural rubber latex into the liquid slurry of carbon black, 유입 말단부에서부터 개방 방출 말단부까지 단면적이 점차로 증가하면서 연장하는 일반적으로 관형인 응고 지대를 형성하는 응고 반응조 중에 천연 고무 라텍스 및 카본 블랙 혼합물의 연속적인 반제한 유동을 만드는 단계; 및Creating a continuous controlled flow of a mixture of natural rubber latex and carbon black in a coagulation bath forming a generally tubular coagulation zone extending gradually with increasing cross-sectional area from the inlet end to the open outlet end; And B) 응고 반응조의 방출 말단부로부터 엘라스토머 복합체 글로블을 동시에 방출시키는 단계B) simultaneously releasing the elastomeric composite globble from the discharging end of the coagulation reactor 를 포함하는 연속적인 유동 방법에 의해 형성된 엘라스토머 복합체.Elastomer composite formed by a continuous flow method comprising a. 균질화기 내의 수성 액체 내로의 미립자상 충전제의 고 에너지 분산에 의해 미립자상 충전제 유체를 제조하는 단계; 및Preparing the particulate filler fluid by high energy dispersion of the particulate filler into the aqueous liquid in the homogenizer; And 동시에 (i) 응고 지대 연장기와 밀봉된 유체 교통을 하는 혼합 헤드에 의해 한정되며 응고 지대와 동축으로 연장하는 혼합 지대에 연속적으로 3.04 m/초(10 피트/초) 미만으로 천연 고무 라텍스의 액체 스트림을 공급하고, 및At the same time (i) a liquid stream of natural rubber latex, defined by a mixing head in sealed fluid communication with the solidification zone extender and continuously less than 3.04 m / sec (10 feet / sec) in the mixing zone extending coaxially with the solidification zone. Supplying and (ii) 응고 지대와 실질적으로 동축인 공급 튜브를 통과하여(미립자상 충전체 유체는 61 내지 152.5 m/초(200 내지 500 피트/초)의 속도로 공급 튜브를 빠져나옴) 혼합 지대 내로 미립자상 충전제 유체를 공급함으로써 천연 고무 라텍스를 미립자상 충전제 유체 안으로 연속적으로 인트레인시켜,(ii) through the feed tube substantially coaxial with the coagulation zone (particulate filler fluid exits the feed tube at a speed of 61 to 152.5 m / sec (200 to 500 feet / sec)) and into particulate zone into the mixing zone. By supplying a filler fluid, the natural rubber latex is continuously intrained into the particulate filler fluid, 혼합 지대 및 혼합 지대에서부터 방출 말단부까지 단면적이 점차로 증가하면서 연장하는 일반적으로 관형인 응고 지대를 형성하는 응고 반응조 중에 천연 고무 라텍스 및 미립자상 충전제 혼합물의 연속적인 반제한 유동을 만드는 단계;Creating a continuous controlled flow of a mixture of natural rubber latex and particulate filler in a coagulation reactor forming a generally tubular coagulation zone extending gradually with increasing cross-sectional area from the mixing zone and the mixing zone to the discharge end; 미립자상 충전제에 의해 천연 고무 라텍스의 응고가 실질적으로 완결되는 엘라스토머 복합체의 글로블을 응고 반응조의 방출 말단부로부터 동시에 그리고 연속적으로 방출시키는 단계; 및Simultaneously and successively releasing the glob of the elastomeric composite from which the coagulation of the natural rubber latex is substantially completed by the particulate filler from the discharge end of the coagulation reactor; And 응고 반응조로부터 방출된 글로블을 동시에 그리고 연속적으로 건조시키고 펠렛화시키는 단계Drying and pelletizing the globules released from the coagulation reactor simultaneously and successively 를 포함하는, 연속 유동 방법에 의해 형성된 엘라스토머 복합체.Elastomer composite formed by a continuous flow method comprising a. 엘라스토머 복합체 중의 미립자상 충전제의 매크로-분산도 D(%)가 미분산된 면적이 0.2 % 미만인, 엘라스토머 중에 분산된 미립자상 충전제 함유 엘라스토머 복합체.A particulate filler-containing elastomer composite dispersed in an elastomer having a macro-dispersity D (%) of the particulate filler in the elastomer composite having an undispersed area of less than 0.2%. 제64항에 있어서, 미립자상 충전제가 카본 블랙, 규소 코팅된 카본 블랙, 규소 처리된 카본 블랙, 발연 실리카, 침전 실리카 및 그의 임의의 혼합물인 엘라스토머 복합체.65. The elastomeric composite of claim 64, wherein the particulate filler is carbon black, silicon coated carbon black, siliconized carbon black, fumed silica, precipitated silica and any mixture thereof. 제64항에 있어서, 엘라스토머가 천연 고무, 천연 고무의 염소화 유도체이거나, 또는 부타디엔, 스티렌, 이소프렌, 이소부틸렌, 3,3-디알킬-1,3-부타디엔(이때, 알킬기는 C1내지 C2알킬임), 아크릴로니트릴, 에틸렌 또는 프로필렌의 동종중합체, 공중합체 또는 삼원중합체인 엘라스토머 복합체.65. The method of claim 64, wherein the elastomer is natural rubber, a chlorinated derivative of natural rubber, or butadiene, styrene, isoprene, isobutylene, 3,3-dialkyl-1,3-butadiene, wherein the alkyl group is C 1 to C 2 alkyl), acrylonitrile, elastomer, copolymer or terpolymer of ethylene or propylene. 미립자상 충전제가 카본 블랙, 규소 코팅된 카본 블랙, 규소 처리된 카본 블랙, 발연 실리카, 침전 실리카 또는 그의 임의의 혼합물에서 선택되고, 엘라스토머는 천연 고무, 또는 부타디엔, 스티렌, 이소프렌, 이소부틸렌, 3,3-디알킬-1,3-부타디엔(이때, 알킬기는 C1내지 C2알킬임), 아크릴로니트릴, 에틸렌 또는 프로필렌의 동종중합체, 공중합체 또는 삼원중합체로부터 선택되고, 엘라스토머 복합체 중의 미립자상 충전제의 매크로-분산도 D(%)는 미분산된 면적이 0.2 % 미만인, 엘라스토머 중에 분산된 30 phr 이상의 미립자상 충전제를 함유하는 엘라스토머 복합체.The particulate filler is selected from carbon black, silicon coated carbon black, silicon treated carbon black, fumed silica, precipitated silica or any mixture thereof, and the elastomer is natural rubber or butadiene, styrene, isoprene, isobutylene, 3 , 3-dialkyl-1,3-butadiene, wherein the alkyl group is C 1 to C 2 alkyl, is selected from homopolymers, copolymers or terpolymers of acrylonitrile, ethylene or propylene, and is in particulate form in the elastomeric composite. The macro-dispersity D (%) of the filler is an elastomeric composite containing at least 30 phr of particulate filler dispersed in the elastomer having an undispersed area of less than 0.2%. 제67항에 있어서, 오존균열방지제, 산화방지제, 가소화제, 가공 보조제, 수지, 난연제, 증량제 오일, 윤활제, 및 그의 임의의 혼합물로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 함유하는 엘라스토머 복합체.68. The elastomeric composite of claim 67, further comprising at least one additive selected from ozone crackers, antioxidants, plasticizers, processing aids, resins, flame retardants, extender oils, lubricants, and any mixtures thereof. 제67항에 있어서, 매크로-분산도 D(%)가 미분산된 면적이 1 % 이하인 엘라스토머 복합체.The elastomeric composite of claim 67 wherein the macro-dispersity D (%) has an undispersed area of 1% or less. 천연 고무 및 구조 및 표면적 비 DBPA : CTAB가 1.2 미만이고 매크로-분산도 D(5)가 0.3 % 이하인 30 내지 75 phr 카본 블랙을 함유하는 엘라스토머 복합체.Natural rubber and structure and surface area ratio DBPA: Elastomer composite containing 30 to 75 phr carbon black having a CTAB of less than 1.2 and a macro-dispersity D (5) of 0.3% or less. 제70항에 있어서, 카본 블랙의 구조 및 표면적비 DBPA : CTAB가 10 미만인 엘라스토머 복합체.The elastomeric composite of claim 70 wherein the carbon black has a structure and surface area ratio DBPA: CTAB of less than 10. 엘라스토머 복합체 중의 카본 블랙의 매크로-분산도 D(%)가 미분산된 면적이 0.2 % 미만인, 천연 고무 중에 분산된 카본 블랙을 함유하는 엘라스토머 복합체.An elastomeric composite containing carbon black dispersed in natural rubber, wherein the macro-dispersity D (%) of carbon black in the elastomer composite is less than 0.2% undispersed. 제72항에 있어서, 10 미크론 보다 큰 결점(defect)의 경우 미분산된 면적(%)으로서 측정한 엘라스토머 복합체 중의 카본 블랙의 매크로-분산도 D(%)가 1 % 미만인 엘라스토머 복합체.73. The elastomeric composite of claim 72, wherein the macro-dispersity D (%) of carbon black in the elastomer composite, measured as% undispersed, for defects greater than 10 microns, is less than 1%. 제72항에 있어서, 엘라스토머 복합체가 가황처리되지 않고, 엘라스토머 복합체의 MW(중량 평균)이 적어도 0.45 x 106인 엘라스토머 복합체.73. The elastomeric composite of claim 72, wherein the elastomeric composite is not vulcanized and the MW sol (weight average) of the elastomeric composite is at least 0.45 x 10 6 . 제72항에 있어서, 카본 블랙이 45 이상의 표면적 CTAB를 갖는 엘라스토머 복합체.73. The elastomeric composite of claim 72, wherein the carbon black has a surface area CTAB of at least 45. 제72항에 있어서, 엘라스토머 복합체가 적어도 30 phr 카본 블랙을 함유하는 엘라스토머 복합체.73. The elastomeric composite of claim 72, wherein the elastomeric composite contains at least 30 phr carbon black. 제72항에 있어서, 0 내지 20 phr 증량제 오일을 더 함유하는 엘라스토머 복합체.73. The elastomeric composite of claim 72, further comprising 0 to 20 phr extender oil. 카본 블랙이 도 8의 영역 I의 구조 및 표면적 특성을 갖고, 엘라스토머 복합체가 도 10의 라인 101 아래 범위에서 MW및 매크로-분산도 D(%)를 갖는, 천연 고무 중에 분산된 카본 블랙을 함유하는 엘라스토머 복합체.The carbon black has the structure and surface area properties of region I of FIG. 8, and the elastomeric composite contains carbon black dispersed in natural rubber, having a MW sol and macro-dispersity D (%) in the range below line 101 of FIG. 10. Elastomer complex. 카본 블랙이 도 8의 영역 II의 구조 및 표면적 특성을 갖고, 엘라스토머 복합체는 도 11의 라인 111 아래 범위에서 MW및 매크로-분산도 D(%)를 갖는, 천연 고무 중에 분산된 카본 블랙을 함유하는 엘라스토머 복합체.The carbon black has the structure and surface area properties of region II of FIG. 8, and the elastomeric composite contains carbon black dispersed in natural rubber, having a MW sol and macro-dispersity D (%) in the range below line 111 of FIG. 11. Elastomer complex. 카본 블랙이 도 8의 영역 III의 구조 및 표면적 특성을 갖고, 엘라스토머 복합체는 도 12의 라인 121 아래 범위에서 MW및 매크로-분산도 D(%)를 갖는, 천연 고무 중에 분산된 카본 블랙을 함유하는 엘라스토머 복합체.The carbon black has the structure and surface area properties of region III in FIG. 8, and the elastomeric composite contains carbon black dispersed in natural rubber, having a MW sol and macro-dispersity D (%) in the range below line 121 of FIG. 12. Elastomer complex. 천연 고무, 45 내지 250 미만의 CTAB의 표면적을 갖는 30 내지 75 phr 카본 블랙 및 0 내지 20 phr 증량제 오일을 함유하며, 천연 고무 중의 카본 블랙의 매크로-분산도 D(%)가 (i) MW≤ 0.45 x 106일 때 D(%) ≤ 0.2 %, 및 (ii) 0.45 x 106< MW< 1.1 x 106일 때 log(D) ≤ log(0.2) + 2.0 x (MW- 0.45 x 106) x 10-6인 엘라스토머 복합체.Natural rubber, containing 30 to 75 phr carbon black and 0 to 20 phr extender oil having a surface area of CTAB of less than 45 to 250, wherein the macro-dispersity D (%) of carbon black in natural rubber is (i) MW sol D (%) ≤ 0.2% when ≤ 0.45 x 10 6 , and (ii) log (D) ≤ log (0.2) + 2.0 x (MW sol -0.45 when 0.45 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 x 10 6 ) Elastomer complex of x 10 -6 . 천연 고무, 45 내지 250의 CTAB의 표면적 및 DBPA(cc/100 g) 110 미만의 구조를 갖는 30 내지 75 phr 카본 블랙[이때, CTAB는 65 이상 내지 250 미만이고, DBPA는 80 + 1.6(CTAB-45) 미만(이때, CTAB는 45 내지 65 미만임)임] 및 0 내지 20 phr 증량제 오일을 함유하며, 천연 고무 중의 카본 블랙의 매크로-분산도 D(%)가 (i) MW이 0.7 x 106미만일 때 D(%) < 1.0 %, 및 (ii) 0.7 x 106< MW< 1.1 x 106일 때 log(D) < log1.0 + 2.5 x (MW- 0.7 x 106) x 10-6인 엘라스토머 복합체.Natural rubber, a surface area of CTAB from 45 to 250 and a DBPA (cc / 100 g) of 30 to 75 phr carbon black having a structure of less than 110, wherein CTAB is at least 65 and less than 250 and DBPA is 80 + 1.6 (CTAB- Less than 45), wherein CTAB is less than 45 to 65] and 0 to 20 phr extender oil, wherein the macro-dispersity D (%) of carbon black in natural rubber is (i) 0.7 x MW sol D (%) <1.0% when less than 10 6 , and (ii) log (D) <log1.0 + 2.5 x (MW sol -0.7 x 10 6 ) when 0.7 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 elastomeric complex with x 10-6 . 천연 고무, 110 내지 80 + 1.6(CTAB-45) 미만의 구조 DBPA 및 65 이상 내지 250 미만의 CTAB의 표면적을 갖는 30 내지 75 phr 카본 블랙 및 0 내지 20 phr 증량제 오일을 함유하며, 천연 고무 중의 카본 블랙의 매크로-분산도 D(%)가 (i) MW이 0.35 x 106미만일 때 D(%) < 0.3 %, 및 (ii) 0.35 x 106< MW< 1.1 x 106일 때 log(D) < log(0.3) + 2.8(MW- 0.35 x 106) x 10-6인 엘라스토머 복합체.Natural rubber, containing from 30 to 75 phr carbon black and 0 to 20 phr extender oil having a surface DBPA of less than 110 to 80 + 1.6 (CTAB-45) and a surface area of CTAB greater than 65 to less than 250, and carbon in natural rubber The macro-dispersity D (%) of black is (i) D (%) <0.3% when the MW sol is less than 0.35 x 10 6 , and (ii) log when 0.35 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 (D) Elastomer complex with <log (0.3) + 2.8 (MW sol -0.35 x 10 6 ) x 10 -6 . 천연 고무, 80 + 1.6(CTAB-45) 내지 160의 구조 DBPA(cc/100g) 및 45 내지 90 미만의 표면적 CTAB를 갖는 40 내지 70 phr 카본 블랙 및 0 내지 20 phr 증량제 오일을 함유하며, 천연 고무 중의 카본 블랙의 매크로-분산도 D(%)가 (i) MW이 0.35 x 106미만일 때 D(%) < 0.1 %, 및 (ii) 0.3 x 106< MW< 1.1 x 106일 때 log(D) < log(0.1) + 2.0 x (MW- 0.30 x 106) x 10-6인 엘라스토머 복합체.Natural rubber, containing 40 to 70 phr carbon black and 0 to 20 phr extender oil with structural DBPA (cc / 100g) from 80 + 1.6 (CTAB-45) to 160 and surface area CTAB of less than 45 to 90, natural rubber Macro-dispersity D (%) of carbon black in (i) D (%) <0.1% when MW sol is less than 0.35 × 10 6 , and (ii) 0.3 × 10 6 <MW sol <1.1 × 10 6 days When the elastomeric complex is log (D) <log (0.1) + 2.0 x (MW sol -0.30 x 10 6 ) x 10 -6 . 천연 고무, 30 내지 70 phr STERLING(등록상표) 6740 카본 블랙 및 0 내지 20 phr 증량제 오일을 함유하며, 천연 고무 중의 카본 블랙의 매크로-분산도 D(%)가 (i) MW이 0.3 x 106미만일 때 D(%) < 0.1 %, 및 (ii) 0.3 x 106< MW< 1.1 x 106일 때 log(D) < log(0.1) + 2.0 x (MW- 0.3 x 106) x 10-6인 엘라스토머 복합체.Natural rubber, 30-70 phr STERLING® 6740 carbon black and 0-20 phr extender oil, wherein the macro-dispersity D (%) of carbon black in natural rubber is (i) MW sol 0.3 x 10 D (%) <0.1% when less than 6 , and (ii) log (D) <log (0.1) + 2.0 x (MW sol -0.3 x 10 6 ) when 0.3 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 elastomeric complex with x 10-6 . 천연 고무, 30 내지 70 phr N234 카본 블랙 및 0 내지 20 phr 증량제 오일을 함유하며, 천연 고무 중의 카본 블랙의 매크로-분산도 D(%)가 (i) MW이 0.35 x 106미만일 때 D(%) < 0.3 %, 및 (ii) 0.35 x 106< MW< 1.1 x 106일 때 log(D) < log(0.3) + 2.8 x (MW- 0.35 x 106) x 10-6인 엘라스토머 복합체.Natural rubber, 30 to 70 phr N234 carbon black and 0 to 20 phr extender oil, wherein the macro-dispersity D (%) of carbon black in natural rubber is (i) D (when the MW sol is less than 0.35 x 10 6 ) %) <0.3%, and (ii) log (D) <log (0.3) + 2.8 x (MW sol -0.35 x 10 6 ) x 10 -6 when 0.35 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 Elastomeric complexes. 천연 고무, 30 내지 70 phr N110 카본 블랙 및 0 내지 20 phr 증량제 오일을 함유하며, 천연 고무 중의 카본 블랙의 매크로-분산도 D(%)가 (i) MW이 0.35 x 106미만일 때 D(%) < 0.3 %, 및 (ii) 0.35 x 106< MW< 1.1 x 106일 때 log(D) < log (0.5) + 2.5 x (MW- 0.35 x 106) x 10-6인 엘라스토머 복합체.Natural rubber, 30 to 70 phr N110 carbon black and 0 to 20 phr extender oil, wherein the macro-dispersity D (%) of carbon black in natural rubber is (i) D (when the MW sol is less than 0.35 x 10 6 ) %) <0.3%, and (ii) log (D) <log (0.5) + 2.5 x (MW sol -0.35 x 10 6 ) x 10 -6 when 0.35 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 Elastomeric complexes. 천연 고무, 30 내지 70 phr N326 카본 블랙 및 0 내지 20 phr 증량제 오일을 함유하며, 천연 고무 중의 카본 블랙의 매크로-분산도 D(%)가 (i) MW(중량 평균)이 0.7 x 106미만일 때 D(%) < 1.0 %, 및 (ii) 0.7 x 106< MW< 1.1 x 106일 때 log(D) < log(1.0) + 2.5 x (MW- 0.7 x 106) x 10-6인 엘라스토머 복합체.Natural rubber, 30 to 70 phr N326 carbon black and 0 to 20 phr extender oil, wherein the macro-dispersity D (%) of carbon black in natural rubber is (i) MW sol (weight average) 0.7 x 10 6 Less than D (%) <1.0%, and (ii) 0.7 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 log (D) <log (1.0) + 2.5 x (MW sol -0.7 x 10 6 ) x Elastomer complex, which is 10-6 . 천연 고무, 30 내지 70 phr BLACK PEARL(등록상표) 800 카본 블랙 및 0 내지 20 phr 증량제 오일을 함유하며, 천연 고무 중의 카본 블랙의 매크로-분산도 D(%)가 (i) MW이 0.65 x 106미만일 때 D(%) < 1.5 %, 및 (ii) 0.65 x 106< MW< 1.1 x 106일 때 log(D) < log(1.5) + 2.5 x (MW- 0.65 x 106) x 10-6인 엘라스토머 복합체.Natural rubber, 30 to 70 phr BLACK PEARL® 800 carbon black and 0 to 20 phr extender oil, wherein the macro-dispersity D (%) of carbon black in natural rubber is (i) MW sol 0.65 x 10 6 D (%) <1.5 %, and (ii) when less than 0.65 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 be when log (D) <log (1.5 ) + 2.5 x (MW sol - 0.65 x 10 6 ) elastomer complex with x 10-6 . 천연 고무, 30 내지 70 phr REGAL(등록상표) 660 카본 블랙 및 0 내지 20 phr 증량제 오일을 함유하며, 천연 고무 중의 카본 블랙의 매크로-분산도 D(%)가 (i) MW이 0.6 x 106미만일 때 D(%) < 0.1 %, 및 (ii) 0.6 x 106< MW< 1.1 x 106일 때 log(D) < log(1.0) + 2.5 x (MW- 0.6 x 106) x 10-6인 엘라스토머 복합체.Natural rubber, 30 to 70 phr REGAL® 660 carbon black and 0 to 20 phr extender oil, wherein the macro-dispersity D (%) of carbon black in natural rubber is (i) 0.6 x 10 MW sol D (%) <0.1% when less than 6 , and (ii) log (D) <log (1.0) + 2.5 x (MW sol -0.6 x 10 6 ) when 0.6 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 elastomeric complex with x 10-6 . 천연 고무, 30 내지 70 phr REGAL(등록상표) 250 카본 블랙 및 0 내지 20 phr 증량제 오일을 함유하며, 천연 고무 중의 카본 블랙의 매크로-분산도 D(%)가 (i) MW이 0.6 x 106미만일 때 D(%) < 1.0 %, 및 (ii) 0.6 x 106< MW< 1.1 x 106일 때 log(D) < log(1.0) + 2.5 x (MW- 0.6 x 106) x 10-6인 엘라스토머 복합체.Natural rubber, 30 to 70 phr REGAL® 250 carbon black and 0 to 20 phr extender oil, wherein the macro-dispersity D (%) of carbon black in natural rubber is (i) 0.6 x 10 MW sol D (%) <1.0% when less than 6 , and (ii) log (D) <log (1.0) + 2.5 x (MW sol -0.6 x 10 6 ) when 0.6 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 elastomeric complex with x 10-6 . 천연 고무, 30 내지 70 phr N330 카본 블랙 및 0 내지 20 phr 증량제 오일을 함유하며, 천연 고무 중의 카본 블랙의 매크로-분산도 D(%)가 (i) MW이 0.6 x 106미만일 때 D(%) < 1.0 %, 및 (ii) 0.6 x 106< MW< 1.1 x 106일 때 log(D) < log(1.0) + 2.5 x (MW- 0.6 x 106) x 10-6인 엘라스토머 복합체.Natural rubber, 30 to 70 phr N330 carbon black and 0 to 20 phr extender oil, wherein the macro-dispersity D (%) of carbon black in natural rubber is (i) D (when the MW sol is less than 0.6 x 10 6 ) %) <1.0%, and (ii) log (D) <log (1.0) + 2.5 x (MW sol -0.6 x 10 6 ) x 10 -6 when 0.6 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 Elastomeric complexes. 천연 고무, 30 내지 70 phr N351 카본 블랙 및 0 내지 20 phr 증량제 오일을 함유하며, 천연 고무 중의 카본 블랙의 매크로-분산도 D(%)가 (i) MW이 0.55 x 106미만일 때 D(%) < 0.3 %, 및 (ii) 0.55 x 106< MW< 1.1 x 106일 때 log(D) < log(0.3) + 2.0 x (MW- 0.55 x 106) x 10-6인 엘라스토머 복합체.Natural rubber, 30 to 70 phr N351 carbon black and 0 to 20 phr extender oil, and the macro-dispersity D (%) of carbon black in natural rubber is (i) D (when the MW sol is less than 0.55 x 10 6 ) %) <0.3%, and (ii) log (D) <log (0.3) + 2.0 x (MW sol -0.55 x 10 6 ) x 10 -6 when 0.55 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 Elastomeric complexes. 천연 고무, 카본 블랙 및 실리카의 블렌드를 함유하는 30 내지 70 phr 미립자상 충전제 및 0 내지 20 phr 증량제 오일을 함유하며, 천연 고무 중의 미립자상 충전제의 매크로-분산도 D(%)가 (i) MW이 0.5 x 106미만일 때 D(%) < 0.8 %, 및 (ii) 0.5 x 106< MW< 1.1 x 106일 때 log(D) < log(0.8) + 2.2 x (MW- 0.5 x 106) x 10-6인 엘라스토머 복합체.30-70 phr particulate filler containing a blend of natural rubber, carbon black and silica and 0-20 phr extender oil, wherein the macro-dispersity D (%) of particulate filler in natural rubber is (i) MW D (%) <0.8% when the sol is less than 0.5 x 10 6 , and (ii) log (D) <log (0.8) + 2.2 x (MW sol -when 0.5 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 Elastomer complex of 0.5 × 10 6 ) × 10 −6 . 제94항에 있어서, 미립자상 충전제가 적어도 약 60%의 카본 블랙을 함유하는 엘라스토머 복합체.95. The elastomeric composite of claim 94, wherein the particulate filler comprises at least about 60% carbon black. 천연 고무, 30 내지 70 phr 규소 처리된 카본 블랙 및 0 내지 20 phr 증량제 오일을 함유하며, 천연 고무 중의 규소 처리된 카본 블랙의 매크로-분산도 D(%)가 (i) MW이 0.4 x 106미만일 때 D(%) < 1.0 %, 및 (ii) 0.4 x 106< MW< 1.1 x 106일 때 log(D) < log(1.0) + 2.0 x (MW- 0.4 x 106) x 10-6인 엘라스토머 복합체.Natural rubber, 30 to 70 phr and containing silicon-treated carbon black, and 0 to 20 phr extender oil, the macro in the silicon-treated carbon black in the natural rubber - is (i) the MW sol 0.4 x 10 dispersity D (%) D (%) <1.0% when less than 6 , and (ii) log (D) <log (1.0) + 2.0 x (MW sol -0.4 x 10 6 ) when 0.4 x 10 6 <MW sol <1.1 x 10 6 elastomeric complex with x 10-6 . 엘라스토머 복합체 중의 카본 블랙의 매크로-분산도 D(%)이 0.2 % 미만인, 천연 고무 중에 분산된 카본 블랙 함유 가황물.Carbon black-containing vulcanizate dispersed in natural rubber, wherein the macro-dispersity D (%) of carbon black in the elastomer composite is less than 0.2%. 제97항에 있어서, 엘라스토머 복합체 중의 카본 블랙의 매크로-분산도 D(%)가 0.1 % 미만인 가황물.98. The vulcanizate according to claim 97, wherein the macro-dispersity D (%) of carbon black in the elastomeric composite is less than 0.1%. 제60항 내지 제98항 중 어느 한 항에 따른 경화된 엘라스토머 복합체.99. The cured elastomeric composite according to any one of claims 60-98. 제99항에 따른 경화된 엘라스토머 복합체를 함유하는 타이어 트레드(tread).100. Tire tread containing the cured elastomeric composite according to claim 99. 제99항에 따른 경화된 엘라스토머 복합체를 함유하는 타이어 서브트레드.103. A tire subtread containing the cured elastomeric composite according to claim 99. 제99항에 따른 엘라스토머 복합체를 함유하는 타이오용 와이어 스킴.100. A wire scheme for thio containing an elastomeric composite according to claim 99. 제99항에 따른 엘라스토머 복합체를 함유하는 타이어 측벽.101. Tire sidewall containing the elastomeric composite according to claim 99. 제99항에 따른 엘라스토머 복합체를 함유하는 리트레드(retread) 타이어용 쿠션 고무질.101. Cushion rubber for retread tires containing the elastomeric composite according to claim 99. 제99항에 따른 엘라스토머 복합체를 함유하는 엔진 마운트(mount)의 고무 성분.101. The rubber component of the engine mount containing the elastomeric composite according to claim 99. 제99항에 따른 엘라스토머 복합체를 함유하는 탱크 트랙.The tank track containing the elastomeric composite according to claim 99. 제99항에 따른 엘라스토머 복합체를 함유하는 마이닝(mining) 벨트.100. A mining belt containing the elastomeric composite according to claim 99. 제99항에 따른 엘라스토머 복합체를 함유하는 히드로 마운트의 고무 성분.101. The rubber component of the hydromount containing the elastomeric composite according to claim 99. 제99항에 따른 엘라스토머 복합체를 함유하는 브리지 베어링.100. A bridge bearing containing the elastomeric composite according to claim 99. 제99항에 따른 엘라스토머 복합체를 함유하는 지진 격리제(seismic isolator).100. Seismic isolator containing an elastomeric composite according to claim 99. ASTM D3629-94에 따라 측정한 크랙 성장 속도가 단지 1.20 cm/사이클(백만)인 제60항 내지 제98항 중 어느 한 항에 따른 경화된 엘라스토머 복합체.98. The cured elastomeric composite according to any one of claims 60 to 98, wherein the crack growth rate measured according to ASTM D3629-94 is only 1.20 cm / cycle (million). ASTM D3629-94에 따라 측정한 크랙 성장 속도가 단지 약 1.20 cm/사이클(백만)인 가황물.Vulcanizer having a crack growth rate of only about 1.20 cm / cycle (million) measured according to ASTM D3629-94. 혼합 지대에서부터 방출 말단부까지 연장하는 길게 뻗은 응고 지대를 한정하는 응고 반응조의 혼합 지대에 엘라스토머 라텍스를 함유하는 제1 유체의 유동을 공급하는 단계;Supplying a flow of a first fluid containing elastomeric latex to the mixing zone of the coagulation vessel defining an elongated solidification zone extending from the mixing zone to the discharging distal end; 엘라스토머 라텍스를 응고시키기에 효과적인 미립자상 충전제를 함유하는 제2 유체의 유동을 응고 반응조의 혼합 지대에 가압하에 공급하여 엘라스토머 라텍스와의 혼합물을 형성하고, 이 혼합물을 방출 말단부로 통과시키는 단계(이때, 혼합 지대 안의 제1 유체와 제2 유체를 충분히 강력하게 혼합하여 방출 말단부 전에 미립자상 충전제를 사용하여 엘라스토머 라텍스를 실질적으로 완전하게 응고시킴); 및Supplying a flow of a second fluid containing particulate filler effective to coagulate the elastomer latex under pressure into the mixing zone of the coagulation reactor to form a mixture with the elastomer latex and passing the mixture through the discharge end, wherein Sufficiently strong mixing of the first fluid and the second fluid in the mixing zone to substantially completely solidify the elastomeric latex with particulate filler prior to the discharge end); And 응고 반응조의 방출 말단부로부터 엘라스토머 복합체의 유동을 방출시키는 단계Releasing the flow of elastomeric composite from the distal end of the coagulation reactor 를 포함하는 엘라스토머 복합체의 제조 방법.Method for producing an elastomeric composite comprising a.
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