JP2012131943A - Method for producing wet master batch, rubber composition for tire, and pneumatic tire - Google Patents

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Takashi Miyasaka
孝 宮坂
Yasuhiro Kanai
泰寛 金井
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Toyo Tire and Rubber Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a wet master batch which enables drying of a coagulation in the state of appropriate plasticization and further also enables maintenance of a rubber characteristic after vulcanization.SOLUTION: The method for producing a wet master batch comprises: a dehydration step 5 of mixing a rubber latex with a slurry in which a filler is dispersed in water and coagulating and dehydrating a mixture of a rubber with the filler from this liquid mixture; and a drying step 6 of drying a coagulation obtained by the dehydration step 5, wherein the dehydration step 5 and the drying step 6 are consecutively performed as a series of the steps using a dehydration drying device 20 which includes a dehydration portion 21 having the function of a screw pressing machine and a dry portion 22 having the function of a screw extruder and can supply the coagulation dehydrated in the dehydration portion 21 in the state of being heated and pressurized to the dry portion 22, when the dehydration step 5 and the drying step 6 are performed.

Description

本発明は、ゴムラテックスと、カーボンブラック等の充填剤を分散させたスラリーとを用いたウェットマスターバッチの製造方法及びそれを用いたゴム組成物に関する。   The present invention relates to a method for producing a wet masterbatch using a rubber latex and a slurry in which a filler such as carbon black is dispersed, and a rubber composition using the same.

従来より、分散性や加工性に優れたゴムの製造方法として、特許文献1に示すように、天然ゴムラテックスとカーボンブラック等の充填剤スラリーとを混合し、凝固剤により天然ゴムと充填剤の混合物を凝固させ、得られた凝固物を水から分離し、さらに脱水処理した後に乾燥する、いわゆるウェットマスターバッチ法を用いる方法が知られている。   Conventionally, as a method for producing rubber having excellent dispersibility and processability, as shown in Patent Document 1, natural rubber latex and a filler slurry such as carbon black are mixed, and a natural rubber and a filler are mixed with a coagulant. There is known a method using a so-called wet masterbatch method in which a mixture is solidified, and the obtained solidified product is separated from water, further dehydrated and then dried.

この方法で得られたウェットマスターバッチは、天然ゴムと充填剤とを混練ロール等を用いて混練して得られるドライマスターバッチに比べてゴム成分に対するカーボンブラックの分散性に優れ、加硫後のゴム特性(破断強度、耐摩耗性等)に優れるという利点を有する。   The wet masterbatch obtained by this method is superior in dispersibility of carbon black to the rubber component as compared with a dry masterbatch obtained by kneading natural rubber and a filler using a kneading roll or the like, and after vulcanization. It has the advantage of excellent rubber properties (breaking strength, wear resistance, etc.).

しかし、上記凝固物中の水分が多いと、その後、凝固物(ウェットマスターバッチ)に他の薬品を配合したゴム組成物をバンバリーミキサーなどを用いて混練する際に、水分がゴム組成物の表面にしみ出して、ゴム組成物とミキサーのローターとの間で滑りが生じて混練性が低下するおそれがあった。また、凝固物中の水分が多いと、ゴム組成物を加硫する際に、ゴム組成物中の水分が蒸発することでボイド(内部空隙)が生じるおそれも生じていた。   However, if there is a large amount of water in the coagulated product, then when the rubber composition containing other chemicals in the coagulated product (wet masterbatch) is kneaded using a Banbury mixer or the like, the water content is on the surface of the rubber composition. There was a risk of oozing out and slipping between the rubber composition and the rotor of the mixer, resulting in a decrease in kneadability. Moreover, when there is much water | moisture content in a solidified material, when the rubber composition was vulcanized | cured, there also existed a possibility that a void (internal space | gap) might arise because the water | moisture content in a rubber composition evaporated.

上記問題を解決する方法として、特許文献2に示すように、凝固物を多軸押出機に投入し、押出機のバレル内に設置された複数のスクリューで押出すことによって凝固物中の水分を加熱蒸発させて乾燥させる方法が知られている。   As a method of solving the above problem, as shown in Patent Document 2, the solidified material is put into a multi-screw extruder and extruded with a plurality of screws installed in the barrel of the extruder to remove moisture in the solidified material. A method of evaporating and drying by heating is known.

ところで、一般に、ウェットマスターバッチ法により得られた凝固物は、常温付近ではドライマスターバッチに比べて柔軟性に乏しく硬い。これは、前述のように、ウェットマスターバッチ法においては、ゴム成分に対するカーボンブラックの分散性が優れているため、補強効果が高くなるためと考えられる。   By the way, in general, the solidified product obtained by the wet masterbatch method is less flexible and harder than the dry masterbatch near room temperature. This is presumably because, as described above, in the wet masterbatch method, the carbon black dispersibility with respect to the rubber component is excellent, so that the reinforcing effect is enhanced.

そのため、特許文献2においては、前述のごとく、押出しをスムーズに行うためにスクリュー押出機として多軸スクリュー押出機を用い、複数本のスクリューの回転によって凝固物に対して強力なせん断力を与えつつ、凝固物を可塑化して流動性を確保するようにしている。   Therefore, in Patent Document 2, as described above, a multi-screw extruder is used as a screw extruder for smooth extrusion, and a strong shearing force is applied to the solidified product by the rotation of a plurality of screws. The solidified material is plasticized to ensure fluidity.

特許登録第2633913号公報Patent Registration No. 2633913 特開2006−348237号公報JP 2006-348237 A

しかしながら、特許文献2に記載された方法では、水分が蒸発する温度まで凝固物を加熱しようとして、凝固物にせん断変形や伸張変形を繰り返し加えると、ゴム分子の分子鎖が過度に切断されてしまい、加硫後のゴム特性が低下するという問題があった。   However, in the method described in Patent Document 2, when the solidified product is repeatedly heated and subjected to shear deformation or extensional deformation in order to heat the solidified product to a temperature at which moisture evaporates, the molecular chains of rubber molecules are excessively cut. There was a problem that the rubber properties after vulcanization were deteriorated.

そこで、本発明では、上記問題に鑑み、凝固物を適度に可塑化した状態で乾燥することができ、さらに加硫後のゴム特性も良好に維持することが可能なウェットマスターバッチの製造方法の提供を目的とする。   Therefore, in the present invention, in view of the above problems, a method for producing a wet masterbatch capable of drying a coagulated product in an appropriately plasticized state and further maintaining good rubber properties after vulcanization. For the purpose of provision.

上記課題を解決するため、本発明は、ゴムラテックスと、充填剤を水に分散させたスラリーとを混合し、この混合液からゴムと充填剤の混合物を凝固させて脱水する脱水工程と、前記脱水工程で得られた凝固物を乾燥させる乾燥工程とを有するウェットマスターバッチの製造方法であって、前記脱水工程及び乾燥工程を実行するに当たり、スクリュープレス機の機能を有する脱水部と、スクリュー押出機の機能を有する乾燥部とを備え、前記脱水部で脱水した前記凝固物を加熱加圧した状態のまま前記乾燥部に供給可能な脱水乾燥装置を用いて、前記脱水工程及び乾燥工程を一連の工程として連続して実行することを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention comprises a dehydration step of mixing a rubber latex and a slurry in which a filler is dispersed in water, and coagulating and dehydrating a mixture of the rubber and the filler from the mixed solution, A method for producing a wet masterbatch comprising a drying step for drying a coagulated product obtained in the dehydration step, and in performing the dehydration step and the drying step, a dehydration unit having a function of a screw press machine, screw extrusion A series of the dehydrating step and the drying step using a dehydrating and drying apparatus that can supply the dried coagulated product dehydrated in the dehydrating unit while being heated and pressurized to the drying unit. It is characterized in that the process is continuously executed.

上記構成によれば、脱水部で加熱加圧された凝固物を、そのままの状態で乾燥部に送ることが可能となる。すなわち、脱水部で加熱加圧されて軟化した凝固物を、軟化したまま乾燥部に送ることができる。したがって、過度のせん断力がかかることはなく、適度に可塑化された凝固物を得ることができる。   According to the said structure, it becomes possible to send the solidified material heated and pressurized by the dehydration part to a drying part as it is. That is, the solidified product softened by being heated and pressurized in the dehydrating unit can be sent to the drying unit while being softened. Therefore, an excessive shearing force is not applied, and an appropriately plasticized solidified product can be obtained.

本発明では、脱水部から乾燥部に、凝固物を加熱加圧した状態のまま送ることが重要となる。すなわち、脱水工程と乾燥工程とを、別体で設けられたスクリュープレス機とスクリュー押出機とで別々に実行する場合には、凝固物はスクリュープレス機から排出された時点で加熱加圧状態から解放されて速やかに温度が低下する。   In the present invention, it is important to send the solidified product in a heated and pressurized state from the dehydrating unit to the drying unit. That is, when the dehydration step and the drying step are performed separately in a screw press machine and a screw extruder that are provided separately, the coagulum is heated and pressurized from the time when it is discharged from the screw press machine. As soon as it is released, the temperature drops.

温度が低下した凝固物は、前述のごとく、常温付近で柔軟性に乏しく硬くなるため、その状態でスクリュー押出機にかけると、凝固物が再び加熱されて適度の粘度になるまでに凝固物に対して過度のせん断力及び熱がかかることになる。その結果、ゴム分子の分子鎖が過度に切断されるとともに、凝固物の熱履歴が大きくなり、加硫後のゴム特性(破壊強度等)が低下することになる。   As described above, the solidified product whose temperature has been lowered becomes inflexible and hard at around room temperature, so when it is applied to the screw extruder in that state, the solidified product is heated to a suitable viscosity until it is heated again. On the other hand, excessive shearing force and heat are applied. As a result, the molecular chains of the rubber molecules are excessively cut, the thermal history of the solidified product is increased, and the rubber properties (such as fracture strength) after vulcanization are reduced.

一方、凝固物は、常温付近では硬い状態であるものの、温度が高くなるほど柔らかくなる。よって、本願発明のように、凝固物を軟化した状態で乾燥部に供給することで、凝固物に過度のせん断力が作用するのを防止することができる。さらに、乾燥部に供給された凝固物はすでに加熱加圧された状態となっているため、その分だけ乾燥部における滞留時間を短くすることができ、全体として凝固物にかかる熱履歴を小さくすることが可能となり、加硫後のゴム特性を良好に維持することができる。   On the other hand, the solidified substance is hard at around room temperature, but becomes softer as the temperature increases. Therefore, it can prevent that an excessive shear force acts on a solidified material by supplying to a dry part in the state which softened the solidified material like this invention. Furthermore, since the coagulated material supplied to the drying unit is already heated and pressurized, the residence time in the drying unit can be shortened by that amount, and the heat history applied to the coagulated material as a whole is reduced. It is possible to maintain good rubber properties after vulcanization.

脱水乾燥装置としては、例えば、別体として設けられたスクリュープレス機と、スクリュー押出機とを用い、スクリュープレス機の出口をスクリュー押出機の入口に接続したものを用いることができる。ただ、脱水乾燥装置としては、前記脱水部と前記乾燥部とが連設され、前記脱水部及び乾燥部を貫通する1本のスクリュー軸を有する構成とするのが好ましい。   As the dehydrating and drying apparatus, for example, a screw press machine provided separately and a screw extruder can be used and the outlet of the screw press machine connected to the inlet of the screw extruder can be used. However, it is preferable that the dehydrating and drying apparatus has a configuration in which the dehydrating unit and the drying unit are connected to each other and have one screw shaft that passes through the dehydrating unit and the drying unit.

上記構成によれば、凝固物は、脱水部から乾燥部に向けてスクリュー軸に沿って移動するため、凝固物の搬送をスムーズに行うことが可能となる。さらに、スクリュー軸が1本で済むため、装置の簡素化及びコンパクト化が可能であり、設備コストを低減することができるというメリットも有する。   According to the said structure, since a solidified substance moves along a screw axis | shaft toward a drying part from a dehydration part, it becomes possible to convey a solidified substance smoothly. Furthermore, since only one screw shaft is required, the apparatus can be simplified and made compact, and there is an advantage that the equipment cost can be reduced.

上記構成において、脱水乾燥装置は、前記脱水部及び乾燥部において、前記スクリュー軸を囲む外筒を備え、乾燥部の外筒部分にミキシングピンが設けられた構成とすることができる。これにより、凝固物に作用するせん断力及び圧力を大きくすることができる。したがって、乾燥部の外筒部分にミキシングピンが設けられていない構成に比べて、乾燥部のスクリュー軸方向長さを短くしながらも、凝固物の乾燥、可塑化が可能となる。   In the above configuration, the dehydrating and drying apparatus may include an outer cylinder that surrounds the screw shaft in the dehydrating unit and the drying unit, and a mixing pin may be provided on the outer cylinder portion of the drying unit. Thereby, the shear force and pressure which act on a solidified substance can be enlarged. Therefore, compared with a configuration in which the mixing pin is not provided in the outer cylinder portion of the drying unit, the solidified product can be dried and plasticized while the length of the drying unit in the screw axial direction is shortened.

すなわち、乾燥部のスクリュー軸方向長さを短くすることで、凝固物が乾燥部に滞留する時間をより短縮することができ、凝固物の熱履歴を小さくして、加硫後のゴム特性をより良好に維持することが可能となる。   In other words, by shortening the length of the drying section in the screw axial direction, the time for the solidified material to stay in the drying section can be further shortened, the heat history of the solidified material can be reduced, and the rubber properties after vulcanization can be improved. It becomes possible to maintain better.

上記製造方法により得られたウェットマスターバッチは、水分率が低く、また、適度に可塑化されているために混練性に優れている。また、本発明に係るウェットマスターバッチを用いたゴム組成物は水分率が低く、混練性に優れており、ゴム分子鎖が過度に切断されていないことから、加硫後のゴム特性を良好に維持することができる。さらに、このようなゴム組成物を用いることにより、破断強度や耐摩耗性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。   The wet masterbatch obtained by the above production method has a low moisture content, and is excellent in kneadability because it is appropriately plasticized. In addition, the rubber composition using the wet masterbatch according to the present invention has a low moisture content, excellent kneadability, and the rubber molecular chains are not cut excessively, so that the rubber properties after vulcanization are improved. Can be maintained. Furthermore, by using such a rubber composition, a pneumatic tire excellent in breaking strength and wear resistance can be obtained.

また、前述のごとく、スクリュープレス機の機能を有する脱水部と、スクリュー押出機の機能を有する乾燥部とを備え、前記脱水部で脱水した前記凝固物を加熱加圧した状態のまま前記乾燥部に供給可能な脱水乾燥装置は、装置のコンパクト化が可能であり、また、合成ゴムや、ウェットマスターバッチ等を効率よく乾燥、可塑化することができる。   Further, as described above, the drying unit includes a dehydrating unit having a function of a screw press and a drying unit having a function of a screw extruder, and the drying unit remains in a state where the solidified product dehydrated by the dehydrating unit is heated and pressurized. The dehydrating and drying apparatus that can be supplied to the apparatus can make the apparatus compact, and can efficiently dry and plasticize synthetic rubber, wet masterbatch, and the like.

本発明では、ウェットマスターバッチ製造時に、脱水工程及び乾燥工程を実行するに当たり、スクリュープレス機の機能を有する脱水部と、スクリュー押出機の機能を有する乾燥部とを備え、前記脱水部で脱水した前記凝固物を加熱加圧した状態のまま前記乾燥部に供給可能な脱水乾燥装置を用いて、前記脱水工程及び乾燥工程を一連の工程として連続して実行するようにしたため、凝固物を適度に可塑化した状態で乾燥することができ、さらに加硫後のゴム特性も良好に維持することができる。   In the present invention, when the dewatering step and the drying step are performed at the time of manufacturing the wet master batch, the dewatering unit having the function of a screw press and the drying unit having the function of a screw extruder are provided and dewatered by the dewatering unit. Since the dehydration step and the drying step are continuously performed as a series of steps using a dehydration drying apparatus that can be supplied to the drying unit while the coagulum is heated and pressurized, the coagulum is appropriately It can be dried in a plasticized state, and the rubber properties after vulcanization can be maintained well.

本発明に係るウェットマスターバッチの製造方法を示す工程図Process drawing which shows the manufacturing method of the wet masterbatch which concerns on this invention 混合・凝固工程で用いる凝固装置の概略断面図Schematic cross-sectional view of the solidification device used in the mixing / solidification process 脱水工程及び乾燥工程で用いる脱水乾燥装置の概略図Schematic of dehydration drying equipment used in dehydration process and drying process 図3の一部断面拡大図Partial cross-sectional enlarged view of FIG. 実施例の評価結果を示す表Table showing evaluation results of examples

以下、本発明の実施形態について図面を基に説明する。図1は、本発明に係るウェットマスターバッチの製造方法を示す工程図である。まず、最初に、ゴムラテックス調製工程1及び充填剤スラリー調整工程2を実施して、ゴムラテックス及び充填剤スラリーを調製する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a process diagram showing a method for manufacturing a wet masterbatch according to the present invention. First, the rubber latex preparation step 1 and the filler slurry adjustment step 2 are performed to prepare a rubber latex and a filler slurry.

ゴムラテックスとしては、天然ゴムラテックスのほか、合成ゴムラテックスを使用することも可能である。ゴムラテックスは水等の分散媒によって固形分が10重量%〜40重量%になるように濃度調整するのが好ましい。   As rubber latex, it is also possible to use synthetic rubber latex in addition to natural rubber latex. The concentration of the rubber latex is preferably adjusted so that the solid content is 10 wt% to 40 wt% with a dispersion medium such as water.

充填剤としては、カーボンブラック、シリカのほかに、タルク、クレー、その他の無機充填剤等を用いることができる。充填剤としてカーボンブラックを用いる場合、通常、ゴム用充填剤として用いられる種々のグレードを使用することができる。具体的には、SAF、ISAF、HAF、FEF等が挙げられ、これらを単独で又は2種以上を混合して使用することが可能である。充填剤のスラリー濃度は固形分が1重量%〜20重量%が好ましく、3重量%〜15重量%であることがより好ましい。   As the filler, in addition to carbon black and silica, talc, clay, other inorganic fillers, and the like can be used. When carbon black is used as the filler, various grades that are usually used as rubber fillers can be used. Specific examples include SAF, ISAF, HAF, FEF and the like, and these can be used alone or in admixture of two or more. As for the slurry density | concentration of a filler, solid content is 1 to 20 weight%, and it is more preferable that it is 3 to 15 weight%.

調製したゴムラテックス及び充填剤スラリーは、必要に応じて分散処理を行う。分散処理は、ハイシア(ローター/ステーター)ミキサー、ホモジナイザー、コロイドミル等を用いて行うことができる。これらの装置は、回転数を高くしたり、処理時間を長くすることにより粒子を微細化することができる。   The prepared rubber latex and filler slurry are subjected to dispersion treatment as necessary. The dispersion treatment can be performed using a high shear (rotor / stator) mixer, a homogenizer, a colloid mill, or the like. These devices can make particles finer by increasing the number of rotations or extending the processing time.

図2は、混合・凝固工程3で使用する凝固装置の一例を示す断面図である。凝固装置8は、凝固槽9と、せん断羽根10とを備えている。本実施形態では、せん断羽根10として、ブレード状の羽根を用いており、ブレードの表面が水平方向を向くように凝固槽9の底面に立設された回転軸11に対して左右対称に配されており、せん断羽根10が水平方向に回転することで混合液に強力なせん断力が作用するようになっている。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a coagulation apparatus used in the mixing / coagulation step 3. The coagulation device 8 includes a coagulation tank 9 and a shear blade 10. In the present embodiment, a blade-like blade is used as the shear blade 10, and the blade is disposed symmetrically with respect to the rotating shaft 11 erected on the bottom surface of the coagulation tank 9 so that the surface of the blade faces the horizontal direction. The shear blade 10 rotates in the horizontal direction so that a strong shear force acts on the mixed solution.

混合・凝固工程3においては、ゴムラテックス及び充填剤スラリーの両液を凝固槽9に供給した後、あるいは両液を凝固槽9に導入しながら、せん断羽根10を高速(周速で10m/s以上)になるように回転させて混合液にせん断力を作用させつつ攪拌する。これにより、混合液中に多数の凝固物の核が生成する。このように、混合・凝固工程3の初期における、凝固物の核の数がその後の凝固物の形状に大きな影響を与える。   In the mixing / coagulation step 3, after supplying both the rubber latex and the filler slurry to the coagulation tank 9, or while introducing both liquids into the coagulation tank 9, the shear blade 10 is moved at a high speed (at a peripheral speed of 10 m / s). The mixture is stirred so that a shearing force is applied to the mixed solution. As a result, a large number of coagulated nuclei are generated in the mixed solution. Thus, the number of nuclei of the solidified product in the initial stage of the mixing / solidifying step 3 greatly affects the shape of the subsequent solidified product.

すなわち、初期に生成される凝固物の数が多いほど最終的な凝固物の粒径は小さく、大きさが揃ったものとなる。このようにして全体の少なくとも90%以上が粒径1mm〜30mmである凝固物を得ることができる。このようにして得られた凝固物は、粒状物の集合体として見た場合に、流動性に優れ、脱水工程及び乾燥工程に供するのに適したものとなる。   That is, the larger the number of coagulates generated in the initial stage, the smaller the particle size of the final coagulum and the uniform size. In this way, a coagulum having a particle size of 1 mm to 30 mm in at least 90% of the whole can be obtained. The coagulated product thus obtained has excellent fluidity when viewed as an aggregate of granular materials, and is suitable for use in a dehydration step and a drying step.

凝固剤を添加する場合は、せん断羽根10の回転を開始し、凝固物の生成・成長が落ち着いた段階で添加するのが好ましい。具体的には、せん断羽根10の回転を開始した後、2〜4分経過後ぐらいが好ましい。凝固剤としては、蟻酸などの酸や、硫酸アルミニウム等の金属塩等を使用することができる。   In the case of adding a coagulant, it is preferable to add the coagulant at the stage where the rotation of the shear blade 10 is started and the formation / growth of the coagulum has settled. Specifically, about 2 to 4 minutes after the rotation of the shear blade 10 is started is preferable. As the coagulant, an acid such as formic acid or a metal salt such as aluminum sulfate can be used.

以上のようにして得られた凝固物は、固液分離工程4にて、固液分離と凝固剤を洗い流す洗浄とを交互に実施した後、水分及び不純物を取り除いた状態で脱水処理を行う(脱水工程5)。   The coagulated product obtained as described above is subjected to solid-liquid separation and washing in which the coagulant is washed away alternately in the solid-liquid separation step 4, and then dehydrated in a state where moisture and impurities are removed ( Dehydration step 5).

図3は、脱水工程5及び乾燥工程6で使用する脱水乾燥装置を示す概略図であり、図4はその一部断面拡大図である。脱水乾燥装置20は、スクリュープレス機の機能を有する脱水部21と、1軸スクリュー押出機の機能を有する乾燥部22とを備え、脱水部21で脱水した凝固物を加熱加圧した状態のまま乾燥部22に供給する構成とされている。すなわち、本発明においては、脱水乾燥装置20を用いて、脱水工程5及び乾燥工程6を一連の工程として連続して実行するようにしている。   FIG. 3 is a schematic view showing a dehydration drying apparatus used in the dehydration process 5 and the drying process 6, and FIG. 4 is an enlarged partial cross-sectional view thereof. The dehydrating and drying apparatus 20 includes a dehydrating unit 21 having a function of a screw press and a drying unit 22 having a function of a single screw extruder, and remains in a state where the solidified material dehydrated by the dehydrating unit 21 is heated and pressurized. It is configured to supply to the drying unit 22. That is, in the present invention, using the dehydration drying apparatus 20, the dehydration process 5 and the drying process 6 are continuously performed as a series of processes.

具体的に、脱水乾燥装置20は、スクリュー軸23と、スクリュー軸23を収容する円筒状の外筒24とを備えている。外筒24は、第一バレル部25と、第二バレル部26とから構成されており、両者を直列配置した状態で接続することで外筒24が構成される。そして、外筒24のうち、第一バレル部25の部分が脱水部21とされ、第二バレル部26の部分が乾燥部22とされる。   Specifically, the dehydrating and drying apparatus 20 includes a screw shaft 23 and a cylindrical outer cylinder 24 that houses the screw shaft 23. The outer cylinder 24 is comprised from the 1st barrel part 25 and the 2nd barrel part 26, and the outer cylinder 24 is comprised by connecting both in the state arrange | positioned in series. Of the outer cylinder 24, the portion of the first barrel portion 25 is the dewatering portion 21, and the portion of the second barrel portion 26 is the drying portion 22.

第一バレル部25には長さ方向に沿ってろ過用開口としてスリット27が複数形成されている。一方、第二バレル部26は円筒状に設けられており、その外周面には蒸気ジャケット28が形成され、第二バレル部26を加熱可能な構成とされている。そして、乾燥部22には、蒸気ジャケット28及び第二バレル部26を貫通して先端部が第二バレル部26の内周面から突出するミキシングピン29が取り付けられている。   A plurality of slits 27 are formed in the first barrel portion 25 as filtration openings along the length direction. On the other hand, the second barrel portion 26 is provided in a cylindrical shape, and a steam jacket 28 is formed on the outer peripheral surface thereof so that the second barrel portion 26 can be heated. The drying unit 22 is provided with a mixing pin 29 that penetrates the steam jacket 28 and the second barrel portion 26 and has a tip protruding from the inner peripheral surface of the second barrel portion 26.

本実施形態において、ミキシングピン29は、第二バレル部26において、スクリュー軸方向に間隔をおいて2本並べてこれを1列とし、第二バレル部26の周方向に90°間隔で4箇所に設置している。   In the present embodiment, two mixing pins 29 are arranged in the second barrel portion 26 at intervals in the screw axis direction to form one row, and are arranged at four locations at 90 ° intervals in the circumferential direction of the second barrel portion 26. It is installed.

スクリュー軸23は、内部に蒸気流路が設けられ、加熱可能とされている。また、スクリュー軸23のうち、第一バレル部25に囲まれた部分(スクリュー軸の後部分23a)は、後端側から先端側に向けて徐々に径が大きくなるようにテーパ状に形成され、これにより凝固物がスクリュー軸の後側部分23aと第一バレル部25との間で圧縮されるようになっている。   The screw shaft 23 is provided with a steam flow path therein and can be heated. Further, a portion of the screw shaft 23 surrounded by the first barrel portion 25 (a rear portion 23a of the screw shaft) is formed in a tapered shape so that the diameter gradually increases from the rear end side toward the front end side. Thus, the solidified product is compressed between the rear portion 23a of the screw shaft and the first barrel portion 25.

脱水乾燥装置20の後端部、すなわち、第一バレル部25の後端部には凝固物の供給口30が設けられており、ここから第一バレル部25内に導入された凝固物は、スクリュー軸23の回転により、第一バレル部25内を前方に送られながら加熱加圧されて脱水される。そして、凝固物は、加熱加圧された状態のまま第二バレル部26内に供給される。なお、凝固物は、脱水部21を出た時点で水分率が10.0%以下であるのが好ましく、5.0%以下であるのがより好ましい。   The rear end portion of the dehydrating and drying apparatus 20, that is, the rear end portion of the first barrel portion 25 is provided with a supply port 30 of the solid matter, and the solid matter introduced into the first barrel portion 25 from here is Due to the rotation of the screw shaft 23, it is heated and pressurized while being fed forward through the first barrel portion 25 and dehydrated. Then, the solidified product is supplied into the second barrel portion 26 while being heated and pressurized. The coagulated product preferably has a moisture content of 10.0% or less, more preferably 5.0% or less when leaving the dehydrating unit 21.

第二バレル部26に導入された凝固物は、スクリュー軸23のうち、第二バレル部26に囲まれた部分(スクリュー軸の前部分23b)の回転により、せん断力を受けつつ排出口31に向かって移動する。このとき、凝固物はすでに加熱加圧された状態であることから、第二バレル部26の(スクリュー軸方向の)長さは、凝固物を常温から加熱する場合に比べて短くすることができる。   The solidified substance introduced into the second barrel portion 26 is transferred to the discharge port 31 while receiving a shearing force due to the rotation of the portion of the screw shaft 23 surrounded by the second barrel portion 26 (front portion 23b of the screw shaft). Move towards. At this time, since the solidified product is already heated and pressurized, the length (in the screw axis direction) of the second barrel portion 26 can be shortened as compared with the case where the solidified product is heated from room temperature. .

これにより、凝固物が脱水乾燥装置20内に滞留する時間を短縮することができ、その結果、凝固物の熱履歴を小さくすることが可能となる。また、第二バレル部26の長さを短くする分、ミキシングピン29によって凝固物の可塑化に必要なせん断力を確保するようにしている。   Thereby, the time for which the solidified material stays in the dehydrating and drying apparatus 20 can be shortened, and as a result, the thermal history of the solidified material can be reduced. Further, the shearing force necessary for plasticizing the solidified product is secured by the mixing pin 29 by the amount corresponding to the shortening of the length of the second barrel portion 26.

第二バレル部26で乾燥された凝固物は、排出口31から排出される。排出口31から排出直後の凝固物の水分率は2.0%以下であることが好ましい。すなわち、本発明では、脱水工程及び乾燥工程を一連の工程として連続して実行しているため、凝固物は均一に乾燥及び可塑化が進行する。したがって、得られた凝固物は品質のばらつきが小さく、水分率2.0%以下であれば問題なく混練することができ、均一なゴム組成物を得ることができる。 The solidified product dried in the second barrel portion 26 is discharged from the discharge port 31. It is preferable that the moisture content of the coagulated material immediately after being discharged from the discharge port 31 is 2.0% or less. That is, in the present invention, since the dehydration step and the drying step are continuously performed as a series of steps, the solidified product is uniformly dried and plasticized. Therefore, the obtained coagulated product has a small variation in quality, and can be kneaded without problems as long as the moisture content is 2.0% or less, and a uniform rubber composition can be obtained.

なお、本実施形態では、第二バレル部26の排出口31にはダイリップは装着されていない。これは、乾燥部22に供給される凝固物がすでに加熱加圧された状態となっているため、その状態からさらに急激に加熱加圧せずとも凝固物の乾燥が十分可能であること、ミキシングピン29によって凝固物の可塑化が可能であること、さらに、ダイリップ装着によって過度のせん断力が凝固物に作用するのを回避するため、等の理由による。   In the present embodiment, no die lip is attached to the discharge port 31 of the second barrel portion 26. This is because the coagulated material supplied to the drying unit 22 is already heated and pressurized, so that the coagulated material can be sufficiently dried without further rapid heating and pressurization. For example, the pin 29 can be used to plasticize the solidified product, and to prevent excessive shearing force from acting on the solidified product by mounting the die lip.

ただ、第二バレル部の出口にダイリップを装着することも可能である。この場合、ダイリップの開口面積、ミキシングピンの配置、及び、第二バレル部の長さ等を適宜調整することで、凝固物が適度に可塑化され、かつ、凝固物に過度のせん断力が作用しないようにする。   However, it is also possible to attach a die lip to the outlet of the second barrel portion. In this case, by appropriately adjusting the opening area of the die lip, the arrangement of the mixing pins, the length of the second barrel portion, etc., the solidified product is appropriately plasticized and an excessive shearing force acts on the solidified product. Do not.

具体的には、脱水乾燥装置20から排出された凝固物、すなわち、第二バレル部26から排出された凝固物が、排出直後の温度が100℃〜180℃で、JIS K6300に規定するムーニー粘度が60°〜180°の範囲になるように調整することにより、凝固物に過度のせん断力が作用せず、熱履歴を抑制しつつ適度に可塑化された凝固物を得ることができる。   Specifically, the coagulated product discharged from the dehydrating and drying apparatus 20, that is, the coagulated product discharged from the second barrel portion 26, has a temperature immediately after discharge of 100 ° C. to 180 ° C., and Mooney viscosity defined in JIS K6300. Is adjusted to be in the range of 60 ° to 180 °, an excessive shearing force does not act on the solidified product, and a suitably plasticized solidified product can be obtained while suppressing thermal history.

以上の工程を経ることにより、乾燥した状態の凝固物、すなわち、ウェットマスターバッチを製造することができる。さらに、ウェットマスターバッチに、その他薬品を配合してバンバリーミキサー等の混練機によって混練することで(混練工程7)、均一に混練されたゴム組成物を得ることができる。   By passing through the above process, the dried solidified substance, ie, a wet masterbatch, can be manufactured. Furthermore, the rubber composition kneaded uniformly can be obtained by blending other chemicals in the wet masterbatch and kneading with a kneader such as a Banbury mixer (kneading step 7).

以下、実施例を挙げて本発明について更に詳細に説明するが、本発明をその要旨を越えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated further in detail, unless this invention exceeds the summary, it is not limited to these Examples.

[混合・凝固工程の実施内容]
本実施例においては、上記ゴムラテックス調製工程1におけるゴムラテックスとして天然ゴムラテックスを使用し、ゴム成分25重量%になるように濃度を調整した。さらに、充填剤スラリー調製工程2における充填剤としてカーボンブラック(東海カーボン社製シースト9)を用い、これをシルバーソン社製撹拌機(フラッシュブレンド)によって3600rpm×30minの条件で水に分散させ、固形分5重量%のスラリーを調製した。
[Contents of mixing and solidification process]
In this example, natural rubber latex was used as the rubber latex in the rubber latex preparation step 1, and the concentration was adjusted to 25% by weight of the rubber component. Furthermore, carbon black (Shiast 9 manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.) was used as the filler in the filler slurry preparation step 2, and this was dispersed in water under a condition of 3600 rpm × 30 min using a stirrer manufactured by Silverson Co., Ltd. (flash blend). A 5% by weight slurry was prepared.

その後、混合・凝固工程3において、凝固装置としてカワタ社製スーパーミキサーSM−20を使用し、凝固槽を23℃に温調した状態で、ゴムラテックス8.0Lとカーボンブラックスラリー3.3L(重量比でゴム成分:カーボンブラック=100:50)を同時に投入した。   Thereafter, in the mixing / coagulation step 3, using a super mixer SM-20 manufactured by Kawata Co., Ltd. as a coagulation device, the rubber coagulation tank was adjusted to 23 ° C., and 8.0 L of rubber latex and 3.3 L of carbon black slurry (weight) The rubber component: carbon black = 100: 50) was added at the same time.

その後、直ちにSM−20のせん断羽根を周速24m/sで回転させて凝固物を生成させた。なお、せん断羽根の回転開始後、2分30秒経過した時点で、凝固剤としてギ酸の10重量%水溶液を混合液中に添加し、pH3〜4になるように調整した。   Immediately thereafter, the SM-20 shear blade was rotated at a peripheral speed of 24 m / s to produce a solidified product. In addition, when 2 minutes and 30 seconds passed after the rotation of the shear blade was started, a 10% by weight aqueous solution of formic acid as a coagulant was added to the mixed solution to adjust to pH 3-4.

得られた凝固物は、90%以上が粒径1mm〜30mmであった。なお、凝固物の大きさは、ISO 3301−1 JIS Z−8801準拠のステンレス篩により分級し、目開き30mmと目開き1mmにて測定した。   90% or more of the obtained solidified product had a particle size of 1 mm to 30 mm. The size of the solidified product was classified by a stainless steel sieve conforming to ISO 3301-1 JIS Z-8801, and measured with an opening of 30 mm and an opening of 1 mm.

[脱水工程及び乾燥工程の実施内容]
本実施例においては、上記実施形態において説明した脱水乾燥装置20を用いて、脱水工程及び乾燥工程を一連の工程として連続して実行した。使用した脱水乾燥装置20としては、脱水部21を構成する第一バレル部25が内径120mm、長さ780mmで、乾燥部22を構成する第二バレル部26が内径120mm、長さ350mmであった。
[Details of dehydration process and drying process]
In this example, the dehydration process and the drying process were continuously performed as a series of processes using the dehydration drying apparatus 20 described in the above embodiment. As the dehydration drying apparatus 20 used, the first barrel part 25 constituting the dehydration part 21 had an inner diameter of 120 mm and a length of 780 mm, and the second barrel part 26 constituting the drying part 22 had an inner diameter of 120 mm and a length of 350 mm. .

上記構成の脱水乾燥装置20において、スクリュー軸23を95℃に加熱して凝固物を処理した。第一バレル部25から出た脱水後の凝固物の温度は122℃で、水分率は4.0%であった。脱水後の凝固物は、加熱加圧状態のまま、第二バレル部26に供給して乾燥処理を行った。本実施例では、第二バレル部26の加熱温度を変化させて得られた凝固物(ウェットマスターバッチ)について評価を行った(実施例1〜3)。また、第二バレル部26にミキシングピン29を取り付けずに乾燥処理した凝固物についても評価した(実施例4)。   In the dehydrating and drying apparatus 20 having the above-described configuration, the screw shaft 23 was heated to 95 ° C. to treat the solidified product. The temperature of the solidified product after dehydration from the first barrel portion 25 was 122 ° C., and the moisture content was 4.0%. The solidified product after dehydration was supplied to the second barrel portion 26 while being heated and pressurized, and dried. In this example, evaluation was performed on a solidified product (wet masterbatch) obtained by changing the heating temperature of the second barrel portion 26 (Examples 1 to 3). In addition, the solidified product that was dried without attaching the mixing pin 29 to the second barrel portion 26 was also evaluated (Example 4).

一方、上記脱水乾燥装置20の脱水部21と同じ構成の単体のスクリュープレス機(スエヒロEPM社製、品番:V−05型、バレル径120mm、バレル長さL/バレル径D=6.5)を用いて上記と同条件で脱水工程のみを実行したものを比較例1とした。また、このスクリュープレス機と、単体の1軸スクリュー押出機(中田エンヂニアリング社製、品番:60K押出機、バレル径60mm、バレル長さL/バレル径D=10、バレル温度80℃)を用いて、脱水工程と乾燥工程とを別々に実施したものを比較例2とした。   On the other hand, a single screw press machine having the same configuration as the dehydrating unit 21 of the dehydrating and drying apparatus 20 (manufactured by Suehiro EPM, product number: V-05 type, barrel diameter 120 mm, barrel length L / barrel diameter D = 6.5) Comparative Example 1 was obtained by performing only the dehydration step under the same conditions as above. Also, using this screw press and a single screw extruder (manufactured by Nakata Engineering Co., Ltd., product number: 60K extruder, barrel diameter 60 mm, barrel length L / barrel diameter D = 10, barrel temperature 80 ° C.) In Comparative Example 2, the dehydration step and the drying step were performed separately.

なお、比較例2の1軸押出機に供給される凝固物は冷めて硬くなっているため、押出機にかかる負荷を考慮してミキシングピンは用いなかった。その代わり、開口率20%のダイリップを押出機の出口に装着することで、凝固物を加圧して加熱し、さらにせん断力を作用させることで凝固物を乾燥可塑化するようにした。   In addition, since the solidified substance supplied to the single screw extruder of Comparative Example 2 was cooled and hardened, no mixing pin was used in consideration of the load applied to the extruder. Instead, by attaching a die lip having an opening ratio of 20% to the outlet of the extruder, the coagulated product was pressurized and heated, and further the shear force was applied to dry-plasticize the coagulated product.

さらに、前述のスクリュープレス機と、単体の2軸スクリュー押出機(神戸製鋼社製、品番:KTX−37、バレル径37mm、バレル長さL/バレル径D=30、バレル温度80℃)を用いて、脱水工程と乾燥工程とを別々に実施したものを比較例3とし、前述のスクリュープレス機を用いて2回脱水工程を繰り返したものを比較例4とした。なお、比較例3では、2軸スクリュー押出機にダイリップは装着せず、スクリュー間に作用する強力なせん断力によって凝固物を乾燥可塑化するようにした。   Furthermore, the above-described screw press machine and a single twin screw extruder (manufactured by Kobe Steel, product number: KTX-37, barrel diameter 37 mm, barrel length L / barrel diameter D = 30, barrel temperature 80 ° C.) are used. Thus, Comparative Example 3 was obtained by separately performing the dehydration step and the drying step, and Comparative Example 4 was obtained by repeating the dehydration step twice using the above-described screw press machine. In Comparative Example 3, the die lip was not attached to the twin screw extruder, and the solidified product was dry plasticized by a strong shearing force acting between the screws.

実施例1〜4及び比較例1〜4で得られた凝固物(ウェットマスターバッチ)について水分率及びムーニー粘度を測定した。また、合わせて凝固物の熱履歴を算出した。測定条件あるいは算出方法は以下の通りである。これらの結果を図5に示す。   The moisture content and Mooney viscosity of the coagulated product (wet masterbatch) obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were measured. In addition, the thermal history of the solidified product was calculated. Measurement conditions or calculation methods are as follows. These results are shown in FIG.

(1)水分率:A&D社製MX−50を用い、JIS K6238−2に準拠して測定。
(2)ムーニー粘度:JIS K6300に準拠して測定。図5には比較例2の値を100とした指数で表示(相対的数値で表示)している。なお、指数表示の下のカッコ内の数字は実測値である。
(3)熱履歴:サンプル投入初期温度(25℃)と排出温度との差に、装置内滞留時間を乗じた値を半分に割った値。
(1) Moisture content: Measured according to JIS K6238-2 using MX-50 manufactured by A & D.
(2) Mooney viscosity: measured in accordance with JIS K6300. In FIG. 5, the value of Comparative Example 2 is displayed as an index (displayed as a relative numerical value) with 100 as the value. The numbers in parentheses below the index display are actually measured values.
(3) Thermal history: A value obtained by dividing the difference between the sample introduction initial temperature (25 ° C.) and the discharge temperature by the residence time in the apparatus and halving.

[ゴム組成物の作製及び評価]
上記ウェットマスターバッチを用いて、ゴム組成物を調製した。ゴム組成物の配合は、ウェットマスターバッチ150重量部(うちゴム成分100重量部)に対し、ステアリン酸(日本油脂製)1重量部、老化防止剤(モンサント製6PPD)1重量部、亜鉛華(三井金属製亜鉛華1号)3重量部、ワックス(日本精蝋製)1重量部、硫黄(鶴見化学工業製)2重量部、促進剤(三新化学製CBS)1重量部を配合した。
[Production and Evaluation of Rubber Composition]
A rubber composition was prepared using the wet masterbatch. The composition of the rubber composition is 1 part by weight of stearic acid (manufactured by Nippon Oil & Fats), 1 part by weight of anti-aging agent (manufactured by Monsanto 6PPD), 150 parts by weight of wet masterbatch (of which 100 parts by weight of rubber component), zinc white ( 3 parts by weight of Mitsui Kinzoku No. 1), 1 part by weight of wax (manufactured by Nippon Seiwa), 2 parts by weight of sulfur (manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.), and 1 part by weight of an accelerator (CBS made by Sanshin Chemical) were blended.

ゴム組成物は、神戸製鋼社製B型バンバリーミキサーを用いて混練した。混練後のゴム組成物は、150℃×30minの条件で加硫した後、破断強度及び発熱性の測定を行った。測定条件は以下の通りである。これらの結果を図5に示す。   The rubber composition was kneaded using a B-type Banbury mixer manufactured by Kobe Steel. The rubber composition after kneading was vulcanized under conditions of 150 ° C. × 30 min, and then measured for breaking strength and exothermicity. The measurement conditions are as follows. These results are shown in FIG.

(1)破断強度:JIS K6251に準拠して破断強度を測定。図5には比較例2の値を100とした指数で表示。凝固物の熱履歴が大きくなるほど、あるいは、凝固物に過度のせん断力が作用するほど、数値が小さくなる。
(2)発熱性(tanδ):東洋精機社製スペクトロメーターを用い、初期歪み10%、動的歪み±2%、周波数10Hz、温度60℃の条件下で測定される値(損失正接)。図5には比較例2の値を100とした指数で表示。この値が小さいほど発熱性が低く好ましい。
(1) Breaking strength: The breaking strength was measured according to JIS K6251. FIG. 5 shows an index with the value of Comparative Example 2 as 100. A numerical value becomes small, so that the thermal history of a solidified substance becomes large, or excessive shear force acts on a solidified substance.
(2) Exothermicity (tan δ): a value (loss tangent) measured under the conditions of initial strain 10%, dynamic strain ± 2%, frequency 10 Hz, temperature 60 ° C. using a spectrometer manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. FIG. 5 shows an index with the value of Comparative Example 2 as 100. The smaller this value, the lower the exothermic property and the better.

[評価結果]
評価結果を図5の表に示す。図5より、脱水乾燥装置を用いて、脱水工程及び乾燥工程を一連の工程として連続して実行した実施例1〜4は、脱水工程及び乾燥工程を別体のスクリュープレス機とスクリュー押出機を用いて別々に実行した比較例2〜3に比べて破断強度が向上している。一方、tanδ及び熱履歴の数値は、実施例1〜4が比較例2及び3よりも小さくなっており、いずれも実施例1〜4の方が比較例2及び3に比べて良好な結果となった。
[Evaluation results]
The evaluation results are shown in the table of FIG. From FIG. 5, Examples 1-4 which performed the spin-drying | dehydration process and the drying process continuously as a series of processes using the spin-drying | dehydration apparatus are made into the screw press machine and screw extruder which carried out the spin-drying | dehydration process and the dry process separately. The breaking strength is improved as compared with Comparative Examples 2 and 3 which were separately executed using the same. On the other hand, the numerical values of tan δ and heat history are such that Examples 1 to 4 are smaller than Comparative Examples 2 and 3, and both Examples 1 to 4 have better results than Comparative Examples 2 and 3. became.

すなわち、実施例1〜4では、凝固物が軟化した状態で乾燥工程に送られることから、乾燥工程において凝固物に加える熱量が比較例2及び3に比べて小さくて済み、また、凝固物全体に適度なせん断力が作用することになる。それに対して、比較例2及び3では、スクリュープレス機から排出された凝固物はいったん常温近くにまで冷却され、硬い状態でスクリュー押出機に供給されるため、凝固物の熱履歴が大きく、また、凝固物に対して過度のせん断力が作用することになるため、加硫後のゴムの破断強度が低下したと考えられた。   That is, in Examples 1 to 4, since the solidified product is sent to the drying step in a softened state, the amount of heat applied to the solidified product in the drying step can be smaller than in Comparative Examples 2 and 3, and the entire solidified product A moderate shear force acts on the surface. On the other hand, in Comparative Examples 2 and 3, the solidified product discharged from the screw press machine was once cooled to near normal temperature and supplied to the screw extruder in a hard state. It was considered that the rupture strength of the rubber after vulcanization was lowered because an excessive shearing force acted on the solidified product.

また、一般的に、tanδは、ゴム分子末端の数が多くなるほど値が大きくなる。したがって、過度のせん断力が作用する比較例2及び3の方が、実施例1〜4よりもゴム分子鎖が過度に切断され、その結果、tanδ値が大きくなったものと考えられた。   In general, tan δ increases as the number of rubber molecule ends increases. Therefore, it was considered that in Comparative Examples 2 and 3 in which an excessive shear force acts, the rubber molecular chain was excessively cut as compared with Examples 1 to 4, and as a result, the tan δ value was increased.

その他の比較例に関して、比較例1は、スクリュープレス機から排出された凝固物の水分率が高く、次工程でうまく混練できなかったため、加硫後のゴム特性については評価しなかった。また、比較例4については、スクリュープレス機の脱水処理を繰り返して2回実施したため、最終的な凝固物の排出温度が209℃まで上昇した。その結果、水分率は1.5%であったものの、熱履歴が大きくなりすぎたため、加硫ゴム特性について比較例2と対比した場合、破断強度は低下し、tanδの値は大きくなった。   Regarding other comparative examples, Comparative Example 1 was not evaluated for rubber properties after vulcanization because the moisture content of the coagulated product discharged from the screw press machine was high and could not be kneaded well in the next step. Moreover, about the comparative example 4, since the spin-drying | dehydration process of a screw press machine was repeated twice and implemented, the final discharge | emission temperature of the solidified substance rose to 209 degreeC. As a result, although the moisture content was 1.5%, the thermal history was too large. Therefore, when the vulcanized rubber characteristics were compared with Comparative Example 2, the breaking strength decreased and the value of tan δ increased.

実施例において、ミキシングピンを用いた実施例1〜3では、乾燥部の外筒温度が90℃〜150℃という幅広い温度範囲で乾燥処理が可能であり、かつ加硫後のゴム特性が優れていることが確認された。これは、乾燥部に供給される凝固物が全体的に軟化した状態となっており、過度のせん断力が作用しにくくなっているためと考えられた。また、ミキシングピンを用いなかった実施例4でも、乾燥部の加熱温度を調整することで実施例1〜3と同程度の加硫ゴム特性を得ることができることが確認された。   In Examples, in Examples 1 to 3 using a mixing pin, drying treatment is possible in a wide temperature range of 90 ° C. to 150 ° C. of the outer cylinder temperature of the drying section, and rubber properties after vulcanization are excellent. It was confirmed that This was thought to be because the solidified product supplied to the drying section was softened as a whole, and excessive shear force was less likely to act. Moreover, also in Example 4 which did not use a mixing pin, it was confirmed that the vulcanized rubber characteristic comparable as Examples 1-3 can be obtained by adjusting the heating temperature of a drying part.

なお、1軸スクリュー押出機を用いた比較例2と、2軸スクリュー押出機を用いた比較例3とでは、後者の方が破断強度は低くなった。これは、2軸スクリュー押出機では凝固物に対してスクリュー軸の回転により必然的に強力なせん断力がかかるため、ゴム分子鎖の過度の切断が発生し、さらに熱履歴も大きくなったためと考えられた。   In Comparative Example 2 using a single screw extruder and Comparative Example 3 using a twin screw extruder, the latter had lower breaking strength. This is thought to be because, in a twin screw extruder, a strong shearing force is inevitably applied to the coagulated product by the rotation of the screw shaft, resulting in excessive cutting of the rubber molecular chains and an increase in the thermal history. It was.

1 ゴムラテックス調製工程
2 充填剤スラリー調製工程
3 混合・凝固工程
4 固液分離工程
5 脱水工程
6 乾燥工程
7 混練工程
8 凝固装置
9 凝固槽
10 せん断羽根
11 回転軸
20 脱水乾燥装置
21 脱水部
22 乾燥部
23 スクリュー軸
24 外筒
25 第一バレル部
26 第二バレル部
27 スリット
28 蒸気ジャケット
29 ミキシングピン
30 供給口
31 排出口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rubber latex preparation process 2 Filler slurry preparation process 3 Mixing and coagulation process 4 Solid-liquid separation process 5 Dehydration process 6 Drying process 7 Kneading process 8 Coagulation apparatus 9 Coagulation tank 10 Shear blade 11 Rotating shaft 20 Dehydration drying apparatus 21 Dehydration part 22 Drying section 23 Screw shaft 24 Outer cylinder 25 First barrel section 26 Second barrel section 27 Slit 28 Steam jacket 29 Mixing pin 30 Supply port 31 Discharge port

Claims (7)

ゴムラテックスと、充填剤を水に分散させたスラリーとを混合し、この混合液からゴムと充填剤の混合物を凝固させて脱水する脱水工程と、前記脱水工程で得られた凝固物を乾燥させる乾燥工程とを有するウェットマスターバッチの製造方法であって、前記脱水工程及び乾燥工程を実行するに当たり、スクリュープレス機の機能を有する脱水部と、スクリュー押出機の機能を有する乾燥部とを備え、前記脱水部で脱水した前記凝固物を加熱加圧した状態のまま前記乾燥部に供給可能な脱水乾燥装置を用いて、前記脱水工程及び乾燥工程を一連の工程として連続して実行することを特徴とするウェットマスターバッチの製造方法。 A rubber latex and a slurry in which a filler is dispersed in water are mixed, and a dehydration process for coagulating and dehydrating a mixture of the rubber and the filler from the mixed solution, and a coagulated product obtained in the dehydration process is dried. A method for producing a wet masterbatch having a drying step, comprising: a dehydrating part having a function of a screw press machine and a drying part having a function of a screw extruder in performing the dehydration step and the drying step; The dehydration step and the drying step are continuously performed as a series of steps using a dehydration drying apparatus capable of supplying the coagulated material dehydrated in the dehydration unit to the drying unit while being heated and pressurized. A manufacturing method of a wet masterbatch. 前記脱水乾燥装置は、前記脱水部と前記乾燥部とが連設され、前記脱水部及び乾燥部を貫通する1本のスクリュー軸を有することを特徴とする請求項1記載のウェットマスターバッチの製造方法。 The wet dewatering apparatus according to claim 1, wherein the dehydrating and drying apparatus includes the dehydrating unit and the drying unit, and has one screw shaft that passes through the dehydrating unit and the drying unit. Method. 前記脱水乾燥装置は、前記脱水部及び乾燥部において、前記スクリュー軸を囲む外筒を備え、乾燥部の外筒部分にミキシングピンが設けられたことを特徴とする請求項2記載のウェットマスターバッチの製造方法。 3. The wet masterbatch according to claim 2, wherein the dehydrating and drying apparatus includes an outer cylinder that surrounds the screw shaft in the dehydrating section and the drying section, and a mixing pin is provided in an outer cylinder portion of the drying section. Manufacturing method. 請求項1〜3のいずれかに記載の方法により製造されたことを特徴とするウェットマスターバッチ。 The wet masterbatch manufactured by the method in any one of Claims 1-3. 請求項4記載のウェットマスターバッチを用いたことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。 A rubber composition for tires, wherein the wet masterbatch according to claim 4 is used. 請求項5記載のゴム組成物を用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。 A pneumatic tire using the rubber composition according to claim 5. スクリュープレス機の機能を有する脱水部と、スクリュー押出機の機能を有する乾燥部とを備え、前記脱水部で脱水した前記凝固物を加熱加圧した状態のまま前記乾燥部に供給可能であることを特徴とする脱水乾燥装置。 A dehydrating unit having a screw press machine function and a drying unit having a screw extruder function are provided, and the solidified material dehydrated by the dehydrating unit can be supplied to the drying unit while being heated and pressurized. A dehydrating and drying apparatus characterized by.
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