JP2014156534A - Method for producing wet master batch - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a wet master batch which, when producing a wet master batch by mixing and coagulating a slurry solution and a rubber solution, can make dispersion of filler and the like into a composition generated from a coagulum sufficiently uniform.SOLUTION: Provided is a method for producing a wet master batch by mixing and coagulating a slurry solution containing filler and a rubber solution, wherein the slurry solution and the rubber solution are supplied to a mixing tank, stirred, mixed, and coagulated and, when a coagulated liquid containing a coagulum, which was aged in an aging tank, is taken out, a constant amount of the coagulated liquid is left in the aging tank and a coagulant of the next batch is supplied to the aging tank and stirred together with the residual coagulated liquid.

Description

本発明は、ウェットマスターバッチを製造する方法に関し、特に、配合比率の精度を向上させたウェットマスターバッチの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a wet masterbatch, and more particularly to a method for producing a wet masterbatch with improved blending ratio accuracy.

従来から、充填剤を含有するゴム組成物の成形加工性や分散性を向上させるため、ウェットマスターバッチを用いる方法が知られている。このウェットマスターバッチは、ゴム溶液、カーボンブラックやシリカ等の充填剤を含有するスラリー溶液および凝固剤等を混合して凝固ささせて生成されるものであり、これらの凝固物を含有するウェットマスターバッチから固形分だけを分離し、分離された固形分を脱水し乾燥することにより、通常の乾燥状態で混練りする場合と比較して、ゴム中にカーボンブラック等を均一に分散させることができる。   Conventionally, a method using a wet masterbatch is known in order to improve the molding processability and dispersibility of a rubber composition containing a filler. This wet masterbatch is produced by mixing and coagulating a rubber solution, a slurry solution containing a filler such as carbon black and silica, and a coagulant, and the wet masterbatch containing these coagulates. By separating only the solid content from the batch, and dehydrating and drying the separated solid content, carbon black and the like can be uniformly dispersed in the rubber as compared with the case of kneading in a normal dry state. .

このようにして、ウェットマスターバッチの生成工程においては、生産性を向上させために、連続プロセスで生成する方法が一般的であり、例えば特許文献1には、図4に作動工程図で示すように、スラリー溶液とゴム溶液との混合・凝固方法として、凝固槽にスラリー溶液とゴム溶液とを連続的に供給し、これらを凝固槽で凝固させて、これらよりできた凝固物を含有する凝固液を連続的に凝固槽から取り出す方法が記載されている。   Thus, in the production process of the wet masterbatch, in order to improve the productivity, a method of producing by a continuous process is common. For example, Patent Document 1 shows an operation process diagram in FIG. In addition, as a method of mixing and coagulating the slurry solution and the rubber solution, the slurry solution and the rubber solution are continuously supplied to the coagulation tank, and these are coagulated in the coagulation tank, and the coagulation containing the coagulated product made from these A method for continuously removing the liquid from the coagulation tank is described.

しかるに、カーボンブラックやシリカ等の充填剤は比重が1を超える場合がほとんどであり、また、これらから生成された凝固物の比重も1を超え、これらは、溶媒として通常用いられる水、シクロヘキサン、ベンゼン等に比して重いため、上記従来技術では、凝固物等が凝固槽の底部に沈殿して堆積することになって、特にウェットマスターバッチ内のカーボンブラックのばらつきが大きくなるため、カーボンブラックの分散性が低下するおそれがあった。
これに対処するため、底部に沈殿しないように、槽内の液を撹拌することが提案されているが、これによってなお凝固槽の底部に凝固物等が堆積するのを防止するには十分ではなかった。
However, fillers such as carbon black and silica often have a specific gravity exceeding 1, and the specific gravity of the coagulum produced therefrom also exceeds 1, and these are water, cyclohexane, Because it is heavier than benzene etc., in the above prior art, the solidified material etc. will settle and accumulate at the bottom of the coagulation tank, and especially the carbon black variation in the wet masterbatch will increase. There was a possibility that the dispersibility of the resin would be lowered.
In order to cope with this, it has been proposed to stir the liquid in the tank so that it does not settle at the bottom, but this is not sufficient to prevent the accumulation of coagulated substances etc. at the bottom of the coagulation tank. There wasn't.

特開2009−126978号公報JP 2009-126978 A

そこで、本発明は、特に、スラリー溶液とゴム溶液とを混合・凝固させるウェットマスターバッチを製造するに際し、凝固物から生成される組成物中への充填剤等の分散性を十分に均一なものとすることができるウェットマスターバッチの製造方法を提供する。   Therefore, in the present invention, in particular, when producing a wet master batch for mixing and coagulating a slurry solution and a rubber solution, the dispersibility of the filler and the like in the composition produced from the coagulated product is sufficiently uniform. The manufacturing method of the wet masterbatch which can be made.

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、ウェットマスターバッチの製造において、混合・凝固・熟成終了時点でウェットマスターバッチ中へのカーボンブラック取込量が不均一になっており、カーボンブラック量が少ないものは比重が軽く、熟成槽の上部に偏り、熟成槽の底部からの凝固液の取り出しに当たって、最後の方に取り出されることが多いため、凝固液を熟成槽から一定量取り出した後に次のバッチの凝固物を投入して、撹拌等の操作を実施することで、カーボンブラックの取込量が少なく、比重の軽い凝固物等の影響を相対的に小さくして、安定的に取り出すことができることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of diligent investigations to achieve the above object, the present inventors have found that the amount of carbon black taken into the wet masterbatch is not uniform at the time of mixing, solidification, and ripening in the production of the wet masterbatch. A small amount of carbon black has a low specific gravity, is biased toward the upper part of the aging tank, and is often taken to the last when taking out the coagulating liquid from the bottom of the aging tank. After taking out, the next batch of solidified material is charged and operations such as stirring are carried out, so that the amount of carbon black taken up is small and the influence of solidified material with a low specific gravity is relatively small and stable. The present invention has been found to be able to be taken out and the present invention has been completed.

本発明にかかるウェットマスターバッチの製造方法は、充填剤を含有するスラリー溶液とゴム溶液とを混合・凝固するに当たり、前記スラリー溶液とゴム溶液とを混合槽に供給して撹拌混合・凝固させて、更には熟成槽で熟成された凝固物を含有する凝固液を取り出すに際し、一定量の凝固液を熟成槽に残した状態で、次バッチの凝固物を熟成槽に供給して、残留凝固液とともに撹拌混合することを特徴とする。   The method for producing a wet masterbatch according to the present invention is to mix and solidify a slurry solution containing a filler and a rubber solution by supplying the slurry solution and the rubber solution to a mixing tank and stirring and mixing and coagulating. Furthermore, when taking out the coagulated liquid containing the coagulated product aged in the aging tank, the solidified liquid of the next batch is supplied to the aging tank in a state where a certain amount of coagulated liquid is left in the aging tank. And stirring and mixing.

このようなウェットマスターバッチの製造方法においてより好ましくは、混合槽に残す凝固液の量を処理量の10〜30%の範囲とする。   In such a wet masterbatch production method, more preferably, the amount of coagulation liquid left in the mixing tank is in the range of 10 to 30% of the treatment amount.

本発明では、スラリー溶液とゴム溶液とを混合槽に供給して撹拌混合・凝固させて、更に熟成槽で熟成した凝固物を含有する凝固液を取り出すに際し、一定量の凝固液を熟成槽に残した状態で、次バッチの凝固物を熟成槽に供給して、残留凝固液と撹拌混合させることで、特にカーボンブラックの比重に基づく熟成槽内の下部と上部とのカーボンブラックのばらつきを利用して、凝固物内のカーボンブラックの分散を十分に均一化させることができる。   In the present invention, when a slurry solution and a rubber solution are supplied to a mixing vessel and stirred, mixed and coagulated, and a coagulating solution containing coagulated material aged in the aging vessel is taken out, a certain amount of coagulating solution is put into the aging vessel. In the remaining state, supply the next batch of coagulated material to the aging tank and mix it with the remaining coagulating liquid to stir and mix, particularly using the variation in carbon black between the lower and upper parts in the aging tank based on the specific gravity of the carbon black Thus, the dispersion of the carbon black in the solidified product can be made sufficiently uniform.

ウェットマスターバッチの製造方法の工程および後処理工程を例示する工程図である。It is process drawing which illustrates the process of a manufacturing method of a wet masterbatch, and a post-processing process. 本発明のウェットマスターバッチの製造方法に用いる、スラリー溶液とゴム溶液とを混合・凝固させるウェットマスターバッチの撹拌装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the stirring apparatus of the wet masterbatch which mixes and solidifies a slurry solution and a rubber solution used for the manufacturing method of the wet masterbatch of this invention. 本発明のウェットマスターバッチの製造方法の一例を示す作動工程図である。It is an operation | movement process figure which shows an example of the manufacturing method of the wet masterbatch of this invention. 従来のウェットマスターバッチの製造方法の一例を示す作動工程図である。It is an operation | movement process figure which shows an example of the manufacturing method of the conventional wet masterbatch.

以下に、図面を参照しながら本発明のウェットマスターバッチの製造方法を詳細に説明する。
図1は、本発明のウェットマスターバッチの製造方法の工程および後処理工程を例示する工程図である。
図中の、全体工程20は、カーボンやシリカ等の充填剤を分散させたスラリー溶液を調合して準備する充填剤スラリー溶液調合工程21と、天然ゴムや合成ゴムの溶液等と界面活性剤等とを水等の溶媒中で撹拌してゴム溶液を調合準備するゴム溶液調合工程22と、これらの工程で調合されたスラリー溶液とゴム溶液とを混合・凝固させ凝固物を含有する凝固液のウェットマスターバッチを形成する混合・凝固工程23と、凝固したマスターバッチを熟成する熟成工程24および熟成したマスターバッチを熟成工程から順次排出して脱水する脱水工程25と、脱水された固形分を乾燥する乾燥工程26と、乾燥された固形分を粒状、ベール状等の所望の形状に成型して製品として形成する成型工程27とを含む。
Below, the manufacturing method of the wet masterbatch of this invention is demonstrated in detail, referring drawings.
FIG. 1 is a process diagram illustrating a process and a post-processing process of the method for manufacturing a wet masterbatch of the present invention.
In the figure, the overall process 20 includes a filler slurry solution preparation process 21 prepared by preparing a slurry solution in which a filler such as carbon or silica is dispersed, a natural rubber or synthetic rubber solution, a surfactant, and the like. A rubber solution compounding step 22 for preparing a rubber solution by stirring in a solvent such as water, and the coagulating liquid containing the coagulated product by mixing and coagulating the slurry solution and the rubber solution prepared in these steps A mixing / coagulation step 23 for forming a wet master batch, an aging step 24 for aging the coagulated master batch, a dehydration step 25 for sequentially discharging the aged master batch from the aging step and dehydrating, and drying the dehydrated solid content A drying step 26, and a molding step 27 for molding the dried solid content into a desired shape such as a granular shape or a bale shape to form a product.

充填剤スラリー溶液調合工程21において、スラリー溶液(A)を調合する方法としては公知の方法を用いることができ、特に限定されるものではないが、ローター・ステータータイプのハイシアーミキサー、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、ビーズミル、コロイドミル等を用いることができる。例えば、コロイドミルに所定量のカーボンブラック等の充填剤と水を入れ、高速で一定時間撹拌することで、スラリー溶液を調製することができる。   In the filler slurry solution preparation step 21, a known method can be used as a method for preparing the slurry solution (A), and is not particularly limited, but is a rotor-stator type high shear mixer, a high-pressure homogenizer, An ultrasonic homogenizer, a bead mill, a colloid mill, or the like can be used. For example, a slurry solution can be prepared by putting a predetermined amount of filler such as carbon black and water in a colloid mill and stirring at high speed for a certain time.

ゴムウェットマスターバッチの製造方法に用いるスラリー溶液(A)は、溶媒中に充填剤を分散させる。この溶媒としては、水の他、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、芳香族、脂肪族、脂環式、ハロゲン化炭化水素溶媒等の有機溶媒が挙げられ、好ましくは水である。これらの溶媒は、単一で用いてもよいし、複数種の混合物として用いてもよい。   In the slurry solution (A) used in the method for producing a rubber wet masterbatch, a filler is dispersed in a solvent. Examples of the solvent include water, alcohols such as methanol, ethanol, and isopropyl alcohol, and organic solvents such as aromatic, aliphatic, alicyclic, and halogenated hydrocarbon solvents, and water is preferable. These solvents may be used alone or as a mixture of plural kinds.

ここで、スラリー溶液(A)としては、カーボンブラック、シリカ、もしくは、一般式(I)で表される充填剤の少なくとも1種を予め水中に分散させたものを用いることができる。なお、これら充填剤は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。
nM・xSiO・zHO・・・(I)
〔式中、Mは、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウムおよびジルコニウムからなる群から選ばれる金属、これらの金属の酸化物又は水酸化物、およびそれらの水和物、またはこれらの金属の炭酸塩から選ばれる少なくとも一種であり、n、x、yおよびzは、それぞれ1〜5の整数、0〜10の整数、2〜5の整数、および0〜10の整数である〕
Here, as the slurry solution (A), carbon black, silica, or a material in which at least one filler represented by the general formula (I) is dispersed in water in advance can be used. In addition, these fillers may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.
nM 1 · xSiO y · zH 2 O (I)
[Wherein M 1 is a metal selected from the group consisting of aluminum, magnesium, titanium, calcium and zirconium, an oxide or hydroxide of these metals, and a hydrate thereof, or a carbonate of these metals. N, x, y and z are each an integer of 1 to 5, an integer of 0 to 10, an integer of 2 to 5, and an integer of 0 to 10]

一般式(I)で表される充填剤としては、γ−アルミナ、α−アルミナ等のアルミナ(Al)、ベーマイト、ダイアスポア等のアルミナ一水和物(Al・HO)、ギブサイト、バイヤライト等の水酸化アルミニウム[Al(OH)]、炭酸アルミニウム[Al(CO]、水酸化マグネシウム[Mg(OH)]、酸化マグネシウム(MgO)、炭酸マグネシウム(MgCO)、タルク(3MgO・4SiO・HO)、アタパルジャイト(5MgO・8SiO・9HO)、チタン白(TiO)、チタン黒(TiO2n−1)、酸化カルシウム(CaO)、水酸化カルシウム[Ca(OH)]、酸化アルミニウムマグネシウム(MgO・Al)、クレー(Al・2SiO)、カオリン(Al・2SiO・2HO)、パイロフィライト(Al・4SiO・HO)、ベントナイト(Al・4SiO・2HO)、ケイ酸アルミニウム(AlSiO、Al・3SiO・5HO等)、ケイ酸マグネシウム(MgSiO、MgSiO等)、ケイ酸カルシウム(Ca・SiO等)、ケイ酸アルミニウムカルシウム(Al・CaO・2SiO等)、ケイ酸マグネシウムカルシウム(CaMgSiO)、炭酸カルシウム(CaCO)、酸化ジルコニウム(ZrO)、水酸化ジルコニウム[ZrO(OH)・nHO]、炭酸ジルコニウム[Zr(CO]、各種ゼオライトのように電荷を補正する水素、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む結晶性アルミノケイ酸塩などが使用できる。好ましくは、一般式(I)中のMがアルミニウム金属、アルミニウムの酸化物又は水酸化物、およびそれらの水和物、またはアルミニウムの炭酸塩から選ばれる少なくとも一つである。 The filler represented by the general formula (I), .gamma.-alumina, alpha-alumina, such as alumina (Al 2 O 3), boehmite, alumina monohydrate such as diaspore (Al 2 O 3 · H 2 O ), Gibbsite, Bayerite, etc. Aluminum hydroxide [Al (OH) 3 ], Aluminum carbonate [Al 2 (CO 3 ) 2 ], Magnesium hydroxide [Mg (OH) 2 ], Magnesium oxide (MgO), Magnesium carbonate (MgCO 3), talc (3MgO · 4SiO 2 · H 2 O), attapulgite (5MgO · 8SiO 2 · 9H 2 O), titanium white (TiO 2), titanium black (TiO 2n-1), calcium oxide (CaO) , calcium hydroxide [Ca (OH) 2], magnesium aluminum oxide (MgO · Al 2 O 3) , clay (Al 2 O 3 · SiO 2), kaolin (Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 2H 2 O), pyrophyllite (Al 2 O 3 · 4SiO 2 · H 2 O), bentonite (Al 2 O 3 · 4SiO 2 · 2H 2 O) Aluminum silicate (Al 2 SiO 5 , Al 4 · 3SiO 4 · 5H 2 O etc.), magnesium silicate (Mg 2 SiO 4 , MgSiO 3 etc.), calcium silicate (Ca 2 · SiO 4 etc.), silicic acid Aluminum calcium (Al 2 O 3 · CaO · 2SiO 2 etc.), magnesium calcium silicate (CaMgSiO 4 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), zirconium hydroxide [ZrO (OH) 2 · nH 2 O], zirconium carbonate [Zr (CO 3) 2] , hydrogen to correct electric charge as various zeolites, Such as crystalline aluminosilicates including alkali metal or alkaline earth metal can be used. Preferably, M 1 in the general formula (I) is at least one selected from aluminum metal, aluminum oxide or hydroxide, and hydrates thereof, or aluminum carbonate.

ゴム溶液調合工程22において調合されるゴム溶液(B)としては、ゴム成分の微粒子を水に分散させたゴムラテックス、ゴム成分を有機溶媒に溶解させた液が挙げられる。上記ゴム成分を溶解させる有機溶媒としては、芳香族、脂肪族、脂環式、ハロゲン化炭化水素溶媒が挙げられ、これらの中でも、トルエン、シクロヘキサンが特に好ましい。ここで、上記ゴムウェットマスターバッチのゴム成分としては、天然ゴム(NR)及び合成ジエン系ゴムの少なくとも一種からなる。ここで、合成ジエン系ゴムとしては、乳化重合又は溶液重合で合成されたものが好ましい。また、上記合成ジエン系ゴムとして、具体的には、ポリイソプレンゴム(IR)、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニリトル−ブタジエンゴム(NBR)等が挙げられる。好ましくは、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、ポリブタジエンゴムであり、さらに好ましくは天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴムである。なお、上記ゴム成分は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせてもよい。   Examples of the rubber solution (B) prepared in the rubber solution preparation step 22 include a rubber latex in which rubber component fine particles are dispersed in water, and a solution in which the rubber component is dissolved in an organic solvent. Examples of the organic solvent for dissolving the rubber component include aromatic, aliphatic, alicyclic, and halogenated hydrocarbon solvents. Among these, toluene and cyclohexane are particularly preferable. Here, the rubber component of the rubber wet masterbatch comprises at least one of natural rubber (NR) and synthetic diene rubber. Here, as the synthetic diene rubber, those synthesized by emulsion polymerization or solution polymerization are preferable. Specific examples of the synthetic diene rubber include polyisoprene rubber (IR), styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), polybutadiene rubber (BR), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), chloroprene rubber ( CR), halogenated butyl rubber, acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) and the like. Preferred are natural rubber, polyisoprene rubber, styrene-butadiene copolymer rubber, and polybutadiene rubber, and more preferred are natural rubber and styrene-butadiene copolymer rubber. In addition, the said rubber component may be used individually by 1 type, and may combine 2 or more types.

ゴム溶液(B)の安定性を向上させる目的で、界面活性剤を加えることができ、例えば、アニオン系、カチオン系、ノニオン系、両性界面活性剤を挙げることができ、好ましくは、アニオン系、ノニオン系界面活性剤である。   For the purpose of improving the stability of the rubber solution (B), a surfactant can be added, and examples thereof include anionic, cationic, nonionic and amphoteric surfactants, preferably anionic, It is a nonionic surfactant.

次に、図2は、混合・凝固工程23において、スラリー溶液(A)とゴム溶液(B)とを混合・凝固させるウェットマスターバッチの撹拌装置を示す概略図である。
図中、撹拌装置1は、スラリー溶液(A)、ゴム溶液(B)および凝固液を収容する混合槽2と、混合槽2の底部に、回転軸線を上下方向に向けて配置された輻流型撹拌機3とを具える。また、混合槽2より上部の位置には、充填剤スラリー溶液調合工程21で調合されたスラリー溶液(A)を混合槽2に供給するスラリー溶液供給口4と、ゴム溶液調合工程22で調合されたゴム溶液(B)を混合槽2に供給するゴム溶液供給口5とを具えてなり、さらに混合槽2は、混合・凝固によって形成された凝固物を含有する凝固液を取り出す取出口6を混合槽2の側壁下部に設けて構成される。
Next, FIG. 2 is a schematic diagram showing a stirring apparatus for a wet masterbatch that mixes and solidifies the slurry solution (A) and the rubber solution (B) in the mixing / coagulation step 23.
In the figure, the stirring device 1 includes a mixing tank 2 that contains the slurry solution (A), the rubber solution (B), and the coagulating liquid, and a radial flow that is disposed at the bottom of the mixing tank 2 with the axis of rotation directed vertically. A mold agitator 3; In addition, the slurry solution supply port 4 that supplies the slurry solution (A) prepared in the filler slurry solution preparation step 21 to the mixing vessel 2 and the rubber solution preparation step 22 are prepared at a position above the mixing vessel 2. The rubber solution supply port 5 for supplying the rubber solution (B) to the mixing tank 2 is further provided. The mixing tank 2 further has an outlet 6 for taking out a coagulated liquid containing a coagulated product formed by mixing and coagulation. It is provided at the lower part of the side wall of the mixing tank 2.

そして、本発明では、以上のように構成された撹拌装置1を用いて、凝固液を収容する混合槽2の中にスラリー溶液(A)とゴム溶液(B)とを供給し、撹拌機3を回転させながら、水、凝固剤、種々の添加剤を含有する溶液等を供給して撹拌混合・凝固させて、撹拌の後に、生成された凝固物を含有する凝固液を取出口6から取り出して熟成槽に移す。更にこの熟成槽から排出するに際し、図3の作動工程図に示すように、一定量の凝固液を熟成槽に残した状態で、次バッチの凝固物を熟成槽に供給して、残留凝固液とともに撹拌混合する。   And in this invention, using the stirring apparatus 1 comprised as mentioned above, a slurry solution (A) and a rubber solution (B) are supplied in the mixing tank 2 which accommodates coagulating liquid, and the stirrer 3 is supplied. While rotating, supply water, a coagulant, a solution containing various additives, etc., and stir, mix and coagulate, and after stirring, take out the coagulated liquid containing the produced coagulum from the outlet 6 To the aging tank. Further, when discharging from the aging tank, as shown in the operation process diagram of FIG. 3, the solidified liquid of the next batch is supplied to the aging tank in a state where a certain amount of the coagulating liquid is left in the aging tank. Mix with stirring.

スラリー溶液(A)とゴム溶液(B)とだけを撹拌混合させることにより、凝固させることもできるが、凝固反応を生起、促進して凝固収率の向上させるため、スラリー溶液(A)とゴム溶液(B)とに加えて、蟻酸、硫酸等の酸や、塩化ナトリウム等の塩よりなる凝固剤を混合槽2に投入することができる。   Although only the slurry solution (A) and the rubber solution (B) are stirred and mixed, they can be coagulated. However, the slurry solution (A) and the rubber are improved because the coagulation reaction is caused and promoted to improve the coagulation yield. In addition to the solution (B), a coagulant comprising an acid such as formic acid or sulfuric acid or a salt such as sodium chloride can be introduced into the mixing tank 2.

また、他に、ウェットマスターバッチやこれを用いたゴム組成物の性能を改良する観点から、必要に応じて界面活性剤、加硫剤、老化防止剤、着色剤、分散剤等を、適宜選択して添加することができる。   In addition, from the viewpoint of improving the performance of wet master batches and rubber compositions using the same, surfactants, vulcanizing agents, anti-aging agents, coloring agents, dispersing agents, etc. are appropriately selected as necessary. Can be added.

このようなウェットマスターバッチの製造方法においてより好ましくは、熟成槽に残す凝固液の量を処理量の10〜30%の範囲とする。   In such a wet masterbatch production method, more preferably, the amount of coagulation liquid left in the aging tank is in the range of 10 to 30% of the treatment amount.

この範囲とすることにより、熟成槽の液レベルを高く保つことが出来、低タンクレベルで発生する、攪拌能力の低下を防ぐことができるため、カーボンブラックのばらつきを防ぐことができる。   By setting it as this range, the liquid level of the aging tank can be kept high, and the reduction in the stirring ability that occurs at the low tank level can be prevented, so that the dispersion of carbon black can be prevented.

次に、脱水工程25では、いかなる手段を用いてもよいが、例えば、金属製メッシュ、遠心脱水装置、真空脱水装置、フィルタープレス等の圧搾型脱水機、金属ロール、ゴム混練機、スクリュー型押出機、熱風乾燥機、減圧乾燥機、凍結乾燥機等を用いることができる。   Next, any means may be used in the dewatering step 25. For example, a metal mesh, a centrifugal dewatering device, a vacuum dewatering device, a pressure dehydrator such as a filter press, a metal roll, a rubber kneader, a screw type extrusion An air dryer, a hot air dryer, a vacuum dryer, a freeze dryer or the like can be used.

脱水した固形分を乾燥させる乾燥工程26では、真空乾燥機、エアドライヤー、ドラムドライヤー、バンドドライヤー等の通常の乾燥機を用いることができるが、さらに充填剤の分散性を向上させるためには、機械的剪断力をかけながら乾燥を行うことが好ましい。これにより、加工性、補強性、低燃費性に優れたゴムを得ることができる。この乾燥は、一般的な混練機を用いて行うことができるが、工業的生産性の観点から、二軸押出機のような連続混練機を用いることできる。   In the drying step 26 for drying the dehydrated solid content, a normal dryer such as a vacuum dryer, an air dryer, a drum dryer, a band dryer or the like can be used, but in order to further improve the dispersibility of the filler, It is preferable to perform drying while applying a mechanical shearing force. Thereby, rubber excellent in processability, reinforcement, and low fuel consumption can be obtained. Although this drying can be performed using a general kneader, a continuous kneader such as a twin screw extruder can be used from the viewpoint of industrial productivity.

このような製造方法で製造した固形分を、粒状、ベール状等の所望の形状に成型してゴム組成物に用いることができ、これはウエット混合の要因と微細粒子という形状要因によりカーボンブラックの分散性が優れ、それに伴うエネルギーロスの低減、摩耗・耐久性等のゴム物性を向上させることができる。   The solid content produced by such a production method can be molded into a desired shape such as granular or veiled and used in a rubber composition. This is due to the factor of wet mixing and the shape factor of fine particles, It is excellent in dispersibility, and it can improve rubber properties such as reduction of energy loss and wear / durability.

また、上記ゴム組成物を、トレッド、ベース、サイド、プライ、ベルト等のタイヤ部品に常法に従って製造することができる。上記ゴム組成物を用いたタイヤは、低燃費性、破壊特性及び耐摩耗性を向上させることができる。   Further, the rubber composition can be produced in accordance with a conventional method for tire parts such as a tread, a base, a side, a ply, and a belt. A tire using the rubber composition can improve fuel efficiency, fracture characteristics, and wear resistance.

図に示したウェットマスターバッチの製造方法の作動工程図を用いて、実施例バッチおよび比較例バッチのそれぞれにつき、カーボンブラック含有量を評価した。   The carbon black content was evaluated for each of the example batch and the comparative example batch, using the operation process diagram of the wet master batch production method shown in the figure.

(実施例バッチ)
凝固タンクにて、カーボンブラックスラリー液と15〜25重量%に希釈した天然ゴムラテックスとを攪拌しながら混合したのち、これを蟻酸にてPH4.7±1.0に調整して凝固させたクラムを、別タンクBに移して熟成させる。熟成させたクラムを排出する際、タンクレベル10〜30%で排出をとめ、次バッチを投入後、排出を再開する。
排出されたクラムは後工程で乾燥後、一定重量のベールに成形し、このベール単位でカーボンブラック含有量を測定した。
(Example batch)
In a coagulation tank, the carbon black slurry liquid and natural rubber latex diluted to 15 to 25% by weight were mixed with stirring, and then the crumb was coagulated by adjusting the pH to 4.7 ± 1.0 with formic acid, Move to another tank B and age. When discharging the ripened crumb, stop discharging at a tank level of 10-30% and restart the discharge after the next batch is charged.
The discharged crumb was dried in a subsequent process and then formed into a bale having a constant weight, and the carbon black content was measured in units of the bale.

(比較例バッチ)
凝固タンクにて、カーボンブラックスラリー液と15〜25重量%に希釈した天然ゴムラテックスとを攪拌しながら混合したのち、これを蟻酸にてPH4.7±1.0に調整して凝固させたクラムを、別タンクBに移して熟成させる。熟成させたクラムを排出する際に、タンクレベル0%にしてから、次バッチを投入後、排出を再開する。
排出後は実施例と同様にしてカーボンブラック含有量を測定した。
(Comparative example batch)
In a coagulation tank, the carbon black slurry liquid and natural rubber latex diluted to 15 to 25% by weight were mixed with stirring, and then the crumb was coagulated by adjusting the pH to 4.7 ± 1.0 with formic acid, Move to another tank B and age. When discharging the ripened crumb, the tank level is set to 0%, and after the next batch is charged, the discharging is resumed.
After discharging, the carbon black content was measured in the same manner as in the example.

(カーボンブラック配合量)
測定に使用するマスターバッチを1g、そして磁性るつぼの重量を各々精密天秤にて0.1mg単位で正確に重量測定する。マスターバッチを磁性るつぼに入れて、750℃に設定された電気炉にて5分30秒焼くことにより、カーボンブラックを除去する。電気炉の外に取り出して15分空冷したのち、デシケーター中で30分更に冷却する。冷却後のマスターバッチの入った磁性るつぼの重さを測定し、カーボンブラックを除去する前と除去した後のマスターバッチの重量比を算出する。ここで、
カーボンブラック除去前のマスターバッチの重量/カーボンブラック除去後のマスターバッチの重量
=(カーボンブラック配合量(%)/(100+カーボンブラック配合量(%)))
との関係が成立するため、この式からカーボンブラック配合量を算出する。
なお、カーボンブラックが均一に分散した場合には、カーボンブラック配合量は43%となる。
(Carbon black content)
The master batch used for the measurement is 1 g, and the weight of the magnetic crucible is accurately weighed in units of 0.1 mg with a precision balance. The master batch is placed in a magnetic crucible and baked in an electric furnace set at 750 ° C. for 5 minutes 30 seconds to remove carbon black. After taking it out of the electric furnace and air-cooling for 15 minutes, it is further cooled in a desiccator for 30 minutes. The weight of the magnetic crucible containing the master batch after cooling is measured, and the weight ratio of the master batch before and after removing the carbon black is calculated. here,
Weight of masterbatch before carbon black removal / weight of masterbatch after carbon black removal = (carbon black content (%) / (100 + carbon black content (%)))
Therefore, the carbon black content is calculated from this equation.
When carbon black is uniformly dispersed, the carbon black content is 43%.

(評価結果)
上記のようにベール単位で計測したカーボンブラック配合量と、カーボンブラックが均一に分散した場合のカーボンブラック配合量(43%)との差が、±1.5ポイント以下の場合を合格とし、実施例バッチと比較例バッチのそれぞれについて不合格率を測定した。その結果を表1に示す。
(Evaluation results)
As mentioned above, the difference between the carbon black content measured in units of veil and the carbon black content (43%) when the carbon black is uniformly dispersed is ± 1.5 points or less. The rejection rate was measured for each of the example batch and the comparative example batch. The results are shown in Table 1.

Figure 2014156534
Figure 2014156534

表1の結果から、実施例バッチは、比較例バッチに対し、不合格率が大幅に低減し、意図したカーボンブラック配合量で安定的にマスターバッチを製造することができた。   From the results of Table 1, the failure rate of the example batch was significantly reduced compared to the comparative example batch, and a master batch could be stably produced with the intended carbon black content.

1 撹拌装置
2 混合槽
3 撹拌機
4 スラリー溶液供給口
5 ゴム溶液供給口
6 取出口
20 全体工程
21 充填剤スラリー溶液調合工程
22 ゴム溶液調合工程
23 混合・凝固工程
24 熟成工程
25 脱水工程
26 乾燥工程
27 成型工程
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stirring apparatus 2 Mixing tank 3 Stirrer 4 Slurry solution supply port 5 Rubber solution supply port 6 Outlet 20 Overall process 21 Filler slurry solution preparation process 22 Rubber solution preparation process 23 Mixing / coagulation process 24 Aging process 25 Dehydration process 26 Drying Process 27 Molding process

Claims (2)

充填剤を含有するスラリー溶液とゴム溶液とを混合・凝固させてウェットマスターバッチを製造する方法において、
前記スラリー溶液とゴム溶液とを混合槽に供給して撹拌混合・凝固させて、さらに熟成槽で熟成された凝固物を含有する凝固液を取り出すに際し、一定量の凝固液を熟成槽に残した状態で、次バッチの凝固物を熟成槽に供給して、残留凝固液とともに撹拌混合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。
In a method for producing a wet masterbatch by mixing and solidifying a slurry solution containing a filler and a rubber solution,
When the slurry solution and the rubber solution were supplied to a mixing tank and stirred, mixed and coagulated, and a coagulating liquid containing coagulated material aged in the aging tank was taken out, a certain amount of coagulating liquid was left in the aging tank. In the state, the coagulated material of the next batch is supplied to an aging tank, and stirred and mixed together with the residual coagulating liquid.
熟成槽に残す凝固液の量が処理量の10〜30%の範囲である請求項1に記載のゴムウェットマスターバッチの製造方法。
The method for producing a rubber wet masterbatch according to claim 1, wherein the amount of the coagulation liquid left in the aging tank is in the range of 10 to 30% of the treatment amount.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016089094A (en) * 2014-11-07 2016-05-23 東洋ゴム工業株式会社 Manufacturing method of rubber wet master batch, rubber wet master batch, rubber composition and pneumatic tire
WO2020130432A1 (en) * 2018-12-18 2020-06-25 오씨아이 주식회사 Method for manufacturing elastomer composite

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