KR0121859B1 - 엘라스토머 조성물의 가공방법 - Google Patents

엘라스토머 조성물의 가공방법

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KR0121859B1
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에이. 존슨 조나단
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에이치.더블유.오버그
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Abstract

본 발명은 중합체 재료, 보강제, 가공조제 및 가황제의 혼합물을 형성시키므로써 엘라스토머 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 연속적이며, 가해진 총 에너지가 제1작동 온도 범위를 유발시키는 공간으로 한정된 제1혼합 영역을 따라 중합체 재료를 혼합하는 반복되는 연속적인 단계들을 포함한다. 제1영역의 혼합물은 연속적으로 제2혼합 영역에 통과시키고 동시에 보강제 및 가공조제를 첨가하여 함께 혼합하는데, 이때 제2혼합 영역은 가해진 총 에너지가 제2작동 온도 범위를 유발시키는 공간으로 한정된다. 이어서 제2영역의 혼합물은 연속적으로 제3혼합 영역에 통과시키고 동시에 가황제를 첨가하여 함께 혼합하는데, 이때 제3혼합 영역은 가해진 총 에너지가 제3작동 온도 범위를 유발시키는 공간으로 한정된다. 상기 제3영역의 혼합물은 연속적으로 전달 영역을 통과하여 엘라스토머 조성물의 형태로 압출시킨다. 이때, 상기 제2 및 제3작동 온도 범위는 제1작동 온도 범위보다 낮다.

Description

엘라스토머 조성물의 가공 방법
제1도는 본 발명의 방법의 연속적인 단계식 처리를 도시한 공정도이다.
제2도는 본 발명의 방법에 사용하기에 적합한 전형적인 2축 압출기(twin-screw extruder)의 횡단면도이다.
본 발명은 전반적으로 엘라스토머 조성물의 제조에 관한 것이며, 더욱 구체적으로 고무의 혼합 및 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 엘라스토머 조성물의 연혼합 및 제조를 위한 개선된 방법에 관한 것이다.
엘라스토머 조성물, 특히 고무와 같은 탄성중합체를 상업적 가치가 있는 재료로 전환시키는 것은 고무산업 분야에서의 역사 전반에 거친 촛점이 되어 왔다. 초기의 상업적 방법은 주로 2-로울 및 밀(mill)을 이용하여 그 중합체의 점성도를 조정할 뿐만 아니라 보강제, 개질용 오일 및 경화제와 같은 증강 성분을 혼입시키므로써, 기본적인 중합체의 특성을 개질하는 혼합 방법에 근거한 것이었다. 수년동안, 각종 혼합 방법 및 장치가 고무 산업 분야에서 개발되었다. 이와 같이 개발된 기술의 면밀한 처리과정은 문헌[제임스 엘.화이트, Development of Internal-Mixer Technology for Rubber Industry, Rubber Chemistry and Technology, 제65권, 페이지 528]에 게재되어 있으며, 상기 문헌의 기술내용은 본 명세서에 참고 인용하였다.
엘라스토머 혼합 방법은 기본적으로 엘라스토머 처방에 명세된 성분들을, 일정한 첨가 계획에 따라서 특정 시간 및/또는 온도에 대한 흔련 규칙하에. 배합시키는 방법으로서 정의된다. 고무 엘라스토머 혼합 기법은 주로 처방 내역과 무관하게 혼합 방법의 5가지 주요 특징을 제어하는 방법에 초점을 둔 것이다. 관련된 제1의 특징은 엘라스토머 처방 원료의 단일의 단위 질량 또는 부피를 통한 균일한 분포이다.제2특징은 물리적인 관점에서. 대개는 분자 수준에서 엘라스토머 성분들의 친밀한 결합에 초점을 맞춘 분산성 혼합을 포함하는데, 이는 최종 조성물의 기계적 특성에 영향을 미친다. 제3특징은 점성도 변경을 포함하며 제4의 특징은 성분들의 화학 반응과 관련된다. 마지막 특징은, 물론, 자본 효용과 제조 비용을 통제하는 경제적인 고려사항이다. 이들 5가지 인자는 상호관련되어 있고, 역관계에 있는 경우도 많으며, 이들은 속도, 부피, 동력, 시간 및 온도 한계에 좌우된다.
상기 참고 문헌에 기술된 밴버리(Banbury) 믹서의 출현과 이의 상업적 채용으로써, 고무 산업분야에서는 공정의 균일성과 엘라스토머 조성물 제조의 생산성을 상당히 증가시킬 수 있었다. 밴버리형 강력 믹서, 및 제시된 바와 같은 그것의 변형 및 개조 장치는 오늘날에도 여전히 전세계에 걸쳐 고무 산업분야에 있어서의 주요한 가공 장치 및 가공 방법이다.
밴버리형 강력 혼합 방법이 적절하게 이용되어 왔지만, 이는 다소의 제한점을 가진다. 그와 같은 제한점중 중요한 것은 그 방법이 갖는 회분식(batch) 또는 단위식 제조 특성이다. 이 방법은 엘라스토머 조성물의 모든 성분들을 혼입시키기 위해 밴버리 믹서를 통해 최소한 대여섯 차례 통과시킬 것을 필요로 하는데, 밴버리형 혼합 방법이 회분식 방법이기 때문이다. 이러한 양상은 최종적으로 혼합된 엘라스토머 원료의 특성 변화를 일으키는 주요한 원인이다. 개별적인 성분들의 중량, 첨가 순서, 첨가 및 배출 시기, 원료와 성분들의 초기 온도, 및 공정 환경상의 변화는 모두 회분간의 변화의 원인이 된다. 근래에 들어서 자동 평량 시스템 및 컴퓨터 제어 회분 사이클을 비롯하여 밴버리형 방법이 개선되었음에도 불구하고, 회분간 변화 제어는 거의 적절하지 못하며 후속 공정에서의 회분 배합에 대해 복잡한 계획을 필요로 하는 상태이다.
밴버리형 방법의 또 다른 제한점은 이 방법의 대규모 가사 부피(working volume)의 부피 역학과 관련된다. 경제적인 면에서의 요건으로 말미암아, 밴버리형 강력 믹서는 제조 작업에 적절한 최대 규모를 가져야 한다. 결과적으로, 고점성도 물질의 유효 부피의 혼합은 일층 더 곤란해진다. 부피 혼합 효율면에서의 제한은 밴버리 믹서 내부의 증가 부피의 최저의 감쇠 표면적 :질량의 비율에 기인한 열역학적 제어 문제를 동반한다.
밴버리 믹서를 이용하는 것과 같은 회분식 혼합 방법과 관련된 상기 문제점들을 회피하기 위해, 고무 산업분야에서의 각종 압출식 장치를 이용하는 연속 혼합 시스템을 고안하고자 시도하고 있다. 이와 같은 연속 방법의 고안을 추진하게 된 동기로는 정류상태 가공을 통한 향상된 균일도, 향상된 표면 : 질량 비율로부터 얻어지는 보다 우수한 열의 운용 및 고도로 자동화된 작업에 대한 개발 기회를 들 수 있다. 다른 산업 분야에 이용되는 압출 가공 시스템을 고무와 엘라스토머 혼합 기법상의 특징에 통합시키려는 시도에서 각종 방법 및 장치가 창작되어 왔다. 이와 같은 압출식 장치가 상당한 기간동안 플라스틱 및 베이킹(baking)산업에 사용된 바 있다. 그 일례가 미합중국 특허 제5,158,725호에 개시되어 있다. 그와 같은 장치와 방법은 열가소성 중합체 가공의 신속 팽창용도로 빈번하게 사용되었지만, 고무 산업분야에 채택되었을때는 크게 성공을 거두지 못했다.
종래에는 각종 외부적인 영향력에 의해 고무 산업에서 연속 압출에 근거한 방법의 채택이 억제되었다. 이러한 영향력중 중요한 것은 압출에 근거한 방법이 최종 엘라스토머 조성물의 소정의 특성을 유지시키려면서 경제적으로 생산성 있는 속도하에 향상된 균일성을 나타낼 수 없다는 점이었다. 다른 인자들로는 적당한 중합체 제제의 희박한 이용가능성, 거의 적절하지 못한 질량 유동 측량 시스템, 및 공정의 열역학적 제어에 대한 지속되는 불가능성을 들 수 있다. 이와 같은 열역학적 제어의 부족으로 말미암아 허용불가능한 배합 및 혼합 결과가 얻어지고 압출 장치내에서 엘라스토머가 시기상조로 경화되는 결과를 초래한다. 본 발명은 전술한 회분식 밴버리 믹서의 단점을 극복할 뿐만 아니라, 종래의 연속 공정의 단점, 예컨데 공정의 열역학적 제어 및 균일한 엘라스토머 혼합과 관련된 문제점을 극복한다.
따라서, 본 발명의 목적은 엘라스토머 조성물, 특히 고무의 혼합 및 제조를 위한 개선된 방법을 제공하는데 있다.
본 발명은 다른 목적은 엘라스토머 조성물의 혼합 및 제조를 위한 압출식 장치를 이용하는 연속적인 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 내부적으로 공정의 열역학을 제어하여 중합체 혼합을 증강시키고 중합체 분해 및 시기상조의 경화를 방지하는, 연속적인 고무 혼합 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 엘라스토머 성분들의 균일한 분포를 확보하는, 엘라스토머의 혼합 및 제조를 위한 연속적인 방법을 제공하는데 있다.
전술한 목적과 다른 목적들 및 장점을 달성하기 위해서, 본 명세서에 구체화되고 포괄적으로 기재된 본 발명의 목적에 따라서, 중합체 재료, 보강제, 가공조제 및 가황제의 혼합물을 형성시키므로써 엘라스토머 조성물을 제조하는 방법이 제공된다. 본 발명의 방법은 연속적이며, 가해진 총 에너지가 제1작동 온도 범위를 유발시키는 공간에 의해 한정된 제1혼합 영역을 따라 중합체 재료를 혼합시키는 반복된 순차적인 단계들을 포함한다. 상기 제1혼합 영역의 혼합물은 연속적으로 제2혼합 영역에 통과시키는데, 그 동안에 상기 혼합물에 보강제와 가공조제를 첨가하여 함께 혼합시키며, 상기 제2혼합 영역은 가해진 총 에너지가 제2작동 온도 범위를 유발시키는 공간에 의해 한정된다. 이어서 제2영역의 혼합물을 연속적으로 제3혼합 영역에 통과시키는데, 그 동안에 가황제를 첨가하여 혼합시키며, 상기 제3혼합 영역은 가해진 총 에너지가 제3작동온도 범위를 유발시키는 공간에 의해 한정된다. 이어서 제3영역에서 유래된 혼합물을 전달 영역에 통과시켜 그 혼합물을 엘라스토머 조성물의 형태로 압출시키며, 이때,상기 제2 및 제3작동 온도 범위는 제1작동 온도 범위보다 낮다.
이하에서는 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시양태를 기술하므로써, 본 발명의 원리에 대하 이해를 도모하고자 한다.
본 발명의 방법은 혼합 및 제어된 재료 첨가 양상을 위한 최소한 3개, 바람직하게는 4개의 구별된 혼합 영역으로 이루어진 시스템을 통한, 고무, 고무/열가소성 중합체 혼합물을 비롯한 엘라스토머와 충전제, 가공조제(예:오일, 왁스), 및 당해 용도에 적절한 경화제의 연속적이고 균일한 순(net)흐름과 관련된다. 상기 각각의 혼합 영역에서, 전단 속도, 전단 응력, 에너지 유량 및 온도는 경제적으로 생산성 있는 속도하에 균일성이 개선된 엘라스토머 재료를 제조할 수 있도록 상호관련되어 있고 개별적으로 제어가능하다. 각 영역에서 상기 변수들을 면밀하게 제어하므로써, 에너지 균형과 평형을 유지시켜서 엘라스토머의 느린 열전이에 기인하여 적절하지 못한 외부 온도 제어 메카니즘을 사용하는 일 없이, 평형 상태 또는 정류 상태에서 방법을 수행할 수 있다.
조성물 성분들은 임의의 유형의 엘라스토머 조성물 처방에 대한 전형적인 성분들일 수 있다. 고무 엘라스토머로는 천연 고무, 시스-폴리이소프렌, 스티렌-부타디엔, 아크릴로니트릴-부타디엔, 폴리클로로프렌, 고무, 폴리-(에틸렌-프로필렌 디엔 단량체), 시스-폴리부타디엔, 폴리아크릴레이트, 폴리-이소부틸렌, 폴리-클로로이소부틸렌, 및 실리콘 고무를 들 수 있으나, 이들에 제한되는 것은 아니다. 전형적인 열가소성 중합체로는 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리에틸렌-아크릴레이트, 플루오로중합체, 및 이오노머 중합체를 들 수 있으나, 이들에 제한되는 것은 아니다.
보강제는 카본 블랙, 발연 및 침전 실리카, 실란 처리된 점토, 및 보강 재료의 단섬유(short fiber)중 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이들에 제한되는 것은 아니다. 또한 보강제는 탄산 칼슘, 탈크, 카올린 점토, 실리카 및 석유 코우크스와 같은 충전제를 포함할 수도 있다. 가공조제로는 오일과 왁스를 들 수 있다. 기타 첨가 성분들로는 항산화제/오존화제, 접착 촉진제, 내화제, 발포제, 상용화제 및 착색제를 들 수 있다. 가소유제와 증량유제는 둘다 적절한 석유 또는 프탈레이트-에스테르계 오일일 수 있다. 마지막으로, 본 발명에 유용한 경화제로는 필요에 따라 어떠한 것이라도 선택할 수 있지만, 아민-촉매된 황 시스템, 기타 황-함유 유기 화합물, 금속 산화물과 과산화물이 다소 바람직하다.
이하에서는 본 발명의 방법을 특정한 구체예를 통해 설명하고자 하나, 본 발명은 광범위한 엘라스토머 조성물, 처방, 및 그 성분들에 응용할 수 있는것이며, 엘라스토머 얼로이(alloy) 뿐만 아니라 보강된 엘리스토머와도 관련될 수 있음을 알아야 한다.
제1도를 참조하면, 공정도(10)이 도시되어 있다. 이 공정도에서, 본 발명의 방법은 제1혼합 영역(12), 제2혼합 영역(14), 임의의 제3혼합 영역(16), 제4혼합 영역(18), 및 바람직한 형태는 후술하는 바와 같은 전달 또는 압출 영역인 제5영역(20)을 포함하나 다수의 영역들로 분할된다. 조성 성분들의 혼합물은 화살표(22)로 표시된 방향으로 영역(12)-(20)을 통해 가공하고 이동시킨다. 중합체 혼합물(24)을 제1혼합 영역(12)의 출발점에서 첨가하고, 보강제(26)와 가공조제(28)는 제2혼합 영역(14)의 출발점과 중간점에 화살표로 도시한 바와 같이 별도로, 또한 연속해서 첨가하는 것이 바람직하다. 임의의 혼합 영역(16)을 포함시킬 수 있으며, 이 영역에서는 동일한, 또는 추가의 보강제(30)와 가공조제(32)를 별도로 조성물 흐름(22)에 첨가한다. 최종적으로, 경화제 또는 가황제(34)를 혼합 영역(18)의 출발점에서 첨가하여 엘라스토머 조성물의 각종 성분들의 첨가와 혼합을 완결시킨다. 이어서 혼합물 흐름(22)을 전달 영역(20)에 통과시켜, 혼합물 흐름을 일정한 종류의 다이 슬롯(die slot)등을 통해 최종 엘라스토머 조성물이 형태로 압출시킨다.
제2도를 참조하면, 바람직한 실시양태로서, 본 발명의 방법은 전술한 바와 같은 입자상의 재료 및/또는 액체를 소정의 용도에 따른 처방에 의해 정해진 분율로, 연속적인 방법을 기준으로 하여 약 0.08-0.23KW·Hr/kg의 전단 에너지를 가할 수 있는 압출 장치(36)에 대하여 연속적으로, 개별적으로 또한 바람직하게는 중량 손실 공급장치에 의해 중량측정식으로 계량하므로써 수행된다. 본 발명의 방법을 실시할 목적으로, 본 발명의 방법에 통합시킬 스택(stacked) 밴버리형 장치를 비롯한 임의의 유형의 장치(36)를 이용할 수 있다. 제2도에 도시된 일반적인 압출 장치(36)는 한쌍의 중심 실린더(40)와 그 실린더(40) 내부에 위치한 한쌍의 압출 스크루(42)를 가진 배럴(38)을 포함한다(단 하나의 실린더(40)와 스크루(42)만을 도시하였음). 각각의 스크루(42)가 배럴(38) 내부에서 회전함에 따라, 엘라스토머 재료는 (12)로 표시된 제1영역으로부터(20)으로 표시된 제5영역까지 실린더(40)를 통과한다. 공급 장치(43)는 중합제 재료(24)를 제1영역(12)내로 공급하기 위해 구비된 것이다. 마찬가지로, 계량 또는 공급 요소(48),(50)은 제2군의 보강 재료(30)와 가공조제(32)를 임의의 제3혼합 영역(16)내로 전달하는데 이용된다. 최종적으로, 가황 또는 경화 재료(34)를 제4혼합 영역(18)내로 전달하기 위해 계량 부재(52)가 구비된다.
2축 압출기를 이용하는 바람직한 실시양태에 있어서, 구성 성분인 미립자 재료는 회전 스크루 요소(42)와 배럴(38) 내부의 중공(40)의 정지 벽간의 공백과 양립되는 입자크기 분포를 가져야 한다. 그 입자 크기는 혼합되는 재료의 덩어리내로 신속하고 완전하게 분포되기에 충분히 작아야 한다. 그러나, 미세하게 분쇄된 재료가 필요한 것은 아니다. 특히, 중합체(24)는 미세 분말로 연마할 필요가 없으며, 첨가 지점(43)에서 스크루(42)와 실린더(40)의 벽간의 공백의 약80%의 분포 중간치까지 절단시킬 수 있다.
물리적 차원에서의 적당한 입자 크기의 분포에 대하여, 중량을 기준으로 한 입자 크기의 적당한 분포는 회전 부재(42)와 중공(40)의 정지 표면간의 최대 반경 방향 길이의 1-90% 범위인 것으로 밝혀졌다. 중량을 기준으로 한 중간치는 비어있는 반경 방향 길이의 65-75% 범위인 것이 바람직하다.
압출 장치의 전형적인 예로는 서로 맞물린 동일방향-회전 및 역방향-회전 2축 압출기 및 그밖의 특정한 다중 스크루 흔련 압출기를 들 수 있다. 액면 전단 속도는 바람직하게는 40-120sec-1범위이어야 하며 국부적인 전단 속도는 1500sec-1정도로 상당히 높은 값에 이른다. 도면 부호 (36)으로 도시한 바람직한 구성예는 30-55, 더욱 바람직하게는 50-55 범위의 길이 : 직경 비율(L : D)을 가진 단일의 맞물린 동일방향-회전 2축 압출기이다. 그러나, 재료를 하나의 장치로부터 그 다음의 장치로 연속적으로 통과시키는 직렬식으로 배열된 복수개의 장치를 비롯한 그밖의 장치 구성도 본 발명의 방법에 유용한 것으로 이해된다. 그러나, 이러한 모든 장치 구성의 예에 있어서, 전술한 바와 같이 최소한 4개의 분리된 재료 첨가구(42),(44),(46) 및 (52)가 구비되어, 준비된 특정의 순서대로, 즉, 중합체(24), 보강제 및/또는 충전제(26),가공조제 및/또는 오일(28) 및 가황제(34)의 순서로 상기 재료들의 점증적인 첨가를 제공한다. 혼합하고자 하는 제제의 특성에 따라서, 추가로 4개까지의 재료 주입구를 구비할 필요가 있을 수도 있다. 도시된 바람직한 실시양태에서, 제2군의 보강제(30)와 가공조제(32)를 주입하기 위해 추가로 2개의 재료 주입구(48)과 (50)이 구비된다.
필수적인 것은 아니지만, 혼합장치(36)의 내부 부피는 중공(40) 내부의 거의 일정한 혼합 부피 충전 계수를 유지시키도록, 각각의 주입구에서 주입되는 재료의 부피에 비례하여 각각의 재료 첨가구에서 점차 증가되는 것이 매우 바람직하다. 충전 계수는 온도, 점성도, 분산도 및 생산률에 대한 특정의 요건에 부합되도록 장치의 유효 부피의 10-90% 범위내에서 다양할 수 있다. 충전 계수는 부피 기준으로 10-30%범위인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 혼합 압출기의 회전 부재는 스크루(42)를 구성하고 고른 혼합과 높은 전단응력을 부여하는 운반 요소 및 반(semi)-운반 요소의 다양한 조합으로 구성되는 것이 바람직할 수 있다.
양 도면, 제1도 및 제2도와 관련하여,총괄적인 방법을 다음과 같은 방식으로 기술할 수 있다. 중합체(24)를, 소정의 생산률에 따라서 소정의 처방에 적절한 분율로, 공급장치(43)를 통해 개별적으로 개량된 연속적인 질량 유동 스트림에 의해 공정의 제1영역(12)내로 주입한다. 산화 아연, 항산화제등과 같은 그밖의 특정한 화학적 개질제를 주요 중합체와 함께 상기 제1혼합 영역(12)내로 주입시킬 수도 있다. 항산화제는 고온에의 노출시에 중합제를 보호할 것이다. 그러나, 바람직한 실시양태에서는 보강제나 가공조제는 모두 제1영역에 주입시키지 않는다.
이어서 제1영역(12)의 출발점에서 주입된 배합된 재료를 혼합물의 완전한 배합 뿐만 아니라 온도 증가와 점성도 감소를 초래하도록 제어된 시간동안 프로그래밍된 전단 속도로 혼합 및 전단 응력을 받게 한다. 이에 관한 세부사항은 하기 표 1에 게재하였다. 제1혼합 영역(12)에서 본 명세서에 제시된 바와 같은 높은 전단 속도와 그밖의 변수들에 의해 온도를 증가시키므로써, 점성도를 상당히 저하시킬 수 있으므로 혼합 방법의 잔여 과정, 구체적으로 카본 블랙과 같은 보강제의 첨가 단계를 일층 용이하게 수행할 수 있다.
(a) 중공 반경의 세제곱으로 나눈 kg/hr 단위의 질량 유속.
(b) 중공 반경의 세제곱으로 나눈 ㎤/초 단위의 부피 유속.
(c) 모터와 기어 박스 손실분을 제외하고 혼합 챔버에 가해진 총 에너지.
(d) 혼합 챔버를 통과하는 재료에 의해 흡수된 총 에너지.
(e) 혼합 중공 벽의 전반에 걸친 공정으로부터의 총 에너지 손실.
손실도는 재료의 열 전도율과 체류 시간에 의해 제어됨.
(f) 재료가 차지하는 혼합 중공 부피의 %.
(g) 혼합 중공 표면의 단위 면적당 가해진 총 에너지.
그러나 이러한 높은 전단도와 온도는 짧은기간동안에만 일어날 수 있으므로, 혼합물을 상기 제1영역(12)을 통해 빠르게 이동시킬 필요가 있다.
이어서 혼련된 중합체 혼합물을 연속적으로 제1영역(12)으로부터 제2영역(14)내로 통과시키며, 이때 개별적으로 계량되고 온도가 제어된 보강제(26)와 가공조제(28)의 질량 유동 스트림을 차례로 혼련된 중합체 혼합물내로 주입한다. 제2영역(14)에 주입된 재료의 배합된 부피는 바람직하게 제1영역(12)로부터 유출된 중합체 혼합물 부피의 90%를 초과하지 않아야 한다. 이어서 형성된 중합체/충전제-오일 혼합물 또는 질량-유동 조성물을 제2영역(14)에서 제어된 시간동안 프로그래밍된 전단 속도하에 혼합 및 전단 응력을 받게 하므로써, 보강 재료와 가공조제를 완전하게 분포 및 분산되도록 혼입시킨다. 대개 제2영역(14)에서 온도 및 겉보기 점성도는 제1영역(12)에 비해 감소된다. 보강 재료는 카본 블랙인 것이 바람직하며, 무기 충전제, 단섬유 및 소량의 화학물질을 포함할 수도 있다. 오일과 왁스류를 가공조제로 주입시키는 것이 바람직하다.
이어서 제2영역(14)을 통과한 혼합물을 연속적으로 임의의 제3영역(16)에 통과시키거나 직접 제4영역(18)으로 급송한다. 임의의 제3영역(16)의 조건상의 특성은 상기 제2영역(14)에 대해 앞서 제시한 부피 한계를 초과하는 추가의 보강제, 충전제 및/또는 오일에 대한 엘라스토머 조성물의 실제 처방 요건에 좌우된다. 제3영역(16)은 전형적으로 접착 촉진제, 항-오존화제, 착색제, 난연제 등과 같은 소량의 성분인 화학물질을 바람직하게 혼합물에 주입시키는 영역이다. 또한 제3영역(16)에 주입된 재료도 개별적으로 계량되고 온도-제어된 질량 유동 스트림이다. 이어서 형성된 혼합물을 첨가된 재료를 완전히 분포시키고 배산시키도록 제어된 시간동안 프로그래밍된 전단 속도하에 혼합 및 전단 응력을 받게 한다. 제3영역(16)내의 재료의 온도는 제2영역(14)에 비해 계속해서 감쇠한다. 겉보기 점성도는 제3영역(16)으로 주입된 재료의 특성에 좌우되어 증가하거나 감소할 수 있다.
이어서, 제2영역(14),또는 제3영역(16)을 이용할 경우에는 제3영역(16)에서 유래한 혼합물을 연속적으로 제4영역(18)에 통과시키고, 이때 가황제(34)를 첨가한다. 가황제는 소량의 성분인 화학물질, 경화제등을 포함할 수 있으며, 혼합물을 제4영역(18)의 배출 오리피스를 직통하여 전달 영역(20)에 통과시키는데 필요한 힘을 발생시키기에 충분한 압력하에 첨가된다. 이어서 완전하게 제제화되고 혼합된 재료를 전달 영역(20)으로 급송하는데, 이 영역에는 재료 성형 다이가 장착되어 있다. 적절한 배출 다이 어댑터가 배치되어, 이를 통해 혼합물의 밀도를 증가시킨 후에, 그 혼합물을 엘라스토머 조성물에 대한 소정의 용도에 적절한 성형표면에 강제로 통과시킨다. 이어서 엘라스토머 조성물을, 대개는 수조에 침지시키거나 분무시키므로써 급냉시키고, 건조시킨 후에 적절한 저장 매체내에 또는 매체상에 보관한다.
본 발명의 방법은 가하는 에너지의 범위와 속도, 혼합시키고자 하는 재료의 온도, 혼합 장치상의 총 토크를 계속해서 제어하고, 재료의 생산량을 극대화시키면서 성분들을 분할하여 연속적으로 첨가하기 때문에 통상의 회분식 혼합 방법과 비교했을 때 탁월한 성분 재료의 분산도와 균일도를 제공한다. 각 혼합 영역에서의, 바람직한 부피 유속, 배출 온도, 가해지는 에너지등은 모두 상기 표 1에 요약되었다. 본 발명에 따라, 압출기(36)는 그 장치(36)에 외부 가열 또는 냉각 수단을 사용하는 일없이 평형 상태에서 작동한다. 이는 어느 정도는 성분들의 온도를 그들이 공정중에 첨가될 때 제어하므로 열 싱크(sink)로서 작용한다는 사실에 기인한다.
본 발명의 방법에서 가해지는 에너지의 범위와 에너지 운용률은 바람직하지 못한 온도 및 토크 증가를 제한하면서 소정의 혼합 목표를 달성하기 위해서 필수불가결하다. 첫째로, 과잉 온도 증가는 시기상조의 가황 반응을 개시하여 재료를 그을리게 하고 긁히게 하는 것으로 공지된 상황을 유발할 것이다. 둘째로, 과다한 온도증가는 중합체를 산화시키고 탈중합화시켜 물리적 성질의 손실을 초래할 것이다. 과다한 토크는 혼합 장치의 수명을 단축시키고 생산성을 저하시킬 뿐만 아니라 온도를 발생시키므로써 경제적으로 바람직하지 못한 결과를 야기한다.
본 발명의 방법은, 부분적으로, 대부분의 고무 화합물의 저조한 열 전도율(대개 혼합 장치의 구성에 사용된 재료의 단 1/10정도의 열 전도율을 나타냄)특성의 인식으로 인해 기능을 수행한다. 이 사실은 본 발명의 방법을 통한 혼합물의 빠른 운반 속도, 즉 짧은 노출 시간과 함께, 혼합물중의 과잉 에너지 증가를 감소시키기 위해 열교환 매체를 사용해야 할 필요성을 배제시킨다. 통상의 작동시에, 본 발명의 방법은 주위환경과의 평형 상태에서 혼합 장치를 사영하여 진행시킨다. 임의의 특정한 엘라스토머 조성물 처방의 유동학적 성질은 본 발명의 방법으로서의 에너지 운용면에서 상당히 중요하다. 각각의 중합체 유형 및 그 중합체를 원료로 하는 각각의 처방은 가해진 전단 에너지에 대해 공유한 대응양상을 가지므로, 고유의 겉보기 전단 응력 및 온도 상승을 산출한다. 각각의 혼합 영역(12)-(20)에서 혼합물에 가해진 알짜 에너지는[배럴(38) 내부의 고강도 전단으로 인한 에너지 입력+운반 에너지-믹서 배럴(28)을 통한 환경으로의 에너지 손실]로부터 얻어진다. 이는 다음과 같은 관계식으로 표시된다:
가해진 총 에너지는 전단 속도, 각 전단 영역에서의 혼합물의 부피,혼합물 부피/중공(40) 표면적의 비율, 초기 온도 및 체류 시간에 좌우된다. 또한 전단 속도는 상대 표면 속도 및 스크루(42)와 중공 벽(40)사이의 공백에 부분적으로 좌우된다.
후술되는 바와 같은 실험예의 결과로, 중합체를 용융시키고 점성도를 감소시키는 고도의 전단을 통한 고속의 에너지 입력은 단지 제1영역(12)에서 중합체 재료에 가할 필요가 있으며, 엘라스토머 조성물 처방중에 존재하는 잔여 성분들은 장치(36)을 통한 모든 가공 온도하에 저온 용융, 저점도 액체, 또는 고체로 존재하는 것으로 확정되었다. 생산물 단위 질량당 총합적인 가공에 필요한 입력은 제1혼합 영역(12) 내부에서 중합체 점성도를 조기에 신속하게 감소시키므로써 극소화시킬 수 있다. 이는 유한한 동력 수용량으로 본 발명의 방법의 경제적 생산성에 막대한 기여를 한다. 또한 제1혼합 영역(12)내부에서 중합체들의 효과적인 기계적 배합은 중합체 각각의 점성도 값이 유사할 때 가장 우수하게 달성되는 것으로 밝혀졌다. 이는 단시간동안 600sec-1이상의 매우 높은 전단 속도하에 가장 효과적으로 달성된다. 그러나 전단에 대한 감응성이 큰 중합체들이 진술한 바와 같이 탈중합화되지 않도록 전단 속도 에너지는 중합체(24)를 보강 재료(26)의 혼입을 촉진시키기에 충분하게 유동화시키는데 필요한 에너지에 비해 비교적 작다. 마지막으로, 전술한 바와 같이, 혼합물: 중공 부피 비율을 대개 15-30% 범위로 낮고 일정하게 유지시키면, 각각의 혼합영역(12)-(20)에서 에너지 유량, 부피 배합 및 체류 시간을 비교적 균일하게 할 수 있다.
가공시 각 혼합 영역에서 혼합물에 가해지는 에너지는 각 영역에서 혼합물을 구성하는 별개 재료의 흐름 각각의 질량 유속, 열용량 및 온도 변화에 대한 접근법인 혼합물의 법칙을 적용시키므로써, 하기 관계식과 같이 열역학적으로 구할 수도 있다.
본 발명의 방법을 평형 상태에서 균형을 이루어 작동시키기 위해서는, 방정식(1)=(2)이어야 한다. 상기 방정식(2)로부터 임의의 영역에서의 온도 관리는 질량 유속, 재료의 선택, 초기 재료 온도 및 각 영역에서 주입되는 각종 성분들의 첨가 시기를 혼합 장치의 열적 상태와는 무관하게 연속해서 제어하므로써 용이하게 촉진시킬 수 있음이 명백하다. 제1영역(12)내의 중합체에 도입되는 높은 에너지 유량 및 그에 따른 온도증가는, 제2영역(14)에 주입된 카본 블랙 덩어리와 오일로 신속하고 유효하게 전이된다. 그 결과 추가의 가공에 적합하고도 안전한 평형 온도가 신속하게 보급된다.
전술한 바와 같이 본 발명의 방법은, 임의의 생산률하에, 정적 혼합 역학 및 에너지 유량을 유지하는 회분식 방법에서는 재료의 정적인 가사 부피(working volume)가 존재한다는 점에서, 종래의 회분식혼합 방법으로부터 유발되는 것과는 독특하게 상이한 상황을 제공한다. 그러나, 본 발명의 방법에서는 초기 중합체 첨가량 : 최종 가공된 엘라스토머 조성물 1 : 2 내지 1 : 3.5의 비율로, 재료의 사용 부피를 변화시키도록 연속적으로 첨가할 필요가 있다. 그러므로, 전술한 바와 같이, 각 혼합 영역(12)-(20)내에서 중공(40)의 부피를 영역(12)로부터 (20)까지. 바람직하게는 상기한 소정의 비율 범위에 따라서, 증가시키는 것이 바람직하다.
[실시예 I]
본 발명의 방법의 전형적인 제제는 다음과 같다 :
상기의 전형적인 제제를 이용할 경우, 주입구(42)에 첨가된 중합체 재료(24)는 중합체 A, 중합체 B, 산화아연 및 항상화제를 포함한다. 주입구(44)에 첨가된 보강 재료(26)는 약2/3의 카본 블랙과 스테아린산을 포함한다. 주입구(46)에서 첨가되는 가공제조는 1/2의 가공유제를 포한하는 것이 바람직하다. 물론, 이 경우에, 임의의 제3영역(16)을 이용하면, 주입구(46)에 첨가되는 재료는 나머지 1/3의 카본 블랙과 무기 충전제를 포함하며, 나머지 1/2의 가공유제는 주입구(50)에서 첨가될 것이다. 마지막으로, 주입구(52)에 첨가되는 가황제(34)는 가횡촉진제 A, 가황촉진제 B, 및 황을 포함한다.
상기 구체예에 있어서, 소정의 서로 맞물린 동일방향-회전 2축 압출기를 이용할 경우 제1혼합 영역(12)의 배출구에서 질량 유동 제한 메카니즘을 이용하여, 제2혼합 영역(14)의 출발점에서 보강 재료(26)을 최초로 주입하기에 앞서 엘라스토머 분획의 충분한 점성도 감소를 확보할 뿐만 아니라 보강 재료에 비례하여 중합체 용융물의 질량 흐름을 통제하고 제어하므로써, 정확한 비례의 분량을 유지시키는것이 바람직하다. 후속하는 혼합 영역(14)-(18) 각각에 있어서, 압출기 스크루(42)를 이용하여 장치(36) 내부에서 질량 흐름및 내부적인 계량을 통제하는 것이 바람직하다. 본 발명의 혼합 방법에서 온도의 제어, 및 혼합물 점성도의 증분은 재료 분산도및 엘라스토머 조성물의 최종적으로 혼합된 성질의 정도에 극히 중요한 요소이다.
점성도는 각종 역학적 방법을 동시에 사용하여 제어할 수 있으며, 그 예로는 부피 충전 계수, 스크루(42)의 회전 속도, 회전 소자-고정된 벽간의 공백, 재료의 첨가순서, 재료 첨가 온도, 질량 흐름 제한, 및 장치(36) 내부에서 순환되는 열교환 매체(사용될 경우에 한함)를 조정하는 방법을 들 수 있다. 표 I에서 제시된 바와 같은 각가의 중량 혼합 영역의 배출구에서 온도와 압력을 모니터하므로써, 실제 기간중에 증분 및/또는 최종 점성도를 측정하고 제어할 수 있다. 컴퓨터를 통한 분석과 제어를 사용하여, 본 발명의 혼합 방법을 매우 협소하고 일관된 제어 기간내에 역학적으로 제어할 수 있다. 전술한 바와 같이, 장치(36)내의 체류시간은 중요하며, 제1혼합 영역(12)의 출발점에서 주입할 때부터 전달 영역(20)의 말단부에서 엘라스토머를 압출할 때까지 1.2-1.8분인 것이 바람직하다.
[실시예II]
5종의 상이한 엘라스토머 조성물 처방 및 몇가지 상이한 공정 변수를 이용하여 다수의 실험예를 수행했다. 5가지 상이한 처방은 하기 표III에 상세히 기재하였으며, 이들은 단지 가공을 위한 실시예로서 사용된 것이다. 카본 블랙, 안료, 항산화제, 가황촉진제등과 같은 소정의 선택된 화합물들은 모두 상이한 가공 테스트를 통해 각 처방에서 동일한 상태로 유지시키는 것을 제외하고는 그다지 중요하지 않다.
각 테스트를 통해 처방 제제를 사용하여 작업했을 때, 그 테스트 결과는 하기 사항을 포함한다:
1. 전형적인 응력/변형 기계적 성질. 이는 전반적인 혼합 방법의 지로가 분포 균일도의 척도임.
2. 열중량 분석. 이는 주요 처방 성분, 즉 중합체, 오일, 카본 블랙 및 무기 충전제의 질량%, 및 변화를 측정함.
3. 몬산토(Monsanto) 진동 원판 유량계. 이는 가황 화학의 화학적 동력학 및 동적 전단 모듈러스를 측정함.
4. 모세관 유동학. 이는 전단 속도와 온도의 함수로서 전단 응력 및 점성도를 측정하므로써 중합체 배합 및 분산에 의한 혼합 정도를 평가함.
5. 동적 토크 모듈러스. 이는 분산성 혼합도를 측정함.
6. 투과 전자 현미경. 이는 충전제 분산양태의 시각적인 평가를 제공함.
상기 실시예와 후술되는 실시예에서 모든 테스트는 표Ⅲ의 처방을 사용하여 수행했으며 통계학적으로 적절한 회분식 방법으로 혼합된 동일한 처방의 대조군 비교 평가했다.
본 발명의 방법은 이들 테스트에서 베르스토르프(Berstorff) 및 베르너-플라이데러(Werner-Pfleiderer)타입의 동일방향-회전 2축 압출 장치를 사용하여 수행했다. 상기 실시예 Ⅱ에서, 본 발명의 방법은 2개의 혼합 영역을 이용하고, 이때 중합체, 보강제 및 가공조제를 모두 제1영역에서 함께 혼합하며, 그 후에 가황제를 제2영역에서 혼합한다. 보강 충전제의 분산면에서는 우수하거나 탁월한 결과가 달성되었지만, 가공 온도는 허용불가능할 정도로 높고 생산률도 허용불가능했다. 처방 1 및 3을 이용할 경우, 160-200℃의 공정 배출 온도가 측정되었으며, 약 310kg/s/㎥의 생산률하에 시기상조의 가황 및 중합체 분해 현상이 관찰되었다. 이 경우에, 혼합 압출기 길이 : 직경 비율은 12 : 1 내지 20 : 1 범위이며 체류 시간은 45-130초이다.
[실시예 III]
실시예 II의 열역학적 양상으로부터 제안된 데이터의 분석결과, 2-영역 혼합 방법이 부적절한 것으로 나타났다. 본 실시예에서는 3-영역 혼합 방법을 이용하는데, 제1영역에는 중합제 재료와 약 30%의 보강재료(예 : 카본 블랙 및 산화 아연) 첨가물을 포함시켰다. 제2영역에서는 보강 재료의 잔여분과 가공조제를 첨가하고, 제3혼합 영역에서는 가황제를 첨가했다. 처방 1, 2 및 3을 610kg/s/㎥의 생산률하에 혼합했다. 가공조제인 오일은 20℃로 온도 조절시켰다. 본 실시예III의 변경된 재료 서열과 제어된 오일 첨가 온도는 배출 온도를 140-150℃로 감소시키기에 충분한 냉각을 제공했다. 부가의 재료 첨가 영역은 길이 : 직경 비율을 42.5 : 1로 증가시켰다. 압출기 내부에서의 재료의 체류 시간은 약 125초이고, 가해진 총 에너지는 5.4×10 ×-6.5×10 J/kg의 범위였다. 척도로서 1% 및 25% 변형하에 동적 모듈러스를 사용한 경우, 본 실시예 III로부터, 회분식 방법 대조군에 필적할 만한, 우수하거나 탁월한 카본 블랙 분산도가 측정되었다.
카본 블랙 분산도는 회분식 방법에 비해 동등하거나 향상된 것으로 나타났지만, 본 실시예 III에 이용한 3-영역 방법은, 카본 블랙을 제1영역에 첨가함으로 인해, 여전히 높은 입력 에너지 값 및 생산률과 관련하여 허용불가능한 공정 배출 온도를 산출하였다. 또한, 회분식 가공 재료에 비해 연속 혼합된 재료임에도 불구하고 본 실시예Ⅲ에서 무기 충전제 분산도는 다소 저조한 것으로 나타났다.
본 실시예 III에서 혼합된 재료로부터 냉각수 호스 제품을 제조하여 장기간의 실지 시용(field frial) 상태에 방치했다. 18개월의 실지 시용 이후에, 제품상의 파손은 보고되지 않았다. 처방 1, 2 및 3의 연속적으로 혼합된 재료는 동일한 처방의 회분식 가공 재료와 비교했을때, 보다 낮은 동력 필요량으로, 낮은 온도에서 압출되었으며, 향상된 표면 균일도를 나타내었다. 본 실시예 III에서 재료의 분석 결과, 회분식 방법에 비해 연속적인 방법은 가공온도와 재료 품질면에서는 향상되었지만, 생산성은 여전히 저조했다. 온도 및 /또는 동력 필요량의 공정 한계에 이르기 이전에 구성면에서 다소의 부가적인 생산성이 잠재하고 있는 것으로 나타났다.
[실시예 IV]
실시예 III과 동일한 3-영역 구성과 재료 첨가 계획을 사용하되 공정의 열역학적인 면은 변형시키지 않고, 즉, 제1혼합 영역에의 더욱 큰 전단 응력에 촛점을 두고 또 다른 시험을 수행했다. 본 실시예 IV는 본 발명의 3-영역 방법의 최대 생산성을 테스트하기 위해 설정된 것이다. 입력한 동력의 상한과 온도 극한에 도달하기 전에 생산률을 610kg/s/㎥에서 1,210kg/s/㎥으로 증가시켰다. 본 실시예에서 생산성은 2배가 되었으며 카본 블랙과 무기 충전제의 분산도는 상당히 향상되었다.
불행히도, 실시예 II와 III에서 유사한 온도 및 압력 데이터가 수집되지 않아서, 명백하게 비교할 수는 없었다. 그러나, 앞서 사용한 구성에 비해 본 실시예 IV의 구성에서 중합체 분해 온도에의 전반적인 노출은 감소되었다.
연속적인 방법에서 재료의 순차적인 첨가와 관련된 한가지 중요한 의무사항은 각각의 원료의 일정한 질량 흐름이다. 임의의 연속적인 가공 시스템은 선(先)-주입 선 -배출 시스템이며 재료 흐름(22)의 축을 따라서 알맞은 역배합만이 가능하다. 각각의 성분 스트림의 질량 흐름의 불균일성은 최종 제품에서 허용불가능한 성분 변화를 초래할 수 있다. 실시예 III의 결과에 있어서 중합체, 카본 블랙, 오일 및 무기 충전제의 백분율에 대한 분석결과 허용불가능한 정도의 변화가 나타났다. 본 실시예 IV에서 상업적으로 바람직한 정도의 생산률을 얻은 후에, 변화에 대해 분석을 수행했으며, 본 실시예 IV에서 데이타를 조사한 결과 연속적으로 혼합된 처방 3이 회분식 가공으로 혼합된 재료 대조군보다 더욱 균일한 것으로 나타났다.
[실시예 V]
처방 1 및 3을 사용하여 또 다른 시험을 수행했으며, 본 실시예에서는 공정의 열역학을 제1도 및 제2도에 도시된 전술한 바와 같은 4-혼합 영역 구성으로 더욱 분화시켰다. 본 실시예 V에서의 4-영역 구성에 있어서, 중합체, 산화아연 및 항산화제는 제1영역(12)에 첨가했다. 제2영역(14)에는 카본 블랙과 오일을 제1영역(12)에서 얻은 혼합물 부피의 약 90% 부피로 첨가했다. 제3영역(16)에는, 카본 블랙과 무기 충전제 및 오일의 잔여량을 첨가했다. 최종적으로, 가황제를 제4혼합 영역(18)에 첨가했다. 이는 앞서 기술한 바와 같다. 본 실시예 V의 열역학적 목표는 중합체 재료에 대한 고전단, 고에너지 입력 가공 부위를 제1혼합 영역(12)로 고립시키는 것이다. 이론적으로 설명하면, 중합체들을 단지 제1혼합 영역(12) 내부에서만 높은 에너지 입력률하에 혼련시키고, 그들의 온도를 보통의 가공온도 이상으로 상승시키므로써 제2혼합 영역(14)의 출발점에서 보강 재료를 주입하기에 앞서 그 점성도를 극히 낮은 값으로 감소시키는 것이다. 본 실시예의 방법은, 필수적으로, 매우 짧은 체류 시간, 즉 15-20초의 체류 시간을 요하므로 중합체의 열분해가 방지된다.
본 실시예 V의 효과는 양호한 혼합 유동학적 양상, 즉 낮은 점성도를 얻는데 필요한 에너지를 전단 에너지를 받기 쉬운 재료 성분에만 가하는 것이다. 저장된 열에너지, 온도는 총 처방 물질에 소수의 %로 존재하였다. 제2영역(14)과 제3영역(16)에 첨가된 카본 블랙과 오일은 용이하게 저점성도 중합체 부피중에 분산되어그 중합체중에 존재하는 에너지를 흡수하는 작용을 하므로, 혼합물의 온도는 허용가능한 가공도로 감소된다. 보강 충전제의 첨가 온도는 실온인 23℃이며, 오일은 약 20℃로 온도 제어된 것이다. 더욱 일정한 가사 부피 : 총 부피 비유을 유지시키기 위해, 제2, 제3 및 제4영역(각각 14, 16 및 18)의 총 부피는 제1영역(12)에 비례하여 증가시켰다.
가황제는 제4영역(18)에 첨가하여 본 발명의 방법에서 앞서 존재하는 고온 및 체류 기간을 통한 경화도 중에 발생하는 화학 반응성을 격리시키므로써, 시기상조의 가황을 방지한다.
본 실시예 V의 중요한 특징은 제1영역(12)의 배출구에서 조정가능한 공백 범위에 의해 제1영역으로의 열역학적 작업의 전이를 촉진시킨다. 배출 공백을 감소시켜서 제1영역(12)로의 작업 전이를 증가시키므로써, 생산성은 약 20%만큼 증가되고, 3.6×10 J/kg내지 4.5×10 J/kg 범위에서 가해지는 힘이 의외로 감소되는 것으로 측정되었다. 온도와 압력은 허용가능한 가공도로 유지되었다.
본 실시예 V의 결과를 분석한 결과, 재료 성질의 균일성이 일관되게 향상된 것으로 나타났다. 본 실시예 V에서 혼합된 처방 1에 대한 전형적인 응력/변형 기계적 성질은 설정된 내역과 유사한 우수한 결과를 나타내었고, 균일도는 회분식 가공 표준물질에 비해 상당히 우수한 것으로 측정되었다. 결과적으로, 실시예 V로부터 제1도 및 제2도에 도시된 바와 같은 바람직한 4-혼합 영역 구성이 동일한 처방의 회분식 방법에 비해 상당히 향상된 결과를 제공함을 알 수 있다.
전술한 내용을 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 최종 재료 성질의 균일성이 비교적 향상된 엘라스토머 조성물을 제조하는 경제적인 수단을 제공한다. 실험 결과 통상의 회분식 혼합에 비해 최종 재료 성질의 표준 편차면에서 최소한 50% 향상된 것으로 나타났다. 극소형 샘플을 기준으로 했을때 재료 분포의 미소 균일도는 일층 더 우수했다. 보강 충전제의 미세한 분산도는 동일한 제제의 회분식 혼합 재료에 비해 5-20% 만큼 상대적으로 향상되었다. 본 발명에 따라 제조된 엘라스토머 조성물의 점성도는, 압출 및 캘린더조작 온도하에, 훨씬 더 낮고 더욱 균일하므로 치수면에서 더욱 일정한 고무 성분을 형성시킨다. 불연속의 짧은 섬유 보강재를 사용하는 제제에 있어서, 회분식 혼합 방법에 비해 섬유 혼입과 분산면에서 상당히 용이하고 우수하다. 그러므로, 본 발명은 통상의 회분식 가공 믹서를 사용할 경우에 열역학적 제어가 불가능한 열가소성 중합체와의 신규의 특이한 중합체 배합물 및/또는 얼로이를 제조할 수 있는 기회를 제공할 뿐만 아니라, 회분식 혼합 방법을 사용할 경우 장치를 통해 여러차례 통과시키는데 비해 본 발명의 방법에 사용되는 장치를 통해서는 단 1회의 통과만을 필요로하므로 제품을 얻기 위한 일층 단축된 시간을 제공한다. 따라서 보다 짧은 시간내에 보다 적은 에너지를 이용하여 더욱 균일한 제품을 제조할 수 있으므로, 기존의 기법에 비해 상당한 경제적 절약을 제공한다.
이상에서는 다양한 변경 및 개조 실시양태로서의 본 발명의 구체예와 설명을 통해 본 발명을 기술하였다. 그러나 전술한 본 발명의 기술내용은 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 영역은 종래 기술과 대비 해석되는 첨부된 특허청구 범위에 의해서만 정하여진다. 또한 본 명세서에 구체적으로 개시된 본 발명은 본 명세서에 특기하지 않은 임의의 구성요소의 부재하에 적절하게 실시될 수 있다.

Claims (12)

  1. 엘라스토머 재료, 보강제, 가공조제 및 가황제를 혼합시키므로써 엘라스토머 조성물을 제조하는 방법에 있어서, 엘라스토머 재료를 전단하고, 제1작동 온도 범위의 온도까지 가열함과 동시에, 최소한 일부의 보강제의 혼합을 촉진시키기에 충분하게 엘라스토머 재료의 점성도를 감소시키는 단계; 상기 가열되고 점성도가 감소된 엘라스토머 재료의 제1작동 온도 점위의 온도보다 더 낮은 온도를 가진 보강제의 최소한 일부를 첨가하는 단계; 및 상기 저온의 보강제를 상기 가열되고 점성도가 감소된 엘라스토머 재료와 혼합함과 동시에 (1) 저온 보강제에 의해 엘라스토머 재료를 냉각시키고 (2) 상기 가열된 엘라스토머 재료의 온도보다 낮은 온도를 가진, 엘라스토머 재료와 보강제의 혼합물을 형성시키는 단계를 연속적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 혼합 단계 이후에, 상기 가열된 엘라스토머 재료의 온도보다 낮은 온도를 가진 가공조제의 최소한 일부를 별도로 첨가해서 혼합하여 상기 고온의 엘라스토머 재료의 냉각을 도모하고, 상기 엘라스토머 재료의 가열된 온도보다 낮은 제2작동 온도 범위의 온도를 가진, 엘라스토머 재료, 보강제 및 가공조제의 혼합물을 형성시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 엘라스토머 재료, 보강제 및 가공조제의 혼합물이 온도보다 낮은 온도를 가진 보강제의 제2분량을 별도로 첨가해서 혼합하며, 상기 가열된 엘라스토머 재료의 온도보다 낮은 온도를 가진 가공조제의 제2분량을 별도로 첨가해서 혼합하는 연속되는 단계들을 추가로 포함하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 가황제를 별도로 첨가해서 함께 혼합시켜 제3작동 온도 범위의 온도를 가진 엘라스토머 재료, 보강제, 가공조제 및 가황제의 혼합물을 형성시키는 연속되는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 혼합물을 엘라스토머 복합체로서 방출시키는 연속되는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제1작동 온도 범위가 약 130-220℃이고, 상기 제2작동 온도범위는 약 110-160℃이며, 상기 제3작동 온도 범위는 약 115-150℃인 방법.
  7. 제4항에 있어서, 제1작동 온도 범위의 온도를 달성하는데 있어서 가공 단계들에 가해진 총 에너지가 약 5.4×105내지 1.1×106J/kg이고, 제2작동 온도 범위의 온도를 달성하는데 관련된 가공 단계들에 가해진 총 에너지가 약 4.3×104내지 7.2×104J/kg이며, 제3작동 온도 범위의 온도를 달성하는데 관련된 가공 단계들에 가해진 총 에너지가 약 3.6×104내지 1.1×105J/kg인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 전단을 제한하고 상기 중합체 재료의 탈중합화를 방지하는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  9. 제4항에 있어서, 상기 혼합물의 부피%가 가공 단계들 전체에 걸쳐 거의 동일하게 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제4항에 있어서, 상기 전단 단계에 앞서, 최대 30중량%의 보강제를 엘라스토머와 혼합하는 단계를 포함하고, 상시 제1작동 온도 범위를 약130-220℃로 유지시키고, 상시 제2작동 온도 범위를 약 110-160℃로 유지시키며, 상기 제3작동 온도 범위를 약 115-150℃로 유지시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제4항에 있어서, 상기 전단, 가열 및 점성도 감소 단계에 앞서, 또는 그 단계중에, 상기 엘라스토머 재료와 상이한 중합체를 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 세장형의(elongate) 2축 압출기를 이용하여 엘라스토머 조성물을 제조하는 방법으로서, 엘라스토머 재료, 보강제, 가공조제 및 가황제를 포함하는 조성물의 성분들을 연속되는 단계식-첨가 방식으로 5개 이상의 연속적으로 연결된 혼합 영역을 가진 상기 압출기의 길이를 따라 혼합하는 것을 포함하되, 상기 압출기의 제1혼합 영역을 따라 상기 엘라스토머 재료를 첨가해서 혼합함과 동시에 전단 및 가열하고, 보강제의 최소한 일부를 혼합하는 것을 촉진시키기에 충분하게 상기 압출기의 제1혼합 영역을 따라 엘라스토머 재료의 점성도를 감소시키는 단계; 상기 압출기의 제2혼합 영역을 따라 상기 가열된 엘라스토머에 최소한 일부의 보강제와 가공조제를 별도로 연속해서 첨가함과 동시에 상기 보강제 및 가공조제에 의해 엘라스토머 재료를 냉각시키는 단계; 상기 압출기의 제3혼합 영역을 따라 국부적인 성분 혼합물에 제2분량의 냉각용 보강제와 가공조제를 별도로 연속해서 첨가함과 동시에 상기 보강제 및 가공조제에 의해 상기 성분 혼합물을 냉각시키는 단계; 상기 압출기의 제4혼합 영역을 따라 국부적인 성분 혼합물에 가황제를 첨가해서 혼합하는 단계; 및 상기 압출기의 제5영역을 통해 국부적인 혼합물을 이동시키고 상기 혼합물을 상기 엘라스토머 조성물의 형태로 압출시키는 단계를 포함하는 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220075587A (ko) * 2020-11-30 2022-06-08 주식회사 엘엑스엠엠에이 2축 스크류형 압출건조기를 이용한 아크릴 고무 펠렛의 제조방법

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5711904A (en) * 1995-09-05 1998-01-27 The Goodyear Tire & Rubber Company Continuous mixing of silica loaded elastomeric compounds
US5814264A (en) * 1996-04-12 1998-09-29 Littelfuse, Inc. Continuous manufacturing methods for positive temperature coefficient materials
US5938994A (en) * 1997-08-29 1999-08-17 Kevin P. Gohr Method for manufacturing of plastic wood-fiber pellets
WO2000019455A1 (en) * 1998-09-25 2000-04-06 Bourns, Inc. Two-step process for preparing positive temperature coefficient polymer materials
US6166110A (en) * 1998-11-24 2000-12-26 3M Innovatives Properties Company Process for preparing pressure sensitive adhesives
US6280667B1 (en) 1999-04-19 2001-08-28 Andersen Corporation Process for making thermoplastic-biofiber composite materials and articles including a poly(vinylchloride) component
DE19925246A1 (de) * 1999-06-01 2000-12-07 Pku Pulverkautschuk Union Gmbh Zweischneckenextruder und kontinuierliches Verfahren zur Extrusion von Kautschukpulvern
US20020039675A1 (en) * 1999-11-18 2002-04-04 Braun James C. Compounding and molding process for fuel cell collector plates
US6565784B1 (en) * 2000-06-01 2003-05-20 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Telecommunications cable composition process
US20040192816A1 (en) * 2001-04-13 2004-09-30 Maurizio Galimberti Product in subdivided form for preparing crosslinkable elastomeric compositions
JP2004528444A (ja) * 2001-04-13 2004-09-16 ピレリ・プネウマティチ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ エチレンコポリマーを含むタイヤ、トレッドバンド、およびそれらに使用されるエラストマー組成物
EP1385708B1 (en) * 2001-04-13 2004-10-13 PIRELLI PNEUMATICI Società per Azioni Tyre with high roadholding, tread band and elastomeric composition used therein
CN100381273C (zh) * 2001-05-29 2008-04-16 倍耐力轮胎公司 用于制造轮胎的自动化工艺和设备
WO2003009989A1 (en) * 2001-07-25 2003-02-06 Pirelli Pneumatici S.P.A. Process and apparatus for continuously producing an elastomeric composition
DE50208613D1 (de) * 2001-09-14 2006-12-14 Buehler Ag Verfahren und vorrichtung zur herstellung von elastomermischungen für die gummiherstellung
DE10149163A1 (de) * 2001-10-04 2003-04-17 Buehler Ag Kontinuierliche Herstellung von Elastomermischungen für die Gummiherstellung
JP2005507440A (ja) * 2001-10-30 2005-03-17 ピレリ・プネウマティチ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ 転動抵抗が低いタイヤ、トレッドバンド、およびこれらに使用されるエラストマー組成物
US7964128B2 (en) * 2001-12-19 2011-06-21 Pirelli Pneumatici S.P.A. Process and apparatus for continuously producing an elastomeric composition
EP1458536B1 (en) * 2001-12-19 2008-02-13 Pirelli Tyre S.p.A. Process and apparatus for continuously producing an elastomeric composition
AU2002367909B2 (en) * 2002-04-29 2009-06-11 Prysmian Cavi E Sistemi Energia S.R.L. Fire resistant cable
RU2290303C2 (ru) * 2002-07-11 2006-12-27 Пирелли Пнеуматичи С.П.А. Способ и устройство для непрерывного получения эластомерной композиции
JP2004223752A (ja) * 2003-01-20 2004-08-12 Bridgestone Corp ゴム組成物の製造方法およびゴム物品の製造方法
US7442333B2 (en) * 2003-01-30 2008-10-28 Ems-Chemie Ag Method for the production of polyamide nanocomposites, corresponding packaging materials and moulded bodies
EP1498245A1 (en) * 2003-07-15 2005-01-19 Borealis Technology OY Spheroidally shaped fibre reinforced thermoplastic pellets
US7645474B1 (en) 2003-07-31 2010-01-12 Advanced Cardiovascular Systems, Inc. Method and system of purifying polymers for use with implantable medical devices
US20050137725A1 (en) * 2003-12-19 2005-06-23 Juergen Scholl Recipe editing interface
AU2005292282A1 (en) * 2004-10-01 2006-04-13 Tpr2 Vinyl Corporation Intumescent materials
US7655727B2 (en) * 2005-12-09 2010-02-02 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Method for preparing thermoplastic vulcanizates with improved extrusion surfaces
US20070190198A1 (en) * 2006-02-16 2007-08-16 Hyundai Mobis Co., Ltd. Apparatus for processing polypropylene compound containing glass bubble
US20080093763A1 (en) * 2006-10-06 2008-04-24 Douglas Mancosh Multi-color fiber-plastic composites and systems and methods for their fabrication
US8322907B2 (en) * 2007-08-20 2012-12-04 Pirelli Tyre S.P.A. Process and apparatus for continuously producing an elastomeric composition
HUE044895T2 (hu) * 2009-07-16 2019-12-30 Blach Verwaltungs Gmbh & Co Kg Extruder
AT509710B1 (de) 2010-03-24 2011-11-15 Josef Ing Blach Extruder
FR2958874A1 (fr) 2010-04-19 2011-10-21 Michelin Soc Tech Procede de fabrication d'une composition de caoutchouc
WO2013108936A1 (en) * 2012-01-20 2013-07-25 Daikin Industries, Ltd. Fluororubber composition and method for producing same
JP5776840B2 (ja) * 2012-01-20 2015-09-09 ダイキン工業株式会社 フッ素ゴム組成物、及び、その製造方法
EP3279252B1 (en) * 2015-03-30 2020-04-22 Mitsui Chemicals, Inc. Thermoplastic elastomer composition and method for producing same
JP7093681B2 (ja) * 2018-04-09 2022-06-30 芝浦機械株式会社 混練方法および混練物
KR102142013B1 (ko) * 2019-07-11 2020-08-06 김명호 고점도 물질의 유변학적 물성 측정 장치
IT201900020757A1 (it) * 2019-11-11 2021-05-11 Bridgestone Europe Nv Sa Apparato e metodo per la produzione di una mescola di gomma impiegata per la fabbricazione di un manufatto in gomma o di uno pneumatico
CN111426800B (zh) * 2020-04-30 2022-06-10 鞍钢股份有限公司 一种混料均匀评价方法
DE102021209200A1 (de) * 2021-08-20 2023-02-23 Continental Reifen Deutschland Gmbh Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Ausgangsmaterialien für die Reifenherstellung
TW202400702A (zh) * 2022-06-16 2024-01-01 美商陶氏全球科技有限責任公司 製備可交聯化合物組成物之超高溫、低焦化方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB938378A (en) * 1959-02-16 1963-10-02 Dunlop Rubber Co Improvements in methods and apparatus for mixing rubber with particulate solid material
GB1053931A (ko) * 1964-07-24 1900-01-01
DE1604396A1 (de) * 1966-03-26 1970-09-17 Werner & Pfleiderer Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung thermoplastischer Mischungen durch kontinuierliches Homogenisieren mehrerer Mischungsteile
DE1954214A1 (de) * 1969-10-28 1971-05-06 Pyton Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Masse,beispielsweise einer Beschichtungsmasse,oder einer Mischung fuer die kautschukverarbeitende Industrie
CH536655A (de) * 1970-11-20 1973-05-15 Aweta Anstalt Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Gummi-, gummiähnlichen oder Kunststoffmischungen
US3817675A (en) * 1972-06-15 1974-06-18 Beloit Corp Apparatus for dispensing colorant in plasticized thermoplastic material
US3985348A (en) * 1975-01-14 1976-10-12 W Bar E, Incorporated Apparatus and method for feeding a powdery material to a plasticized, pressurized polymer
US4076220A (en) * 1976-02-10 1978-02-28 Bridgestone Tire Company Limited Method of mixing and kneading control of a rubber kneader
CA1074780A (en) * 1976-07-14 1980-04-01 Frenkel C-D Aktiengesellschaft Opposite handed variable groove threaded screw and barrel transfer mixer
US4197381A (en) * 1976-10-22 1980-04-08 Alia Dominic A Preparation of vulcanizable compositions by extruder mixing
JPS5715911A (en) * 1980-07-02 1982-01-27 Kobe Steel Ltd Double spindle continuous kneading machine
DE3036397A1 (de) * 1980-09-26 1982-05-13 Hermann Berstorff Maschinenbau Gmbh, 3000 Hannover Einrichtung zum aufbereiten von pulverfoermigen kautschukmischungen
JPS5793130A (en) * 1980-12-03 1982-06-10 Fujikura Ltd Continuous vulcanizing and extruding method for rubber
JPS5825340A (ja) * 1981-08-07 1983-02-15 Mitsui Petrochem Ind Ltd 部分架橋ゴム−樹脂組成物の製造法
JPS59106946A (ja) * 1982-12-10 1984-06-20 Mitsui Petrochem Ind Ltd 加硫可能なゴム配合物の製造法
DE3310484C1 (de) * 1983-03-23 1984-07-12 Hermann Berstorff Maschinenbau Gmbh, 3000 Hannover Verfahren zur Erzielung eines maximalen Ausstosses eines Doppelschneckenextruders
JPS6140327A (ja) * 1984-07-31 1986-02-26 Toray Silicone Co Ltd 液状シリコ−ンゴムベ−スの製造方法
FR2574803B1 (fr) * 1984-12-18 1987-01-30 Occidental Chem Co Materiau thermoplastique conducteur de l'electricite et procede de fabrication d'un tel materiau
DE3623679A1 (de) * 1986-07-12 1988-01-28 Werner & Pfleiderer Verfahren zum betrieb eines schneckenextruders und schneckenextruder zur durchfuehrung des verfahrens
ATE75655T1 (de) * 1987-09-02 1992-05-15 Berstorff Gmbh Masch Hermann Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von kautschukmischungen und anderen fuellstoffhaltigen mischungen auf der basis von polymeren.
US4842788A (en) * 1988-01-04 1989-06-27 Mobil Oil Corporation Process of an apparatus for extruding a meltable composition
DE4039943A1 (de) * 1990-12-14 1992-06-17 Berstorff Gmbh Masch Hermann Verfahren und vorrichtung zur einstufigen, kontinuierlichen herstellung einer kautschaukgrund- und fertigmischung fuer fahrzeugreifen, antriebsriemen, transportbaender sowie fuer technische gummiartikel in nur einer mischvorrichtung
US5156781A (en) * 1990-12-24 1992-10-20 Bridgestone Corporation Compact precision extrusion method
US5135760A (en) * 1991-04-10 1992-08-04 Marc Degady Reducing sugar lumps by dual gum base injection in a corotating twin screw extruder
US5158725A (en) * 1991-04-29 1992-10-27 The Goodyear Tire & Rubber Company Continuous mixing of elastomeric compounds
DE4130314C1 (ko) * 1991-09-12 1992-10-15 Hermann Berstorff Maschinenbau Gmbh, 3000 Hannover, De

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220075587A (ko) * 2020-11-30 2022-06-08 주식회사 엘엑스엠엠에이 2축 스크류형 압출건조기를 이용한 아크릴 고무 펠렛의 제조방법

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