KR102676340B1 - Apparatus and method for preparing elastomer composite - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내크랙성 및 내마모성을 향상시키는 것이 가능한 엘라스토머 복합체 제조 장치 및 이를 이용한 엘라스토머 복합체 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an elastomer composite manufacturing device capable of improving crack resistance and wear resistance and a method for manufacturing an elastomer composite using the same.

Description

엘라스토머 복합체 제조 장치 및 엘라스토머 복합체 제조 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PREPARING ELASTOMER COMPOSITE}Elastomer composite manufacturing apparatus and elastomer composite manufacturing method {APPARATUS AND METHOD FOR PREPARING ELASTOMER COMPOSITE}

본 발명은 내크랙성 및 내마모성을 향상시키는 것이 가능한 엘라스토머 복합체 제조 장치 및 이를 이용한 엘라스토머 복합체 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an elastomer composite manufacturing device capable of improving crack resistance and wear resistance and a method for manufacturing an elastomer composite using the same.

상업적으로 사용되고 있는 다양한 고무 제품들은 천연 엘라스토머 또는 합성 엘라스토머에 카본 블랙 또는 실리카와 같은 미립자 충전제를 함유하고 있는 상태로 사용된다. A variety of commercially used rubber products are made of natural or synthetic elastomers containing particulate fillers such as carbon black or silica.

미립자 충전제로서 사용되는 카본 블랙은 단위 무게당 표면적(비표면적, N2SA) 및 구조(OAN)에 따라 다양한 등급으로 분류된다. 일반적으로, 비표면적이 큰 카본블랙을 사용할 경우 고무 복합체의 기계적 물성이 향상되는 경향이 있지만 분산성이 저하되어 특정 이상의 비표면적을 가지는 카본블랙을 혼합시 고무 제품의 물성이 기대에 미치지 못하는 문제가 있다.Carbon black used as particulate filler is classified into various grades depending on the surface area per unit weight (specific surface area, N 2 SA) and structure (OAN). In general, when carbon black with a large specific surface area is used, the mechanical properties of the rubber composite tend to improve, but the dispersibility is reduced, so when mixing carbon black with a specific surface area above a certain level, the physical properties of the rubber product do not meet expectations. there is.

또한, 장시간 및 격렬한 혼합에 의해 보다 우수한 매크로 분산을 달성하더라도 기계적/열적 분해에 취약한 천연 고무에 손상이 가해질 수 있다. 이러한 문제로 인해 엘라스토머 복합체 기술 분야에서는 엘라스토머 복합체 내 미립자 충전제의 분산성을 향상시킬 수 있는 개발이 오랫동안 요구되어 왔다.In addition, even if better macrodispersion is achieved by prolonged and vigorous mixing, damage may be inflicted on natural rubber, which is vulnerable to mechanical/thermal degradation. Due to these problems, the field of elastomer composite technology has long required development of ways to improve the dispersibility of particulate fillers in elastomer composites.

또한, 엘라스토머 복합체에는 기계적/열적 에너지에 의해 생성되는 라디칼 활성을 억제함으로써 고무의 분해를 방지하기 위해 산화 방지제를 첨가하고 있다. Additionally, antioxidants are added to the elastomer composite to prevent decomposition of the rubber by suppressing radical activity generated by mechanical/thermal energy.

이 때, 기존의 엘라스토머 복합체 제조 방법에서는 고상의 산화 방지제를 단순히 엘라스토머, 미립자 충전제와 함께 혼합하고 있으나, 이 경우 산화 방지제가 엘라스토머 복합체 중 충분히 분산되지 못해 엘라스토머 복합체의 내크랙성 및 내마모성의 향상에 크게 기여하지 못하는 문제가 있었다.At this time, in the existing elastomer composite manufacturing method, the solid antioxidant is simply mixed with the elastomer and the particulate filler. However, in this case, the antioxidant is not sufficiently dispersed in the elastomer composite, which significantly improves the crack resistance and wear resistance of the elastomer composite. There was a problem with not being able to contribute.

상술한 기술적 배경 하에서, 본 발명은 엘라스토머 복합체 중 산화 방지제의 분산성을 향상시켜 제조되는 엘라스토머 복합체의 내크랙성 및 내마모성을 향상시키는 것이 가능한 엘라스토머 복합체 제조 장치 및 상기 제조 장치를 사용하여 엘라스토머를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Under the above-described technical background, the present invention provides an elastomer composite manufacturing device capable of improving the crack resistance and wear resistance of the manufactured elastomer composite by improving the dispersibility of the antioxidant in the elastomer composite, and a method for manufacturing an elastomer using the manufacturing device. The purpose is to provide a method.

또한, 본 발명은 산화 방지제뿐만 아니라 엘라스토머 복합체의 제조시 사용되는 다양한 첨가제의 엘라스토머 복합체 중 분산성을 향상시키는 것이 가능한 엘라스토머 복합체 제조 장치 및 상기 제조 장치를 사용하여 엘라스토머를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention aims to provide an elastomer composite manufacturing device capable of improving the dispersibility of various additives used in the production of an elastomer composite as well as antioxidants in an elastomer composite, and a method of manufacturing an elastomer using the manufacturing device. Do it as

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the objects mentioned above, and other objects and advantages of the present invention that are not mentioned can be understood by the following description and will be more clearly understood by the examples of the present invention. Additionally, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention can be realized by the means and combinations thereof indicated in the patent claims.

본 발명의 일 측면에 따르면, 미립자 슬러리 및 엘라스토머 라텍스가 공급되어 응고 혼합물을 생성하는 응고 반응기, 상기 응고 반응기의 하류에 위치하며, 상기 응고 혼합물을 탈수 및 압축하는 탈수 압출기 및 상기 탈수 압출기 내로 산화 방지제를 공급하는 첨가제 피더를 포함하는 엘라스토머 복합체 제조 장치가 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a coagulation reactor in which a particulate slurry and an elastomer latex are supplied to produce a coagulation mixture, a dehydration extruder located downstream of the coagulation reactor for dehydrating and compressing the coagulation mixture, and an antioxidant into the dehydration extruder. An elastomer composite manufacturing apparatus including an additive feeder that supplies may be provided.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 미립자 슬러리 및 엘라스토머 라텍스가 공급되어 응고 혼합물을 생성하는 응고 반응기, 상기 응고 반응기의 하류에 위치하며, 상기 응고 혼합물을 탈수 및 압축하는 탈수 압출기, 상기 탈수 압출기의 하류에 위치하며 상기 탈수 압출기에서 탈수 및 압축된 응고 혼합물을 건조하는 건조 압출기 및 상기 건조 압출기 내로 산화 방지제를 공급하는 첨가제 피더를 포함하는 엘라스토머 복합제 제조 장치가 제공될 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, a coagulation reactor in which the fine particle slurry and elastomer latex are supplied to produce a coagulation mixture, a dehydration extruder located downstream of the coagulation reactor for dehydrating and compressing the coagulation mixture, and the dehydration extruder An elastomer composite manufacturing apparatus may be provided, which is located downstream and includes a dry extruder that dries the coagulated mixture dehydrated and compressed in the dehydration extruder, and an additive feeder that supplies an antioxidant into the dry extruder.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, a) 미립자 충전제가 분산된 미립자 슬러리를 제조하는 단계, b) 엘라스토머를 포함하는 엘라스토머 라텍스를 준비하는 단계, c) 응고 반응기의 혼합 구역으로 상기 미립자 슬러리 및 상기 엘라스토머 라텍스를 공급하여 응고 혼합물을 생성하는 단계, d) 상기 응고 혼합물을 탈수 압출기로 공급하여 탈수하는 단계 및 e) 탈수된 상기 응고 혼합물과 산화 방지제를 혼합하는 단계를 포함하는 엘라스토머 복합체 제조 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, a) preparing a particulate slurry in which particulate fillers are dispersed, b) preparing an elastomer latex comprising an elastomer, c) introducing the particulate slurry and the particulate slurry into a mixing zone of a coagulation reactor. A method for producing an elastomer composite comprising the steps of supplying the elastomer latex to produce a coagulation mixture, d) supplying the coagulation mixture to a dehydration extruder to dehydrate it, and e) mixing the dehydrated coagulation mixture with an antioxidant. can be provided.

본 발명에 따르면, 응고 반응기에 공급된 미립자 슬러리 및 엘라스토머 라텍스를 공응고시켜 제조된 응고 혼합물을 탈수 압축하는 단계에서 응고 혼합물이 소정의 수분 함량 이하를 가질 때, 고상의 산화 방지제를 용해시킨 액상의 산화 방지제를 고압 분사시켜 응고 혼합물과 혼합함으로써 결과적으로 엘라스토머 복합체 중 산화 방지제의 분산성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, when the coagulation mixture has a predetermined moisture content or less in the step of dehydrating and compressing the coagulation mixture prepared by co-coagulating the fine particle slurry and elastomer latex supplied to the coagulation reactor, the liquid phase in which the solid antioxidant is dissolved By spraying the antioxidant at high pressure and mixing it with the coagulation mixture, the dispersibility of the antioxidant in the elastomer composite can be improved.

이에 따라, 탈수 압축 및 후속 건조 공정 중 기계적/열적 에너지에 의해 라디칼이 활성화되는 것을 억제할 수 있으며, 이에 따라 엘라스토머 복합체의 분해를 방지함으로써 내크랙성 및 내마모성이 향상된 고무 제품을 제조하는 것이 가능하다.Accordingly, it is possible to suppress the activation of radicals by mechanical/thermal energy during the dehydration compression and subsequent drying processes, thereby preventing decomposition of the elastomer composite, thereby making it possible to manufacture rubber products with improved crack resistance and wear resistance. .

또한, 본 발명에 따르면, 산화 방지제뿐만 아니라, 엘라스토머 복합체의 제조시 사용되는 다양한 첨가제들을 응고 혼합물이 소정의 수분 함량 이하를 가질 때 투입함으로써 엘라스토머 복합체 중 분산성을 보다 더 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage that dispersibility in the elastomer composite can be further improved by adding antioxidants as well as various additives used in the production of the elastomer composite when the coagulation mixture has a predetermined moisture content or less. .

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the above-described effects, specific effects of the present invention are described below while explaining specific details for carrying out the invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘라스토머 복합체 제조 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 엘라스토머 복합체 제조 장치에 사용된 탈수 압출기의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘라스토머 복합체 제조 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 도 3에 도시된 엘라스토머 복합체 제조 장치에 사용된 탈수 압출기의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 것이다.
Figure 1 schematically shows the configuration of an elastomer composite manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 schematically shows an example of a dehydration extruder used in the elastomer composite manufacturing apparatus shown in FIG. 1.
Figure 3 schematically shows the configuration of an elastomer composite manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 schematically shows an example of a dehydration extruder used in the elastomer composite manufacturing apparatus shown in FIG. 3.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.The above-described objects, features, and advantages will be described in detail later with reference to the attached drawings, so that those skilled in the art will be able to easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of known technologies related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

이하에서 구성 요소의 상류(또는 하류)에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성 요소의 상류(또는 하류)에 곧바로 배치되는 것뿐만 아니라, 상류에 배치된 구성 요소와 하류에 배치된 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 개재될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.Hereinafter, the arrangement of any component upstream (or downstream) of a component means that any component is placed immediately upstream (or downstream) of the component, as well as being placed downstream from the component placed upstream. It should be understood that other components may be interposed between the components.

또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결, 결합 또는 접속된다고 기재된 경우, 상기 구성 요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 두 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 개재되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 연결, 결합 또는 접속될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.In addition, when a component is described as being connected, combined, or connected to another component, the components are directly connected to each other, another component is interposed between the two components, or each component is connected through the other component. , it should be understood that it may be combined or connected.

이하에서는, 본원에 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 엘라스토머 복합체 제조 장치 및 엘라스토머 복합체 제조 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, an elastomer composite manufacturing apparatus and an elastomer composite manufacturing method according to some embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings attached hereto.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘라스토머 복합체 제조 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 것이이며, 도 2는 도 1에 도시된 엘라스토머 복합체 제조 장치에 사용된 탈수 압출기의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 것이다.Figure 1 schematically shows the configuration of an elastomer composite manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 schematically shows an embodiment of a dehydration extruder used in the elastomer composite manufacturing apparatus shown in Figure 1. .

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 엘라스토머 복합체 제조 장치는 응고 반응기(120), 탈수 압출기(130) 및 첨가제 피더(140)를 포함한다.Referring to Figures 1 and 2, an elastomer composite manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a coagulation reactor 120, a dehydration extruder 130, and an additive feeder 140.

응고 반응기(120)에는 응고 반응기(120)의 입구측으로 미립자 슬러리 및 엘라스토머 라텍스가 가압 하에 공급되어 응고 혼합물을 생성하는 혼합 대역을 포함한다. 여기서, 미립자 슬러리 및 엘라스토머 라텍스는 응고 반응기(120)로 지속적으로 공급되며, 응고 반응기(120) 내에서 미립자 슬러리 및 엘라스토머 라텍스는 일정한 흐름으로 유동하여 응고 반응기(120)의 출구측으로 배출될 수 있다.The coagulation reactor 120 includes a mixing zone where the particulate slurry and elastomer latex are supplied under pressure to the inlet side of the coagulation reactor 120 to produce a coagulation mixture. Here, the particulate slurry and elastomer latex are continuously supplied to the coagulation reactor 120, and within the coagulation reactor 120, the particulate slurry and elastomer latex may flow at a constant flow and be discharged to the outlet side of the coagulation reactor 120.

일 실시예에 있어서, 미립자 슬러리 및 엘라스토머 라텍스는 응고 반응기(120) 내로 가압 하에 공급되는 고압 분사 방식에 의해 공응고되어 응고 혼합물을 생성할 수 있다. 이 경우, 미립자 슬러리 및 엘라스토머 라텍스를 응고 반응기(120) 내 혼합 대역으로 고압 분사함으로써 응고제를 사용하지 않고도 미립자 슬러리와 엘라스토머 라텍스의 공응고를 유도하는 것이 가능하다. 또한, 다른 실시예에 있어서, 미립자 슬러리 및 엘라스토머 라텍스는 응고 반응기(120) 내로 동시에 공급된 응고제에 의해 공응고되어 응고 혼합물을 생성할 수 있다.In one embodiment, the particulate slurry and elastomer latex may be co-coagulated by high-pressure spraying, which is supplied under pressure into the coagulation reactor 120 to produce a coagulation mixture. In this case, it is possible to induce co-coagulation of the particulate slurry and elastomer latex without using a coagulant by spraying the particulate slurry and elastomer latex at high pressure into the mixing zone in the coagulation reactor 120. Additionally, in another embodiment, the particulate slurry and the elastomer latex may be co-coagulated by a coagulant simultaneously supplied into the coagulation reactor 120 to produce a coagulation mixture.

응고 혼합물은 웜(worm) 또는 소구체 형태의 마스터 배치 크럼으로 얻어질 수 있다. 이 때, 마스터 배치 크럼은 예를 들어, 약 50wt% 이상 약 85wt% 이하의 수분을 함유할 수 있다. 또한, 바람직하게는, 마스터 배치 크럼 내에서 미립자는 응고된 엘라스토머 라텍스 내 고르게 분산될 수 있다.The coagulation mixture can be obtained as a masterbatch crumb in the form of worms or globules. At this time, the master batch crumb may contain, for example, about 50 wt% or more and about 85 wt% or less of moisture. Additionally, preferably, in the master batch crumb the particulates can be evenly dispersed in the coagulated elastomer latex.

응고 반응기(120)에는 미립자 슬러리 및 엘라스토머 라텍스뿐만 아니라, 엘라스토머 복합체를 제조하는데 필요한 기타 첨가제가 공급될 수 있으며, 응고 반응기(120)로 공급되는 미립자 슬러리, 엘라스토머 라텍스 및 기타 첨가제는 각각의 저장 탱크에 저장될 수 있다. 예를 들어, 응고 반응기(120)의 상류에는 미립자 슬러리 저장 탱크(110a) 및, 엘라스토머 라텍스 저장 탱크(110b) 가 개별적으로 연결될 수 있다. 또한, 추가적으로 기타 첨가제가 저장된 첨가제 저장 탱크(미도시)가 연결될 수도 있다.The coagulation reactor 120 may be supplied with particulate slurry and elastomer latex, as well as other additives necessary for manufacturing the elastomer composite, and the particulate slurry, elastomer latex and other additives supplied to the coagulation reactor 120 are stored in each storage tank. It can be saved. For example, a particulate slurry storage tank 110a and an elastomer latex storage tank 110b may be individually connected upstream of the coagulation reactor 120. Additionally, an additive storage tank (not shown) in which other additives are stored may be connected.

미립자 슬러리 저장 탱크(110a)에 저장된 미립자 슬러리는 적합한 유체 중 미립자 충전제가 분산된 혼합물일 수 있다. 또한, 미립자 충전제는 전도성 충전제, 보강 충전제, 단섬유 및 박편 등으로부터 적절히 선택될 수 있다. 미립자 슬러리가 분산되는 유체는 물, 알코올, 유기 용매 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 여기서, 미립자 충전제의 종류 및 미립자 충전제가 분산된 유체는 최종 생산물인 엘라스토머 복합체의 물성 및 용도 등에 따라 적절히 선택될 수 있다.The particulate slurry stored in the particulate slurry storage tank 110a may be a mixture of particulate fillers dispersed in a suitable fluid. Additionally, the particulate filler may be appropriately selected from conductive fillers, reinforcing fillers, short fibers, flakes, etc. The fluid in which the particulate slurry is dispersed may be water, alcohol, organic solvent, or mixtures thereof. Here, the type of particulate filler and the fluid in which the particulate filler is dispersed may be appropriately selected depending on the physical properties and use of the final product, the elastomer composite.

적절한 미립자 충전제로는 예를 들어, 카본 블랙, 실리카 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.Suitable particulate fillers may be used, for example, carbon black, silica or mixtures thereof.

미립자 충전제로서 사용되는 카본 블랙 역시 필요에 따라 코팅된 카본 블랙 또는 화학적으로 관능화된 카본 블랙(예를 들어, 유기 작용기가 부착된 카본 블랙, 규소-처리된 카본 블랙)이 사용될 수 있다. 또한, 카본 블랙으로 예를 들어, N100 시리즈 카본 블랙, N200 시리즈 카본 블랙, N300 시리즈 카본 블랙, N700 시리즈 카본 블랙, N800 시리즈 카본 블랙 또는 N900 시리즈 카본 블랙이 사용될 수도 있다.Carbon black used as a particulate filler may also be coated carbon black or chemically functionalized carbon black (e.g., organic functional group-attached carbon black, silicon-treated carbon black) as needed. Additionally, for example, N100 series carbon black, N200 series carbon black, N300 series carbon black, N700 series carbon black, N800 series carbon black, or N900 series carbon black may be used as the carbon black.

미립자 충전제로서 사용되는 실리카는 흄드 실리카 및 침강 실리카 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 침강 실리카는 나트륨 실리케이트를 화학 반응기에서 황산과 같은 산으로 처리함으로써 제조될 수 있다. Silica used as a particulate filler may be fumed silica, precipitated silica, or a mixture thereof. Precipitated silica can be prepared by treating sodium silicate with an acid such as sulfuric acid in a chemical reactor.

미립자 슬러리 중 충전제의 함량은 적어도 10wt% 이상, 바람직하게는 10wt% 내지 20wt%일 수 있다. 미립자 슬러리 중 충전제의 함량이 과도하게 많을 경우, 미세 분말 형태의 응고 혼합물이 생성되어 웜 또는 소구체 형태의 마스터 배치 크럼의 수율이 저하될 수 있다.The content of filler in the fine particle slurry may be at least 10 wt% or more, preferably 10 wt% to 20 wt%. If the content of the filler in the fine particle slurry is excessive, a coagulation mixture in the form of a fine powder may be generated, thereby reducing the yield of the master batch crumb in the form of worms or globules.

미립자 슬러리 저장 탱크(110a)에는 미립자 슬러리의 저장 중 미립자 충전제의 분산성이 저하되는 것을 방지하기 위해 교반 수단이 설치될 수 있다.A stirring means may be installed in the particulate slurry storage tank 110a to prevent the dispersibility of the particulate filler from decreasing during storage of the particulate slurry.

엘라스토머 라텍스 저장 탱크(110b)에 저장된 엘라스토머 라텍스는 천연 고무, 합성 고무 또는 이들의 혼합물일 수 있다.The elastomer latex stored in the elastomer latex storage tank 110b may be natural rubber, synthetic rubber, or a mixture thereof.

또한, 천연 고무는 필드 라텍스, 라텍스 농축물, 스킴 라텍스 또는 이들의 혼합물일 수 있다. Additionally, natural rubber may be field latex, latex concentrate, skim latex, or mixtures thereof.

여기서, 스킴 라텍스는 천연 고무 라텍스의 원심분리로부터 수득되는 부산물이며, 라텍스 농축물은 필드 라텍스의 원심분리로부터 제조된다. 예를 들어, 필드 라텍스의 안정화 후, 연속 원심분리기에 공급하여 라텍스 농축물을 포함하는 스트림과 스킴 라텍스를 포함하는 스트림을 분리한다. 라텍스 농축물은 통상적으로 약 60wt%의 고무를 함유하고, 스킴 라텍스는 약 3wt% 내지 10wt%의 고무를 함유할 수 있으나, 각 스트림 중 고무의 함유량은 원심분리기의 작동 방식 및 라텍스의 공급 유속 등에 따라 달라질 수 있다.Here, skim latex is a by-product obtained from centrifugation of natural rubber latex, and latex concentrate is prepared from centrifugation of field latex. For example, after stabilization of the field latex, it is fed to a continuous centrifuge to separate a stream containing latex concentrate and a stream containing skim latex. Latex concentrate typically contains about 60 wt% of rubber, and skim latex may contain about 3 to 10 wt% of rubber, but the content of rubber in each stream depends on the operating method of the centrifuge and the feed flow rate of the latex. It may vary depending on

엘라스토머 라텍스 중 천연 고무 및 합성 고무의 배합 비율 또는, 천연 고무 중 필드 라텍스, 라텍스 농축물 및 스킴 라텍스의 배합 비율 등은 최종 생산물인 엘라스토머 복합체의 물성 및 용도 등에 따라 적절히 선택될 수 있다.The mixing ratio of natural rubber and synthetic rubber in elastomer latex, or the mixing ratio of field latex, latex concentrate, and skim latex in natural rubber may be appropriately selected depending on the physical properties and uses of the final product, the elastomer composite.

합성 고무로는 예를 들어, 1,3-부타디엔, 스티렌, 이소프렌, 이소부틸렌, 2,3-디알킬-1,3-부타디엔(여기서, 알킬은 메틸, 에틸, 프로필 등일 수 있음), 아크릴로니트릴, 에틸렌, 및 프로필렌 등의 중합체(예를 들어, 단일중합체, 공중합체 및/또는 3원공중합체) 및 이들의 임의의 오일-증량 유도체가 사용될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.Synthetic rubbers include, for example, 1,3-butadiene, styrene, isoprene, isobutylene, 2,3-dialkyl-1,3-butadiene (where alkyl may be methyl, ethyl, propyl, etc.), acrylic. Polymers (e.g., homopolymers, copolymers and/or terpolymers) such as ronitrile, ethylene, and propylene and any oil-extended derivatives thereof may be used, but are not necessarily limited thereto.

기타 첨가제 저장 탱크(110c)에는 응고 혼합물을 생성하거나 마스터 배치로부터 성형 또는 압출물을 제조하기 위해 고무 산업계에 공지되어 있는 다양한 첨가제가 저장될 수 있다. 이러한 첨가제로는 예를 들어, 반응 촉진제, 산화 방지제, 열 안정제, 광 안정제, 항 오존화제, 가공 보조제, 가소제, 점착제, 팽창제, 염료, 안료, 왁스, 증량제, 유기산, 지연제, 산화 금속, 활성제 및 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 또한, 다른 실시예에 있어서, 첨가제 저장 탱크에는 엘라스토머 복합체를 제조하는데 사용되는 첨가제 대신 엘라스토머 라텍스 저장 탱크(110b)에 저장된 엘라스토머 라텍스와 상이한 종류의 엘라스토머 라텍스가 저장되어 이를 응고 반응기(120) 내로 공급하도록 구성될 수 있다.Other additive storage tank 110c may store various additives known in the rubber industry for creating a coagulation mixture or for producing molds or extrudates from a masterbatch. These additives include, for example, reaction accelerators, antioxidants, heat stabilizers, light stabilizers, anti-ozonators, processing aids, plasticizers, tackifiers, swelling agents, dyes, pigments, waxes, extenders, organic acids, retarders, metal oxides, activators. and mixtures thereof may be used. In addition, in another embodiment, a different type of elastomer latex from the elastomer latex stored in the elastomer latex storage tank 110b is stored in the additive storage tank instead of the additive used to manufacture the elastomer composite and supplied into the coagulation reactor 120. It can be configured.

미립자 슬러리 저장 탱크(110a) 및 엘라스토머 라텍스 저장 탱크(110b) 에 저장된 미립자 슬러리 및 엘라스토머 라텍스는 응고 반응기(120)의 혼합 대역으로 연속적으로 공급되어 마스터 배치 크럼인 응고 혼합물을 생성하며, 응고 혼합물은 응고 반응기(120)의 출구측으로 배출되어 응고 반응기(120)의 하류에 위치하는 탈수 압출기(130)로 이송될 수 있다.The particulate slurry and elastomer latex stored in the particulate slurry storage tank 110a and the elastomer latex storage tank 110b are continuously supplied to the mixing zone of the coagulation reactor 120 to produce a coagulation mixture that is the master batch crumb, and the coagulation mixture is solidified. It may be discharged to the outlet side of the reactor 120 and transferred to the dehydration extruder 130 located downstream of the coagulation reactor 120.

탈수 압출기(130)는 응고 반응기(120)로부터 생성된 응고 혼합물을 일 방향으로 이송하면서 응고 혼합물의 수분 함량이 약 20wt% 이하가 되도록 응고 혼합물을 탈수 및 압축할 수 있다. 응고 혼합물의 수분 함량이 20wt%를 초과할 경우, 탈수 압출기(130)의 하류에 위치하는 후속 공정의 효율이 저하될 수 있다. 예를 들어, 응고 혼합물 중 수분이 과도하게 많을 경우, 저작(mastication)시 엘라스토머 복합체의 물성 개선 효과가 미미할 수 있다. 한편, 응고 혼합물의 수분 함량이 과도하게 적을 경우, 오히려 엘라스토머 복합체 중 고무의 분해가 야기될 수 있으므로, 탈수 압출기(130)는 적어도 응고 혼합물의 수분 함량이 약 3wt% 이상이 되도록 응고 혼합물을 탈수 및 압축하는 것이 바람직하다.The dehydration extruder 130 may transfer the coagulation mixture generated from the coagulation reactor 120 in one direction while dehydrating and compressing the coagulation mixture so that the moisture content of the coagulation mixture is about 20 wt% or less. If the moisture content of the coagulation mixture exceeds 20 wt%, the efficiency of the subsequent process located downstream of the dehydration extruder 130 may be reduced. For example, if there is excessive moisture in the coagulation mixture, the effect of improving the physical properties of the elastomer composite during mastication may be minimal. On the other hand, if the moisture content of the coagulation mixture is excessively small, decomposition of the rubber in the elastomer composite may occur, so the dehydration extruder 130 dehydrates and dehydrates the coagulation mixture so that the moisture content of the coagulation mixture is at least about 3 wt% or more. Compression is desirable.

탈수 압출기(130)의 하류에 위치하는 후속 공정으로는 건조 공정 및 저작 공정이 위치할 수 있다. 건조 공정 및 저작 공정이 수행되는 건조 및 저작 장치로는 연속 혼합기, 내부 혼합기, 2축 압출기, 단축 압출기 또는 롤 밀이 사용될 수 있으며, 탈수된 응고 혼합물은 건조 장치 내에서 건조됨과 동시에 기계적으로 저작될 수 있다. Subsequent processes located downstream of the dehydration extruder 130 may include a drying process and a masticating process. The drying and masticating device in which the drying and masticating processes are performed may be a continuous mixer, internal mixer, twin-screw extruder, single-screw extruder, or roll mill, and the dehydrated coagulated mixture may be mechanically masticated at the same time as it is dried in the drying device. You can.

본 실시예에 있어서, 탈수 압출기(130)로 연속 혼합기, 내부 혼합기, 2축 압출기, 단축 압출기 또는 롤 밀이 사용될 수 있으며, 탈수 압출기(130) 내에서 응고 혼합물의 탈수 및 압축과 함께 건조 및 저작이 연속적으로 수행될 수 있다. 이 경우, 탈수 압출기(130)의 하류에 위치하는 후속 공정으로는 포장 공정 등이 위치할 수 있다.In this embodiment, a continuous mixer, internal mixer, twin-screw extruder, single-screw extruder, or roll mill can be used as the dehydration extruder 130, and the coagulated mixture is dehydrated and compressed in the dehydration extruder 130, followed by drying and mastication. This can be performed continuously. In this case, a packaging process, etc. may be located downstream of the dehydration extruder 130.

이 때, 탈수 압출기(130)에는 탈수 압출기(130) 내로 산화 방지제를 공급하여 탈수 및 건조되는 응고 혼합물과 산화 방지제를 혼합하기 위해 첨가제 피더(140)가 설치될 수 있다.At this time, an additive feeder 140 may be installed in the dehydration extruder 130 to supply the antioxidant into the dehydration extruder 130 and mix the antioxidant with the coagulated mixture to be dehydrated and dried.

도 2를 참조하면, 첨가제 피더(140)는 탈수 압출기(130)의 출구(132)측에 인접하도록 설치될 수 있다. 첨가제 피더(140)가 탈수 압출기(130)의 입구(131)측에 설치되어 탈수 전 응고 혼합물과 함께 산화 방지제를 공급하거나 탈수 압출기(130)의 입구(131)측에 인접하도록 설치되어 충분히 탈수되지 않은 응고 혼합물에 산화 방지제를 공급할 경우, 응고 혼합물로부터 탈수되는 물과 함께 산화 방지제가 유실될 가능성이 있다.Referring to FIG. 2, the additive feeder 140 may be installed adjacent to the outlet 132 of the dehydration extruder 130. The additive feeder 140 is installed on the inlet 131 side of the dehydration extruder 130 to supply antioxidants together with the coagulated mixture before dehydration, or is installed adjacent to the inlet 131 side of the dehydration extruder 130 to prevent sufficient dehydration. If antioxidants are supplied to an uncoagulated mixture, there is a possibility that the antioxidants will be lost along with the water that is dehydrated from the coagulated mixture.

이를 위해, 따라서, 첨가제 피더(140)는 탈수 압출기(130)의 출구(132)측에 인접한 위치, 예를 들어, 탈수 압출기(130)에서 탈수 및 압축되어 일 방향으로 이송되는 응고 혼합물의 수분 함량이 적어도 5wt% 이하가 되는 위치에 설치됨으로써 충분히 탈수된 응고 혼합물과 산화 방지제가 적절히 혼합될 수 있도록 유도하는 것이 바람직하다.For this purpose, the additive feeder 140 is positioned adjacent to the outlet 132 side of the dehydration extruder 130, for example, to reduce the moisture content of the coagulated mixture that is dehydrated and compressed in the dehydration extruder 130 and transported in one direction. It is desirable to induce proper mixing of the sufficiently dehydrated coagulated mixture and the antioxidant by installing it in a position where the concentration is at least 5 wt% or less.

일반적으로, 엘라스토머 복합체의 제조에 사용되는 산화 방지제는 고상의 물질로서, 이러한 고상의 산화 방지제를 응고 혼합물과 혼합할 경우, 저작 공정과 함께 혼합하더라도 응고 혼합물 내 고상의 산화 방지제가 충분히 분산되지 못해 엘라스토머 복합체의 내크랙성 및 내마모성의 향상에 크게 기여하지 못하는 문제가 있다.In general, antioxidants used in the production of elastomer composites are solid substances. When such solid antioxidants are mixed with the coagulation mixture, even if mixed during the mastication process, the solid antioxidants in the coagulation mixture are not sufficiently dispersed and the elastomer is formed. There is a problem in that it does not significantly contribute to improving the crack resistance and wear resistance of the composite.

이에 따라, 본 발명에 따르면, 첨가제 피더(140)는 탈수 압출기(130) 내에서 탈수 및 건조되는 응고 혼합물과 산화 방지제의 균일한 혼합을 위해 액상의 산화 방지제를 탈수 압출기(130) 내로 공급할 수 있다.Accordingly, according to the present invention, the additive feeder 140 can supply the liquid antioxidant into the dehydration extruder 130 for uniform mixing of the antioxidant with the coagulated mixture that is dehydrated and dried within the dehydration extruder 130. .

이를 위해, 첨가제 피더(140)는 고상의 산화 방지제가 공급되는 저장 탱크(141)와 저장 탱크(141)에 설치되어 저장 탱크(141)에 공급된 고상의 산화 방지제를 녹는점 이상으로 가열하여 용해시키는 가열부(142)를 포함할 수 있다.For this purpose, the additive feeder 140 is installed in the storage tank 141 and the storage tank 141 to which the solid antioxidant is supplied, and melts the solid antioxidant supplied to the storage tank 141 by heating it above the melting point. It may include a heating unit 142.

여기서, 가열부(142)는 예를 들어, 저장 탱크(141)의 외주면에 설치되어, 저장 탱크(141) 내 고상의 산화 방지제를 유도 가열하는 히팅 자켓일 수 있다. 또한, 첨가제 피더(140)는 탈수 압출기(130)를 관통하여 설치된 노즐부(143)를 포함하며, 가스 공급부(144)에 의해 질소 또는 아르곤과 같은 비활성 가스가 공급될 경우, 액상의 산화 방지제는 노즐부(143)를 통해 탈수 압출기(130) 내에서 탈수 및 건조되는 응고 혼합물을 향해 고압으로 분사될 수 있다. Here, the heating unit 142 may be, for example, a heating jacket installed on the outer peripheral surface of the storage tank 141 to inductively heat the solid antioxidant in the storage tank 141. In addition, the additive feeder 140 includes a nozzle unit 143 installed through the dehydration extruder 130, and when an inert gas such as nitrogen or argon is supplied by the gas supply unit 144, the liquid antioxidant is It may be sprayed at high pressure through the nozzle unit 143 toward the coagulated mixture that is dehydrated and dried within the dehydration extruder 130.

액상의 산화 방지제는 저작 공정에 의해 탈수 압출기(130) 내에서 탈수 및 건조되는 응고 혼합물과 혼합될 수 있으며, 고상의 산화 방지제와 달리 응고 혼합물 내 분산성이 더욱 향상될 수 있다.Liquid antioxidants can be mixed with the coagulated mixture that is dehydrated and dried in the dehydration extruder 130 through a masticating process, and unlike solid antioxidants, their dispersibility in the coagulated mixture can be further improved.

또한, 첨가제 피더(140)는 산화 방지제뿐만 아니라, 엘라스토머 복합체의 제조시 사용되는 다양한 첨가제들을 응고 혼합물이 소정의 수분 함량 이하를 가질 때 투입함으로써 엘라스토머 복합체 중 분산성을 보다 더 향상시킬 수 있도록 사용될 수 있다.In addition, the additive feeder 140 can be used to further improve the dispersibility in the elastomer composite by adding antioxidants as well as various additives used in the production of the elastomer composite when the coagulation mixture has a predetermined moisture content or less. there is.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘라스토머 복합체 제조 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 것이며, 도 4는 도 3에 도시된 엘라스토머 복합체 제조 장치에 사용된 탈수 압출기의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 것이다.Figure 3 schematically shows the configuration of an elastomer composite manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention, and Figure 4 schematically shows an example of a dehydration extruder used in the elastomer composite manufacturing apparatus shown in Figure 3.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘라스토머 복합체 제조 장치는 응고 반응기(220), 탈수 압출기(230), 건조 압출기(240) 및 첨가제 피더(250)를 포함한다.Referring to Figures 3 and 4, an elastomer composite manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention includes a coagulation reactor 220, a dehydration extruder 230, a dry extruder 240, and an additive feeder 250.

응고 반응기(220)의 상류에는 미립자 슬러리 저장 탱크(210a) 및 엘라스토머 라텍스 저장 탱크(210b) 가 개별적으로 연결될 수 있다. 또한, 또한, 추가적으로 기타 첨가제가 저장된 첨가제 저장 탱크(미도시)가 연결될 수도 있으며, 첨가제 저장 탱크에는 첨가제 대신 엘라스토머 라텍스 저장 탱크(210b)에 저장된 엘라스토머 라텍스와 상이한 종류의 엘라스토머 라텍스가 저장되어 이를 응고 반응기(220) 내로 공급하도록 구성될 수 있다.A particulate slurry storage tank 210a and an elastomer latex storage tank 210b may be individually connected upstream of the coagulation reactor 220. In addition, an additive storage tank (not shown) in which other additives are additionally stored may be connected, and in the additive storage tank, a different type of elastomer latex than the elastomer latex stored in the elastomer latex storage tank 210b is stored instead of the additive, and is stored in the coagulation reactor. It can be configured to supply within (220).

미립자 슬러리 저장 탱크(210a) 및 엘라스토머 라텍스 저장 탱크(210b) 에 저장된 미립자 슬러리, 엘라스토머 라텍스 및 기타 첨가제는 응고 반응기(220)의 혼합 대역으로 연속적으로 공급되어 마스터 배치 크럼인 응고 혼합물을 생성하며, 응고 혼합물은 응고 반응기(220)의 출구측으로 배출되어 응고 반응기(220)의 하류에 위치하는 탈수 압출기(230)로 이송될 수 있다.The particulate slurry, elastomer latex and other additives stored in the particulate slurry storage tank 210a and the elastomer latex storage tank 210b are continuously fed to the mixing zone of the coagulation reactor 220 to produce a coagulation mixture, which is the master batch crumb, and is subjected to coagulation. The mixture may be discharged to the outlet side of the coagulation reactor 220 and transferred to the dehydration extruder 230 located downstream of the coagulation reactor 220.

탈수 압출기(230)는 응고 반응기(220)로부터 생성된 응고 혼합물을 일 방향으로 이송하면서 응고 혼합물의 수분 함량이 약 10wt% 이하가 되도록 응고 혼합물을 탈수 및 압축할 수 있다. 응고 혼합물의 수분 함량이 20wt%를 초과할 경우, 탈수 압출기(230)의 하류에 위치하는 기계적인 저작 공정을 수반하는 건조 압출기(240)에서의 저작 공정의 효율이 저하될 수 있다. The dehydration extruder 230 may transfer the coagulation mixture generated from the coagulation reactor 220 in one direction while dehydrating and compressing the coagulation mixture so that the moisture content of the coagulation mixture is about 10 wt% or less. If the moisture content of the coagulated mixture exceeds 20 wt%, the efficiency of the masticating process in the dry extruder 240, which involves a mechanical masticating process located downstream of the dehydrating extruder 230, may be reduced.

탈수 압출기(230)의 하류에는 탈수 압출기(230)에서 탈수 및 압축된 응고 혼합물을 건조하는 건조 압출기(240)가 위치하며, 건조 압출기(240)로는 연속 혼합기, 내부 혼합기, 2축 압출기, 단축 압출기 또는 롤 밀이 사용될 수 있다.Downstream of the dehydration extruder 230, a dry extruder 240 is located that dries the coagulated mixture dehydrated and compressed in the dehydration extruder 230. The dry extruder 240 includes a continuous mixer, an internal mixer, a twin-screw extruder, and a single-screw extruder. Alternatively, a roll mill may be used.

이 때, 건조 압출기(240)에는 건조 압출기(240) 내로 산화 방지제를 공급하여 탈수 및 건조되는 응고 혼합물과 산화 방지제를 혼합하기 위해 첨가제 피더(250)가 설치될 수 있다.At this time, an additive feeder 250 may be installed in the dry extruder 240 to supply the antioxidant into the dry extruder 240 and mix the antioxidant with the coagulated mixture to be dehydrated and dried.

도 4를 참조하면, 첨가제 피더(250)는 건조 압출기(240)의 입구(241)측에 인접하도록 설치될 수 있다. 건조 압출기(240) 내로 공급되는 응고 혼합물은 탈수 압출기(230)에서 이미 충분히 탈수된 상태로 공급되므로, 첨가제 피더(250)는 건조 압출기(240)의 입구(241)측에 설치되어 응고 혼합물이 건조 압출기(240)를 통과하는 동안 첨가제 피더(250)로부터 공급되는 첨가제(예를 들어, 산화 방지제 및 왁스 등)와 충분히 혼합될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 4, the additive feeder 250 may be installed adjacent to the inlet 241 of the dry extruder 240. Since the coagulated mixture supplied into the dry extruder 240 is supplied in a sufficiently dehydrated state in the dehydration extruder 230, the additive feeder 250 is installed on the inlet 241 side of the dry extruder 240 to dry the coagulated mixture. It is desirable to sufficiently mix with the additives (eg, antioxidants, waxes, etc.) supplied from the additive feeder 250 while passing through the extruder 240.

첨가제 피더(250)는 건조 압출기(240) 내에서 건조되는 응고 혼합물과 산화 방지제의 균일한 혼합을 위해 액상의 산화 방지제를 건조 압출기(240) 내로 공급할 수 있다.The additive feeder 250 may supply a liquid antioxidant into the dry extruder 240 for uniform mixing of the antioxidant with the coagulated mixture dried within the dry extruder 240.

이를 위해, 첨가제 피더(250)는 고상의 산화 방지제가 공급되는 저장 탱크(251)와 저장 탱크(251)에 설치되어 저장 탱크(251)에 공급된 고상의 산화 방지제를 녹는점 이상으로 가열하여 용해시키는 가열부(252)를 포함할 수 있다.For this purpose, the additive feeder 250 is installed in the storage tank 251 and the storage tank 251 to which the solid antioxidant is supplied, and melts the solid antioxidant supplied to the storage tank 251 by heating it above the melting point. It may include a heating unit 252.

여기서, 가열부(252)는 예를 들어, 저장 탱크(251)의 외주면에 설치되어, 저장 탱크(251) 내 고상의 산화 방지제를 유도 가열하는 히팅 자켓일 수 있다. 또한, 첨가제 피더(250)는 건조 압출기(240)를 관통하여 설치된 노즐부(253)를 포함하며, 가스 공급부(254)에 의해 질소 또는 아르곤과 같은 비활성 가스가 공급될 경우, 액상의 산화 방지제는 노즐부(253)를 통해 건조 압출기(240) 내에서 건조되는 응고 혼합물을 향해 고압으로 분사될 수 있다. Here, the heating unit 252 may be, for example, a heating jacket installed on the outer peripheral surface of the storage tank 251 to inductively heat the solid antioxidant in the storage tank 251. In addition, the additive feeder 250 includes a nozzle unit 253 installed through the dry extruder 240, and when an inert gas such as nitrogen or argon is supplied by the gas supply unit 254, the liquid antioxidant is It can be sprayed at high pressure through the nozzle unit 253 toward the coagulated mixture being dried in the dry extruder 240.

액상의 산화 방지제는 저작 공정에 의해 건조 압출기(240) 내에서 건조되는 응고 혼합물과 혼합될 수 있으며, 고상의 산화 방지제와 달리 응고 혼합물 내 분산성이 더욱 향상될 수 있다.Liquid antioxidants can be mixed with the coagulation mixture dried in the dry extruder 240 through a masticating process, and unlike solid antioxidants, their dispersibility in the coagulation mixture can be further improved.

또한, 건조 압출기(240)의 하류에는 후속 공정으로서 건조 압출기(240)의 출구(242)측으로 배출된 건조된 응고 혼합물에 대한 포장 공정 등이 위치할 수 있다.In addition, downstream of the dry extruder 240, a packaging process for the dried coagulated mixture discharged to the outlet 242 of the dry extruder 240 may be located as a subsequent process.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니 된다.Below, specific embodiments of the present invention are presented. However, the examples described below are only for illustrating or explaining the present invention in detail, and the present invention should not be limited thereto.

엘라스토머 복합체의 제조Preparation of elastomer composites

실시예Example

습식 혼합 방법을 통해 제조된 습윤 상태의 웨트 마스터 배치(카본 블랙 : 50PHR, 고무 : 100PHR)를 이축 압출기를 이용해 수분 함량이 5wt%가 되도록 탈수하였다. 탈수된 웨트 마스터 배치를 120℃로 설정된 건조 압출기를 통과시키는 과정에서 산화 방지제(6PPD) 1.5PHR을 투입하였다. 산화 방지제는 건조 압출기의 전체 길이의 1/3 지점(입구측과 인접한 위치)에서 투입되었다.The wet masterbatch (carbon black: 50PHR, rubber: 100PHR) prepared through the wet mixing method was dehydrated to a moisture content of 5wt% using a twin-screw extruder. In the process of passing the dehydrated wet master batch through a dry extruder set at 120°C, 1.5PHR of antioxidant (6PPD) was added. Antioxidants were added at 1/3 of the total length of the dry extruder (position adjacent to the inlet).

산화 방지제는 6PPD의 녹는점(45℃) 이상의 온도로 설정된 오토클레이브 내에서 교반 및 용해시켰으며, 오토클레이브 내에 질소 가스를 주입하여 3bar의 압력을 유지시킨 후 일정한 속도로 건조 압출기 내 설치된 노즐을 통해 고압 분사하여 웨트 마스터 배치와 혼합하였다.Antioxidants were stirred and dissolved in an autoclave set to a temperature above the melting point (45°C) of 6PPD. Nitrogen gas was injected into the autoclave to maintain a pressure of 3 bar, and then extruded at a constant speed through a nozzle installed in the dry extruder. It was sprayed under high pressure and mixed with the wet masterbatch.

비교예 1Comparative Example 1

고상의 산화 방지제를 건조 압출기 내로 투입한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 엘라스토머 복합체를 제조하였다.An elastomer composite was prepared in the same manner as in Example 1, except that the solid antioxidant was added into the dry extruder.

비교예 2Comparative Example 2

웨트 마스터 배치를 탈수하기 전 액상의 산화 방지제를 투입한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 엘라스토머 복합체를 제조하였다.An elastomer composite was prepared in the same manner as in Example 1, except that a liquid antioxidant was added before dehydrating the wet master batch.

비교예 3Comparative Example 3

웨트 마스터 배치의 제조시 액상의 산화 방지제를 투입한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 엘라스토머 복합체를 제조하였다.An elastomer composite was prepared in the same manner as in Example 1, except that a liquid antioxidant was added when preparing the wet master batch.

물성 평가Physical property evaluation

실시예 및 비교예 1 내지 비교예 3에서 제조한 엘라스토머 복합체를 145℃에서 30분 동안 가류시켜 시편을 제조한 다음 내마모(LAMBOURN)시험 및 내크랙(DEMATTIA) 물성시험을 ASTM 표준규격에 따라 측정하였으며, 그 결과는 하기의 표 1에 나타내었다.Samples were prepared by vulcanizing the elastomer composites prepared in Examples and Comparative Examples 1 to 3 at 145°C for 30 minutes, and then the abrasion resistance (LAMBOURN) test and the crack resistance (DEMATTIA) physical property test were measured according to ASTM standards. and the results are shown in Table 1 below.

구분division 실시예Example 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 내크랙성Crack resistance 1,800,000 cycle1,800,000 cycles 1,200,000 cycle1,200,000 cycles 1,200,000 cycle1,200,000 cycles 1,100,000 cycle1,100,000 cycles 내마모성wear resistance 105105 101101 100100 102102

내마모성은 비교예 1을 기준으로 한 상대값으로 표현하였으며, 높을수록 내마모성이 우수하다. 내크랙성 결과는 총 샘플의 가로 길이 25MM까지 크랙이 성장하는데까지의 소모된 CYCLE수를 표현하였다.Abrasion resistance is expressed as a relative value based on Comparative Example 1, and the higher the value, the better the abrasion resistance. The crack resistance results were expressed as the number of cycles consumed until the crack grew up to 25MM in the horizontal length of the total sample.

표 1의 결과를 참고하면, 실시예에 따라 제조된 엘라스토머 복합체를 사용하여 제조된 시편의 경우, 비교예 1 내지 비교예 3 대비 내마모성 및 내크랙성이 우수한 것을 확인할 수 있다.Referring to the results in Table 1, it can be seen that the specimens manufactured using the elastomer composite prepared according to the examples had excellent wear resistance and crack resistance compared to Comparative Examples 1 to 3.

즉, 종래 고상의 산화 방지제를 웨트 마스터 배치 제조시, 웨트 마스터 배치를 탈수하기 전 또는 웨트 마스터 배치의 탈수 후 첨가하여 혼합하는 것과 달리 액상의 산화 방지제를 웨트 마스터 배치의 탈수 후 첨가하여 혼합함으로써 웨트 마스터 배치에 대한 산화 방지제의 혼합 효과를 향상시켜 엘라스토머 복합체 중 산화 방지제의 분산성을 높이는 것이 가능함을 확인할 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에 따르면, 엘라스토머 복합체 중 산화 방지제의 분산성을 높여 엘라스토머 복합체의 분해를 방지함으로써 내크랙성 및 내마모성이 향상된 고무 제품을 제조하는 것이 가능하다.That is, unlike conventional solid antioxidants added and mixed before or after dehydration of the wet masterbatch when producing a wet masterbatch, liquid antioxidants are added and mixed after dehydration of the wet masterbatch, thereby producing wet masterbatch. It can be confirmed that it is possible to increase the dispersibility of the antioxidant in the elastomer composite by improving the mixing effect of the antioxidant with the master batch. Accordingly, according to this embodiment, it is possible to manufacture a rubber product with improved crack resistance and wear resistance by preventing decomposition of the elastomer composite by increasing the dispersibility of the antioxidant in the elastomer composite.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.As described above, the present invention has been described with reference to the illustrative drawings, but the present invention is not limited to the embodiments and drawings disclosed herein, and various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. It is obvious that transformation can occur. In addition, although the operational effects according to the configuration of the present invention were not explicitly described and explained while explaining the embodiments of the present invention above, it is natural that the predictable effects due to the configuration should also be recognized.

Claims (10)

미립자 슬러리 및 엘라스토머 라텍스가 공급되어 응고 혼합물을 생성하는 응고 반응기;
상기 응고 반응기의 하류에 위치하며, 상기 응고 혼합물을 탈수 및 압축하는 탈수 압출기; 및
상기 탈수 압출기 내로 산화 방지제를 공급하는 첨가제 피더;를 포함하고,
상기 첨가제 피더는,
고상의 산화 방지제를 가열하여 용해시키는 가열부; 및
상기 가열부에서 용해된 액상의 산화 방지제를 고압 분사하는 노즐부;
를 포함하는,
엘라스토머 복합체 제조 장치.
a coagulation reactor into which particulate slurry and elastomer latex are fed to produce a coagulation mixture;
A dehydration extruder located downstream of the coagulation reactor and dehydrating and compressing the coagulation mixture; and
It includes an additive feeder that supplies antioxidants into the dehydration extruder,
The additive feeder is,
A heating unit that heats and dissolves the solid antioxidant; and
a nozzle unit that sprays the liquid antioxidant dissolved in the heating unit at high pressure;
Including,
Elastomer composite manufacturing device.
미립자 슬러리 및 엘라스토머 라텍스가 공급되어 응고 혼합물을 생성하는 응고 반응기;
상기 응고 반응기의 하류에 위치하며, 상기 응고 혼합물을 탈수 및 압축하는 탈수 압출기;
상기 탈수 압출기의 하류에 위치하며 상기 탈수 압출기에서 탈수 및 압축된 응고 혼합물을 건조하는 건조 압출기; 및
상기 건조 압출기 내로 산화 방지제를 공급하는 첨가제 피더;를 포함하고,
상기 첨가제 피더는,
고상의 산화 방지제를 가열하여 용해시키는 가열부; 및
상기 가열부에서 용해된 액상의 산화 방지제를 고압 분사하는 노즐부;
를 포함하는,
엘라스토머 복합체 제조 장치.
a coagulation reactor into which particulate slurry and elastomer latex are fed to produce a coagulation mixture;
A dehydration extruder located downstream of the coagulation reactor and dehydrating and compressing the coagulation mixture;
A dry extruder located downstream of the dehydration extruder and drying the coagulated mixture dehydrated and compressed in the dehydration extruder; and
Includes an additive feeder that supplies antioxidants into the dry extruder,
The additive feeder is,
A heating unit that heats and dissolves the solid antioxidant; and
a nozzle unit that sprays the liquid antioxidant dissolved in the heating unit at high pressure;
Including,
Elastomer composite manufacturing device.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 첨가제 피더는 상기 탈수 압출기에서 탈수 및 압축되어 일 방향으로 이송되는 상기 응고 혼합물의 수분 함량이 적어도 5wt% 이하가 되는 위치 또는 출구측에 설치되는,
엘라스토머 복합체 제조 장치.
According to paragraph 1,
The additive feeder is installed at a location or outlet side where the moisture content of the coagulated mixture, which is dehydrated and compressed in the dehydration extruder and transported in one direction, is at least 5 wt% or less,
Elastomer composite manufacturing device.
제2항에 있어서,
상기 첨가제 피더는 상기 건조 압출기의 입구측에 설치되는,
엘라스토머 복합체 제조 장치.
According to paragraph 2,
The additive feeder is installed on the inlet side of the dry extruder,
Elastomer composite manufacturing device.
a) 미립자 충전제가 분산된 미립자 슬러리를 제조하는 단계;
b) 엘라스토머를 포함하는 엘라스토머 라텍스를 준비하는 단계;
c) 응고 반응기의 혼합 구역으로 상기 미립자 슬러리 및 상기 엘라스토머 라텍스를 공급하여 응고 혼합물을 생성하는 단계;
d) 상기 응고 혼합물을 탈수 압출기로 공급하여 탈수하는 단계; 및
e) 탈수된 상기 응고 혼합물과 산화 방지제를 혼합하는 단계;
를 포함하고,
상기 단계 e)는 상기 산화 방지제를 용해시켜 액상의 산화 방지제를 제조한 후, 상기 응고 혼합물을 향해 상기 액상의 산화 방지제를 고압 분사하는 단계를 포함하는,
엘라스토머 복합체 제조 방법.
a) preparing a particulate slurry in which particulate filler is dispersed;
b) preparing an elastomer latex containing an elastomer;
c) feeding the particulate slurry and the elastomer latex to a mixing zone of a coagulation reactor to produce a coagulation mixture;
d) dehydrating the coagulated mixture by supplying it to a dehydration extruder; and
e) mixing the dehydrated coagulation mixture with an antioxidant;
Including,
Step e) includes preparing a liquid antioxidant by dissolving the antioxidant, and then spraying the liquid antioxidant at high pressure toward the coagulation mixture.
Method for manufacturing elastomer composites.
제6항에 있어서,
상기 단계 d)는 상기 응고 혼합물의 수분 함량이 5wt% 이하가 되도록 수행되는,
엘라스토머 복합체 제조 방법.
According to clause 6,
Step d) is performed so that the moisture content of the coagulation mixture is 5 wt% or less,
Method for manufacturing elastomer composites.
제6항에 있어서,
상기 단계 e)는 상기 탈수 압출기에서 탈수 및 압축되어 일 방향으로 이송되는 상기 응고 혼합물의 수분 함량이 적어도 5wt% 이하가 되는 위치에서 수행되는,
엘라스토머 복합체 제조 방법.
According to clause 6,
Step e) is performed at a location where the moisture content of the coagulated mixture, which is dehydrated and compressed in the dehydration extruder and transported in one direction, is at least 5 wt% or less,
Method for manufacturing elastomer composites.
삭제delete 제6항에 있어서,
상기 단계 e)는 상기 탈수 압출기의 하류에 위치하는 건조 압출기에서 수행되는,
엘라스토머 복합체 제조 방법.
According to clause 6,
Step e) is carried out in a dry extruder located downstream of the dehydration extruder,
Method for manufacturing elastomer composites.
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