KR20050021456A - 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 생산방법 및 장치 - Google Patents

연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 생산방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 a) 적어도 하나의 압출기에, 적어도 하나의 엘라스토머 및 적어도 하나의 충진제를 계량하고 공급하는 단계; b) 상기 압출기에 의해 상기 충진제를 상기 엘라스토머에 혼합하고 분산하는 단계; 및 c) 이렇게 해서 생성되는 엘라스토머 조성물을 적어도 하나의 스태틱 믹서(static mixer)를 통하여 통과시키는 단계를 포함한다. 또한, 본 발명은 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 압출기로부터 방출되는 생성된 엘라스토머 조성물을 통과시키는 적어도 하나의 스태틱 믹서를 포함한다.

Description

연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 생산방법 및 장치{Process And Apparatus For Continuously Producing An Elastomeric Composition}
본 발명은 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 적어도 하나의 압출기에 의해 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 이에 따른 엘라스토머 조성물은, 꼭 그런 것은 아니지만, 타이어 생산에 주로 사용된다.
종래, (하기에 또한 "고무 혼합물"로서 표시되는) 엘라스토머 조성물의 생산은 내부 믹서기 즉, 대개는, 고무 성분들을 저작하고, 충진제, 윤활보조제, 경화제(curatives) 및 보조물질과 같은 다른 성분들을 합체하고 고르게 분산시키도록 강한 혼합작용을 하는 2개의 엇회전식 로터(counter-rotating rotors)를 갖는 밴버리 믹서(Banbury mixer)에 의해, 배치방식(batchwise)으로 수행된다.
내부 믹서들을 사용하는 배합공정은, 주로 재료의 부피와 믹서기 표면적 사이의 부적절한 비로 인해, 많은 결함들, 특히, 열등한 열소산과 이에 따른 불충분한 온도제어를 보였다. 고무 기제내의 분산을 향상시키기 위해, 냉각단계 및 비축단계에 의해 분리된 복수의 혼합동작에 분배되는 배치들(batches)에서 여러가지 성분들과 특히 충진제들(fillers)이 고무 기제에 합체된다. 가교제 및 가속제와 같은 온도 민감성 성분들은 스코칭(scorching)을 피하기 위해 소정의 온도 아래에서 (대개 110℃ 아래에서) 고무 혼합물을 냉각시킨 후에 최종 혼합단계 동안에만 첨가된다.
따라서, 내부 믹서에서의 배합공정은, 여전히 고무업계에서 가장 폭넓게 사용되는 혼합공정이기는 하지만, 시간소비적이고 에너지 소비적이며, 생성되는 엘라스토머 조성물의 특징, 특히 고무 기제에 충진제를 균질하게 분산시키는 데 대한 효과적인 제어를 보장하지 못한다. 각 성분들의 첨가량의 변화, 첨가와 믹서로부터 방출 시기, 원재료의 초기온도, 및 혼합동안 재료내부의 전단력(shear force) 모두가 배치간(Batch-to-Batch) 변화에 기여한다.
불연속 공정의 한계를 극복하기 위해, 열가소성 폴리머 재료의 공정에 통상적으로 사용되는 압출기술과 유사한 압출기술을 기초로 한, 연속 배합공정을 확립하기 위해 고무업계에 의해 많은 시도들이 행해졌다. 압출기에 의해 수행된 연속한 혼합공정은 고무 혼합물 특성에서 균질성, 향상된 표면 대 질량 비로 인한 더 양호한 열처리, 및 가능한 고도의 자동화된 동작의 개발을 향상시켜야 한다. 이 주제에 대한 개괄을 위해, 에이치. 엘우드(H. Ellwood)의 논문 "A tale of contiunous development", European Rubber Journel, 1987년 3월, 페이지 26-28을 참조하라.
미국특허 제4,897,236호는 연속적으로 고무 혼합물을 생산하는 방법 및 장치를 개시하고 있으며, 상기 참조문헌에서 혼합물의 성분들은 이축 압출기에 공급되고, 저작되며, 균질화된다. 생성된 혼합물이 제 1 및 제 2 부분으로 양분된다. 제 1 부분은 방출되는 반면에, 제 2 부분은 한층 더한 균질화를 위해 그리고 압출기로 공급되는 성분들의 신선한 배치들과 혼합을 위해 재순환된다. 재순환된 부분은 압출기 챔버 외부의 냉각 환형챔버를 순환하고 복귀하며, 상기 환형챔버는 압출기의 내부와 통하는 유출입 통로를 갖는다. 고무 혼합물의 부분적인 재순환은 성분을 계량하는데 있어 변동을 보상해야하고, 발생할 수 있는 국소적인 비균질성을 보상해야한다. 또한, 환형챔버에서 재순환된 부분에 집중된 냉각은 상승하는 공정온도를 보정해야 하고, 온도감소에 따른 증가된 전단 스트레스로(shearing stress) 인해 분산작동을 높여야 한다.
미국 특허 제5,302,635호는 연속적으로 고무 조성물을 생산하는 방법 및 장치를 개시하고 있다. 제 1 단계에서, 첨가된 비반응성 첨가제(오일 및 충진제)와 함께 생고무가 이축 압출기에 연속적으로 공급되고, 그에 따른 혼합물이 이축 압출기에 의해 가소화되고 균질화된다. 제 1 단계동안, 혼합물은 100℃ 내지 160℃의 온도범위로 유지된다. 그런 후, 제 2 단계에서는, 그에 따라 생성된 혼합물이 100℃ 내지 120℃의 온도로 냉각되고, 반응성 첨가제(특히 설퍼(sulfur) 및 가황 촉진제)가 고무 혼합물에 공급되고 합체된다. 그리고 나서, 균질화된 고무 조성물이 압출기의 배출구 개구를 통해 압출기를 벗어난다.
공정은 여러 압출기 배열에 따라 수행될 수 있다. 예를 들어, 2개의 혼합단계들이 2개의 다른 온도에서 동작하는 2개의 별개 혼합영역을 갖는 단일 이축 압출기에서 수행될 수 있다. 대안으로, 제 1 단계는 100℃ 내지 160℃에서 동작하는 제 1 이축 압출기에서 수행될 수 있다; 그런 후, 그에 따라 생성된 기제 조성물이 100℃ 내지 120℃에서 동작하는 제 2 이축 압출기에 직접 공급된다. 또 다른 실시예에 따르면, 공정은 압출기 하우징의 서로 마주보는 단부에서 구동되는 2개의 스크류 쌍을 갖는 단일 압출기에서 수행될 수 있고, 상기 2개의 스크류 쌍은 다른 온도로 동작한다.
미국특허 제5,158,725호는 엘라스토머를 이축 압출기에 공급하는 단계; 적어도 하나의 충진제, 오일 및/또는 다른 엘라스토머들을 상기 압출기에 공급하는 단계; 혼합동안 100℃에서 20 내지 250 사이의 무니 점성도(Mooney viscosity) ML(1+4)로 유지되는 균질한 혼합물을 제공하기 위해 상기 성분들을 혼합하는 단계; 및 상기 압출기로부터 생성된 혼합물을 방출하는 단계를 포함하는 연속적으로 고무 조성물을 생산하는 방법을 개시하고 있다. 정확한 체적측정식 또는 중량감소식 공급장치( loss-in-weight feeder)가 압출기로 공급되는 엘라스토머와 다른 성분들을 계량하는데 사용된다. 압출기를 벗어난 후에, 배합된 고무는 다이를 통하여 압출되고, 시트(sheets), 스트립(strips) 또는 스트랜드(strands)로 칼렌더(calender) 가공될 수 있거나, 작은 공모양으로 만들어질 수 있다. 연속 방법은 현 기술분야에서 사용되는 다단계 배치방식 공정보다 저렴하고, 인력과 재료 처리를 덜 필요로 한다. 또한, 그에 따라 생성된 엘라스토머 조성물의 분산성과 균질성이 향상되게 된다.
미국특허 제5,262,111호는 이축 압출기에서 고무 조성물의 연속한 생산을 위한 공정을 개시하고 있다. 고무는 가공 보조제과 함께 압출기에 공급되고, 120℃ 내지 180℃의 온도까지 저작된다. 연이어, 바람직하게는 전체 카본블랙양의 40-80%에 해당하는 카본블랙의 제 1 부분이 가열된 압출물에 공급된다. 그 후에, 가소성 오일이 압출물에 첨가된 다음, 카본블랙의 나머지 제 2 부분이 120℃ 내지 180℃의 온도에서 압출물에 공급되고 합체된다. 그리고 나서, 전체 조성물은 100℃ 내지 120℃의 온도까지 냉각되고, 가교제가 첨가되며, 상기 조성물은 균질화되고 압출된다. 공정은 압출성형체(extrudate)내의 카본블랙의 분산을 향상시키는 한편 비에너지(specific energy) 요건을 감소시킬 것이다.
미국특허 제5,626,420호는 연속한 혼합공정 및 장치를 개시한 것으로, 상기 참조문헌에서 기제 엘라스토머(들)와 다른 성분들이 스테이터와 회전하는 로터로 형성된 혼합 챔버, 바람직하게는 단축 압출기에 연속적으로 투여되고 도입된다. 도입된 성분들은 추진 및 혼합 영역들을 따라 혼합 챔버내에서 전진된다. 고무 성분의 분산성 및 균질성을 향상시키기 위해, 적어도 소정의 혼합영역에서 혼합 챔버의 충진비는 1미만이다. 성분들, 특히 고무기제를 혼합챔버에 적절히 도입하기 위해, 용적식 펌프(예를 들어, 기어펌프)와 같은 강제 공급수단들이 사용된다. 여러 성분들의 정확한 투여량을 얻기 위해, 충진비가 1미만인 2개의 혼합영역들 사이에 위치된, 충진비가 1인 혼합영역에서 성분들을 첨가시키는 것이 바람직할 수 있다.
미국특허 제5,374,387호는 이축 압출기를 사용한 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법을 개시한 것으로, 상기 이축 압출기는 하기의 연속단계를 포함한다. 압출기의 제 1 혼합영역에서, 엘라스토머 재료가 첨가되고, 전단되며, 점성도를 감소시키면서 제 1 동작온도(일반적으로 130℃ 내지 220℃의 온도)로 가열된다. 그런 후, 강화 충진제와 공정 보조제의 적어도 제 1 부분이 첨가되는 제 2 혼합영역에 엘라스토머 재료가 통과되면서, 동시에 고무 혼합물을 제 2 동작온도(일반적으로 110℃ 내지 160℃의 온도)로 냉각시킨다. 그리고 나서, 그에 따른 생성된 혼합물이 선택적인 제 3 혼합영역을 지나고, 상기 제 3 영역에 접착 프로모터(adhesion promoters), 오존방지제(antiozonants), 염료 첨가제(color additives), 난연제(fire retardants)와 같은 소량의 구성성분 화학제가 고무 혼합물에 도입된다. 바람직하기로, 상기 제 3 혼합영역에서 강화 충진제와 공정 보조제의 제 2 부분이 첨가되어 제 3 동작온도(일반적으로 85℃ 내지 130℃의 온도)에 이른다. 그런 후, 제 4 혼합영역에서, 고무 혼합물은 제 4 동작온도(일반적으로 115℃ 내지 150℃의 온도)에서 가황제로 보완된다. 그리고 나서, 유츨 혼합물이 수송영역(제 5 영역)을 통하게 안내되며, 상기 수송영역에서 유출 혼합물은 어떤 종류의 다이 슬롯 등을 통하여 소정의 형태로 압출된다. 고무 조성물의 여러가지 성분들이, 바람직하게는 중량감소식 공급장치에 의해 미립자로 된 재료 및/또는 액체의 형태로 압출기에 연속적으로 및 개별적으로 계량된다.
미국특허 제5,711,904호는 실리카로 강화된 엘라스토머 조성물의 연속한 혼합방법을 개시하고 있다. 이축 압출기에 엘라스토머 재료가 공급되고, 그런 후 실리카와 실리카 결합제를 포함하는 다른 배합 성분들이 공급된다. 실리카 결합제가 실리카 및 엘라스토머 재료와 반응하게 하도록 압출기를 따라서 온도와 압력이 제어된다. 그리고 나서, 경화제와 가속제가 첨가되는 한편, 혼합물은 100℃에서 20 내지 250 사이의 무니 점성도(Mooney viscosity) ML(1+4)로 유지된다. 혼합은 경화제와 가속제를 완전히 혼합하는데 충분한 시간동안 계속된다. 그런 후, 그에 따라 생성된 엘라스토머 조성물은 압출기 출구에 장착된 적절한 다이를 지나도록 강제된다. 전체 공정은 단일 압출기 또는 연속한 압출기들을 사용하여 수행될 수 있다. 바람직하기로, 머무는 시간은 제 1 이축 압출기에서 증가하며, 그런 후 조성물은 냉각되고, 잘게 으깨지며, 경화제 및 다른 성분들과 함께 고무 혼합물이 완성되는 제 2 이축 압출기로 내보내진다. 여러 압출기들은 개개의 독립한 실체들일 수도 있고, 연속한 공정을 형성하기 위해 서로 결합될 수도 있다. 압출기들은 크로스 헤드 압출기 마운팅으로 긴밀하게 결합될 수도 있고, 예를 들어 한 유닛에서 다른 유닛으로 재료를 수송하는 페스툰(festoons) 또는 벨트를 통해 더 느슨하게 연결될 수도 있다.
본 출원인은, 적어도 하나의 압출기에 의해 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법에 있어서, 생성된 엘라스토머 조성물이 압출동안 달성될 수 있는 매우 양호한 공정조건 제어를 고려하여 예상될 수 있는 바와 같은 성질들의 균질성을 가질 수 없음에 주목했다.
특히, 본 출원인은 압출기의 혼합 성능이 스코칭(scorching)을 피하기 위해 압출기에 대해 매우 엄격한 온도제어를 필요로 하는 온도 민감성의 부수 성분들의 도입에 의해 제한됨에 주목했다. 더욱이, 상기 온도 민감성의 부수 성분들은 일반적으로 최종 영역에 해당하는 압출기의 베럴에 도입된다. 따라서, 상기 온도 민감성의 부수 성분들은 충분히 함께 혼합될 수 없고, 배합되는 복수의 성분들과 균질해질 수 없다.
특히, 본 출원인은 연속한 생산공정으로부터 나온 생성된 엘라스토머 조성물은 물리화학적 성질의 일관성(즉, 균질성) 면에서 만족스럽지 못하며, 상기 성질들은 동일한 제품 켐페인(campaign)내에서 조차도 완성된 제품에서 성능 변화를 유발하며 샘플마다 달라짐에 주목했다.
본 출원인은 상기 고려사항들이 소위 "부수 성분들", 즉, 고무, 강화 충진제 및 가소제와는 다르고, 엘라스토머 조성물의 특징들을 변경 및/또는 향상시키기 위해 첨가되는 성분들에 적용될 때 특히 관계있음에 주목했다. 상기 부수 성분들의 일 예들로는 가교제, 가교 촉진제, 가교 지연제, 가교 활성제, 보호제, 경화수지, 접착 프로모터, 결합제, 응축 촉매이다.
생산되는 엘라스토머 조성물에 따라 타입과 양이 변하는 부수 성분들을 고무 기제에 첨가하는 경우가 특히 중요한데, 이는 부수 성분들이 매우 많고(대개 하나의 고무 혼합물에 적어도 5-15개) 소량(대개 고무 혼합물의 총 중량에 대해 많아야 5 중량%)으로 사용되기 때문이다. 따라서, 상기 부수 성분들의 매우 정확한 배분 및 균일한 균질성을 달성하기가 상당히 어렵다.
본 출원인은 압출기로부터 나오는 엘라스토머 조성물의 물리화학적 성질의 우수한 균질성이 스태틱 믹서에서 실행되는 혼합단계를 생산공정에 제공함으로서 얻어질 수 있음을 알았다.
따라서, 제 1 태양에서, 본 발명은 적어도 하나의 압출기에, 적어도 하나의 엘라스토머 및 적어도 하나의 충진제를 계량하고 공급하는 단계; 상기 압출기에 의해 상기 충진제를 상기 엘라스토머에 혼합하고 분산하는 단계; 및 이렇게 해서 생성되는 엘라스토머 조성물을 적어도 하나의 스태틱 믹서(static mixer)를 통하여 통과시키는 단계를 포함하는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법에 관한 것이다.
본 출원인은 생성된 엘라스토머 조성물을 또 다른 혼합단계가 실행되는 스태틱 믹서를 통하여 통과시키는 상기 단계가 상기 생성된 엘라스토머 조성물의 물리화학적 성질의 재현가능성을 유리하게 보장함을 알았다.
바람직한 실시예에 따르면, 본 발명의 공정은 상기 압출기로부터 생성된 엘라스토머 조성물을 방출하는 단계와, 스태틱 믹서를 통하여 상기 조성물을 통과시키는 단계 전에 상기 조성물을 냉각시키는 단계를 포함한다.
바람직하기로, 상기 압출기는 이축 압출기이다.
바람직한 실시예에 따르면, 본 발명의 공정은 상기 압출기에 의해 상기 엘라스토머에 혼합되고 분산되는 적어도 하나의 부수 성분을 상기 압출기에 계량하고 공급하는 단계를 포함한다.
바람직하기로, 상기 압출기에 계량되고 공급되는 부수 성분들은 온도 민감성의 부수 성분들을 포함하지 않는다.
또 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 공정은 압출기로부터 방출되는 생성된 엘라스토머 조성물에 적어도 하나의 부수 성분을 첨가하는 단계를 포함한다.
바람직하기로, 상기 첨가단계는 상기 냉각단계 후에 실행된다.
바람직하기로, 상기 온도 민감성의 부수 성분들은 압출기로부터 방출된 생성된 엘라스토머 조성물에 첨가된다. 압출기의 작동상태는 온도 민감성의 부수 성분들에 제한되지 않기 때문에, 이는 특히 유리하다. 특히, 혼합 및 분산하는 단계 동안 상기 온도 민감성의 부수 성분들이 없는 상태는 압출기내에서 도달될 수 있는 최대 온도를 제한하지 않는다.
바람직하기로, 부수 성분들은 압출기에 공급되거나, 잘게 분할된 제품의 형태로 압출기에 공급되거나 압출기로부터 방출되는 생성된 엘라스토머 조성물에 첨가된다. 본 발명에 따르면, 용어 "잘게 분할된 제품(subdivided product)"은 개개의 입자들로 된 제품을 말한다. 바람직하기로, 상기 입자들은 평균직경이 0.5㎜ 내지 15㎜, 더 바람직하기로는 1㎜ 내지 10㎜, 가장 바람직하기로는 3㎜ 내지 7㎜이다. 바람직하기로, 상기 입자들은 과립, 작은 공, 비드 또는 진주형태이다.
대안으로, 부수 성분들은 분말 형태로 압출기에 공급되거나, 압출기로부터 방출되는 생성된 엘라스토머 조성물에 첨가된다.
대안으로, 부수 성분들은 액체형태로 압출기에 공급되거나, 압출기로부터 방출되는 생성된 엘라스토머 조성물에 첨가된다.
대안으로, 부수 성분들은 마스터배치 형태로 압출기에 공급되거나, 압출기로부터 방출되는 생성된 엘라스토머 조성물에 첨가된다.
유리하게, 상기 마스터배치는 적어도 하나의 부수 성분과 상기 압출기로부터 방출되는 생성된 엘라스토머 조성물의 소정량을, 바람직하기로는 추가 압출기에, 혼합 및 분산시킴으로써 얻어질 수 있다.
상기 추가 압출기로부터 생성된 마스터배치는 연속한 리본의 형태이거나, 대안으로는, 분할된 제품의 형태로 얻어질 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 본 발명의 공정은 압출기로부터 방출되는 생성된 엘라스토머 조성물로부터 분할된 제품을 얻는 단계를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 압출기로부터 방출되는 생성된 엘라스토머 조성물로부터 분할된 제품을 얻는 단계는 상기 압출기의 방출개구에서 실행되어 압출성형체가 분할된 형태로 직접 얻어진다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 압출기로부터 방출되는 생성된 엘라스토머 조성물로부터 분할된 제품을 얻는 단계는 상기 냉각 단계후에 실행된다.
또 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 공정은 상기 마스터배치로부터 얻은 상기 분할된 제품을 일정량 축적하는 단계; 및 상기 축적된 일정량을 교반하는 단계를 더 포함한다.
본 출원인은 분할된 제품의 형태로 엘라스토머 압출성형체의 일정량을 기설정된 시간동안, 예를 들어 회전드럼에 의해, 축적 및 교반하는 단계는 여러가지 성분들의 계량단계에서 발생할 수 있는 모든 변동 뿐만 아니라 생산공정동안 발생할 수 있는 모든 국소적 불균질성도 보상함을 인지하였다. 본 출원인은 상기 불균질성, 즉 상술한 물리화학적 성질의 일관성 결여는 주로 엘라스토머 조성물을 생산하는데 첨가되는 복수의 성분들의 계량동안 발생할 수 있는 변동에 기인함을 주목했다. 본 출원인은 상기 축적 및 교반단계가 생산공정의 여러 시기에 얻어지는 분할된 제품들을 기계적으로 균질화하게 하여 계량 및 공급단계동안 발생된 모든 가능한 변동들이 유리하게 보상되게 함을 알았다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 축적 및 교반단계는 상기 압출기로부터 방출되는 생성된 엘라스토머 조성물로부터 상기 분할된 제품을 얻는 단계 후에 수행된다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 축적 및 교반단계는 적어도 하나의 부수 성분으로부터 얻은 상기 분할된 제품에 대해서도 또한 실행된다.
또 다른 실시예에 따르면, 적어도 하나의 부수 성분을 상기 압출기로부터 방출되는 생성된 엘라스토머 조성물에 첨가하는 단계는 축적 및 교반단계 전에 수행된다.
대안으로, 적어도 하나의 부수 성분을 상기 압출기로부터 방출되는 생성된 엘라스토머 조성물에 첨가하는 단계는 상기 축적 및 교반단계 후에 실행된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 교반된 분할 제품의 방출이 연속적으로 실행된다.
또 다른 실시예에 따르면, 교반된 분할 제품의 방출은 직렬로 배열되어 있는 적어도 2개의 교반장치에 의해 교반단계의 종료시에 배치방식으로 수행되어 제 1 교반장치는 교반하고, 제 2 교반장치에는 분할된 제품이 채워지거나 배출된다.
바람직한 실시예에 따르면, 본 발명의 공정은 상기 스태틱 믹서를 지나는 엘라스토머 조성물의 방출단계를 더 포함한다. 바람직하기로, 상기 방출단계는 연속적으로 실행된다. 대안으로, 상기 방출단계는 배치방식으로 수행된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 생성된 엘라스토머 조성물은 스코칭을 방지하기 위해 냉각된다. 바람직하기로, 압출기로부터 방출되는 생성된 엘라스토머 조성물은 연속한 동작유닛을 향한 이송동안 상기 엘라스토머 조성물과 접하는 실내온도의 공기에 의해 냉각된다. 대안으로, 상기 냉각단계는, 예를 들어, 냉각된 컨베이어 벨트, 상기 생성된 엘라스토머 조성물에 지향되는 냉각된 공기유동과 같은 당해 기술분야에 공지된 임의의 냉각장치를 사용하거나, 상기 엘라스토머 조성물이 냉매제(일반적으로 물)를 포함하는 냉각관을 지나게 하고 이어서 뜨거운 공기에 의해 건조되게 함으로써 수행된다. 바람직하기로, 상기 엘라스토머 조성물은 높아야 110℃, 더 바람직하게는 20℃ 내지 90℃, 가장 바람직하게는 25℃ 내지 85℃ 온도로 냉각된다.
제 2 태양에서, 본 발명은 적어도 하나의 공급개구와 방출개구를 포함하는 하우징과 상기 하우징에 회전가능하게 장착되는 2개의 스크류를 포함하는 적어도 하나의 이축 압출기; 상기 압출기에 적어도 하나의 엘라스토머와 적어도 하나의 충진제를 계량하고 공급하기 위한 적어도 하나의 계량장치; 및 상기 압출기의 상기 방출개구로부터 방출되는 생성된 엘라스토머 조성물을 통과시키기 위한 적어도 하나의 스태틱 믹서(210)를 포함하는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 스태틱 믹서는 상기 압출기의 방출개구에위치된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 스태택 믹서는 상기 압출기의 하류에 위치된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 장치는 적어도 하나의 부수 성분을 상기 압출기에 계량하고 공급하기 위한 적어도 하나의 또 다른 계량장치를 포함한다. 바람직하기로, 압출기에 공급된 부수 성분들은 온도 민감성의 부수 성분들을 포함하지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 장치는 적어도 하나의 부수 성분을 압출기의 방출개구로부터 방출되는 생성된 엘라스토머 조성물에 첨가하기 위한 적어도 하나의 또 다른 계량장치를 포함한다. 바람직하기로, 온도 민감성의 부수 성분들은 압출기의 방출개구로부터 방출되는 생성된 엘라스토머 조성물에 첨가된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 장치는 스태틱 믹서의 상류에 적어도 하나의 냉각장치를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 장치는 압출기의 방출개구로부터 방출되는 생성된 엘라스토머 조성물로부터 분할된 제품을 얻기 위한 적어도 하나의 장치를 더 포함한다. 바람직하기로, 상기 분할된 제품을 얻기 위한 적어도 하나의 장치는 압출기의 방출개구에 위치하여 압출성형체가 분할된 형태로 직접 얻어진다.
대안으로, 상기 장치는 상기 압출기의 하류에 위치한다. 바람직하기로, 상기 장치는 분쇄기 또는 오픈 밀(open mill)이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 장치는 압출기의 방출개구로부터 방출되는 생성된 엘라스토머 조성물로부터 얻은 축적된 분할 제품을 혼합하기 위한 적어도 하나의 교반장치를 더 포함한다.
바람직하기로, 상기 교반장치는 스태틱 믹서의 상류에 위치한다. 바람직하기로, 상기 교반장치는 회전드럼이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 장치의 계량장치들은 중량측정 공급장치(gravimetric feeders)이다.
바람직한 실시예에 따르면, 엘라스토머 조성물은 공급 및 펌프장치에 의하여 적어도 하나의 스태틱 믹서에 공급된다. 상기 공급 및 펌프장치는 상기 스태틱 믹서를 지나도록 하는데 필요한 압력을 상기 조성물에 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 공급 및 펌프장치는 스태틱 믹서의 상류에 위치한다. 바람직하기로, 상기 공급 및 펌프장치는 기어펌프이다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 공급 및 펌프장치는 상기 스태틱 믹서의 공급개구에 위치한다. 바람직하기로, 상기 공급 및 펌프장치는 기어펌프이거나 단축 압출기(single screw extruder) 또는 왕복 스크류(reciprocating screw), 또는 그 조합이다. 특히, 단축 압출기와 기어펌프의 조합이 바람직하다.
바람직한 실시예에 따르면, 본 발명의 장치는 압출기의 방출개구 상류에 위치한 적어도 하나의 여과기를 더 포함한다.
본 발명은 첨부 도면을 참조로 한층 더 설명된다:
도 1은 엘라스토머 조성물을 생산하는 종래 생산시설의 개략도이다; 그리고
도 2 내지 도 10은 본 발명에 따른 엘라스토머 조성물의 연속한 생산시설에 대한 여러 실시예들의 개략도이다.
간략한 설명을 위해, 첨부 도면에서 동일한 참조부호는 유사하거나 동일한 구성요소에 해당한다.
도 1은 종래 기술에 따른 엘라스토머 조성물의 생산시설(100)의 개략도를 도시한 것이다.
상기 생산시설(100)은 소정의 엘라스토머 조성물의 연속한 리본(또는 로드) E를 생산하는데 적합한 압출기(110)를 구비한다. 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 피드호퍼(feed hoppers)(111)에 의하여, 압출기(100)는 상기 소정의 엘라스토머 조성물를 생산하는데 필요한 레시피(recipe) 성분들로 채워지며, 상기 성분들은 일반적으로, 상기 정의된 바와 같이, 고무 기제(rubber base materials), 강화 충진제들 및 부수 성분들을 포함한다.
일반적으로, 레시피 성분들은 압출기의 여러 영역들에 공급된다. 예를 들어, 도 1은 압출기(110)의 3개의 다른 영역들에 해당하는 주요 유입 A, B, C를 도시하고 있으며, 상기 유입의 수는 생산되는 엘라스토머 조성물에 따른다.
또한, 대개 몇몇 레시피 성분들은 한번 이상 압출기에 공급된다. 예를 들어, 동일한 레시피 성분이, 역시 생산되는 엘라스토머 조성물에 따라, 압출기의 2개의 다른 영역에 공급될 수 있다. 따라서, 도 1의 각 유입 A, B, C는 한가지 이상의 레시피 성분을 포함할 수 있다. 그런 경우로는, 예를 들면, 강화 충진제(예를 들어, 카본블랙, 실리카)로서, 상기 강화 충진제가 바람직하게는 압출기의 여러 영역들에 도입되어 고무 기제내에서의 분산을 높인다.
상기 실시예에 따르면, 온도 민감성의 부수 성분들이 최종 피드호퍼에 대응하는 압출기(110)에 도입된다.
간단히 하기 위해, 도 1은 각각의 유입 A, B, C에 대한 하나의 계량장치(112)만을 도시하고 있다. 그러나, 각 유입이 한가지 이상의 레시피 성분을 포함하는 경우에, 바람직하게는, 각각의 레시피 성분에 전용 계량장치가 제공된다. 이런 식으로, 밀도가 다른 레시피 성분들의 계량으로 인해 발생할 수 있는 계량 오차가 유리하게 감소될 수 있다.
대안으로, 복수의 다른 레시피 성분들이 동일한 계량장치에 의해 계량될 수 있다.
바람직하기로, 계량장치(112)는 중량감소식 중량측정 공급장치(Loss-In-Weight gravimeteric feeder)이다.
일반적으로, 주로 대량 제조업체에 의해 제공되는 고무 기제는, 예를 들어 블레이드(blades)에 의해, 작은 크기(평균치수로서 약 3-50㎜)의 불규칙한 입자들(부스러기들)로 분쇄되고, 그런 후, 재응집를 피하기 위해 응집방지제(antisticking agent)로 보완된다.
또한, 중량측정식으로 제어되는 공급펌프(113)는 또한 압출기 가소성 오일(plasticizing oil)과, 일반적으로 고무기제에 첨가되는 실리카 결합제(예를 들어, 실란(silanes)), 접착 프로모터(예를 들어, 코발트 염(cobalt salts)), 액체수지(예를 들어, 페놀수지), 및 역가황억제제(antireversion agent)(예를 들어, 실란)와 같은 다른 액체 성분들에 도입되도록 제공된다.
도 1은 또한 일반적으로 참조번호(114)로 개략적으로 표시된 가스제거장치가 있는 압출기(110)로부터 배출되는 유출 D를 도시하고 있다.
바람직하기로, 압출기(110)는 동시회전 이축 압출기(co-rotating twin-screw extruder)이다.
도 1을 참조하면, 엘라스토머 조성물은 압출기 다이(117)를 통해 지나감으로써 압출기(110)로부터 방출되어진 결과, 연속한 엘라스토머 리본 E 형태의 엘라스토머 조성물이 얻어진다.
도 2는 본 발명에 따른 연속한 생산시설(200)의 제 1 실시예를 도시한 것으로, 상기 생산시설(200)은 도 1을 참조로 설명된 바와 같은 압출기(110)을 구비한다.
상기 실시예에 따르면, 엘라스토머 조성물은 모든 있을 수 있는 응집물, 금속 입자 또는 다른 불순물을 제거하기 위해 여과된다. 이를 위해, 여과기(filering body)(212)(예를 들어, 스크린 필터)가 압출기 스크류(extruder screw)(미도시)의하류에 위치된다. 상기 엘라스토머 조성물의 여과단계동안, 상기 엘라스토머 조성물의 스코칭을 유발할 수 있는 온도상승을 피하도록 특히 주의하여야 한다.
상기 여과기(212)를 지나는데 충분한 압력을 압출된 재료에 부여하기 위해, 바람직하게는 압출기(110)에 기어펌프(211)가 제공된다. 바람직하기로, 상기 기어펌프(211)는 여과기(212)의 상류에 위치된다.
바람직하기로, 상기 압출기(110)는 이축 압축기이다. 바람직하기로, 상기 압출기(110)의 스크류는 동시회전된다. 바람직하기로, 상기 동시회전하는 치합형(intermeshing) 이축 압출기는 L/D 비가 48이다.
상기 실시예에 따르면, 본 발명의 연속한 생산시설(200)은 압출기(110)의 방출 개구에 위치되는 스태틱 믹서(Static Mixer)(210)를 더 포함한다. 본 발명에 따르면, 스태틱 믹서(210)는 엘라스토머 조성물에 물리화학적 성질에 대한 바람직한 일관성을 부여하기 위해 균질 및 혼합 동작을 수행한다. 엘라스토머 조성물은 연속한 엘라스토머 리본 F의 형태로 고정믹서(210)로부터 방출된다.
본 발명에 따른 공정에 사용될 수 있는 스태틱 믹서는 일반적으로 종래기술에서 자체적으로 공지된 어떠한 이동부도 포함하지 않는 혼합장치로서, 혼합되는 엘라스토머 조성물이 정주된(stationary) 혼합 요소들을 통과하게 함으로써 혼합동작을 행한다. 유출 방향을 바꾸거나 이 유출이 바람직한 채널을 통과하도록 제한함으로써, 상기 혼합 요소들은 상기 유출을 무수히 분할하고 재조합하며, 이에 따라 믹서를 벗어난 엘라스토머 조성물내에서 소정의 균질성을 가질 수 있게 한다. 스태틱 믹서는 바람직하게는 특히 큰 점성 유체를 혼합하도록 설계되고, 통상적으로 플라스틱 사출공정에 사용되는 장치, 예를 들어, 미국특허 제5,564,827호에 개시된 바와 같은 스태틱 믹서이다. 일반적으로, 이러한 타입의 믹서는 혼합되는 재료들이 매우 점성이 크고 따라서 큰 배출압력을 필요로 하더라도, 믹서 내부에 임의의 변형 및/또는 파열을 가능한 한 피할 수 있도록, 용접이나 조인트들이 없는, 단일 피스의 고정 혼합 요소들을 포함한다.
도 3은 본 발명에 따른 연속 생산시설(300)의 제 2 실시예를 도시한 것으로, 상기 생산시설(300)은 도 1을 참조로 설명된 바와 같은 압출기(110)를 포함한다.
바람직하기로, 압출기(110)로부터 나오는 엘라스토머 리본 E는 임의의 적절한 장치(예를 들어, 컨베이어 벨트)에 의해 연속한 동작장치들로 수송하는 동안 상기 엘라스토머 리본을 둘러싸는 주변 온도의 공기에 의해 많아야 110℃의 온도로 냉각된다.
상기 실시예에 따르면, 본 발명의 연속 생산시설(300)은 압출기(110)의 하류에 위치한 스태틱 믹서(210)를 더 포함한다. 스태틱 믹서(210)에는 각각 공급 및 펌프장치(310)와 기어펌프(320)에 의해 엘라스토머 리본 E가 공급된다. 스태틱 믹서(210)를 통과하는데 충분한 압력을 상기 엘라스토머 조성물 E에 부여하기 위해, 상기 엘라스토머 조성물은 공급 및 펌프장치(310)에 공급된 후에, 차례로, 상기 공급 및 펌프장치(310)의 하류에 위치한 기어펌프(320)에 공급된다.
바람직하기로, 상기 공급 및 펌프장치(310)는 특히 기어펌프에 조성물을 공급기에 바람직한 단축 압출기인데, 이는 단축 압출기가 엘라스토머 조성물로 하여금 온도를 현저히 증가시키게 유발하지 않기 때문이다.
최종적으로, 엘라스토머 조성물은 연속한 엘라스토머 조성물 F의 형태로 스태틱 믹서(210)로부터 방출된다.
도 4는 본 발명의 연속한 생산시설(400)의 또 다른 실시예를 도시한 것으로, 이에 따르면, 압출기(110)로부터 나오는 엘라스토머 리본 E가, 임의의 적절한 장치(예를 들어, 컨베이어 벨트)에 의해, 엘라스토머 리본 E를 엘라스토머 분할 제품 G로 변형시키는 그라인딩 장치(grinding device)(410)로 수송된다.
바람직하기로, 상기 그라인딩 장치(410)는 그라인딩 밀(grinding mill) 또는 분쇄기(granulator)이다.
상기 또 다른 실시예에 따르면, 엘라스토머 분할 제품 G는 도 3의 연속한 생산시설(300)을 참조로 설명한 바와 같은 단축 압출기(310)에 연속적으로 공급된다.
도 5는 본 발명의 연속한 생산시설(500)의 또 다른 실시예를 도시한 것으로, 이에 따르면, 분할된 형태의 엘라스토머 조성물을 얻는 단계가 압출기(110)의 방출개구에 직접 수행되어 도 4의 그라인딩 장치(410)가 회피될 수 있다.
예를 들어, 상기 또 다른 실시예에 따르면, 엘라스토머 조성물은 압출단계의 마지막에 상기 엘라스토머 조성물이 통과하도록 유발되는 천공된 다이 플레이트(510)를 압출 헤드에 제공함으로써 과립화될 수 있다.
다이 플레이트(510)에는 일반적으로 절단수단(도 5에서는 도시되지 않음)이 설비되어 있어 엘라스토머 조성물이 과립형태로 얻어질 수 있다.
도 4에 도시된 생산시설(400)과 유사하게, 분할된 형태 G의 엘라스토머 조성물이 상술한 바와 같이 단축 압출기(310)에 연속적으로 공급된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 부수 성분들 또는 이들 성분의 일부(바람직하기로는 온도 민감성의 부수 성분들)가 상기 적어도 하나의 압출기로부터 방출되는 생성된 엘라스토머 조성물에 첨가된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 압출기(110)에는 고무기제, 강화 충진제 및 온도에 민감하지 않고 이에 따라 동작 상태에서 스코칭을 저하 및/또는 유발시키지 않으며 또는 배합공정에 방해되지 않는 부수 성분들(가교제, 가교 촉진제, 가교 지연제 및 가교 활성제)이 공급된다.
대안으로, 상기 온도 민감성의 부수 성분들의 소정양이 상기 엘라스토머 조성물에 첨가되는 반면에, 그 나머지 부분은 압출기에 직접 도입된다.
도 6은 본 발명의 연속한 생산시설(600)의 실시예를 도시한 것으로, 이에 따르면, 부수 성분들, 또는 상기 부수 성분들 중 적어도 일부가 압출기(110)로부터 엘라스토머 리본 E의 형태로 방출되는 생성된 엘라스토 조성물에 마스터배치(masterbatch)로서 첨가된다. 도 6에서, 2개의 부수 성분들 중 2개의 마스터배치 H, I는 본 발명의 비제한적인 예로서 도시되어 있다.
바람직하기로, 상기 마스터배치는 압출기(110)로부터 방출되는 생성된 엘라스토머 조성물의 적어도 소정량과 적어도 하나의 부수 성분을 추가 압출기(미도시)에 혼합 및 분산함으로써 얻어진다.
본 발명의 실시예에 따르면, 각각의 마스터배치는 하나의 부수 성분을 포함한다. 바람직하기로, 상기 부수 성분은 온도 민감성의 부수 성분이다.
또 다른 실시예에 따르면, 각각의 마스터배치는 적어도 2개의 부수 성분들의 혼합물을 포함한다.
바람직한 실시예에서, 연속한 생산시설(600)은 현장에서 상기 마스터배치들을 생산하는데 필요한 장치들을 더 포함한다. 대안으로, 상기 마스터배치들은 상기 연속한 생산시설(600)과는 별도로 제조된다.
도 6에 도시된 바와 같이, (예를 들어, 중량감소식 중량측정 공급장치와 같은 임의의 적절한 계량장치에 의해) 계량된 후에, 마스터배치 H,I는 압출기(110)로부터 방출되는 엘라스토머 리본 E와 함께 단축 압출기(310)의 피드호퍼에 도입되고, 상기 공정은 도 3 내지 도 5를 참조로 설명된 바와 같이 연속적으로 수행된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 연속한 생산시설은 교반장치를 더 포함한다.
상세하게, 도 7은 본 발명의 연속한 생산시설(700)의 실시예를 도시한 것으로, 이에 따르면, 그라인딩 장치(410)로부터 나오는 분할된 제품 G의 일정량이 축적되고 교반장치(710)내에서 교반된다.
바람직하기로, 교반장치(710)는 회전드럼이다.
바람직하기로, 교반단계는 축적된 일정량을 연속적으로 회전시켜(예를 들어, 드럼을 회전시켜) 서로 다른 시각에 그라인딩 장치(410)로부터 나오는 분할된 제품들이 함께 혼합됨으로써 수행된다.
분할된 제품의 단위부분(예를 들어, 과립)이 머무는 시간은 a) 교반장치의 용량; b) 분할된 제품 G의 유출속도; c) 교반장치가 회전드럼인 경우, 드럼의 회전속도; d) 교반장치의 충진도와 같은 복수의 파라미터들에 따른다.
예를 들어, 교반장치가 회전드럼인 경우, 분할된 제품의 유출속도는 약 50kg/h 내지 약 5,000kg/h로 이루어지고, 충진도는 약 0.5이며, 드럼용량은 약 1㎥ 내지 약 5㎥로 구성되고, 회전속도는 약 5rpm 내지 약 15rpm(예를 들어, 약 6rpm)으로 형성되며, 회전드럼내에서 분할된 제품이 머무는 시간은 바람직하게는 5분 내지 15분이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 교반단계의 종료시에, 교반된 분할 제품 L이 교반장치(710)로부터 방출되고 단축 압출기(310)에 공급된다. 따라서, 공정은 도 3 내지 도 6을 참조로 설명된 바와 같이 연속적으로 수행된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도 8은 분할된 형태 G의 엘라스토머 조성물을 얻는 단계가 도 5를 참조로 설명된 바와 같이 압출기(110)의 방출개구에서 직접 수행되는 연속한 생산시설(800)을 도시한 것이다.
또 다른 실시예에 따르면, 부수 성분들의 마스터배치들이 교반장치(710)의 내부에서 (압출기(110)로부터 방출되는) 생성된 엘라스토머 조성물에 첨가된다.
상세하게, 도 9는 연속한 생산시설(900)을 도시한 것으로, 이에 따르면, 분할된 형태의 2개의 부수 성분들의 2개의 마스터배치 H',I'와 압출기(110)로부터 나오는 분할된 형태 G의 생성된 엘라스토머 조성물이 교반장치(710)에 공급된다.
도 10은 부수 성분들, 또는 상기 부수 성분들 중 적어도 일부가 단축 압출기의 내부에서 교반되는 엘라스토머 조성물에 첨가되는데 따른 본 발명의 연속한 생산시설(950)을 도시한 것이다.
상기 실시예에 따르면, 분할된 형태 G의 엘라스토머 조성물은 교반장치(710)에서 교반되고, 부수 성분들 H,I가 연이어 첨가된다. 바람직하기로, 상기 부수 성분들 H,I는 상술한 바와 같은 마스터배치의 형태이다. 바람직하기로, 상기 마스터 배치들은 분할된 형태로 감소된다. 대안으로, 상기 마스터배치들은 리본 형태로 단축 압출기(310)에 도입(주입)된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 하나 이상의 레시피 성분들이 분할된 형태로 각각의 계량장치에 공급된다.
바람직하기로, 부수 성분들은 분할된 형태로 공급된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 하나 이상의 레시피 성분들이 공압 컨베이어 라인에 의해 각각의 계량장치로 수송된다.
공압 컨베이어 라인이 사용되는 경우, 바람직하기로는 적어도 하나의 부수 성분이 공압이송에 특히 적합한 분할된 자유 유동형태(free-flowing form)로 생산시설에 제공된다.
바람직하기로, 상기 적어도 하나의 부수 성분을 열가소성 바인딩제에 분산시킴으로써 상기 자유 유동 성질 뿐만 아니라 높은 치수 규칙성 및 안정성이 얻어진다.
또한, 열가소성 바인딩제는 압출기에 도입될 때 용이하게 용융되므로, 가공 보조제로서 작용하고, 최종 엘라스토머 조성물의 성질에 있어서 어떤 상당한 변화를 유발함이 없이, 상기 적어도 하나의 부수 성분을 고무기제에 분산시키는 것을 현저히 향상시킨다.
계량될 수 있고 분할된 형태로 압출기에 공급될 수 있는 부수 성분들로는, 예를 들어,
(a1) (주로 가용성 결정형태 또는 불용성 폴리머 형태이며, 임의의 유성 상태(oily phase)에서 선택적으로 분산되는)설퍼(sulfur), 설퍼 도너(sulfur donor)(예를 들어, 알킬티우람 디설파이드(alkylthiuram disulfides)); 유기 퍼옥사이드(organic peroxides)와 같은 가교제;
(a2) 티아졸(thiazoles), 술펜아미드(sulfenamides), 구아니딘(guanidines), 티우람(thiurams), 디티오카바메이트(dithiocarbamates), 아민(amines), 크산토게네이트(xanthogenates)와 같은 가교 촉진제;
(a3) 알파-메틸스티렌 수지(alpha-methylstyrene resins), 쿠마론 수지(cumarone resins)와 같은 합성수지;
(a4) 아연 화합물(예를 들어, ZnO, ZnCO3, 지방산 아연염)과 같은 가교 활성제;
(a5) 카르복실산(carboxylic acids), 프탈이미드 유도체(phthalimide derivateives), 디페닐아민 유도체(diphenylamine derivatives)와 같은 가교 지연제;
(a6) 헥사메틸렌테트라아민(hexamethylentertramine, HMT), 레조시놀(resorcinol)과 같은 접착 프로모터;
(a7) 방향족 디아민(armoatic diamines)(예를 들어, N-(1,3-디메틸부틸)-N'-p-페닐렌디아민(N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-p-phenylendiamine(6PPD), 디하이드로키놀린 유도체(dihydrochinoline derivatives), 이미다졸 유도체(imidazole derivatives)와 같은 보호제;
(a8) 실리카, 특히, 황함유 가수분해성 실란(sulfur-contatining hydrolyzable silanes)(예를 들어, 3,3'-비스(트리에톡시실릴프로필)테트라술파이드(3,3'-bis(triethoxysilylprophyl)tetrasulfide, TESPT))용 결합제와 같은 결합제; 및
(a9) 금속 카르복실레이트(metal carboxylates)(예를 들어, 디부틸틴딜라우레이트(dibutyltindilaurate, DBTL))와 같은 응축 촉매로부터 선택될 수 있다.
상기 리스트는 고무 혼합물, 특히 타이어용 고무 혼합물에 사용되는 가장 통상적인 부수 성분들의 몇가지 예를 들기 위해서만 제시되어 있으며, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다.
본 발명에 따른 공정은 임의의 종류의 엘라스토머, 특히 타이어 업계에서 사용되는 엘라스토머 고무 혼합물을 생산하는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 엘라스토머 기제는 다이엔 엘라스토머 폴리머 및 모노 올레핀 엘라스토머 폴리머, 또는 그 혼합물로부터 선택될 수 있다.
다이엔 엘라스토머 폴리머들은 일반적으로 천연산(natural origin)이거나, 용액 또는 이멀젼에서, 선택적으로 50 중량%를 초과하지 않는 양의 적어도 하나의 모노비닐아렌(monovinylarene)을 갖는, 적어도 하나의 혼합된 다이올레핀(diolefin)의 중합에 의해 얻어질 수 있다. 다이엔 엘라스토머 폴리머의 예들로는 시스-1,4-폴리아이소프렌(cis-1,4-polyisoprene)(천연고무이거나 합성고무, 바람직하게는 천연고무), 3,4-폴리아이소프렌(3,4-polyisoprene), 폴리-1,3-부타디엔(poly-1,3-butadiene)(특히, 15 중량% 내지 85 중량%의 1,2-중합화 유닛의 함량을 갖는 고 비닐 폴리-1,3-부타디엔(high vinyl poly-1,3-butadiene)), 폴리클로로프렌(polychloroprene), 선택적으로 할로겐화 아이소프렌/아이소부텐 코폴리머(halogenated isoprene/isobutene copolymers), 1,3-부타디엔/아크릴로니트릴 코폴리머(1,3-butadiene/acrylonitrile copolymers), 1,3-부타디엔/스티렌 코폴리머(1,3-butadiene/styrene copolymers), 1,3-부타디엔/아이소프렌 코폴리머(1,3-butadiene/isoprene copolymers), 아이소프렌/스티렌 코폴리머(isoprene/styrene copolymers), 아이소프렌/1,3-부타디엔/스티렌 터폴리머(isoprene/1,3-butadiene/styrene terpolymers); 또는 그 혼합물들이다.
모노올레핀 엘라스토머 폴리머에 대해, 상기 폴리머들은 에틸렌과 3 내지 12개의 탄소원자를 갖는 적어도 하나의 알파-올레핀, 및, 선택적으로 4 내지 12개의 탄소원자를 갖는 다이엔의 코폴리머; 폴리아이소부텐; 아이소부텐과 적어도 하나의 다이엔의 코폴리머로부터 선택될 수 있다. 특히, 에틸렌/프로필렌 코폴리머(EPR); 에틸렌/프로필렌/다이엔 터폴리머(EPDM); 폴리아이소부텐; 부틸 고무; 할로부틸 고무(halobutyl rubbers); 또는 그 혼합물이 바람직하다.
고무 혼합물은 카본블랙, 실리카, 알루미나, 알루미노실리케이트(aluminosilicates), 칼슘 카보네이트(calcium carbonate), 카올린(kaolin), 티타늄 디옥사이드(titanium dioxide), 또는 그 혼합물과 같은 적어도 하나의 충진제를 더 포함한다. 특히, 카본블랙 및 실리카, 또는 그 혼합물이 바람직하다. 강화 충진제의 양은 일반적으로 0.1 내지 120phr, 바람직하게는 20 내지 90phr일 수 있다(phr= 총 엘라스토머 기제의 100 중량부 당 중량부).
가공성(processability)을 향상시키기 위해, 바람직하기로는 적어도 하나의 가소제가 고무 혼합물에 첨가된다. 일반적으로, 미네랄 오일, 야채 오일, 합성 오일 등 또는 그 혼합물, 예를 들어, 아로마 오일, 나프텐 오일(naphthene oil), 프탈레이트(phtalates), 콩기름, 또는 그 혼합물로부터 선택된다. 가소제의 양은 일반적으로 2 내지 100phr, 바람직하게는 5 내지 50phr의 범위에 이를 수 있다.
하기 실제 실시예를 들어 본 발명을 한층 더 설명한다.
실시예 1(본원발명)
도 4의 개략적인 생산공정을 따라 엘라스토머 조성물을 생산하였다.
엘라스토머 기제로서 천연고무(NR)와 부타디엔 고무(BR) 및 강화 충진제로서 카본블랙을 사용하여 상기 엘라스토머 조성물을 제조하였다.
엘라스토머 조성물의 레시피가 하기 표 1에 나타나 있다
성분 phr
NR(STR 20) 50
BR(폴리부타디엔 Buna? Cis-132-바이엘사(Bayer)) 50
카본블랙 N660 50
부수성분 징크 옥사이드(Zinc oxide) 3
왁스(Wax) 2
스테아린산(stearic acid) 2
N-터부틸-메르캅토벤조티아질 술펜아미드(N-terbutyl-mercaptobenzothiazyl sulphenamide(TBBS)) 0.8
불용성 설퍼(Sn) 1.8
N-싸이클로헥실 티오프탈로이미드(N-cyclohexyl thiophtaloimide)(PVI) 0.3
산화방지제(Antioxidant)(6PPD) 2.5
총계 162.4
용어 "phr"은 총 고무의 100 중량부 당 중량부를 나타낸다.
회전 블레이드가 달린 2개의 밀(mills)에 의해, 평균 입자크기가 약 1㎝인 과립형태의 천연고무와 부타디엔 고무를 얻었다.
재응집을 방지하기 위해, 얻은 2개의 고무 과립들에 실리카를 뿌렸다.
연이어, 2개의 고무 과립의 기계적 혼합을 수행하였고, 2개의 다른 고무의 혼합 과립을 실린더 직경이 58㎜이고 L/D 비가 48인 동시회전하는 치합형 이축 압출기의 제 1 피드호퍼(주 호퍼)에 공급하였다.
상기 혼합된 과립들을 이축 압출기로의 공급은 중량측정 공급장치에 의해 수행되었다.
이축 압출기의 다른 영역들에 분말형태의 부수 성분들을 도입하였다.
강화 충진제, 즉 카본블랙의 약 50 중량%를 전용 중량측정 공급장치에 의해 이축 압출기의 제 1 공급호퍼에 과립화된 고무와 함께 공급하였다.
카본블랙 뿐만 아니라 징크 옥사이드, 왁스 및 스테아린산의 나머지 부분들도 다른 전용 중량측정 공급장치, 즉 각 성분에 대한 중량측정 공급장치에 의해 이축 압출기의 제 2 피드호퍼에 공급하였다.
불용성 설퍼, N-싸이클로헥실 티오프탈로이미드(N-cyclohexyl thiophtaloimide)(PVI)와 N-터부틸-메르캅토벤조티아질 술펜아미드(N-terbutyl-mercaptobenzothiazyl sulphenamide)(TBBS), 즉, 경화제(curatives)를 전용 중량측정 공급장치에 의해 이축 압출기의 또 다른 피드호퍼에 공급하였다.
산화방지제 6PPD를 중량측정 제어식 공급펌프에 의해 용융상태에서 주입하였다.
생산공정에서 공급 중량측정 시스템에 의해 도입된 무게오차를 결정하기 위해, 각각의 중량측정 공급장치에 레시피 성분의 순간적인 유입을 계량하고 표시한 온라인 전자제어장치를 제공하였다. 필요하다면, 상기 제어장치는 중량측정 공급장치의 공급 메카니즘 작동에 의해 순간적인 유입을 수정할 수 있다.
압출된 엘라스토머 조성물은 폭이 약 10㎝이고 두께가 약 2㎝인 연속한 리본 형태였다.
상기 리본을 회전 블레이드가 달린 밀에 공급하여, 평균입자크기가 약 1㎝인 엘라스토머 과립을 얻기 위해 상기 리본을 작은 공으로 만들었다.
과립형태의 엘라스토머 조성물 100㎏을 생산하였고 재응집을 방지하기 위해 실리카를 뿌렸다.
연이어, 상기 과립양은 실린더 직경이 50㎝이고 L/D 비가 12인 단축 압출기에 공급되었다.
단축 압출기는 상기 단축 압출기로부터 나오는 압출성형체를 균질화하기 위해 스태틱 믹서(Sulzer Chemtech 사에 의해 생산된 Sulzer SMK-X DN 30)에 엘라스토머 조성물을 공급하는 단계를 수행하였다.
스태틱 믹서로부터 나오는 엘라스토머 조성물은 약 130℃의 온도였고 직경이 약 3㎝인 로드의 형태였다.
상기 로드로부터 8개 샘플들(각 샘플은 길이가 약 25㎜이고 직경이 약 14㎜인 실린더 형태임)을 얻었고 170℃에서 10분간 경화단계를 거쳤다.
하기 성질들을 평가하기 위해 연속적으로 상기 샘플들을 테스트하였다:
표준 ISO 289/1에 따른 100℃에서 무니 점성도(Mooney viscosity) ML(1+4);
ISO 표준 37에 따른 기계적 성질(100% 모듈러스, 300% 모듈러스, 파단시 응력, 파단시 신장);
동적 탄성성질; 및
ISO 표준 48에 따른 23℃ 및 100℃에서 IRHD도로 나타낸 경도.
표 2에서, 테스트 샘플들의 각 성질에 대한 산술평균값을 나타내었다.
하기 방법에 따른 압축모드에서 다이나믹 인스트론 장치(dynamic instron device)로 동적 탄성성질을 측정하였다. 초기 길이에 대한 10%의 길이방향 변형까지 사전 압축하중이 걸리고 전체 검사기간동안 사전고정된 온도(70℃ 또는 23℃)에서 유지되는 각 샘플은, 100Hz 주파수와 함께, 사전하중을 받아 길이에 대해 ±3.33%의 진폭을 갖는 동적인 사인모양의 스트레인(sinusoidal strain)을 받았다. 동적 탄성성질을 동적 엘라스토머 모듈(E')과 탄델타(tandelta)(손실 인자) 값으로 표현하였다. 점성 모듈러스(E")와 탄성 모듈러스(E')간의 비로 탄델타 값을 계산하였으며, 상기 점성 모듈러스와 탄성 모듈러스 둘 다는 위의 동적 측정으로 결정하였다.
상술한 샘플들에 대해, 각각의 테스트된 성질들에 대해서, 본 출원인은 평균값으로부터 측정된 값의 산포를 정량화하기 위해 표준편차(σ)와 산포계수(scattering coefficient)(V)를 계산하였다.
테스트 평균값 표준편차 σ 산포계수 V(%)
점성도(ML 1+4 100℃) 45.40 0.634 1.41
100% 모듈러스(Mpa) 1.34 0.041 3.06
300% 모듈러스(Mpa) 6.25 0.289 4.62
파단시 응력(MPa) 15.31 0.711 4.64
파단시 신장(%) 590.50 14.281 2.42
E'(23℃)(MPa) 5.059 0.072 1.42
E'(70℃)(MPa) 3.968 0.091 2.29
탄델타(23℃) 0.164 0.002 1.45
탄델타(70℃) 1.137 0.004 0.36
IRHD 경도(23℃) 53.20 0.532 1.00
IRHD 경도(100℃) 51.60 0.620 1.20
여기서, 분산계수 V는 아래와 같이 계산된다:
(1)
또는
(2)
여기서,
는 모든 샘플들에 대해 성질 x의 측정된 값들의 산술평균이다, 즉:
(3)
N은 고려된 총 샘플들의 수이고,
σ는 아래와 같이 계산된 표준편차이다:
(5)
산포계수 V는 표준편차 σ에 직접 비례하기 때문에, V 값이 더 클수록, σ도 더 크다. 즉, 평균값에 따른 중심의 가우시안 곡선의 진폭이 더 크다. 물론, V 값이 더 클수록, 샘플마다 측정된 물리화학적 성질들의 불일치성도 더 크다.
실시예 2(본원발명)
도 7에 도시된 타이어의 연속산 생산시설에서 실시예 1의 엘라스토머 조성물을 처리하였다.
상기 엘라스토머 조성물은 밀(mill)로부터 나오는 과립형태의 엘라스토머 조성물을 회전 드럼에 공급하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 생산공정 및 동일한 동작조건을 받았다.
과립형의 엘라스토머 조성물 100kg을 생산하였고 재응집을 방지하기 위해 실리카를 뿌렸다.
연이어, 상기 과립양을 1,500리터의 용량을 갖는 회전드럼에 공급하였고, 약 25rpm의 회전속도로 10분간 교반하여 작은 공모양의 압출성형체(extrudate) 형태로 균질화하였다.
교반단계의 마지막에, 회전드럼을 정지시키고, 실시예 1에 설명한 바와 같이스태틱 믹서에 연결된 단축 압출기에 방출된 과립들을 공급하였다.
실시예 1과 유사하게, 스태틱 믹서로부터 나온 생성된 엘라스토머 조성물은 약 130℃의 온도에서 직경이 약 3㎝인 막대의 형태였다.
상기 막대로부터 8개의 샘플들(각 샘플들은 길이가 약 25㎜이고 직경이 약 14㎜인 실린더 형태임)을 얻었고 170℃에서 10분간 경화단계를 거쳤다.
연이어, (실시예 1에 설명된 바와 같이) 상술한 성질들을 평가하기 위해 상기 샘플들을 테스트하였고, 그 결과들이 표 3에서 나타나있다.
표 3에서 테스트된 샘플들의 각 성질들에 대한 산술평균값이 나타나 있다.
테스트 평균값 표준편차 σ 산포계수 V(%)
점성도(ML 1+4 100℃) 46.00 0.359 0.78
100% 모듈러스(Mpa) 1.55 0.017 1.10
300% 모듈러스(Mpa) 7.24 0.019 1.55
파단시 응력(MPa) 14.81 0.376 2.54
파단시 신장(%) 538.20 13.616 2.53
E'(23℃)(MPa) 4.89 0.129 2.64
E'(70℃)(MPa) 4.02 0.088 2.19
탄델타(23℃) 0.148 0.003 1.35
탄델타(70℃) 0.113 0.002 1.77
IRHD 경도(23℃) 57.30 0.201 0.35
IRHD 경도(100℃) 53.60 0.247 0.46
실시예 3(본원발명)
도 9의 개략적인 생산공정에 따라 엘라스토머 조성물을 생산하였다.
엘라스토머 기제로서 천연고무(NR)와 부타디엔 고무(BR) 및 충진제로서 카본블랙을 사용하여 상기 엘라스토머 조성물을 제조하였다.
엘라스토머 조성물의 레시피가 하기 표 4에 나타나 있다.
성분 phr
NR(STR 20) 50
BR(polybutadiene Buna? Cis-132-바이엘) 50
카본블랙 N660 50
부수 성분들 징크 옥사이드 3
왁스 2
스테아린산 2
산화방지제(6PPD) 2.9
총계 159.5
실시예 1에서 설명한 바와 같이, 혼합 후에 과립형태로 얻은 천연고무와 부타디엔 고무를 실린더 직경이 58㎜이고 L/D가 48인 동시회전하는 치합형 이축 압출기의 제 1 피드호퍼(주 호퍼)에 공급하였다.
표 4에서 표시된 부수 성분들을 이축 압출기의 다른 영역들에 분말형태로 도입하였다.
과립형 고무와 함께 강화 충진제, 즉 카본블랙의 약 50 중량%를 제 1 피드호퍼에 공급하는 한편, 카본블랙의 나머지 부분 뿐만 아니라 징크 옥사이드, 왁스 및 스테아린산을 이축 압출기의 제 2 공급호퍼에 공급하였다.
중량측정식으로 제어되는 공급펌프에 의해 용융된 상태의 산화방지제 6PPD를 주입하였다.
불용성 설퍼, N-싸이클로헥실 티오프탈로이미드(N-cyclohexyl thiophtaloimide)(PVI)와 N-터부틸-메르캅토벤조티아질 술펜아미드(N-terbutyl-mercaptobenzothiazyl sulphenamide)(TBBS), 즉, 경화제는 이축 압출기의 내부에서 공정되지 않았고, 표 5 및 표 6에 나타난 조성물을 갖는 2개의 마스터배치에 의해 이축 압출기로부터 나온, 생성된 엘라스토머 조성물에 첨가하였다.
마스터배치1 phr
이축 압출기로부터의 엘라스토머 조성물 100
부수 성분들 불용성 설퍼(Sn) 11.50
N-싸이클로헥실 티오프탈로이미드(PVI) 1.92
총계 113.42
마스터배치2 phr
이축 압출기로부터의 엘라스토머 조성물 100
부수 성분들 N-터부틸-메르캅토벤조티아질 술펜아미드(TBBS) 5.74
총계 105.74
표 5 및 표 6에서 나타난 레시피에 따른 (압출기로부터 나오는) 엘라스토머 조성물과 온도 민감성의 부수 성분들의 소정량이 공급된 또 다른 이축 압출기에 의해 도 9에 도시된 생산시설과는 별도로 마스터배치 1 및 2를 제조하였다.
연이어, 평균입자크기가 약 5㎜인 과립을 얻도록 절단장치를 사용하여 마스터배치 1 및 2를 작은 공모양으로 만들었다.
평균입자크기가 약 1㎝인 엘라스토머 과립을 얻기 위해 이축 압출기로부터 나오는 생성된 엘라스토머 조성물을 작은 공모양으로 만들었다. 도 9에 설명한 실시예에 따라, 엘라스토머 조성물이 통과하도록 하는 천공 다이를 압출 헤드에 제공함으로써 압출기의 방출개구에서 직접 엘라스토머 조성물을 작은 공모양으로 만들었다.
이축 압출기로부터 나오는 생성된 엘라스토머 조성물 80kg, 마스터배치1 10.93kg 및 마스터배치2 9.07kg(총 100kg)을 1,500리터의 용량을 갖는 회전드럼에 공급하였고, 약 25rpm의 회전속도로 10분간 교반하여 작은 공모양의 압출성형체 형태로 균질화하였다.
교반의 마지막 단계에서, 회전드럼을 정지시키고, 실시예 1에 설명한 바와 같이, 스태틱 믹서에 연결된 단축 압출기에 방출된 과립들을 공급하였다.
실시예 1과 유사하게, (스태틱 믹서로부터 나온) 생성된 엘라스토머 조성물은 약 133℃의 온도에서 직경이 약 3㎝인 막대의 형태였다.
상기 로드로부터 5개의 샘플들(각 샘플들은 길이가 약 25㎜이고 직경이 약 14㎜인 실린더 형태임)을 얻었고 170℃에서 10분간 경화단계를 거쳤다.
연이어, 상술한 성질들을 평가하기 위해 상기 샘플들을 테스트하였고, 그 결과들이 표 7에서 나타나있다.
표 7에서 테스트된 샘플들의 각 성질들에 대한 산술평균값이 나타나 있다.
테스트 평균값 표준편차 σ 산포계수 V(%)
점성도(ML 1+4 100℃) 60.76 0.666 1.10
100% 모듈러스(Mpa) 1.59 0.022 1.38
300% 모듈러스(Mpa) 6.87 0.134 1.95
파단시 응력(MPa) 14.64 0.625 4.27
파단시 신장(%) 560.60 19.835 3.46
E'(23℃)(MPa) 4.918 0.055 1.12
E'(70℃)(MPa) 4.061 0.028 0.69
탄델타(23℃) 0.162 0.003 1.85
탄델타(70℃) 0.132 0.001 0.76
IRHD 경도(23℃) 57.78 0.337 0.65
IRHD 경도(100℃) 52.04 0.757 1.45
실시예 4(비교)
실시예 1의 엘라스토머 조성물을 계량하였고, 도 1에 도시된 연속한 생산시설에 따른 동시회전하는 치합형 이축 압출기에 공급하였다.
엘라스토머 기제로서 천연고무(NR)와 부타디엔 고무(BR) 및 충진제로서 카본블랙을 사용하여 상기 엘라스토머 조성물을 제조하였다.
회전 블레이드가 달린 2개의 밀(mills)에 의해, 평균 입자크기가 약 1㎝인 과립형태의 천연고무와 부타디엔 고무를 얻었다.
재응집을 방지하기 위해, 얻은 2개의 고무의 과립들에 실리카를 뿌렸다.
연이어, 2개 고무 과립들의 기계적 혼합을 수행하였고, 2개의 다른 고무의 혼합 과립들을 실린더 직경이 58㎜이고 L/D 비가 48인 동시회전하는 치합형 이축 압출기의 제 1 피드 호퍼(주요 호퍼)에 공급하였다.
상기 혼합된 과립들을 이축 압출기로의 이송은 중량측정 공급장치에 의해 실행되었다.
이축 압출기의 다른 영역들에 분말형태의 부수 성분들을 도입하였다.
강화 충진제, 즉 카본블랙의 약 50 중량%가 전용 중량측정 공급장치에 의해 이축 압출기의 제 1 피드 호퍼에 과립화된 고무와 함께 공급된다.
카본블랙 뿐만 아니라 징크 옥사이드, 왁스 및 스테아린산의 나머지 부분들도 다른 전용 중량측정 공급장치, 즉 각 성분에 대한 중량측정 공급장치에 의해 이축 압출기의 제 2 피드 호퍼에 공급하였다.
불용성 설퍼, N-싸이클로헥실 티오프탈로이미드(N-cyclohexyl thiophtaloimide)(PVI)와 N-터부틸-메르캅토벤조티아질 술펜아미드(N-terbutyl-mercaptobenzothiazyl sulphenamide)(TBBS), 즉, 경화제를 전용 중량측정 공급장치에 의해 이축 압출기의 또 다른 공급 호퍼에 공급하였다.
산화방지제 6PPD를 중량측정제어식 공급펌프에 의해 용융상태에서 주입하였다.
압출된 엘라스토머 조성물은 폭이 약 10㎝이고 두께가 약 2㎝인 연속한 리본 형태였다. 압출기의 온도는 약 126℃였다.
상기 리본으로부터 10개 샘플들을 얻었고 170℃에서 10분간 경화단계를 거쳤으며, 그 물리화학적 성질들을 평가하기 위해 테스트하였다.
그 결과들이 표 8에 나타나 있다.
테스트 평균값 표준편차 σ 산포계수 V(%)
점성도(ML 1+4 100℃) 40.932 1.533 3.75
100% 모듈러스(Mpa) 1.529 0.149 9.74
300% 모듈러스(Mpa) 7.113 0.652 9.17
파단시 응력(MPa) 14.772 0.661 4.47
파단시 신장(%) 546.190 36.070 6.60
E'(23℃)(MPa) 4.99 0.123 2.46
E'(70℃)(MPa) 3.96 0.128 3.23
탄델타(23℃) 0.161 0.004 2.48
탄델타(70℃) 1.130 0.009 6.92
IRHD 경도(23℃) 56.070 1.818 3.24
IRHD 경도(100℃) 52.260 1.891 3.62
표 2, 3, 7 및 8에 나타난 값들을 비교함으로써, 본 발명의 생산공정으로 얻은 엘라스토머 샘플들의 측정된 물리화학적 성질들에 대한 산포계수 V는 종래 생산공정으로 얻은 엘라스토머 샘플들의 대응하는 산포계수 V보다 현저히 낮음을 지적할 수 있다.
상술한 바와 같이, 산포계수 V가 현저히 줄어들 수 있다는 사실이 특히 이점적인데, 이는 매우 낮은 산포계수가 본 발명에 따른 생산공정으로 인해 얻은 엘라스토머 조성물의 물리화학적 성질들이 실질적으로 생산 켐페인(production campaign)의 전체 기간동안 유지되는 것을 의미하기 때문이다.
이는, 생산공정의 동일한 레시피로부터 다른 시기에 얻은 엘라스토머 제조제품이 성질이 균질할 뿐만 아니라 일정한 고품질의 일관성을 나타낼 것으로 예상되므로 실질적으로 동일한 동작이 동일한 생산 켐페인에 속하는 제품마다 보장될 수 있음을 뜻한다.
또한, 2개의 이축 압출기가 달린 종래의 연속한 공정과 비교하면, 본 발명에 따른 연속한 생산공정은 생산된 엘라스토머 조성물의 물리화학적 성질의 산포면에서 양호한 결과를 제공하며, 유리하게는 더 저렴하고 덜 복잡하게 수행된다.

Claims (46)

  1. 적어도 하나의 압출기(110)에, 적어도 하나의 엘라스토머 및 적어도 하나의 충진제를 계량하여 공급하는 단계;
    상기 압출기(110)에 의해 상기 충진제를 상기 엘라스토머에 혼합하고 분산하는 단계; 및
    이렇게 해서 생성되는 엘라스토머 조성물을 적어도 하나의 스태틱 믹서(static mixer)(210)를 통하여 통과시키는 단계를 포함하는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압출기(110)로부터 상기 생성된 엘라스토머 조성물을 방출하는 단계를 더 포함하고, 상기 방출단계는 상기 통과시키는 단계전에 수행되는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 압출기(110)로부터 방출되는 상기 생성된 엘라스토머 조성물을 냉각시키는 단계를 더 포함하는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 생성된 엘라스토머 조성물은 높아야 110℃의 온도에서 냉각되는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 온도는 20℃ 에서 90℃ 범위에 이르는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 압출기(110)에 적어도 하나의 부수 성분을 계량하고 공급하는 단계를 더 포함하는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 부수 성분은 온도 민감성의 부수 성분을 포함하지 않는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 압출기(110)에 의해 상기 적어도 하나의 부수 성분을 상기 엘라스토머에 혼합하고 분산하는 단계를 더 포함하는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 압출기(110)로부터 방출되는 상기 생성된 엘라스토머 조성물에 적어도 하나의 부수 성분을 첨가하는 단계를 더 포함하는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  10. 제 6 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부수 성분이 적어도 하나의 온도 민감성의 부수 성분을 포함하는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  11. 제 6 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부수 성분은 잘게 분할된 제품의 형태인 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  12. 제 6 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부수 성분은 분말 형태인 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  13. 제 6 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부수 성분은 마스터배치 형태인 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 마스터배치는 상기 부수 성분과 상기 압출기(110)로부터 방출되는 상기 생성된 엘라스토머 조성물을 포함하는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 마스터배치는 분할된 제품의 형태인 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  16. 제 2 항에 있어서,
    상기 압출기(110)로부터 방출되는 상기 생성된 엘라스토머 조성물로부터 분할된 제품을 얻는 단계를 더 포함하는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 분할된 제품을 얻는 단계는 상기 압출기(110)의 방출개구에서 실행되는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  18. 제 3 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 생성된 엘라스토머 조성물로부터 분할된 제품을 얻는 단계는 상기 냉각단계 후에 수행되는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 압출기(110)로부터 방출되는 생성된 엘라스토머 조성물로부터 얻은 상기 분할된 제품을 일정량 축적하는 단계, 및
    상기 일정량의 축적된 분할된 제품을 교반하는 단계를 더 포함하는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 마스터배치로부터 얻은 상기 분할된 제품을 일정량 축적하는 단계; 및
    상기 축적된 일정량을 교반하는 단계를 더 포함하는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  21. 제 9 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 첨가단계는 상기 축적단계와 교반단계 전에 수행되는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  22. 제 9 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 첨가단계는 상기 축적단계와 교반단계 후에 수행되는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 스태틱 믹서(210)로부터 상기 엘라스토머 조성물을 방출하는 단계를 더 포함하는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 방출단계는 연속적으로 수행되는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 방출단계는 배치방식으로 수행되는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  26. 제 6 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 부수 성분은 가교제, 가교 촉진제, 수지, 가교 활성제, 가교 지연제, 접착 프로모터, 보호제, 결합제, 응축 촉매로부터 선택되는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 방법.
  27. 적어도 하나의 공급개구(111)와 방출개구를 포함하는 하우징과 상기 하우징에 회전가능하게 장착되는 2개의 스크류를 포함하는 적어도 하나의 이축(twin-screw) 압출기(110);
    상기 압출기(110)에 적어도 하나의 엘라스토머와 적어도 하나의 충진제를 계량하고 공급하기 위한 적어도 하나의 계량장치(112); 및
    상기 압출기(110)의 상기 방출개구로부터 방출되는 생성된 엘라스토머 조성물을 통과시키기 위한 적어도 하나의 스태틱 믹서(210)를 포함하는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 장치(200,300,400,500,600,700,800,900,950).
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 스태틱 믹서(210)는 상기 압출기(110)의 상기 방출개구에 위치되는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 장치.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 스태틱 믹서(210)는 상기 압출기(110)의 하류에 위치되는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 장치.
  30. 제 27 항에 있어서,
    상기 압출기(110)에 적어도 하나의 부수 성분을 계량하고 공급하기 위한 적어도 하나의 또 다른 계량장치(112)를 더 포함하는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 장치.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 방출개구로부터 방출되는 상기 생성된 엘라스토머 조성물(E)에 적어도 하나의 부수 성분을 계량하고 첨가하기 위한 적어도 하나의 또 다른 계량장치를 더 포함하는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 장치.
  32. 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
    상기 부수 성분은 적어도 하나의 온도 민감성 부수 성분을 포함하는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 장치.
  33. 제 29 항에 있어서,
    상기 스태틱 믹서(210)의 상류에 적어도 하나의 냉각장치를 더 포함하는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 장치.
  34. 제 29 항에 있어서,
    상기 방출개구로부터 방출되는 상기 엘라스토머 조성물(E)로부터 분할된 제품(G)을 얻기 위한 적어도 하나의 장치(410,510)를 더 포함하는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 장치.
  35. 제 34 항에 있어서,
    분할된 제품(G)을 얻기위한 상기 장치(510)는 상기 압출기(110)의 상기 방출개구에 위치되는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 장치.
  36. 제 35 항에 있어서,
    분할된 제품(G)을 얻기 위한 상기 장치(510)는 절단수단을 갖춘 천공된 다이 플레이트인 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 장치.
  37. 제 34 항에 있어서,
    분할된 제품(G)을 얻기 위한 상기 장치(410)는 분쇄기(granulator) 또는 오픈밀(open mill)인 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 장치.
  38. 제 34 항에 있어서,
    상기 압출기(110)로부터 방출되는 상기 생성된 엘라스토머 조성물(E)로부터 얻은 축적된 분할 제품(G)을 혼합하기 위한 적어도 하나의 교반장치(710)를 더 포함하는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 장치.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 교반장치(710)는 상기 스태틱 믹서(210)의 상류에 위치하는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 장치.
  40. 제 27 항 또는 제 31 항에 있어서,
    상기 계량장치(112)는 중량측정식 공급장치인 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 장치.
  41. 제 38 항에 있어서,
    상기 교반장치(710)는 회전드럼인 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 장치.
  42. 제 28 항에 있어서,
    상기 스태틱 믹서(210)의 상류에 위치된 공급 및 펌프장치(211)를 더 포함하는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 장치.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 공급 및 펌프장치(211)는 기어펌프인 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 장치.
  44. 제 29 항에 있어서,
    상기 스태틱 믹서(210)의 공급개구에 위치한 공급 및 펌프장치(310,320)를 더 포함하는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 장치.
  45. 제 44 항에 있어서,
    상기 공급 및 펌프장치(310,320)는 기어펌프, 단축 압출기, 왕복 스크류 및 그 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 장치.
  46. 제 27 항에 있어서,
    상기 압출기(110)의 상기 방출개구의 상류에 위치한 적어도 하나의 여과기(212)를 더 포함하는 연속적으로 엘라스토머 조성물을 생산하는 장치.
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