KR102574107B1 - Apparatus for preparing elastomer composite - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엘라스토머 복합체의 회수율 및 생산성을 향상시키는 것이 가능한 엘라스토머 복합체 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for producing an elastomer composite capable of improving the yield and productivity of the elastomer composite.

Description

엘라스토머 복합체 제조 장치{APPARATUS FOR PREPARING ELASTOMER COMPOSITE}Elastomer composite manufacturing apparatus {APPARATUS FOR PREPARING ELASTOMER COMPOSITE}

본 발명은 엘라스토머 복합체의 회수율 및 생산성을 향상시키는 것이 가능한 엘라스토머 복합체 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for producing an elastomer composite capable of improving the yield and productivity of the elastomer composite.

천연 고무 및 합성 고무는 상업적으로 중요한 수많은 제품에 사용이 되고 있으며, 특히 타이어용으로 가장 많이 사용이 되고 있다. 천연 고무 및 합성 고무와 같은 원료 고무는 단독 혹은 이들의 조합으로 사용되며, 원료 고무 외에도 다양한 첨가제가 혼합되어 사용되고 있다.Natural rubber and synthetic rubber are used in a number of commercially important products, most notably for tires. Raw rubbers such as natural rubber and synthetic rubber are used alone or in combination, and various additives are mixed and used in addition to raw rubber.

일반적으로, 원료 고무에 보강제와 같은 첨가제가 충전되면 고무 제품의 물성 및 수명이 크게 향상되는 것으로 알려지면서 다양한 충전제가 개발 및 사용되고 있다. 고무 제품용 충전제로는 예를 들어, 카본블랙 및 실리카 등이 널리 사용되고 있다.In general, when raw rubber is filled with additives such as reinforcing agents, it is known that physical properties and lifespan of rubber products are greatly improved, and various fillers are being developed and used. As fillers for rubber products, for example, carbon black and silica are widely used.

예를 들어, 타이어용 트레드 부분에 특히 많이 사용되는 고무 제품의 경우 엘라스토머 복합체 내에서 충전제의 분산성이 향상될수록 트레드의 물성이 향상되는 것으로 알려져 있다. 이를 위해, 엘라스토머 복합체 내 충전제의 분산성을 향상시키기 위해 다양한 웨트 마스터 배치 기반 엘라스토머 복합체의 제조 기술이 연구되고 있다.For example, in the case of a rubber product, which is particularly frequently used in the tread portion of a tire, it is known that the physical properties of the tread are improved as the dispersibility of the filler in the elastomer composite is improved. To this end, various wet masterbatch-based elastomer composite manufacturing technologies are being studied in order to improve the dispersibility of the filler in the elastomer composite.

웨트 마스터 배치 기반 엘라스토머 복합체를 제조할 때, 일반적으로 관류형 응고 반응기를 사용하는데, 응고 반응기로는 충전제를 포함하는 액상 미립자 슬러리와 액상 엘라스토머 라텍스가 공급되어 공응고되어 응고 혼합물을 생성한다. 응고 반응기로부터 응고 혼합물은 웜(worm) 또는 소구체 형태의 마스터 배치 크럼으로 얻어질 수 있다.When preparing a wet masterbatch-based elastomer composite, a once-through coagulation reactor is generally used, in which a liquid particulate slurry containing a filler and a liquid elastomer latex are supplied and co-coagulated to form a coagulation mixture. The coagulation mixture from the coagulation reactor can be obtained as master batch crumbs in the form of worms or spherules.

이 때, 고무 제품의 물성을 향상시키기 위해 충전제의 함량을 증가시킬 경우, 응고 반응기로부터 미세 분말 형태의 응고 혼합물이 생성되어 웜 또는 소구체 형태의 마스터 배치 크럼의 수율이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.At this time, when the content of the filler is increased to improve the physical properties of the rubber product, a solidification mixture in the form of fine powder is generated from the coagulation reactor, and the yield of the master batch crumb in the form of worms or spherules may decrease. .

상술한 기술적 배경 하에서, 본 발명은 웨트 마스터 배치 기반 엘라스토머 복합체의 제조 기술의 일환으로, 응고 혼합물로서 웜(worm) 또는 소구체 형태의 마스터 배치 크럼을 생성하는 것이 가능한 응고 반응기를 사용하는 엘라스토머 복합체 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Under the above-described technical background, the present invention, as part of a manufacturing technology of a wet masterbatch-based elastomer composite, is capable of producing a worm or spherical masterbatch crumb as a coagulation mixture Manufacture of an elastomer composite using a coagulation reactor It aims to provide a device.

특히, 본 발명은 응고 반응기로 공급되는 미립자 슬러리 중 충전제의 함량이 증가하더라도 미세 분말 형태의 응고 혼합물이 생성되는 것을 방지하여 웜 또는 소구체 형태의 마스터 배치 크럼의 수율을 향상시키는 것이 가능한 응고 반응기를 사용하는 엘라스토머 복합체 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In particular, the present invention provides a coagulation reactor capable of improving the yield of master batch crumbs in the form of worms or spherules by preventing the formation of a coagulation mixture in the form of fine powder even when the content of the filler in the fine particle slurry supplied to the coagulation reactor increases. It is an object of the present invention to provide an apparatus for producing an elastomer composite to be used.

본 발명의 일 측면에 따르면, 미립자 슬러리 및 엘라스토머 라텍스가 일차적으로 혼합되어 혼합물을 생성하는 혼합 대역과 상기 혼합 대역의 하류에 위치하며, 상기 미립자 슬러리 및 상기 엘라스토머 라텍스가 공응고되어 응고 혼합물을 생성하는 공응고 대역을 포함하는 관류형 응고 반응기 및 상기 응고 반응기의 하류에 위치하며, 상기 응고 혼합물을 탈수 및 압출하는 탈수 압출기를 포함하는 엘라스토머 복합체 제조 장치가 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a mixing zone in which the particulate slurry and the elastomer latex are primarily mixed to form a mixture and a mixing zone located downstream of the mixing zone, wherein the particulate slurry and the elastomer latex are co-coagulated to form a solidified mixture An apparatus for preparing an elastomer composite may be provided, including a once-through coagulation reactor including a co-coagulation zone and a dewatering extruder positioned downstream of the coagulation reactor and dehydrating and extruding the coagulation mixture.

이 때, 상기 공응고 대역을 형성하는 관의 내부 직경은 상기 혼합 대역으로부터 하류로 갈수록 감소한 후 다시 증가하도록 형성됨으로써 응고 혼합물의 흐름에 병목 현상을 부여할 수 있다.At this time, the inner diameter of the tube forming the co-coagulation zone decreases as it goes downstream from the mixing zone and then increases again, thereby giving a bottleneck to the flow of the coagulation mixture.

본 발명에 따르면, 공응고 대역을 형성하는 관의 내부 직경은 상기 혼합 대역으로부터 하류로 갈수록 감소한 후 다시 증가하도록 형성됨으로써 응고 혼합물의 흐름에 병목 현상을 부여하여 응고 반응기로 공급되는 미립자 슬러리 중 충전제의 함량이 증가하더라도 미세 분말 형태의 응고 혼합물이 생성되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라,According to the present invention, the inner diameter of the tube forming the co-coagulation zone is formed to decrease and then increase again as it goes downstream from the mixing zone, thereby providing a bottleneck to the flow of the coagulation mixture, thereby reducing the filler in the particulate slurry supplied to the coagulation reactor. Even if the content is increased, it is possible to prevent the formation of a coagulated mixture in the form of a fine powder. Accordingly,

본 발명에 따르면, 웜 또는 소구체 형태의 마스터 배치 크럼의 수율을 향상시키는 것이 가능하다는 이점이 있다.According to the present invention, there is an advantage that it is possible to improve the yield of master batch crumbs in the form of worms or spherules.

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

도 1은 종래 관류형 응고 반응기의 형상을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘라스토머 복합체 제조 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 도 2에 도시된 엘라스토머 복합체 제조 장치에 사용된 관류형 응고 반응기의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 것이다.1 schematically shows the shape of a conventional once-through coagulation reactor.
2 schematically shows the configuration of an apparatus for manufacturing an elastomer composite according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 schematically shows an embodiment of a once-through coagulation reactor used in the apparatus for producing the elastomer composite shown in FIG. 2 .

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 objects, features and advantages will be described later in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those skilled in the art to which the present invention belongs will be able to easily implement the technical spirit of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter 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 an arbitrary element upstream (or downstream) of a component means that an arbitrary element is disposed directly upstream (or downstream) of the element, as well as a component disposed upstream and downstream. It will be understood that other components may be interposed between the configured 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 it is described that a certain component is connected, coupled, 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 another component. , may be combined or connected.

이하에서는, 본원에 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 엘라스토머 복합체 제조 장치를 설명하기로 한다.Hereinafter, an apparatus for manufacturing an elastomer composite according to some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래 관류형 응고 반응기의 형상을 개략적으로 나타낸 것이다.1 schematically shows the shape of a conventional once-through coagulation reactor.

도 1을 참조하면, 종래 응고 반응기(17)의 상류에는 미립자 슬러리 및 엘라스토머 라텍스뿐만 아니라 엘라스토머 복합체를 제조하는 필요한 다른 성분을 각각 저장하는 제1 저장 탱크(11a), 제2 저장 탱크(11b) 및 제3 저장 탱크(11c)가 위치할 수 있다.Referring to FIG. 1, upstream of the conventional coagulation reactor 17, a first storage tank 11a, a second storage tank 11b for storing not only the particulate slurry and the elastomer latex but also other components necessary for preparing the elastomer composite are respectively stored. A third storage tank 11c may be located.

각각의 저장 탱크는 이송 배관(12a, 12b, 12c)에 의해 개별적으로 응고 반응기(17)의 혼합 대역(13)에 연결되며, 미립자 슬러리, 엘라스토머 라텍스 및 기타 첨가제는 혼합 대역(13)으로 공급되어 일차적으로 혼합된 후, 원료가 지속적으로 공급됨에 따라 형성된 흐름에 따라 공응고 대역(14, 15, 16)으로 이동하여 공응고(coagulation)될 수 있다.Each storage tank is individually connected to the mixing zone 13 of the coagulation reactor 17 by transfer piping 12a, 12b and 12c, and the particulate slurry, elastomer latex and other additives are fed into the mixing zone 13 to After being primarily mixed, it may be moved to the coagulation zones 14, 15, and 16 according to the flow formed as the raw material is continuously supplied and coagulated.

종래 관류형 응고 반응기를 참고하면, 응고 반응기(17)의 공응고 대역(14, 15, 16)의 내부 직경은 도 1에 도시된 바와 같이 계단식으로 증가하거나 점진적으로 증가하도록 형성하였다. 이는 응고 반응기(17)를 통과하면서 엘라스토머 라텍스 및 미립자 슬러리가 공응고되어 크럼이 형성되는데 공응고 대역(14, 15, 16)의 응고 반응기(17)의 하류를 향해 내부 직경이 증가함에 따라 공응고 대역(14, 15, 16)의 하류로 갈수록 공응고된 크럼 배출속도가 감소한다. 이에 따라, 공응고 대역(16)에서 크럼이 뭉쳐져서 웜(worm) 또는 소구체 형태의 마스터 배치 크럼이 만들어질 수 있다.Referring to the conventional once-through coagulation reactor, the inner diameters of the co-coagulation zones 14, 15, and 16 of the coagulation reactor 17 are formed to increase stepwise or gradually, as shown in FIG. While passing through the coagulation reactor 17, the elastomer latex and the fine particle slurry are co-solidified to form crumbs. Downstream of the zones 14, 15 and 16, the discharge rate of the coagulated crumb decreases. Accordingly, the crumbs may be agglomerated in the co-coagulation zone 16 to produce master batch crumbs in the form of worms or spherules.

다만, 이러한 종래 응고 반응기(17)의 경우, 미립자 슬러리 중 충전제의 함량이 소정의 범위를 초과할 경우, 내부로 공급되는 성분들간 충분한 공응고를 유도하지 못하여 미세 분말 형태의 응고 혼합물이 생성하며, 이에 따라 웜 또는 소구체 형태의 마스터 배치 크럼의 수율이 저하되는 문제가 있다.However, in the case of such a conventional coagulation reactor 17, when the content of the filler in the particulate slurry exceeds a predetermined range, sufficient co-coagulation between the components supplied into the inside is not induced, resulting in a fine powder form of coagulation mixture, Accordingly, there is a problem in that the yield of master batch crumbs in the form of worms or spherules is lowered.

이에 따라, 본 발명에서는 응고 반응기, 특히 응고 반응기 내 공응고 대역으로 공급되는 응고 혼합물의 흐름에 병목 현상을 부여하여 응고 반응기로 공급되는 미립자 슬러리 중 충전제의 함량이 증가하더라도 미세 분말 형태의 응고 혼합물이 생성되는 것을 방지할 수 있는 엘라스토머 복합체 제조 장치를 제공하고자 한다.Accordingly, in the present invention, even if the content of the filler in the fine particle slurry supplied to the coagulation reactor increases by giving a bottleneck to the flow of the coagulation mixture supplied to the coagulation reactor, particularly the co-coagulation zone in the coagulation reactor, the coagulation mixture in the form of fine powder It is intended to provide an apparatus for producing an elastomer composite capable of preventing the generation of the composite.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘라스토머 복합체 제조 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.2 schematically shows the configuration of an apparatus for manufacturing an elastomer composite according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 엘라스토머 복합체 제조 장치는 응고 반응기(120), 탈수 압출기(130) 및 선택적으로 건조 압출기(미도시)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , an apparatus for manufacturing an elastomer composite according to an embodiment of the present invention may include a coagulation reactor 120, a dewatering extruder 130, and optionally a drying extruder (not shown).

응고 반응기(120)에는 응고 반응기(120)의 입구측으로 미립자 슬러리 및 엘라스토머 라텍스가 가압 하에 공급되어 응고 혼합물을 생성하는 혼합 대역을 포함한다.Coagulation reactor 120 includes a mixing zone where particulate slurry and elastomeric latex are fed under pressure to the inlet side of coagulation reactor 120 to form a coagulation mixture.

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.Here, the particulate slurry and the elastomer latex are continuously supplied to the coagulation reactor 120, and the particulate slurry and the elastomer latex flow in a constant flow in the coagulation reactor 120 and may 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.In one embodiment, the particulate slurry and the elastomeric latex may be co-coagulated by a high-pressure injection method fed 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 the elastomer latex without using a coagulant by high-pressure injection of the particulate slurry and the elastomer latex into the mixing zone in the coagulation reactor 120 .

또한, 다른 실시예에 있어서, 미립자 슬러리 및 엘라스토머 라텍스는 응고 반응기(120) 내로 동시에 공급된 응고제에 의해 공응고되어 응고 혼합물을 생성할 수 있다.Also, in another embodiment, the particulate slurry and the elastomeric latex may be 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, 응고 반응기(120)로부터 회수된 응고 혼합물의 회수율은 약 85% 이상일 수 있다. 또한, 응고 반응기(120)로부터 회수된 웜(worm) 또는 소구체 형태의 응고 혼합물은 약 80% 이상, 바람직하게는 약 85% 이상일 수 있으며, 미세 분말 형태의 응고 혼합물은 약 10% 이하, 바람직하게는 약 5% 이하일 수 있다.The coagulation mixture can be obtained as master batch crumbs in the form of worms or spherules. At this time, the recovery rate of the coagulation mixture recovered from the coagulation reactor 120 may be about 85% or more. In addition, the coagulation mixture in the form of worms or spherules recovered from the coagulation reactor 120 may be about 80% or more, preferably about 85% or more, and the coagulation mixture in the form of fine powder is about 10% or less, preferably Preferably, it may be about 5% or less.

또한, 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.In addition, the master batch crumb may contain, for example, about 50 wt% or more and about 85 wt% or less of moisture. Also, preferably, the microparticles can be evenly dispersed in the coagulated elastomer latex in the master batch crumb.

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 각각 제1 저장 탱크(110a), 제2 저장 탱크(120a) 및 제3 저장 탱크(110c)에 개별적으로 저장될 수 있다. The coagulation reactor 120 may be supplied with fine particle slurry and elastomer latex, as well as other additives necessary for preparing the elastomer composite. (110a), the second storage tank (120a) and the third storage tank (110c) may be stored individually.

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 can be a mixture in which a particulate filler is dispersed in a suitable fluid. Further, the particulate filler may be appropriately selected from conductive fillers, reinforcing fillers, short fibers and flakes, and the like. The fluid in which the particulate slurry is dispersed may be water, alcohol, organic solvent or a mixture thereof. Here, the type of the fine particle filler and the fluid in which the fine particle 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 (eg, organic functional group attached carbon black, silicon-treated carbon black), if necessary. Also, as the carbon black, 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.

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. As the silica used as the particulate filler, fumed silica and precipitated silica or mixtures thereof may be used. Precipitated silica can be produced 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 the filler in the fine particle slurry may be at least 10wt% or more, preferably 10wt% to 20wt%. If the content of the filler in the fine particle slurry is excessive, a solidified mixture in the form of a fine powder may be generated, and the yield of the master batch crumb in the form of worms or spherules may decrease.

추가적으로, 미립자 슬러리가 저장된 저장 탱크에는 미립자 슬러리의 저장 중 미립자 충전제의 분산성이 저하되는 것을 방지하기 위해 교반 수단이 설치될 수 있다.Additionally, an agitation means may be installed in the storage tank in which the particulate slurry is stored to prevent deterioration in the dispersibility of the particulate filler during storage of the particulate slurry.

엘라스토머 라텍스는 천연 고무, 합성 고무 또는 이들의 혼합물일 수 있다.The elastomeric latex may be natural rubber, synthetic rubber or mixtures thereof.

또한, 천연 고무는 필드 라텍스, 라텍스 농축물, 스킴 라텍스 또는 이들의 혼합물일 수 있다. Also, the 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 from a stream containing skim latex. The latex concentrate usually contains about 60wt% of rubber, and the skim latex may contain about 3wt% to 10wt% of rubber, but the content of rubber in each stream depends on the operating method of the centrifuge and the supply flow rate of latex. 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 blending ratio of natural rubber and synthetic rubber in the elastomer latex or the blending ratio of the field latex, latex concentrate, and skim latex in the natural rubber may be appropriately selected depending on the physical properties and use 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 can be methyl, ethyl, propyl, etc.), acrylic Polymers such as ronitrile, ethylene, and propylene (eg, homopolymers, copolymers, and/or terpolymers) and any oil-extended derivatives thereof may be used, but are not necessarily limited thereto.

엘라스토머 복합체를 제조하는데 필요한 기타 첨가제로는 응고 혼합물을 생성하거나 마스터 배치로부터 성형 또는 압출물을 제조하기 위해 고무 산업계에 공지되어 있는 다양한 첨가제가 사용될 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.Other additives required to prepare the elastomeric composite may include a variety of additives known in the rubber industry to create a coagulating mixture or to form a molded or extruded product from a master batch. Such additives include, for example, reaction accelerators, antioxidants, heat stabilizers, light stabilizers, anti-ozonants, processing aids, plasticizers, tackifiers, swelling agents, dyes, pigments, waxes, extenders, organic acids, retardants, metal oxides, activators and mixtures thereof may be used.

또한, 다른 실시예에 있어서, 엘라스토머 라텍스와 상이한 종류의 엘라스토머 라텍스가 응고 반응기(120) 내로 공급하도록 구성될 수 있다.Also, in other embodiments, a different type of elastomeric latex than the elastomeric latex may be configured to be fed into the coagulation reactor 120 .

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘라스토머 복합체 제조 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.2 schematically shows the configuration of an apparatus for manufacturing an elastomer composite according to another embodiment of the present invention.

제1 저장 탱크(110a), 제2 저장 탱크(110b) 및 제3 저장 탱크(110c)는 이송 배관(121, 122, 123)에 의해 개별적으로 응고 반응기(120)의 혼합 대역(124)에 연결되며, 에 저장된 미립자 슬러리, 엘라스토머 라텍스 및 기타 첨가제(또는 다른 엘라스토머 라텍스)는 혼합 대역(124)으로 공급되어 일차적으로 혼합된 후, 원료가 지속적으로 공급됨에 따라 형성된 흐름에 따라 공응고 대역(125, 126, 127, 128)으로 이동하여 공응고(coagulation)될 수 있다.The first storage tank 110a, the second storage tank 110b, and the third storage tank 110c are individually connected to the mixing zone 124 of the coagulation reactor 120 by transfer pipes 121, 122, and 123. The particulate slurry, elastomer latex, and other additives (or other elastomer latex) stored in are supplied to the mixing zone 124 and primarily mixed, and then co-solidified zone 125 according to the flow formed as the raw material is continuously supplied. 126, 127, 128) to be coagulated.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 응고 반응기(120)는 미립자 슬러리 및 엘라스토머 라텍스가 일차적으로 혼합되어 혼합물을 생성하는 혼합 대역(124)과 혼합 대역(124)의 하류에 위치하며, 미립자 슬러리 및 엘라스토머 라텍스가 공응고되어 응고 혼합물을 생성하는 공응고 대역(125, 126, 127, 128)을 포함하는 관류형 반응기로서 제공될 수 있다.That is, the coagulation reactor 120 according to an embodiment of the present invention is located downstream of the mixing zone 124 and the mixing zone 124 in which the fine particle slurry and the elastomer latex are primarily mixed to form a mixture, and the fine particle slurry and It may be provided as a once-through reactor comprising a co-coagulation zone (125, 126, 127, 128) in which the elastomeric latex is co-coagulated to produce a coagulation mixture.

도 2를 참조하면, 응고 반응기(120)의 공응고 대역은 혼합 대역(124)의 하류에 연결되며, 제1 내부 직경(D2)을 가지는 제1 영역(126), 제1 영역(126)의 하류에 연결되며, 제1 내부 직경(D2)보다 작은 제2 내부 직경(D3)을 가지는 제2 영역(127) 및 제2 영역(127)의 하류에 연결되며, 제2 내부 직경(D3)보다 큰 제3 내부 직경(D4)을 가지는 제3 영역(128)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the co-coagulation zone of the coagulation reactor 120 is connected downstream of the mixing zone 124 and includes a first zone 126 having a first inner diameter D2 and a first zone 126. A second area 127 connected downstream and having a second inner diameter D3 smaller than the first inner diameter D2 and connected downstream of the second area 127 and smaller than the second inner diameter D3 A third region 128 having a large third inner diameter D4 may be included.

여기서, 제1 영역(126)의 제1 내부 직경(D2)은 혼합 대역(124)의 내부 직경의 1.5배 내지 2.5배인 것이 바람직하다.Here, the first inner diameter D2 of the first region 126 is preferably 1.5 to 2.5 times the inner diameter of the mixing zone 124 .

혼합 대역(124)에 연결된 제1 영역(126)의 제1 내부 직경(D2)이 혼합 대역(124)의 내부 직경의 1.5배 미만일 경우, 크럼의 배출 속도가 충분히 저하되지 않아 크럼끼리 뭉쳐지지 않을 우려가 있다. 한편, 혼합 대역(124)에 연결된 제1 영역(126)의 제1 내부 직경(D2)이 혼합 대역의 내부 직경의 2.5배를 초과할 경우, 혼합 대역(124)로부터 혼합물이 제1 영역(126)의 과도하게 넓은 공간으로 배출됨에 따라 배출속도가 급격히 저하되어 제 2영역으로 공급되지 않을 우려가 있다.When the first inner diameter D2 of the first region 126 connected to the mixing zone 124 is less than 1.5 times the inner diameter of the mixing zone 124, the crumb discharging speed is not sufficiently reduced so that the crumbs are not agglomerated. There are concerns. On the other hand, when the first inner diameter D2 of the first region 126 connected to the mixing zone 124 exceeds 2.5 times the inner diameter of the mixing zone, the mixture from the mixing zone 124 flows into the first region 126. ), there is a concern that the discharge speed is rapidly reduced and not supplied to the second area.

또한, 제2 영역(127)의 제2 내부 직경(D3)은 제1 영역(126)의 제1 내부 직경(D2)의 0.3배 내지 0.7배인 것이 바람직하다.Also, the second inner diameter D3 of the second region 127 is preferably 0.3 to 0.7 times the first inner diameter D2 of the first region 126 .

제2 영역(127)의 제2 내부 직경(D3)이 제1 영역(126)의 제1 내부 직경(D2) 의 0.3배 미만일 경우, 제1 내부 직경(D2) 대비 제2 내부 직경(D3)이 과도하게 작아 제1 영역(126)으로부터 제2 영역(127)으로의 혼합물의 흐름성이 과도하게 저하될 우려가 있다.When the second inner diameter D3 of the second region 127 is less than 0.3 times the first inner diameter D2 of the first region 126, the second inner diameter D3 compared to the first inner diameter D2 The flowability of the mixture from the first region 126 to the second region 127 may be excessively reduced.

한편, 제2 영역(127)의 제2 내부 직경(D3)이 제1 영역(126)의 제1 내부 직경(D2) 의 0.7배를 초과할 경우, 제1 영역(126)으로부터 제2 영역(127)으로 혼합물이 이동할 때 병목 효과를 부여하기 어려워 혼합물 중 미립자 슬러리 및 엘라스토머 라텍스의 응축 효과가 부족할 수 있다. 이에 따라, 응고 반응기(120)로부터 배출되는 응고 혼합물 중 미세 분말 형태의 응고 혼합물의 함량이 증가할 우려가 있다.Meanwhile, when the second inner diameter D3 of the second area 127 exceeds 0.7 times the first inner diameter D2 of the first area 126, the second area ( 127), it is difficult to impart a bottleneck effect when the mixture is moved, and the condensation effect of the fine particle slurry and the elastomer latex in the mixture may be insufficient. Accordingly, there is a concern that the content of the coagulation mixture in the form of a fine powder among the coagulation mixture discharged from the coagulation reactor 120 increases.

추가적으로, 제2 영역(127)의 하류에 연결되는 제3 영역(128)은 내부 직경이 점진적 또는 계단식으로 증가하는 복수의 영역으로 구획될 수 있다.Additionally, the third region 128 connected downstream of the second region 127 may be divided into a plurality of regions in which an inner diameter gradually or stepwise increases.

또한, 혼합 대역(124)과 제1 영역(126) 사이에 제1 내부 직경(D2)보다 작은 제4 내부 직경(D1)을 가지는 제4 영역(125)이 개재될 수 있다.In addition, a fourth region 125 having a fourth inner diameter D1 smaller than the first inner diameter D2 may be interposed between the mixing zone 124 and the first region 126 .

이 때, 제4 영역(125)의 제4 내부 직경(D1)은 혼합 헤드(124)의 내부 직경의 1.2배 내지 2.0배인 것이 바람직하다.At this time, the fourth inner diameter D1 of the fourth region 125 is preferably 1.2 to 2.0 times the inner diameter of the mixing head 124 .

혼합 헤드(124)에 연결된 제4 영역(125)의 제4 내부 직경(D1)이 혼합 헤드(124)의 내부 직경의 1.2배 미만일 경우, 혼합 헤드(124)의 내부 직경 대비 제4 내부 직경(D1)이 과도하게 작아 혼합 헤드로부터 제4 영역(125)으로의 혼합물의 흐름성이 과도하게 저하될 우려가 있다.When the fourth inner diameter D1 of the fourth region 125 connected to the mixing head 124 is less than 1.2 times the inner diameter of the mixing head 124, the fourth inner diameter compared to the inner diameter of the mixing head 124 ( D1) is excessively small, and the flowability of the mixture from the mixing head to the fourth region 125 may be excessively reduced.

한편, 혼합 헤드(124)에 연결된 제4 영역(125)의 제4 내부 직경(D1)이 혼합 헤드(124)의 내부 직경의 2배를 초과할 경우, 혼합 헤드(124)로부터 배출된 혼합물이 제4 영역(125)의 과도하게 넓은 공간으로 배출됨에 따라 배출속도가 급격히 저하되어 제 1영역으로 공급되지 않을 우려가 있다.Meanwhile, when the fourth inner diameter D1 of the fourth region 125 connected to the mixing head 124 exceeds twice the inner diameter of the mixing head 124, the mixture discharged from the mixing head 124 As it is discharged into the excessively wide space of the fourth region 125, the discharge speed is rapidly reduced, and there is a concern that it may not be supplied to the first region.

또한, 제4 영역(125)의 하류에 연결되는 제1 영역(126)의 제1 내부 직경(D2)은 제4 내부 직경(D1)의 1.5배 내지 2.5배인 것이 바람직하다.In addition, the first inner diameter D2 of the first region 126 connected downstream of the fourth region 125 is preferably 1.5 to 2.5 times the fourth inner diameter D1.

제4 영역(125)의 하류에 연결되는 제1 영역(126)의 제1 내부 직경(D2)은 제4 내부 직경(D1)의 1.5배 미만인 경우, 크럼의 배출 속도가 충분히 저하되지 않아 크럼끼리 뭉쳐지지 않을 우려가 있다.When the first inner diameter D2 of the first area 126 connected to the downstream of the fourth area 125 is less than 1.5 times the fourth inner diameter D1, the crumb discharge speed is not sufficiently reduced, and thus the crumbs are not sufficiently reduced. There is a risk that they will not stick together.

제4 영역(125)의 하류에 연결되는 제1 영역(126)의 제1 내부 직경(D2)은 제4 내부 직경(D1)의 2.5배를 초과할 경우, 제1 영역(126)의 내부 공간이 과도하게 넓어짐에 따라 혼합 헤드(124) 및 제4 영역(125)에서 압축된 혼합물이 병목현상을 유발하는 제2 영역으로 공급되어 배출되지 못하는 문제점이 발생할 수 있다. 미립자 슬러리, 엘라스토머 라텍스 및 기타 첨가제(또는 다른 엘라스토머 라텍스)는 응고 반응기(120)의 혼합 대역으로 연속적으로 공급되어 응고 반응기(120)로부터 생성된 응고 혼합물은 응고 반응기(120)의 출구측으로 배출되어 응고 반응기(120)의 하류에 위치하는 탈수 압출기(130)로 이송될 수 있다.When the first inner diameter D2 of the first area 126 connected downstream of the fourth area 125 exceeds 2.5 times the fourth inner diameter D1, the inner space of the first area 126 As the mixture is excessively widened, a problem may occur in that the mixture compressed in the mixing head 124 and the fourth region 125 is not supplied to and discharged from the second region causing a bottleneck. The particulate slurry, elastomeric latex and other additives (or other elastomeric latex) are continuously supplied to the mixing zone of the coagulation reactor 120, and the coagulation mixture produced from the coagulation reactor 120 is discharged to the outlet of the coagulation reactor 120 to coagulate It may be transferred to the dewatering extruder 130 located downstream of the reactor 120.

탈수 압출기(130)는 응고 반응기(120)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 10wt%를 초과할 경우, 탈수 압출기(130)의 하류에 위치하는 건조 압출기에서의 건조 및 저작(mastication) 효율이 저하될 수 있다.The dehydration extruder 130 may dehydrate and compress the coagulation mixture so that the water content of the coagulation mixture is about 10wt% or less while transporting the coagulation mixture produced from the coagulation reactor 120 in one direction. When the water content of the coagulation mixture exceeds 10wt%, drying and mastication efficiency in the drying extruder located downstream of the dewatering extruder 130 may decrease.

예를 들어, 응고 혼합물 중 수분이 과도하게 많을 경우, 저작시 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 5wt% 이상이 되도록 응고 혼합물을 탈수 및 압축하는 것이 바람직하다.For example, when the water content in the coagulation mixture is excessive, the effect of improving physical properties of the elastomer composite during chewing may be insignificant. On the other hand, if the water content of the coagulation mixture is excessively low, decomposition of the rubber in the elastomer composite may occur. Therefore, the dewatering extruder 130 dehydrates and dehydrates the coagulation mixture so that the water content of the coagulation mixture is at least about 5 wt% Compression is preferred.

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 건조 압출기가 생략될 수도 있으며, 탈수 압출기(130)의 하류에는 포장 공정 등이 수행되는 장치가 위치할 수 있다.In this embodiment, a continuous mixer, an internal mixer, a twin screw extruder, a single screw extruder, or a roll mill may be used as the dewatering extruder 130, and drying and chewing together with dehydration and compression of the coagulated mixture in the dewatering extruder 130. This can be done continuously. In this case, the drying extruder may be omitted downstream of the dewatering extruder 130, and a device for performing a packaging process may be located downstream of the dewatering extruder 130.

탈수 압출기(130)의 하류에는 탈수 압출기(130)에서 탈수 및 압축된 응고 혼합물을 건조하는 건조 압출기가 위치하며, 건조 압출기로는 연속 혼합기, 내부 혼합기, 2축 압출기, 단축 압출기 또는 롤 밀이 사용될 수 있다.Downstream of the dewatering extruder 130, a drying extruder for drying the dehydrated and compressed solidified mixture in the dewatering extruder 130 is located. As the drying extruder, a continuous mixer, an internal mixer, a twin screw extruder, a single screw extruder or a roll mill may be used can

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 drawings illustrated, but the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed in this specification, and various modifications are made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. It is obvious that variations can be made. In addition, although the operational effects according to the configuration of the present invention have not been explicitly described and described while describing the embodiments of the present invention, it is natural that the effects predictable by the corresponding configuration should also be recognized.

Claims (8)

미립자 슬러리 및 엘라스토머 라텍스가 일차적으로 혼합되어 혼합물을 생성하는 혼합 대역과 상기 혼합 대역의 하류에 위치하며, 상기 미립자 슬러리 및 상기 엘라스토머 라텍스가 공응고되어 응고 혼합물을 생성하는 공응고 대역을 포함하는 관류형 응고 반응기; 및
상기 응고 반응기의 하류에 위치하며, 상기 응고 혼합물을 탈수 및 압축하는 탈수 압출기;
를 포함하며,
상기 공응고 대역을 형성하는 관의 내부 직경은 상기 혼합 대역으로부터 하류로 갈수록 감소한 후 다시 증가하도록 형성된,
엘라스토머 복합체 제조 장치.
Once-through type including a mixing zone in which the fine particle slurry and the elastomer latex are primarily mixed to form a mixture, and a co-coagulation zone located downstream of the mixing zone and in which the fine particle slurry and the elastomer latex are co-coagulated to form a coagulation mixture coagulation reactor; and
a dewatering extruder located downstream of the coagulation reactor and dehydrating and compressing the coagulation mixture;
Including,
The inner diameter of the tube forming the co-coagulation zone is formed to decrease and then increase again as it goes downstream from the mixing zone.
Elastomer composite manufacturing device.
 제1항에 있어서,
상기 공응고 대역은,
상기 혼합 대역의 하류에 연결되며, 제1 내부 직경을 가지는 제1 영역;
상기 제1 영역의 하류에 연결되며, 상기 제1 내부 직경보다 작은 제2 내부 직경을 가지는 제2 영역; 및
상기 제2 영역의 하류에 연결되며, 상기 제2 내부 직경보다 큰 제3 내부 직경을 가지는 제3 영역;
을 포함하는,
엘라스토머 복합체 제조 장치.
According to claim 1,
The coagulation band,
a first region connected downstream of the mixing zone and having a first inner diameter;
a second region connected downstream of the first region and having a second inner diameter smaller than the first inner diameter; and
a third region connected downstream of the second region and having a third inner diameter greater than the second inner diameter;
including,
Elastomer composite manufacturing device.
 제2항에 있어서,
상기 제2 내부 직경은 상기 제1 내부 직경의 0.3배 내지 0.7배인,
엘라스토머 복합체 제조 장치.
According to claim 2,
The second inner diameter is 0.3 to 0.7 times the first inner diameter,
Elastomer composite manufacturing device.
 제2항에 있어서,
상기 제1 내부 직경은 상기 혼합 대역의 내부 직경의 1.5배 내지 2.5배인,
엘라스토머 복합체 제조 장치.
According to claim 2,
wherein the first inner diameter is 1.5 to 2.5 times the inner diameter of the mixing zone;
Elastomer composite manufacturing device.
 제2항에 있어서,
상기 제3 영역은 내부 직경이 점진적 또는 계단식으로 증가하는 복수의 영역으로 구획된,
엘라스토머 복합체 제조 장치.
According to claim 2,
The third region is divided into a plurality of regions in which the inner diameter gradually or stepwise increases,
Elastomer composite manufacturing device.
 제2항에 있어서,
상기 혼합 대역과 상기 제1 영역 사이에 상기 제1 내부 직경보다 작은 제4 내부 직경을 가지는 제4 영역이 개재된,
엘라스토머 복합체 제조 장치.
According to claim 2,
A fourth region having a fourth inner diameter smaller than the first inner diameter is interposed between the mixing zone and the first region,
Elastomer composite manufacturing device.
 제6항에 있어서,
상기 제1 내부 직경은 상기 제4 내부 직경의 1.5배 내지 2.5배인,
엘라스토머 복합체 제조 장치.
According to claim 6,
The first inner diameter is 1.5 to 2.5 times the fourth inner diameter,
Elastomer composite manufacturing device.
 제6항에 있어서,
상기 제4 내부 직경은 상기 혼합 대역의 내부 직경의 1.2배 내지 2.0배인,
엘라스토머 복합체 제조 장치.According to claim 6,
the fourth inner diameter is 1.2 to 2.0 times the inner diameter of the mixing zone;
Elastomer composite manufacturing device.
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