(57)【要約】      （修正有）【課題】充填材を含有するスラリー溶液とゴム溶液とを連続的に混合・凝固させてウエットマスターバッチを製造するに際し、混合・凝固に係る連続運転の長期継続を可能にすることのできる製造方法を提供し、あわせて、この製造方法を実現するための反応器、この方法によって形成されたウエットマスターバッチ、ゴム組成物、ならびに、タイヤを提供する。【解決手段】凝固槽２の中に軸線を上下に向けて配置された輻流型攪拌翼３を回転させながら、この攪拌翼３の上方に前記スラリー溶液１１とゴム溶液１２とを供給してこれらを混合・凝固させ、これにより生成された凝固物を含有する凝固液１３を、凝固槽の上方より連続的にオーバーフローさせて排出させるマスターバッチの製造方法。【選択図】図２
2006348130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填材を含有するスラリー溶液とゴム溶液とを連続的に混合・凝固させてウエットマスターバッチを製造する方法において、
凝固槽の中に軸線を上下に向けて配置された輻流型攪拌翼を回転させながら、この攪拌翼の上方から前記スラリー溶液と前記ゴム溶液とを供給してこれらを混合・凝固させ、これにより生成された凝固物を含有する凝固液を、凝固槽の上方より連続的にオーバーフローさせて排出させるウエットマスターバッチの製造方法。
【請求項２】
輻流型攪拌翼の下方に配置された軸流型攪拌翼も回転させて、前記混合・凝固を行う請求項１に記載のマスターバッチの製造方法。
【請求項３】
前記スラリー溶液中の充填材として、体積平均粒径が25μm以下であり90体積%粒径が30μm以下である粒度分布を有し、かつ、スラリー溶液から回収した充填材の24M4DBP吸油量がスラリー溶液中に分散される前の24M4DBP吸油量の93%以上を保持する特性を有するものを用いる請求項１もしくは２に記載のウエットマスターバッチの製造方法。
【請求項４】
前記ゴム溶液として、天然ゴムラテックスもしくは合成ゴムラテックスを用いる請求項１〜３のいずれかに記載のウエットマスターバッチの製造方法。
【請求項５】
前記スラリー溶液として、水分散溶液を用いる請求項１〜４のいずれかに記載のウエットマスターバッチの製造方法。
【請求項６】
前記凝固槽より排出された凝固液から固形分だけを抽出し、抽出した固形分を脱水したあと乾燥させ、この固形分を乾燥させるに際し、固形分にせん断力を加えながら乾燥を行う請求項１〜５のいずれかに記載のウエットマスターバッチの製造方法。
【請求項７】
前記固形分を乾燥させるに際し、バレルとその中で回転する複数のスクリューとよりなる多軸混練押出機を用い、昇温されたバレル中に供給された固形分を、回転するスクリューでせん断力を加えながら押し出すことにより、固形分中の水分を加熱蒸発させて乾燥させる請求項６に記載のウエットマスターバッチの製造方法。
【請求項８】
少なくとも、前記スラリー溶液とゴム溶液とを混合・凝固させる工程から固形分を乾燥させるまでの工程を、連続的に行う請求項６もしくは７に記載のウエットマスターバッチの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかの製造方法によって形成されたウエットマスターバッチ。
【請求項１０】
請求項９に記載のウエットマスターバッチを用いて形成されたゴム組成物。
【請求項１１】
請求項１０に記載のゴム組成物を用いて形成されたタイヤ。
【請求項１２】
請求項１〜８のいずれかに記載のウエットマスターバッチの製造方法に用いられるウエットマスターバッチ反応器であって、
スラリー溶液、ゴム溶液、および、これらから生成された前記凝固液を収容する凝固槽と、凝固槽の中に配置され、輻流型攪拌翼でこれらの溶液を攪拌する輻流型攪拌機とを具え、前記輻流型攪拌翼より上部の位置に、スラリー溶液供給口と、ゴム溶液供給口と、凝固液オーバーフロー排出口とを設けてなるウエットマスターバッチ反応器。
【請求項１３】
前記輻流型攪拌翼の下方に配置された軸流型攪拌翼を有する軸流型攪拌機を設けてなる請求項１２に記載のウエットマスターバッチ反応器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充填材を含有するスラリー溶液とゴム溶液とを混合・凝固させてウエットマスターバッチを製造する方法、そのための装置、この方法によって形成されたマスターバッチ、ゴム組成物、ならびに、タイヤに関し、特に、長期間の連続運転を可能にすることのできるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、充填材を含有するゴム組成物を形成する際の加工性や分散性を向上させるため、ウエットマスターバッチを用いる方法が知られている。このウエットマスターバッチは、カーボンブラックやシリカ等の充填材を含有するスラリー溶液とゴム溶液とを混合して凝固させ、これらの凝固物を含有する凝固液から固形分だけを分離し、分離された固形分を脱水し乾燥させて生成される。
【０００３】
そして、前記ウエットマスターバッチの生成工程において、その生産性を向上させため、これを連続プロセスで生成する方法は有効であり、そのための、スラリー溶液とゴム溶液との混合・凝固方法として、凝固槽にスラリー溶液とゴム溶液とを連続的に供給し、これらを凝固槽・凝固させて、これらよりできた凝固物を含有する凝固液を連続的に凝固槽から排出する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
そして、凝固液を凝固槽から連続的に排出する方法として、凝固槽の上方より、凝固液をオーバーフローさせることが行われ、これは、もし、凝固液をその液面より下方の位置から排出しようとすると、排出量を供給量にあわせて制御する必要があり、この場合、排出液中の凝固液が、そのために設けられた流量制御弁内で詰まって流路が閉塞されてしまう可能性が高いからである。
【特許文献１】特公昭５１−４３８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の方法において、カーボンブラックやシリカ等の充填材は比重が１を超える場合がほとんどであり、また、これらから生成された凝固物も１を超え、これらは、溶媒として通常用いられる水、シクロヘキサン、ベンゼン等に比して重いため、凝固物は凝固槽の底部に沈殿し堆積してゆき、連続運転を長く続けないうちに中断してこれらを除去清掃しなければならないという問題があった。
【０００６】
これに対処するため、底部に沈殿しないよう、槽内の液を攪拌することは行われているが、凝固槽底部の凝固物の堆積を防止するに十分なものではなかった。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、充填材を含有するスラリー溶液とゴム溶液とを連続的に混合・凝固させてウエットマスターバッチを製造するに際し、混合・凝固に係る連続運転の長期継続を可能にすることのできる製造方法を提供し、あわせて、この製造方法を実現するための反応器、この方法によって形成されたウエットマスターバッチ、ゴム組成物、ならびに、タイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
＜１＞は、充填材を含有するスラリー溶液とゴム溶液とを連続的に混合・凝固させてウエットマスターバッチを製造する方法において、
凝固槽の中に軸線を上下に向けて配置された輻流型攪拌翼を回転させながら、この攪拌翼の上方から前記スラリー溶液と前記ゴム溶液とを供給してこれらを混合・凝固させ、これにより生成された凝固物を含有する凝固液を、凝固槽の上方より連続的にオーバーフローさせて排出させるマスターバッチの製造方法である。
【０００９】
＜２＞は、＜１＞において、輻流型攪拌翼の下方に配置された軸流型攪拌翼も回転させて、前記混合・凝固を行うマスターバッチの製造方法である。
【００１０】
＜３＞は、＜１＞もしくは＜２＞において、前記スラリー溶液中の充填材として、体積平均粒径が25μm以下であり90体積%粒径が30μm以下である粒度分布を有し、かつ、スラリー溶液から回収した充填材の24M4DBP吸油量がスラリー溶液中に分散される前の24M4DBP吸油量の93%以上を保持する特性を有するものを用いるウエットマスターバッチの製造方法である。
【００１１】
＜４＞は、＜１＞〜＜３＞のいずれかにおいて、前記ゴム溶液として、天然ゴムラテックスもしくは合成ゴムラテックスを用いるウエットマスターバッチの製造方法である。
【００１２】
＜５＞は、＜１＞〜＜４＞のいずれかにおいて、前記スラリー溶液として、水分散溶液を用いる請求項１〜４のいずれかに記載のウエットマスターバッチの製造方法である。
【００１３】
＜６＞は、＜１＞〜＜５＞のいずれかにおいて、前記凝固槽より排出された凝固液から固形分だけを抽出し、抽出した固形分を脱水したあと乾燥させ、この固形分を乾燥させるに際し、固形分にせん断力を加えながら乾燥を行うウエットマスターバッチの製造方法である。
【００１４】
＜７＞は、＜６＞において、前記固形分を乾燥させるに際し、バレルとその中で回転する複数のスクリューとよりなる多軸混練押出機を用い、昇温されたバレル中に供給された固形分を、回転するスクリューでせん断力を加えながら押し出すことにより、固形分中の水分を加熱蒸発させて乾燥させるウエットマスターバッチの製造方法である。
【００１５】
＜８＞は、＜６＞もしくは＜７＞において、少なくとも、前記スラリー溶液とゴム溶液とを混合・凝固させる工程から固形分を乾燥させるまでの工程を、連続的に行うウエットマスターバッチの製造方法である。
【００１６】
＜９＞は、＜１＞〜＜８＞のいずれかの製造方法によって形成されたウエットマスターバッチである。
【００１７】
＜１０＞は、＜９＞のウエットマスターバッチを用いて形成されたゴム組成物である。
【００１８】
＜１１＞は、＜１０＞のゴム組成物を用いて形成されたタイヤである。
【００１９】
＜１２＞は、＜１＞〜＜８＞のいずれかのウエットマスターバッチの製造方法に用いられるウエットマスターバッチ反応器であって、
スラリー溶液、ゴム溶液、および、これらから生成された前記凝固液を収容する凝固槽と、凝固槽の中に配置され、輻流型攪拌翼でこれらの溶液を攪拌する輻流型攪拌機とを具え、前記輻流型攪拌翼より上部の位置に、スラリー溶液供給口と、ゴム溶液供給口と、凝固液オーバーフロー排出口とを設けてなるウエットマスターバッチ反応器である。
【００２０】
＜１３＞は、＜１２＞において、前記輻流型攪拌翼の下方に配置された軸流型攪拌翼を有する軸流型攪拌機を設けてなる請求項１２に記載のウエットマスターバッチ反応器である。
【発明の効果】
【００２１】
＜１＞によれば、凝固槽中で生成された凝固物を含有する凝固液を、凝固槽の上方より連続的にオーバーフローさせて排出させるので、これを、制御弁を用いて液面を保持しながら液面下の排出口から凝固液を排出した場合には制御弁に凝固物が閉塞して連続運転を継続するのが難しいのに対比して、制御弁を用いなくても液面レベルを一定に保つことができ、長期の連続運転を可能にすることができ、
また、軸線を上下に向けて配置された輻流型攪拌翼を回転させながら、この攪拌翼の上方に前記スラリー溶液とゴム溶液とを供給してこれらを混合・凝固させるので、詳細を後述するように、凝固槽の底部に凝固物を沈殿させることなく凝固液を攪拌することができ、このことによって、連続運転の長期継続を可能にするとともに、凝固槽の上方より、所望の量の凝固物を含有する凝固液を、確実に、排出させることができる。
【００２２】
＜２＞によれば、輻流型攪拌翼の下方に配置された軸流型攪拌翼も回転させて、前記混合・凝固を行うので、仮に凝固槽底部に凝固物が沈殿したとしても、軸流型攪拌翼によってこれを巻き上げ、巻き上げた凝固物を前記輻流型攪拌翼の吸引力によって上方の排出口に運ぶことができ、凝固物を沈殿の防止を一層効果的に行うことができる。
【００２３】
＜３＞によれば、前記スラリー溶液中の充填材として、体積平均粒径が25μm以下であり90体積%粒径が30μm以下である粒度分布を有し、かつ、スラリー溶液から回収した充填材の24M4DBP吸油量がスラリー溶液中に分散される前の24M4DBP吸油量の93%以上を保持する特性を有するものを用いるので、充填材の粒度を好ましい範囲に収めることができ、体積平均粒径が25μmを超え、もしくは、90体積%粒径が30μmを超えると、ゴム中の充填材の分散が悪化し、ウエットマスターバッチの補強性、耐摩耗性の悪化を招き、また、スラリー溶液への分散前後の充填材における24M4DBP吸油量の差が上記の規定より大きいことは、充填材の粒度を小さくするためにスラリーに過度のせん断力をかけたことを意味し、この場合、充填材のストラクチャーが破壊され、充填材の補強性を低下させてしまう。
【００２４】
＜６＞によれば、前記凝固液から抽出した固形分を脱水したあと乾燥させるに際し、固形分にせん断力を加えながら行うので、加工性、補強性、低燃費性に優れたゴムを得ることができる。
【００２５】
＜７＞によれば、せん断力を加えながら前記固形分を乾燥させるに際し、バレルとその中で回転する複数のスクリューとよりなる多軸混練押出機を用い、昇温されたバレル中に供給された固形分を、回転するスクリューでせん断力を加えながら押し出すので、特に優れた加工性、補強性、および低燃費性能を得ることができる。
【００２６】
＜８＞によれば、少なくとも、前記スラリー溶液とゴム溶液とを混合・凝固させる工程から固形分を乾燥させるまでの工程を、連続的に行うので、全体の製造工程の生産性を向上させるとともに、連続運転することにより、製品品質を安定化させることができる。
【００２７】
＜９＞のウエットマスターバッチは、＜１＞〜＜８＞のいずれかの製造方法によって形成されるものなので、＜１＞〜＜８＞について説明したとおりの効果をもたらすことができる。
【００２８】
＜１０＞のゴム組成物は、＜９＞のウエットマスターバッチを用いて形成されたものであり、したがって、同様に、＜９＞について説明したとおりの効果をもたらすことができる。
【００２９】
＜１１＞のタイヤは、＜１０＞のゴム組成物を用いて形成されたものであり、前述のとおりの効果をもたらすことができる。
【００３０】
＜１２＞によれば、スラリー溶液、ゴム溶液、および、これらから生成された前記凝固液を収容する凝固槽と、凝固槽の中に配置され、輻流型攪拌翼でこれらの溶液を攪拌する輻流型攪拌機とを具え、前記輻流型攪拌翼より上部の位置に、スラリー溶液供給口と、ゴム溶液供給口と、凝固液オーバーフロー排出口とを設けてなるので、先に説明した通り、生成した凝固物を凝固槽の底部に沈殿させることなく、また、凝固液を排出する管路を閉塞させることなく、工程を長期にわたって連続運転することができ、このことにより、生産性の向上と、製品品質の安定をもたらすことができる。
【００３１】
＜１３＞によれば、前記輻流型攪拌翼の下方に配置された軸流型攪拌翼を有する軸流型攪拌機を設けたので、生成した凝固物の凝固槽底部への沈殿を一層効果的に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明に係る実施形態について、図を参照して説明する。図１は、ウエットマスターバッチの製造方法の工程を例示する工程図であり、全体工程２０は、カーボンやシリカ等の充填材を分散させたスラリー溶液を調合して準備する充填材スラリー溶液調合工程２１と、天然ゴムや合成ゴムのラテックスと界面活性剤等とを水等の溶媒中で攪拌してゴム溶液を調合準備するゴム溶液調合工程２２と、これらの工程で調合されたスラリー溶液とゴム溶液とを連続的に混合・凝固させ凝固物を含有する凝固液を形成する混合・凝固工程２３と、形成された凝固液から固形分だけを分離して取り出す固液分離工程２４と、分離された固形分からこれに付着されもしくは含有された凝固剤等の不純物を洗浄して除去する洗浄工程２５と、その後固形分を脱水する脱水工程２６と、これを乾燥する乾燥工程２７と、乾燥された固形分を粒状、ベール状等の所望の形状に成型して製品としてのウエットマスターバッチを形成する成型工程２８とよりなる。
【００３３】
ここで、図１に示した工程は、代表例を示したものであり、例えば、これに代えて、固液分離工程以降の工程の処理のうち、複数の工程の処理を同時に進行させてこれらを一つの工程とすることもできる。また、上記の工程２０において、少なくとも混合・凝固工程は、連続的な処理を行うよう構成されていることを必須とするが、他の工程も、混合・凝固工程に同期して処理を行うように構成し、全工程を連続処理工程とするのが生産効率の点、安定的な品質の確保の点において好ましい。
【００３４】
図２は、混合・凝固工程２３において、スラリー溶液とゴム溶液とを混合・凝固させるウエットマスターバッチ反応器を示す概念図であり、反応器１は、スラリー溶液、ゴム溶液、および、これらから生成された前記凝固液を収容する凝固槽２と、凝固槽２の中に回転軸線を上下に向けて配置された輻流型攪拌翼３でこれらの溶液を攪拌する輻流型攪拌機４とを具えるとともに、輻流型攪拌翼３より上部の位置に、充填材スラリー溶液調合工程２１で調合されたスラリー溶液１１を凝固槽２に供給するスラリー溶液供給口７と、ゴム溶液調合工程２２で調合されたゴム溶液１２を凝固槽２に供給するゴム溶液供給口８と、混合・凝固によって形成された凝固物を含有する凝固液１３をオーバーフローさせて排出するオーバーフロー排出口１０とを設けて構成される。
【００３５】
攪拌機４は、凝固槽２の底部に凝固液が沈殿しないよう輻流型攪拌翼３を有するよう構成されているが、凝固液の沈殿を一層効果的に防止するため、輻流型攪拌翼３の下方に軸流型攪拌翼５を配置し、この軸流型攪拌翼５を有する軸流型攪拌機６を取り付けるのが好ましい。また、軸流型攪拌翼５が輻流型攪拌翼３と同軸に取り付けられていてもよい。
【００３６】
スラリー溶液１１とゴム溶液１２とだけを攪拌混合させることにより、凝固させることもできるが、凝固反応を生起、促進するため、スラリー溶液１１とゴム溶液１２とに加えて、蟻酸、硫酸等の酸や、塩化ナトリウム等の塩よりなる凝固剤を用いるのが通常であり、このための助剤供給口９が、輻流型攪拌翼３の下方に設けられる。
【００３７】
さらに、充填材以外に、界面活性剤、加硫剤、老化防止剤、着色剤、分散剤等の薬品など、種々の添加物を含有する溶液や、水なども加えることができるが、このような場合、助剤供給口９は、これらの、充填材とゴム成分とのいずれをも含まない液１４を供給するための供給口として用いられる。また、凝固槽２の底部には、凝固槽２内の清掃等のための液抜き用に排水口１５が設けられる。
【００３８】
以上のように構成された反応器１を用いてスラリー溶液１１とゴム溶液１２とを混合・凝固させるには、凝固液を収容する凝固槽２の中で、輻流型攪拌翼３と軸流攪拌翼５とを回転させながら、スラリー溶液供給口７からスラリー溶液１１を、ゴム溶液供給口８からゴム溶液１２を供給し、同時に、助剤供給口９より、水、凝固剤、種々の添加物を含有する溶液等を供給すればよく、このようにして反応器１を作動させることにより、供給された液量分だけ、オーバーフロー口１０より排出された凝固液１３を得ることができる。
【００３９】
上記のように配置された輻流型攪拌翼３と軸流型攪拌翼４とを回転させながら、スラリー溶液１１とゴム溶液１２とを供給してこれらを混合・凝固させることにより、凝固槽２の底部に凝固物を沈殿させることなく、凝固液１３を、オーバーフロー口から連続的に排出できることの作用について以下に説明する。
【００４０】
図３および図４は、輻流型攪拌翼３の代表例として、それぞれ、フラットタービン型の翼、および、ディスパー型の翼を示す側面図であり、フラットタービン翼３１は、翼面３２を回転軸３３とほぼ平行な向き、すなわち、鉛直に向けて配置した構造になり、また、ディスパー翼３４についても同様に、翼面３５の向きが回転軸３６とほぼ平行になっている。図５は、回転するフラットタービン翼３１による、容器３７内の液の流れを示す模式図であるが、翼面３２が半径方向外側に面していることにより、翼３１の回転の遠心作用で半径方向外側への流れが強く発生し、液は、フラットタービン翼３１の回転軸３３の軸線に沿って吸い込まれ、その半径方向外側に勢いよく吐出されたあと、壁面の内側で上下に分かれ、翼３１の上下で別々に対流したあと軸線に沿って戻り、再び翼３１に吸入される。
【００４１】
図６および図７は、軸流型攪拌翼５の代表例として、それぞれ、プロペラ型の翼、および、傾斜パドル型の翼を示す側面図であり、プロペラ翼４１は、翼面４２を回転軸４３に対して傾斜させた向きで配置した構造になり、また、傾斜パドル翼４４についても同様に、翼面４５の向きが回転軸４６に対して傾斜している。図８は、回転するプロペラ翼４１による、容器４７内の液の流れを示す模式図であるが、翼面４２が傾斜していることにより、翼４１の回転軸方向の強い推力により軸方向の流れが発生し、液は、プロペラ翼４１の回転軸４３の軸線に沿って下方に吐出され、容器４７の底面に沿って半径方向外側へ向かった後、容器４７の壁面にそって上昇し、一旦、翼の上方に到達した液は、半径方向内側に、もしくは、軸方向下側に向きを変え再び翼４１に吸い込まれる。
【００４２】
ここで、比重が大きく沈殿しやすい凝固物を含有する凝固液を攪拌する際の適応性において、以上に説明した輻流型攪拌翼３１と軸流型攪拌翼４１とを対比すると、軸流型攪拌翼４１は、図８からあきらかなように、底面に沈殿した凝固物を巻き上げる性能は優れているものの、液を上昇させる力は小さく、液の自重に負けて液を上方まで運ぶことができず、結局は、凝固物が底面に沈殿してゆくことになり、一方、輻流型攪拌翼３１は、図５に示すように、翼の上下で分かれて対流するので、上方に向かった流れは容器の底に沈殿することなく、オーバーフロー流となって排出されるとともに、下方に向かった液も、輻流型攪拌翼３１は、翼の近くでは軸方向に吸い込む力が強いため、凝固物を沈殿させることなく回収することができる性能を有している。
【００４３】
以上のことから、凝固物を沈殿させることなく、上方から凝固物を含有する凝固液を効率よく排出するためには、輻流型攪拌翼３１を用いて攪拌するのがよく、好ましくは、これに加えて、巻上げ力の強い軸流攪拌機４１を容器底面近くに配置するのがよい。
【００４４】
また、ゴムと充填材のいずれも含まない液、すなわち、水や、先に説明した凝固剤や、種々の薬品を含有する溶液１４を、翼の下方に設けられた助剤供給口９から供給すると、これらの液は比重が小さいので沈殿することがない上に、ここからの供給は、輻流型攪拌翼３の強い軸方向の吸引力による上昇流を形成し、この上昇流が凝固物の上昇を促進させることとなり、凝固物の沈殿を一層効果的に防止することができる。
【００４５】
以上、混合・凝固工程２３について詳述したが、他の工程についての説明を以下に補足する。充填材スラリー調合工程２１において、スラリー溶液を調合する方法としては公知の方法を用いることができ、特に限定されるものではないが、例えば、コロイドミルに所定量の充填剤と水を入れ、高速で一定時間攪拌することで、当該スラリー溶液を調製することができる。
【００４６】
ここで、前記スラリー溶液としては、カーボンブラック、シリカ、もしくは、一般式（Ｉ）で表される充填材の少なくとも１種を予め水中に分散させたものを用いるのがよい。
【数１】
2006348130.tif 000003
〔式中、M1は、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムからなる群から選ばれる金属、これらの金属の酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、またはこれらの金属の炭酸塩から選ばれる少なくとも一種であり、ｎ、x、y及びzは、それぞれ１〜５の整数、０〜１０の整数、２〜５の整数、及び０〜１０の整数である〕
【００４７】
前記式（Ｉ）で表される充填材としては、γ−アルミナ、α−アルミナ等のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ベーマイト、ダイアスポア等のアルミナ一水和物（Ａｌ２Ｏ３・Ｈ２Ｏ）、ギブサイト、バイヤライト等の水酸化アルミニウム［Ａｌ（ＯＨ）３］、炭酸アルミニウム［Ａｌ２（ＣＯ３）２］、水酸化マグネシウム［Ｍｇ（ＯＨ）２］、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）、タルク（３ＭｇＯ・４ＳｉＯ２・Ｈ２Ｏ）、アタパルジャイト（５ＭｇＯ・８ＳｉＯ２・９Ｈ２Ｏ）、チタン白（ＴｉＯ２）、チタン黒（ＴｉＯ２ｎ−１）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、水酸化カルシウム［Ｃａ（ＯＨ）２］、酸化アルミニウムマグネシウム（ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３）、クレー（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、カオリン（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、パイロフィライト（Ａｌ２Ｏ３・４ＳｉＯ２・Ｈ２Ｏ）、ベントナイト（Ａｌ２Ｏ３・４ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、ケイ酸アルミニウム（Ａｌ２ＳｉＯ５  、Ａｌ４・３ＳｉＯ４・５Ｈ２Ｏ等）、ケイ酸マグネシウム（Ｍｇ２ＳｉＯ４、ＭｇＳｉＯ３等）、ケイ酸カルシウム（Ｃａ２・ＳｉＯ４等）、ケイ酸アルミニウムカルシウム（Ａｌ２Ｏ３・ＣａＯ・２ＳｉＯ２等）、ケイ酸マグネシウムカルシウム（ＣａＭｇＳｉＯ４）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、水酸化ジルコニウム［ＺｒＯ（ＯＨ）２・ｎＨ２Ｏ］、炭酸ジルコニウム［Ｚｒ（ＣＯ３）２］、各種ゼオライトのように電荷を補正する水素、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む結晶性アルミノケイ酸塩などが使用できる。また、前記一般式（Ｉ）中のＭ１がアルミニウム金属、アルミニウムの酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、またはアルミニウムの炭酸塩から選ばれる少なくとも一つである場合が好ましい。
【００４８】
なお、上記カーボンブラック、シリカ、前記一般式（Ｉ）で表される充填材の少なくとも一種を含む充填材のスラリー濃度は、スラリー溶液に対して０．５重量％〜６０重量％が好ましく、特に好ましい範囲は１重量％〜３０重量％である。
【００４９】
また、前記充填材は、ウエットゴムマスターバッチのゴム成分１００重量部に対して、５〜１００重量部添加されるのが好ましく、特には１０〜７０重量部の範囲であることが好ましい。充填材の量が５重量部より少ないと充分な補強性が得られない場合があり、また１００重量部を超えると加工性が悪化する場合があるからである。さらに、上記カーボンブラック、シリカ、及び前記一般式（Ｉ）で表される充填材は単独でまたは二種以上のものを混合して用いることもできる。
【００５０】
前記スラリー溶液中の充填材として、体積平均粒径（ｍｖ）が25μm以下であり90体積%粒径（Ｄ９０）が30μm以下である粒度分布を有しすることが好ましく、さらに好ましくは、体積平均粒子径（ｍｖ）が２０μｍ以下、かつ９０体積％粒径（Ｄ９０）が２５μｍ以下とするのがよい。
【００５１】
粒度が大きすぎるとゴム中の充填材の分散が悪化し、補強性、耐摩耗性が悪化することがあるからである。
【００５２】
また、スラリー溶液から回収した充填材の24M4DBP吸油量がスラリー溶液中に分散される前の24M4DBP吸油量の93%以上を保持する特性を有するものを用いるのが好ましく、さらに好ましくは、９６％以上を保持する特性を有するものを用いるのがよい。ここで、24M4DBP吸油量は、ISO6894に準拠して測定される値である。
【００５３】
スラリー溶液への充填材の、分散前後の24M4DBP吸油量の差が大きいことは、充填材の粒度を小さいことを意味し、24M4DBP吸油量の変化を上記のように規定するのは、粒度を小さくするためにスラリーに過度のせん断力をかけると、充填材のストラクチャーが破壊され、補強性の低下を引き起こしてしまうからである。
【００５４】
ゴム溶液調合工程２２において調合されるゴム溶液として、天然ゴムラテックスもしくは合成ゴムラテックスを用いるのが好ましい。
【００５５】
脱水した固形分を乾燥させる乾燥工程２７においては、真空乾燥機、エアドライヤー、ドラムドライヤー、バンドドライヤー等の通常の乾燥機を用いることができるが、さらに充填材の分散性を向上させるためには、機械的せん断力をかけながら乾燥を行なうことが好ましい。これにより、加工性、補強性、低燃費性に優れたゴムを得ることができる。この乾燥は、一般的な混練機を用いて行うことができるが、工業的生産性の観点から、連続混練機を用いることが好ましい。さらには、同方向回転、あるいは異方向回転の２軸混練押出機を用いることがより好ましい。
【００５６】
また、上記のせん断力をかけながら乾燥を行う工程においては、乾燥工程前のウエットマスターバッチ中の水分は１０％以上であることが好ましい。この水分が１０％未満であると、乾燥工程での充填材分散の改良幅が小さくなってしまうことがある。
【実施例】
【００５７】
図２において、直径30cmで、水深が50cmとなるような高さにオーバーフロー排出口１０を設けたステンレスタンクを凝固槽２として用い、この水深の上下方向中央に、６枚羽根を有するフラットタービン型の輻流型攪拌翼３が位置するよう輻流型攪拌機４を設置するとともに、凝固槽２の底部より5cmの高さに、プロペラ型の軸流型攪拌翼５が位置するよう軸流型攪拌機４を設置して反応器１を構成した。
【００５８】
そして、凝固槽２を予め水で満水状態にしたあと、フラットタービン型の輻流型攪拌翼３とプロペラ型の軸流型攪拌翼５とを、ともに300rpmで回転させながら、凝固槽２の上方より、カーボンブラックN234を5%濃度で分散させたスラリー溶液１１と、天然ゴムラテックスを20%濃度で含有するゴム溶液１２とを、また、凝固槽２の下部の助剤供給口９より水を、それぞれ、20l/h、20l/h、および、30l/hずつ供給してこれらを混合・凝固させ、これらに供給によって増加した液量分を凝固液１３としてオーバーフロー排出口から排出させする処理を実施例として、この処理を1時間継続した。
【００５９】
そして、排出した凝固液１３から、固水分離工程２３、洗浄工程２５、脱水工程２６、乾燥工程２７を経て得られた固形分の重量を測定するとともに、凝固槽２底部における凝固物の沈殿の有無を目視で調査した。
【００６０】
一方、上記の実施例の処理と比較する目的で、フラットタービン型の輻流型攪拌翼３を設けない点だけが異なる処理を比較例として、実施例の処理とは別にこの比較例の処理も１時間継続して行い、この比較例についても、実施例と同様に乾燥工程後の固形分の重量を測定するとともに、凝固槽２底部における凝固物の沈殿の有無を同様に調査した。
【００６１】
これらの測定・調査結果を表１にまとめた。表１から明らかなように、フラットタービン型の輻流型攪拌翼３を回転させることにより、凝固槽２の底部における凝固物の沈殿を防止するとともに、沈殿がない分、凝固液からより大量の固形分を回収することができる。
【００６２】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、充填材を含有するスラリー溶液とゴム溶液とを連続的に混合・凝固させるウエットマスターバッチの製造に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】ウエットマスターバッチの製造方法の工程を例示する工程図である。
【図２】ウエットマスターバッチ反応器を示す概念図である。
【図３】フラットタービン型の翼を示す側面図である。
【図４】ディスパー型の翼を示す側面図である。
【図５】回転するフラットタービン翼による容器内の液の流れを示す模式図である。
【図６】プロペラ型の翼を示す側面図である。
【図７】傾斜パドル型の翼を示す側面図である。
【図８】回転するプロペラ翼による容器内の液の流れを示す模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１    反応器
２    凝固槽
３    輻流型攪拌翼
４    輻流型攪拌機
５    軸流型攪拌翼
６    軸流型攪拌機
７    スラリー溶液供給口
８    ゴム溶液供給口
９    助剤供給口
１０    オーバーフロー排出口
１１    スラリー溶液
１２    ゴム溶液
１３    凝固液
１４    充填材とゴム成分とのいずれをも含まない液
１５    排水口
２０    全体工程
２１    充填材スラリー溶液調合工程
２２    ゴム溶液調合工程
２３    混合・凝固工程
２４    固液分離工程
２５    洗浄工程
２６    脱水工程
２７    乾燥工程
２８    成型工程
３１    フラットタービン翼
３２    フラットタービン翼の翼面
３３    フラットタービン翼の回転軸
３４    ディスパー翼
３５    ディスパー翼の翼面
３６    ディスパー翼の回転軸
３７    容器
４１    プロペラ翼
４２    プロペラ翼の翼面
４３    プロペラ翼の回転軸
４４    傾斜パドル翼
４５    傾斜パドル翼の翼面
４６    傾斜パドル翼の回転軸
４７    容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006348130.tif 000009
【図６】
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【図７】
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【図８】
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