JP7642017B2 - エラストマー及び充填剤を含有する複合材料の調製方法 - Google Patents

エラストマー及び充填剤を含有する複合材料の調製方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7642017B2
JP7642017B2 JP2023083259A JP2023083259A JP7642017B2 JP 7642017 B2 JP7642017 B2 JP 7642017B2 JP 2023083259 A JP2023083259 A JP 2023083259A JP 2023083259 A JP2023083259 A JP 2023083259A JP 7642017 B2 JP7642017 B2 JP 7642017B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filler
mixer
mixing
carbon black
elastomer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2023083259A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2023116476A (ja
JP2023116476A5 (ja
Inventor
ヤコフ イー クチョフスキー
マーティン シー グリーン
ピン チャン
ダヴァル エイ ドーシ
ジャシー リ
マイケル ディー モーリス
ブライアン エヌ フルト
ラルフ イー ディキンソン
イリーナ エス ユロフスカヤ
フレデリック エイチ ルンプフ
サティアン チョーダリー
ハッサン エム アリ
アニ ティー ニコバ
ジンチェン ション
Original Assignee
ビヨンド ロータス リミテッド ライアビリティ カンパニー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ビヨンド ロータス リミテッド ライアビリティ カンパニー filed Critical ビヨンド ロータス リミテッド ライアビリティ カンパニー
Publication of JP2023116476A publication Critical patent/JP2023116476A/ja
Priority to JP2023137336A priority Critical patent/JP7602591B2/ja
Publication of JP2023116476A5 publication Critical patent/JP2023116476A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7642017B2 publication Critical patent/JP7642017B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/002—Methods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/02—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • B29B7/06—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/10—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/18—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/183—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft having a casing closely surrounding the rotors, e.g. of Banbury type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/02—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • B29B7/22—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/28—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for measuring, controlling or regulating, e.g. viscosity control
    • B29B7/283—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for measuring, controlling or regulating, e.g. viscosity control measuring data of the driving system, e.g. torque, speed, power
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/02—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • B29B7/22—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/28—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for measuring, controlling or regulating, e.g. viscosity control
    • B29B7/286—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for measuring, controlling or regulating, e.g. viscosity control measuring properties of the mixture, e.g. temperature, density
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/46—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/48—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/58—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/72—Measuring, controlling or regulating
    • B29B7/726—Measuring properties of mixture, e.g. temperature or density
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/74—Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
    • B29B7/7476—Systems, i.e. flow charts or diagrams; Plants
    • B29B7/7495—Systems, i.e. flow charts or diagrams; Plants for mixing rubber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/82—Heating or cooling
    • B29B7/823—Temperature control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/82—Heating or cooling
    • B29B7/826—Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/84—Venting or degassing ; Removing liquids, e.g. by evaporating components
    • B29B7/842—Removing liquids in liquid form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/88—Adding charges, i.e. additives
    • B29B7/90—Fillers or reinforcements, e.g. fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0016—Compositions of the tread
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/205—Compounding polymers with additives, e.g. colouring in the presence of a continuous liquid phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/205—Compounding polymers with additives, e.g. colouring in the presence of a continuous liquid phase
    • C08J3/2053—Compounding polymers with additives, e.g. colouring in the presence of a continuous liquid phase the additives only being premixed with a liquid phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/205—Compounding polymers with additives, e.g. colouring in the presence of a continuous liquid phase
    • C08J3/21—Compounding polymers with additives, e.g. colouring in the presence of a continuous liquid phase the polymer being premixed with a liquid phase
    • C08J3/215—Compounding polymers with additives, e.g. colouring in the presence of a continuous liquid phase the polymer being premixed with a liquid phase at least one additive being also premixed with a liquid phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L7/00—Compositions of natural rubber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08L9/06—Copolymers with styrene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/0008—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts characterised by the tread rubber
    • B60C2011/0016—Physical properties or dimensions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/0008—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts characterised by the tread rubber
    • B60C2011/0016—Physical properties or dimensions
    • B60C2011/0025—Modulus or tan delta
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2300/00—Characterised by the use of unspecified polymers
    • C08J2300/26—Elastomers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2307/00—Characterised by the use of natural rubber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2409/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2409/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08J2409/06—Copolymers with styrene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/006—Additives being defined by their surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Landscapes

  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Description

背景
エラストマー中に充填剤を分散する方法を開発することが、ゴム産業において、常に望まれており、且つ充填剤の分散の品質、時間、労作及び／又は費用に関して効率的であり得る方法を開発することが、特に望ましい。
商業的意義のある数多くの製品が、補強系充填剤材料が、様々な合成エラストマー、天然ゴム又はエラストマー配合物のいずれかの中に分散されている、エラストマー組成物から形成されている。カーボンブラック及びシリカは、例えば、天然ゴム及び他のエラストマーを補強するために、広範に使用されている。補強材料、エラストマー、及びエキステンダー油などの様々な任意の添加物の、マスターバッチ、すなわち予備混合物を製造することは、一般的である。そのようなマスターバッチは次に、加工添加剤及び硬化添加剤と配合され、並びに硬化時に、商業的重要性のある数多くの製品を作製する。そのような製品は、例えば車両用の空気式タイヤ及び非空気式タイヤ又は中実タイヤを含み、これらはキャップ及びベースを含むトレッド部分、アンダートレッド、インナーライナー、側壁、ワイヤスキム、カーカスなどを含む。他の製品は、例えば、エンジンマウント、軸受筒、コンベヤベルト、ワイパー、航空宇宙用及び船舶用装置のためのゴム部品、車両トラック要素、シール、ライナー、ガスケット、ホイール、バンパー、防振システムなどを含む。
ゴムコンパウンド中の補強系充填剤の良好な分散は、機械的強度並びに一貫したエラストマー複合材料及びゴムコンパウンドの性能を達成するための要因として認められている。分散品質を改善する方法の開発には、かなりの努力が費やされており、並びに様々な解決策が、この挑戦に対処するために供されている。例えば、より激しい混合は、補強系充填剤の分散を改善することができるが、それに充填剤が分散されているエラストマーを分解し得る。これは、特に乾式混合条件下で、機械的分解／熱分解を高度に受けやすい天然ゴムの場合に特に問題である。
乾式混合技術の代替として、エラストマーラテックス又はポリマー溶液及びカーボンブラック又はシリカスラリーを、液体混合システム、例えば撹拌タンクに供給することが、知られている。そのような「液体マスターバッチ」技術は、天然ゴムラテックス及び乳化性合成エラストマー、例えばスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、又は液体形状の他のエラストマー系重合体と共に、使用することができる。しかし湿式混合技術は、有望ではあるが、バッチ湿式混合は、製造作業において課題をもたらし得る。その内容が引用により本明細書中に組み込まれている、米国特許第６，０４８，９２３号及び第８，５８６，６５１号に開示されたもののような、液体マスターバッチを製造するための連続又は半連続技術は、高品質により特徴付けられるエラストマー－充填剤複合材料を製造するために有効である。しかしこれらのプロセスは、エラストマーラテックス又はゴムの溶液形などの、液体形状のゴムに限定されている。
従って、エラストマー複合材料マスターバッチから、対応する加硫されたゴムコンパウンド及びゴム製品における許容し得る又は増強された特性に翻訳可能である、許容し得る又は増強されたエラストマー複合材料の分散品質及び機能性を達成するために、固体エラストマーへ充填剤を練込む方法を開発する必要性が存在する。
要約
固体エラストマー（複数可）及び湿潤充填剤（複数可）から複合材料を調製する方法、並びに複合材料を含有する製品、加硫ゴム、及びそれらからの製品が、本明細書において開示される。
一局面は、複合材料を調製する方法であって：（ａ）少なくとも、固体エラストマー、並びに充填剤及び湿潤充填剤の総重量を基に１５％～６５重量％の範囲の量で存在する液体を含有する湿潤充填剤を、１個以上のローターを有するミキサーに装填すること；（ｂ）１以上の混合工程において、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤を混合し、混合物を形成することであって、並びに該混合工程の少なくとも１つは、ミキサーが、温度Ｔｚが６５℃以上に設定される少なくとも１つの温度制御手段を有する該混合を実施し、並びに蒸発により混合物から液体の少なくとも一部を除去すること；並びに、（ｃ）ミキサーから、１０％を超えない（例えば、５％を超えない）の充填剤収量損失で、少なくとも２０ｐｈｒの負荷量でエラストマー中に分散された充填剤を含有する複合材料を送出し、ここで複合材料は、該複合材料の総重量を基に１０重量％を超えない液体含量を有すること：を含む方法である。
別の局面は、複合材料を調製する方法であって：（ａ）少なくとも、少なくとも５０ｗｔ％天然ゴムを含有する固体エラストマー、並びに充填剤及び湿潤充填剤の総重量を基に少なくとも１５重量％の量で存在する液体を含有する湿潤充填剤を、ミキサーに装填し、ここで少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤の乾燥重量ベースの充填率が、６８％を超えないこと；（ｂ）１以上の混合工程において、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤を混合し、混合物を形成することであって、並びに該混合工程の少なくとも１つにおいて、少なくとも１つの温度制御手段により制御されたミキサー温度で該混合を実施し、並びに蒸発により混合物から液体の少なくとも一部を除去すること；並びに、（ｃ）ミキサーから、１０％を超えない充填剤収量損失で、少なくとも２０ｐｈｒの負荷量でエラストマー中に分散された充填剤を含有する複合材料を送出し、ここで複合材料は、該複合材料の総重量を基に１０重量％を超えない液体含量を有すること：を含む、方法である。
別の局面は、複合材料を調製する方法であって：（ａ）少なくとも、固体エラストマー、並びに充填剤及び湿潤充填剤の総重量を基に少なくとも１５重量％の量で存在する液体を含有する湿潤充填剤を、１個以上のローターを有するミキサーに装填すること；（ｂ）１以上の混合工程において、ミキサー内で、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤を混合し、混合物を形成することであって、並びに該混合工程の少なくとも１つにおいて、混合時間の少なくとも５０％について少なくとも０．６ｍ／ｓの先端速度で作動する１個以上のローターにより、少なくとも１つの温度制御手段により制御されたミキサー温度で該混合を実施し、並びに蒸発により混合物から液体の少なくとも一部を除去すること；並びに、（ｃ）ミキサーから、１０％を超えない充填剤収量損失で、少なくとも２０ｐｈｒの負荷量でエラストマー中に分散された充填剤を含有する複合材料を送出し、ここで複合材料は、該複合材料の総重量を基に１０重量％を超えない液体含量を有すること：を含む、方法である。
別の局面は、複合材料を調製する方法であって：（ａ）少なくとも、固体エラストマー、並びに充填剤及び湿潤充填剤の総重量を基に少なくとも１５重量％の量で存在する液体を含有する湿潤充填剤を、１個以上のローターを有する第一のミキサーに装填すること；（ｂ）１以上の混合工程において、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤を混合し、混合物を形成することであって、並びに該混合工程の少なくとも１つにおいて、混合時間の少なくとも５０％について少なくとも０．６ｍ／ｓの先端速度で作動する１個以上のローターにより、少なくとも１つの温度制御手段により制御されたミキサー温度で該混合を実施し、並びに蒸発により混合物から液体の少なくとも一部を除去すること；（ｃ）第一のミキサーから、少なくとも２０ｐｈｒの負荷量でエラストマー中に分散された充填剤を含有する混合物を送出し、ここで混合物は、工程（ｂ）の開始時の液体含量未満の量まで減少された液体含量を有し、並びにここで、混合物は、１００℃～１８０℃の範囲の材料温度を有すること；（ｄ）第二のミキサーにおいて、（ｃ）由来の混合物を混合し、複合材料を得、ここで第二のミキサーは、以下の条件の少なくとも１つの下で操作されること：（ｉ）５ｐｓｉ以下のラム圧；（ｉｉ）その最高レベルの少なくとも７５％まで上昇されたラム；（ｉｉｉ）浮動モードで操作されたラム；（ｉｖ）混合物と実質的に接触しないように配置されたラム；（ｖ）ミキサーは、ラム－レスであること；及び、（ｖｉ）混合物の充填率が、２５％～７０％であること；並びに、（ｅ）第二のミキサーから、該複合材料の総重量を基に３重量％未満の液体含量を有する複合材料を送出すること：を含む、方法である。
別の局面は、複合材料を調製する方法であって：（ａ）少なくとも、固体エラストマー、並びに充填剤及び湿潤充填剤の総重量を基に少なくとも１５重量％の量で存在する液体を含有する湿潤充填剤を、１個以上のローターを有する第一のミキサーに装填すること；（ｂ）１以上の混合工程において、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤を混合し、混合物を形成することであって、並びに該混合工程の少なくとも１つにおいて、少なくとも１つの温度制御手段により制御されたミキサー温度で該混合を実施し、並びに混合時間にわたり少なくとも２．５ｋＷ／ｋｇの平均比出力を適用し、並びに蒸発により混合物から液体の少なくとも一部を除去すること；（ｃ）第一のミキサーから、少なくとも２０ｐｈｒの負荷量でエラストマー中に分散された充填剤を含有する混合物を送出し、ここで混合物は、工程（ｂ）の開始時の液体含量未満の量まで減少された液体含量を有し、並びにここで、混合物は、１００℃～１８０℃の範囲の材料温度を有すること；（ｄ）第二のミキサーにおいて、（ｃ）由来の混合物を混合し、複合材料を得、ここで第二のミキサーは、以下の条件の少なくとも１つの下で操作されること：（ｉ）５ｐｓｉ以下のラム圧；（ｉｉ）その最高レベルの少なくとも７５％まで上昇されたラム；（ｉｉｉ）浮動モードで操作されたラム；（ｉｖ）混合物と実質的に接触しないように配置されたラム；（ｖ）ミキサーは、ラム－レスであること；及び、（ｖｉ）混合物の充填率が、２５％～７０％であること；並びに、（ｅ）第二のミキサーから、該複合材料の総重量を基に３重量％未満の液体含量を有する複合材料を送出すること：を含む、方法である。
別の局面の方法は、複合材料を調製する方法であって：（ａ）少なくとも、固体エラストマー及びペレット化された湿潤充填剤の連続フローを、連続ミキサーの投入端へ装填し、ここで湿潤充填剤は、充填剤及び湿潤充填剤の総重量を基に少なくとも１５重量％の量で存在する液体を含有すること；（ｂ）固体エラストマー及び湿潤充填剤を、連続ミキサーの長さ方向に沿って運搬し、ここで運搬時に、混合が、蒸発による液体の少なくとも一部の除去を伴い起こること；並びに、（ｃ）連続ミキサーの送出端から、１０％を超えない充填剤収量損失で少なくとも２０ｐｈｒの負荷量でエラストマー中に分散された充填剤を含有する複合材料を送出し、ここで複合材料は、該複合材料の総重量を基に１０重量％を超えない液体含量を有すること：を含む、方法である。１以上の実施態様は、以下を含むよう適用することができる：連続ミキサーは、細長いチャンバーを有する；（ｂ）における混合は、固体エラストマー及び湿潤充填剤の、細長いチャンバー内で軸方向に配向された１個以上のローターとの接触により起こり得る；１個以上のローターの温度が、制御され得る；ミキサーは、例えば連続コンパウンダーなどの、連続ミキサーであることができる；（ｂ）における運搬は、少なくとも１個の回転可能なスクリューにより実行され、これを通じてまた混合が起こり得る；ミキサーは、二軸スクリュー押出機であることができる；（ａ）における装填は、少なくとも固体エラストマー及びペレット化された湿潤充填剤のプレ－配合物の実質的な連続フローを装填することを含むことができる；（ａ）における装填は、固体エラストマーの第一の実質的な連続フロー及びペレット化された湿潤充填剤の第二の実質的な連続フローを、個別に装填することができる。
別の局面は、複合材料を調製する方法であって：（ａ）ミキサーに、固体エラストマー、並びに充填剤及び湿潤充填剤の総重量を基に少なくとも１５重量％の量で存在する液体を含有する湿潤充填剤を装填すること；（ｂ）１以上の混合工程において、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤を混合し、混合物を形成し、並びに該混合工程の少なくとも１つにおいて、少なくとも１つの温度制御手段により制御されたミキサー温度で該混合を実施し、並びに、蒸発により混合物から液体の少なくとも一部を除去し、ここで該混合時に、ミキサーは、１２０℃以上の指定された温度に到達すること；（ｃ）該装填（ａ）又は該混合（ｂ）時に、分解防止剤及びカップリング剤から選択された少なくとも１種の添加物を任意に添加し、並びにミキサーが指定された温度に達した後に、１種以上のゴム薬品を任意に添加すること；並びに、（ｄ）ミキサーから、１０％を超えない充填剤収量損失で少なくとも２０ｐｈｒの負荷量でエラストマー中に分散された充填剤を含有する複合材料を送出し、ここで複合材料は、該複合材料の総重量を基に１０重量％を超えない液体含量を有し、並びにミキサーが指定された温度に達する前の該装填（ａ）及び該混合（ｂ）は、１種以上のゴム薬品が実質的に存在せずに実行されること：を含む、方法である。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：少なくとも１つの温度制御手段は、少なくともミキサーの壁を加熱し；少なくとも１つの温度制御手段は、液体フロー手段を有するジャケットを備え；１以上の混合工程（工程（ｂ））において及び任意に装填時（工程（ａ））に、少なくとも１つの温度制御手段は、５０℃以上、又は６０℃以上、又は６５℃以上、又は７０℃以上、又は３０℃～１５０℃の範囲、又は５０℃～１００℃の範囲、又は６０℃～１００℃の範囲、又は６５℃～１００℃の範囲、又は７０℃～１００℃の範囲である温度Ｔｚに設定され；充填剤の少なくとも５０％は、カーボンブラック及び／又はケイ素－処理カーボンブラックであり、並びに１以上の混合工程（工程（ｂ））において及び任意に装填時（工程（ａ））に、少なくとも１つの温度制御手段は、６５℃以上、又は７０℃以上、又は６５℃～１００℃の範囲、又は７０℃～１００℃の範囲である温度Ｔｚに設定され；充填剤の少なくとも５０％は、シリカであり、並びに１以上の混合工程（工程（ｂ））において及び任意に装填時（工程（ａ））に、少なくとも１つの温度制御手段は、５０℃以上、又は６０℃以上、又は６５℃以上、又は７０℃以上、又は３０℃～１５０℃の範囲、又は５０℃～１００℃の範囲、又は６０℃～１００℃の範囲、又は６５℃～１００℃の範囲、又は７０℃～１００℃の範囲の温度Ｔｚに設定される。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：該混合工程の少なくとも１つにおいて、混合時間の少なくとも５０％について少なくとも０．６ｍ／ｓの先端速度で作動する１個以上のローターにより、少なくとも１つの温度制御手段により制御されたミキサー温度で、該混合を実施し；先端速度は、少なくとも０．７ｍ／ｓ、又は少なくとも１ｍ／ｓであるか、又は０．６ｍ／ｓ～１０ｍ／ｓの範囲である。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：混合のための得られる全比エネルギーが、少なくとも１，１００ｋＪ／ｋｇ複合材料である；混合のための得られる全比エネルギーは、少なくとも１，１００ｋＪ／ｋｇ複合材料であり、及び充填剤が、シリカを含有する；混合のための得られる全比エネルギーは、少なくとも１，４００ｋＪ／ｋｇ複合材料である；混合のための得られる全比エネルギーは、少なくとも１，５００ｋＪ／ｋｇ複合材料である；実質的に全ての湿潤充填剤がミキサーへ装填された後に、混合のための得られる比エネルギーＥ１００％fillerは、少なくとも１，１００ｋＪ／ｋｇ複合材料である；全湿潤充填剤の少なくとも７５重量％がミキサーへ装填された後に、混合のために得られる比エネルギーＥ７５％fillerは、少なくとも１，３００ｋＪ／ｋｇ複合材料である；工程（ｂ）の混合（１以上の混合工程における）は、ミキサーの少なくとも１個のローターに、エネルギーＥＲを、下記式に従う２０％～８０％の範囲のエネルギー効率で適用することを含む：エネルギー効率＝所要熱量／ＥＲ×１００％（ここで、所要熱量は、１００％効率で、複合材料１ｋｇから液体を除去するのに必要とされるエネルギーである）；エネルギー効率は、４０％～５５％の範囲である；乾燥重量ベースの複合材料１ｋｇ当たりの液体の時間平均放出速度は、０．０１～０．１４ｋｇ／（分・ｋｇ）、又は０．０１～０．０７ｋｇ／（分・ｋｇ）の範囲である；並びに、１以上の混合工程は、ラム停止時間であることができる混合時間にわたり少なくとも２．５ｋＷ／ｋｇの平均比出力を適用することを含む。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：混合物の充填率が、７２％を超えない、７０％を超えない、６８％を超えない、又は５０％～７０％の範囲、又は５０％～６８％の範囲である；ミキサーは、最低位置への下方垂直移動が可能なラムを備えるバッチミキサーであり、ここで混合時に、ミキサーは、１個以上のローターの直径の３０％を超えない距離だけ、最低位置からの最大ラム撓みにより操作される。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：湿潤充填剤は、少なくとも１５重量％、少なくとも２０重量％、少なくとも３０重量％の量で存在する液体を有する；湿潤充填剤は、３０％～６５重量％、又は４０％～６５重量％の量で存在する液体を有する；湿潤充填剤は、式：ｋ＊ＯＡＮ／（１００＋ＯＡＮ）＊１００（式中、カーボンブラックに関して、ｋは、０．６～１．１、又は０．８～１．０５、又は０．９～１の範囲である）に従う充填剤のＯＡＮの関数として決定された量で存在する液体を有する；混合物は、非－湿潤充填剤を更に含む；湿潤充填剤は、粉末、ペースト、ペレット、又はケーキの形状、例えば粉末又はペレットの形状である；ミキサーに装填された総充填剤の少なくとも３０重量％は、湿潤充填剤である；ミキサーに装填された総充填剤の少なくとも９０重量％は、湿潤充填剤である。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：混合は、蒸発により液体の少なくとも５０重量％を除去することを含む；混合はまた、圧搾、圧縮、絞り、又はそれらの任意の組合せにより、混合物から液体を除去することも含む；液体は、水を含む；液体は、塩基、酸、塩、界面活性剤、及び加工助剤から選択された少なくとも１種の成分を更に含む。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：装填は、固体エラストマーの少なくとも一部をミキサーに装填し、引き続き、湿潤充填剤の少なくとも一部をミキサーに装填することを含む；装填は、充填剤の複数回の添加を含む；固体エラストマーの少なくとも一部のミキサーへの装填時には、湿潤充填剤の少なくとも一部のミキサーへの装填前に、エラストマーは、９０℃以上の温度へ加熱される；装填又は混合時に、本方法は、少なくとも１種の分解防止剤を添加することを更に含む；少なくとも１種の分解防止剤は、Ｎ－（１，３－ジメチルブチル）－Ｎ’－フェニル－ｐ－フェニレンジアミンである。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：送出される複合材料は、５重量％を超えない液体含量を有する；送出される複合材料は、３重量％を超えない液体含量を有する；送出される複合材料は、２重量％を超えない液体含量を有する；送出される複合材料は、０．１％～１０重量％の範囲の液体含量を有する；並びに、複合材料は、５％を超えない、又は３重量％を超えない充填剤収量損失を有する。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：１種以上のゴム薬品は、送出された複合材料に存在しない（工程（ｃ）において）；１種以上のゴム薬品は、加工助剤及び活性化剤から選択される；１種以上のゴム薬品は、酸化亜鉛、脂肪酸、脂肪酸の亜鉛塩、ワックス、促進剤、樹脂、及びプロセス油から選択される；混合物は、固体エラストマー及び湿潤充填剤から本質的になる；混合物は、固体エラストマー、湿潤充填剤、及び分解防止剤から本質的になる；複合材料は、エラストマー中に分散された充填剤及び分解防止剤から本質的になる；複合材料は、エラストマー中に分散された充填剤からなる；複合材料は、エラストマー中に分散された充填剤及び分解防止剤からなる。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、混合は、１つの混合工程で実行される。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：混合は、２以上の混合工程で実行される；ミキサーは、第一のミキサーであり、並びに本方法は更に、該混合後、及び該送出前に、該第一のミキサー又は第二のミキサー又は両方の中で該混合物を更に混合し、複合材料を得る；更なる混合の前、該混合の後に、本方法は、該混合を停止し、該混合物を得ることを更に含む；該更なる混合は、該混合物の液体含量を、該混合後の該混合物の液体含量と比べ減少する；工程（ｂ）において形成された混合物は、放置時間により又は冷却により又は両方により、該更なる混合の開始前に、１８０℃未満の材料温度を得る；工程（ａ）の該第一のミキサーとは異なる第二のミキサーは、該更なる混合に利用される；該更なる混合後、及び該送出前に、第三のミキサーで更に混合し、複合材料を得る；第一のミキサーは、接線式ミキサー又は噛合式ミキサーであり、及び該第二のミキサーは、接線式ミキサー、噛合式ミキサー、混練機、又はロールミルである；第一のミキサーは、接線式ミキサー又は噛合式ミキサーであり、及び該第二のミキサーは、混練機、一軸スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機、多軸スクリュー押出機、連続コンパウンダー、又はロールミルである；第一のミキサーは、第一の接線式ミキサーであり、及び該第二のミキサーは、第二の接線式ミキサーである；第二のミキサーは、以下の条件の少なくとも１つの下で操作される：（ｉ）５ｐｓｉ以下のラム圧；（ｉｉ）その最高レベルの少なくとも７５％まで上昇されたラム；（ｉｉｉ）浮動モードで操作されたラム；（ｉｖ）混合物と実質的に接触しないように配置されたラム；（ｖ）ミキサーは、ラム－レスである；並びに、（ｖｉ）混合物の充填率が、２５％～７０％の範囲である；本方法は、該複合材料を該第一のミキサーから該第二のミキサーへ送出することを更に含む；混合及び該更なる混合は、バッチプロセス、連続プロセス、半連続プロセス、又はそれらの組合せとして実行される。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：混合の開始と送出の間の時間は、３０分未満、１５分未満、３分～３０分の範囲、５分～１５分の範囲である；ラム停止時間は、３０分未満、１５分未満、１０分未満、３分～３０分、又は５分～１５分、又は５分～１０分間の範囲である。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：送出時に、ミキサーの温度は、１２０℃～１８０℃又は１３０℃～１７０℃の範囲である。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：本方法は、連続プロセスであることができる；混合は、連続ミキサーで実行することができる；本方法は、バッチプロセスであることができる；ミキサーは、内部ミキサーである；ミキサーは、接線式ミキサー又は噛合式ミキサーである；ミキサーは、少なくとも１０Ｌのチャンバー容積を有する；混合は、二翼式ローター、四翼式ローター、六翼式ローター、八翼式ローター、及び１以上のスクリューローターから選択された少なくとも１個のローターで実行される。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：複合材料は、複合材料の総重量を基に５重量％未満又は複合材料を基に１重量％未満の油含量を有し、並びに任意に充填剤はシリカを含む。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：押出、圧延、練磨、造粒、掻き出し(baling)、配合、及びシート出しから選択される、少なくとも１つの追加加工工程又は後処理工程を更に含む；少なくとも１つの追加加工工程は、混練機、ロールミル、スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機、多軸スクリュー押出機、連続コンパウンダー、及び二軸スクリューシーターの１以上により実行される。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：充填剤は、炭素質材料、カーボンブラック、シリカ、ナノセルロース、リグニン、クレイ、ナノクレイ、金属酸化物、金属炭酸塩、熱分解炭素、グラフェン、酸化グラフェン、還元型酸化グラフェン、カーボンナノチューブ、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、又はそれらの組合せ、並びにそれらのコートされた及び処理された材料から選択された少なくとも１種の材料を含む；充填剤は、カーボンブラック、並びにそれらのコートされた及び処理された材料（例えば、カーボンブラック及び／又はケイ素－処理カーボンブラック）から選択された少なくとも１種の材料を含む；充填剤の少なくとも５０ｗｔ％は、カーボンブラック、並びにそれらのコートされた及び処理された材料から選択される；充填剤の少なくとも９０ｗｔ％は、カーボンブラックである。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：充填剤は、３０ｐｈｒ～１５０ｐｈｒの範囲、例えば２０ｐｈｒ～１００ｐｈｒ、３０ｐｈｒ～７０ｐｈｒ、又は４０ｐｈｒ～６５ｐｈｒの範囲の負荷量で、エラストマー中に分散されたカーボンブラックを含む；充填剤は、３０ｍ２／ｇ～２００ｍ２／ｇの範囲のＳＴＳＡを有するカーボンブラックを含む；充填剤は、６０ｍ２／ｇ～２００ｍ２／ｇの範囲のＳＴＳＡを有するカーボンブラックを含む；充填剤は、６０ｍＬ／１００ｇ～１２０ｍＬ／１００ｇの範囲のＣＯＡＮを有するカーボンブラックを含む；充填剤は、６０ｍ２／ｇ～１７０ｍ２／ｇの範囲のＳＴＳＡ及び７０ｍＬ／１００ｇ～１１５ｍＬ／１００ｇの範囲のＣＯＡＮを有するカーボンブラックを含む。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：湿潤充填剤は、決して乾燥しない(never-dried)カーボンブラックを含む；湿潤充填剤は、再び湿らされているドライカーボンブラックを含む；湿潤充填剤は、ペレタイザー、流動床、スプレー、ミキサー、又は回転ドラム内で再び湿らされたドライカーボンブラックを含む；再び湿らされる前に、ドライカーボンブラックペレットは、練磨、造粒、粉砕、及び分級から選択された少なくとも１つのプロセスに供された；湿潤充填剤は、カーボンブラックペレットを含む；湿潤充填剤は、造粒された、凝集された、又は毛羽だったカーボンブラックの１以上を含む；
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：少なくとも１種の充填剤は、カーボンブラック、シリカ、及びケイ素－処理カーボンブラックから選択され、並びにエラストマーは、天然ゴムを含む；少なくとも１種の充填剤は、カーボンブラック、シリカ、及びケイ素－処理カーボンブラックから選択され、並びにエラストマーは、天然ゴム及び少なくとも１種の追加エラストマーを含む；並びに、少なくとも１種の追加エラストマーは、ポリブタジエン及びスチレン－ブタジエンゴムから選択される。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：充填剤は、シリカを含む；充填剤の少なくとも５０％は、シリカである；充填剤の少なくとも９０％は、シリカである；シリカは、沈降シリカ、ヒュームドシリカ、シリカゲル、及びコロイド状シリカから選択される；充填剤は、カーボンブラックを更に含む；充填剤は、充填剤の総重量に対し１％～１０重量％の範囲の量のカーボンブラックを更に含む；本方法は、ミキサーにカップリング剤を装填することを更に含む；カップリング剤は、湿潤充填剤の少なくとも一部と共に装填される。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：充填剤は、シリカを含む；ここで、１以上の混合工程（工程（ｂ））時に及び任意に装填工程（工程（ａ））時に、少なくとも１つの温度制御手段は、４０℃～１１０℃、４０℃～１００℃、４０℃～９０℃、４０℃～７５℃の範囲、又は５０℃～１１０℃、５０℃～１００℃、５０℃～９０℃、又は５０℃～７５℃の範囲の温度Ｔｚに設定される；湿潤充填剤は、少なくとも２０重量％、少なくとも３０重量％、２０％～７５重量％、２０％～６５重量％、２０％～６０重量％の範囲の量、２０％～５０重量％、又は４０％～６５重量％の範囲の量で存在する液体を有する。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：充填剤は、シリカを含む；シリカは、３０ｐｈｒ～１８０ｐｈｒの範囲、又は３０ｐｈｒ～１５０ｐｈｒの範囲、又は３０ｐｈｒ～１００ｐｈｒ、又は４０ｐｈｒ～７５ｐｈｒの範囲の負荷量で、エラストマー中に分散される；シリカは、８０ｍ２／ｇ～２５０ｍ２／ｇの範囲のＳＴＳＡを有する；シリカは、８０ｍ２／ｇ～２００ｍ２／ｇの範囲のＳＴＳＡを有する；湿潤充填剤は、決して乾燥しないシリカを含む。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：固体エラストマーは、天然ゴム、機能性天然ゴム、スチレン－ブタジエンゴム、機能性スチレン－ブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム、機能性ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、エチレン－プロピレンゴム、イソブチレン－ベースのエラストマー、ポリクロロプレンゴム、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、ポリスルフィドゴム、ポリアクリレートエラストマー、フルオロエラストマー、パーフルオロエラストマー、シリコーンエラストマー、及びそれらの配合物から選択される；固体エラストマーは、天然ゴム、機能性天然ゴム、スチレン－ブタジエンゴム、機能性スチレン－ブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、エチレン－プロピレンゴム、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、及びそれらの配合物から選択される；エラストマーは、天然ゴムを含み、例えば、固体エラストマーの少なくとも５０ｗｔ％又は少なくとも７０ｗｔ％又は少なくとも９０ｗｔ％は、天然ゴムである；エラストマーは、天然ゴム、スチレン－ブタジエンゴム、及び油展されたスチレン－ブタジエンゴムの１以上から選択される。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：送出された複合材料を、少なくとも１種の追加エラストマーと混合することを更に含む；少なくとも１種の追加エラストマーは、固体エラストマーと同じである；少なくとも１種の追加エラストマーは、エラストマー配合物を含有する複合材料を形成するための固体エラストマーとは異なる；固体エラストマーは、天然ゴムであり、並びに少なくとも１種の追加エラストマーは、ポリブタジエン及びスチレン－ブタジエンゴムから選択される；固体エラストマーは、第一の固体エラストマーであり、並びに装填は、ミキサーに少なくとも１種の追加固体エラストマーを装填することを更に含む；少なくとも１種の追加エラストマーは、第一の固体エラストマーと同じである；少なくとも１種の追加エラストマーは、第一の固体エラストマーとは異なる；固体エラストマーは、第一の固体エラストマー及び少なくとも１種の追加エラストマーを含有する配合物である；第一の固体エラストマーは、天然ゴムであり、並びに少なくとも１種の追加エラストマーは、ポリブタジエン及びスチレン－ブタジエンゴムから選択される。
第一及び第二のミキサーに関連した方法を含む、本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：混合物（第一のミキサーから送出された）は、１以上の混合工程（工程（ｂ））の開始時に、混合物の液体含量の５０ｗｔ％未満の量に減少された液体含量、例えば、１％～２０重量％の範囲、又は２％～１５重量％の範囲、又は５％～１５重量％の範囲、又は７％～１５重量％の範囲、又は２％～５重量％の範囲の液体含量を有する；混合物は、１００℃～１７０℃の範囲の材料温度を有する；第一のミキサー内の混合物の充填率は、５０％～７０％の範囲である；先端速度は、少なくとも０．６ｍ／ｓ、又は少なくとも０．７ｍ／ｓ、又は少なくとも１ｍ／ｓである。
第一及び第二のミキサーに関する方法を含む、本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：充填剤の少なくとも５０ｗｔ％は、カーボンブラックである；湿潤充填剤は、少なくとも２０重量％、又は少なくとも３０重量％、又は４０％～６５重量％の範囲の量で存在する液体を有する；第一のミキサーの１以上の混合工程において（工程（ｂ））及び任意に装填時に（工程（ａ））、少なくとも１つの温度制御手段は、４０℃～１１０℃の範囲、又は５０℃～１１０℃の範囲、又は６０℃～１１０℃の範囲、又は６０℃以上、又は６５℃以上、又は６５℃～１００℃の範囲、又は７５℃～９０℃の範囲の温度Ｔｚに設定される；混合物（第一のミキサーから送出された）は、１２０℃～１５０℃の範囲、又は１３０℃～１４０℃の範囲の材料温度を有し、例えば、ここで固体エラストマーは、天然ゴムを含む；エラストマーは、天然ゴム、スチレン－ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、及びそれらの配合物から選択され、並びに混合物は、１２０℃～１７０℃の範囲の材料温度を有する。
第一及び第二のミキサーに関する方法を含む、本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：第一のミキサーにおける混合（（ｂ）において）の得られる全比エネルギーは、１０００～２５００ｋＪ／ｋｇの範囲である。
第一及び第二のミキサーに関する方法を含む、本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：充填剤の少なくとも５０ｗｔ％は、シリカである；第一のミキサーに、カップリング剤を装填することを更に含む；カップリング剤は、湿潤充填剤の少なくとも一部と共に装填される；第一のミキサーの１以上の混合工程において（工程（ｂ））及び任意に装填時に（工程（ａ））、少なくとも１つの温度制御手段は、４０℃～１００℃の範囲、又は４０℃～７５℃の範囲、又は５０℃～９０℃の範囲、又は５０℃～７５℃の範囲の温度Ｔｚに設定される；湿潤充填剤は、少なくとも２０重量％の量、又は２０％～６５重量％の量で存在する液体を有する；送出された混合物（（ｃ）において）は、１％～１０重量％の範囲の液体含量、又は２％～１５重量％の範囲の液体含量を有する；複合材料は、複合材料の総重量を基に５％未満、又は１重量％未満の油含量を有する；混合物は、１００℃～１４０℃、又は１１０℃～１４０℃、又は１３０℃～１５０℃、又は１３０℃～１４０℃の範囲の材料温度を有する。
第一及び第二のミキサーに関する、本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：第二のミキサーは、接線式ミキサーである；第二のミキサー内の混合物の充填率は、２５％～６０％の範囲である；第二のミキサー内の混合物の充填率は、２５％～５０％の範囲である。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：複合材料は、少なくとも１０５、又は少なくとも１１０のペイン差分指数を有し、並びに任意に充填剤の少なくとも５０％は、シリカである。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：充填剤は、ケイ素－処理カーボンブラックを含む；充填剤の少なくとも９０％は、ケイ素－処理カーボンブラックである；ケイ素－処理カーボンブラックは、３０ｐｈｒ～１５０ｐｈｒの範囲の負荷量で、エラストマー中に分散される；ケイ素－処理カーボンブラックは、４０ｐｈｒ～１００ｐｈｒの範囲の負荷量で、エラストマー中に分散される；ケイ素－処理カーボンブラックは、４０ｐｈｒ～６５ｐｈｒの範囲の負荷量で、エラストマー中に分散される；ケイ素－処理カーボンブラックは、６０ｍ２／ｇ～２００ｍ２／ｇの範囲のＳＴＳＡを有する；ケイ素－処理カーボンブラックは、６０ｍ２／ｇ～１５０ｍ２／ｇの範囲のＳＴＳＡを有する；ケイ素－処理カーボンブラックは、６０ｍＬ／１００ｇ～１２０ｍＬ／１００ｇの範囲のＣＯＡＮを有する；ケイ素－処理カーボンブラックは、７０ｍＬ／１００ｇ～１１５ｍＬ／１００ｇの範囲のＣＯＡＮを有する。
本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：充填剤は、カーボンブラック、処理したカーボンブラック、シリカ、及びケイ素－処理カーボンブラックから選択された少なくとも２種の充填剤の配合物を含む。
連続混合に関連する本明細書に開示された任意の局面又は方法又は実施態様に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：（ｂ）の混合は、固体エラストマー及び湿潤充填剤の、細長いチャンバー内で軸方向に配向された１個以上のローターとの接触により起こる；１個以上のローターの温度は、制御される；ミキサーは、連続コンパウンダーである；（ｂ）における運搬は、少なくとも１個の回転可能なスクリューにより実行され、それを介しても混合が起こる；ミキサーは、二軸スクリュー押出機である；（ａ）における装填は、少なくとも固体エラストマー及びペレット化された湿潤充填剤のプレ－配合物の実質的な連続フローを、装填することを含む；（ａ）における装填は、固体エラストマーの第一の実質的な連続フロー及びペレット化された湿潤充填剤の第二の実質的な連続フローを、個別に装填することを含む；（ａ）における装填は、分解防止剤の実質的な連続フローを装填することを更に含む；ペレット化された湿潤充填剤は、決して乾燥しない充填剤である；ペレット化された湿潤充填剤は、再び湿らされている乾燥充填剤を含む；ペレット化された湿潤充填剤は、カーボンブラックを含む；ペレット化された湿潤充填剤は、シリカを含む；固体エラストマーは、天然ゴム、機能性天然ゴム、スチレン－ブタジエンゴム、機能性スチレン－ブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、エチレン－プロピレンゴム、イソブチレン－ベースのエラストマー、及びそれらの配合物から選択される。
別の局面は、エラストマー中に分散された充填剤を含有する複合材料であって、ここで充填剤は、充填剤の総重量に対し少なくとも５０重量％の量のカーボンブラックを含み、並びにエラストマーは、エラストマーの総重量に対し少なくとも５０重量％の天然ゴムを含み、並びに複合材料は、以下の特性：
（ａ）充填剤は、式（１）に従うエラストマー中の分散の状態を有する：
Ａ≦１．２５＊Ｂ＋ｘ （１）
（式中：
Ａは、複合材料中の充填剤粒子の面積相当直径（μｍ）のｄ９０であり、及び
Ｂは、［面積相当直径≧２μｍを有する粒子の総面積］／［総画像面積］×１００％
であり、ここでＢ≧１％であり、
Ａ及びＢは、ミクロトーム切片の透過モードの光学顕微鏡により決定され、並びに
ｘは、１５～２０の範囲の数字である）；並びに
（ｂ）複合材料は、式（２）に従う特性を有する：
Ｇ’（０．１％）／Ｇ’（２００％）≦０．１＊Ｇ’（５０％）－ｙ （２）
（式中、Ｇ’（０．１％）は、０．１％歪振幅で測定された動的貯蔵弾性率であり、 Ｇ’（２００％）は、２００％歪振幅で測定された動的貯蔵弾性率であり、Ｇ’（５０％）は、５０％歪振幅で測定された動的貯蔵弾性率であり、動的貯蔵弾性率は、周波数１Ｈｚ、１００℃で測定され、並びにｙは、７～１０の範囲の数字である）を有する。
複合材料に関して、以下の実施態様の１以上のいずれかを、適用することができる：充填剤は、充填剤の総重量に対し少なくとも９０重量％の量のカーボンブラックを含む；エラストマーは、ポリブタジエンゴム及びスチレン－ブタジエンゴムから選択された少なくとも１つのゴムを更に含む；ｘ＝１５；ｙ＝１０；カーボンブラックは、少なくとも６０ｍ２／ｇのＳＴＳＡを有する；カーボンブラックは、６０ｍ２／ｇ～２１０ｍ２／ｇの範囲のＳＴＳＡを有する；カーボンブラックは、少なくとも７５ｍＬ／１００ｇのＣＯＡＮを有する；カーボンブラックは、１～１．２の範囲のＢＥＴ／ＳＴＳＡ比を有する；複合材料は、６０ｐｈｒ以下のカーボンブラック負荷量、例えば３０ｐｈｒ～６０ｐｈｒ又は４０ｐｈｒ～６０ｐｈｒの範囲の負荷量を有する；充填剤は、シリカを更に含む；複合材料は、少なくとも２０ｐｈｒの負荷量で、エラストマー中に分散された充填剤からなるか又は本質的にこれらからなる；複合材料は、少なくとも２０ｐｈｒの負荷量でエラストマー中に分散された充填剤及び分解防止剤からなるか又は本質的にこれらからなる。
別の局面は、本明細書に開示された複合材料のいずれかを、少なくとも１種の硬化剤と混合し、及び／又は少なくとも１種の硬化剤の存在下で、本明細書に開示された複合材料のいずれかを硬化することを含む、加硫ゴムを製造する方法である。
別の局面は、本明細書に開示された複合材料のいずれかから調製された加硫ゴムである。
別の局面は、エラストマー中に分散された充填剤を含有する加硫ゴムであって、ここで充填剤は、カーボンブラックを充填剤の総重量に対し少なくとも50重量％量で含み、及びエラストマーは、エラストマーの総重量に対し天然ゴムを少なくとも５０重量％含み、並びにここで：
カーボンブラックは、少なくとも６０ｍ２／ｇのＳＴＳＡ、及び１～１．２の範囲のＢＥＴ／ＳＴＳＡ比を有し；並びに
加硫ゴムは、式（３）を満足する抵抗率及び分散の特性を有する、
［ｌｎ（Ｒ）－３．８］／［０．２８＊δ］≧０．０００４＊ν＋０．９ （３）
（式中：
Ｒは、抵抗率（ｏｈｍ・ｃｍ）であり；
δ＝（６０００・［０．８０６・φ－１／３β－１／３－１］／ρＳ）×β１．４３
ここで：
φ＝複合材料中のカーボンブラックの体積分率、
Ｓ＝カーボンブラックのＢＥＴ表面積（ｍ２／ｇ）、
ρ＝カーボンブラック密度、１．８ｇ／ｃｍ３と推定される
β＝φｅｆｆ／φ、
φｅｆｆは、以下から計算されたオクルードされたゴムを考慮した、カーボンブラックの有効体積分率であり：φｅｆｆ＝φ［１＋（０．０１８１＊ＣＯＡＮ）］／１．５９、ここでＣＯＡＮは、ASTM D3493により決定されたカーボンブラックの圧縮油吸収量であり；並びに
ν≧６５であり、ここでνは、ミクロトーム切片の透過モードの光学顕微鏡により決定された、少なくとも４μｍの面積相当直径を有する粒子／ｍｍ２の数値である）。
加硫ゴムに関して、以下の実施態様の１以上のいずれかを、適用することができる：充填剤は、充填剤の総重量に対し少なくとも９０重量％の量でカーボンブラックを含む；エラストマーは、ポリブタジエンゴム及びスチレン－ブタジエンゴムから選択された少なくとも１種のゴムを更に含む；カーボンブラックは、６０ｍ２／ｇ～２１０ｍ２／ｇの範囲のＳＴＳＡを有する；カーボンブラックは、６０ｍ２／ｇ～１９０ｍ２／ｇの範囲のＳＴＳＡを有する；カーボンブラックは、少なくとも７５ｍＬ／１００ｇのＣＯＡＮを有する；加硫ゴムは、６０ｐｈｒ以下の負荷量のカーボンブラックを有する；充填剤は、シリカを更に含む；加硫ゴムは、少なくとも５．９、少なくとも６．０、少なくとも６．１、又は少なくとも６．２の引張応力比Ｍ３００／Ｍ１００を有し、ここでＭ１００及びＭ３００は、各々、１００％及び３００％伸長時の引張応力を指す；加硫ゴムは、０．２２を超えない（例えば、０．２１を超えない、０．２を超えない、０．１９を超えない、又は０．１８を超えない）最大ｔａｎδ（６０℃）を有する；加硫ゴムは、少なくとも１０５の抵抗率指数を有する；加硫ゴムは、同じ組成を有する乾式混合複合材料から調製された加硫ゴム（「乾式混合同等物」）のｔａｎδ値未満である、ｔａｎδ値を有する；加硫ゴムは、同じ組成を有する乾式混合複合材料から調製された加硫ゴムの引張応力比よりも大きい、引張応力比Ｍ３００／Ｍ１００を有し、ここでＭ１００及びＭ３００は、各々、１００％及び３００％伸長時の引張応力を指す。
複合材料の調製方法が第一及び第二のミキサーを含む、複合材料から調製された加硫ゴムに関して、加硫ゴムは、工程（ｃ）において送出された混合物から調製された加硫ゴムのｔａｎδ値未満であるｔａｎδ値を有することができ；加硫ゴムは、工程（ｂ）において送出された混合物から調製された加硫ゴムの引張応力比よりも大きい引張応力比Ｍ３００／Ｍ１００を有し、ここでＭ１００及びＭ３００は、各々、１００％及び３００％伸長時の引張応力を指す。
別の局面は、本明細書に開示された任意の加硫ゴムを含有する製品である；この製品は、タイヤトレッド、アンダートレッド、インナーライナー、側壁、側壁インサート、ワイヤスキム、及び再生タイヤのためのクッションゴムから選択され得；この製品は、ホース、ライニング、ライナー、シール、ガスケット、防振製品、トラック、トラック－プロペラ車両装置のためのトラックパッド、エンジンマウント、地震安定化装置、採掘装置用篩、採掘装置用ライニング、コンベヤベルト、シュートライナー、スラリーポンプライナー、泥水ポンプ羽根車、バルブシート、バルブ本体、ピストンハブ、ピストン棒、プランジャー、スラリー混合用羽根車及びスラリーポンプ羽根車、粉砕ミルライナー、サイクロン及び液体サイクロン、伸縮継手、船舶機器用の浚渫ポンプ及び船外機ポンプのためのライニング、船舶用シャフトシール、並びにプロペラシャフトから選択され得る。
別の局面は、集積された製造作業における複合材料を調製する方法であって：（ａ）湿潤充填剤である最終製品が、充填剤及び湿潤充填剤の総重量を基に少なくとも２０重量％の量で存在する液体を含有するプロセスにより、充填剤製造施設において、充填剤を製造すること；（ｂ）該湿潤充填剤を、少なくとも１個のミキサーへ運搬すること；（ｃ）該少なくとも１個のミキサーに、少なくとも固体エラストマー及び該湿潤充填剤を装填し、ここで少なくとも１個のミキサーは、少なくとも１つの温度制御手段を有すること；（ｄ）１以上の混合工程において、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤を混合し、混合物を形成し、並びに該混合工程の少なくとも１つにおいて、少なくとも１つの温度制御手段により制御されたミキサー温度で該混合を実施し、並びに、蒸発により混合物から液体の少なくとも一部を除去すること；並びに、（ｅ）少なくとも１個のミキサーから、１０％を超えない充填剤収量損失で少なくとも２０ｐｈｒの負荷量でエラストマー中に分散された充填剤を含有する複合材料を送出し、ここで複合材料は、該複合材料の総重量を基に１０重量％を超えない液体含量を有すること：を含む。
集積された製造作業に関して、適用できるならば、本方法は、以下の実施態様の１以上のいずれかを更に含むことができる：湿潤充填剤は、決して乾燥しない充填剤である；充填剤製造施設は、カーボンブラック製造施設であり、及び該湿潤充填剤は、決して乾燥しないカーボンブラックである；充填剤製造施設は、沈降シリカ製造施設であり、及び該湿潤充填剤は、決して乾燥しない沈降シリカである；充填剤製造施設は、ケイ素－処理カーボンブラック製造施設である；エラストマー複合材料を含有する加硫ゴムを調製し、及び加硫ゴム又はエラストマー複合材料を含む製品を任意に形成することを、更に含む。
集積された製造作業に関して、適用できるならば、本方法は、以下のパラメータの１以上のいずれかを本方法時に更に含むことができる：少なくとも１つの温度制御手段は、該混合時に、６５℃以上の温度Ｔｚに設定される；及び／又は、該混合時に、１個以上のローターは、混合時間の少なくとも５０％について、少なくとも０．６ｍ／ｓの先端速度で操作される；及び／又は、ミキサーに、少なくとも、天然ゴムを少なくとも５０ｗｔ％を含有する固体エラストマー及び湿潤充填剤を装填し、ここで少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤の乾燥重量ベースの充填率は、６８％を超えない；及び／又は、少なくとも１つの温度制御手段により制御されたミキサー温度で該混合を実施し、並びに混合時間にわたり少なくとも２．５ｋＷ／ｋｇの平均比出力を適用する；及び／又は、混合が、連続混合工程であり、並びに装填が、連続ミキサーへ、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤の連続フローを、装填することを含む；及び／又は、複合材料を得るための第二のミキサー、ここで第二のミキサーは、以下の条件の少なくとも１つの下で操作される：（ｉ）５ｐｓｉ以下のラム圧；（ｉｉ）その最高レベルの少なくとも７５％まで上昇されたラム；（ｉｉｉ）浮動モードで操作されたラム；（ｉｖ）混合物と実質的に接触しないように配置されたラム；（ｖ）ミキサーは、ラム－レスである；並びに、（ｖｉ）混合物の充填率が、２５％～７０％の範囲である；及び／又は、少なくとも１５００ｋＪ／ｋｇ複合材料の得られる全比エネルギーを生じる、混合時間の少なくとも５０％について、少なくとも０．５ｍ／ｓの先端速度での１個以上のローター操作、ここで湿潤充填剤は、湿潤粒子状充填剤である；及び／又は、任意の、該装填（ａ）又は該混合（ｂ）時における、分解防止剤及びカップリング剤から選択された少なくとも１種の添加物の添加、並びに任意の、ミキサーが１２０℃以上の温度へ到達した後の、１種以上のゴム薬品の添加。
当業者は、適用できるならば、本明細書に開示された局面又は実施態様のいずれかを、組合せることができ、例えば、任意の２、３、４種などを、組合せることができることを容易に理解することができる。
詳細な説明
ひとつには、固体エラストマーを湿潤充填剤と混合することにより、複合材料を調製又は形成する方法が、本明細書において開示される。ひとつには、複合材料、加硫ゴム、及びそれらから形成された製品も、本明細書において開示される。
充填剤及びエラストマーの混合時に、混合時間が、混合物中のエラストマーが高温に曝され且つ分解を受ける前に、十分な充填剤の練込み及び分散を確実にするのに十分な長さであることは困難である。典型的乾式混合法において、混合時間及び温度は、そのような分解を避けるように制御され、並びに充填剤の練込み及び分散を最適化する能力は、不可能であることが多い。
ここで特許請求される方法により、湿潤充填剤（例えば、充填剤及び液体を含有する）を利用することにより、十分な液体が、混合物中に存在し、バッチ時間及び温度が、公知の乾式混合プロセスで到達可能なものより勝って制御され得る。充填剤分散の増強及び／又はゴム－充填剤相互作用の促進及び／又はゴムコンパウンド特性の向上などの他の恩恵が達成されることがある。
湿潤充填剤は、典型的には、液体の蒸発並びにエラストマー中の充填剤の分散に本質的に必要とされる比較的長い混合時間のために（「乾式」混合又はドライミックス又は乾式－混合された、すなわち固体エラストマーと混合された乾燥充填剤と比べ）、商業的生産には使用されない。
概して、及び本明細書に説明されたように、本混合プロセスは、制御されたミキサー表面温度、ローター速度、充填率、ラム圧、混合サイクルの遅い時点でのゴム薬品の練込み（もしあれば）、複合材料送出温度、比出力、及び／又は混合工程もしくはステージの数、例えば２以上の混合ステージの適用などの、１以上のミキサー又はプロセスのパラメータを制御することにより、管理することができる。
本明細書に開示された方法により形成された複合材料は、充填剤（複数可）及びエラストマー（複数可）の、任意に１以上の添加物との非硬化混合物とみなすことができ、その添加物は、本明細書において更に詳細に考察されている。形成された複合材料は、混合物又はマスターバッチとみなすことができる。形成された複合材料は、選択肢として、後続のゴム配合及び１以上の加硫プロセスにおいて使用され得る中間体生成物であることができる。複合材料は、配合及び加硫の前に、１以上の保持工程又は更なる混合工程（複数可）、１以上の追加の乾燥工程、１以上の押出工程、１以上の圧延工程、１以上の練磨工程、１以上の造粒工程、１以上の掻き出し工程、１以上の二軸スクリュー送出物押出工程、又はゴムコンパウンドもしくはゴム製品を得るための１以上のゴム作業工程などの、追加プロセスに供されることもできる。
複合材料を調製する方法は、ミキサーへ、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤、例えば、ａ）１以上の固体エラストマー、及びｂ）１以上の充填剤：を装填又は導入する工程を含み、ここで少なくとも１種の充填剤又は少なくとも１種の充填剤の一部は、固体エラストマーとの混合前に液体により湿らされている（湿潤充填剤）。固体エラストマーの湿潤充填剤との組合せは、混合工程（複数可）時に、混合物を形成する。
湿潤充填剤
本方法は、１以上の混合工程において、液体の少なくとも一部が、蒸発により又は混合時に起こる蒸発プロセスにより除去される、該混合を実施することを更に含む。湿潤充填剤の液体は、蒸発により除去することが可能であり（及び少なくとも一部は、列挙された混合条件下で蒸発されることが可能である）、及び揮発性液体、例えばバルク混合物温度で揮発性であることができる。揮発性液体は、水、例えば、少なくとも５０ｗｔ％の水、少なくとも７５ｗｔ％の水、少なくとも９０ｗｔ％の水、少なくとも９５ｗｔ％の水、少なくとも９９ｗｔ％の水であるか又はこれを含むことができる。例えば液体は、１ａｔｍで１８０℃以下、例えば、１７０℃以下、１６０℃以下、１５０℃以下、１４０℃以下、１３０℃以下、１２０℃以下、１１０℃以下、又は１０５℃以下の低い沸点を有し、例として６０℃～１８０℃、６０℃～１７０℃、６０℃～１６０℃、６０℃～１５０℃、６０℃～１４０℃、６０℃～１３０℃、６０℃～１２０℃、６０℃～１１０℃、６０℃～１００℃、６０℃～９０℃、９０℃～１８０℃、９０℃～１７０℃、９０℃～１６０℃、９０℃～１５０℃、９０℃～１４０℃、９０℃～１３０℃、９０℃～１２０℃、９０℃～１１０℃、９０℃～１００℃、９５℃～１２０℃、又は９５℃～１１０℃などの沸点を有することができる。例えば、揮発性液体は、少なくとも一部の混合時に存在することができる油分（例えば、エキステンダー油、プロセス油）とは識別することができ、そのような油分は、送出される複合材料中に存在する、従って混合時間の実質的部分の間には蒸発されないことを意味する。
湿潤充填剤に関して、一実施態様において、湿潤充填剤は、固体のコンシステンシーを有する。選択肢として、乾燥充填剤は、得られる湿潤充填剤が、粉末、粒子、ペレット、ケーキ、もしくはペーストの形、又は類似のコンシステンシーを維持するか、及び／又は粉末、粒子、ペレット、ケーキ、もしくはペーストの外観を有する程度にのみ、湿らせられる。湿潤充填剤は、液体のように流動しない（適用される応力がゼロで）。選択肢として、湿潤充填剤は、それが個々の粒子、凝集物、ペレット、ケーキ、又はペーストであるかどうかに関わらず、そのような形状に成形される場合に、２５℃で外形を維持することができる。湿潤充填剤は、液体マスターバッチプロセスにより作製された複合材料ではなく、及びエラストマーが連続相である固体エラストマー中に（液体状態のエラストマー由来）分散された充填剤の任意の他のプレ－配合された複合材料ではない。別の実施態様において、湿潤充填剤は、スラリーであることができる。更に別の実施態様において、湿潤充填剤は、充填剤のスラリーではなく、及び液体又はスラリーのコンシステンシーを有さない。
それらの乾燥状態において、充填剤は、その表面に吸着された液体（例えば、水又は水分）を含まないか又は少量含んでよい。例えばカーボンブラックは、０ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～１ｗｔ％又は最大３ｗｔ％又は最大４ｗｔ％の液体を有することができ、並びに沈降シリカは、４ｗｔ％～７ｗｔ％液体、例えば４ｗｔ％～６ｗｔ％液体の液体（例えば、水又は水分）含量を有することができる。そのような充填剤は、本明細書において乾燥充填剤又は非湿潤充填剤と称される。本湿潤充填剤に関して、液体又は追加の液体は、充填剤へ添加されることができ、並びに液体へアクセス可能な内面又は細孔を含むことができる充填剤の表面の実質的一部又は実質的に全てに存在する。従って固体エラストマーと混合する前に、充填剤の表面の実質的一部又は実質的に全てを湿らせるのに十分な液体が、提供される。混合時に、液体の少なくとも一部はまた、湿潤充填剤が固体エラストマー中に分散される際に、蒸発により除去され、並びに充填剤の表面は、その後固体エラストマーと相互作用することができるようになり得る。湿潤充填剤は、湿潤充填剤の総重量に対し少なくとも１５重量％の液体含量、例えば湿潤充填剤の総重量に対し、少なくとも２０％、少なくとも２５％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０重量％、又は１５％～９９％、１５％～９５％、１５％～９０％、１５％～８０％、１５％～７０％、１５％～６０％、１５％～６５％、２０％～９９％、２０％～９５％、２０％～９０％、２０％～８０％、２０％～７０％、２０％～６０％、３０％～９９％、３０％～９５％、３０％～９０％、３０％～８０％、３０％～７０％、３０％～６０％、４０％～９９％、４０％～９５％、４０％～９０％、４０％～８０％、４０％～７０％、４０％～６０％、４５％～９９％、４５％～９５％、４５％～９０％、４５％～８０％、４５％～７０％、４５％～６０％、５０％～９９％、５０％～９５％、５０％～９０％、５０％～８０％、５０％～７０％、又は５０％～６０重量％を有し得る。充填剤の液体含量は、重量百分率として表され得る：１００＊［液体質量］／［液体質量＋乾燥充填剤質量］。別の選択肢として、液体の量は、充填剤の吸油価（ＯＡＮ）を基に決定され得、ここでＯＡＮは、ASTM D1765-10を基に決定される。ＯＡＮは、充填剤構造の尺度であり、充填剤を湿潤するための液体の量を決定する際に使用することができる。例えば、湿潤カーボンブラック、湿潤シリカ（例えば、沈降シリカ）、又は湿潤ケイ素－処理カーボンブラックなどの湿潤充填剤は、下記式に従い決定された液体含量を有することができる：ｋ＊ＯＡＮ／（１００＋ＯＡＮ）＊１００。一実施態様において、ｋは、０．３～１．１、又は０．５～１．０５、又は０．６～１．１、又は０．７～１．１、又は０．８～１．１、又は０．９～１．１、又は０．６～１．０、又は０．７～１．０、又は０．８～１．０、又は０．８～１．０５、又は０．９～１．０、又は０．９５～１、又は０．９５～１．１、又は１．０～１．１の範囲である。
充填剤を湿潤するために使用される液体は、非限定的に水などの水性液体であるか又はこれを含むことができる。液体は、非限定的に塩基（複数可）、酸（複数可）、塩（複数可）、溶媒（複数可）、界面活性剤（複数可）、カップリング剤（複数可）、及び／もしくは加工助剤（複数可）並びに／又はそれらの組合せなどの、少なくとも１種の他の成分を含むことができる。この成分のより具体的例は、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、酢酸、ギ酸、クエン酸、リン酸、硫酸、又はそれらの任意の組合せである。例えば、塩基は、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、及びそれらの混合物から選択され得、又は酸は、酢酸、ギ酸、クエン酸、リン酸、又は硫酸、及びそれらの混合物から選択され得る。液体は、使用されるエラストマーと非混和性である溶媒（複数可）であるか又はこれを含むことができる（例えば、エタノールなどのアルコール）。或いは、液体は、液体の総重量を基に約８０ｗｔ％～１００ｗｔ％の水又は９０ｗｔ％～９９ｗｔ％の水からなる。
固体エラストマー
湿潤充填剤と共に使用され且つ混合される固体エラストマーに関して、固体エラストマーは、乾燥エラストマー又は実質的な乾燥エラストマーと考えることができる。固体エラストマーは、固体エラストマーの総重量を基に、５ｗｔ％以下の液体含量（例えば、溶媒又は水の含量）、例えば４ｗｔ％以下の、３ｗｔ％以下の、２ｗｔ％以下の、１ｗｔ％以下の、もしくは０．１ｗｔ％～５ｗｔ％、０．５ｗｔ％～５ｗｔ％、１ｗｔ％～５ｗｔ％、０．５ｗｔ％～４ｗｔ％などを有することができる。固体エラストマー（例えば出発固体エラストマー）は、全体的にエラストマー（例えば水などの出発液体が、５ｗｔ％以下の含量）であることができるか、或いは１以上の充填剤及び／又は他の成分も含むエラストマーであることができる。例えば、固体エラストマーは、予め分散された充填剤が湿潤充填剤に添加されているようなエラストマー中に予め分散された０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％の充填剤を伴う５０ｗｔ％～９９．９ｗｔ％のエラストマーであることができる。そのようなエラストマーは、非湿潤充填剤と固体エラストマーの間の乾式混合プロセスにより調製することができる。或いは、（例えば、本明細書に開示されたプロセスに従い）湿潤充填剤と固体エラストマーの混合により作製された複合材料が、固体エラストマーとして使用され、本明細書に開示されたプロセスに従い、湿潤充填剤と更に混合される。しかし、固体エラストマーは、液体マスターバッチプロセスにより作製された複合材料、混合物又は化合物ではなく、並びにエラストマーが、液体状態、例えばラテックス、懸濁液又は溶液である限りは、エラストマー中に分散された充填剤のいずれか他の予め配合された複合材料ではない。
湿潤充填剤は、ミキサーへ個別に装填され、最終的にミキサー内でエラストマーと混合されることができる。固体エラストマーは、１ピース又は複数のピース又はバルク粒子材料であることができる。エラストマーの複数のピース（例えば、ストリップ、シート、塊）又はバルク粒子材料は、当該技術分野において周知の方法を用いる固体エラストマーの切断又は粉砕により実現され得る。これらのピースのサイズは、少なくとも１μｍ、例えば少なくとも１０μｍ又は少なくとも１００μｍ、最大１０ｃｍ、最大５ｃｍ、又は最大１ｃｍの寸法を有することができる。
固体エラストマーの例は、天然エラストマー又は合成エラストマーの任意の固体形状を含むが、これらに限定されるものではない。
複合材料が形成され及び送出された後、本方法は、複合材料を追加エラストマーと混合し、エラストマーの配合物を含有する複合材料を形成する更なる任意の工程を含むことができる。「追加エラストマー」は、混合工程において使用される固体エラストマーと同じ又は異なることができ、並びに本明細書に記載された任意のエラストマー、及びそれらの乾燥複合材料、例えば天然ゴム又は合成エラストマー（例えば、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）及びポリイソプレンゴム（ＩＲ）、エチレン－プロピレンゴム（例えばＥＰＤＭ）、イソブチレン－ベースのエラストマー（例えばブチルゴム）、ポリクロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、ポリスルフィドゴム、ポリアクリレートエラストマー、フルオロエラストマー、パーフルオロエラストマー、及びシリコーンエラストマー）であることができる。合成エラストマー及び天然ゴムの配合物又は２種以上の合成もしくは天然ゴムとの配合物を含む、２種以上のエラストマーの配合物（第一及び第二の固体エラストマーの配合物）も同じく使用されてよい。例えばミキサーは、異なるエラストマーの２種以上の装填物が装填され、複合材料の配合物を形成することができる。或いはミキサーは、エラストマー配合物が装填され得る。別の選択肢として、本プロセスは、送出された複合材料を、追加エラストマーと混合し、配合物を形成することを含むことができる。或いはプロセスは、送出された複合材料を追加エラストマーと混合することを含むことができ、ここで追加エラストマーは、最初にミキサーに装填された固体エラストマーと同じであり、充填剤負荷量が希釈されている複合材料を形成する。或いはプロセスは、第一の送出された複合材料を、第二の送出された複合材料と配合することを含むことができ（第一及び第二の送出された複合材料は各々、湿潤充填剤及び固体エラストマーから作製される）、ここで第一及び第二の送出された複合材料は、同じ又は異なる充填剤を有することができるか（例えば、充填剤の配合物を形成する）、又は同じ又は異なるエラストマーを有することができる（例えば、エラストマーの配合物を形成する）。
ミキサーへの装填
本明細書に開示された方法において、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤が、ミキサーへ装填（例えば、供給、導入）される。例えば、固体エラストマー及び湿潤充填剤の装填は、固体エラストマー及び湿潤充填剤がミキサーへ導入される工程であることができる。固体エラストマー及び／又は充填剤の装填は、１以上の工程又は添加において起こり得る。装填は、ミキサーへの、固体エラストマー及び湿潤充填剤のバッチ、半連続又は連続フローの、非限定的に運搬、計測、排出及び／又は供給を含む任意の様式で起こり得る。固体エラストマー及び湿潤充填剤は、ミキサーへ予備混合物としては導入されず、ここでこの予備混合物は、固体エラストマー及び湿潤充填剤の組合せ以外の手段により調製された。固体エラストマー及び湿潤充填剤は、一緒に添加され得るが、固体エラストマーと湿潤充填剤の組合せ以外の手段により調製された混合物としてではない（例えば、湿潤充填剤は、エラストマーが連続相である固体エラストマー及び湿潤充填剤の組合せ以外の手段により、エラストマーへ予備分散されるものではない）。固体エラストマー及び湿潤充填剤からの混合物又は予備混合物又は予備配合物は、ミキサーへ装填されることができ、並びに例えばミキサー又は容器内で、いくつかの公知の方法により調製され得る。固体エラストマーの装填及び湿潤充填剤の装填は、全て一度に、又は逐次的に起こることができ、並びに任意の順番で起こることができる。例えば、（ａ）全ての固体エラストマーの最初の添加、（ｂ）全ての湿潤充填剤の最初の添加、（ｃ）最初に湿潤充填剤の一部と一緒に全ての固体エラストマーの添加、それに続く１回以上の湿潤充填剤の残りの部分の添加、（ｄ）一部の固体エラストマーの添加、その後の一部の湿潤充填剤の添加、（ｅ）少なくとも一部の湿潤充填剤が最初に添加され、引き続き少なくとも一部の固体エラストマー、或いは（ｆ）同時又はほぼ同時の一部の固体エラストマー及び一部の湿潤充填剤の個別の装填物としてのミキサーへの添加。
装填工程の選択肢として、湿潤充填剤のミキサーへの装填の前に、固体エラストマーが、予め決定された温度、例えば約９０℃～１００℃又はそれよりも高い温度に達するまで、固体エラストマーは、素練りされ得る。この温度は、９０℃～１８０℃、１００℃～１８０℃、１１０℃～１７０℃、１２０℃～１６０℃、又は１３０℃～１６０℃であることができる。エラストマーは、BanburyもしくはBrabenderミキサー、押出機、ロールミル、連続コンパウンダー、又は他のゴム混合装置などの、内部ミキサーを用い、素練りされることができる。
選択肢として、装填は、乾燥充填剤が、ミキサーへ導入され、及び液体（例えば、水を逐次又は同時に又はほぼ同時にのいずれかで）の添加により湿らされ、ミキサー内で湿潤充填剤を形成し、次に固体エラストマーがミキサーへ添加されるように成される。湿らされる乾燥充填剤の導入は、使用されることが意図された全ての充填剤又はその一部と共に実行され得る（例えば１以上の湿潤充填剤の追加部分が、ミキサーへ更に添加され、出発湿潤充填剤の意図された総量を得る）。
選択肢として、固体エラストマー（全てもしくは一部）又は湿潤充填剤（全てもしくは一部）は、個別に、しかし互いに２０分以内もしくは１５分以内もしくは１０分以内もしくは５分以内、又は互いに１分以内、３０秒以内、又は互いに１５秒以内に、ミキサーへ添加され得る。
混合
混合に関して、混合は、１以上の混合工程で実行され得る。混合は、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤がミキサーに装填され、並びにミキサーの１個以上のローターを駆動するエネルギーが、混合システムに適用された時点で、始まる。１以上の混合工程は、装填工程が完了した後に起こり得るか、又は装填工程と任意の時間重なることができる。例えば、１以上の固体エラストマー及び／又は湿潤充填剤の一部は、混合が始まる前又は後に、ミキサーへ装填され得る。ミキサーはその後、固体エラストマー及び／又は充填剤の１以上の追加部分が装填され得る。バッチ混合に関して、装填工程は、混合工程が完了する前に、完了される。
「１以上の混合工程」により、本明細書に開示された工程（例えば、先端速度、Ｔｚ、充填率、比エネルギー、比出力などの列挙されたパラメータを伴う）は、最初の混合工程、それに続く送出前の更なる混合工程であってよいことは理解される。或いは本明細書に開示された工程（例えば、先端速度、Ｔｚ、充填率、比エネルギー、比出力などの列挙されたパラメータを伴う）は、最初の混合工程として実行されることは必ずしも必要ではない。例えば１以上の混合工程は、固体エラストマー及び湿潤充填剤が、最小量の液体が蒸発により除去される条件下で混合される第一の混合工程を含むことができる。例えば第一の混合工程は、予備配合物を形成することができる。この第一の混合工程由来の混合物は、その後開示されたプロセスにより実行される第二の又は更なる混合工程（例えば、先端速度、Ｔｚ、充填率、比エネルギー、比出力などの列挙されたパラメータを伴う）に供され得る。当該技術分野において理解されるように、混合工程は、混合ステージと同等である。
指摘したように、本明細書において開示された任意の方法における１以上の混合工程時に、導入された混合物及び／又は湿潤充填剤中に存在する液体の少なくとも一部は、蒸発により少なくとも一部除去される。選択肢として、混合物から除去される液体の大部分（ｗｔ％で）は、蒸発により起こる。例えば混合時に除去される液体の総重量を基に、液体の少なくとも５０ｗｔ％は、蒸発により除去される。除去される液体の総重量は、湿潤充填剤の液体含量と、ミキサーから送出された際の複合材料中に残存する任意の液体及び複合材料がミキサーから送出される際にミキサー内に存在するか又は排液される任意の液体の合計との、液体含量間の差異から決定され得る。例えば複合材料が送出される場合、追加液体（例えば不揮発性液体）も、複合材料と共にもしくはその中で、又はミキサー内に供された出口を通じてのいずれかで送出されてよい。蒸発による液体除去は、ミキサーへ装填される湿潤充填剤中に含まれる全液体の少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、又は５１ｗｔ％～１００ｗｔ％、５１ｗｔ％～９５ｗｔ％、５１ｗｔ％～９０ｗｔ％、５１ｗｔ％～８０ｗｔ％、５１ｗｔ％～７０ｗｔ％、６０ｗｔ％～１００ｗｔ％、６０ｗｔ％～９５ｗｔ％、６０ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は６０ｗｔ％～８０ｗｔ％を表すことができる。
選択肢として、１以上の混合工程又は段階は、圧搾、圧縮、及び／もしくは絞り、又はそれらの任意の組合せにより、混合物から、液体の一部を更に除去することができる。或いは、複合材料が送出された後又はその間に、液体の一部は、ミキサーから排液されることができる。
本明細書に開示された任意の方法において使用され得るミキサーに関して、充填剤を固体エラストマーと組合せる（例えば一緒に混合又は一緒に配合）ことが可能である任意の好適なミキサーが、利用され得る。ミキサー（複数可）は、バッチミキサー又は連続ミキサーであることができる。ミキサーとプロセスの組合せは、本明細書に開示された任意の方法において利用されることができ、並びにこれらのミキサーは、逐次、縦列で使用されるか、及び／又は他の加工装置と集積される。ミキサーは、内部もしくは閉鎖型ミキサーもしくは解放型ミキサー、又は押出機もしくは連続コンパウンダー又は混練ミキサー又はそれらの組合せであることができる。ミキサーは、充填剤を固体エラストマーへ練込むことが可能であるか、並びに／又はエラストマー中に充填剤を分散及び／もしくはエラストマー中の充填剤を分配することが可能である。ゴムコンパウンドを製造するための市販のミキサーのいずれか１台又は組合せを、本方法において使用することができる。
ミキサーは、バッチ加工、連続加工、又は半連続加工が可能であることができる。ミキサーは、任意のチャンバー容量を有し得る。内部ミキサーは一般に、密封された(enclosed)混合チャンバーを備える。バッチミキサーに関して、チャンバー容量は、少なくとも１Ｌ、少なくとも２Ｌ、少なくとも５Ｌ、少なくとも１０Ｌ、少なくとも２０Ｌ、少なくとも５０Ｌ、少なくとも１００Ｌ、少なくとも２５０Ｌ、少なくとも３００Ｌ、少なくとも６００Ｌ、又は少なくとも１０００Ｌ、例えば１Ｌ～１５００Ｌ、１０Ｌ～１２００Ｌ、１０Ｌ～１０００Ｌ、１０Ｌ～７５０Ｌ、１０Ｌ～５００Ｌ、１０Ｌ～３００Ｌ、１０Ｌ～１００Ｌ、２０Ｌ～１５００Ｌ、２０Ｌ～１２００Ｌ、２０Ｌ～１０００Ｌ、２０Ｌ～７５０Ｌ、２０Ｌ～５００Ｌ、２０Ｌ～３００Ｌ、２０Ｌ～１００Ｌ、５０Ｌ～１５００Ｌ、５０Ｌ～１２００Ｌ、５０Ｌ～１０００Ｌ、５０Ｌ～７５０Ｌ、５０Ｌ～５００Ｌ、５０Ｌ～３００Ｌ、又は５０Ｌ～１００Ｌである。
典型的バッチ混合チャンバーの上端は、一般に「浮動重り」又は「ラム」と称される空気式又は油圧式ピストンにより上昇及び下降されることができる。ラムは、それを通って混合されるべき材料が導入される装填ドアを有する「供給ホッパー」として知られるハウジング内で作動する。ラムは、上昇し、材料（例えば少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤）を供給し、並びに下降し、混合物に圧力を加え、且つ混合チャンバー内に混合物を閉じ込める。典型的には、バッチの充填率及びラム圧は、ラムがラムとローターの間の隙間を最小化するためのその最低位置に達することができるように選択され、このことは良好な充填剤分散を可能にすることができる。その最低位置より上のラムの垂直距離は、「ラム撓み」として公知である。典型的バッチミキサーの底は、ピボット上に下降されることができ、これは「ドロップドア」として公知である。これは、ミキサーの含有物を送出又は「排出(dump)」するために使用される。
ミキサーは、１個以上のローター（少なくとも１個のローター）を有し得る。例えば各ローターはそれ自身の円筒チャンバーの内側で回転し、これは他のローター（複数可）のチャンバー（複数可）へ接続されることができる。典型的には、バッチミキサーに関して、２個のローターが利用される。１個以上のローターの本体は、シャフトに取付られ、並びに１つの統合された構成部分を形成することができる。シャフトは、それにエネルギー（電気エネルギー）が加えられる混合システムにより制御される。ローターは、混合物及び／又は混合物を形成する構成部分へエネルギーを付与するデバイスとみなすことができる。ローターは、冷却及び／又は加熱のためのスチーム又は水又は他の液体の内部回路又はチャネルを備えるよう、デザインされることができる。２個のローターが存在する場合、これらは一般に、同一又は反対方向に旋回し、並びに同じ又は異なる速度（例えば、互いに２０ｒｐｍ以内又は互いに１０ｒｐｍ）で旋回することができる。ローターとチャンバー壁との及び／又はローター間の急激な収束(acute convergence)は、混合物への剪断アクションを付与し、且つ得られる集中的な作業は、一般に均質な混合物を作製する。少なくとも１個のローター又は１個以上のローターは、スクリュー－型ローター、噛合式ローター、接線式ローター、混練ローター（複数可）、押出機に使用されるローター、重要な全比エネルギーを付与するロールミル、又はクレーパー(creper)ミルであることができる。一般に、１個以上のローターが、ミキサーにおいて利用され、例えばミキサーは、１個のローター（例えばスクリュー型ローター）、２、４、６、８個又はそれ以上のローターを組込むことができる。ローターのセットは、所定のミキサー配置内に並行して及び／又は連続した方向で配置されることができる。
混合物から蒸発する液体は、１つの場合においてラムと本体の間のギャップから及び／又は蒸発された液体（例えばスチーム）を放出するために設計されたポートもしくは送出口又はベントから、ミキサーを出ることができる。例えば連続ミキサー（液化押出機など）において、蒸発された液体は、ベントスタッファーを通って、又はベントもしくは送出口もしくはポートを通って定期的に材料（例えば蒸発された液体）をクリアにするピストンを通って、放出されることができる。
１以上の混合工程は、単独の混合工程、例えば一段階又は一段階混合工程又はプロセスであることができ、ここで混合は、以下の条件の１以上の下で実行される：ミキサー温度の少なくとも１つは、混合時間の少なくとも５０％について、少なくとも０．６ｍ／ｓの先端速度で作動する１個以上のローターを備える温度制御手段、及び／又は温度Ｔｚを６５℃以上に設定する少なくとも１つの温度制御手段により制御され、充填率は６８％以下であり、少なくとも２．５ｋＷ／ｋｇの平均比出力が、混合時間及び／もしくは連続混合にわたり適用され、並びに／又は混合は、ミキサーが指定された温度に到達する前に、１種以上のゴム薬品の実質的非存在下で実行され；各々は、本明細書において更に説明されている。特定の場合において、一段階又は単混合工程において、複合材料は、１０重量％を超えない液体含量で送出されることができる。他の実施態様において、２以上の混合工程又は混合ステージは、その混合工程が言及された条件の１以上の下で実行される限りは、実行され得る。
多段階混合により、選択肢として、第二又はいずれかの数の後続の混合段階は、一段階のみの混合により混合された複合材料から調製されたコンパウンドと比べ、対応するコンパウンド特性を改善する複合材料を提供することができる。言い換えれば、一段階混合から形成された複合材料は、例えば第二段階に供される、追加段階の混合プロセスから形成された複合材料と比較され得る。そのような多段階混合が利用される場合、１以上の対応するコンパウンド特性（例えば、ｔａｎδ及び／又は引張応力比）は改善され得る。この改善は、一段階混合に供された複合材料から調製されたコンパウンドと比べ、１以上特性の５％、１０％、又は１５％又はそれ以上の改善であることができる。この改善は、使用される充填剤の種類とは無関係に、及び使用されるエラストマーの種類とは無関係に得ることができる。例えば第二段階は、少なくとも１つの以下の条件下で操作される第二のミキサーにより実行されることができる：（ｉ）５ｐｓｉ以下のラム圧；（ｉｉ）その最高レベルの少なくとも７５％まで上昇されたラム；（ｉｉｉ）浮動モードで操作されたラム；（ｉｖ）混合物と実質的に接触しないように配置されたラム；（ｖ）ミキサーは、ラム－レスであること；及び、（ｖｉ）混合物の充填率が、２５％～７０％であること。
このプロセスは、１以上の混合工程及び／又は１以上のミキサーを利用することができる。例えば少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤を混合し混合物を形成し、蒸発により混合物から液体の少なくとも一部を除去し、並びに１０重量％を超えない液体含量を有する複合材料をミキサーから送出することは、１つのミキサーにおける１つの混合工程として起こることができる。２以上の混合工程の状況において、送出された生成物は、複合材料であるが、これは最終複合材料を形成するために更なる加工又は混合に供されるので、混合物と称されることもできる。別の例において、第一の混合工程は、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤を混合し、混合物を形成することを含み、並びに第二の混合工程は、１０重量％を超えない液体含量を有する複合材料（又は混合物）を、ミキサーから送出することを含む。この選択肢において、第一及び第二の混合工程は、同じ又は異なるミキサーにおいて実行され得る。更に別の例において、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤を混合し混合物を形成し、蒸発により混合物から液体の少なくとも一部を除去し、及び１０重量％を超えない液体含量を有する複合材料（又は混合物）を、ミキサーから送出することは、１つの混合工程として起こることができ、並びに第二の混合工程（同じ又は第二のミキサーにおいて）は、複合材料（又は混合物）を更に乾燥するために実行されることができる。言い換えると、このプロセスは、２個以上のミキサーを使用することを含むことができ、その結果混合物は、第一の混合工程において第一のミキサーで混合され、望ましいならば、その後取り出され、且つ第二の混合工程における第二のミキサーに装填されるなどである。２個以上が利用される場合、各ミキサーは、本方法で使用される他のミキサーと同じ又は異なることができる。例えば、複合材料（又は混合物）は、第一のミキサーから送出され、他方で第二のミキサーへ運搬され得る。別の例において、複合材料（又は混合物）は、ミキサーから送出され、その後同じミキサーへ戻し装填される（例えば、冷却後）。これらのプロセスは、多段階混合として公知であるが、必要に応じて多回数反復することができる。各ステージは、同じ又は１以上の異なる操作パラメータで混合することができる。
充填剤（非湿潤）及び固体エラストマーによる典型的乾式混合プロセス時に、混合物の温度は、例えばエラストマーの素練り時の及び／又は充填剤がエラストマーへ練込まれる混合のエラストマーの粘性流れために、少なくとも一部は上昇する。この上昇は、極めて迅速であり得、並びに混合物は典型的には、適切な充填剤分散が達成されるかどうかに関わらず、ゴムの実質的熱分解が起こる前に、送出される。
混合プロセスにおける湿潤充填剤の練込みにより、液体の存在及びその後の蒸発は、エラストマー中の充填剤の分散を改善することができることが発見された。安定した最終複合材料を得るために、液体の量は減少される（例えば総複合材料重量を基に１０％以下の量へ）。いずれかの理論に結びつけられることを欲するものではないが、液体の存在は、混合物を冷却及び／又は潤滑化することができ、これは温度増加の全般的速度を低下することができ、このことはエラストマーの実質的分解を伴わずに、混合又は滞留時間の増大及び改善された充填剤分散を可能にする。更にこれらは、改善された複合材料及び加硫ゴムの特性を生じることができる。
温度制御
特定の実施態様において、少なくとも１つの混合工程において、本方法は、少なくとも１つの温度制御手段により制御されたミキサー温度での混合を実施することを含む。代わりに言及されたように、本方法は、温度コントローラーの使用などにより、制御されたミキサー温度での混合を実施することを含むことができる。ミキサー温度の制御は、ミキサーの少なくとも１つの表面の温度を制御することを指す。選択肢として、ミキサー温度は、装填及び少なくとも１つの混合工程の両方の期間に、制御され得る。温度制御手段は、少なくとも１つの表面を加熱又は冷却するミキサーの上及び／もしくは内の又はそうでなければミキサーに付随された（例えばミキサーに接続された）温度－制御するデバイス、並びに／又はミキサーの１以上の部品であることができる。いずれかの理論に結びつけられることを欲するものではないが、温度制御手段を通じてミキサー温度、例えばミキサー表面温度を制御することにより、ミキサー表面での混合物の滑り及び掴みなどの混合の特徴は影響を受け得、このことは、ミキサー内の混合物の剪断及び粘性流れに影響を及ぼし、次に混合物による熱発生に影響を及ぼし得る。
滑りは、液体が混合物中に存在する場合に、問題となり得る。いずれかの理論に結びつけられることを欲するものではないが、過剰な滑り（潤滑）のリスクは、ミキサー表面の表面温度が非常に低い場合により可能性がある。そのような過剰な滑りは、少ない粘性流れ及びそれに続く低い熱発生に繋がり得、このことは次に、蒸発による液体除去の速度を減少し、不充分もしくは不適切な混合、非効率もしくは不適切な乾燥、及び／又は長い混合時間を引き起こす。この場合、遅い充填剤練込み及び／又はエラストマー中の劣った充填剤分散が存在し得る。乾燥充填剤による典型的混合において、滑りは、重大な問題ではないが；しかし、混合物の粘性流れは、より顕著であり、且つより早い熱発生を生じる事があり得、このことはエラストマーを分解し得る。そのような迅速な熱発生は、混合物の迅速な温度上昇を生じるが、これはゴム分解を避けるために短い滞留時間及び混合時間を必要とする。不充分な混合及び不適切な充填剤分散が、生じ得る。
いずれかの理論に結びつけられることを欲するものではないが、ミキサーの少なくとも１つの表面の温度制御を伴わないと、湿潤充填剤及び固体エラストマーの混合（例えば、少なくとも１つの温度制御手段の非存在下での混合）時に、滑り及び生じる温度特性、例えば温度プロファイルを制御する機会がより少なくなる。混合の最初のステージで、逐次混合プロセス又はバッチを操作する場合、ミキサー表面温度は、例えば室温から、例えば１８０℃以上の高温までの、広範な表面温度を有し得る。室温での固体エラストマー及び湿潤充填剤のミキサーへの装填は、過剰な滑りがより起こりやすいので、非効率な混合を引き起こすことがあり、並びに混合物の熱発生は、遅延されるか又は起こらないことさえある。結果として、この混合は、非効率であるか、又は混合物は、混合物表面に高い液体含量及び／又は練込まれない充填剤を伴い送出され得る。固体エラストマー及び湿潤充填剤の温度制御手段の非存在下でのミキサーへの高温での装填は、液体の非常に迅速な蒸発を引き起こし得、且つ湿潤充填剤を使用する恩恵は、認められない。温度制御手段を伴わないと、混合特性及び混合物品質は、制御することが困難となり、並びに混合プロセス間で変化することがある。液体の沸点以上の温度で、液体のフラッシング及び喪失が起こることがある。液体の喪失が蒸気の形をとる場合、蒸気は、充填剤を運搬し、充填剤収量損失に繋がることがある。一部の状況において、ミキサー部品の高い表面温度は、安全性欠陥を生じることがある。
いずれかの理論に結びつけられることを欲するものではないが、ミキサー表面温度が制御される場合（温度制御手段によるなど）、混合物とミキサー表面の間の滑りは制御され得、これは次に、混合物の粘性流れ及び生じる熱発生に影響を及ぼし得る。加えて又は代わりに、制御されたミキサー表面温度は、混合物によるミキサー表面のより良い掴みを可能にし得る。ミキサー表面温度を制御することにより、粘性流れ、熱発生及び目標送出温度に達するまでの混合時間を制御することが可能になる。
いずれかの理論に結びつけられることを欲するものではないが、いずれか他の機序の代わりに又は加えて、少なくとも１つの温度制御手段によるミキサー表面温度の制御は、混合物の表面又はバルクの温度の制御を可能にすることができる。混合の開始時に、混合物中の固体エラストマーは、典型的には室温であり、ミキサー表面温度が混合物の温度よりも高いような状況において、ミキサー表面は、混合物の少なくとも一部へ熱を移動することができ、その結果混合物表面温度は上昇し得る。いずれかの理論に結びつけられることを欲するものではないが、いずれか他の機序の代わりに又は加えて、混合物表面温度の上昇は、混合物をミキサー表面に掴ませ、滑りを減少し、且つミキサーが、より多くのエネルギーを混合物へ投入し、並びに粘性流れにより十分な熱を発生し、最終的に液体を除去することを可能にする。一旦混合物温度がミキサー表面温度を超えたならば、ミキサー表面は、混合物からの熱の移動を可能にし得る。別の言い方をすると、ミキサーは、混合物の少なくとも一部を冷却し、例えば表面又はバルクを冷却する。この冷却は、迅速な温度上昇を遅延し、且つゴムを分解しない温度での、より長い混合時間及び滞留時間を可能にする。
いずれかの機序（複数可）による、このミキサー表面温度全体の制御は、より長い混合時間又は滞留時間の機会を提供することができ、このことは、少なくとも１つのミキサー表面の温度制御を伴わない混合プロセスと比べ、改善された充填剤分散及び／又は改善されたゴム－充填剤相互作用及び／又は一貫した混合及び／又は効率的混合を生じ得る。
この温度制御手段は、ミキサーの１以上の部品のチャネルを通る熱媒液の流れ又は循環であることができるが、これらに限定されるものではない。例えば熱媒液は、水又は熱媒油であることができる。例えば熱媒液は、ローター、混合チャンバー壁、ラム、及びドロップドアを流れることができる。他の実施態様において、熱媒液は、ジャケット（例えば液体流れ手段を有するジャケット）又はミキサーの１以上の部品の周りのコイル内を流れることができる。別の選択肢として、温度制御手段（例えば熱を供給する）は、ミキサー内にはめ込まれた電気素子であることができる。温度制御手段を提供するシステムは、熱媒液の温度又はミキサーの１以上の部品の温度のいずれかを測定する手段を更に含むことができる。この温度測定値は、熱媒液の加熱及び冷却を制御するために使用されるシステムへ送られる。例えばミキサーの少なくとも１つの表面の望ましい温度は、ミキサーの１以上の部品、例えば、壁、ドア、ローターなどに隣接するチャネル内に配置された熱媒液の温度を設定することにより、制御され得る。
少なくとも１つの温度制御手段の温度は、例として１以上の温度制御ユニット（“ＴＣＵ”）により設定され且つ維持されることができる。この設定温度又はＴＣＵ温度は、本明細書において「Ｔｚ」とも称される。熱媒液を組込む温度制御手段の場合、Ｔｚは、液体それ自身の温度の指標である。温度制御手段により提供された加熱又は冷却は、Ｔｚに応じて、ミキサーもしくはミキサーの１以上の部品の少なくとも１つの表面へ移動され；熱は、少なくとも１つの表面へ又は表面から移動され、次にミキサー内の材料へ又は材料から移動され、混合物又はその一部のバルク温度、例えば混合物の局所温度に影響を及ぼす。熱媒液の流れが十分である場合、移動された加熱又は冷却は、Ｔｚにかなり近いミキサー部品の温度を生じるはずである。選択肢として、チャネル内の熱媒液の速度は、少なくとも１ｍ／ｓである。
このミキサーは、ミキサー部品（複数可）又は混合物の温度のより正確な測定を提供するために、ミキサーの異なる部品に配置された熱電対を有することができる。市販のミキサーに据付られた典型的熱電対は、混合物の温度の測定に有効である。少なくとも１つの表面の温度は、Ｔｚから逸脱することがあるが、依然かなりＴｚの近似値であり、例えば少なくとも１つの表面の平均表面温度は、Ｔｚから±５％、±１０％、±２０％だけ逸脱している。
代替又は追加の実施態様において、温度制御手段又はデバイスは、温度モニター／設定デバイスと、加熱／冷却デバイス、例えば液体を加熱するか又は液体を冷却し、設定温度を維持する能力を有する、ヒーター、チラー又はヒーター－チラー組合せなどの間に、通信回線を備える。
このミキサーは、各々、ミキサー内又はミキサーの区画に温度制御の領域を提供する、例えば２、３又はそれよりも多いなど、２つ以上の温度制御手段又はデバイスを有することができる。２つ以上の温度制御手段又はデバイスが利用される場合、各温度－制御デバイス又は手段は、同じ又は異なるＴｚ温度を利用することができる。更なる例として、２つ以上の温度制御デバイス又は手段が利用される場合、各設定温度間の温度差は、０℃又は約０℃であることができるか、もしくは１℃～１００℃又は１℃～５０℃、例えば５℃～５０℃の温度差であることができる（例えば、Ｔｚ１、Ｔｚ２、Ｔｚ３は、±０℃又は±５℃又は±１０℃又は±２０℃又は±３０℃、±４０℃など）。１以上の温度制御手段又はデバイス（複数可）は、ミキサー（複数可）の任意の位置又は部品に配置され得る。例えば、ミキサーもしくはミキサーチャンバーの壁（複数可）もしくは全ての壁、及び／又はラム、及び／又はドロップドア（複数可）、及び／又は１個以上のローター、及び／又は押出ヘッドは、１又は複数の温度－制御領域を形成するように、温度制御されることができる。選択肢として、少なくとも１つの温度制御手段は、少なくともミキサーの壁を加熱する。
言及したように、１つのミキサー温度又は複数のミキサー温度は、少なくとも１つの温度制御手段により制御され得る。選択肢として、概して温度制御手段は、５℃～１５０℃の範囲又は５℃～１５５℃の範囲である、温度Ｔｚに設定され得る。例えばミキサーに液体ジャケットが装備されている場合、ミキサー内の材料に熱が移動する前に、液体ジャケットを通過する熱媒液は、Ｔｚ又は約Ｔｚであり、例えばＴｚの５℃以内又は２℃以内又は１℃以内である。選択肢として、温度制御手段は、３０℃～１５０℃、４０℃～１５０℃、５０℃～１５０℃、又は６０℃～１５０℃、例えば３０℃～１５５℃、３０℃～１２５℃、４０℃～１２５℃、５０℃～１２５℃、６０℃～１２５℃、３０℃～１１０℃、４０℃～１１０℃、５０℃～１１０℃、６０℃～１１０℃、３０℃～１００℃、４０℃～１００℃、５０℃～１００℃、６０℃～１００℃、３０℃～９５℃、４０℃～９５℃、５０℃～９５℃、５０℃～９５℃、３０℃～９０℃、４０℃～９０℃、５０℃～９０℃、６５℃～９５℃、６０℃～９０℃、７０℃～１１０℃、７０℃～１００℃、７０℃～９５℃、７０℃～９０℃、７５℃～１１０℃、７５℃～１００℃、７５℃～９５℃、又は７５℃～９０℃の範囲である、温度Ｔｚに設定されることができる。他の範囲は、当該技術分野において利用可能な装置において可能である。温度制御手段は、装填工程時に、これらの温度Ｔｚのいずれかに設定され得る。
他の実施態様において、温度制御手段は、典型的に乾式混合に使用される温度よりもより高い温度、例えば温度６５℃（Ｔｚ）以上に設定され得る。このＴｚは、温度制御手段により与えられる。例えばミキサーに液体ジャケットが装備されている場合、ミキサー内の材料に熱が移動する前に、液体ジャケットを通過する熱媒液は、この温度又はほぼこの温度であり、例えば５℃以内又は２℃以内又は１℃以内である。（Ｔｚ）は、６５℃～１４０℃、又は６５℃～１３０℃、又は６５℃～１２０℃、又は６５℃～１１０℃、又は６５℃～１００℃、又は６５℃～９５℃、又は７０℃～１３０℃、又は７０℃～１２０℃、又は７０℃～１１０℃、又は７０℃～１００℃、又は８０℃～１４０℃、又は８０℃～１３０℃、又は８０℃～１２０℃、又は８０℃～１１０℃、又は８０℃～１００℃の範囲の温度、又はこれらの範囲の内部もしくは上回るもしくは下回る他の温度に設定され得る。
最適Ｔｚ値は、充填剤の種類を基に選択され得る。例えば、カーボンブラック及びケイ素－処理カーボンブラックを含有する充填剤（例えば、充填剤の少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、又は全てもしくは実質的に全てが、カーボンブラック又はケイ素－処理カーボンブラックである）に関して、Ｔｚは、本明細書に説明された値、例えば、６５℃以上又は６５℃～１００℃を有することができる。充填剤がシリカである場合、Ｔｚ値は、４０℃～１１０℃、４０℃～１００℃、例えば、４０℃～９０℃、４０℃～８０℃、４０℃～７５℃、５０℃～１１０℃、５０℃～１００℃、５０℃～９０℃、５０℃～８０℃、５０℃～７５℃、６０℃～１１０℃、又は６０℃～１００℃の範囲であることができる。
選択肢として、例えばミキサー条件が、十分な機械的エネルギー投入を生じる場合、Ｔｚの上限は、湿潤充填剤中の液体の沸点を実質的に超えてはならない。非常に迅速な蒸発が起こる場合、これは、十分な混合が起こる前に、液体除去を生じることができ、並びに加えて、充填剤の一部は、蒸気（例えばスチーム）と一緒にミキサーベントを通じて逃げることができ、送出された複合材料中の充填剤の不充分な負荷量及び高い充填剤収量損失を生じる。更に喪失された充填剤の一部は、複合材料の表面を被覆することができる。選択肢として、Ｔｚの上限は、ほぼ液体の沸点であるように、例えば液体の沸点の＋１０℃、又は＋５℃、又は＋１℃、又は－１℃、又は－５℃、又は－１０℃であるように選択される。
混合物の温度が装填時又は混合の早い段階の液体の沸点を上回ることを防止する選択肢は、ミキサーへの湿潤充填剤の添加のステージである。例えば、充填剤の画分又は一部は、開始時に添加され、及び残りは、混合サイクルにおいて後に添加される（１以上の添加工程において）。別の選択肢は、全ての湿潤充填剤が、サイクルの開始時もしくはその近くに添加されることを可能にするミキサー条件を選択することである。別の選択肢は、混合物を冷却するためにミキサー（例えばミキサーチャンバー）へ追加の液体（例えば水）を添加することである。
全比エネルギー
乾式混合と比べ、充填剤型、エラストマー型、及びミキサー型が類似の状況下で、本プロセスは、より高いエネルギー投入を可能にすることができる。湿潤充填剤からの液体の制御された除去は、より長い混合時間を可能にし、結果として充填剤の分散を改善する。このエネルギー投入は、混合プロセス時に複合材料へ与えられる生じる全比エネルギーにより示すことができる。例えば少なくとも湿潤充填剤及び固体エラストマーが、ミキサーに装填され並びにエネルギーが、少なくとも１個のローターへ加えられる場合に、混合は起こる。例えばバッチミキサーにおいて、全比エネルギーは、乾燥重量ベースの複合材料１ｋｇ当たりの、固体エラストマー及び／又は湿潤充填剤の装填と送出の間に、ローター（複数可）に加えられたエネルギーを考慮に入れる。連続ミキサーに関して、全比エネルギーは、定常状態条件での、乾燥重量ベースの生産物１ｋｇ当たりの動力投入(power input)である。多段階混合を有するプロセスに関して、全比エネルギーは、各混合プロセス由来の比エネルギーの合計である。全比エネルギーの決定は、好ましくは送出された複合材料の造形又は形成に使用されるエネルギーの量は含まない（例えば、複合材料のロール練りのエネルギーは除外する）。得られる「全比エネルギー」は、本明細書において定義したように、乾燥重量ベースの複合材料の１質量当たり(per mass)の、１個以上のローターを駆動する混合システムに加えられるエネルギーＥＲ（例えば、電気エネルギー）である。この全比エネルギーは、Ｅ全と指定されることもできる。本明細書に説明したように、本プロセスは、妥当な時間での水の蒸発又は除去と、比較的長い混合時間が釣り合っている選択された作業条件下での全比エネルギーを提供する。
選択肢として、本プロセスは、少なくとも１つの混合工程において、得られる全比エネルギーが、少なくとも１，１００ｋＪ／ｋｇ複合材料、少なくとも１，２００ｋＪ／ｋｇ、少なくとも１，３００ｋＪ／ｋｇ、又は少なくとも１，４００ｋＪ／ｋｇ又は少なくとも１，５００ｋＪ／ｋｇ、例えば、少なくとも１，６００ｋＪ／ｋｇ、少なくとも１，７００ｋＪ／ｋｇ、少なくとも１，８００ｋＪ／ｋｇ、少なくとも１，９００ｋＪ／ｋｇ、少なくとも２，０００ｋＪ／ｋｇ、少なくとも２，５００ｋＪ／ｋｇ、又は少なくとも３，０００ｋＪ／ｋｇであるような混合を実施することを含む。特定のシステムの代替として、全比エネルギーは、１，０００ｋＪ／ｋｇ～３，０００ｋＪ／ｋｇ、例えば１，０００ｋＪ～２，５００ｋＪ／ｋｇ、１，１００ｋＪ～２，５００ｋＪ／ｋｇなどの範囲であることができる。選択肢として、全比エネルギーは、約１，４００ｋＪ／ｋｇ複合材料又は約１，５００ｋＪ／ｋｇ複合材料（もしくはミキサー内に存在する混合物１ｋｇ当たり）～約１０，０００ｋＪ／ｋｇ複合材料（もしくはミキサー内に存在する混合物１ｋｇ当たり）、例えば２，０００ｋＪ／ｋｇ～約５，０００ｋＪ、又は１，５００ｋＪ／ｋｇ～８，０００ｋＪ／ｋｇ、１，５００ｋＪ／ｋｇ～７，０００ｋＪ／ｋｇ、１，５００ｋＪ／ｋｇ～６，０００ｋＪ／ｋｇ、１，５００ｋＪ／ｋｇ～５，０００ｋＪ／ｋｇ、１，５００ｋＪ／ｋｇ～３，０００ｋＪ／ｋｇ、１，６００ｋＪ／ｋｇ～８，０００ｋＪ／ｋｇ、１，６００ｋＪ／ｋｇ～７，０００ｋＪ／ｋｇ、１，６００ｋＪ／ｋｇ～６，０００ｋＪ／ｋｇ、１，６００ｋＪ／ｋｇ～５，０００ｋＪ／ｋｇ、１，６００ｋＪ／ｋｇ～４，０００ｋＪ／ｋｇ、１，６００ｋＪ／ｋｇ～３，０００ｋＪ／ｋｇの範囲、又はこれらの範囲のいずれかの他の値であることができる。
充填剤添加後の比エネルギー
全比エネルギーに加え、Ｅ１００％filler及びＥ７５％fillerの理解、並びにそれらがどのように全比エネルギーと比べられるかは、本明細書に開示された１以上の局面において有用であり得る。Ｅ１００％fillerは、一度に全ての充填剤の１００％（重量で）が、混合時（ミキサー内）に添加又は存在し、並びに複合材料が、送出され及び１０重量％を超えない、例えば、５重量％を超えない、４重量％を超えない、３重量％を超えない、もしくは２重量％を超えない液体含量を有するまでに利用される比エネルギーの量（乾燥複合材料１ｋｇ当たりのｋＪ）である。更にＥ７５％fillerは、一度に全ての充填剤の７５％（ｗｔ）が、混合時に添加又は存在し、複合材料が、送出され及び１０重量％を超えない、例えば、５重量％を超えない、４重量％を超えない、３重量％を超えない、もしくは２重量％を超えない液体含量を有するまでに利用される比エネルギーの量（乾燥複合材料１ｋｇ当たりのｋＪ）である。Ｅ１００％filler及びＥ７５％fillerが測定される様式は、混合のために投入されたエネルギーの量が計算される時点を除いて、全比エネルギーとは異ならない。
Ｅ１００％filler及びＥ７５％fillerは、混合を開始又は再開（後者は、２回以上の充填剤添加工程が実行される場合である）するために充填剤がミキサーに装填された後、ラムが下降された時点から測定することができる。従って充填剤が一度に全て添加されない場合、Ｅ１００％fillerは、Ｅ７５％fillerとは異なる。並びに全ての充填剤が任意の混合前に添加されない限りは、全比エネルギーは、Ｅ１００％filler及びＥ７５％fillerよりもより高いであろう。様々な実験から、選択肢として、最小Ｅ１００％filler及び最小Ｅ７５％fillerに関して、最小全比エネルギーと必ずしも同じでなくてよい優先傾向が理解され得る。時には、充填剤－エラストマー相互作用のより良い理解が、本明細書に開示された１以上の方法に結びつけられたＥ１００％filler及び／又はＥ７５％fillerの研究及び理解により達成され得る。
ゴムコンパウンドの特性は、一部、配合表（エラストマーの選択、充填剤の型など）及びこれらの成分はどのように一緒にされるか（例えば、混合を通して）により推進される。所定の材料の選択及び充填剤負荷量に関して、特性は、（ａ）エラストマーマトリックス中の充填剤分散の程度及びその分布、（ｂ）充填剤とポリマーの間の接着（相互作用）、（ｃ）ポリマー特性、並びに他の因子により影響され得る。この問題点は、負に影響する相互作用及び／又はポリマーの分解を伴わない混合により、分散が増加することである。高エネルギー投入からの分解は、ポリマー鎖の破壊及び天然ゴムなどのエラストマーの酸化、又は合成ゴムのゲル形成として観察され得る。いずれかの理論に結びつけられることを欲するものではないが、乾燥充填剤との混合と比べ、湿潤充填剤とは、より大きい比エネルギーが、混合物へ適用され、分散のために利用され得る。このエネルギーは、次に一部、液体の蒸発により放出されることができる。これは、エネルギー投入の大部分が、温度上昇、その後エラストマーの可能性のある分解を生じる、乾式混合とは対照的である。
充填剤に関して、例えば充填剤が、カーボンブラック又はカーボンベースの充填剤（二相カーボンブラック－シリカ又はカーボンブラック－ケイ素凝塊、例えばケイ素－処理カーボンブラックなど）を含むか又はこれらである場合、或いは充填剤が主に（総充填剤の重量により）カーボンブラック又はカーボンベースの充填剤である場合、得られるゴムコンパウンドの特性において所望の改善を得るために、充填剤の実質的量（複合材料中の全湿潤充填剤の少なくとも７５重量％）がミキサーへ装填された後、湿潤充填剤を分散する比エネルギー（Ｅ）の好ましい最小量が存在することができる。
例えば少なくとも１つの選択肢として、１１００ｋＪ／ｋｇ（Ｅ１００％filler）又は１３００ｋＪ／ｋｇ（Ｅ７５％filler）の最小エネルギー値は、得られる加硫ゴムの望ましい１以上の補強特性、又は他のエラストマー特性（例えば、Ｍ３００／Ｍ１００及び／又はヒステリシス（ｔａｎδ））を達成する際に有用であることがわかった。従ってこれらのエネルギー値を下回る、カーボンブラック又はケイ素－処理カーボンブラックなどの主に湿潤カーボンベースの充填剤によるシステムに関して、複合材料は、最適未満である特性を持つ加硫ゴムを生じることができる。
選択肢として、本プロセスは、少なくとも１つの混合工程において、得られるＥ１００％fillerが、複合材料１ｋｇ当たり少なくとも１，１００ｋＪ、例えば、少なくとも１，１５０ｋＪ／ｋｇ、少なくとも１，２００ｋＪ／ｋｇ、少なくとも１，３００ｋＪ／ｋｇ、少なくとも１，４００ｋＪ／ｋｇ、少なくとも１，５００ｋＪ／ｋｇ、少なくとも２，０００ｋＪ／ｋｇ、又は少なくとも３，０００ｋＪ／ｋｇであるように混合を実施することを含む。選択肢として、Ｅ１００％fillerは、約１，１００ｋＪ／ｋｇ複合材料（又はミキサー内に存在する混合物１ｋｇ当たり）～約１０，０００ｋＪ／ｋｇ複合材料（又はミキサー内に存在する混合物１ｋｇ当たり）、例えば１，１００ｋＪ／ｋｇ～約５，０００ｋＪ又は１，２００ｋＪ／ｋｇ～８，０００ｋＪ／ｋｇ、１，３００ｋＪ／ｋｇ～７，０００ｋＪ／ｋｇ、１，４００ｋＪ／ｋｇ～６，０００ｋＪ／ｋｇ、１，５００ｋＪ／ｋｇ～５，０００ｋＪ／ｋｇ、１，５００ｋＪ／ｋｇ～３，０００ｋＪ／ｋｇ、１，６００ｋＪ／ｋｇ～８，０００ｋＪ／ｋｇ、１，６００ｋＪ／ｋｇ～７，０００ｋＪ／ｋｇ、１，６００ｋＪ／ｋｇ～６，０００ｋＪ／ｋｇ、１，６００ｋＪ／ｋｇ～５，０００ｋＪ／ｋｇ、１，６００ｋＪ／ｋｇ～３，０００ｋＪ／ｋｇの範囲、又はこれらの範囲の任意の他の値であることができる。
選択肢として、本プロセスは、少なくとも１つの混合工程において、得られるＥ７５％fillerが、複合材料１ｋｇ当たり少なくとも１，３００ｋＪ、例えば、少なくとも１，３５０ｋＪ／ｋｇ、少なくとも１，４００ｋＪ／ｋｇ、少なくとも１，５００ｋＪ／ｋｇ、少なくとも１，６００ｋＪ／ｋｇ、少なくとも１，７００ｋＪ／ｋｇ、少なくとも１，８００ｋＪ／ｋｇ、又は少なくとも２，０００ｋＪ／ｋｇ又は少なくとも３，０００ｋＪ／ｋｇであるような混合を実施することを含む。選択肢として、Ｅ７５％fillerは、約１，３００ｋＪ／ｋｇ複合材料（又はミキサー内に存在する混合物１ｋｇ当たり）～約１０，０００ｋＪ／ｋｇ複合材料（又はミキサー内に存在する混合物１ｋｇ当たり）、例えば１，３５０ｋＪ／ｋｇ～約５，０００ｋＪ又は１，４００ｋＪ／ｋｇ～８，０００ｋＪ／ｋｇ、１，５００ｋＪ／ｋｇ～７，０００ｋＪ／ｋｇ、１，６００ｋＪ／ｋｇ～６，０００ｋＪ／ｋｇ、１，７００ｋＪ／ｋｇ～５，０００ｋＪ／ｋｇ、１，８００ｋＪ／ｋｇ～３，０００ｋＪ／ｋｇ、１，９００ｋＪ／ｋｇ～８，０００ｋＪ／ｋｇ、１，６００ｋＪ／ｋｇ～７，０００ｋＪ／ｋｇ、１，６００ｋＪ／ｋｇ～６，０００ｋＪ／ｋｇ、１，６００ｋＪ／ｋｇ～５，０００ｋＪ／ｋｇ、１，６００ｋＪ／ｋｇ～３，０００ｋＪ／ｋｇの範囲、又はこれらの範囲の任意の他の値であることができる。
比出力
選択肢として、本方法は、１以上の混合工程時の平均比出力（比エネルギー／混合時間、ｋＷ／ｋｇ）を適用することを含む。平均比出力は、第一段階の混合など、単独の混合工程について報告されることができ、ここでは、混合ステージに関する平均比出力＝比エネルギー／混合時間である。混合時間は、ラム停止時間であることができる。連続混合に関して、平均比出力は、ミキサー滞留時間により除算された平均比エネルギーにより計算することができる。或いは連続混合に関して、平均比出力（ｋＷ）は、特定の時点でミキサー内部の材料の質量（ｋｇ）により除算された規定された期間にわたり計算される。
選択肢として、適用される平均比出力は、混合時間にわたり少なくとも２．５ｋＷ／ｋｇ、例えばラム停止時間にわたり少なくとも３ｋＷ／ｋｇ、少なくとも３．５ｋＷ／ｋｇ、少なくとも４ｋＷ／ｋｇ、少なくとも４．５ｋＷ／ｋｇ、２．５ｋＷ／ｋｇ～１０ｋＷ／ｋｇ、２．５ｋＷ／ｋｇ～９ｋＷ／ｋｇ、２．５ｋＷ／ｋｇ～８ｋＷ／ｋｇ、又は２．５ｋＷ／ｋｇ～１０ｋＷ／ｋｇである。選択肢として、非限定的に、充填剤中の液体含量、Ｔｚ、充填率、及び／又は先端速度を含む１以上のパラメータは、所望の比出力を達成するように選択されることができる。
湿潤充填剤との混合時に十分に高い平均比出力が利用される場合、混合時間、例えばラム停止時間は、効率及び製品特性の両方に適している量に減少することができる。従って選択肢として、本方法は、少なくとも１以上の混合工程において、１０分以下、例えば８分以下、又は６分以下であるラム停止時間にわたり、少なくとも２．５ｋＷ／ｋｇ（又は本明細書に開示された他の範囲）の平均比出力を適用することを含む。
例えばミキサー内の１個以上のローターにより与えられる、加えられるエネルギーは、一定であるか又は比較的一定であることができる。選択肢として、瞬間比エネルギー／単位時間（ｋＪ／（分・ｋｇ）（比出力）は、混合プロセス時の平均比エネルギー／単位時間（平均比出力）の１０％以内であり得る。
先端速度
選択肢として、本プロセスは、少なくとも１つの混合工程において、１個以上のローターを、混合時間の少なくとも５０％について少なくとも０．５ｍ／ｓの先端速度で、又は混合時間の少なくとも５０％について少なくとも０．６ｍ／ｓの先端速度で操作するように、混合を実施することを含む。混合システムへ投入されたエネルギーは、少なくとも一部は、少なくとも１個のローターの速度及びローター型の関数である。先端速度は、ローター直径及びローター速度を考慮し、下記式に従い計算することができる：
先端速度、ｍ／ｓ＝π×（ローター直径、ｍ）×（回転速度、ｒｐｍ）／６０
先端速度は、混合の経過にわたり変動し得るので、選択肢として、少なくとも０．５ｍ／ｓ又は少なくとも０．６ｍ／ｓの先端速度が、混合時間の少なくとも５０％について、例えば混合時間の少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、又は実質的に全てについて達成される。先端速度は、混合時間の少なくとも５０％、又は先に列挙した混合の他の部分について、少なくとも０．６ｍ／ｓ、少なくとも０．７ｍ／ｓ、少なくとも０．８ｍ／ｓ、少なくとも０．９ｍ／ｓ、少なくとも１．０ｍ／ｓ、少なくとも１．１ｍ／ｓ、少なくとも１．２ｍ／ｓ、少なくとも１．５ｍ／ｓ又は少なくとも２ｍ／ｓであることができる。先端速度は、混合時間を最小化するように選択することができるか、又は０．６ｍ／ｓ～１０ｍ／ｓ、０．６ｍ／ｓ～８ｍ／ｓ、０．６～６ｍ／ｓ、０．６ｍ／ｓ～４ｍ／ｓ、０．６ｍ／ｓ～３ｍ／ｓ、０．６ｍ／ｓ～２ｍ／ｓ、０．７ｍ／ｓ～４ｍ／ｓ、０．７ｍ／ｓ～３ｍ／ｓ、０．７ｍ／ｓ～２ｍ／ｓ、０．７ｍ／ｓ～１０ｍ／ｓ、０．７ｍ／ｓ～８ｍ／ｓ、０．７～６ｍ／ｓ、１ｍ／ｓ～１０ｍ／ｓ、１ｍ／ｓ～８ｍ／ｓ、１ｍ／ｓ～６ｍ／ｓ、１ｍ／ｓ～４ｍ／ｓ、１ｍ／ｓ～３ｍ／ｓ、又は１ｍ／ｓ～２ｍ／ｓ（例えば、混合時間の少なくとも５０％又は本明細書において説明された他の混合時間について）であることができる。代わりに又は加えて、先端速度は、処理量を最大化するように選択されることができる。時間／処理量の考察は、混合時間の減少につれて、送出された複合材料中の液体レベルは、増加してよいことを考慮してよい。特定の状況において、送出された複合材料の所望の液体含量と釣り合いのとれた、より高い処理量について高い先端速度で混合を実行することは恩恵があるであろう（例えば、過剰に高い先端速度は、より短い滞留時間又は混合時間を生じ、これは十分な充填剤分散又は複合材料からの液体の十分な除去をもたらさない）。
送出、混合時間、及び排出又はミキサー温度
本明細書に開示された方法のいずれかにおいて、ミキサーからの送出工程が起こり、且つ１０％を超えない充填剤収量損失で少なくとも１ｐｈｒの負荷量でエラストマー中に分散された充填剤を含有する複合材料を生じ、ここで複合材料は、１０重量％を超えない液体含量を有する。混合サイクル時に、液体の多くが複合材料及び練込まれた充填剤から放出された後、この混合物は、温度の上昇を経験する。エラストマーを分解する過剰な温度上昇は、避けることが望ましい。送出（例えば、バッチ混合中の「排出」）は、そのような分解を最小化するために選択された時間又は温度又は比エネルギー又は出力のパラメータを基に起こり得る。
一実施態様において、混合時間は、装填が完了する期間から送出までで決定され得る。バッチ内部ミキサーに関して、混合時間は、ラム停止時間、例えばラムが最低位置に操作される時間、例えばラムが十分に閉鎖もしくは収容(seated)された時間から決定され得る。他の実施態様において、ラムの最低位置は、ラム撓み（本明細書に開示されたような）の特定量をもたらし得、例えば最低位置からの最大ラム撓みは、ローターの直径の３０％を超えない距離である。混合時間は、エラストマー及び／又は充填剤の１以上の追加部分を装填するなど、追加の成分を装填する場合の時間を包含しない。選択肢として、連続ミキサーについて、名目上の混合時間（又は滞留時間）は、ミキサーチャンバー容積及び容積生産速度から計算することができる。
選択肢として、送出は、規定された混合時間を基に起こる。混合の開始と送出の間の混合時間は、約１分以上、例えば約１分～４０分、約１分～３０分、約１分～２０分、又は１分～１５分、又は５分～３０分、又は５分～２０分、又は５分～１５分、又は１分～１２分、又は１分～１０分、又は３分～３０分、又は他の時間であることができる。或いはバッチ内部ミキサーに関して、ラム停止時間は、バッチ混合時間を、例えばミキサーが、ラムにより、その最低位置で、例えば十分に収容された位置又は本明細書に説明されたようなラム撓みで操作される時間をモニタリングするためのパラメータとして使用され得る。例えば、ラム停止時間は、３分～３０分、３分～２０分、３分～１０分、５分～３０分、５分～２０分、５分～１０分の範囲であることができる。
選択肢として、送出は、排出又は送出温度（ミキサー温度）を基に起こる。例えば、ミキサーは、１２０℃～１８０℃、１２０℃～１９０℃、１３０℃～１８０℃、例えば１４０℃～１８０℃、１５０℃～１８０℃、１３０℃～１７０℃、１４０℃～１７０℃、１５０℃～１７０℃の範囲、又はこれらの範囲内もしくは範囲外の他の温度の排出温度を有することができる。
複合材料の液体含量
本方法は更に、形成される複合材料のミキサーからの送出を含む。送出された複合材料は、複合材料の総重量を基に１０重量％を超えない液体含量を有することができ、これは下記式に概説される：
複合材料の液体含量％＝１００＊［液体の質量］／［液体の質量＋乾燥複合材料の質量］。
本明細書に開示された方法のいずれかにおいて、送出された複合材料は、複合材料の総重量を基に１０重量％を超えない液体含量、例えば複合材料の総重量を基に９ｗｔ％を超えない、８ｗｔ％を超えない、７ｗｔ％を超えない、６ｗｔ％を超えない、５ｗｔ％を超えない、２ｗｔ％を超えない、又は１ｗｔ％を超えない量を有し得る。この量は、プロセスの最後にミキサーから送出される複合材料の総重量を基に、約０．１ｗｔ％～１０ｗｔ％又は約０．５ｗｔ％～９ｗｔ％又は約０．５ｗｔ％～約７ｗｔ％の範囲であることができる。本明細書に開示された方法のいずれかにおいて、液体含量（例えば「水分率」）は、複合材料の総重量を基に複合材料中に存在する液体の測定された重量％であることができる。
本明細書に開示された方法のいずれかにおいて、送出された複合材料は、任意に１０重量％以下の液体含量を有することができる一方で、送出される複合材料中に保持されないミキサー内に存在する液体（例えば水）があってよい。この過剰な液体は、複合材料の一部ではなく、並びに複合材料から計算されたいずれかの液体含量の一部ではない。
本明細書に開示された方法のいずれかにおいて、ミキサーに装填された材料の総液体含量（又は総含水量又は総水分率）は、プロセスの最後に送出された複合材料の液体含量よりもより高い。例えば、送出された複合材料の液体含量は、１０％～９９．９％（ｗｔ％対ｗｔ％）、１０％～９５％、又は１０％～５０％の量だけ、ミキサーへ装填された材料の液体含量よりも低いことができる。
充填剤負荷量
本明細書に開示された方法のいずれかにおいて、本方法の一部として送出工程において、ミキサーから送出される際のエラストマーは、充填剤負荷量（ゴム百分率、又はｐｈｒ）少なくとも１ｐｈｒ、少なくとも１０ｐｈｒ、少なくとも１５ｐｈｒ、少なくとも２０ｐｈｒ、少なくとも３０ｐｈｒ、少なくとも４０ｐｈｒを有し、並びに乾燥重量ベースで１０％を超えない充填剤収量損失を有する。例えば、充填剤負荷量は、２０ｐｈｒ～２５０ｐｈｒ、２０ｐｈｒ～２００ｐｈｒ、２０ｐｈｒ～１８０ｐｈｒ、２０ｐｈｒ～１５０ｐｈｒ、２０ｐｈｒ～１００ｐｈｒ、２０ｐｈｒ～９０ｐｈｒ、２０ｐｈｒ～８０ｐｈｒ、３０ｐｈｒ～２００ｐｈｒ、３０ｐｈｒ～１８０ｐｈｒ、３０ｐｈｒ～１５０ｐｈｒ、３０ｐｈｒ～１００ｐｈｒ、３０ｐｈｒ～８０ｐｈｒ、３０ｐｈｒ～７０ｐｈｒ、４０ｐｈｒ～２００ｐｈｒ、４０ｐｈｒ～１８０ｐｈｒ、４０ｐｈｒ～１５０ｐｈｒ、４０ｐｈｒ～１００ｐｈｒ、４０ｐｈｒ～８０ｐｈｒ、３５ｐｈｒ～６５ｐｈｒ、又は３０ｐｈｒ～５５ｐｈｒの範囲であることができる。これらの負荷量により、充填剤は、乾燥重量ベースで１０％を超えない充填剤収量損失である。選択肢として、他の充填剤負荷量及び充填剤収量損失の値が適用され、且つ本明細書に開示されている。充填剤は、カーボンブラック、シリカ、ケイ素－処理カーボンブラック、及び本明細書に開示された他の充填剤、並びにそれらの配合物を含む。
特定の実施態様において、充填剤の少なくとも５０％（例えば充填剤の少なくとも７５％又は少なくとも９０％）は、カーボンブラック、並びにそのコートされた及び処理された材料から選択される。特定の実施態様において、充填剤の少なくとも５０％（例えば充填剤の少なくとも７５％又は少なくとも９０％）は、シリカである。特定の実施態様において、充填剤の少なくとも５０％（例えば充填剤の少なくとも７５％又は少なくとも９０％）は、ケイ素－処理カーボンブラックである。
例として、カーボンブラックは、エラストマー中に、３０ｐｈｒ～２００ｐｈｒ、３０ｐｈｒ～７０ｐｈｒ、又は４０ｐｈｒ～６５ｐｈｒ、又は４０ｐｈｒ～６０ｐｈｒの範囲の負荷量で分散され得る。より具体的例として、天然ゴム単独であるか又は１種以上の他のエラストマーと一緒であるエラストマーと共に、及びカーボンブラック単独か又は１種以上の他の充填剤（例えばシリカ又はケイ素－処理カーボンブラック）と一緒である充填剤と共に、カーボンブラックは、３０ｐｈｒ～７０ｐｈｒ、又は４０ｐｈｒ～６５ｐｈｒ、又は４０ｐｈｒ～６０ｐｈｒの範囲の負荷量で、天然ゴム中に分散され得る。
形成されたエラストマー複合材料中に存在するシリカの量は、２０ｐｈｒ～２５０ｐｈｒ、２０ｐｈｒ～２００ｐｈｒ、２０ｐｈｒ～１５０ｐｈｒ、２０ｐｈｒ～１００ｐｈｒ、３０ｐｈｒ～１５０ｐｈｒ、３０ｐｈｒ～１００ｐｈｒ、２５ｐｈｒ～１００ｐｈｒ、２５ｐｈｒ～８０ｐｈｒ、３５ｐｈｒ～１１５ｐｈｒ、３５ｐｈｒ～１００ｐｈｒ、４０ｐｈｒ～１１０ｐｈｒ、４０ｐｈｒ～１００ｐｈｒ、４０ｐｈｒ～９０ｐｈｒ、４０ｐｈｒ～８０ｐｈｒなどであることができる。シリカを含有する充填剤配合物は、１０ｗｔ％のカーボンブラック及び／又はケイ素－処理カーボンブラックを含むことができる。
形成されたエラストマー複合材料中に存在するケイ素－処理カーボンブラックの量は、２０ｐｈｒ～２５０ｐｈｒ、２０ｐｈｒ～２００ｐｈｒ、３０ｐｈｒ～１５０ｐｈｒ、４０ｐｈｒ～１００ｐｈｒ、又は５０ｐｈｒ～６５ｐｈｒであることができる。
他の負荷量、充填剤型、及び配合物は、本明細書に開示されている。
充填剤収量損失
充填剤収量損失は、エラストマー中の充填剤の理論的最大ｐｈｒ（ミキサーに装填された全ての充填剤は、複合材料へ練込まれると仮定する）から、送出された複合材料中の充填剤の測定されたｐｈｒを減算することを基に決定される。この測定された量は、熱重量分析（ＴＧＡ）から得ることができる。従って充填剤収量損失（％）は、下記のように計算される：
［（理論的充填剤ｐｈｒ）－（測定された充填剤ｐｈｒ）］／（理論的充填剤ｐｈｒ）×１００
充填剤のエラストマーへの練込み不良のために複合材料の表面上に存在する喪失された充填剤は、この充填剤収量損失に含まれる。選択肢として、本明細書に開示された方法のいずれかのプロセスは、ミキサーへ当初装填されている充填剤の著しい喪失を生じない。本明細書に開示された方法のいずれかにおいて、充填剤収量損失は、１０％を超えない、例えば９％を超えない、又は８％を超えない、又は７％を超えない、又は６％を超えない、又は５％を超えない、又は４％を超えない、又は３％を超えない、又は２％を超えない、又は１％を超えないことができ、例として０．１％～１０％、０．１％～５％、０．１％～２％、０．５％～１０％、０．５％～５％、０．５％～２％、１％～１０％、１％～５％、又は１％～２％の範囲の充填剤収量損失であることができる。
充填率
乾燥充填剤を固体エラストマーと混合する場合、これは、生成される複合材料の量を最大化するために、充填率を最大化するように、典型的には実施される。充填率（％）＝（ミキサーに装填された材料の容積）／（ミキサーチャンバー実容積）。ミキサーチャンバー実容積は、ミキサーのデザイン、例えばローターの容積を考慮することを含む。充填率は、ラムが、混合の最後まで収容され続けること、及び典型的充填率の値が、ドライミックスについて約７２％であることを確実にするように選択されることが多い。
本明細書に開示された方法のいずれかにおいて、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤の装填は、ミキサーの混合チャンバーが、容積容量の約２５％～約９０％（乾燥重量ベース）の充填率を有するようなものであることができる。本明細書に開示された方法のいずれかにおいて、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤の装填は、ミキサーの混合チャンバーが、容積容量の約５０％～約８０％の充填率、例えば容積容量の約５０％～約７２％、約５０％～約７０％、約５０％～約６８％、約６０％～約７５％、約６０％～約７２％、約６０％～約７０％、又は約６０％～約６８％の充填率を有するようなものであることができる。
本明細書に開示された方法のいずれかの選択肢として、本方法は、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤のミキサー（例えばバッチミキサーなどの内部ミキサー又は他のミキサー）への装填が、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤の乾燥重量ベースの充填率が７２％を超えない、７０％を超えない、又は６８％を超えない、又は６６％を超えない、例えば約３０％～７２％、４０％～７０％、４５％～７０％、３０％～６０％、５０～７２％、５０～７０％、５０～６８％、６０～７２％、６０～７０％、６０～６８％、６５～７２％、６５～７０％、６５～６８％、又は４０～６０％、又は５０～６０％などであるようなものである。より具体的な例は、充填率が、６８％を超えず、及び固体エラストマーは、少なくとも５０ｗｔ％の天然ゴムを含むような、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤のミキサーへの装填である。
湿潤充填剤との混合時に、例えば天然ゴムなど、特定のエラストマーは膨潤することが観察された。混合が進行するにつれ、混合物の温度は上昇し、混合物中に練込まれる水分が過熱する。これは、混合物の膨潤を生じ、これにより混合物の全体の容積が増大する。最初の充填率が非常に高いならば、膨潤は、ラム（浮動重りとしても公知）に過度の力を与えるのに十分であり、ラムはその完全に収容された位置から持ち上げられることを引き起こし得る。この状況において、ラムのすぐ下側の混合物の一部は、混合物のバルクから一時的に単離され始め、その混合の有効性を低下する。加えて、この単離された混合物は、撓んだラムの下側に「栓」を形成し得、ミキサーからのスチーム放出を阻害する。結果的に、そのようなラム撓みは、バッチサイクル時間を延長し、且つ充填剤分散を損ねる。栓が生じた場合に（例えば６ＰＰＤ追加）、ラムがバッチ配列により上昇するならば、過剰量のスチームが突然放出され、安全性の問題も懸念されることがある。
従って天然ゴムなど、エラストマーが、蒸発可能な液体の存在下で膨潤可能な場合、湿潤充填剤及び天然ゴムを含有する固体エラストマーの（乾燥重量ベースの）充填率は、７０％を超えない又は６８％を超えない、６６％を超えない、例えば６０％～７０％、６０％～６８％、６０％～６６％、又は６５％～６８％の範囲であることができる。固体エラストマーは、天然ゴムを少なくとも５０％、少なくとも７５％、少なくとも９０％、又は少なくとも９５％含有することができる。例えば、固体エラストマーは、天然ゴム、並びに少なくとも１種の追加のエラストマー、例えばポリブタジエン及び／又はスチレン－ブタジエンゴムなど、又は本明細書に開示された他のエラストマーの配合物であることができる。充填剤は、本明細書に開示された充填剤のいずれか、例えばカーボンブラック、ケイ素－処理カーボンブラック、及びシリカであることができる。
選択肢として、７２％以下の、又は７０％以下の、又は６８％以下の制御された充填率を伴うそのような方法、或いはバッチミキサー又は類似型のミキサーを利用する本明細書に開示された方法のいずれかにおいて、ミキサーは、ラムがミキサー内の１個以上のローターに隣接して収容される最低位置まで、下方垂直移動が可能なラムを備えることができる。混合時に、ミキサーは、１個以上のローターの直径の３０％を超えない距離だけ最低位置から最大ラム撓みで操作され得る。或いはこの距離は、１個以上のローターの直径の２５％を超えない、又は２０％を超えない、又は１５％を超えない、又は１０％を超えない、又は５％を超えないことができる。選択肢として、本明細書に開示された方法のいずれかに関して、混合工程時に、充填率は、ラム撓みを最小化するように最適化される。
特定の実施態様において、充填率は、１以上の変数の関数であり得る。例えば、充填率は、ローター型を基に決定され得る。例えばバッチミキサー（例えば接線式ミキサー）が使用される場合、二翼式ローターに関して、充填率は、７２％以下であり得；二－又は四翼式ローターに関して、充填率は、７０％以下であり得；二－、四－、又は六翼式ローターに関して、充填率は、６８％以下であり得る。他の実施態様において、例えば噛合式ミキサーが使用される場合、充填率は、６０％以下であり得る。
特定の実施態様において、湿潤充填剤の使用は、典型的乾式混合プロセスと比べ、より高い先端速度の使用が可能になる。そのような高い先端速度は、ラムに加えられた平均圧を増加するので、これらはラムに過度に力を与える傾向を増大する。選択肢として、増大した先端速度と組合せて本明細書に開示されたより低い充填率は、商業的生産のために望ましいことができる。乾式混合に関する産業において典型的に使用される比較的高い充填率により、湿潤充填剤との混合に続いて起こる関連した問題点は、商業的生産を実行不可能なものとする。従って特定の実施態様において、本明細書に開示された充填率、例えば、７０％以下の、６８％以下の、もしくは６６％以下の充填率は、より高い先端速度、例えば混合時間の少なくとも５０％について０．６ｍ／ｓの先端速度、及び本明細書に開示された他の先端速度と共に利用され得る。
時間平均放出速度
本明細書において説明したように、本プロセスは、妥当な時間内での液体の蒸発又は除去と、（乾式混合プロセスに対し）より長い混合時間の釣り合いをとる操作条件を提供する。不充分な比出力の投入が存在する場合又はＴｚが低すぎる場合、液体は、好ましいものよりも長く混合物中に留まり、これは非効率な混合を生じることがある。別の場合において、液体は、蒸発するか、又は非常に迅速に除去され、混合物をドライミックスに似たものとし、これにより長い有効混合時間及び十分なエネルギー投入に関連した恩恵を妨げる。本明細書に開示された方法のいずれかにおいて、混合時の複合材料からの、必ずしも限定されないが液体の蒸発の速度を含む、液体放出の速度は、複合材料１ｋｇ当たりの液体の時間平均放出速度として測定することができ、且つこの速度は、０．０１～０．１４ｋｇ／（分・ｋｇ）又は０．０１～０．０７ｋｇ／（分・ｋｇ）又はこの範囲を下回るもしくは上回る他の速度である。この放出速度は、混合時の任意の手段による液体除去の全般的放出速度であることができるか、又は蒸発のみによる放出速度であることができる。水性液体の場合において、蒸発速度は、スチーム放出又はスチーム発生の速度と考えることができる。
選択肢として、時間平均放出速度（ｋｇ／ｋｇ・分）は、下記式から計算することができる：
時間平均放出速度＝除去された総液体／（放出時間×複合材料重量）
ここで：
複合材料重量は、乾燥重量ベースで決定され；
除去された総液体（ｋｇ）＝湿潤充填剤中の液体－送出された複合材料中の液体含量；
放出時間＝ラム停止時間（分）－ゴムのみの素練り時間（分）である。
本明細書において考察したように、ラム停止時間は、ラムが最も低い位置に操作される時間（時間期間又は時間の量）である。
液体の最適化された時間平均放出速度（例えば、蒸発した液体の時間平均放出速度）は、好適な混合時間と釣り合いのとれた、エラストマー中の充填剤の改善された分散を提供することができると考えられる。０．０１ｋｇ／（分・ｋｇ）未満の放出速度は、一般に例えばＴｚが６５℃未満及び／又は比エネルギーレベル１，５００ｋＪ／ｋｇ未満、及び／又は先端速度０．５ｍ／ｓ未満もしくは０．６ｍ／ｓ未満で液体を除去するより長い時間期間を反映する。０．１５ｋｇ／（分・ｋｇ）よりも大きい放出速度は、より短い混合時間を反映することができる。最適化されない時間平均送出速度は、不良なゴム特性を生じるか、又はエラストマーを損なうことがあるドライミックスに類似した混合条件を生じる。
エネルギー効率
少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤の混合時に、混合（１以上の混合工程による）は、２０％～８０％の範囲のエネルギー効率で、エネルギー（ＥＲ）を、ミキサーの少なくとも１個のローターに、又は１個以上のローター（例えば、少なくとも２個のローター、４個のローターなど）に加えることを含み、ここでエネルギー効率は、下記式を基にしている：
エネルギー効率＝所要熱量／ＥＲ×１００％
ここで：
－所要熱量（ｋＪ／ｋｇ）は、１００％の効率で複合材料１ｋｇから液体を除去するために必要とされるエネルギー（ｋＪ）であり、
－所要熱量は、（蒸発熱）＋（顕熱）であり、
－蒸発熱＝除去された液体（ｋｇ）＊液体の蒸発の潜熱（水について２２６０ｋＪ／ｋｇ）、
－顕熱＝除去された液体（ｋｇ）＊液体の比熱容積（水について４．１８５５ｋＪ／ｋｇ／Ｋ）＊（１００－外界温度℃）、
－除去される液体の量（ｋｇ）＝ミキサーに加えられた総液体（ｋｇ）－送出された複合材料の液体含量（ｋｇ）。
典型的には、装填時点での液体含量の量は、湿潤充填剤中の液体の量から決定することができる。
２０％～８０％の範囲のエネルギー効率は、定義により、乾式混合プロセスについてのエネルギー効率（例えば＜５％）よりも大きいであろう。特定の実施態様において、エネルギー効率は、３０％～８０％、４０％～８０％、５０％～８０％、３０％～７０％、４０％～７０％、５０％～７０％、３０％～６０％、４０％～６０％、５０％～６０％、又は４０％～５５％の範囲であることができる。８０％よりも大きいエネルギー効率は、不充分な混合に関連していると考えられる。
考慮されるべき他の操作パラメータは、使用することができる最大圧を含む。圧力は、充填剤及びゴムの混合物の温度に影響を及ぼす。ミキサーがラムを備えるバッチミキサーである場合、ミキサーチャンバーの内側の圧力は、ラムシリンダーに適用される圧力を制御することにより、影響を受け得る。
多段階又は多工程混合
本明細書に開示された任意の方法は、一部、少なくとも２つの混合工程又はステージが関与する複合材料を調製する方法に関する。これら２（又はそれよりも多い）混合工程は、第一の混合工程又は段階及び少なくとも第二の混合工程又は段階を伴う、多工程又は多段階混合と考えることができる。１以上の多段階混合プロセスは、バッチ、連続、半連続、及びそれらの組合せであることができる。
多段階プロセスに関して、複合材料を調製する方法は、第一のミキサーへ、少なくともａ）１種以上の固体エラストマー、及びｂ）１種以上の充填剤を装填又は導入する工程を含み、ここで少なくとも１種の充填剤又は少なくとも１種の充填剤の一部は、本明細書記載の湿潤充填剤（例えば、充填剤、及び湿潤充填剤の総重量を基に少なくとも１５重量％の量で存在する液体を含有する湿潤充填剤）である。固体エラストマーの湿潤充填剤との組合せは、この混合工程（複数可）時に、混合物又は複合材料を形成し、これは、第一の混合工程又は段階と考えられ得る。この方法は更に、この第一の混合工程において、液体の少なくとも一部が混合時に起こる蒸発又は蒸発プロセスにより除去される程度にまで、混合物を混合することを含む。第一の混合の完了後に、第一の混合工程後にミキサーから送出された混合物（例えば、送出された混合物）について、１０ｗｔ％を超えない液体含量を有することは必要ではないことを理解しつつ、この第一の混合工程（１以上の混合工程における）又は段階は、複合材料を形成するより先に説明されたプロセスの１以上を使用し実施される。別の言い方をすると、多段階プロセス（複数可）により、第一のミキサーからの第一の混合（又は第一の混合工程）の完了後に生じる混合物は、１０ｗｔ％を上回る液体含量を有することができるが、第一の混合工程の出発時の組合せられた固体エラストマー及び湿潤充填剤の液体含量と比べ、減少された液体含量（ｗｔ％）を有する。
本方法はその後、同じミキサー（すなわち第一のミキサー）を利用し、及び／又は第一のミキサーとは異なる第二のミキサー（複数可）を利用し、少なくとも第二の混合工程又は段階において混合物を混合又は更に混合することを含む。第二のミキサーによる混合は、第二のミキサー又は第二の混合は、５ｐｓｉ以下のラム圧、及び／又はラムの最高レベルの少なくとも７５％（例えばラムの最高レベルの少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、又は少なくとも９９％もしくは１００％）に上昇されたラム、及び／又は浮動モードで操作されたラム、及び／又は混合物と実質的に接触しないように配置されたラム；及び／又はラム－レスミキサー；及び／又は、２５％～７０％の範囲の混合物の充填率で操作されるようなものであることができる。本方法は、その後複合材料が複合材料の総重量を基に１０重量％を超えない液体含量を有するように、最後に使用されたミキサーから、形成された複合材料を送出することを含む。
第一の混合後、多段階混合のために実施される更なる混合工程（複数可）は、本明細書記載の第一の混合工程において利用される混合の手順又はパラメータ又は工程の１以上のいずれかを利用することができる。従って更なる混合工程又は段階の実施において、第一のミキサーと同じもしくは異なるミキサーデザイン及び／又は同じもしくは異なる操作パラメータを、更なる混合段階において使用することができる。第一の混合工程に関して先に記載されたミキサーおよびそれらの選択肢並びに／又は混合工程に関して先に記載された操作パラメータは、更なる又は第二の混合工程において任意に使用することができる（例えば、本明細書記載のように、時間の少なくとも５０％について少なくとも０．５ｍ／ｓ、又は時間の少なくとも５０％について少なくとも０．６ｍ／ｓの先端速度、及び／又は少なくとも１１００、少なくとも１４００、少なくとも１５００ｋＪ／ｋｇ複合材料の得られる比エネルギー、及び／又は少なくとも１２０℃の指定された温度への混合、及び／又は７％を超えない充填率、及び／又は４０℃以上、５０℃以上、６０℃以上、もしくは６５℃以上Ｔｚ、及び／又は蒸発速度及び／又はローター数、及び／又はローターの型、及び／又は温度制御手段、及び／又は少なくとも２．５ｋＷ／ｋｇの平均比出力を含む混合工程が、混合時間にわたり、及び／又は連続混合にわたってなどで適用される）。これらの選択肢の１以上のいずれか又は全ては、先に記載された更なる混合工程（複数可）に関して利用することができる。第二又はそれ以降の混合工程は、第一の混合工程において使用されるものとは異なるプロセスパラメータを利用することができる。これらの混合パラメータの任意の組合せは、多段階混合において使用することができる。従って、本明細書に開示された方法のいずれかは、多段階混合において複合材料を調製する方法を更に含み、ここで以下のパラメータの１以上は、少なくとも１つの混合工程、少なくとも２つの混合工程、又は全ての混合工程において利用することができる：
ｉ． 少なくとも１つの温度制御手段が、該混合時に６５℃以上の温度Ｔｚに設定されること；及び／又は
ｉｉ． 該混合時に、１個以上のローターは、混合時間の少なくとも５０％について、少なくとも０．６ｍ／ｓの先端速度で作動すること；及び／又は
ｉｉｉ． 混合時間にわたり少なくとも２．５ｋＷ／ｋｇの平均比出力を適用すること；及び／又は
ｉｖ． 装填（ａ）は、ミキサーに、少なくとも、少なくとも５０ｗｔ％天然ゴムを含有する固体エラストマー及び湿潤充填剤を装填することを含み、ここで少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤の乾燥重量ベースの充填率は、６８％を超えないこと；及び／又は
ｖ． 混合は連続であること；及び／又は
ｖｉ． 該装填時（ａ）又は該混合時（ｂ）に、分解防止剤及びカップリング剤から選択された少なくとも１種の添加物を任意に添加すること、並びにミキサーが、１２０℃以上の温度に達した後、１種以上のゴム薬品を任意に添加すること；及び／又は
ｖｉｉ． ミキサーが指定された温度に達する前の該装填（ａ）及び該混合（ｂ）は、１種以上のゴム薬品の実質的非存在下で実行されること；及び／又は
ｖｉｉｉ． ミキサーは、充填率を有し、並びに少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤の乾燥重量ベースの充填率は、７２％を超えない、７０％を超えない、又は６８％を超えないこと。
そのような多段階混合プロセスにおいて、前述のパラメータの少なくとも１つは、第一の混合工程において利用され得るか、前述のパラメータの少なくとも２つは、第一の混合工程において利用され得るか、又は該前述のパラメータの少なくとも３つは、第一の混合工程において利用され得るか、又は前述のパラメータの少なくとも４つは、第一の混合工程において利用され得るか、又は前述のパラメータの全ては、第一の混合工程において利用され得る。並びに、そのような多段階混合プロセスにおいて、前述のパラメータの少なくとも１つは、第二の又は更なる混合工程（複数可）において利用され得るか、前述のパラメータの少なくとも２つは、第二の又は更なる混合工程（複数可）において利用され得るか、又は該前述のパラメータの少なくとも３つは、第二の又は更なる混合工程（複数可）において利用され得るか、又は前述のパラメータの少なくとも４つは、第二の又は更なる混合工程（複数可）において利用され得るか、又は前述のパラメータの全ては、第二の又は更なる混合工程（複数可）において利用され得る。第一の混合工程又は段階において使用されるパラメータは、第二の又は更なる混合工程（複数可）において使用されるパラメータと同じ又は異なることができる。第一の混合工程において使用されるミキサーは、第二の又は更なる混合工程（複数可）と同じ又は異なることができる。
従って多段階混合プロセス（複数）について、少なくとも１つの選択肢において、第一の混合工程において使用される第一のミキサーは、更なる又は第二の混合工程において利用される。第一のミキサー又は他のミキサーが第二の混合工程において使用される前に、更なる選択肢として、第一の混合から形成された複合材料が、第一のミキサー又は別の容器又は位置において静止又は冷却又はその両方である、放置時間が存在し得る（例えば、混合、停止、その後更なる混合）。例えばこの放置時間は、混合物が、更なる混合工程を開始する前に、１８０℃未満の材料温度を得るためであることができる（例えば、送出された混合物は、約１００℃～約１８０℃、約７０℃～１７９℃、又は約１００℃～約１７０℃、又は約１２０℃～約１６０℃の範囲の材料温度を有することができる）。或いは、更なる混合工程が開始する前の放置時間は、約１分間～６０分間、又はそれよりも長くであることができる。材料温度は、当該技術分野において公知の数多くの方法、例えば熱電対、又は他の温度測定デバイスの、混合物又は複合材料への挿入により、得ることができる。
多段階プロセスにおいて、第二の混合工程（第二の混合段階）は、ミキサーに、第一の混合工程から送出された混合物に加え他の成分を装填することを含むことができる。例えば、この方法は、第二の混合工程の前又はその間に、追加の充填剤、例えば乾燥充填剤、湿潤充填剤（例えば、少なくとも１５重量％の量で存在する液体を有する）など、又はそれらの配合物を装填することを含むことができる。追加の充填剤は、混合物中に既に存在する充填剤と同じ又は異なることができる。例えば、第一のミキサーから送出された混合物は、全て又は一部のいずれかが追加の充填剤と組合せられているマスターバッチと考えることができる。
多段階混合プロセス（複数）に関して、少なくとも１つの選択肢において、少なくとも第二のミキサーは、更なる混合工程（複数可）において使用される。この選択肢が使用される場合、第二のミキサーは、第一のミキサーと同じもしくは異なるデザインを有することができ、及び／又は第一のミキサーと同じもしくは１以上の異なる操作パラメータを有することができる。具体例は、第一のミキサー及び第二のミキサーの選択肢に関してを超えないに提供されるが、これらに限定されることを意味しない。
例えば第一のミキサーは、接線式ミキサー又は噛合式ミキサーであることができ、並びに第二のミキサーは、接線式ミキサー、噛合式ミキサー、押出機、混練機、又はロールミルであることができる。
例えば、第一のミキサーは、内部ミキサーであることができ、並びに第二のミキサーは、混練機、一軸スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機、多軸スクリュー押出機、連続コンパウンダー、又はロールミルであることができる。
例えば、第一のミキサーは、第一の接線式ミキサーであることができ、並びに第二のミキサーは、第二の（異なる）接線式ミキサーであることができる。
例えば、第一のミキサーは、０ｐｓｉを上回るラム圧で操作されることができ、並びに第二のミキサーは、５ｐｓｉ以下の、例えば３ｐｓｉ以下の、又は０ｐｓｉでさえあるラム圧で操作される。この選択肢はまた、第二の混合工程が、第一の混合工程と同じミキサーを利用する場合にも、利用することができる。例えば、第一のミキサーは、ラムを伴い操作され、並びに第二のミキサーは、ラムを伴わずに操作される。
例えば、第二のミキサーは、２５％～７０％、２５％～６０％、２５％～５０％、３０％～５０％の範囲の、又は本明細書記載の他の充填率の量の、乾燥重量ベースの混合物の充填率で、利用及び操作される。
第二のミキサーが利用される場合、本明細書に開示された任意の方法は、混合物を第一のミキサーから第二のミキサーへ送出し、第二の混合工程を実行する追加工程を含むことができる。選択肢として、送出は、第二のミキサーへ直接起こりうるか、又は送出は、混合物が保持容器（例えば、ビン、テーブル）へ送出され、次に第二のミキサーへ移されるか又は運搬される（例えば運搬ベルト又は他の供給デバイスを使用し）ように起こり得る。
更なる選択肢として、第三の又はそれ以降のミキサーが、本明細書に開示された任意の方法において利用され得る。この選択肢が使用される場合、第三又はそれ以降のミキサーは、第一のミキサー及び／もしくは第二のミキサーと同じもしくは異なるデザインを有することができ、並びに／又は第一のミキサー及び／もしくは第二のミキサーと同じであるかもしくは１以上の異なる操作パラメータを有することができる。
本明細書に開示された多段階プロセスのいずれかにおいて、最終の送出された複合材料（例えば第二又は第三、又はそれ以降の混合工程の後に送出された複合材料）は、複合材料の総重量を基に、５％を超えない、４％を超えない(more than)、３％を超えない、２％を超えない、又は１重量％を超えない液体含量を有することができる。この量は、プロセスの終了時にミキサーから送出された複合材料の総重量を基に、０．１％～５％、０．１％～４％、０．１％～３％、０．１％～２％、０．１％～１％、０．５％～５％、０．５％～４％、０．５％～３％、０．５％～２％、又は０．５％～１重量％の範囲であることができる。
本明細書に開示された多段階プロセスのいずれかにおいて、プロセスの開始時にミキサーへ装填された材料の総液体含量（又は総含水量又は総水分率）は、第一の混合工程が停止された時の複合材料の液体含量よりもより高い。例えば、第一の混合工程が停止された時の混合物の液体含量は、第一の混合工程の開始時よりも１０％～５０％より低い（ｗｔ％対ｗｔ％）か、又は２５％以上低い、又は１０％以上低いことができる。
更に本明細書に開示された多段階プロセスのいずれかにおいて、第一の混合工程の終了時の混合物の総液体含量（又は総含水量又は総水分率）は、プロセスの終了時（最終混合工程後）に送出された最終複合材料の液体含量よりもより高い。例えば、送出された複合材料の液体含量は、第一の混合工程の完了後よりも１０％～５０％より低い（ｗｔ％対ｗｔ％）か、又は２５％以上低い、又は１０％以上低いことができる。
本明細書に開示された多段階プロセスのいずれかにおいて、最後のミキサーから送出される際に、複合材料の温度（例えば排出温度）は、１３０℃～１８０℃、例えば１４０℃～１７０℃の範囲であることができる。或いは、多段階プロセスは、材料温度、又は送出後直ちに（５分以内、３分以内、又は６０秒以内）に得られた又は測定された混合物もしくは複合材料の温度であるプローブ温度によりモニタリングされることができ、並びに複合材料の平均温度が考慮され得る。
多段階プロセスにおいて、好ましい成分又はパラメータの例は、充填剤がカーボンブラックを含有し、及びエラストマーが天然ゴムを含有すること、並びに／又は充填剤がシリカを含有し、及びエラストマーが天然ゴムを含有すること、並びに／又は送出される第一の混合からの混合物が、１００℃～１４０℃、１１０℃～１４０℃、１３０℃～１５０℃、１２０℃～１５０℃、もしくは１３０℃～１４０℃の材料温度を有すること、並びに／又は第一のミキサーからの混合（第一の混合）の得られる全比エネルギーが、１，０００ｋＪ／ｋｇ～２，５００ｋＪ／ｋｇの範囲であることを含むが、これらに限定されるものではない。これらの好ましい成分又はパラメータの１以上のいずれかは、本明細書に開示された多段階プロセスのいずれかについて組合せて使用され得る。
他の多段階プロセスは：
（ａ）少なくとも固体エラストマー、並びに充填剤及び湿潤充填剤の総重量を基に少なくとも１５％重量％の量で存在する液体を含有する湿潤充填剤を、１個以上のローターを有する第一のミキサーに装填すること；並びに
（ｂ）１以上の混合工程において、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤を混合し、混合物を形成することであって、及び該混合工程の少なくとも１つが、混合時間の少なくとも５０％について少なくとも０．６ｍ／ｓの先端速度で作動する１個以上のローターにより、少なくとも１つの温度制御手段により制御されたミキサー温度で、該混合を実施し、並びに蒸発により混合物から液体の少なくとも一部を除去すること：を含む、複合材料を調製する方法を含む。
この先端速度は、本明細書に開示されたように他の値を有することができる。
選択肢として、先端速度を制御する代わりに、このプロセスは、第一のミキサーの混合のために妥当なラム停止時間を可能にする好適な平均比出力を適用するという利点があり得る。従って、この方法は：
（ａ）少なくとも固体エラストマー、並びに充填剤及び湿潤充填剤の総重量を基に少なくとも１５％重量％の量で存在する液体を含有する湿潤充填剤を、１個以上のローターを有する第一のミキサーに装填すること；並びに
（ｂ）１以上の混合工程において、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤を混合し、混合物を形成することであって、及び該混合工程の少なくとも１つが、少なくとも１つの温度制御手段により制御されたミキサー温度で、及びラム停止時間にわたって少なくとも２．５ｋＷ／ｋｇの平均比出力を適用し、該混合を実施し、並びに蒸発により混合物から液体の少なくとも一部を除去すること：を含む。
例えば本方法は、ラム停止時間にわたって少なくとも３ｋＷ／ｋ、ラム停止時間にわたって少なくとも３．５ｋＷ／ｋｇ、ラム停止時間にわたって少なくとも４ｋＷ／ｋｇ、ラム停止時間にわたって少なくとも４．５ｋＷ／ｋｇ、又はラム停止時間にわたって少なくとも５ｋＷ／ｋｇの平均比出力を適用することを含むことができ、例えばラム停止時間にわたって、２．５～１０ｋＷ／ｋｇ、３～１０ｋＷ／ｋｇ、３．５～１０ｋＷ／ｋｇ、３～１０ｋＷ／ｋｇ、４．５～１０ｋＷ／ｋｇ、５～１０ｋＷ／ｋｇ、２．５～８ｋＷ／ｋｇ、３～８ｋＷ／ｋｇ、３．５～８ｋＷ／ｋｇ、３～８ｋＷ／ｋｇ、４．５～８ｋＷ／ｋｇ、又は５～８ｋＷ／ｋｇの範囲である。ラム停止時間は、１５分以下、１２分以下、１０分以下、８分以下、又は６分以下であることができる。
いずれかの選択肢、すなわち先端速度又は比出力により、本方法は：
（ｃ）第一のミキサーから、少なくとも２０ｐｈｒの負荷量でエラストマー中に分散された充填剤を含有する混合物を送出し、ここで混合物は、工程（ｂ）の開始時の液体含量未満の量まで減少された液体含量を有し、並びにここで、混合物は、１００℃～１８０℃の範囲の材料温度を有すること；
（ｄ）第二のミキサーにおいて、（ｃ）由来の混合物を混合し、複合材料を得、ここで第二のミキサーは、以下の条件の少なくとも１つの下で操作されること：
（ｉ）５ｐｓｉ以下のラム圧；
（ｉｉ）その最高レベルの少なくとも７５％まで上昇されたラム；
（ｉｉｉ）浮動モードで操作されたラム；
（ｉｖ）混合物と実質的に接触しないように配置されたラム；
（ｖ）ミキサーは、ラム－レスであること；及び、
（ｖｉ）混合物の充填率が、２５％～７０％である；並びに、
（ｅ）第二のミキサーから、該複合材料の総重量を基に３重量％未満の液体含量を有する複合材料を送出すること：を含むことができる。
この多段階方法は、充填剤をエラストマーへ分散することに関する追加のパラメータを提供する。第一のミキサーにおけるラム停止時間として表されるバッチ混合時間の制御は、特定の程度までのエラストマーへの充填剤の分散を可能にし、引き続き天然ゴムなどの固体エラストマーの実質的又は任意の分解を最小化する条件下で、第二のミキサー中で混合することができる。従って第一のミキサーにおける混合の１以上の工程は、液体の少なくとも一部の蒸発を付随し、その結果第一のミキサーから送出される混合物は、例えば湿潤充填剤中に存在する液体など、工程（ｂ）の開始時の液体含量未満の量に減少された液体含量を有する。この液体含量は、５０ｗｔ％、６０ｗｔ％、７０ｗｔ％又はそれよりも多く減少され得る。送出されたミキサー内に残存する液体含量の量は、充填剤型、エラストマー型、充填剤負荷量などによって左右され得る。特定の実施態様において、第二のミキサー内で起こる混合における湿式混合プロセス、及びその恩恵を利用するために、混合物中に残存する特定量の水分を有することは望ましい。或いは、他の充填剤及び／又はエラストマーの型により、第一のミキサー内の１以上の混合工程の間に液体の大半を除去することは望ましい。従って、送出された混合物は、混合物の重量に対し０．５％～２０重量％、例えば、０．５％～１７％、０．５％～１５％、０．５％～１２％、０．５％～１０％、０．５％～７％、０．５％～５％、０．５％～３％、０．５％～２％、１％～２０％、１％～１７％、１％～１５％、１％～１２％、１％～１０％、１％～７％、１％～５％、１％～３％、１％～２％、２％～２０％、２％～１７％、２％～１５％、２％～１２％、２％～１０％、２％～７％、２％～５％、２％～３％、３％～２０％、３％～１７％、３％～１５％、３％～１２％、３％～１０％、３％～７％、３％～５％、５％～２０％、５％～１７％、５％～１５％、５％～１２％、５％～１０％、又は５％～７％の範囲である液体含量（一部湿潤充填剤の液体含量に左右される）を有することができる。
（ｃ）における送出時の混合物の材料温度（akaプローブ温度）は、例えば、熱電対又は他の温度測定デバイスを混合物又は複合材料へ挿入することにより測定することができる。一般に第一のミキサーから送出されたより乾燥した混合物は、より高い材料温度を有するので、この材料温度は、水分率に関するゲージであることができる。材料温度が特定の範囲内である、例えば１００℃～１８０℃の範囲である場合の混合物の送出は、特定量の水分が混合物中に残存することを確実にするであろう。混合プロセス時に混合物の材料温度を得ることは常に可能ではないので、ミキサーの温度がモニタリングされ得る。例えば熱電対をチャンバーに挿入することにより、関連のあるミキサー温度を、得ることができる。そのようなミキサー温度は、材料温度と妥当に近似又は相関するように、較正され得る。例えばミキサー温度は、４０℃以下、３０℃以下、２０℃以下、１０℃以下、又は５℃以下と同じ程度だけ、材料温度と異なることができる。ミキサー温度と材料温度の間の差異は、この差異が各混合に適度に矛盾しない限りは、必須ではない。
例えば、混合物の材料温度は、１００℃～１５０℃、例えば、１００℃～１４５℃、１００℃～１４０℃、１１０℃～１５０℃、１１０℃～１４５℃、１１０℃～１４０℃、１２０℃～１５０℃、１２０℃～１４５℃、１２０℃～１２０℃、１２５℃～１５０℃、１２５℃～１４５℃、１２５℃～１４０℃、１３０℃～１５０℃、１３０℃～１４５℃、１３０℃～１４０℃、１３５℃～１５０℃、１３５℃～１４５℃、又は１３５℃～１４０℃の範囲であることができる。特定の実施態様において、言及された材料温度は、エラストマーが天然ゴムである場合に適し得る。
ブタジエンゴム又はスチレン－ブタジエンゴムなどの合成エラストマーに関して、そのような合成エラストマーを含有する固体エラストマーの材料温度は、１００℃～１７０℃、１１０℃～１７０℃、１２０℃～１７０℃、１３０℃～１７０℃、１４０℃～１７０℃、又は１５０℃～１７０℃の範囲であることができる。
選択肢として、この充填剤は、カーボンブラック、並びにコートされた及び処理されたそれらの材料から選択された少なくとも１種の材料を含む（例えば、充填剤の少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、又は少なくとも９０ｗｔ％は、カーボンブラック及びケイ素－処理カーボンブラックから選択される）。湿潤充填剤は、少なくとも２０重量％、少なくとも３０重量％の量で、４０％～６５重量％の範囲の量で存在する液体を有することができる。工程（ｂ）及び任意に工程（ａ）において、少なくとも１つの温度制御手段は、６０℃～１１０℃の範囲、例えば６５℃又はそれよりも高く、６５℃～１００℃の範囲、７５℃～９０℃の範囲の温度Ｔｚに設定される。
選択肢として、充填剤の少なくとも５０％（少なくとも７５％又は少なくとも９０％）は、シリカである。この装填は更に、ミキサーに、カップリング剤を、例えば湿潤充填剤の少なくとも一部（又は第一の部分）と共に装填することを含むことができる。工程（ｂ）及び任意に工程（ａ）において、少なくとも１つの温度制御手段は、４０℃～１００℃の範囲、又は４０℃～７５℃の範囲、又は５０℃～９０℃の範囲、又は５０℃～７５℃の範囲の温度Ｔｚに設定される。湿潤充填剤は、少なくとも２０重量％の量又は２０％～６５重量％の範囲の量で存在する液体を有することができる。
第一のミキサーに関する選択肢として、混合時間は、ラム停止時間、例えば１５分を超えない、１０分を超えない、８分を超えない、例えば３分～１５分、又は３分～１０分、又は５分～１０分の範囲のラム停止時間である。他の範囲は、本明細書に開示されている。第二のミキサーに関する別の選択肢として、混合時間は、混合の開始と送出の間の時間期間である。
第一のミキサーにおける混合プロセスの全比エネルギーは、本明細書において先に説明されたものに類似しているか、又は例えばより短いバッチ時間を確実にするために、異なることができる。加えて、充填剤型は、全比エネルギーに影響を及ぼし得る。選択肢として、第一のミキサー内の混合、すなわち（ｂ）における混合の得られる全比エネルギーは、１０００ｋＪ／ｋｇ～２５００ｋＪ／ｋｇの範囲である。
第二のミキサー内の混合に関して、この混合をエラストマーを分解しない条件下で操作することが望ましい。典型的混合条件下で、材料がミキサーチャンバーへ装填された後、ラムは、その完全に収容された位置に押し下げられ、これにより混合プロセスの間に圧力が材料に加えられる。第二のミキサーにおける混合の間に、この圧力は軽減され、これは１以上の下記の条件下で起こり得ることが望ましい。（ｉ）例えば、ラムは、収容されることができるが、本質的に圧力はラムに加えられず、例えば５ｐｓｉ以下の圧力である。（ｉｉ）ラムは、その最高レベルの少なくとも７５％まで上昇される。一部のミキサーは、ラムが、特定の高さに位置することを可能にする。その最高レベルまで上昇されたか、又は材料がミキサーに装填された際の典型的ラムの位置である完全にオープン位置にあるラムとは対照的に、完全に収容された位置のラムは、その最高レベルの０％にある。その最高レベルの少なくとも７５％、例えば少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％の高さに配置されたか、又はその最高レベル（１００％）まで完全に上昇されたラムは、ラムとミキサーに装填されたエラストマーの間の最小の接触を確実にする。（ｉｉｉ）圧力が混合チャンバーに加えられない場合、特定のラムは、浮動重量、例えば浮動モードとして作動することができる。ラムはエラストマーと接触する一方で、加えられた圧力は、最小である。（ｉｖ）ラムは、混合物と実質的に接触しないように配置される。その内容物が低い充填率、例えば２５％程と低い充填率を有する場合、その最高レベルの少なくとも７５％にラムの高さを配置することは、必要ではないであろう。ラムは、混合物と実質的に接触しない高さに配置され得、例えばラムの表面の１０％を超えない（面積により）、例えばラムの表面の５％を超えないものが混合物と接触するか、又はラムの表面の０％は、混合物と接触しない。（ｖ）特定のミキサーは、ラム－レスであり、すなわちラムを含まない。ラム－レスミキサーの例は、Harburg Freudenberger Maschinenbau社(HF)からのモデル番号IM550ET, IM1000ETである。（ｖｉ）乾燥重量ベースの混合物の充填率は、２５％～７０％、例えば、２５％～６０％、２５％～５５％、２５％～５０％、２５％～４５％、２５％～４０％、３０％～７０％、３０％～６０％、３０％～５５％、３０％～５０％、３０％～４５％、３０％～４０％、３５％～７０％、３５％～６０％、３５％～５５％、３５％～５０％、３５％～４５％、又は３５％～４０％の範囲である。充填率を制御することにより、ラムの操作又は位置を操る必要はないであろう。
第二のミキサーから送出された最終の複合材料（例えば工程（ｅ）から送出された複合材料）の材料温度もまた、再度エラストマーの分解を最小化するために、モニタリングすることができる。そのような材料温度は、第一のミキサーから送出された混合物に関して先に説明されたものに類似し得る。
（ｃ）から送出された混合物は、多段階又は多工程プロセスにおける中間体であるが、これらは複合材料と考えることもできる。特定の場合において、工程（ｃ）の混合物から形成された加硫ゴムは、所定の組成物（例えばエラストマー型、充填剤型、充填剤負荷量、並びに任意に、配合剤及び硬化剤）に関して、乾式混合プロセスから生じた複合材料から調製された加硫ゴムに勝るように改善されている特定のゴム特性を有することができる。そのような加硫ゴムは、以下により詳細に考察される。
本明細書において考察したように、追加のミキサー又は混合工程を使用することができることが理解される。例えば、複合材料が第二のミキサーから送出された後、この複合材料は、例えば第一又は第二のいずれかのミキサー、又は第三のミキサーにおいて混合することにより、追加の素練りに供され得る。
連続混合
選択肢として、本プロセスは、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤（例えば湿潤カーボンブラックペレット）が、連続ミキサーにおいて混合される、連続混合プロセスである。連続ミキサーは、固体エラストマー、湿潤充填剤、及び他の成分の供給速度の制御、並びに／又は水の蒸発の制御を可能にする。そのような制御は次に、自動化を行いやすいプロセスに繋がり得る。
例えば、複合材料を調製する方法は：
（ａ）少なくとも固体エラストマー及びペレット化された湿潤充填剤の連続フローを、連続ミキサーの投入端へ装填し、ここで湿潤充填剤は、充填剤及び湿潤充填剤の総重量を基に少なくとも１５重量％の量で存在する液体を含有すること；
（ｂ）固体エラストマー及び湿潤充填剤を、連続ミキサーの長さ方向に沿って運搬し、ここで運搬時に、混合が、蒸発による液体の少なくとも一部の除去を伴い起こること；並びに、
（ｃ）連続ミキサーの送出端から、１０％を超えない充填剤収量損失で少なくとも２０ｐｈｒの負荷量でエラストマー中に分散された充填剤を含有する複合材料を送出し、ここで複合材料は、該複合材料の総重量を基に１０重量％を超えない液体含量を有すること：を含む。
少なくとも１種の固体エラストマー及び湿潤充填剤は、当該技術分野において周知の機序、例えばコンベヤ、ホッパー、スクリューフィーダー、及びそれらの組合せにより、連続ミキサーへ供給され得る。例えば充填剤は、ホッパーへ供給され、これは引き続きスクリューフィーダーへ、最終的にはミキサーの細長いチャンバーの一方の端の吸入ポートへ供給され得る。固体エラストマーは、塊、ストリップ、ペレット又は他の固体形状として提供され、且つコンベヤによりミキサーへ供給され得る。従ってエラストマーの「連続フロー」の装填は、装填が、単位時間当たりのエラストマー又は充填剤の速度として測定され得る限りは、重合体の単独の連続長(single continuous length)を必ずしも必要としない。
連続ミキサーは、例えば細長いチャンバーを有することができる。選択肢として、固体エラストマー、湿潤充填剤、並びに／又は固体エラストマー及び湿潤充填剤を含有する混合物は、連続ミキサーの長さ方向に沿って連続して輸送又は連続して運搬される。例えば、材料は、細長いチャンバーの投入端から、チャンバーの長さ方向に沿って、材料が細長いチャンバー内の軸方向に配向された１個以上のローターと接触するまで、連続して運搬される。この混合物は、ミキサーの長さに沿った経路から分岐されてよいが、しかし混合物の正味の経路は、ミキサーの長さに沿ってである。この材料は、１個以上のローターを通って運搬され得、これにより混合が起こり、且つ引き続き送出端から送出される。そのようなミキサーの例は、連続コンパウンダー、例えば、Farrel-Pominiにより製造された、FCM(商標)Farrel連続ミキサーである。他の連続ミキサーは、Farrel Pomini社(アンソニア, CT, USA)からのUnimix連続ミキサー及びMVX(Mixing, Venting, eXtruding)機器、Pomini社からのロング連続ミキサー、Pomini連続ミキサー、双ローター同回転噛合式押出機、双ローター逆回転非噛合式押出機、連続配合する押出機、Kobe Steel社により製造された二軸練磨押出機、及びKobe連続ミキサーを含む。
連続ミキサーは、例えば、回転可能なスクリューを備える押出機、例えば二軸スクリュー押出機であることができる。回転可能なスクリューは、固体エラストマー、湿潤充填剤、並びに／又は固体エラストマー及び湿潤充填剤を含有する混合物を、送出端へチャンバーに沿って、同時に輸送し及び混合することができる。
追加の選択肢として、連続ミキサー、例えば二軸スクリュー押出機又は他のミキサーは、複数のゾーンを有することができる。これらのゾーンは、温度を基に規定されることができる。例えば連続ミキサーへ最初に侵入する際、少なくとも固体エラストマー及び充填剤は、第一のゾーンにおいて、ほとんど又は全く蒸発が起こらない温度で混合され得る。選択肢として、この第一のゾーンは、１００℃～１４０℃の範囲の温度で操作され得る。第一のゾーンは、第一のゾーンを通じて一定の温度範囲を有するか、又はエラストマー及び充填剤の混合物がゾーンを通過するにつれて、温度は上昇することができる。第一のゾーンの下流の第二のゾーンは、水蒸発ゾーンであり、ここで混合物は、より高い温度及び／又は低下した圧力に供され、含水量を減少し得る。そのような液体（例えば水）の蒸発ゾーン（複数可）は、スチームストリッピングゾーン（複数可）としても公知であり、これは二軸スクリュー押出機について商業的に利用可能であり、且つ１以上のポンピングシステム及び／又は１以上の加熱システムを備えることができ、そのいずれか又は両方は、液体の蒸発を促進することができる。スチームストリッピングゾーンは、液体蒸気の除去を促進するための、１以上のベントを備えることができる。回転可能なスクリューは、各ゾーンを通って混合物を輸送するために、連続ミキサー内に存在し得る。
様々なゾーンの温度は、本明細書記載のように、例えばＴｚについて説明されるように、制御され得る。
所望の量の抗酸化剤、ゴム薬品、及び／もしくは硬化剤の添加（例えば添加ゾーン）並び／又は冷却（例えば１以上の冷却ゾーン）を可能にするために、１以上のゾーンが水蒸発ゾーンの下流に提供され得る。
好適な二軸スクリュー押出機の例は、特許公報番号ＷＯ２０１８／２１９６３０、ＷＯ２０１８／２１９６３１、及びＷＯ２０２０／００１８２３に説明されており、それらの開示は参照により本明細書に組み入れられる。例えば、ＷＯ２０１８／２１９６３０は、連続ミキサーとして採用され得る凝集された湿潤マスターバッチを乾燥するための連続プロセスの一部としての押出機を説明している。この押出機は、１１のゾーンを備え、その最初の５つは、混合ゾーンであり、６番目は、水蒸発（水ストリッピング）ゾーンであり、これは混合物から含水量の本質的に全てを除去することが可能である。
連続混合プロセスは、乾燥された複合材料を受け取り、且つ得られる複合材料をシート、ストリップなどに造形するために、更にプレス、ローラー、押出機及び同類のものを備えることができる。
本明細書に開示されたように、プロセス又は方法又は任意の工程に関する「連続」は、プロセス又は方法（又はそれらのセグメントもしくは一部）の操作に関与しており、ここで工程又はアクションは、バッチ加工法において起こる何らかの中断又は停止を伴わずに起こる。「連続プロセス」又は「連続法」は、複合材料及び／又は加硫ゴム及び／又は複合材料の前駆体が、より遅い時点で使用される中間生成物を形成することなく、連続操作で作製されるようなプロセス又は方法に関与することができる。「連続プロセス」又は「連続法」は、原料の連続フロー又は投入が、原料の加工が連続するように起こり、並びに得られる材料の製造が、メンテナンス及び製造における正常な停止（例えば、シフトの終わり、製造ロットの終わりなど）を除いたいかなる中断も伴わずに連続を基本に起こることができる。
別の選択肢として、材料の連続ミキサーへの装填を簡単にするために、連続混合の前に、湿潤充填剤及び固体エラストマーは、組合せることができる（例えば予備配合物として）。例えば、湿潤充填剤及び固体エラストマーは、連続ミキサーへ装填される前に、バッチプロセスにおいて（例えば内部ミキサー内で）組合せることができる。予備配合物又は前混合工程を伴うこの全プロセスは、半－連続プロセスとみなすことができるが；しかし、蒸発による液体の少なくとも一部の除去を伴う湿潤充填剤及び固体エラストマーの混合の工程は、連続ミキサー内で実行され、且つ連続プロセスである。連続ミキサーから送出される複合材料は、本明細書に開示された後処理工程により、更に加工されるか、又は後続のミキサーにおいて、バッチ又は連続に関わらず、更に素練りされるかもしくは混合され得る。
選択肢として、湿潤充填剤は、ペレット形状で装填され、このことは連続装填を促進することができる。例えばペレット化された湿潤充填剤は、充填剤収量損失を最小化することができる。ペレット化された湿潤充填剤は、本明細書記載の任意のペレット化された充填剤、例えばカーボンブラック、ケイ素－処理したブラック、シリカ、及びそれらの配合物であることができる。
集積された製造
選択肢として、本明細書に開示された方法のいずれか１つは、それ自身、充填剤、エラストマー及び／もしくはエラストマーコンパウンド、加硫ゴム及びゴム製品、又はそれらの組合せを製造するためのプラントなどの、マルチ－ユニット製造プラント内でのユニット操作としての遂行に役立つ。充填剤に関して、湿潤充填剤の形成を必要とする中間工程、少ない粉塵及び良好な取扱いで乾燥顆粒を製造する後続の乾燥工程を有する充填剤製造プロセスを最適化する必要性が存在する。これらの工程は、輸送が容易であるが、ゴム中に分散することは難しい顆粒を製造するために、複雑で高価な乾燥装置を必要とすることが多い。集積されたプラントの選択肢は、充填剤、例えばカーボンブラックもしくはシリカ、又は本明細書に説明された任意の充填剤及びそれらの組合せが作製される場合、並びに／又は湿潤充填剤が、充填剤、例えば決して乾燥しないカーボンブラックペレットもしくは決して乾燥しないシリカを製造するために使用されるプロセス由来のプロセス水又は他の液体を含有する充填剤である場合に、実現可能であり得る。
カーボンブラック充填剤及び／又はケイ素－処理カーボンブラック充填剤が、炉内プロセス（例えばカーボンブラック製造施設）により製造される、１つの集積された製造の選択肢において、水は、この毛羽を湿式－造粒することにより、毛羽だったカーボンブラックの密度を高くするために使用され、結果製造したままで水を含有するカーボンブラックを生じる。典型的には、製造されたままの湿潤カーボンブラックは、乾燥機に運搬され、そこで乾燥され、その後粉塵を減少し、且つ湿った低密度の毛羽だったカーボンブラック粒子材料の輸送及び貯蔵に関連した経費及び取扱いの問題点を最小化するように、梱包及び出荷される。集積された製造プロセスにより、製造したままの決して乾燥しないカーボンブラックは、湿潤充填剤として、本明細書記載の混合プロセスにおいて固体エラストマーと混合するために、直接ミキサーに運搬されてよい。多段階又は工程の混合プロセスにおいて、そのような決して乾燥しないカーボンブラックから作製された複合材料は、１以上の追加の集積されたユニット操作に供せられ、これは、例えば同じもしくは異なるエラストマー及び充填剤に加え、並びに／又は油分、樹脂、ポリマー及び他の典型的ゴム薬品及び添加物などの追加材料を伴うか又は伴わないで配合され；更なる混合又は作業、加硫ゴムを形成するための硬化、及びゴム製品への二次加工を含むが、これらに限定されるものではない。
シリカ充填剤が沈降プロセス（例えば沈降シリカ製造施設）により製造される、別の集積された製造の選択肢において、沈降シリカは、一般にケイ酸塩溶液の酸性化により製造され、これは、水性媒体中での重合、核形成及びシリカ粒子の成長に繋がる。この成長する粒子はコロイドであることができ、凝塊に繋がり、これは粒子表面上のシリカの更なる沈着により強化され得る。この粒子の最終のサイズ、表面積及び構造は、ケイ酸塩濃度、温度、ｐＨ及び金属イオン含量を制御することにより、制御される。粒子形成プロセスの最後に、粒子の水性スラリーが得られる。このスラリーは、フィルタープレス、ベルトフィルター又は真空フィルターなどによる濾過を通常含む、固－液分離を受ける。濾過された粒子は次に、洗浄され、塩及び他の可溶性物質を除去し、並びに更に濾過され、フィルターケーキを生じる。フィルターケーキは典型的には、総フィルターケーキ重量を基に、水６０～９０重量％及びシリカ１０～４０％を含む。典型的製造プロセスは、米国特許第７，２５０，４６３号に説明されており、その全体は引用により本明細書中に組み込まれている。
慣習的に、湿潤フィルターケーキは、炉、又は回転乾燥機においてかなりゆっくりと乾燥される。その方式で製造されたシリカは一般に、ゴム中に分散することは困難であると考えられる。代わりの乾燥プロセスは、例えば噴霧乾燥機内におけるような、短期間で高温への急速加熱に関与している。この代わりの乾燥プロセスにより製造された沈降シリカは一般に、ゴム中でのはるかにより良い分散性を生じる。慣習的乾燥時に、水の薄い層により発揮される高い毛細管力と、隣接粒子上のシラノール基の間の化学反応の組合せは、粒子間の強力な結合による密集した凝集に繋がることが考えられる。最も重要な化学反応は、シロキサン結合に繋がる、縮合である。この反応は、熱により、及び水の除去により促進される。粒子間に形成される強力な結合は、ゴム混合時には容易に破壊されず、従って分散不良の傾向がある。急速乾燥プロセス時に、高温での粒子の滞留時間は、非常に短く、粒子の再配列又は圧縮のより少ない時間及びより少ない縮合反応を提供する。このことは、シリカ粒子間のより少ない数の結合又は強力な接触に繋がり、従ってより良いゴム分散に繋がる。しかし、シリカ粒子－粒子結合は、急速乾燥プロセスにおいては完全に排除されるとは考えられず、慣習的プロセスに比べて減少されるだけである。
集積された製造の選択肢において、決して乾燥しないシリカ（例えばスラリー又はケーキ）を使用し、その結果慣習的シリカ乾燥プロセスを回避もしくは減少し、シリカ湿潤充填剤を固体エラストマーへ練込むことは有益であろう。そのようなマルチユニット製造作業の利点は、高品質シリカ－エラストマー複合材料を得ること、決して乾燥しないシリカから複合材料を製造するための流線形の簡略化された製造プロセス、並びに著しい経費削減と共に、本明細書において列挙されたことを含む。
そのようなマルチユニットの集積された製造作業により、決して乾燥しない充填剤を、製造することができ、且つエラストマー混合作業での製造後直ちに又は数時間もしくは数日以内に使用され得る。決して乾燥しない充填剤は、コンベヤライン、ビン、レール、トラック又は他の手段により、エラストマー混合作業へ輸送され得る。決して乾燥しない充填剤は、ケーキ又はペースト、液化された状態又はペレット化された形状であることができる。そのようなプロセスにより、充填剤は、充填剤プラントにおいて製造され、その後隣接するエラストマープラントへ輸送又は運搬され、そこでエラストマー材料は合成、精製、配合、又はそうでなければ本明細書記載の本集積された製造の選択肢の１以上のプロセスにおける使用のために望ましい固体エラストマーへ二次加工されることができ、並びに選択肢として、エラストマープラントは、更に形成された複合材料を搬送し、非限定的に加硫ゴムの調製、及びタイヤ又は１以上のタイヤ部品又は本加硫ゴムもしくは複合材料を含有する他の製品の形成を含む、更なる工程を実施するよう進行することができる。
集積された製造プロセスは湿潤充填剤を利用するので、決して乾燥しないカーボンブラック又は決して乾燥しないシリカなどの決して乾燥しない充填剤、又は他の決して乾燥しないファイバー、粒子もしくはエラストマー補強材料、及びそれらの組合せを使用する能力は、より効率的操作を潜在的に作り出し、且つターンキー型操作を可能にすることがある。任意の決して乾燥しない充填剤の使用は、本明細書記載のそのような集積されたプロセスにおいて可能である。
集積された製造作業を利用する方法の一例は、湿潤充填剤である最終製品が、充填剤及び湿潤充填剤の総重量を基に少なくとも１５重量％の量で存在する液体を含有するプロセスによる、充填剤製造施設における充填剤の製造；該湿潤充填剤の少なくとも１つのミキサーへの運搬；該少なくとも１つのミキサーへの、少なくとも固体エラストマー及び該湿潤充填剤の装填、ここで少なくとも１つのミキサーは、少なくとも１つの温度制御手段を備える；１以上の混合工程における、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤を混合し、混合物を形成し、並びに少なくとも１つの該混合工程において、該混合を、少なくとも１つの温度制御手段により制御されたミキサー温度で実施し、及び蒸発により混合物から液体の少なくとも一部を除去し；並びに、１０％を超えない充填剤収量損失で少なくとも２０ｐｈｒの負荷量でエラストマー中に分散された充填剤を含有する複合材料を少なくとも１つのミキサーから送出し、ここで複合材料は、該複合材料の総重量を基に２０重量％を超えない液体含量を有することに関与し得る。
集積された製造作業に関して、本方法は更に、以下の実施態様の１以上のいずれかを含むことができる：湿潤充填剤は、決して乾燥しない充填剤である；充填剤製造施設は、カーボンブラック製造施設であり、及び該湿潤充填剤は、決して乾燥しないカーボンブラックである；充填剤製造施設は、沈降シリカ製造施設であり、及び該湿潤充填剤は、決して乾燥しない沈降シリカである；充填剤製造施設は、ケイ素－処理カーボンブラック製造施設である；エラストマー複合材料を含有する加硫ゴムを調製し、並びに任意に加硫ゴム又はエラストマー複合材料を含有する製品を形成することを、更に含む。
集積された製造作業に関して、本方法は、本方法時の以下のパラメータの１以上のいずれかを更に含むことができる：少なくとも１つの温度制御手段は、該混合時に、６５℃以上の温度Ｔｚに設定される；並びに／又は、該混合時に、１個以上のローターは、混合時間の少なくとも５０％について、少なくとも０．６ｍ／ｓの先端速度で作動する；並びに／又は、ミキサーへ、少なくとも、天然ゴムを少なくとも５０ｗｔ％含有する固体エラストマー及び湿潤充填剤を装填し、ここで少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤の乾燥重量ベースの充填率は、６８％を超えない；並びに／又は、少なくとも１つの温度制御手段により制御されたミキサー温度で該混合を実施し、及び混合時間にわたり少なくとも２．５ｋＷ／ｋｇの平均比出力を適用する；並びに／又は、混合は、連続混合工程であり、及び装填は、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤の連続フローを、連続ミキサーへ装填することを含む；並びに／又は、複合材料を得るための第二のミキサーであって、ここで第二のミキサーは、以下の条件の少なくとも１つの下で操作される：（ｉ）５ｐｓｉ以下のラム圧；（ｉｉ）その最高レベルの少なくとも７５％まで上昇されたラム；（ｉｉｉ）浮動モードで操作されたラム；（ｉｖ）混合物と実質的に接触しないように配置されたラム；（ｖ）ミキサーは、ラム－レスであること；及び、（ｖｉ）混合物の充填率が、２５％～７０％である；並びに／又は、１個以上のローターは、混合時間の少なくとも５０％について、少なくとも０．５ｍ／ｓの先端速度で作動し、その結果少なくとも１５００ｋＪ／ｋｇ複合材料の全比エネルギーを生じ、並びにここで湿潤充填剤は、湿潤粒子充填剤である；並びに／又は、該装填（ａ）又は該混合（ｂ）時に、分解防止剤及びカップリング剤から選択された少なくとも１種の添加物を任意に添加し、並びに任意にミキサーが１２０℃以上の温度に到達した後、１種以上のゴム薬品を添加する。
充填剤の量、型、及び他のパラメータの先行する説明は、ここで同等に適用される（例えば、例として負荷量に関する様々な例及び範囲は、以前に提供され、並びに同様にここで適用される）。
充填剤型
本明細書に開示されたいずれかの方法において使用される湿潤充填剤は、固形材料、例えば、粉末、ペースト、ペレット又はケーキの形状の固体バルク材料であることができる。本方法において、湿潤充填剤は、乾燥重量ベースで１ｐｈｒ～１００ｐｈｒの範囲の負荷量、もしくは２０ｐｈｒ～２５０ｐｈｒ、２０ｐｈｒ～２００ｐｈｒ、例えば２０ｐｈｒ～１８０ｐｈｒ、２０ｐｈｒ～１５０ｐｈｒ、２０ｐｈｒ～１２０ｐｈｒ、又は２０ｐｈｒ～１００ｐｈｒの範囲の負荷量、並びに本明細書に開示された他の範囲で、エラストマー中に分散されることができる。
本明細書に開示された方法のいずれかにおいて、湿潤カーボンブラック、湿潤シリカ、又は湿潤ケイ素－処理カーボンブラック（本明細書において更に詳述される）などの湿潤充填剤は、その吸油価（ＯＡＮ）の関数として決定された液体含量に関して説明されることができる。本明細書において使用することができる湿潤カーボンブラックなどの湿潤充填剤は、式：ｋ＊ＯＡＮ／（１００＋ＯＡＮ）＊１００（式中、ｋは、０．３～１．１、又は０．５～１．０５、又は０．６～１．１、又は０．９５～１、又は０．９５～１．１、又は１．０～１．１の範囲である）を満たすことができる。
より具体例として、固形物として「湿潤」形状のこの型を有するそのような湿潤充填剤は、例えば、湿潤充填剤の総重量を基に最大８０重量％の液体（例えば、水及び／又は他の水性液体）を含むことができる。湿潤充填剤は、充填剤の総重量に対し、８０重量％以下の、例えば７０％以下の、６０％以下の、５０％以下の、４０％以下の、３０％以下のなど、例えば約１５％～約８０重量％、約２０％～約８０％、約２５％～約８０％、約３０％～約８０％、約３５％～約８０％、約４０％～約８０％、約１５ｗｔ％～約７０％、約２０ｗｔ％～約７０％、約２５％～７０％、約３０％～７０％、約３５％～約８０％、約４０％～７０％、約１５ｗｔ％～約６５％、約２０％～約６５％、約２５％～約６５％、約３０ｗｔ％～約６５％、約３５％～約６５％、約４０％～約６５％、約１５％～約６０％、約２０％～約６０％、約２５％～約６０％、約３０％～約６０％、約３５％～約６０％、もしくは約４０％～６０重量％、又は本明細書に与えられたこれらの様々な値の任意の他の範囲の液体含量（例えば含水量）を有することができる。湿潤充填剤は、少なくとも３０重量％（充填剤の重量を基に）、又は少なくとも４０重量％、又は２０％～８０重量％の量の液体含量を有することができる。
より具体例として、湿潤カーボンブラックは、湿潤カーボンブラックの総重量に対し約２０％～約７０重量％、例えば約２５％～約７０％、約３０％～約７０％、約３５％～約７０％、約４０％～約７０％、約４５％～約７０％、約５０％～約７０％、約２０％～約６５重量％の範囲の液体含量を有することができる。
湿らされている充填剤は、非限定的にカーボンブラック、シリカ、カーボンブラックを含有する充填剤、シリカを含有する充填剤、及び／又はそれらの任意の組合せを含む補強系充填剤など、エラストマーと共に使用される任意の慣習的充填剤であることができる。充填剤は、粒子又は線維状又はプレート様、例えば湿潤粒子充填剤であることができる。例えば、粒子充填剤は、ばらばらの物体で作製される。そのような充填剤は、アスペクト比（例えば、直径に対する長さ）３：１以下、又は２：１以下、又は１．５：１以下を有することが多い。線維状充填剤は、例えば、２：１以上、３：１以上、４：１以上、又はそれよりも高いアスペクト比を有することができる。典型的には、エラストマーを補強するために使用される充填剤は、顕微鏡的（例えば、数百マイクロメートル又はそれよりも小さい）又はナノスケール（例えば、１マイクロメートル未満）の寸法を有する。カーボンブラックの場合、粒子カーボンブラックのばらばらの物体は、一次粒子から形成されるが、一次粒子それら自身ではない、凝塊又は凝集を指す。他の実施態様において、充填剤は、グラフェン及び還元型酸化グラフェンなど、プレート様構造を有することができる。
充填剤は、化学的に処理されるか（例えば、化学処理したカーボンブラック、化学処理したシリカ、ケイ素－処理カーボンブラック）、及び／又は化学的に修飾されることができる。充填剤は、結合された有機基（複数可）を有するカーボンブラックであるか、又はこれを含むことができる。充填剤は、充填剤上に存在する１以上のコーティングを有することができる（例えば、ケイ素－コートされた材料、シリカ－コートされた材料、炭素－コートされた材料）。充填剤は、酸化されることができ、及び／又は他の表面処理を有することができる。充填剤は、炭素質材料、カーボンブラック、シリカ、ナノセルロース、リグニン、クレイ、ナノクレイ、金属酸化物、金属炭酸塩、熱分解炭素、再生カーボン、回収されたカーボンブラック（例えば、ASTM D8178-19において規定されたような）、ｒＣＢ、グラフェン、酸化グラフェン、還元型酸化グラフェン（例えば、ＰＣＴ公開番号ＷＯ２０１９／０７０５１４Ａ１に開示されたような還元型酸化グラフェンウォーム、又は２０１９年６月５日に出願された米国特許仮出願第６２／８５７，２９６号に開示されたような高密度還元型酸化グラフェン顆粒、これらの開示は参照により本明細書に組み入れられる）、カーボンナノチューブ、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、又はそれらの組合せ、並びに対応するそれらのコートされた材料又は化学処理された材料（例えば、化学処理したカーボンブラック）から選択された少なくとも１種の材料を含むことができる。シリカ、カーボンブラック、又は使用することができる他の充填剤の型に関して、制限はない。充填剤に関する更なる詳細は、本明細書の他のセクションに提供される。
充填剤は、カーボンブラック及びシリカの任意の重量比、例えば１：９９～９９：１又は２５：７５～７５：２５又は４５：５５～５５：４５の範囲の重量比の配合物であるか又はこれを含むことができる。選択肢として、カーボンブラック及び少なくとも１種の他の充填剤（例えば、シリカ及び／又はケイ素－処理カーボンブラック）の配合物は、少なくとも１ｗｔ％のカーボンブラック（すなわち、９９ｗｔ％を超えないシリカ）、少なくとも５ｗｔ％のカーボンブラック、少なくとも１０ｗｔ％のカーボンブラック、少なくとも２０ｗｔ％のカーボンブラック、少なくとも３０ｗｔ％のカーボンブラック、少なくとも５０ｗｔ％のカーボンブラック、少なくとも６６ｗｔ％のカーボンブラック、少なくとも７５ｗｔ％のカーボンブラック、少なくとも９０ｗｔ％のカーボンブラック、少なくとも９５ｗｔ％のカーボンブラック、又は少なくとも９９ｗｔ％のカーボンブラック（すなわち、１ｗｔ％を超えないシリカ）を含むことができ、ここでｗｔ％値は、乾燥ベースの配合物の総重量を基にしている。充填剤は、カーボンブラック、シリカ、及びケイ素－処理カーボンブラックから選択されたものなどの、少なくとも２種の充填剤の配合物であることができる。
選択肢として、シリカ及び少なくとも１種の他の充填剤（例えば、カーボンブラック及び／又はケイ素－処理カーボンブラック）の配合物は、少なくとも１ｗｔ％のシリカ（すなわち、９９ｗｔ％を超えないカーボンブラック）、少なくとも５ｗｔ％のシリカ、少なくとも１０ｗｔ％のシリカ、少なくとも２０ｗｔ％のシリカ、少なくとも３０ｗｔ％のシリカ、少なくとも５０ｗｔ％のシリカ、少なくとも６６ｗｔ％のシリカ、少なくとも７５ｗｔ％のシリカ、少なくとも９０ｗｔ％のシリカ、少なくとも９５ｗｔ％のシリカ、又は少なくとも９８ｗｔ％のシリカ又は少なくとも９９ｗｔ％のシリカ（すなわち、１ｗｔ％を超えないカーボンブラック又は任意の他の充填剤）又は少なくとも９９．８ｗｔ％のシリカを含むことができ、ここでｗｔ％値は、乾燥ベースの配合物の総重量を基にしている。
選択肢として、この混合物は、１種以上の非湿潤充填剤（例えば、本明細書記載の非湿潤充填剤のいずれか、例えば乾燥充填剤、例えば１０重量％を超えない液体を有する充填剤など）を更に含むことができる。非湿潤充填剤が存在する場合、充填剤の総量は、充填剤の少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％又は少なくとも６０ｗｔ％、又は少なくとも７０ｗｔ％又は少なくとも８０ｗｔ％、又は少なくとも９０ｗｔ％又は少なくとも９５ｗｔ％は、湿潤充填剤であり、例えば充填剤の総量の約１０ｗｔ％～９９．５ｗｔ％、約２０ｗｔ％～９９．５ｗｔ％、約３０ｗｔ％～９９．５ｗｔ％、約４０ｗｔ％～９９．５ｗｔ％、約５０ｗｔ％～９９．５ｗｔ％、又は約５０ｗｔ％～９９ｗｔ％、６０ｗｔ％～９９ｗｔ％、又は７０ｗｔ％～９９ｗｔ％又は８０ｗｔ％～９９ｗｔ％は、湿潤充填剤であることができ、この充填剤の釣り合いは、非湿潤状態であるか又は湿潤充填剤とは考えられない。
この混合物に負荷される充填剤（例えば、湿潤充填剤単独、又は湿潤充填剤と他の充填剤）の量は、（乾燥重量ベースで）１ｐｈｒ～２００ｐｈｒ、１ｐｈｒ～１５０ｐｈｒ、１ｐｈｒ～１００ｐｈｒ、又は３０ｐｈｒ～１５０ｐｈｒの範囲、例えば約５ｐｈｒ～１００ｐｈｒ、１０ｐｈｒ～１００ｐｈｒ、２０ｐｈｒ～１００ｐｈｒ、３０ｐｈｒ～１００ｐｈｒ、４０ｐｈｒ～１００ｐｈｒ、５０ｐｈｒ～１００ｐｈｒ、又は５ｐｈｒ～７０ｐｈｒ、１０ｐｈｒ～７０ｐｈｒ、２０ｐｈｒ～７０ｐｈｒ、３０ｐｈｒ～７０ｐｈｒ、３５ｐｈｒ～７０ｐｈｒ、４０ｐｈｒ～７０ｐｈｒ、５ｐｈｒ～６５ｐｈｒ、１０ｐｈｒ～６５ｐｈｒ、２０ｐｈｒ～６５ｐｈｒ、３０ｐｈｒ～６５ｐｈｒ、３５ｐｈｒ～６５ｐｈｒ、４０ｐｈｒ～６５ｐｈｒ、５ｐｈｒ～６０ｐｈｒ、１０ｐｈｒ～６０ｐｈｒ、２０ｐｈｒ～６０ｐｈｒ、３０ｐｈｒ～６０ｐｈｒ、３５ｐｈｒ～６０ｐｈｒ、４０ｐｈｒ～６０ｐｈｒ、５ｐｈｒ～５０ｐｈｒ、又は１以上のこれらの範囲内もしくは外側の他の量を目標とすることができる。他の範囲は、約１５ｐｈｒ～約１８０ｐｈｒ、約２０ｐｈｒ～約２００ｐｈｒ、約２０ｐｈｒ～約１８０ｐｈｒ、約２０ｐｈｒ～約１５０ｐｈｒ、約２０ｐｈｒ～約１００ｐｈｒ、約２５ｐｈｒ～約８０ｐｈｒ、約３０ｐｈｒ～約１５０ｐｈｒ、約３５ｐｈｒ～約１１５ｐｈｒ、約３５ｐｈｒ～約１００ｐｈｒ、約４０ｐｈｒ～約１００ｐｈｒ、約４０ｐｈｒ～約９０ｐｈｒ、約４０ｐｈｒ～約８０ｐｈｒ、約２９ｐｈｒ～約１７５ｐｈｒ、約４０ｐｈｒ～約１１０ｐｈｒ、約５０ｐｈｒ～約１７５ｐｈｒ、約６０ｐｈｒ～約１７５ｐｈｒなどを含む。充填剤は、単独か又は１種以上の他の充填剤を伴うかにかかわらず、例えばカーボンブラック、シリカ、又はケイ素－処理カーボンブラックなど本明細書に開示された任意の充填剤であることができる。前述のｐｈｒ量はまた、エラストマー中に分散された充填剤にも適用することができる（充填剤負荷量）。
グラフェン、酸化グラフェン、還元型酸化グラフェン、カーボンナノチューブ、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブに関して、これらの充填剤は、エラストマー中に、１ｐｈｒ～１００ｐｈｒ、例えば、１ｐｈｒ～５０ｐｈｒ、１ｐｈｒ～２５ｐｈｒ、１ｐｈｒ～２０ｐｈｒ、又は１ｐｈｒ～１０ｐｈｒの範囲の負荷量で分散されることができる。カーボンブラックなどの他の充填剤と組合せられる場合、グラフェン、酸化グラフェン、還元型酸化グラフェン、カーボンナノチューブ、単層カーボンナノチューブ、及び多層カーボンナノチューブは、エラストマー中に０．５ｐｈｒ～９９ｐｈｒ、例えば、０．５ｐｈｒ～５０ｐｈｒ、０．５ｐｈｒ～２５ｐｈｒ、０．５ｐｈｒ～２０ｐｈｒ、又は０．５ｐｈｒ～１０ｐｈｒの範囲の負荷量で、分散されることができる。そのような組合せにおいて、グラフェン、酸化グラフェン、還元型酸化グラフェン、カーボンナノチューブ、単層カーボンナノチューブ、及び多層カーボンナノチューブは、エラストマー中に分散された充填剤の総量の少なくとも１％、少なくとも２％、少なくとも５％、少なくとも１０％、少なくとも１５％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、又は少なくとも５０重量％の量で存在することができる。特定の場合において、例えば、グラフェン、酸化グラフェン、還元型酸化グラフェン（例えば還元型酸化グラフェンウォーム及び高密度還元型酸化グラフェン顆粒）、カーボンナノチューブ、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブに関して、総充填剤中のこれらの充填剤の負荷量は、はるかに少なく、複合材料中のそれらの負荷量は、０．０１ｐｈｒ～１０ｐｈｒ、０．１～５ｐｈｒ、０．１～２ｐｈｒであることができる。
例えば、油展されたエラストマー又は油添加された配合表について、充填剤負荷量は、典型的にはより高く、且つ２０ｐｈｒ～２５０ｐｈｒ、５０ｐｈｒ～２５０ｐｈｒ、７０ｐｈｒ～２５０ｐｈｒ、６０ｐｈｒ～１５０ｐｈｒの範囲であることができる。
カーボンブラックは、未処理のカーボンブラック又は処理したカーボンブラック又はそれらの混合物であることができる。充填剤は、ペレット、毛羽だった粉末、顆粒、及び／又は凝集物の形状の湿潤カーボンブラックであるか又はこれを含むことができる。湿潤カーボンブラックは、例えば、ペレタイザー、流動床又は湿潤充填剤を作製するための他の装置において、ペレット、顆粒、又は凝集物に形成されることができる。
湿潤カーボンブラックは、以下の１種以上であることができる：
－決して乾燥しないカーボンブラック；及び／又は
－決して乾燥しないカーボンブラックペレット；及び／又は
－ペレタイザー内で水などにより再び湿らされた乾燥されたカーボンブラックペレット；及び／又は
－粉砕され、且つその後ペレタイザー内で水により再び湿らされた乾燥されたカーボンブラックペレット；及び／又は
－水と一緒にされた乾燥されたカーボンブラックペレット；及び／又は
－水と一緒にされた毛羽だった粉末、顆粒、又は凝集物。
典型的なカーボンブラック製造において、カーボンブラックは、最初に乾燥した細粒子（毛羽だった）の材料として調製される。この毛羽だったカーボンブラックは、慣習的ペレット化プロセスにより、例えば、水の添加など、カーボンブラックを液体と組合せ、及びこの混合物のピンペレタイザーへ供給することにより、高密度化され得る。ピンペレタイザーは、当該技術分野において周知であり、且つ米国特許第３，５２８，７８５号に記載されたピンペレタイザーを含む。得られる湿潤ペレットは、次に制御された温度及び時間のパラメータ下で加熱され、液体をペレットから除去し、その後更に取扱い及び出荷される。代替のプロセスにおいて、カーボンブラックペレットは、乾燥工程を省略したプロセスにより、製造されることができる。そのようなプロセスにおいて、ペレット化されたカーボンブラックは、湿潤カーボンブラックの総重量を基に少なくとも２０重量％、例えば、少なくとも３０重量％、又は少なくとも４０重量％のプロセス水を含有する。これらの「決して乾燥しないカーボンブラック」ペレットは、ペレット化後に特許請求されたプロセスにおいて直接使用することができる。本明細書において使用される「決して乾燥しない」は、毛羽だったカーボンブラックから調製され、乾燥工程に供されず、及び充填剤（ペレット）の総重量の１５ｗｔ％より大きい、例えば、２０ｗｔ％より大きい、３０ｗｔ％より大きい、４０ｗｔ％より大きい、又は２０～６５ｗｔ％、２０～６０ｗｔ％、３０～６５ｗｔ％、３０～６０ｗｔ％、４０～６５ｗｔ％、又は４０～６０ｗｔ％の範囲である含水量を保持するペレットを指す。例えば、決して乾燥しないペレットは、毛羽だったカーボンブラックから形成され、慣習的ペレット化プロセスにより高密度化され、及びすなわち乾燥工程を実行せずに使用される、ペレットを指すことができる。貯蔵及び／又は輸送時に、決して乾燥しないペレットは、一部の水を喪失することがある。しかし「決して乾燥しない」ペレットは、本明細書に開示されたように含水量を維持もしくは有することは理解される。
或いは、乾燥されたカーボンブラックペレット（市販のカーボンブラックペレットなど）は、ペレタイザー内で再び湿らせることができる。これらのペレットは、例えばジェットミルにおいて、造粒され、粉砕され、分級され、及び／又は練磨され得る。得られるカーボンブラックは、毛羽だった形状であり、ペレタイザー内で再ペレット化されるか、又はそうでなければ水の存在下で湿潤カーボンブラックへ圧縮もしくは凝集されることができる。或いは、毛羽だったカーボンブラックは、当該技術分野において公知の装置により、例えば煉瓦形状など、他の形状へ圧縮されることができる。別の選択肢として、カーボンブラックペレット又は毛羽だったカーボンブラックなどのカーボンブラックは、例えば、流動床、スプレー、ミキサー、又は回転ドラムなどを使用することにより、湿らせることができる。液体が水である場合、決して乾燥しないカーボンブラック又は再び湿らされたカーボンブラックは、湿潤カーボンブラックの総重量に関して、２０％～８０％、３０％～７０重量％の範囲又は他の範囲、例えば５５％～６０重量％の含水量が達成され得る。
本明細書に開示された方法のいずれかにおいて使用されるカーボンブラックは、補強カーボンブラック及び半－補強カーボンブラックの任意の銘柄であることができる。ASTMグレードの補強銘柄の例は、N110、N121、N134、N220、N231、N234、N299、N326、N330、N339、N347、N351、N358、及びN375カーボンブラックである。ASTMグレードの半補強銘柄の例は、N539、N550、N650、N660、N683、N762、N765、N774、N787、N990カーボンブラック及び／又はN990グレードのサーマルブラックである。
このカーボンブラックは、２０ｍ２／ｇ～２５０ｍ２／ｇの範囲又はそれよりも高い統計的厚さ比表面積（ＳＴＳＡ）のいずれか、例えば、少なくとも６０ｍ２／ｇ、例えば６０ｍ２／ｇ～１５０ｍ２／ｇ、７０ｍ２／ｇ～２５０ｍ２／ｇ、８０ｍ２／ｇ～２００ｍ２／ｇ、９０ｍ２／ｇ～２００ｍ２／ｇ、１００ｍ２／ｇ～１８０ｍ２／ｇ、１１０ｍ２／ｇ～１５０ｍ２／ｇ、１２０ｍ２／ｇ～１５０ｍ２／ｇ、又は３０ｍ２／ｇ～２００ｍ２／ｇなどを有する。ＳＴＳＡ（統計的厚さ比表面積）は、ASTM試験手順D-5816を基に決定される（窒素吸着による測定）。
このカーボンブラックは、約３０ｍＬ／１００ｇ～約１５０ｍＬ／１００ｇ、例えば、約３０ｍＬ／１００ｇ～約１２５ｍＬ／１００ｇ、約３０ｍＬ／１００ｇ～約１１５ｍＬ／１００ｇ、約５０ｍＬ／１００ｇ～約１５０ｍＬ／１００ｇ、約５０ｍＬ／１００ｇ～約１２５ｍＬ／１００ｇ、約５０ｍＬ／１００ｇ～約１１５ｍＬ／１００ｇ、約６０ｍＬ／１００ｇ～約１２０ｍＬ／１００ｇ、約７０ｍＬ／１００ｇ～約１５０ｍＬ／１００ｇ、約７０ｍＬ／１００ｇ～約１２５ｍＬ／１００ｇ、約７０ｍＬ／１００ｇ～約１１５ｍＬ／１００ｇ、約８０ｍＬ／１００ｇ～約１５０ｍＬ／１００ｇ、約８０ｍＬ／１００ｇ～約１２５ｍＬ／１００ｇ、約８０ｍＬ／１００ｇ～約１１５ｍＬ／１００ｇ又は約８０ｍＬ／１００ｇ～約１００ｍＬ／１００ｇの範囲の圧縮油吸収量（ＣＯＡＮ）を有することができる。圧縮油吸収量（ＣＯＡＮ）は、ASTM D3493に従い決定される。選択肢として、カーボンブラックは、７０ｍＬ／１００ｇ～１１５ｍＬ／１００ｇのＣＯＡＮと、６０ｍ２／ｇ～１５０ｍ２／ｇの範囲のＳＴＳＡを有することができる。
言及したように、カーボンブラックは、ゴムブラック、特にカーボンブラックの補強銘柄又はカーボンブラックの半補強銘柄であることができる。Cabot社からのRegal(登録商標)、Black Pearls(登録商標)、Spheron(登録商標)、Sterling(登録商標)、Propel(登録商標)、Endure(登録商標)、及びVulcan(登録商標)の商標の下で販売されているカーボンブラック、Birla Carbonから入手可能な(以前はColumbian Chemicalsから入手可能)Raven(登録商標)、Statex(登録商標)、Furnex(登録商標)、及びNeotex(登録商標)の商標並びにCD及びHVライン、並びにOrion Engineered Carbonsから入手可能な (以前はEvonik and Degussa Industriesから入手可能)Corax(登録商標)、Durax(登録商標)、Ecorax(登録商標)、及びPurex(登録商標)の商標並びにCKライン、並びにゴム又はタイヤ用途において使用するのに適した他の充填剤もまた、様々な実現を伴う使用のために活用されてよい。好適な化学的に機能性のあるカーボンブラックは、ＷＯ９６／１８６８８及びＵＳ２０１３／０１６５５６０に開示されたものを含み、これらの開示は引用により本明細書中に組み込まれている。これらのカーボンブラックの任意の混合物が、使用されてよい。ASTMグレードに勝る表面積及び構造並びにゴムとの混合のために選択された代表値を有するカーボンブラック、例えばその開示が引用により本明細書中に組み込まれている、米国特許出願公開第２０１８／０２８２５２３号に説明されたものは、本明細書に開示された任意の方法により作製された湿潤充填剤中で及び複合材料中で使用されてよい。
このカーボンブラックは、酸化されたカーボンブラック、例えば酸化剤を用いて表面処理されたカーボンブラックなどであることができる。酸化剤は、空気、酸素ガス、オゾン、ＮＯ２（ＮＯ２と空気の混合物を含む）、過酸化物、例えば過酸化水素、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、もしくは過硫酸アンモニウムを含む過硫酸塩など、ナトリウムヒポクロリットなどの次亜ハロゲン化物、ハライト(halites)、ハレート(halates)、又はパーハレート(perhalates)（亜塩素酸ナトリウム、ナトリウムクロレート、又はナトリウムパークロレートなど）、硝酸などの酸化性酸、並びに遷移金属含有酸化体、例えば過マンガン酸塩、四酸化オスミウム、酸化クロム、又は硝酸セリウムアンモニウムを含むが、これらに限定されるものではない。酸化体の混合物、特に酸素及びオゾンなどの気体酸化体の混合物が使用されてよい。加えて、例えば塩素化及びスルホン化など、顔料表面上にイオン基又はイオン化基を導入するため、他の表面修飾法を使用し調製されたカーボンブラックも、使用されてよい。酸化されたカーボンブラックを作製するために利用されるプロセスは、当該技術分野において公知であり、且ついくつかの種類の酸化されたカーボンブラックが、市販されている。
このカーボンブラックは、ファーネスブラック、ガスブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、又はランプブラック、プラズマブラック、回収されたカーボンブラック（例えばASTM D8178-19において定義される）、又はケイ素－含有種及び／もしくは金属含有種を含有する炭素製品などであることができる。カーボンブラックは、少なくとも１つの炭素相及び少なくとも１つの金属含有種相又はケイ素含有種相、すなわちケイ素－処理カーボンブラックを含む、多相凝塊であることができる。ケイ素－処理カーボンブラックにおいて、例えばケイ素の酸化物又は炭化物などのケイ素含有種は、カーボンブラックの固有部分(intrinsic part)として、カーボンブラック凝塊の少なくとも一部分の全体に分布される。ケイ素－処理カーボンブラックは、コートされた又はそうでなければ修飾されたカーボンブラック凝塊ではないが、実際に二相凝塊粒子を表している。一相は炭素であり、これは依然黒鉛結晶及び／又は非晶質炭素として存在する一方で、第二相は、シリカ、及び可能な他のケイ素－含有種である。従ってケイ素処理したカーボンブラックのケイ素－含有種相は、凝塊の少なくとも一部分の全体に分布された、凝塊の固有部分である。Ecoblack(商標)ケイ素－処理カーボンブラックは、Cabot社から入手可能である。これらのケイ素－処理カーボンブラックの製造及び特徴は、米国特許第６，０２８，１３７号に説明されており、その開示は引用により本明細書中に組み込まれている。
ケイ素－処理カーボンブラックは、主にカーボンブラックの凝塊表面であるが、依然カーボンブラックの一部であるケイ素－含有領域を含むことができ、並びに／又はケイ素－処理カーボンブラックは、カーボンブラック凝塊全体に分布されたケイ素－含有領域を含むことができる。ケイ素－処理カーボンブラックは、酸化され得る。ケイ素－処理カーボンブラックは、ケイ素－処理カーボンブラックの重量を基に、約０．１％～約５０重量％、例えば、約０．１％～約４６．６％、約０．１％～約４６％、約０．１％～約４５％、約０．１％～約４０％、約０．１％～約３５％、約０．１％～約３０％、約０．１％～約２５％、約０．１％～約２０％、約０．１％～約１５％、約０．１％～約１０％、約０．１％～約５％、又は約０．１％～約２重量％のケイ素を含むことができる。これらの量は、全てケイ素－処理カーボンブラックの重量を基に、約０．５ｗｔ％～約２５ｗｔ％、約１ｗｔ％～約１５ｗｔ％のケイ素、約２ｗｔ％～約１０ｗｔ％、約３ｗｔ％～約８ｗｔ％、約４ｗｔ％～約５ｗｔ％又は約６ｗｔ％であることができる。
当業者は、ケイ素－処理カーボンブラックのケイ素含量とは別に、この粒子の表面はまた、シリカ及びカーボンブラックの変動する量を有してよいことを認めるであろう。例えば、ケイ素－処理カーボンブラックの表面積は、約５％～約９５％のシリカ、例えば約１０％～約９０％、約１５％～約８０％、約２０％～約７０％、約２５％～約６０％、約３０％～約５０％、又は約３５％～約４０％、例えば最大約２０％又は最大約３０％のシリカを含んでよい。この表面のシリカの量は、ヨウ素値(ASTM D-1510)及び窒素吸着(すなわち、ＢＥＴ、ASTM D6556)により測定される粒子の表面積間の差異により決定されてよい。
別の選択肢として、充填剤、例えばカーボンブラックは、化学的に処理され得る。例えば、カーボンブラックは、少なくとも１個の有機基で結合され得る。結合は、少なくとも１個の有機基がジアゾニウム塩置換基を有するジアゾニウム反応を介して起こり得、これは例えば米国特許第５，５５４，７３９号；第５，６３０，８６８号；第５，６７２，１９８号；第５，７０７，４３２号；第５，８５１，２８０号；第５，８８５，３３５号；第５，８９５，５２２号；第５，９００，０２９号；第５，９２２，１１８号に詳細に説明され、これらの開示は引用により本明細書中に組み込まれている。
選択肢として、少なくともシリカである、充填剤に関して、１以上のシリカ型、又はシリカ（複数可）の任意の組合せを、本明細書に開示された任意の実施態様において使用することができる。シリカは、沈降シリカ、ヒュームドシリカ、シリカゲル、及び／又はコロイド状シリカを含むことができる。シリカは、未処理シリカ及び／又は化学的に処理されたシリカであるか又はこれを含むことができる。シリカは、エラストマー複合材料を補強するために適しており、且つBrunaur Emmett Teller表面積（ＢＥＴ、マルチポイントＢＥＴ窒素吸着により決定される、ASTM D1993)の約２０ｍ２／ｇ～約４５０ｍ２／ｇ；約３０ｍ２／ｇ～約４５０ｍ２／ｇ；約３０ｍ２／ｇ～約４００ｍ２／ｇ；又は、約６０ｍ２／ｇ～約２５０ｍ２／ｇ、約６０ｍ２／ｇ～約２５０ｍ２／ｇ、約８０ｍ２／ｇ～約２００ｍ２／ｇにより特徴付けることができる。シリカは、約８０ｍ２／ｇ～２５０ｍ２／ｇ、例えば約８０ｍ２／ｇ～２００ｍ２／ｇ又は９０ｍ２／ｇ～２００ｍ２／ｇ、８０ｍ２／ｇ～１７５ｍ２／ｇ、又は８０ｍ２／ｇ～１５０ｍ２／ｇの範囲のＳＴＳＡを有することができる。高度に分散可能な沈降シリカは、本方法において充填剤として使用することができる。高度に分散可能な沈降シリカ（「ＨＤＳ」）は、弾性マトリックス内で離解し(disagglomerate)及び分散する実質的能力を有する任意のシリカを意味することが理解される。そのような分散の決定は、エラストマー複合材料の薄い切片の電子顕微鏡又は光学顕微鏡による公知の様式で観察されてよい。市販銘柄のＨＤＳの例は、WR Grace社からのPerkasil(登録商標)GT 3000GRANシリカ、Evonik IndustriesからのUltrasil(登録商標)7000シリカ、Solvay S.A.からのZeosil(登録商標)1165 MP、1115 MP、Premium、及び1200MPシリカ、PPG Industries社からのHi-Sil(登録商標)EZ 160Gシリカ、及びEvonik IndustriesからのZeopol(登録商標)8741又は8745シリカを含む。慣習的非-HDS沈降シリカも使用されてよい。慣習的沈降シリカの商用銘柄の例は、WR Grace社からのPerkasil(登録商標)KS 408シリカ、Solvay S.A.からのZeosil(登録商標)175GRシリカ、Evonik IndustriesからのUltrasil(登録商標)VN3シリカ、及びPPG Industries, Inc.からのHi-Sil(登録商標)243シリカを含む。シランカップリング剤に結合した表面を持つ沈降シリカも、使用されてよい。化学的に処理された沈降シリカの商用銘柄の例は、PPG Industries社からのAgilon(登録商標)400、454、又は458シリカ、及びEvonik IndustriesからのCoupsilシリカ、例えばCoupsil(登録商標)6109シリカを含む。
先に説明したように充填剤中の液体量は、シリカに同等に適用することができるが、より特定した例のように、シリカが湿潤充填剤の一部として又は全体として使用される場合、このシリカは、全湿潤充填剤の重量を基に又は存在する湿潤シリカだけの重量を基に、約２５ｗｔ％～約７５ｗｔ％、例えば、約３０％～約７５％、約４０％～約７５％、約４５％～約７５％、約５０％～約７５％、約３０％～約７０％、約４０％～約７０％、約４５％～約７０％、約５０％～約７０％、約３０％～約６５％、約４０％～約６５％、約４５％～約６５％、約５０％～約６５％、約３０％～約６０重量％、約４０％～約６０％、約４５％～約６０％、又は約５０％～約６０重量％の量として存在する液体を有することができる。
典型的にはシリカ（例えばシリカ粒子）は、全て粒子の総重量を基に、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、又はほぼ１００ｗｔ％又は１００ｗｔ％、又は約２０ｗｔ％～約１００ｗｔ％のシリカ含量を有する。任意のシリカ（複数可）は、結合又は吸着された有機基など、結合又は吸着された化学基を有するように、化学的に官能基化され得る。シリカ（複数可）の任意の組合せを使用することができる。シリカは、一部又は全体が疎水性表面を有するシリカであることができ、これは、疎水性であるシリカ、又は処理（例えば化学処理）によりシリカ表面を疎水性とすることにより疎水性となり始めるシリカであることができる。疎水性表面は、例えばビス－トリエトキシシリルプロピルテトラスルフィドなど、イオン基を伴わないシランの疎水化による、シリカ粒子の化学修飾により得てもよい。ここで使用するのに適した疎水性表面－処理されたシリカ粒子は、PPG IndustriesからのAgilon(登録商標)454シリカ及びAgilon(登録商標)400シリカなど、商業的供給業者から入手してもよい。低い表面シラノール密度を有するシリカ、例えば例として焼成プロセスなどを介した１５０℃を超える温度での脱ヒドロキシルを通じて得られたシリカは、ここで使用されてよい。乾燥を伴わない、ケーキ又はペースト形での沈降プロセスから得られたシリカ（決して乾燥しないシリカ）の中間体形は、ミキサーへ、湿潤充填剤として直接添加されてよく、従って沈降シリカの慣習的製造において使用される複雑な乾燥及び他の下流加工工程を省略する。
任意の実施態様及び任意の工程において、カップリング剤が、複合材料中で分散され始める機会を有する限りは、任意の工程（又は複数の工程又は位置）において、カップリング剤が導入され得る。カップリング剤は、１以上のシランカップリング剤、１以上のジルコン酸塩カップリング剤、１以上のチタン酸塩カップリング剤、１以上のニトロカップリング剤、又はそれらの任意の組合わせであるか又はこれを含むことができる。カップリング剤は、ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）テトラスルファン（例えばEvonik IndustriesからのSi 69、Struktol社からのStruktol SCA98)、ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）ジスルファン（例えばEvonik IndustriesからのSi 75及びSi 266、Struktol社からのStruktol SCA985)、３－チオシアナトプロピル－トリエトキシシラン（例えばEvonik IndustriesからのSi 264)、γ－メルカプトプロピル－トリメトキシシラン（例えばEvonik IndustriesからのVP Si 163、Struktol社からのStruktol SCA989)、γ－メルカプトプロピル－トリエトキシシラン（例えばEvonik IndustriesからのVP Si 263)、ジルコニウムジネオアルカノラトジ（３－メルカプト）プロピオナト－Ｏ，Ｎ，Ｎ’－ビス（２－メチル－２－ニトロプロピル）－１，６－ジアミノヘキサン、Ｓ－（３－（トリエトキシシリル）プロピル）オクタンチオエート（例えばMomentive, Friendly, WVからのNXTカップリング剤）、及び／又は化学的に類似しているかもしくは同じ化学基を１以上有するカップリング剤であるか又はこれらを含むことができる。カップリング剤の追加の具体例は、商品名でEvonik IndustriesからのVP Si 363、並びにMomentiveからのNXT Z及びNXT Z-50シランを含むが、これらに限定されるものではない。本明細書記載のカップリング剤は、本明細書に開示された任意のプロセスにおいてこれを使用する前に、シリカの疎水性表面修飾（プレカップリングされた又は前処理されたシリカ）を提供するために使用される。エラストマー、添加物、及び追加の複合材料の任意の組合せは、例えばコンパウンダー内の、エラストマー複合材料に添加されてよいことは理解されるべきである。
他の充填剤は、米国特許出願公開第２０１８／０２８２５２３号及び欧州特許第２４２３２５３Ｂ１号に記載されており、これらの開示は参照により本明細書に組み入れられる。
固体エラストマー型
固体エラストマーは、天然及び／又は合成のエラストマー及び／又はゴムであるか又はこれを含むことができる。エラストマー型は、天然ゴム（ＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）及びポリイソプレンゴム（ＩＲ）、エチレン－プロピレンゴム（例えばＥＰＤＭ）、イソブチレン－ベースのエラストマー（例えばブチルゴム）、ポリクロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、ポリスルフィドゴム、ポリアクリレートエラストマー、フルオロエラストマー、パーフルオロエラストマー、及びシリコーンエラストマーを含む。
例証的エラストマーは、天然ゴム、ＳＢＲ、ＢＲ、ＩＲ、機能性ＳＢＲ、機能性ＢＲ、機能性ＮＲ、ＥＰＤＭ、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ＣＲ、ＮＢＲ、ＨＮＢＲ、フルオロエラストマー、パーフルオロエラストマー、及びシリコーンゴムを含み、例えば、天然ゴム、機能性天然ゴム、スチレン－ブタジエンゴム、機能性スチレン－ブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム、機能性ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、エチレン－プロピレンゴム、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、及びそれらの配合物を含むか、又は例えば、天然ゴム、スチレン－ブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム、及びそれらの配合物、例えば第一及び第二の固体エラストマーの配合物を含む。２種以上のエラストマーが使用される場合、これらの２種以上のエラストマーは、配合物として、ミキサーへ同時に装填されることができる（１装填又は２以上の装填として）か、或いはエラストマーは、任意の順番及び量で、個別に添加されることができる。例えば、固体エラストマーは、１種以上の本明細書に開示されたエラストマー、例えばブタジエンゴム及び／又はスチレン－ブタジエンゴムと配合された天然ゴムを含むことができる。例えば、追加の固体エラストマーは、ミキサーへ個別に添加されることができ、及び天然ゴムは、個別にミキサーへ添加されることができる。
固体エラストマーは、天然ゴムであるか又はこれを含むことができる。天然ゴムはまた、いくつかの様式で化学的に修飾されてよい。例えば様々な非－ゴム成分を化学的又は酵素的に修飾するか又は減少するように処理されてよいか、或いはゴム分子それら自身が、様々なモノマー又は塩素などの他の化学基により修飾されてよい。他の例は、ＰＣＴ公開番号ＷＯ２０１７／２０７９１２に説明されたような、エポキシ化天然ゴム及び多くても０．３ｗｔ％の窒素含量を有する天然ゴムを含む。
他の例証的エラストマーは、ゴム；１，３－ブタジエン、スチレン、イソプレン、イソブチレン、２，３－ジアルキル－１，３－ブタジエン（ここでアルキルは、メチル、エチル、プロピルなどである）、アクリロニトリル、エチレン、プロピレンのポリマー（例えば、ホモポリマー、コポリマー及び／又はターポリマー）などを含むが、これらに限定されるものではない。エラストマーは、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により測定され、約－１２０℃～約０℃の範囲である、ガラス転移温度（Ｔｇ）を有してよい。例は、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、天然ゴム及び塩素化ゴムなどのその誘導体、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリ（スチレン－コ－ブタジエン）並びにそれらのいずれかの油展誘導体を含むが、これらに限定されるものではない。前述のいずれかの配合物もまた、使用されてよい。特に適している合成ゴムは以下を含む：約１０重量％～約７０重量％のスチレン及び約９０～約３０重量％のブタジエンを含有するスチレンとブタジエンのコポリマー、例えば、スチレン１９部及びブタジエン８１部のコポリマー、スチレン３０部及びブタジエン７０部のコポリマー、スチレン４３部及びブタジエン５７部のコポリマー、スチレン５０部及びブタジエン５０部のコポリマー；ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレンなどのコンジュゲートされたジエンのポリマー及びコポリマー、並びにそのようなコンジュゲートされたジエンの、それらと共重合可能なエチレン系基－含有モノマーのコポリマー、例えばスチレン、メチルスチレン、クロロスチレン、アクリロニトリル、２－ビニル－ピリジン、５－メチル－２－ビニルピリジン、５－エチル－２－ビニルピリジン、２－メチル－５－ビニルピリジン、アリル－置換されたアクリレート、ビニルケトン、メチルイソプロペニルケトン、メチルビニルエーテル(either)、α－メチレンカルボン酸並びにそれらのエステル及びアミド、例えばアクリル酸アミド及びジアルキルアクリル酸アミド。同じくここでの使用に適しているのは、エチレンと、他の高次αオレフィン、例えばプロピレン、１－ブテン、及び１－ペンテンなどとのコポリマーである。他のポリマーは、米国特許出願公開第２０１８／０２８２５２３号及び欧州特許第２４２３２５３Ｂ１号に説明されており、その開示は参照により本明細書に組み入れられる。他のポリマーは、シリコーン－ベースのエラストマー又はシリコーンドメインと炭化水素ドメインを有するハイブリッドシステムを含む。
ゴム薬品
本明細書に開示された方法のいずれかにより調製された複合材料は、エラストマー及び充填剤からなることができ、すなわちゴム薬品は存在しない。或いは、充填剤及びエラストマーの添加において、複合材料は、分解防止剤及びカップリング剤から選択された少なくとも１種の添加物を含有することができる。或いは、複合材料は、１種以上のゴム薬品を含むことができる。別の代替において、複合材料は、硬化剤含有組成物であることができる。
典型的乾式混合プロセス（固体エラストマー及び乾燥充填剤）において、特定の添加物を添加することが必要であることが多く；典型的添加物は、分解防止剤、カップリング剤、及び充填剤のエラストマーへの分散を可能にする１種以上のゴム薬品を含む。ゴム薬品は、本明細書において定義されたように、以下の１以上を含む：加工助剤（ゴムの混合及び加工の容易さを提供する、例えば、様々な油分及び可塑剤、ワックス）、活性化剤（加硫プロセスを活性化する、例えば、酸化亜鉛及び脂肪酸）、促進剤（加硫プロセスを促進する、例えば、スルフェンアミド及びチアゾール）、加硫剤（又はゴムを架橋する硬化剤、例えば、硫黄、過酸化物）、並びに他のゴム添加物、例えば非限定的に、遅延剤、共物質(co-agents)、しゃく解剤、接着促進剤、粘着付与剤、樹脂、難燃剤、着色剤、及び発泡剤など。選択肢として、ゴム薬品は、加工助剤及び活性化剤を含むことができる。別の選択肢として、１種以上の他のゴム薬品は、酸化亜鉛、脂肪酸、脂肪酸の亜鉛塩、ワックス、促進剤、樹脂、及びプロセス油から選択される。
典型的乾式混合プロセスにおいて、１種以上のゴム薬品（例えば加工助剤）は、充填剤の練込みを補助するために、混合サイクルにおいて早期に装填される。従って、ゴム薬品は、必須であることができ、それでもそれらは、充填剤とエラストマーの表面間の結合又は相互作用を妨害し、並びに加硫ゴム特性に負の影響を有し得る。湿潤充填剤の使用は、そのようなゴム薬品の非存在又は実質的非存在下で、充填剤が固体エラストマーに混合されることを可能にすることが、発見されている。いずれかの理論に結びつけられることを欲するものではないが、この液体は、固体ゴムへの充填剤の練込みを可能にし且つ改善するので、湿潤充填剤の存在は、混合サイクルの早期の、又は混合サイクルの任意の時点でのゴム薬品の必要性を排除すると考えられる。
従って選択肢として、本方法は、固体エラストマー及び湿潤充填剤をミキサーに装填すること、並びに１以上の混合工程において、ゴム薬品の実質的非存在下、少なくとも１つの温度制御手段により制御されたミキサー温度で、固体エラストマー及び湿潤充填剤を混合し、混合物を形成することを含む。任意にこのプロセスは、装填又は混合時に、すなわち１以上の混合工程の間に、分解防止剤及びカップリング剤から選択された少なくとも１種の添加物を添加することを更に含む。そのような分解防止剤（例えば抗酸化剤）及びカップリング剤の例は、本明細書に記載されている。
このプロセスの選択肢において、混合工程の少なくとも１つ及び好ましくは１つの混合工程において、ミキサーは、１２０℃以上、例えば、少なくとも１２５℃以上、少なくとも１３０℃以上、少なくとも１３５℃以上、少なくとも１４０℃以上、少なくとも１４５℃以上、又は少なくとも１５０℃以上の指定された温度に到達する。この指定された温度は、混合キャビティ内で、温度－測定デバイスにより測定することができる。ミキサーの指定された温度は、混合段階時に到達される混合物又は複合材料の最高温度（これは、複合材料をミキサーから除去し、及び熱電対もしくは他の温度測定デバイスを複合材料へ挿入することにより、決定することができる）と同じであるか、或いは最高温度と３０度以下、又は２０度以下、又は１０度以下（もしくは５度以下もしくは３度以下もしくは２度以下）だけ異なることができる。この混合方法において、選択肢として、ミキサーが、１２０℃以上の温度に到達した時点で、１種以上のゴム薬品が、ミキサーへ添加されることができる。他の実施態様において、指定された温度は、１２０℃～１９０℃、１２５℃～１９０℃、１３０℃～１９０℃、１３５℃～１９０℃、１４０℃～１９０℃、１４５℃～１９０℃、１５０℃～１９０℃、１２０℃～１８０℃、１２５℃～１８０℃、１３０℃～１８０℃、１３５℃～１８０℃、１４０℃～１８０℃、１４５℃～１８０℃、１５０℃～１８０℃、１２０℃～１７０℃、１２５℃～１７０℃、１３０℃～１７０℃、１３５℃～１７０℃、１４０℃～１７０℃、１４５℃～１７０℃、１５０℃～１７０℃などの範囲であることができる。１種以上のゴム薬品は、１２０℃以上の指定された温度で添加されることができ；この時点で、充填剤は、エラストマーへ分配及び練込まれ、並びにゴム薬品の添加は、充填剤とエラストマーの間の相互作用を妨害するとは予想されない。
このプロセス選択肢において、装填工程及び１以上の混合工程は、ミキサーが指定された温度に達する前に、１種以上のゴム薬品の非存在もしくは実質的非存在下で実行される。本明細書において規定される「実質的非存在」は、装填工程及び１以上の混合工程が、複合材料、例えば硬化された複合材料から調製された加硫ゴムにより最終的に提供されるゴム薬品の総量の１０重量％未満の量の１種以上のゴム薬品の存在下で実行され得るプロセス、或いは装填工程及び１以上の混合工程が、複合材料中の最終的ゴム薬品の総量の５％未満又は１重量％未満の量の１種以上のゴム薬品の存在下で実行され得るプロセスを指す。複合材料中にゴム薬品を含むことは任意であるので、１種以上のゴム薬品の「実質的非存在」を決定する好適な測定は、例えば複合材料の硬化後、複合材料から調製された加硫ゴム中の目標とされた量を決定することである。従って、１種以上のゴム薬品の名目量が、該装填又は混合時に添加されてよいが、これは充填剤－エラストマー相互作用を妨害するのに十分な量ではない。「実質的非存在」の更なる例として、装填及び混合は、得られる加硫ゴムを基に、５ｐｈｒ以下の、４ｐｈｒ以下の、３ｐｈｒ以下の、２ｐｈｒ以下の、１ｐｈｒ以下の、又は０．５ｐｈｒ以下の、０．２ｐｈｒ以下の、０．１ｐｈｒ以下の量もしくは負荷量の１種以上のゴム薬品の存在下で実行され得る。選択肢として、１種以上のゴム薬品は、工程（ｄ）において送出された複合材料には存在しない（０ｐｈｒ）。
ミキサーから送出される際の複合材料は、１０％を超えない充填剤収量損失で、少なくとも１ｐｈｒ、例えば、少なくとも２０ｐｈｒの負荷量でエラストマー中に分散された充填剤を含有する。このプロセスにより、送出される際の複合材料は、例えば混合開始時に存在してよい任意の分解防止剤以外は、１種以上のゴム薬品は、非存在もしくは実質的非存在下である。或いは送出される際の複合材料は、分解防止剤及びカップリング剤から選択された少なくとも１種の添加物を含むことができ、これらは装填又は混合時のいずれかの時点で添加され得る。或いは、例えば１以上の分解防止剤が混合プロセスの開始時に添加されない場合、送出される際の複合材料は、任意のゴム薬品を含んでもよく又は実質的に非存在であってよい。言い換えると選択肢として、混合物は、固体エラストマー及び湿潤充填剤から本質的になるか又はなる。別の選択肢として、この混合物は、固体エラストマー、湿潤充填剤、及び少なくとも１種の分解防止剤からなるか又は本質的になる。別の選択肢として、この混合物は、固体エラストマー、湿潤充填剤、少なくとも１種の分解防止剤、及びカップリング剤からなるか又は本質的になる。
本明細書に開示された実施態様のいずれかにおいて、選択肢として、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤の混合を開始した後及び送出工程前に、本方法は、少なくとも１種の分解防止剤が固体エラストマー及び湿潤充填剤と混合されるように、少なくとも１種の分解防止剤をミキサーへ添加することを、更に含むことができる。分解防止剤（複数可）の任意の添加は、送出工程の前のいずれかの時点で起こり得る。例えば、分解防止剤（複数可）の添加は、複合材料が形成され且つ１０ｗｔ％以下の、又は５ｗｔ％以下の液体含量を有する前に、起こり得る。導入することができる分解防止剤の例は、Ｎ－（１，３－ジメチルブチル）－Ｎ’－フェニル－ｐ－フェニレンジアミン（６ＰＰＤ）であり、その他は本明細書の他のセクションにおいて説明されている。分解防止剤は、形成される複合材料の重量を基に、０％～５％、０．５％～５％、１％～５％、０％～３％、０．５％～３％、１％～３％、０％～２％、０．５％～２％、又は１％～２％の範囲の量で導入されることができる。装填工程又は混合工程時に添加される分解防止剤は、混合時のエラストマー分解の防止を補助してよいが；しかし、混合物中の液体の存在のために、エラストマーの分解速度は、乾式混合プロセスと比べより低く、且つ分解防止剤の添加は遅延され得る。
少なくとも１種の添加物は、本明細書記載の混合方法時に含まれることができるか、又は複合材料が形成された後に含まれることができる。少なくとも１種の添加物は、硬化剤パッケージ又は少なくとも１種の硬化剤を含むことができる。加硫可能な複合材料を作製するために、添加される硬化剤パッケージは、架橋剤、及び任意の活性化剤及び促進剤を含むことができる。硫黄が架橋剤として使用される場合、典型的活性化剤は、酸化亜鉛及び／又はステアリン酸を含み、並びに典型的促進剤は、スルフェンアミド、例えばＮ－ｔｅｒｔ－ブチル－２－ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）及びＮ－シクロヘキシル－２－ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＣＢＳ）を含む。ゴム加工において使用される他の硬化剤は、過酸化物、ウレタンクロスリンカー、金属酸化物、アセトキシシラン化合物、フェノール系樹脂などである。硫黄－ベースのシステム及び他の架橋システムのための追加の好適な成分は、当業者には周知である。
他のゴム薬品は、抗酸化剤、加工助剤、エキステンダー油、ワックス、様々な樹脂、カップリング剤、及び追加の分解防止剤を含む。抗酸化剤は、Ｎ－（１，３－ジメチルブチル）－Ｎ’－フェニル－ｐ－フェニレンジアミン（６ＰＰＤ）及びＷＯ２０１２／０３７２４４に列挙されたものを含み、この開示は参照により本明細書に組み入れられる。
選択肢として、ゴム薬品は、機械的ミキサー内で複合材料と一緒にすることができる。具体的には、充填剤（これはミキサーにおいて使用される充填剤と同じ又は異なってよく；例証的充填剤は、シリカ、カーボンブラック、及び／又は酸化亜鉛を含む）、他のエラストマー、他のもしくは追加のマスターバッチ、分解防止剤（例えば抗酸化剤）、カップリング剤、可塑剤、加工助剤（例えばステアリン酸、これは硬化剤、液体ポリマー、油分、ワックスなどとしても使用することができる）、樹脂、難燃剤、エキステンダー油、及び／又は滑沢剤などの添加物、並びにそれらのいずれかの混合物は、機械的ミキサーにおいて添加され得る。追加のエラストマーは、複合材料と一緒にされ、エラストマー配合物を生成する。好適なエラストマーは、先に説明された混合プロセスにおいて利用されるエラストマーのいずれかを含む。例証的エラストマーは、ゴム、１，３－ブタジエン、スチレン、イソプレン、イソブチレン、２，３－ジアルキル－１，３－ブタジエン（ここでアルキルは、メチル、エチル、プロピルなどである）、アクリロニトリル、エチレン、プロピレンのポリマー（例えばホモポリマー、コポリマー及び／又はターポリマー）などを含むが、これらに限定されるものではない。分解防止剤（分解阻害剤の例）は、アミン型分解防止剤、フェノール型分解防止剤、イミダゾール型分解防止剤、カルバメートの金属塩、パラ－フェニレンジアミン（複数可）及び／又はジヒドロトリメチルキノリン（複数可）、重合されたキニーネ分解防止剤、及び／又はワックス及び／又はエラストマー配合表で使用される他の分解防止剤であることができる。具体例は、Ｎ－（１，３－ジメチルブチル）－Ｎ’－フェニル－ｐ－フェニレンジアミン（６－ＰＰＤ、例えば、Sumitomo Chemical社から入手可能なANTIGENE 6C、及びOuchi Shinko Chemical Industrial社から入手可能なNOCLAC 6C)、Seiko Chemical社からの"Ozonon" 6C、重合された１，２－ジヒドロ－２，２，４－トリメチルキノリン(TMQ、例えばR. T. Vanderbiltから入手可能なAgerite Resin D)、２，６－ジ－ｔ－ブチル－４－メチルフェノール(Vanderbilt Chemicals LLCからVanox PCとして入手可能)、ブチルヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）、及びブチルヒドロキシアニソール（ＢＨＡ）などを含むが、これらに限定されるものではない。他の代表的分解防止剤は、例えば、ジフェニル－ｐ－フェニレンジアミン、及び例えばThe Vanderbilt Rubber Handbook (1978)、344-346頁に明らかにされたものなどの他のものであってよい。
ミキサー
内部ミキサーの特定の型は、Banburyミキサー又はBrabenderミキサーであり、それらのいずれも、本明細書記載の複合材料を形成する方法において使用することができる。内部ミキサーは、接線式内部ミキサーであることができる。内部ミキサーは、噛合式内部ミキサーであることができる。他のミキサーは、混練型内部ミキサーを含む。Farrel-Pomini、Harburg Freudenberger Maschinenbau社(HF)、Kobelco、又はPelmar Eng’r社から市販されている内部ミキサーを、使用することができる。ローター内のスチーム又は水又は他の液体の内部回路を使用するための選択肢以外に、加えて又は代わりに、内部ミキサーは、そこで混合される成分の温度を制御するために、混合チャンバーの１つの領域もしくは部品又は２つ以上の領域もしくは部品上に、冷却又は加熱ジャケットを有することができる。これは、ミキサーの壁又は壁の一部に、１以上の加熱／冷却ゾーンを作り出すことができる。ミキサーは、一段階ミキサー又は多段階ミキサー（例えば、二段階又はそれ以上）であることができる。利用することができるミキサー及びデザインの例は、欧州特許第２４２３２５３Ｂ１号及び米国特許第７，５５６，４１９号に説明されており、これらの開示は参照により本明細書に組み入れられる。
別の選択肢として、ミキサーは、連続ミキサーであることができる。例えば、固体エラストマー及び湿潤充填剤は、その開示が引用により本明細書中に組み込まれている、米国特許第９，８５５，６８６Ｂ２号に説明されたものなど、１以上の連続内部ミキサー、二軸スクリュー押出機、単軸スクリュー押出機、又はロールミルを使用することにより、機械的に作業されてよい。好適な混練デバイス及び素練りデバイスは、周知であり、且つ市販されており、これは例えば、Unimix連続ミキサー及びFarrel Pomini社(アンソニア、コネチカット州)からのMVX(Mixing, Venting, eXtruding)機器、FCM(商標)Farrel連続ミキサー、Pomini社からのロング連続ミキサー、Pomini連続ミキサー、双ローター同回転噛合式押出機、双ローター逆回転非噛合式押出機、連続配合式押出機、Kobe Steel社により製造された二軸練磨押出機、及びKobe連続ミキサーを含む。１以上の本明細書に開示された実施態様での使用に適した代わりの素練り装置は、当業者には熟知されているであろう。
混合は、少なくとも１個のローターを有するミキサー（複数可）で実行され、並びにミキサーは、以下の１つ以上であることができる：混練機、ロールミル、スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機、多軸スクリュー押出機、連続コンパウンダー、及び／又は二軸スクリュー押出機。
混合は、少なくとも１個のローターを有するミキサー（複数可）で実行され、並びにミキサーは、二翼式ローター、四翼式ローター、六翼式ローター、八翼式ローター、及び／又は１以上のスクリューローターを有することができる。
後処理工程
送出される複合材料は、１以上の後処理工程に供されることができる。後処理は、任意の混合工程の後実行されることができる。多段階混合に関して、後処理は、第一段階後及び／又は第二段階後などに実行されることができる。複合材料は、後処理され、乾燥、均質化、押出、圧延、練磨などされた複合材料を提供する。１以上の後処理工程は、造形もしくは形成することができるか、又は改善された取扱いを可能にするが、好ましくは充填剤を実質的に分散することはない。例えば１以上の後処理工程は、最大でも少量のエネルギー、例えば３００ｋＪ／ｋｇ複合材料未満、２００ｋＪ／ｋｇ複合材料未満、１００ｋＪ／ｋｇ複合材料未満、又は５０ｋＪ／ｋｇ複合材料未満を付与することができる。例えば１以上の後処理工程は、複合材料の著しい温度上昇を生じない（低エネルギーの投入の結果として）。
選択肢として、送出された複合材料の液体含量は、送出された際に、１０重量％又はそれよりも少ない（例えば５重量％又はそれよりも少ない）であることができ、並びにこの液体含量は、ミキサーから送出される際の液体含量よりも低い複合材料の所望の液体含量を達成するように、更なる混合工程（複数可）、配合工程（複数可）、乾燥機、もしくは熱の適用、又は混合物から水分もしくは液体を除去する他の手段の使用など、１以上追加の液体（例えば水）の除去工程により、更に減少されることができる。概して後処理工程は、複合材料の総重量を基に、残存する液相の１ｗｔ％～約５０ｗｔ％、例えば１ｗｔ％～約１０ｗｔ％を除去するために、複合材料を圧縮することを含むことができる。
本明細書に開示された複合材料を製造する任意の方法において、この方法は複合材料の形成後、以下の工程の１以上を更に含むことができる：
－１以上の保持工程；
－複合材料を更に乾燥し、乾燥された複合材料を得るために使用することができる、１以上の乾燥工程；
－１以上の押出工程；
－１以上の圧延工程；
－練磨された複合材料を得るための、１以上の練磨工程；
－１以上の造粒工程；
－１以上の切断工程；
－掻き出された(bailed)生成物又は混合物を得るための、１以上の掻き出し工程；
－掻き出された混合物又は生成物はばらばらにされ、造粒された混合物を形成することができる；及び／又は
－１以上の混合又は配合工程；及び／又は
－１以上のシート出し工程。
この１以上の加工工程は、１以上の内部ミキサー、混練機、ロールミル、スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機、多軸スクリュー押出機、連続コンパウンダー、及び／又はローラーダイが取り付けられた（例えば二軸スクリューシーター）もしくは固定刃が取り付けられた二軸スクリュー送出式押出機により達成されることができる。
更なる例として、複合材料の形成後、以下の順番で工程を行うことができ、各工程は、任意の回数繰り返されることができる（同じ又は異なる状況において）：
－更なる弾性を発達させるための、１以上の保持工程；
－１以上の冷却工程；
－更に乾燥された複合材料を得るために、更に複合材料を乾燥すること；
－配合された混合物を得るために、複合材料を混合又は配合すること；
－練磨された混合物を得るために、配合された混合物を練磨すること（例えばロール練り）；
－練磨された混合物を造粒すること；
－掻き出しされた混合物を得るために、造粒後混合物を任意に掻き出すこと；
－掻き出しされた混合物を任意にばらばらにし、且つ混合すること。
選択肢として、複合材料は、オープンミルにおいて更に加工され得る。複合材料は、長い押出品として、連続コンパウンダー又は押出機から送出されることができ、並びにオープンミルへ侵入する前に、より短い長さに切断されてよい。複合材料は任意に、コンベヤによりオープンミルに供給される。コンベヤは、連続コンパウンダーからオープンミルへ複合材料を輸送するためのコンベヤベルト、導管、パイプ、又は他の好適な手段であってよい。オープンミルは、オープンミルの強化された操作を提供するために、任意に加熱又は冷却されてよいローラー対を備えることができる。オープンミルの他の操作パラメータは、ロール間のギャップ距離、バンク高さ、すなわちロール間及びその頂点上のギャップ内の材料の貯留、並びに各ロールの速度を含むことができる。各ロールの速度及び各ロールを冷却するために使用される液体の温度は、各ロールについて独立して制御されてよい。ギャップ距離は、約３ｍｍ～約１０ｍｍ又は約６ｍｍ～約８ｍｍであってよい。ロール速度は、約１５ｒｐｍ～約７０ｒｐｍであってよく、並びにローラーは、ミルの入口側に対して互いに向かうように回転してよい。摩擦比は、収集ローラー、例えばその上に素練りされた生成物が収集されているローラーの速度のバックローラーの速度に対する比であるが、これは約０．９～約１．１であってよい。ローラーの冷却に利用される液体は、約３５℃～約９０℃、例えば約４５℃～約６０℃、約５５℃～約７５℃、又は約７０℃～約８０℃であってよい。所望のレベルの素練り及び素練りされた生成物の乾燥保存を提供するためのオープンミルの操作を制御することに加え、オープンミルの排出物は、平滑シートとして収集ローラー上に収集されることが望ましい。ミル内の複合材料の滞留時間は、ローラー速度、ギャップ距離並びに所望の素練り量及び乾燥量により一部決定されることができ、並びに例えば双ローター連続ミキサー内など、既に素練りされた材料については、約１０分～約２０分であってよい。
当業者は、様々な組合せのデバイスが利用されてよいことを認めるであろう。どのデバイスが使用されるかに応じて、材料へ作業の量及び／又は更なる乾燥保存の量をもたらすために、先に説明されたものとは異なる条件下でそれらを操作することが望ましい。加えて、２つ以上の特定の種類のデバイス、例えばオープンミル又は内部ミキサーを、連続して利用すること、又は２回以上所定のデバイスを通って素練りされた生成物が通過することは、望ましいであろう。例えば、複合材料は、２又は３又はそれよりも多い回数オープンミルを通過するか、或いは２又は３又はそれよりも多いオープンミルを連続して通過してよい。後者の場合、各オープンミルを、例えば、速度、温度、異なる（例えばより高い）エネルギー投入など異なる操作条件下で操作することが望ましい。複合材料は、内部ミキサー内で混合された後、１、２又は３個のオープンミルを通過することができる。
配合
加えて又は代わりに、この複合材料は、１以上の分解防止剤、ゴム薬品、及び／又は硬化剤と配合され、並びに加硫処理され、加硫ゴムを形成することができる。そのような加硫処理されたコンパウンドは、非限定的に例えばタイヤにおける改善されたヒステリシス、耐摩耗性及び／又は転がり抵抗など、或いは改善された機械的強度及び／又は引張強度、或いは改善されたｔａｎδ及び／又は改善された引張応力比などの、１以上の改善されたゴム特性など、１以上の改善された特性を有することができる。
例として、配合工程（これは最初の混合工程であることもできる）において、硫黄又は他の架橋剤及び促進剤を除く、硬化剤パッケージの成分は、混合装置内で正味の複合材料と組合せられる（非硬化剤、例えばゴム薬品及び／又は分解防止剤は、予備混合されることが多く、集合的に「スモールズ(smalls)」と称される)。最も一般的な混合装置は、内部ミキサー、例えばBanbury又はBrabenderミキサーなどであるが、連続ミキサー（例えば押出機）などの他のミキサーも利用されてよい。その後配合工程において、例えば硫黄などの架橋剤、及び促進剤（必要ならば）（集合的に硬化剤と称される）が添加される。この配合工程は、混合工程と同じ型の装置において実行されることが多いが、異なる型のミキサーもしくは押出機上又はロールミル上で実行されてよい。当業者は、一旦硬化剤が添加されたならば、加硫処理は、架橋剤に適切な活性化条件が達成された時点で、始まることを認めるであろう。従って、硫黄が使用される場合、混合時の温度は、硬化温度を実質的に下回るように維持されることが好ましい。
一選択肢として、本明細書に開示された任意の複合材料を調製する方法は、複合材料の形成プロセスの遅い段階で任意のゴム薬品を添加すること、又は複合材料の形成プロセスの任意の時点でのゴム薬品の添加を回避することに関与している。後者の選択肢に関して、ゴム薬品は、配合段階で複合材料に添加されることができる。例えば、ゴム薬品は、複合材料の温度が、１２０℃以上、例えば１３０℃以上、もしくは１４０℃以上に達した後に添加されることができる。或いは、ゴム薬品は、１以上の配合工程において添加されるか、又は複合材料が、複合材料を形成する最初の混合工程（複数可）から排出された後に添加されることができる。この選択肢に関して、最初の混合工程（複数可）での早すぎるゴム薬品の添加は、ゴムと充填剤の間の接触の程度の悪化により妨害する可能性があり、並びに次に複合材料中の全般的に良くない充填剤分散及び／又は少ないゴム－充填剤相互作用に繋がり得る。例えば、一部のシナリオにおいて、複合材料の温度が１２０℃以上（例えば１３０℃以上もしくは１４０℃以上）に達した後のゴム薬品の添加時、又は１以上の配合工程時のゴム薬品の添加時と比べ、混合プロセスでの早すぎるゴム薬品の添加は、より低い引張特性、例えばより低い引張応力比（Ｍ３００／Ｍ１００）、及び悪い充填剤分散を示す加硫ゴムに繋がる。特定の場合、添加が早すぎる場合の、そのような望ましくないゴム薬品の作用は、エラストマーが、例えば天然ゴムであるか、又はエラストマーが天然ゴムを含有する場合に認められる。
組成物及び加硫処理
伝統的に、充填剤材料の負荷量、表面積、構造を増大することにより、エラストマー複合材料における補強（例えば剛性）を増大することができる。複合材料の最終的機械的特性はまた、複合材料中どのように粒子が分散され且つ配置されるかによっても決定され得る。本プロセスにより調製された複合材料及び結果として起こる加硫ゴムについて実施される試験において、特定の分散状態は、得られる加硫ゴムの望ましい機械的特性を達成したことが発見された。
複合材料及び加硫ゴムの両方に関するエラストマーネットワーク中の充填剤分布及び分散の程度（「分散状態」又は「分散の状態」又はマクロ分散）は、複合材料のミクロトーム切片（例えば厚さ２μｍ以下の、例えば０．５μｍ～２μｍ、０．５μｍ～１．５μｍ、約１μｍ）の透過モードでの光学顕微鏡により試験されることができる。ミクロトーム切片の光学画像（透過モード）は典型的には、暗被写体(dark objects)で埋められた(populated)光バックグラウンドを示し、各被写体は、カーボンブラック凝集物の収集の結果である。画像は、二次元空間において視認されるので、各暗被写体は、「粒子」の種類に例えることができる面積をカバーしている。（マクロ分散に関して、用語「粒子」は、カーボンブラック凝集物の被覆面積を表すことが意図され、並びに単独のカーボンブラック凝塊を形成する「一次粒子」とは区別される。この凝塊は、０．１μｍの桁のスケールの寸法を有し、これは光学顕微鏡の解像度を下回る）。この粒子「直径」は本明細書において、充填剤の「面積相当直径」と定義され、並びに典型的にはミクロンサイズの範囲である。従って、その分散状態は、粒子の被覆面積、又は特定のサイズを有する単位面積当たりの粒子の数のいずれかの、粒子サイズ分布の形により示される。
複合材料に関して、エラストマー中の充填剤の分布及び分散の状態はまた、ミクロン及びミクロン下レベル（「マイクロ分散」）でも評価されることができ、並びにゴム試験機（ＲＰＡ）により測定されたものなど、レオロジー特性により明示することができる。
ＲＰＡは、材料を歪掃引に供することにより、本明細書記載の複合材料などの、エラストマー材料のレオロジー特性を分析するツールである。歪掃引試験は、材料を一連の歪振幅に適用し、且つマイクロ分散の測定値であると考えられる「ペイン効果」として公知の挙動を観察する。そのような効果を評価する１つの方式は、低い歪及び高い歪で、動的貯蔵弾性率Ｇ’を測定することであり、その比は、「ペイン比」と定義される。ペイン効果はまた、ゴム薬品添加及びゴム分子量により影響を受けることができる。
本プロセスにより調製される複合材料は、乾式混合法（乾燥充填剤及び乾燥エラストマー）から調製される複合材料と比較することができる。そうすることにより、明白なレオロジー挙動が確定され得る。５０％歪振幅で測定されたＧ’又はＧ’（５０％）により決定された、同様の補強のレベルで、乾式混合法又は比較のための湿式混合プロセス（例えば、湿潤充填剤を固体エラストマーと組合比較のためのプロセス）と比べ、本明細書に開示された任意の方法は、より低いペイン効果を有する複合材料を達成することができる。より低いペイン効果は、タイヤの転がり抵抗などの、最終製品における望ましい特性を示すことがわかっている。一方で、同様のレベルのペイン効果で、本明細書に開示された任意の方法は、乾式混合法、或いは湿潤充填剤及び固体エラストマーが組合せられる比較のための湿式混合プロセスにより達成されるものよりも、より高い補強、Ｇ’（５０％）を伴う複合材料を提供することができる。
本プロセスにより調製された複合材料により、以下の関係又は式が達成されることが発見された：
ペイン比≦０．１＊Ｇ’＠５０％－ｙ
（式中、ペイン比は、Ｇ’（０．１％）／Ｇ’（２００％）であり、Ｇ’（０．１％）は、０．１％歪振幅で測定された動的貯蔵弾性率であり、Ｇ’（２００％）は、２００％歪振幅で測定された動的貯蔵弾性率であり、Ｇ’（５０％）は、５０％歪振幅で測定された動的貯蔵弾性率であり、これらの動的貯蔵弾性率は、１００℃で、周波数１Ｈｚで測定され、並びにｙは、７～１０の範囲の数である）。
この関係は、乾式混合法又は比較のための湿式混合プロセスにより作製された複合材料により達成されない。
更に、複合材料マクロ分散は、先に考察したように、ミクロトーム切片の光学顕微鏡により評価することができる。粒子サイズ分布、重みつき面積、及び２μｍよりも大きい充填剤粒子の面積率（％）などの、マクロ分散の指標を得ることができる。本明細書に開示された任意の方法により、複合材料は、総面積と比べ、小さい数の大型粒子が存在するように作製されることができ、このことはエラストマー中の、カーボンブラックなどの充填剤の分布を特徴づける。選択肢として、分散状態は、分布中の「ｄ９０」粒子サイズにより示すことができる。選択肢として、分散状態は、「粒子＞２μｍの面積寄与率（％）」により測定することができる。粒子からの面積寄与は、画像面積について報告することができる。画像の総画像面積（μｍ２）は、ピクセル数及び画像解像度から決定することができる。画像は、各々ピクセル数で報告された、幅と高さの寸法を有することができ、並びに対応する面積は、（ピクセル）２として報告することができる。面積に関して、解像度は、（μｍ／ピクセル）２として報告することができる。画像面積は、以下の積である：
（面積）＊（解像度）。
特定の実施態様において、充填剤は、下記式に従うエラストマー中の分散の状態を有する：
Ａ≦１．２５＊Ｂ＋ｘ
（式中：
Ａは、複合材料中の充填剤粒子の面積相当直径（μｍ）のｄ９０であり、及び
Ｂは、［面積相当直径≧２μｍを有する粒子の総面積］／［総画像面積］×１００％
であり、ここでＢ≧１％であり、
Ａ及びＢは、ミクロトーム切片の透過モードの光学顕微鏡により決定され、並びに
ｘは、１５～２０の範囲の数字である）。
別に言及したように、本プロセスにより作製された複合材料中の非分散粒子の９０％（ｄ９０）は、１．２５Ｂ＋ｘ未満の面積相当直径を有することができる。この関係により、本複合材料は、ドライミックス及び比較のための湿式混合法により調製された複合材料と比べ、少ない数の大型粒子により特徴付けられる分散状態を有することができる。
特定の実施態様は、（Ａ）乾燥充填剤及び固体エラストマーを組合せる先行する方法により作製された複合材料よりもより良いマイクロ分散特性、並びに（ｂ）液体マスターバッチ及び比較のための湿式混合プロセス（湿潤充填剤及び固体エラストマーの組合せ）とは明らかに異なるマクロ分散特性：を有する複合材料を提供する。別に言及したように、本明細書に開示された複合材料の少なくとも一部のマイクロ分散及びマクロ分散の特性又は痕跡の組合せは、独特であり、且つ先行する複合材料では見られない。
様々な複合材料が、本明細書に開示された１以上の方法から作製され得る。例えば、本明細書に開示された特定の複合材料は、エラストマーを含有し、これは少なくとも５０％（重量で）の天然ゴムを含む又は含有することができる。更にこの複合材料は、天然ゴム中に分散された（又はエラストマー中に分散された）充填剤を含む。充填剤は、カーボンブラックを含有又は含むことができる。
従って、以下の特性を有する複合材料が、本明細書に開示される：
（ａ）充填剤は、式（１）に従う天然ゴム中に分散される：
Ａ≦１．２５＊Ｂ＋ｘ （１）
（式中：
Ａは、複合材料中の充填剤粒子の面積相当直径（μｍ）のｄ９０であり、及び
Ｂは、［面積相当直径≧２μｍを有する粒子の総面積］／［総画像面積］×１００％
であり、ここでＢ≧１％であり、
Ａ及びＢは、ミクロトーム切片の光学顕微鏡により決定され、並びに
ｘは、１５～２０の範囲の数字である）；並びに
（ｂ）複合材料は、式（２）に従う特性を有する：
Ｇ’（０．１％）／Ｇ’（２００％）≦０．１＊Ｇ’（５０％）－ｙ （２）
（式中、Ｇ’（０．１％）は、０．１％歪振幅で測定された動的貯蔵弾性率であり、Ｇ’（２００％）は、２００％歪振幅で測定された動的貯蔵弾性率であり、Ｇ’（５０％）は、５０％歪振幅で測定された動的貯蔵弾性率であり、動的貯蔵弾性率は、周波数１Ｈｚ、１００℃で測定され、並びにｙは、７～１０の範囲の数字である）。
このカーボンブラックは、本明細書において先に説明されたカーボンブラックであることができる。
上記式中の変数ｘ及びｙは、整数又は小数であることができる（例えば、ｘは、１５、１６、１７、１８、１９もしくは２０、又は１５．１、１５．２、１５．３、及びｘに関するそのようなものであることができ、並びに／又はｙは、７、８、９、もしくは１０、又は７．１、７．２、７．３、及びｙに関するそのようなものであることができる）。
選択肢として、複合材料中に存在するカーボンブラックは、少なくとも６０ｍ２／ｇのＳＴＳＡ、例えば６０ｍ２／ｇ～２１０ｍ２／ｇ又は７０ｍ２／ｇ～２１０ｍ２／ｇ、又は８０ｍ２／ｇ～２１０ｍ２／ｇ、又は９０ｍ２／ｇ～２１０ｍ２／ｇ、又は１００ｍ２／ｇ～２１０ｍ２／ｇなどの範囲のＳＴＳＡを有することができる。
選択肢として、複合材料中に存在するカーボンブラックは、少なくとも７５ｍＬ／１００ｇのＣＯＡＮ、例えば７５ｍＬ／１００ｇ～１５０ｍＬ／１００ｇ、８５ｍＬ／１００ｇ～１５０ｍＬ／１００ｇ、９５ｍＬ／１００ｇ～１５０ｍＬ／１００ｇ又は１０５ｍＬ／１００ｇ～１５０ｍＬ／１００ｇを有することができる。
選択肢として、複合材料は、６０ｐｈｒ以下のカーボンブラック負荷量、例えば５０ｐｈｒ以下の、もしくは４０ｐｈｒ以下の、もしくは３０ｐｈｒ以下の、もしくは２０ｐｈｒ以下の、又は１ｐｈｒ～６０ｐｈｒもしくは５ｐｈｒ～６０ｐｈｒ、もしくは１０ｐｈｒ～６０ｐｈｒを有することができる。
選択肢として、複合材料中に存在するカーボンブラックは、１～１．２の範囲のＢＥＴ／ＳＴＳＡ比、例えば１～１．１５、１～１．１、又は１～１．０５のＢＥＴ／ＳＴＳＡ比を有することができる。
選択肢として、複合材料中の総充填剤量に関して、このカーボンブラックは、充填剤の総重量に対し少なくとも５０重量％の量、例えば充填剤の総重量に対し少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９９％、又は１００重量％、例えば５０％～１００％又は６０％～９５重量％で含有することができる。カーボンブラックは、単に充填剤であることができるか、又は重量で主要な充填剤であることができる。
選択肢として、充填剤の大部分はカーボンブラックであるが、複合材料は、充填剤がカーボンブラック及びシリカの配合物、例えば９０ｗｔ％以上のカーボンブラック及び１０％以下のシリカの配合物で構成される場合に存在するシリカを有することができる。
選択肢として、エラストマーは、エラストマーの総重量に対し、少なくとも５０重量％の天然ゴムを含有する。この量は、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％又は１００ｗｔ％の天然ゴムであることができる。この選択肢は、充填剤の総重量に対し少なくとも５０重量％の量で構成されるカーボンブラックと組合せられることができる。
同じく、本明細書に開示された複合材料から調製された加硫ゴムも、本明細書に開示される。加硫ゴムは、天然ゴム、例えば天然ゴムとポリブタジエンゴム及び／又はスチレン－ブタジエンゴムの配合物などであるか又はこれを含むエラストマー中に分散された充填剤（本明細書記載のような）を含有するか又は含むことができる。充填剤は、カーボンブラックを含有するか又は含むま又はこれであることができる。このカーボンブラックは、本明細書において先に説明されたカーボンブラックであることができる。
カーボンブラック含有する加硫処理されたゴム複合材料において、電気抵抗率測定結果を、マイクロ分散の状態を特徴付けるために使用することができる。電気抵抗率は、因子の中でもとりわけ、カーボンブラックの負荷量及びその比表面積及び構造に左右される。カーボンブラックマイクロ分散の特徴付けに電気抵抗率を適用するために、これは、カーボンブラック負荷量、粒子サイズ及び構造を考慮するパラメータδを介して規準化される。このパラメータは、充填されたゴムシステム中の凝塊の間の理論的平均間隔を表し、単分散の粒子サイズ及び完全な粒子のランダム分散を仮定している(M-J. Wang、S. Wolff及びE.H. Tan、Rubber Chemistry and Technology、1993、第66巻178頁)。
加硫ゴムに関して、マクロ分散は、パラメータν、すなわちミクロトーム切片の光学顕微鏡により決定される少なくとも４μｍの面積相当直径を有する粒子の１ｍｍ２当たりの数により確定される。先に考察したように、各「粒子」は、光学画像なかで視認された暗被写体の被覆面積により定義される。加硫処理された材料において、面積測定結果は、少数の非常に大きい非カーボンブラック実体、例えばＺｎＯなどの他の配合成分により歪められ得る。従ってここでのアプローチは、非分散の総面積を規定するための面積よりもむしろ、粒子の数の使用（及び単独の大型粒子の寄与の除去）であり、実際は加硫処理された材料に関する特性属性を表すと考えられる。
特定の実施態様は、充填剤として存在する少なくともカーボンブラックを有することができる加硫ゴムを提供し、並びにこのカーボンブラックは、少なくとも６０ｍ２／ｇのＳＴＳＡ、及び１～１．２の範囲のＢＥＴ／ＳＴＳＡ比を有し；並びに、この加硫ゴムは、式（３）を満足する抵抗率及び分散特性を有する：
［ｌｎ（Ｒ）－３．８］／［０．２８＊δ］≧０．０００４＊ν＋０．９ （３）
（式中：
Ｒは、抵抗率（ｏｈｍ・ｃｍ）であり；
δ＝（６０００・［０．８０６・φ－１／３β－１／３－１］／ρＳ）×β１．４３
ここで：
φ＝複合材料中のカーボンブラックの体積分率、
Ｓ＝カーボンブラックのＢＥＴ表面積（ｍ２／ｇ）、
ρ＝カーボンブラック密度、１．８ｇ／ｃｍ３と推定される
β＝φｅｆｆ／φ、
φｅｆｆは、以下から計算されたオクルードされたゴムを考慮した、カーボンブラックの有効体積分率であり：φｅｆｆ＝φ［１＋（０．０１８１＊ＣＯＡＮ）］／１．５９、ここでＣＯＡＮは、ASTM D3493により決定されたカーボンブラックの圧縮油吸収量であり；並びに
ν≧６５であり、ここでνは、ミクロトーム切片の透過モードの光学顕微鏡により決定された、少なくとも４μｍの面積相当直径を有する粒子／ｍｍ２の数値である）。
この加硫ゴムに関して、カーボンブラックは、６０ｍ２／ｇ～２１０ｍ２／ｇ、又は６０ｍ２／ｇ～１９０ｍ２／ｇの範囲のＳＴＳＡを有することができる。
この加硫ゴムに関して、カーボンブラックは、少なくとも７５ｍＬ／１００ｇのＣＯＡＮを有することができる。
この加硫ゴムに関して、加硫ゴムは、６０ｐｈｒ以下のカーボンブラック負荷量を有することができる。
この加硫ゴムに関して、充填剤は、充填剤の総重量に対し少なくとも５０重量％、又は充填剤の総重量に対し少なくとも９０重量％、又は充填剤の総重量に対し少なくとも９９重量％の量で、カーボンブラックを含む又は含有することができる。充填剤は、カーボンブラックのみであることができるか、又は存在する重量で主要な充填剤であることができる。
この加硫ゴムに関して、充填剤はまた、シリカも含むことができる。
この加硫ゴムに関して、加硫ゴムは、１以上のエラストマー特性を有することができる。例えば、加硫ゴムは、ASTM D412により評価された場合、少なくとも５．９、例えば少なくとも６．０、少なくとも６．１、少なくとも６．２の引張応力比Ｍ３００／Ｍ１００を有することができ、ここでＭ１００及びＭ３００は、各々、１００％及び３００％伸長時の引張応力を指す。
或いは又は加えて、加硫ゴムは、０．２２を超えない、例えば０．２１を超えない、又は０．２を超えない、０．１９を超えない、０．１８を超えない、最大ｔａｎδ（６０℃）を有することができる。
また加硫ゴムを作製する方法も、本明細書に開示される。この方法は、少なくとも１種の硬化剤の存在下で、複合材料を少なくとも硬化する工程を含むことができる。硬化は、当該技術分野において公知のように、熱、圧力、又はこれら両方を適用することにより達成することができる。
概して、本複合材料により作製された少なくとも５０％のカーボンブラック（例えば少なくとも７５％カーボンブラック、又は少なくとも９０％カーボンブラック）を含有する加硫ゴムの抵抗率特性は、所定の充填剤、負荷量（例えば±５ｗｔ％、±２ｗｔ％）、エラストマー型、及びコンパウンド配合表について、乾式混合プロセスにより作製された比較のための加硫ゴム（乾式混合された同等物）のものよりもより高いことはわかっている。そのような抵抗率特性は、抵抗率指数ｌｎ（Ｒ）indexとして表され、これは乾式混合された同等物のｌｎ（Ｒ）値と比較した、本明細書に開示された複合材料から調製された加硫ゴムのｌｎ（Ｒ）値の比である。
１００よりも大きい指標は、本加硫ゴムは、同様の組成の乾式混合された同等物よりも、より大きい電気抵抗率を有することを示している。例えば、本加硫ゴムは、少なくとも１０５、少なくとも１１０、又は少なくとも１２０である抵抗率指数を有し、これは乾式混合された同等物よりも少なくとも５％、少なくとも１０％、及び少なくとも２０％だけより大きいｌｎ（Ｒ）を示している。或いは、本加硫ゴムは、１０５～１７０、１１０～１７０、１２０～１７０、又は１３０～１７０の範囲の抵抗率指数を有する。
別の有用な測定基準は、ペイン差であり、これは０．１％歪みでの動的貯蔵弾性率（Ｇ’）と２００％歪みでのＧ’の差から計算され、すなわちＧ’（０．１％）－Ｇ’（２００％）である。
本複合材料のペイン差は、乾式混合プロセスにより作製された対応する複合材料のペイン差に対し規準化され得る。この結果は、ペイン差分指数(Payne Diff Index)と称される。１００より大きい指標は、この複合材料は、例えば同じ充填剤型（例えばカーボンブラック、シリカなど）、充填剤負荷量（例えば±５ｗｔ％、±２ｗｔ％）、エラストマー型、及びコンパウンド配合表などで、乾式混合された同等物の対応する複合材料よりもより低いペイン差の値を有することを示す。ペイン差は、エラストマー中の充填剤ネットワークの状態の測定である。より低いペイン差分指数は、より良く分布され、充填剤粒子のより少ない接続されたネットワークを示す。そのような改善された分布は一般に、得られるゴムにおけるより少ない動的喪失（例えばｔａｎδ）に有利であると考えられる。
例えば、その中に充填剤が、充填剤の総重量に対し少なくとも５０重量％シリカを含有する（例えば充填剤は、少なくとも５０ｗｔ％シリカ、少なくとも７５ｗｔ％シリカ、又は少なくとも９０ｗｔ％シリカである）本複合材料は、その乾式混合された同等物により作製された複合材料と比べ、改善されたレオロジー特性を示すことができる。従って、本方法により調製されたものなどの、ペイン差分指数少なくとも１０５、少なくとも１１０、少なくとも１２０、少なくとも１３０、少なくとも１４０、又は少なくとも１５０を有する複合材料が、本明細書に開示される。例えば、少なくとも１４０又は少なくとも１５０のペイン差分指数は、乾式混合された同等物（充填剤型、負荷量、エラストマー型、及びコンパウンド配合表）により調製された対応する複合材料と比べ、ペイン差の値が４０％より低いか又は５０％より低いことを表す。別の選択肢として、本複合材料は、１０５～１８０、１１０～１６０、１２０～１６０、又は１３０～１６０の範囲のペイン差分指数を有する。
ペイン差は、本明細書に開示された方法により調製されるカーボンブラック及び天然ゴムを含有する複合材料についての測定基準であることもできる。例えば、以下の関係が認められる：
ペイン差≦１３．５＊Ｇ’（５０％）－ｓ
式中、ペイン差は、Ｇ’（０．１％）－Ｇ’（２００％）であり、Ｇ’（０．１％）は、０．１％歪振幅で測定された動的貯蔵弾性率であり、Ｇ’（２００％）は、２００％歪振幅で測定された動的貯蔵弾性率であり、Ｇ’（５０％）は、５０％歪振幅で測定された動的貯蔵弾性率であり、これらの動的貯蔵弾性率は、周波数１Ｈｚ、１００℃で測定され、並びに「ｓ」は、１９５０～２１００の範囲の数字である。
この関係は、比較のための湿式混合及び乾式混合プロセスに勝る、ペイン差の改善を示し、これは次にそのような複合材料から作製された加硫ゴムの改善されたヒステリシス挙動へ貢献し得る。
本複合材料（例えば、一段階又は多段階かにかかわらず、Ｔｚ、充填率、先端速度、連続、ゴム薬品添加の順番の選択の開示された混合条件下で、湿潤充填剤と固体エラストマーの間の本開示された任意のプロセスにより作製されたもの）から調製された加硫ゴムは、改善された特性を示すことができる。例えば本複合材料から調製された加硫ゴムは、固体エラストマー及び非湿潤充填剤の乾式混合により作製された複合材料（「ドライミックス複合材料」）、特に同じ組成を有するそれらのドライミックス複合材料（「ドライミックス同等物」）から調製された加硫ゴムに勝る改善された特性を有することができる。従ってこの比較は、ドライミックスと本混合プロセスの間で、同等の充填剤、エラストマー、充填剤負荷量（例えば±５ｗｔ％、±２ｗｔ％）、及びコンパウンド配合表、並びに任意に硬化添加物の間で行われる。これらの条件下で、加硫ゴムは、同じ組成を有するドライミックス複合材料から調製された加硫ゴムのｔａｎδ値未満であるｔａｎδ値を有する。加えて又は代わりに、この加硫ゴムは、同じ組成を有するドライミックス複合材料から調製された加硫ゴムの引張応力比よりもより大きい引張応力比Ｍ３００／Ｍ１００を有し、ここでＭ１００及びＭ３００は、各々、１００％及び３００％伸長時の引張応力を指す。
特定の実施態様において、多混合工程又は多段階プロセスにより作製された複合材料から調製された加硫ゴムは、一混合工程又は一段階プロセスにより作製された複合材料から調製された加硫ゴムに勝る改善された特性を有する。前述のように、本明細書に開示されたような液体の１０％以下の、又は５％以下の、又は他の低レベルの液体含量を有する一混合工程により本複合材料により作製された加硫ゴムは、ドライミックス複合材料に勝る改善された特性を有する。特定の場合において、これらの特性は、１以上の追加の混合工程又は段階により、更に改善されることができる。例えば、多段階（例えば二段階）又は多工程（例えば二混合工程）プロセスにより調製された加硫ゴムは、例えば本明細書に開示された工程（ｃ）において送出された混合物など、一段階又は一工程プロセスにより作製された複合材料から調製された加硫ゴムのｔａｎδ値よりも低いｔａｎδ値を有する。別の例において、多段階（例えば二段階）又は多工程（例えば二混合工程）により調製された加硫ゴムは、工程（ｃ）において送出された混合物から調製された加硫ゴムの引張応力比よりも大きい引張応力比Ｍ３００／Ｍ１００を有し、ここでＭ１００及びＭ３００は、各々、１００％及び３００％伸長時の引張応力を指す。充填剤がシリカである場合、この特定の場合において、ペイン差分指数は、多段階（例えば二段階）又は多工程（例えば二混合工程）プロセスにより調製された複合材料について、一段階又は一工程プロセスにより調製された複合材料と比べ、より低い。
本明細書に開示された任意の方法において、任意の充填剤又は充填剤の組合せが可能であるが、特定の有益な特性（又はゴム特性）は、充填剤が、カーボンブラック（例えば補強用カーボンブラック）又はケイ素－処理カーボンブラックであるか又はこれを含む場合に、例えばカーボンブラックが、存在する単独の充填剤であるか、又は使用される主要な充填剤である場合（例えば、使用される全ての充填剤の５０重量％より多く、例えば６０ｗｔ％より多く、７０ｗｔ％より多く、８０ｗｔ％より多く、又は９０ｗｔ％より多くがカーボンブラックである）に、達成することができる。例えば、有望な特性改善は、ｔａｎδ（例えば、ｔａｎδ６０℃）及び／又は各々３００％及び１００％の伸長での引張応力（Ｍ３００及び／又はＭ１００）、並びに／又は引張応力比（Ｍ３００／Ｍ１００）について得ることができる。
充填剤及びエラストマーの特定の組合せも、特性改善を達成する上で効果的である。例えば、充填剤は、カーボンブラックであるか又はこれを含有することができ、並びにエラストマーは、天然ゴムであるか又はこれを含有することができる。例として、カーボンブラックは、４０ｐｈｒ～６５ｐｈｒの範囲の負荷量、又は本明細書記載の量の他の負荷量で、天然ゴム中に分散されることができる。カーボンブラックは、６０ｍ２／ｇ～１７０ｍ２／ｇの範囲のＳＴＳＡ、及び／又は７０ｍＬ／１００ｇ～１１５ｍＬ／１００ｇの範囲のＣＯＡＮを有することができる。充填剤は更にシリカを含むことができる。
充填剤及びエラストマーの具体的組合せの別の例は、充填剤が、シリカであるか又はこれを含み、並びにエラストマーが、天然ゴムであるか又はこれを含むか、或いはエラストマーが、スチレン－ブタジエンゴムであるか又はこれを含むものである。スチレン－ブタジエンゴムは、油展されたスチレン－ブタジエンゴムであるか又はこれを含むことができる。シリカは、４０ｐｈｒ～７５ｐｈｒの範囲の負荷量又は本明細書記載の他の負荷量の量で、天然ゴム又はスチレン－ブタジエンゴム中に分散されることができる。シリカは、８０ｍ２／ｇ～２５０ｍ２／ｇの範囲のＢＥＴ表面積を有することができる。
充填剤及びエラストマーの具体的組合せの別の例は、充填剤が、ケイ素－処理カーボンブラックであるか又はこれを含み、並びにエラストマーが、天然ゴムであるか又はこれを含むものである。例として、ケイ素－処理カーボンブラックは、４０ｐｈｒ～６５ｐｈｒの範囲の負荷量又は本明細書記載の他の負荷量の量で、天然ゴム中に分散される。ケイ素－処理カーボンブラックは、６０ｍ２／ｇ～１７０ｍ２／ｇ、例えば６０ｍ２／ｇ～１５０ｍ２／ｇの範囲のＳＴＳＡ、並びに／又は７０ｍＬ／１００ｇ～１３０ｍＬ／１００ｇ、例えば７０ｍＬ／１００ｇ～１２５ｍＬ／１００ｇ、７０ｍＬ／１００ｇ～１２０ｍＬ／１００ｇ、又は７０ｍＬ／１００ｇ～１１５ｍＬ／１００ｇの範囲のＣＯＡＮを有することができる。
また本明細書に開示された複合材料又は加硫ゴムから作製された又はこれらを含む製品も、本明細書において明らかにされる。
この複合材料は、エラストマー又はゴム含有製品を製造するために使用されてよい。選択肢として、エラストマー複合材料は、例えば、空気式タイヤ並びに非空気式タイヤ又は中実タイヤにおいて、例としてキャップ及びベースを含むタイヤトレッド、アンダートレッド、インナーライナー、タイヤ側壁、タイヤカーカス、側壁インサート、タイヤのワイヤスキム、及び再生タイヤのためのクッションゴムなどを含む、タイヤの様々な部品に練込まれる加硫ゴムを形成するために使用されるか又は使用するために製造される。代わりに又は加えて、エラストマー複合材料（及び後続の加硫ゴム）は、ホース、シール、ガスケット、ウェザーストリップ、ワイパー、自動車部品、ライナー、パッド、ハウジング、ホイール及びトラック要素、空気式タイヤ並びに非空気式タイヤ又は中実タイヤにおいて、タイヤ側壁インサート、タイヤのワイヤスキム、及び再生タイヤのためのクッションゴムのために使用されてよい。代わりに又は加えて、エラストマー複合材料（及び後続の加硫ゴム）は、ホース、シール、ガスケット、防振製品、トラック、ブルドーザーなどのトラック－プロペラ装置のためのトラックパッド、エンジンマウント、地震安定化装置、採掘装置、例えば篩、採掘装置用ライニング、コンベヤベルト、シュートライナー、スラリーポンプライナー、羽根車などの泥水ポンプ部品、バルブシート、バルブ本体、ピストンハブ、ピストン棒、プランジャー、スラリー混合用羽根車及びスラリーポンプ羽根車などの様々な用途の羽根車、粉砕ミルライナー、サイクロン及び液体サイクロン、伸縮継手、ポンプ（例えば、浚渫ポンプ及び船外機ポンプ）のためのライニングなどの船舶装置、ホース（例えば、浚渫ホース及び船外機ホース）、並びに他の船舶装置、船舶用、油用、航空宇宙用、及び他の用途用のシャフトシール、プロペラシャフト、例えばオイルサンド及び／又はタールサンドを運搬するための配管用ライニング、並びに耐摩耗及び／又は増強された動的特性が望ましい他の用途のために使用されてよい。更にこのエラストマー複合材料は、加硫処理されたエラストマー複合材料により、車両のためのローラー、カム、シャフト、パイプ、軸受筒、又は耐摩耗及び／又は増強された動的特性が望ましい他の用途のために使用されてよい。
従って製品は、キャップ及びベースを含む車両タイヤトレッド、側壁、アンダートレッド、インナーライナー、ワイヤスキム部品、タイヤカーカス、エンジンマウント、軸受筒、コンベヤベルト、防振デバイス、ウェザーストリップ、ワイパー、自動車部品、シール、ガスケット、ホース、ライナー、パッド、ハウジング、及びホイール、又はトラック要素を含む。
本開示に関して、任意の「選択肢」又は「任意の特長」は、他の任意の特長と組合せ可能である。本明細書の開示は、特定の例証された例に言及しており、これらの例は、例として提示されるが限定するものではないことは理解されるべきである。先の詳細な説明の意図は、例証的例を考察しているが、追加の開示により規定されるような発明の精神及び範囲内に収まる例の全ての修飾、代替及び同等物を対象としていると解釈されるべきである。
この開示における全ての引用された参考文献の全内容は、本開示と矛盾しない程度に、引用により本明細書中に組み込まれている。
本発明は、文章及び／又は段落において示されたように、先に説明された実施態様及び／又は以下の請求項の様々な特長の任意の組合せを含むことができる。本明細書において開示された特長の任意の組合せは、本発明の一部と考えられ、組合せ可能な特長により限定は意図されない。
本発明の他の実施態様は、本明細書の考察及び本明細書に開示された発明の実践から、当業者には明らかであろう。本明細書及び例は、以下の請求項により指摘される本発明の真の範囲及び精神、並びにそれらの同等物を伴う単なる例証として考えられることが意図される。
例
これらの例は、エラストマー複合材料並びに様々なエラストマー及び充填剤からの対応する加硫ゴムの調製を説明する。
全ての混合及び配合は、以下のミキサーの１つにおいて実行された：BR-1600 Banbury(登録商標)ミキサー(“BR1600”；製造業者：Farrel)、BB2接線式ミキサー(“BB2”、Kobelco Kobe Steel Group)、BB-16接線式ミキサー(“BB-16”；Kobelco Kobe Steel Group)、BB-72接線式ミキサー(“BB-72”；Kobelco Kobe Steel Group)、並びに＃７及び＃１５ローターを装備したFCM(商標)-6 Farrel連続ミキサー(“FCM”；Farrel-Pomini)。BR1600ミキサーは、２個の２翼式接線式ローター（２ＷＬ）により操作され、容量１．６Ｌを提供する。BB2ミキサーは、２個の４翼式接線式ローターにより操作され、容量１．５Ｌを供した。BB-16ミキサーは、以下の型から選択された２個の接線式ローターにより操作された：６ＷＩ６翼式（“６Ｗ”）、４ＷＨ４翼式（“４ＷＨ”）、４ＷＮ４翼式（“４ＷＮ”）、及び２翼式２Ｓ（“２Ｗ”）。これらのローターは、各々、以下のミキサー容量を提供する：１４．４Ｌ、１６．０Ｌ、１６．２Ｌ、及び１７．７Ｌ。BB-72ミキサーは、２個の４ＷＮローターにより操作され、ミキサー容量６６．２Ｌを提供する。バッチミキサーに関して、ラム圧は、ラムピストンに力を供給する液体の圧力として規定される。
送出された複合材料中の含水量は、水分バランス(モデル：HE53、製造業者：Mettler、トレド NA, OH)を使用し測定した。複合材料は、小片（サイズ：長さ、幅、高さ＜５ｍｍ）にスライスし、及び材料の２～２．５ｇを、使い捨てアルミニウムディスク／プレート上に配置し、これを水分バランス内に配置した。重量の減少を、１２５℃で３０分間記録した。３０分経過時に、複合材料の水分率を、以下のように記録した：
複合材料の水分率＝（最初の重量－最後の重量）／最初の重量＊１００。
少量の有機揮発分含量（＜０．１ｗｔ％）が、この水分試験値に含まれ得る。
複合材料中のカーボンブラック負荷量は、熱重量分析(モデルQ500ユニット、製造業者：TA Instruments, DE)により決定された。ゴム試料約１５～２０ｍｇを使用した。試料は、最初に窒素大気下で、室温から１２５℃まで３０℃／分で、及び等温で３０分間加熱し、水分を除去し、次に最高５５０℃まで、３０℃／分で、及び等温で５分間加熱し、有機物含量を決定し、これは主にゴム含量である。大気を空気に交換した後、試料を次に８００℃まで３０℃／分で、等温で１５分間加熱し、ＣＢ含量及び他の無機物残渣を決定した。ＣＢ負荷量は、次にゴム及びＣＢ含量データを基に計算した。シリカ又はケイ素－処理カーボンブラックを含む試料に関して、それ以外の無機残渣は、その成分並びに酸化亜鉛に起因し、配合表を基に計算した。
特定の混合工程に関する水の時間平均放出速度は、単位時間当たり複合材料１ｋｇ当たりに喪失された水の量から計算した。具体的には、時間平均放出速度は、以下のように計算した：
時間平均放出速度（ｋｇ／ｋｇ・分）＝除去された総水／（放出時間×複合材料重量）
（式中：
複合材料重量は、乾燥重量ベースを基に決定し；
除去された総水（ｋｇ）＝湿潤充填剤中の水－送出された複合材料中の含水量；
送出時間＝ラム停止時間（分）－ゴムのみの素練り時間（分））。
別に注記しない限りは、ゴムのみの素練り時間は、０．５分間であった。
ローターに加えるエネルギー（ＥＲ）のエネルギー効率は、以下のように計算した：
エネルギー効率＝所要熱量／ＥＲ×１００％，
（式中：
－所要熱量（ｋＪ／ｋｇ）は、１００％効率で複合材料１ｋｇ（乾燥ベース）から水を除去するために必要とされるエネルギー（ｋＪ）であり、
－所要熱量は、（気化熱）＋（顕熱）であり、
－気化熱＝除去された液体（ｋｇ）＊水気化の潜熱（２２６０ｋＪ／ｋｇ）、
－顕熱＝除去された水（ｋｇ）＊水の比熱容量（４．１８５５ｋＪ／ｋｇ／Ｋ）＊（１００－外界温度℃）、
－除去された水の量（ｋｇ）＝ミキサーに添加された総水（ｋｇ）－送出された複合材料の含水量（ｋｇ）。
典型的には、装填時の含水量の量は、湿潤充填剤中の水の量から決定することができる。
比エネルギー（ＳＥ）は、固体エラストマー及び／又は湿潤充填剤の装填と、乾燥重量ベースの複合材料１ｋｇ当たりの送出の間で、ローター（複数可）に加えられたエネルギーである。比エネルギーは、混合時間（一段階及び第一段階バッチ混合に関してラム停止時間）を上回る値である。
以下の試験を、各加硫ゴムに関する性能データを得るために使用した：
－１００％伸びでの引張応力（Ｍ１００）及び３００％伸びでの引張応力（Ｍ３００）は、ASTM D412(試験法A、Die C)により、２３℃、相対湿度５０％、及びクロスヘッド速度５００ｍｍ／分で評価した。伸び針を使用し、引張歪を測定した。Ｍ３００／Ｍ１００の比は、引張応力比（又は弾性率比）と称する。
－最大ｔａｎδは、ARES-G2レオメーター(製造業者：TA Instruments)により、捩りモードで８ｍｍ直径の平行プレート形状寸法(geometry)を使用し測定した。加硫ゴム試験片の直径サイズは、直径８ｍｍ及び厚さ約２ｍｍであった。レオメーターは、一定温度６０℃及び一定周波数１０Ｈｚで操作した。歪掃引は、歪振幅０．１～６８％で試行した。測定結果は、１０毎に(per decade)１０ポイントで得、最大の測定したｔａｎδ（“最大ｔａｎδ”）を報告し、またこれを別に特定しない限りは、「ｔａｎδ」と称した。
例Ｉ：天然ゴム／カーボンブラック（容量１．６Ｌ）
このセクションは、天然ゴム（ＮＲ）及びカーボンブラックを含有する複合材料の調製及び対応する加硫ゴムを説明している。カーボンブラック充填剤の特長は、下記表１に示している。VULCAN(登録商標)10HDカーボンブラック(“V10HD”)として提供されるASTMグレードN134、VULCAN(登録商標)7Hカーボンブラック(“V7H”)として提供されるASTMグレードN234、VULCAN(登録商標)3カーボンブラック(“V3”)、Propel(登録商標)X25カーボンブラック(“X25”)、Propel(登録商標)X39カーボンブラック(“X39”)、Propel(登録商標)X22カーボンブラック(“X22”)として提供されるASTMグレードN330、Regal(登録商標)SRFカーボンブラック(“SRF”)として提供されるASTMグレードN772、Spheron(登録商標)SOAカーボンブラック(“SOA”)として提供されるASTMグレードN550、並びにVulcan(登録商標)Jカーボンブラック(“VJ”)として提供されるASTMグレードN375は、全て、Cabot社から入手した。
この例は、請求された混合プロセス及び比較のための混合プロセスを説明している。３種の比較のための混合プロセスを調製した：
１． ドライミックス：乾燥（非湿潤）カーボンブラックを、固形天然ゴムを混合することにより、調製した(試料Dry1からDry19)。
2. 比較のためのウェットミックス：１０％～５０％の範囲の水分率を有するカーボンブラックを、容器内のカーボンブラックペレット上に水を噴霧又は添加し、その後このカーボンブラックを固形天然ゴム（ＳＭＲ２０）及びゴム薬品（下記表２の配合表２参照）と共に、６０℃のＴＣＵ温度（Ｔｚ）で混合することにより調製した(試料Comp1からComp10)。
３． 液体マスターバッチ(“LMB”)：カーボンブラックスラリーを天然ゴムラテックスと混合することにより調製した。表２は、使用した充填剤及び負荷量の一覧である。
液体マスターバッチ試料の調製は、以下の点を除いて、米国特許第８，５８６，６５１号例２に説明された方法を基にした：ラテックスエラストマー（希釈し且つ脱スラッジ化したMVL Field Latex)は、乾燥ゴム含量28％を有し、並びに充填剤スラリーは、１３～１４ｗｔ％のカーボンブラックを含んだ。流量を調節し、望ましい生成速度で、表２に列挙した目標の最終カーボンブラック負荷量を得た。脱水した複合材料は、素練りし、２ｐｈｒの抗酸化剤（６ＰＰＤ）と混合し、FCM(商標)6において乾燥させ、更にオープンミルにおいて素練り、冷却及び乾燥した。
請求された発明に従い調製された複合材料、すなわち（例のＥｘ１からＥｘ２８）に関して、湿潤カーボンブラックを、６０℃のピンペレタイザー内で、水による通常のＣＢ製造プロセスからの毛羽だったカーボンブラックの混合によるか（決して乾燥しないカーボンブラック）、又はペレタイザー内で乾燥したカーボンブラックを再び湿らせること（再び湿らせたカーボンブラック）のいずれかにより得た。両方の方法は、５０％～６０％の範囲の充填剤中の水濃度を有するペレットを提供した。再び湿らせたカーボンブラックに関して、カーボンブラック試料は、最初に8”モデルMicroJetミルで練磨し、９９．５％の粒子サイズ直径が１０μｍ未満である毛羽だったカーボンブラック粒子を生じた。この毛羽だったカーボンブラックを次に、ピンペレタイザーで湿らせ、湿潤ペレットを再生した。
全ての混合及び配合は、ラム圧２．８ｂａｒでBR1600ミキサーで行った。使用したゴムは、標準グレードRSS1及びSMR20天然ゴム(Hokson Rubber、マレーシア)であった。これらの天然ゴムの技術的説明は、例えばLippincott and Peto社(アクロン、OH、USA)から出版されたRubber World Magazine's Blue Bookなどで広範に入手できる。
この複合材料を調製するための混合プロトコールは、表３に概説している。全ての混合物に関して、総素練り時間は、３０秒であった。以下の混合方法に列挙した時間間隔は、「０秒」と規定される混合の出発からの時間期間を指す。用語「スモールズ(smalls)」は、抗酸化剤及びゴム薬品の組合せを指す。
表３において、言及した温度又は時間の最初の出現が、好ましい選択肢である（例えば、１４０℃又は１８０ｓのいずれか最初に起こるほう）。混合方法“1.6L C”に関して、混合は３００ｓ間実行したが、ミキサーｒｐｍを減少することにより、温度が１６０℃を超えないことを確実にした。混合方法“1.6L H”に関して、ミキサーは、冷却水を使わずに操作した。
各混合ステージ後、複合材料を、５０℃及び約３７ｒｐｍで操作した２－ロールミル上にシート出しし、引き続きニップギャップ約５ｍｍを３又は５回通過させ、次の混合ステージまでの静止時間は、少なくとも３時間あった。
表４は、各試料に関するカーボンブラック型、負荷量、混合プロトコール、操作条件、及び得られるデータを列挙している。“ＦＦ”は、充填率を指す。“比エネルギー”は、全比エネルギーを指す。
Ex.1－28の各々に関して、カーボンブラック収量損失は、複合材料の総重量を基に５重量％未満であった。
加硫ゴムは、ステージ１又は２の複合材料への、抗酸化剤、酸化亜鉛、及びステアリン酸（“スモールズ”）並びに硬化剤などの様々な添加物を含むゴム薬品の添加による配合、それに続く硬化により、調製した。配合表は、表５に列挙している。ワックスビーズは、Akrowax(商標)5031ワックスビーズであり、ＣＢＳ（Ｎ－シクロヘキシル－２－ベンゾチアゾールスルフェンアミド）は、促進剤ＣＢＴＳであり、及びＴＢＢＳ（Ｎ－ｔｅｒｔ－ブチル－２ベンゾチアゾールスルフェンアミド）は、促進剤ＢＢＴＳであり、どれもAkrochem(アクロン、OH)から入手した。
配合プロトコールは、表６に示している。全てのスモールズを含有する複合材料に関して、ステージ1の配合は、省略され、及び供された複合材料は、“1.6L配合C”のステージ2の配合手順(表８で“Stg2”と称す)のみに供された。
各配合ステージの後、コンパウンドは、５０℃及び約３７ｒｐｍで操作される２－ロールミル上でシート出しされ、引き続きニップギャップ約５ｍｍを３回通過させ、次の混合ステージまでの静止時間は、少なくとも３時間あった。
試料の硬化は、慣習的ゴムレオメーターにより決定された時間、例えばＴ９０＋Ｔ９０の１０％について、加熱したプレスにおいて実行し、ここでＴ９０は、９０％加硫を達成する時間である。硬化条件は、下記表７に概説している。
表８は、各試料に関する混合条件及び特性を示す。
ウェットミックスの比較のためのプロセスから送出された複合材料は、カーボンブラックが20％より多い水により湿らされた場合の、高い水分率、又は高いカーボンブラック収量損失のいずれかを示し、そのいずれも、分散不良の充填剤を伴う複合材料を製造した。例えば、表４の比較のための試料Comp1、Comp5、及びComp6は、１０％より大きい含水量で送出された。比較のための試料Comp2及びComp3は、その表面上に荒い(loose)カーボンブラックを視認できるように示し、並びにカーボンブラックの収量損失は、15％より大きいと測定された。比較のためのComp2及びComp3に関する最大ｔａｎδ値は、１５％より大きいカーボンブラック収量損失の高い量から生じるこれらの値のように低いことは留意されるべきである(表１４参照)。Comp4に関して、３０分間の混合は、３０分後に小さい温度上昇又はトルク上昇を生じ、好適な送出温度には達しなかった。加硫処理できる複合材料を得るために、Comp4は、追加の１時間６０℃で混合された。Comp5は、収量損失３ｐｈｒで、その表面上に視認できる荒いカーボンブラックを有した。Comp1及びComp5は、追加の真空乾燥に供し、複合材料中の水分率を減少した。Ｔzが６５℃より低い比較のための湿式混合プロセスに関して、比較のためのComp7からComp10により明らかにされたように、１０％未満の水分率を有する複合材料は、充填剤中の最初の含水量を１０％まで減少することによってのみ達成されることがわかった。Comp6は、追加の混合ステージに供し、例Ｘにおいて説明された様に水分を減少し、並びに第２ステージの複合材料の結果は、表８に示している。乾燥の第２ステージの後、乾燥したComp6複合材料、すなわちComp6 SG2は、Dry5と比較した場合に、ｔａｎδにおいていかなる改善も示さず、Ｍ３００値の劇的減少により認められるような機械的特性の不良を伴った。対照的に、Ex.4は、引張応力比（Ｍ３００／Ｍ１００）及びｔａｎδの両方において、Dry5に対し、改善を示した。
対照的に、本請求されたプロセス、すなわち例Ex.1からEx.28から形成された複合材料は全て、充填剤中に存在する水が例え少なくとも５０％であっても、送出時に２％未満の水分率を有した。そのような低い水分量は、追加の真空乾燥（及び３５分を超えない総混合時間で）などの工程が追加されることなく、請求された混合プロセスのみにより達成された。
ウェットミックスの比較のための複合材料のゴム特性は、比較のための組成物ドライミックスの特性よりも優れてはいないことは、認めることができる。表８のデータから、請求されたプロセスにより調製された複合材料から調製された加硫ゴムは、以下を示すことを認めることができる：（ａ）ドライミックス及びウェットミックスの比較のための試料と比べ、ｔａｎδ及び引張応力比（Ｍ３００／Ｍ１００）の少なくとも１つの改善、並びに（ｂ）液体マスターバッチプロセスから製造された複合材料(LMB1からLMB3参照)に類似したｔａｎδ及び引張応力比の特性。充填剤を湿らせる液体は、充填剤を、固体エラストマー中でより容易に分散させると考えられる。湿潤充填剤は、ドライミックスと比べより長い混合時間を可能にし、これはエラストマー中に充填剤を分散するより長い時間を提供する。
この例は、湿潤カーボンブラックの使用、及び例えばより高いＴＣＵ温度（Ｔｚ）など特定の投入変数の適用を含む、請求されるプロセスは、充填剤分散を改善し及び最終的に改善されたゴム特性とする最適な混合条件を提供することを明らかにしている。比較のためのウェットミックスは、６０℃のＴＣＵ温度での混合時間は、ドライミックスと比べ長くなるが、液体はより遅い速度で除去され、高い水分率又は低い水分率を達成するための長い混合時間（１時間よりも長い）のいずれかを伴う複合材料を生じることを明らかにしている。
比較試料Comp11、Comp12、及びComp13は、ＴＣＵ温度が設定されない、すなわちミキサー表面の温度は制御されない条件下で実行される、天然ゴムの湿潤カーボンブラックとの混合であった。Comp11及びComp12は、配合表及び混合方法が同一であった。８５％と高い充填率のために、ラム撓みは非常に高かった。得られる複合材料は、著しい量の水分及び複合材料の表面上の練込まれないカーボンブラックを有した。Comp13は、充填率75％で調製した。混合６００ｓの後、Comp13は依然、著しい量の水分及び複合材料の表面上の練込まれないカーボンブラックを有した。これらの複合材料の特性不良のために、Comp11、12、及び13は、硬化しなかった。制御されたミキサー表面温度を伴わないミキサー条件は、混合の各バッチ後毎に絶えず変更した。ミキサー壁及びローターの温度は、蓄積された熱及び効果的冷却の欠如のために、時間と共に上昇した。例えば、Comp11に関して、ゴムは、１００ｓで９１℃に達するように素練りされ；Comp11の後で混合された、Comp12に関して、素練りは、わずか５８ｓで９１℃に達した。冷却水の使用がないと、ミキサー表面温度は一貫せず、バッチ間で著しい変動を生じた。
本プロセスは一般に、ＴＣＵの６０℃で実行された比較のための湿式混合試料と比べ、複合材料重量単位当たり液体のより大きい時間平均放出速度を生じた（０．０１～０．０７ｋｇ液体／ｋｇ複合材料・分の範囲）。そのようなより高い液体放出速度により、水分率の値は、最適混合時間にわたり好適な量にまで減少した。
請求されるエネルギー効率値は、乾燥複合材料を達成するためのローターを駆動するシステムへの増大したエネルギー投入（全比エネルギーに寄与する）を反映した。例証的エネルギー効率は、２０％～８０％の範囲であり、これは一般にＴＣＵの６０℃で実行された比較のための湿式混合プロセスのものよりもより高かった。Comp1、Comp5、及びComp6は、２０％～８０％の範囲内のエネルギー効率を提供したが、これらの比較のための複合材料は、１０重量％よりもより大きい含水量の値を有した。
例ＩＩ：天然ゴム／カーボンブラック（容量１６Ｌ及び６６Ｌ）
この例は、複合材料の調製及び対応する加硫ゴムを説明し、ここで複合材料は、請求されるプロセスに従い、様々なミキサー型、ローター型、並びにローター速度、先端速度、及びＴＣＵ温度（“Ｔｚ”）などの他の操作変数により調製された。使用したゴムは標準グレード天然ゴムRSS1、RSS3、SMR5、及びSMR20天然ゴム(Hokson Rubber、マレーシア)であった。これらの天然ゴムの技術的説明は、例えばLippincott and Peto社(アクロン、OH、USA)から出版されたRubber World Magazine's Blue Bookなどで広範に入手できる。
具体的には、全ての試料は、５５～６０％の範囲の水分率を有する湿潤カーボンブラックペレットを提供するために、例Ｉに説明したような練磨し且つ再び湿らせたV7Hカーボンブラックにより調製した。本例の複合材料、すなわちEx.29-76は、５５～６０％の範囲の水分率を有する湿潤カーボンブラックを練込んだ。ドライミックス試料もまた、調製した(Dry20からDry23)。例Iにおいて明らかにされたように、比較のための混合物は適切に乾燥及び／又は分散された複合材料を生じないので、比較のためのウェットミックス例は、大規模混合での取扱い及び安全性の問題のために、調製しなかった。
混合及び配合は、BR1600、BB-16、及びBB-72ミキサーにより実行した。特定の場合、配合は、容量１．５Ｌを提供する、２個の４翼式接線式ローターを備えるBB2接線式ミキサー(Kobelco Kobe Steel Group)により実行した。表９は、混合プロトコールを示し、ここで“Var”は、表１０に明らかにされた値の範囲を指す。
混合プロトコール16L H及び16L Iに関して、複合材料は、例Ｉに説明したものと同じ様式で、しかし５回の通過でロール練磨した。混合プロトコール16L J、16L K、及び66L Lに関して、排出された複合材料は、ローラーヘッドを装着したTSR-125二軸スクリュー送出式押出機(Kobelco Kobe Steel Group)を通過させた。混合条件及び特性は、表１０に列挙している。
Ex.29-76の各々に関して、カーボンブラック収量損失は、複合材料の総重量を基に５重量％未満であった。
加硫ゴムは、複合材料のゴム薬品との配合により形成した。ゴム薬品配合表は、表１１に示し、及び配合プロトコールは、表１２に示している。
試料Dry20及びEx.29からEx.56は、プロトコール1.6L配合Dに従い配合した。各配合ステージの後、コンパウンドを、５０℃及び約３７ｒｐｍで操作した２－ロールミルによりシート出しし、引き続きニップギャップ約５ｍｍにより６回エンド－ロールさせ、次の混合ステージまでの静止時間は、少なくとも３時間あった。
Dry21からDry 23及びEx.57からEx.76の配合は、1.5L配合Eに従い実行した。配合後、コンパウンドは、６０℃で操作された２－ロールミル上で厚さ２．４ｍｍにシート出しした。全ての試料の硬化は、圧力１００ｋｇ／ｃｍ２で、１５０℃で３０分間実行した。加硫ゴム特性は、表１３に列挙した。
表１３から、本請求されるプロセスから製造された複合材料から調製された加硫ゴムは、以下を示すことを認めることができる：（ａ）例としてDry21（５１ｐｈｒ）、Dry22（４６ｐｈｒ）、Dry23（５６ｐｈｒ）などの同じ配合表のドライミックス比較のための試料と比べ、Ex.70（５１ｐｈｒ）、Ex.73（４６ｐｈｒ）、及びEx.64（５６ｐｈｒ）などの本複合材料の、ｔａｎδ及び引張応力比（Ｍ３００／Ｍ１００）の少なくとも１つの改善、並びに（ｂ）液体マスターバッチプロセスから製造された複合材料に類似した特性（液体マスターバッチLMB3（５０ｐｈｒ）と比べた、本Ex.43（５０ｐｈｒ）及びEx.70（５１ｐｈｒ）参照)。16L及び66Lの大きいミキサー容積で達成されたこれらの結果は、ミキサー容積１．６Ｌで実行された例Ｉにおいて明らかにされたものに類似している。
概して、例１及び２のデータは、比較のための湿式混合プロセスと比較する場合に、この混合プロセスに投入された追加エネルギー（得られる全比エネルギーにより示される）は、湿潤充填剤及び乾燥エラストマーの混合を増強し、充填剤をエラストマーへ練込みながら、十分量の水分がより短い期間で除去されることを可能にしたことを示している。表４及び表１０のデータは、本請求されるプロセスは、比較のための湿式混合カウンターパーツと比べた場合、より高い比エネルギー及びエネルギー効率を達成し、その結果低い水分率、具体的には４％以下の水分率の複合材料を生じ、並びに改善された特性を伴う加硫ゴムが得られることを示している。
比較のためのウエットミックスにより示されるように、６５℃を超えないＴＣＵ温度は、水を放出するのに十分な温度上昇を生じなかった。Comp1からComp6（Comp7からComp10は、カーボンブラック中１０％の含水量を有した）。対照的に、６５℃より高いＴｚ温度で、この混合物は、水除去に適切な温度上昇を経験した。温度が上昇するにつれて、温度制御は冷却剤として作用し、このことはより長い混合時間を可能にした。最終的に、温度は、少なくとも１４０℃のミキサー温度まで上昇し、複合材料を送出した。
例Ｉのように、エネルギー効率は、２０％～８０％の範囲であり、並びに平均液体放出速度／ｋｇ複合材料は、０．０１～０．０７ｋｇ液体／ｋｇ複合材料・分であった。そのような値は、低い水分率の複合材料を形成する比較のための湿式混合プロセスからは得られなかった。
先端速度の増加もまた、この混合物により経験された剪断力を増加することができる。表１０は、ローター速度及びミキサーチャンバー容積の増加による、先端速度の上昇を示している。高い剪断条件は、充填剤がエラストマー中に適切に分散することができる前に、エラストマーが急激に加熱され且つ分解することを引き起こし得るので、典型的にはそのような比エネルギー及び先端速度はドライミックスでは最適ではない。少なくとも４翼を有するローターの使用は、少なくとも４０％のエネルギー効率を可能にする。
例１及び２のデータはまた、現在請求されるプロセスは、ゴム薬品の存在を伴わずに、複合材料の調製を可能にすることも示す。Ex.53及びEx.54の混合において、スモールズは、エラストマーと同時に、ミキサーへ装填され、ここでスモールズはゴム薬品を含んだ。Ex.49及びEx.51に関して、スモールズは、エラストマー及び充填剤の装填が完了し、及びこの混合物が温度１４０℃に到達した後に添加した。Ex.39、Ex.52、Ex.55、及びEx.56は、最初の湿潤充填剤/エラストマー混合物中に存在する抗酸化剤のみと混合した。これらの混合は全て、同じカーボンブラック型及び負荷量で、同じミキサー内で、本質的に同じ条件下で、実行した。表１３のEx.49、Ex.51、Ex.39、Ex.52、Ex.55、及びEx.56に関するデータは、より最適なゴム特性は、混合の出発時にゴム薬品が存在しない混合について得られたことを示している。
湿式混合プロセスにおいて、この混合物は、水の存在下で膨潤し、及び膨潤は、カーボンブラックの分布を妨害し得ることが発見された。表１４に示したように、充填率の減少は、この膨潤を軽減し、且つ驚くべきことに加硫ゴムのゴム特性を改善することが発見された。
表１４の試料に関する先行するデータは、表４、表８、表１０、及び表１３において認めることができ、データの一部は、表１４において再現されている。加えて表１４は、カーボンブラック収量損失及び最大ラム撓みを列挙している。比較のための湿式混合プロセスComp1、Comp2及びComp3は、充填率７５％又は８５％で実行した。得られる最大ラム撓み値は高く、ローター直径の３０％よりも大きい。対照的に、本湿式混合プロセスは、６８％～７２％の範囲のより低い充填率で試行した。充填率が低下するにつれ、対応するラム撓みは、比較のための湿式混合プロセスに関して減少した。更に、本プロセスに関して充填率が７２％から６８％へ減少するにつれ、ラム撓み値は、ローター直径の２１％から１０％未満の値に減少した。引張応力比Ｍ３００／Ｍ１００及びｔａｎδの少なくとも１つは、より低い充填率で改善された。
例ＩＩＩ：天然ゴム／シリカ
この例は、天然ゴム／シリカ複合材料の調製及び加硫ゴムを説明している。使用したシリカは、Solvay USA社(クランベリー、N.J.)からのZEOSIL(登録商標)Z1165 MP沈降シリカであった。カップリング剤は、Si-69シランカップリング剤(“Si69”; Evonik Industries)であった。シランカップリング剤は、シリカの第一部分と一緒に添加した。
最初の水分率５～７％のシリカペレットを、容器内に配置し、撹拌しながら追加の水とゆっくり一緒にすることにより湿らせた。次にこの混合物を、回転ドラムで一晩更に混合した。シリカ及び天然ゴム(RSS1)の複合材料を、表１５のプロトコールに従い、表１６の条件下、BR1600ミキサーで調製した。
加硫ゴムは、表１７の配合表及び表１８の混合プロトコールにより配合した。その後加硫ゴムを、150℃で30分間硬化した。
加硫ゴム特性を、表１９に示している。
乾式混合と比べ、請求されたプロセスにより調製された天然ゴム／シリカ複合材料は、低下したｔａｎδ値及び増加した引張応力比を有する加硫ゴムを生じることを認めることができる。
例ＩＶ：天然ゴム／カーボンブラック－シリカ
この例は、天然ゴム並びにシリカ及びカーボンブラック充填剤の配合物を含有する複合材料の調製及び加硫ゴムを説明する。２種の異なる充填剤の比を使用した：カーボンブラック／シリカ＝３５：１５又は１５：３５。使用したシリカは、Solvay USA社(クランベリー、NJ)からのZEOSIL(登録商標)Z1165 MP沈降シリカであった。カップリング剤は、Si-69シランカップリング剤(“Si69”；Evonik Industries)であり、且つシリカの第一の部分と一緒に添加された。決して乾燥しないPropel(登録商標)X25カーボンブラックを使用した（表１参照）。シリカペレットは、例ＩＩＩの天然ゴム／シリカ複合材料に関して説明したように湿らせた。
天然ゴム(RSS1)、カーボンブラック、及び湿潤シリカは、表２０のプロトコールに従い、及び表２１の混合条件下で、BR1600ミキサーにおいて混合した。
加硫ゴムは、表２３のプロトコールに従い表２２の配合表で配合し、引き続き１５０℃で３０分間硬化することにより製造された。
加硫ゴム特性は、表２４に示している。
ドライミックスと比べ、２つの異なる充填剤比の湿ったカーボンブラック／シリカ充填剤の配合物から作製された複合材料は、同様の充填剤比と比べた場合に、低下したｔａｎδ値及び増加した引張応力比を有する加硫ゴムを生じたことは認めることができる。
例Ｖ：スチレン－ブタジエンゴム／シリカ
この例は、スチレンブタジエンゴム溶液(BUNA(登録商標)VSL 4526-0 HM S-SBR, Lanxess, 独国)及びシリカを含有する複合材料の調製及び加硫ゴムを説明している。使用したシリカは、Solvay USA社(クランベリー、NJ)からのZEOSIL(登録商標)Z1165 MP沈降シリカであった。シリカペレットは、天然ゴム／シリカ複合材料について説明されたように湿らせた。シランカップリング剤X50S(Evonik Industries)は、シリカの第一の部分と一緒に添加した。
SBR及びシリカは、表２５のプロトコールに従い及び表２６の混合条件下で、BR1600ミキサーにおいて混合した。
加硫ゴムは、表２８のプロトコールに従い、両方の試料について表２７の配合表で配合し、引き続き１５０℃で３０分間硬化した。Ex.85に関して、６ＰＰＤは、ステージ１でのみ添加し、並びにＴＭＱ、ＺｎＯ、ステアリン酸、及びワックスは、ステージ２において添加したのに対し、Dry32は、全てのスモールズ、すなわち６ＰＰＤ、ＴＭＱ、ＺｎＯ、ステアリン酸、及びワックスは、ステージ１で添加した。Ｎ，Ｎ’－ジフェニルグアニジン（“ＤＰＧ”粉末）は、加硫促進剤である。
加硫ゴム特性は、表２９に示している。
乾式混合と比べ、湿潤シリカから作製された複合材料は、低下したｔａｎδ値及び増加した引張応力比を有する加硫ゴムを生じることを認めることができる。
例ＶＩ：天然ゴム：ブタジエンゴム（８０：２０）／カーボンブラック
この例は、天然ゴム(RSS1)及びブタジエンゴム(Buna(登録商標)CB 22ブタジエンゴム(Lanxess, 独国)の８０／２０配合物を、カーボンブラック充填剤と共に含有する複合材料の調製及び加硫ゴムを説明している。使用したカーボンブラックは、決して乾燥しないVULCAN(登録商標)7Hカーボンブラック及びPropel(登録商標)X25カーボンブラックであった。
天然ゴム(NR)、ブタジエンゴム(BR)、及びカーボンブラック(乾燥及び湿潤CBについて50phr)は、BR1600ミキサー内に、表３０のプロトコールに従い及び表３１の混合条件下で個別に装填し且つ混合した。
加硫ゴムは、表３３のプロトコールに従い、表３２の配合表により配合した。その後コンパウンドを、１５０℃で３０分間硬化した。
加硫ゴム特性は、表３４に示している。
同じ充填剤の乾式混合により調製された複合材料と比べ、湿潤カーボンブラックから作製された複合材料は、低下したｔａｎδ値及び増加した引張応力比を有する加硫ゴムを生じることを認めることができる。
例ＶＩＩ：天然ゴム／カーボンブラック－還元型酸化グラフェン
この例は、天然ゴム並びに湿潤カーボンブラック及び還元型酸化グラフェン（ｒＧＯ）を含有する充填剤配合物を含有する複合材料の調製及び加硫ゴムを説明する。具体的には、還元型酸化グラフェンは、高密度還元型酸化グラフェンの形であり、これは２０１９年６月５日に出願された米国特許仮出願第６２／８５７，２９６号に開示されたように調製され、この開示は引用により本明細書中に組み込まれている。高密度還元型酸化グラフェンは、ｒＧＯの水に対する質量比１：４で水を含有する。
参照混合物は、追加のSMR20ゴム及び乾燥Vulcan(登録商標)Jカーボンブラックと混合した、天然ゴム(SMR20)/ｒＧＯマスターバッチから調製した。第一の例は、湿潤カーボンブラックを練込む以外は、参照と同様に調製した。第二の例において、エラストマーは、湿潤カーボンブラック（容器内のカーボンブラックペレットに水を添加することにより調製；水分５０重量％）及びｒＧＯと直接配合した。最終コンパウンド配合表は、表３５に提供している。ＮＲ／ｒＧＯマスターバッチの混合プロトコールは、表３６に提供され、ＮＲ／ＣＢ－ｒＧＯ複合材料のプロトコールは、表３７に認められる。
各混合ステージの後、複合材料は、５０℃及び約３７ｒｐｍで操作されたエンドロール、引き続き約５ｍｍのニップギャップを伴う６個のエンドロール上でシート出しされ、次の混合ステージまでの静止時間は、少なくとも３時間あった。
加硫ゴムは、表３８の方法に従い配合した。
加硫ゴム特性は、表３９に示している。
参照例と比較して、湿潤充填剤から調製された複合材料は、より低いｔａｎδ値及びより高い引張応力比を有する加硫ゴムを生じることを認めることができる。
例ＶＩＩＩ：スチレン－ブタジエンゴム／ケイ素－処理カーボンブラック
この例は、スチレンブタジエンゴム溶液(BUNA(登録商標)VSL 4526-0 HM S-SBR、Lanxess, 独国)及び引用により本明細書中に組み込まれている米国特許第６，０２８，１３７に記載されたように調製されたCabot社から得たEcoBlack(商標)CRX4210ケイ素－処理カーボンブラックを含有する、複合材料の調製及び加硫ゴムを説明する。このケイ素－処理カーボンブラックは、ＳＴＳＡの１１９ｍ２／ｇ、ＣＯＡＮの１０９ｍＬ／１００ｇ、及びケイ素含量１０．２％を有する。カップリング剤は、Si69であり、V3と質量比１：１で配合した。Si69/V3配合物は、ケイ素－処理カーボンブラックの第一の部分と一緒に添加した。ケイ素－処理カーボンブラックペレットは、例ＩＩＩの天然ゴム／シリカ複合材料について説明したように湿らせた。
SBR及びケイ素－処理カーボンブラックは、表４０のプロトコールに従い、表４１の混合条件下で、BR1600ミキサーにおいて混合した。
加硫ゴムは、表４３のプロトコールに従い両方の試料について、表４２の配合表で配合した。このコンパウンドは、１６０℃でｔ９０＋１０％硬化した。
加硫ゴム特性は、表４４に示している。
ドライミックスと比べ、湿潤ケイ素－処理カーボンブラックから作製された複合材料は、低下したｔａｎδ値及び増加した引張応力比を有する加硫ゴムを生じることを認めることができる。
例ＩＸ：スチレン－ブタジエンゴム／修飾されたカーボンブラック
この例は、スチレンブタジエンゴム溶液(LanxessからのBUNA(登録商標)VSL 4720-0 HM S-SBR)及び有機基により修飾されたカーボンブラックを含有する複合材料の調製及び加硫ゴムを説明する。基本のカーボンブラックは、VULCAN(登録商標)7Hであり、修飾は、引用により本明細書中に組み込まれている米国特許第８，９７５，３１６号の例４９に従い実行した。修飾されたカーボンブラックペレットは、天然ゴム／シリカ複合材料について説明されたように湿らせた。
SBR及び修飾されたカーボンブラックは、表４５のプロトコールに従い、表４６の混合条件下で、BR1600ミキサーにおいて混合した。
加硫ゴムは、表４８の方法に従い両方の試料について表４７の配合表で配合した。このコンパウンドは、１６０℃で、ｔ９０＋１０％硬化した。
加硫ゴム特性は、表４９に示している。
ドライミックスと比べ、湿潤修飾されたカーボンブラックから作製された複合材料は、低下したｔａｎδ値及び増加した引張応力比を有する加硫ゴムを生じることを認めることができる。
例Ｘ：天然ゴム／カーボンブラック多段階プロセス
この例は、二段階混合プロセスによる複合材料の調製及び対応する加硫ゴムを説明する。複合材料が第一ステージ混合で最初に形成される、４種の複合材料／加硫ゴム対を分析した。第一ステージで送出された複合材料の一部は、加硫ゴムを形成するために、配合される。複合材料の残りの部分の一部は、その後第二ステージ混合に供され、得られる複合材料はまた、加硫ゴムを形成するために、配合される。
Comp6は、V10HDカーボンブラックを負荷量４０ｐｈｒで練込んだ。例Ｉにおいて先に説明されたように、Comp6 SG1複合材料は、比較のための湿式混合プロセスに従い調製した(表４)。得られる水分率は高い(12％)ので、Comp6 SG2は、表５１に与えられた条件下で更に混合し、例Ｉに説明されたように配合された、複合材料COMP6 SG2を製造した。
Dry21は、乾燥V7Hカーボンブラックを負荷量５１ｐｈｒで練込んだ。Ex.65及びEx.68は、V7Hカーボンブラックの目標負荷量５１ｐｈｒで調製し、これを例Ｉに説明したように練磨し且つ再び湿らせ、５５～６０％の範囲の水分率を有する湿潤カーボンブラックペレットを提供した。
Ex.96は、V10HDカーボンブラックを負荷量５０ｐｈｒで練込んだ。Ex.96 SG1複合材料は、Comp6と同じ様式で調製した（表４参照）。得られる水分率は、高かった（１５．３％）。この複合材料を次に、ＴＣＵの１００℃のBR1600ミキサーに装填し、６８０ｓ間混合し、複合材料Ex.96 SG2を製造した。その後この複合材料を、例Ｉに説明したように、Comp6と同じ様式で配合した。
混合条件及び特性は、第一及び第二ステージの両方について、表５１に示している。第一ステージの混合プロトコールは、表９及び表５０に概説されたものを指し、ここで使用されるミキサーチャンバー容積は、この混合プロトコールにより指定される。
試料Dry21 SG1、Ex.65 SG1、及びEx.68 SG1に関する第一ステージの後、これらの複合材料を、ローラー－ヘッドを装備した二軸スクリュー送出式押出機(TSR-125、Kobelco Kobe Steel Group)を通過させた。そのような押出機は、複合材料へのエネルギー投入を最小化するようにデザインされている。得られるシートを、手作業で切断し、対応する第二ステージへ供給した(Dry21 SG2、Ex.65 SG2、及びEx.68 SG2)。これらのバッチの第二ステージ混合は、ラム－レスモードで実行した(ラムは最高位置に設定される)。このことは、ラムは、複合材料に圧力をかけないことを確実にし、従って過度の温度上昇の可能性を減少する。カーボンブラックのフロキュレーション及び複合材料貯蔵の固化(hardening)の程度を制限するために、第一と第二ステージのバッチ間の時間遅延は、1時間未満に限定した。
Comp6 SG1、Comp6 SG2、Ex.96 SG1、及びEx.96 SG2を除いて、第一及び第二ステージ複合材料は、プロトコール“1.5L配合E”(表１２)に従い、配合表３（表５）のゴム薬品と配合し、引き続き１５０℃で３０分間、圧力１００ｋｇ／ｃｍ２で硬化した。
Comp6 SG2及びEx.96 SG2を除いて、第二ステージ混合は、複合材料中の比較的低い水分率のために第二ステージ混合において起こり得る、過度の温度上昇を最小化するために、著しく低い充填率で実行した。例Ｉにおいて言及したように、Comp6 SG2は、３０分後に温度上昇を経験せず、従って充填率の減少は不要であった。比較のためのドライミックス及びウェットミックスの両方について、ＴＣＵ温度は、第一及び第二ステージ混合の両方について同じであった。ステージ１に関して、混合は、請求されたプロセスに従い実行され、過度の温度上昇の可能性を低下するという理由で、第二ステージのＴＣＵ温度はより低かった。
予想されたように、各第二ステージ複合材料（“ＳＧ２”）は、対応する第一ステージ複合材料（“SG1”）よりもより低い水分率を有した。しかし請求されたプロセスに従い調製した複合材料に関して、引張応力比Ｍ３００／Ｍ１００及びｔａｎδの両方は、第二ステージ混合で改善された。明白に、本請求されたプロセスから作製された第一及び第二ステージ複合材料の両方は、第二ステージウェットミックス比較例Comp6 SG2と比べ、改善されたゴム特性を示した。表５１のデータからの第一及び第二ステージドライミックスに関するゴム特性の比較において、第二ステージ複合材料について引張応力比における最小の変化及びより高いｔａｎδ値が存在した。これは、過剰な混合のために分解されたエラストマーの指標であってよい。
SG2に関するより高いＴＣＵ温度は、SG1複合材料においてより高い水分（例えば＞１０％）が存在する場合に、望ましいことも、認められる。Comp6 SG2と比べ、本複合材料Ex.96 SG2は、より高いTCU温度で混合し、これは遙かに短いSG2混合時間を有し、このことははるかに良い乾燥効率を示している。Ex.96 SG2は、ＣＢ収量損失６．８％を有した。得られる加硫ゴムは、Comp6 SG2よりもより高いＭ３００／Ｍ１００比を有し、このことはより少ないゴム分解を示している。
例ＸＩ：天然ゴム／カーボンブラック（ローター先端速度）
この例は、より高いローター速度での混合の利点を明らかにしている。ローター速度は、これをローターの先端速度、すなわちその最大直径でのローターの速度として表現することにより、異なるミキサーサイズにわたって比較することができる。
この例は、決して乾燥しない型のPropel(登録商標)X25カーボンブラック(STSA 155m2/g)を利用し、これはカーボンブラック製造プロセスの乾燥機の前の、カーボンブラックペレタイザーの送出口で収集した。このカーボンブラックは、約５４重量％の水分レベルを有した。
このカーボンブラックは、BR1600ミキサーにおいて、RSS1天然ゴムへ５０ｐｈｒ（乾燥ベース）で練込んだ。抗酸化剤（６ＰＰＤの１．５ｐｈｒ）も、混合に添加した。各々異なるミキサー速度を使用し、３つの試料を混合した。混合条件及び得られる加硫ゴム特性を、表５４に示している。混合プロトコールは、表３に概説したものを指す。
得られる複合材料は、表５２の配合表及び表５３の配合プロトコールに従い、同じBR1600ミキサー内でゴム薬品と配合した。この配合には、圧力１００ｋｇ／ｃｍ２での、１５０℃で３０分間の硬化が続いた。
表５４のデータから、ローター速度（及びローター先端速度）の増加は、バッチ時間を減少し、これは恩恵があるのに対し、そのコンパウンド特性（例えばＭ３００／Ｍ１００及びｔａｎδ）は同等か又はより良いことを認めることができる。
例ＸＩＩ：天然ゴム／カーボンブラック多段階プロセス
下記例は、二段階混合による天然ゴム(RSS3)及びカーボンブラック(“V7H”)を含有する複合材料の調製、並びに対応する加硫ゴムを例証している。カーボンブラックは、５４％～６０重量％の範囲の水分率のために例Ｉに記載したように湿らせた。充填剤及び天然ゴムの重量は、最終複合材料中のカーボンブラック負荷量５１ｐｈｒを目標として選択した。
第一ステージ混合は、表５５のプロトコールに概説したように、ラム圧１１２ｂａｒで、４ＷＮローターを装備したBB-16ミキサー(16L容量)において実施した。
第二ステージ混合は、表５６のプロトコールに従い、６ＷＩローターを装備したBB-16ミキサー（容量１４Ｌ）において実施した。この混合は、その最高位置に上昇させたラムで実行した。初回素練り後、混合は、ＰＩＤ（比例積分微分）制御下で実行し、これはフィードバックループを介したバッチ温度の自動化された制御を可能にした。ミキサードロップドアを通して挿入された熱電対は、バッチ温度を測定し、これはＰＩＤコントローラーへ伝達される。コントローラーの出力は、ミキサーローターの速度を制御するために使用される。
複合材料は、表１２、1.5L配合Eの方法に従い、表１１、配合表４（６ＰＰＤの２ｐｈｒは、第二ステージの間に装填した）の配合表により配合した。このコンパウンドは、圧力１００ｋｇ／ｃｍ２で、１５０℃で３０分間硬化した。追加の条件、並びに複合材料及び加硫ゴムの特性は、表５７に列挙している。第一ステージ混合の混合時間は、総ラム停止時間から計算した。第二ステージ混合の混合時間は、混合は上昇したラムで実行されるので、全混合時間であった。
配合の前に、Ex.100 SG1は、BB2ミキサー内で最初に素練りし、水分を除去した。素練りは、ＴＣＵ温度６０℃、ローター速度６０ＲＰＭ及び充填率６５％で実行した。複合材料は、ミキサーへ装填し、３０ｓ後に掃引し、その後１３０℃で排出した。
表５７のデータは、表５１のドライミックス及び比較試料とを比較している。表５１の結果と同様に、第二ステージ複合材料Ex.100 SG2は、対応する第一ステージ複合材料Ex.100 SG1よりも、より低い水分率を有した。更に請求されるプロセスに従い調製された複合材料に関して、引張応力比Ｍ３００／Ｍ１００及びｔａｎδの両方は、第二ステージ混合により改善された。本請求されるプロセスから作製された第一及び第二ステージの両方の複合材料は、表５１の第二ステージ比較のためのウェットミックスComp6 SG2及び比較のためのドライミックスDry21 SG2と比べ、改善されたゴム特性を示した。
例ＸＩＩＩ：天然ゴム／カーボンブラック（連続混合）
これらの例は、連続混合プロセスによる、天然ゴム(SMR10、FGV Rubber, マレーシア供給)及びカーボンブラック(決して乾燥しないV10HD、含水量４２％)を含有する複合材料の調製を説明している。対応する加硫ゴムの調製も説明されている。
Ex.101：第一の例において、混合は、FCM(商標)6ミキサー（＃７及び＃１５ローターを装備したFarrel PominiからのFarrel連続ミキサー)により実行した。コンベヤは、乾燥ゴムの塊を運搬し、ミキサーへ定速２１０ｋｇ／ｈで、手作業で負荷した。ホッパーは、湿潤カーボンブラックペレットをスクリューフィーダーへ供給し、これは次にミキサーに、湿潤カーボンブラックペレットを速度１６４ｋｇ／ｈ（乾燥速度に換算すると９５ｋｇ／ｈ）で装填した。６ＰＰＤを、同時に２ｋｇ／ｈの速度で装填した。連続ミキサーを出た後、複合材料は、２－ロールミルへ運搬され、そこでこれは均質化され、約５分間冷却された。この材料は次に、シート出しされた。この複合材料は、ストリップとしてロールミルから取り出した。この複合材料の水分率は、４．２重量％であった。
Ex.102：第二の例において、湿潤カーボンブラックは、最初に100L接線式Banburyミキサーを用い、２５ｒｐｍで５分間操作し、天然ゴムと一緒にした。目的は材料を連続ミキサーに容易に供給され得る状態にすることであったので、このステージの間に、非常に少ないカーボンブラックの分散又はゴムの素練りが起こった。この混合物を、７５℃～８５℃で排出した。コンベヤは、カーボンブラック／ゴム混合物の塊を、３６０ｋｇ／ｈの定速で、FCM(商標)6ミキサーへ運んだ。６ＰＰＤを、同時に２ｋｇ／ｈの速度で装填した。連続ミキサーを出た後、複合材料は、２－ロールミルへ運搬され、そこでこれは均質化され、約５分間冷却された。この複合材料は、ストリップとしてロールミルから取り出した。この複合材料の水分率は、２．８重量％であった。
Ex.103：第三の例において、コンベヤは、天然ゴムの塊を運び、脱水スクリュープレス(French Oil Mill Machinery社、ピクア、OH)へ３００ｋｇ／ｈの定速で手作業で負荷した。ホッパーは、湿潤カーボンブラックペレットをスクリューフィーダーへ供給し、これは次に脱水スクリュープレスに、湿潤カーボンブラックペレットを速度２４１ｋｇ／ｈ（乾燥速度に換算すると１４０ｋｇ／ｈ）で装填した。脱水スクリュープレスを出た時点で、材料は、コンベヤによりFCM(商標)6ミキサーへ連続輸送された。６ＰＰＤを、FCMミキサーへ、３ｋｇ／ｈの速度で装填した。連続ミキサーを出た後、複合材料は、２－ロールミルへ運搬され、そこでこれは均質化され、約５分間冷却された。この複合材料は、ストリップとしてロールミルから取り出した。この複合材料の水分率は、０．９重量％であった。
連続ミキサー及び２－ロールミルに関する操作パラメータは、表５８に示している。
試験用の加硫処理されたコンパウンドを製造するために、Ex.101-103の複合材料を、BR1600ミキサーを用い、及び下記表５９に概説した手順で、バッチプロセスで混合した：
比較のためのドライミックス例(“Dry41から43”)は、天然ゴム(SMR10)及びカーボンブラック(V10HD)により、各々Ex.101－103に合致する負荷量で調製した。このドライミックス例は、BR1600ミキサーにおいて、表６０及び表６１に概説した手順に従い、２ステージで、バッチプロセスとして混合した：
複合材料Ex.101-103及びDry41-43の全ての配合表を、表６２に示している。表６３は、配合前の複合材料の特性及び対応する加硫ゴムのゴム特性を提示している。
表６３のデータから、請求されるプロセスにより調製された複合材料から調製された加硫ゴムは、以下を示すことを認めることができる：ドライミックス比較例と比べ、（ａ）より高い引張応力比（Ｍ３００／Ｍ１００）、及び／又は（ｂ）より低いｔａｎδ値。
例ＸＩＶ：天然ゴム／ケイ素－処理カーボンブラック
下記例は、天然ゴム(RSS3)及び湿潤ケイ素－処理カーボンブラックを含有する複合材料の調製、並びに対応する加硫ゴムを例示している。これらの例は、ドライミックス試料と比較した。使用した充填剤は、Cabot社から得たEcoblack(商標)CRX2125ケイ素－処理カーボンブラック(“EB2125”)であり、これは引用により本明細書中に組み込まれている米国特許第６，０２８，１３７号に記載されたように調製された。このケイ素－処理カーボンブラックは、ＳＴＳＡの１３２ｍ２／ｇ、ＣＯＡＮの１１０ｍＬ／１００ｇ、及びケイ素含量５％を有した。充填剤及び天然ゴムの重量は、最終複合材料中の負荷量５６ｐｈｒ又は５０ｐｈｒを目標として選択した。カップリング剤は、Si-69シランカップリング剤(“Si69”；Evonik Industries)であり、充填剤の第一の部分と一緒に添加した。湿潤充填剤は、目標水分５２～５３重量％について、例Ｉにおいて説明したように調製した。Ex.106及びEx.107に関して、EB2125及び水の重量比１：１を、容器内で１２ｈ配合し、その後水分率５０重量％のために使用した。
ドライミックス複合材料は、表６４に概説したプロトコールに従う混合の開始時に存在するスモールズにより、４ＷＮローターを装備したBB-16ミキサー内で調製した。複合材料と湿潤ケイ素－処理カーボンブラックは、表６５のプロトコールに従い、BR-1600ミキサー内で、エラストマーと混合した。追加の条件、並びに複合材料特性は、表６６に概説している。
複合材料は、表６、1.6L配合Cの方法に従い(ステージ1の充填率=68％以外)の表６７の配合表(配合表F9)、又は表６８の配合表(配合表F6)(Ex.106について１ｐｈｒシラン及びEx.107について２ｐｈｒシランを添加する以外)、並びに表５３、1.6L配合Fの方法で配合した。コンパウンドは、表７、C2又はC3の方法に従い硬化した。
加硫ゴム特性は、表６９に示している。
乾式混合の比較のためのDry44及びDry45と比べ、湿潤ケイ素－処理カーボンブラック充填剤から作製された複合材料は、低下したｔａｎδ値及び／又は増加した引張応力比を有する加硫ゴムを生じることを認めることができる。
例ＸＶ：天然ゴム／ケイ素－処理カーボンブラックの多段階プロセス
下記例は、二段階混合による、天然ゴム(RSS3)及び湿潤ケイ素－処理カーボンブラックを含有する複合材料の調製、並びに対応する加硫ゴムを例証している。使用した充填剤は、Cabot社から得たEcoblack(商標)CRX2125ケイ素－処理カーボンブラック(“EB2125”)であり、これは引用により本明細書中に組み込まれている米国特許第６，０２８，１３７号に記載されたように調製された。このケイ素－処理カーボンブラックは、ＳＴＳＡの１３２ｍ２／ｇ、ＣＯＡＮの１１０ｍＬ／１００ｇ、及びケイ素含量５％を有した。充填剤及び天然ゴムの重量は、最終複合材料中の負荷量５６又は６１ｐｈｒを目標として選択した。湿潤充填剤は、水分率５２％～５３重量％のために、例Ｉにおいて説明したように調製した。
湿潤充填剤ペレットの一部に関して、部分乾燥が、後続の取扱い時に起こり、水分率を４７％～４９重量％へと減少した。この水分率は、目標とされた最終複合材料充填剤の負荷量６１ｐｈｒの計算の基礎であった。Ex.108 SG1は、改正された目標の５８ｐｈｒ及び５１％充填剤水分を有した。
２種のシランカップリング剤を使用した：SCA-985カップリング剤(Struktol)を練込んだEx.111及びEx.112を除いて、全ての複合材料は、Si-69シランカップリング剤(“Si69”；Evonik Industries)を練込んだ。シランカップリング剤は、充填剤の第一の部分と一緒に添加した。これらの例は、例ＸＩＶ、表６９のDry44及びDry45のドライミックス試料と比較した。
第一ステージ混合は、４ＷＮローターを装備したBB-16ミキサー上で実施し、これは容量１６Ｌ、及びラム圧１１２ｂａｒを有し、表７０に概説したプロトコールに従った。
第一ステージ混合後、複合材料を、固定刃を装備したTSR-125二軸-スクリュー送出式押出機(Kobelco Kobe Steel Group)内で加工した。第二ステージ混合は、表７１に概説したプロトコール(16L Y)に従い、６ＷＩローターを装備したBB-16ミキサー（容量１４．４Ｌ）において実施した。最初の素練り後、混合を、例ＸＩＩにおいて考察したものと同じ様式で、ＰＩＤ制御下で実行した。ローター速度は、工程期間中はレシピ温度目標を維持するように自動的に変動させた。第二ステージ混合からの複合材料は、時間、使用したエネルギー及びミキサー速度を基に、複合材料が乾燥していると推定された場合は、排出した。
得られる複合材料は、ローラーダイを装備したTSR-125二軸-スクリュー送出式押出機(Kobelco Kobe Steel Group)内で加工した。得られるシートを、周囲空気下で冷却した。ＴＧＡ測定結果により確定された充填剤収量損失は、１０ｗｔ％よりも低かった。
加硫ゴムは、表１２、1.5L配合Eの方法(１８０ｓまで混合した配合ステージ１を除く)に従い、表６７の配合表(配合表F9)により、配合した。コンパウンドは、圧力１００ｋｇ／ｃｍ２で３０分間硬化した。追加の条件、並びに複合材料は、表７２に列挙した。平均比出力は、第一ステージ混合について報告し、ここで混合ステージに関する平均比出力＝比エネルギー／混合時間であり、ここで混合時間は、ラム停止時間である。
加硫ゴム特性は、表７３に列挙している。
請求されるプロセスの複合材料から調製された加硫ゴムは、例ＸＩＶ、表６９のドライミックス比較のためのDry44及びDry45に勝る、改善された引張応力比を示したことを認めることができる。
例ＸＶＩ：天然ゴム／ケイ素－処理カーボンブラックの多段階プロセス（６６Ｌ）
下記例は、二段階混合による、天然ゴム(RSS3)及び湿潤ケイ素－処理カーボンブラックを含有する複合材料の調製、並びに対応する加硫ゴムを例証している。使用した充填剤は、Cabot社から得たEcoblack(商標)CRX2125ケイ素－処理カーボンブラック(“EB2125”)であり、これは引用により本明細書中に組み込まれている米国特許第６，０２８，１３７号に記載されたように調製された。このケイ素－処理カーボンブラックは、ＳＴＳＡの１３２ｍ２／ｇ、ＣＯＡＮの１１０ｍＬ／１００ｇ、及びケイ素含量５％を有した。湿潤充填剤は、目標水分率５２％～５３重量％について、例Ｉに説明したように調製した。部分的乾燥が、後続の取扱い時に起こり、水分率は４７％～４９重量％に減少した。この水分率は、目標とされた最終複合材料充填剤の負荷量６１ｐｈｒの計算の基礎であった。Si-69シランカップリング剤(“Si69”；Evonik Industries)を使用し、充填剤の第一の部分と一緒に添加した。
第一ステージ混合は、４ＷＮローターを装備し、及びミキサー壁と同じ温度にまで加熱されたヒートラムを備える、BB-72ミキサー（容量６６Ｌ）において実施した。ラム圧は、１５５ｂａｒであった。表７４(66L Z)又は表７５(66L ZZ)のプロトコールを使用した。
第一ステージ混合後、複合材料を、固定刃を装備したTSR-125二軸-スクリュー送出式押出機(Kobelco Kobe Steel Group)内で加工した。第二ステージ混合は、表７１に概説したプロトコール(16L Y)に従い、６ＷＩローターを装備したBB-16ミキサー（容量１４．４Ｌ）において実施した。
加硫ゴムは、表１２、1.5L配合Eの方法（１８０ｓまで混合した配合ステージ１を除く）に従い、表６７の配合表(配合表F9)により、配合した。コンパウンドは、圧力１００ｋｇ／ｃｍ２で３０分間硬化した。追加の条件、並びに複合材料は、表７６に列挙した。
加硫ゴム特性は、表７７に列挙した。
請求されるプロセスの複合材料から調製された加硫ゴムは、例ＸＩＶ、表６９のドライミックス比較のためのDry44及びDry45に勝る、改善された引張応力比を示したことを認めることができる。
例ＸＶＩＩ：天然ゴム：ブタジエンゴム（６０：４０）／カーボンブラック
この例は、天然ゴム(RSS3)及びブタジエンゴムの６０／４０配合物を、目標負荷量５１ｐｈｒのカーボンブラック充填剤と共に含有する、複合材料の調製及び加硫ゴムを説明している。使用したカーボンブラックは、VULCAN(登録商標)10HDカーボンブラックであった。湿潤カーボンブラックは、例Ｉの再湿潤方法により調製し（再び湿らせたカーボンブラック）、水分率５７％を達成した。使用したブタジエンゴムは、両方共Lanxess, 独国から得たBuna(登録商標)CB22ブタジエンゴム(“CB22”)、Buna(登録商標)Nd22 EZ(“CB22EZ”)ブタジエンゴム、並びにZeon Europe社, 独国のZeon-Nipol(登録商標)1250H BR(“1250H”)であった。
天然ゴム、ブタジエンゴム、及びカーボンブラックを、BB-16ミキサーへ個別に装填した。表７８は、乾式混合(16L Q)及び湿潤充填剤との混合(16L R及び16L S)のプロトコールを提供している。
特定の複合材料は、追加の混合ステージに供した。第二混合ステージの前に、第一ステージから送出された複合材料は、ローラーヘッドを装備した二軸スクリュー送出式押出機(TSR-125, Kobelco Kobe Steel Group)を通り、得られたシートは手作業で切断するか、又は固定刃を備える二軸-スクリュー送出式押出機(TSR-125、Kobelco Kobe Steel Group)を通り、これを複合材料を加工する為に使用するかのいずれかで通過させた。第一及び第二ステージ混合の間の時間期間は、２時間未満であるように限定した。第二ステージ混合は、プロトコール表７１(16L Y)に従い、６ＷＩローターを装備したBB-16ミキサー（容量１４Ｌ）において実施した。第二ステージバッチ中の６ＰＤＤは、ミキサー温度が１２０～１３０℃で添加した。
追加の条件、並びに複合材料の特性は、表７９に概説した。Ex.122に関して、湿潤充填剤の部分的乾燥は、充填剤の負荷量５４ｐｈｒを生じた。
加硫ゴムは、表１２、1.6L配合Dに従い（Ex.117及びEx.118に関する、BR-1600ミキサーで、１５０ｓ、ＴＣＵ温度＝５０℃、ローター速度８０ｒｐｍ、充填率７０％での、最初の素練りステージを除く）、表１１の配合表で配合した。これらのコンパウンドは、表７、C2の方法に従い硬化した。
加硫ゴム特性は、表８０に示している。
Dry46と比べ、湿潤カーボンブラック充填剤から作製された複合材料は、一段階又は二段階プロセスのいずれによるかにかかわらず、低下したｔａｎδ値及び増加した引張応力比を有する加硫ゴムを生じた。
例ＸＶＩＩＩ：天然ゴム：ブタジエン（８０：２０）／カーボンブラック
この例は、天然ゴム(RSS3)及びブタジエンゴムの８０／２０配合物を、負荷量５１ｐｈｒ又は４６ｐｈｒを目標とするカーボンブラック充填剤と共に含有する、複合材料の調製及び加硫ゴムを説明している。使用したカーボンブラックは、VULCAN(登録商標)10HDカーボンブラックであった。湿潤カーボンブラックは、例Ｉの再湿潤方法により調製し（再び湿らせたカーボンブラック）、水分率５７％を達成した。使用したブタジエンゴムは、Buna(登録商標)CB22ブタジエンゴム、Lanxess、独国であった。
天然ゴム、ブタジエンゴム、及びカーボンブラックは、BB-16ミキサーへ、個別に装填した。混合は、表７８のプロトコールに従い実行した（非湿潤カーボンブラックに関して16L Q、並びに湿潤カーボンブラックに関して16L R及び16L S)。特定の複合材料は、例ＸＩＶに説明したように、追加の混合ステージに供した。追加の条件、並びに複合材料特性は、表８１及び表８２に概説した。ＴＧＡ測定結果により確定された充填剤収量損失は、＜１０％であった。
加硫ゴムは、表１２、1.6L配合Dの方法に従い(Ex.123に関する、１５０ｓ、ＴＣＵ温度＝５０℃、ローター速度８０ｒｐｍでの、最初の素練りステージを除く)、表１１の配合表で配合した。これらのコンパウンドは、表７、C2の方法に従い硬化した。
加硫ゴム特性は、表８３に示している。
湿潤カーボンブラック充填剤から作製された複合材料は、Dry47及びDry48と比べ、増加した引張応力比及び／又は低下したｔａｎδを有する加硫ゴムを生じた。
例ＸＩＸ：天然ゴム：ブタジエン：スチレン－ブタジエンゴム（６０：２０：２０）／カーボンブラック
この例は、天然ゴム(RSS3)、ブタジエンゴム、及びｓ－スチレンブタジエンゴムの６０／２０／２０配合物を、負荷量５１ｐｈｒを目標とするカーボンブラック充填剤と共に含有する、複合材料の調製及び加硫ゴムを説明している。使用したカーボンブラックは、VULCAN(登録商標)10HDカーボンブラックであった。湿潤カーボンブラックは、例Ｉの再湿潤方法により調製し（再び湿らせたカーボンブラック）、水分率５７％を達成した。使用したブタジエンゴムは、Buna(登録商標)CB22ブタジエンゴム(“CB22”)又はZeon Europe社, 独国からのZeon-Nipol(登録商標)1250H BR(“1250H”)であり、及び使用したｓ－ＳＢＲは、Lanxess, 独国のBUNA(登録商標)VSL 4525-0 S-SBR(“4525”)であった。ＴＧＡ測定結果により確定された充填剤収量損失は、＜１０％であった。
天然ゴム、ブタジエンゴム、ｓ－ＳＢＲ、及びカーボンブラックは、BB-16ミキサーへ個別に装填した。混合は、表７８のプロトコールに従い実行した(非湿潤カーボンブラックに関して16L Q、並びに湿潤カーボンブラックに関して16L R又は16L S)。第二ステージＴＣＵ温度が表８４に指定される以外は、特定の複合材料は、例ＸＩＶに説明したように、追加の混合ステージに供した。追加の条件、並びに複合材料特性は、表８４に概説した。
複合材料は、表１２、1.6L配合Dの方法に従い(湿潤充填剤一段階混合のEx.127及びEx.128に関する、１５０ｓ、ＴＣＵ温度＝５０℃、充填率７０％、及びローター速度８０ｒｐｍでの、最初の素練りステージを除く)、表１１の配合表で配合した。これらのコンパウンドは、表７の方法、C2に従い硬化した。加硫ゴム特性は、表８５に示している。
湿潤カーボンブラック充填剤から作製された複合材料は、Dry49と比較して、低下したｔａｎδ値及び増加した引張応力比を有する加硫ゴムを生じたことを認めることができる。
例ＸＸ：天然ゴム／カーボンブラック複合材料及び加硫ゴム－特徴決定
この例は、天然ゴム複合材料中に分散された炭素-含有充填剤及び対応する加硫ゴムの特徴を説明している。特徴は、ペイン効果及びマクロ分散を含む。
追加のカーボンブラック／天然ゴム試料は、以下のように調製した。使用した天然ゴムは、標準グレードの天然ゴムRSS3又はSMR20(Ex.140)であり、及び使用したカーボンブラックは、V7Hカーボンブラックであった。このカーボンブラックは、例Iに説明したように練磨し且つ再び湿らせ、55～60重量％の範囲の水分率を有する湿潤カーボンブラックペレットを提供した。
複合材料は、以下の表３(1.6L G、BR-1600で、Ex.140)、表８６(BB-72ミキサー、Ex.131)、表８７(BB-72ミキサー、Ex.141、Ex.142、Ex.143、及びEx.144)の第一ステージプロトコールに従い混合した。特定の複合材料は、例ＸＶに説明したように、表７１のプロトコール(16L Y)に従い、第二ステージ混合に供した。追加の条件及び目標とされた負荷量、並びに複合材料特性は、表８８に概説している。
複合材料は、表１１の配合表及び表１２、1.5L配合Eに示したプロトコールにより加硫ゴムを形成するように、配合した(表６、1.6L配合Aのプロトコールで配合したEx.140を除く)。加硫ゴム特性は、表８９に示している。
Ex.190：ケイ素－処理カーボンブラック充填剤(EB2125)は、例ＸＩＶに説明したように水分５２～５３％に湿らせ、これを、天然ゴム中に目標負荷量５６ｐｈｒで混合した。第一ステージ混合は、４ＷＮローターを装備し及びラム圧６．６ｂａｒのBB-16ミキサーにおいて実施した。ＴＣＵ温度５０℃、充填率６６％を使用した。天然ゴムは、ミキサーに６０ｒｐｍで最初に添加し、３／４の湿潤充填剤及びSi69を、１１０℃で添加し、且つローター速度を、混合のために１２０ｒｐｍに増大した。その後１３０℃で、残りの１／４の充填剤を添加した。６ＰＰＤを、１５４℃で添加し、１６６℃で排出した。混合時間は６４２ｓであり、得られる複合材料は、３．８％の水分を有した。素練りステージは、BR-1600ミキサーで、ＴＣＵ温度５０℃、充填率７０％、ローター速度８０ｒｐｍで適用し、且つ１５０℃で排出した。その後複合材料を、表６、１．６Ｌ配合Ｃの方法に従い（ステージ１の充填率＝６８％を除く）、表６７の配合表(配合表F9)で配合した。コンパウンドは、表７、C2の方法に従い硬化した。
追加の液体マスターバッチ(“LMB”)の比較例は、米国特許第８，５８６，６５１号に開示された方法を基に、カーボンブラックスラリーを、天然ゴムラテックスと混合することにより調製した。充填剤及び負荷量は、表９０に示している。
複合材料特徴
複合材料の特徴は、レオロジー特性（ペイン効果）及びマクロ分散特性の組合せから決定した。
レオロジー特性は、ゴムプロセス分析装置(RPA；D-RPA 3000、MonTech Rubber Testing Solutions)により決定した。試料（５ｇ）を、ゴム複合材料から切断した。温度を、１００℃に設定し、剪断周波数１Ｈｚを、本試験手順を通じて使用した。試験プログラムは、５分間静的であり、その後１００％歪みで剪断１０サイクル、引き続き０．１％歪みで６０分間、及び最後に０．１～２００％歪みで歪掃引した。ペイン比は、０．１％歪みでの動的貯蔵弾性率（Ｇ’）の、２００％歪みでのＧ’に対する比、すなわちＧ’（０．１％）／Ｇ’（２００％）から計算した。５０％歪みでのＧ’であるＧ’（５０％）も記録した。ペイン差は、０．１％歪みでの動的貯蔵弾性率（Ｇ’）と２００％歪みでのＧ’の差分、すなわちＧ’（０．１％）－Ｇ’（２００％）から計算した。
マクロ分散特徴は、以下のように決定した。複合材料は、４℃で１０～１４日間貯蔵した。クリオミクロトーム切片（厚さ１μｍ）を、PTPC PowerTomeウルトラミクロトーム装置(RMC Boeckeler)上で、ダイヤモンドナイフにより切断した。このスライスを、視野０．５５ｍｍ２で、０．６５μｍ／ピクセルの解像度の透過光学画像のために、ガラススライド上に平らに置いた。各試料につき少なくとも１０の光学画像を獲得し、各画像は、同じ試料の異なるスライスから撮った。
これらの画像を、ガウスぼかしを基にした偽フラットフィールド補正により、画像の平らでない背景を最初に補正することにより処理した。この画像ノイズは、エッジ保存バイラテラルフィルターを用いて減少し、並びに必要な場合には、画像コントラスト増強を適用する。画像中の暗被写体及び明被写体は、各々、粒子及びボイドを表す。マクロ分散に関する用語「粒子」は、カーボンブラック凝集の被覆面積を表すことが意図され、並びに単独のカーボンブラック凝塊を形成する「一次粒子」とは区別される。これらの被写体は、好適な大域的又は小域的閾値処理を使用することによる画像のセグメンテーションにより画像から分離され、これらは各々、粒子及びボイドを表す２つの二値画像を作製する。画像のフィルタリング及びセグメンテーションは、セグメンテーションされた画像と当初の画像の間で、ボイド及び粒子の輪郭が、目視比較により良好に規定されることを確実にするように最適化した。次に粒子のサイズ分布を、それらの各二値画像から分析した。粒子のサイズは、二値画像中の対応する被写体の面積相当直径を用いて決定し、ここで面積相当直径は以下である：
面積相当直径＝（４＊暗被写体の面積／π）１／２。
解像できる面積相当直径の最小は、２μｍである。粒子数の重み付き分布及び面積の重み付き分布の両方を、計算した。単位画像面積当たりの粒子の絶対数、並びに画像中の粒子の面積の百分率を、コンピュータで計算した。加えて同じ試料からの全ての画像を解析した後、粒子分布の統計解析を実行した。サイズ分布の規定された累積パーセンタイル（例えばｄ９０）で報告された粒子サイズは、同じ試料について測定した個別の分布の全ての平均値として報告した。
複合材料特徴は、ペイン比、ペイン差、Ｇ’（５０％）、粒子＞２μｍからの面積％（［面積相当直径≧２μｍを有する粒子の総面積］／［総画像面積］×１００により決定）、及びｄ９０粒子サイズ、重み付き面積（複合材料中の充填剤粒子の面積相当直径（μｍ）のｄ９０により決定）により評価した。測定した複合材料の特徴は、表９１に示している。
請求されるプロセスにより調製された複合材料は、乾式混合した複合材料とは異なるレオロジー挙動を示す。より具体的には、レオロジー挙動は、以下の関係にまとめることができる：
Ｇ’（０．１％）／Ｇ’（２００％）≦０．１・Ｇ’（５０％）－ｙ
値ｙは、７～１０の範囲であることができる。表９１のデータから、Ｇ’（５０％）により示されるような、補強の類似レベルで、例証的複合材料は、列挙されたｙ値のいずれかで、より低いペイン比を示すことを認めることができる。更に、類似のレベルのペイン比と比較する場合、例証的複合材料は、ドライミックス複合材料よりもより高い補強を示す。
マクロ分散特徴は、以下の関係によりまとめることができる：
Ａ≦１．２５・Ｂ＋ｘ
式中：
Ａは、複合材料中の充填剤粒子の面積相当直径（μｍ）のｄ９０であり、並びに
Ｂは、［面積相当直径≧２μｍを有する粒子の総面積］／［総画像面積］×１００％
式中、Ｂ≧１％、及びｘは、１５～２０の範囲の数値である。
Ｂ及びｘに関する列挙された値のいずれかで、表９１のデータは、これらの例証的複合材料は、液体マスターバッチ試料と比べ、２μｍよりも大きい粒子のより高い濃度を有することを示す。それにもかかわらず、例証的複合材料は、表８及び表１３のデータにより認めることができるように、液体マスターバッチ試料のものと同等の、Ｍ３００／Ｍ１００及び最大ｔａｎδの特性を示す。
比較例は、例証的複合材料とは明確に異なるマクロ分散を有し、これは、２μｍからと同等の面積％で、より大きい粒子サイズｄ９０を示し；すなわち、２μｍより大きい粒子からと同等の面積％について、比較例の粒子のサイズ（面積相当直径）は、著しく大きいことを示す。
加硫ゴム特徴
加硫ゴムの特徴は、抵抗率及びマクロ分散の特性の組合せから決定した。電気抵抗率Ｒ（ｏｈｍ・ｃｍ）は、ASTM D991(Rubber Property Volume Resistivity of Electrically Conductive Antistatic Products)に従い測定した。使用した装置は、標準３”×５”試料を測定するためにデザインされた、モデル831 Volume Resistivity Test Fixture(Electro-tech Systems社；パーカシー, PA)、及び出力０～３５００Ｖ及び最大８．５ｍＡのAcopian電源、モデルP03.5HA8.5を含んだ。2つのTenmaマルチメーター(TENMA(登録商標)72-1055 Bench Digital Multimeter；Newark, ミシサガ, オンタリオ州)を使用し、試験方法に説明したように４ポイント抵抗測定の設定のために各々電圧及び電流を測定した。加硫ゴムのマクロ分散特性は、試料を、室温で測定し、且つ低温貯蔵を必要としなかったことを除いて、複合材料について説明したように得た。
表９２は、加硫ゴムの抵抗率及びマクロ分散の特性を列挙している。
本発明の複合材料から調製された加硫ゴムに関して、抵抗率及びマクロ分散の特性は、以下の関係を有したことが認められた：
［ｌｎ（Ｒ）－３．８］／［０．２８＊δ］≧０．０００４＊ν＋０．９、
式中、デルタ（δ）は、下記式に従い計算した：
δ＝（６０００・［０．８０６・φ－１／３β－１／３－１］／ρＳ）×β１．４３
ここで：
φ＝複合材料中のカーボンブラックの体積分率、
Ｓ＝カーボンブラックのＢＥＴ表面積（ｍ２／ｇ）、
ρ＝カーボンブラック密度、１．８ｇ／ｃｍ３と推定される
β＝φｅｆｆ／φ、
φｅｆｆは、以下のから計算されたオクルードされたゴムを考慮した、カーボンブラックの有効体積分率であり：φｅｆｆ＝φ［１＋（０．０１８１＊ＣＯＡＮ）］／１．５９、ここでＣＯＡＮは、ASTM D3493により決定されたカーボンブラックの圧縮油吸収量である。
り；並びに
加硫ゴム中の大型粒子の濃度は、νにより示され、面積相当直径＞４μｍを有する粒子の１ｍｍ２当たりの数である。例証的加硫ゴムの（ｌｎ（Ｒ）－３．８）／（０．２８＊δ）値は、列挙されたν値のいずれについても、ドライミックス及び比較のための加硫ゴムの値よりも大きいことを認めることができる。液体マスターバッチ例は、この例証的加硫ゴムの値と同等の特性を示す。加硫ゴムをこれら２群にわけるν≧６５の値は、液体マスターバッチ例に関する（ν）の９５％信頼区間の上限により決定した。
本発明の複合材料から作製された加硫ゴムの電気抵抗率は、同じカーボンブラック、充填剤負荷量、ポリマー型、及びコンパウンド配合表を有する乾式混合された複合材料（乾式混合された同等物）から作製された加硫ゴムと比べ、より高いことを明らかにするために、抵抗率指数を計算することができる。抵抗率指数又はｌｎ（Ｒ）indexの値は、比較のための乾式混合された同等物のｌｎ（Ｒ）値に対する本発明の複合材料由来の加硫ゴムのｌｎ（Ｒ）の比を百倍したものとして表される。
Ｌｎ（Ｒ）index＝［例のｌｎ（Ｒ）］／［乾式混合された同等物のｌｎ（Ｒ）］＊１００
１００よりも大きい指標は、例証的加硫ゴムは、類似の組成の乾式混合された加硫ゴムよりもより高い電気抵抗率を有することを示している。比較のための加硫ゴム及び本加硫ゴムのｌｎ（Ｒ）値、並びにそれらの各指標は、下記表９３に示している。
本加硫ゴムの各々は、少なくとも105、又は少なくとも110、及び多くの場合は少なくとも120の抵抗率指数を有することを認めることができ、これはドライミックス同等物を上回る、少なくとも5％、10％、又は少なくとも20％のln(R)改善を示している。
本加硫ゴムは各々、少なくとも105、又は少なくとも110、及び多くの場合少なくとも120の抵抗率指数を有することを認めることができ、これはドライミックス同等物を上回る、少なくとも5％、10％、又は少なくとも20％のln(R)改善を示している。
例ＸＸＩ：充填剤添加後のエネルギー
本明細書に開示されたように、湿潤充填剤との混合は、乾燥充填剤との典型的混合プロセスと比べ、より高い比エネルギーを生じる。表９４は、７５％の充填剤添加後（Ｅ７５％filler）、及び１００％の充填剤添加後（Ｅ１００％filler）の、総混合時間に関する全比エネルギー（全比エネルギー）を列挙している。７５％又は１００％充填剤添加後の比エネルギーは、送出までの各添加工程後の時間で決定した。
水分率が複合材料の総重量に対し１０ｗｔ％未満、及び好ましくは５ｗｔ％未満の複合材料を得るために、少なくとも１１００ｋＪ／ｋｇの比エネルギーが、１００％充填剤添加後に必要であり、並びに少なくとも１３００ｋＪ／ｋｇが、７５％充填剤添加後に必要であることを認めることができる。混合の開始時にスモールズが添加される例(Ex.49及びEx.51)に関して、これらの比較的高いエネルギー値を達成することは可能ではない。しかし比較例と比べ、そのようなバッチについて混合時にスモールズが存在しない複合材料よりも低いにもかかわらず、ゴム特性の改善を認めることができる。
例ＸＸＩＩ：天然ゴム／シリカ－カーボンブラック
下記例は、天然ゴム、並びにシリカ及びカーボンブラックの１０：１比の配合物を含有する湿潤充填剤を含有する複合材料の調製、並びに対応する加硫ゴムを説明している。使用したシリカは、Solvay USA社, クランベリー, NJからのZEOSIL(登録商標)Z1165 MP沈降シリカであった。使用したカーボンブラックは、検定要標準ブラック＃９(“IRB-9”カーボンブラック、ASTM N330)であった。
湿潤充填剤配合物は、シリカ及びカーボンブラックの１０：１重量比を、FEECOバッチピンペレタイザーへ添加することにより調製し、及び脱塩水を添加し、目標の水分の範囲を達成した。この混合物を、ペレット化し、並びに配合物の水分は、水分バランスに対する重量分析手段により検証した。充填剤の目標重量及びＴＧＡにより測定した充填剤負荷量を、表９８に列挙した。シランカップリング剤は、Si-69シランカップリング剤(“Si69”；Evonik Industries)であり、これはシリカの第一の部分と一緒に添加した。
乾燥充填剤配合物は、ミキサーへ添加する前に、シリカ及びカーボンブラック（１０：１の比）を手作業で配合することにより調製した。シリカに関する７％の未変性の水分率は、ＴＧＡ分析により確定されるように、乾燥充填剤負荷量５２ｐｈｒを目標とするための計算に含まれた。
ドライミックス複合材料、一方はスモールズの存在を伴うもの、及び他方は抗酸化剤のみを伴うものは、表９５に概説したプロトコール(16L P)に従い、16Lミキサー(BB-16、４ＷＮローター）により調製した。乾燥充填剤は、湿潤する前の先に説明した配合物であった。湿潤シリカの天然ゴムとの混合に関するプロトコールは、スモールズの存在を伴う又は伴わずに、表９６(1.6L W、BR-1600ミキサー、２ＷＬローター）及び表９７(16L、BB-16ミキサー、４ＷＮローター）に概説した。混合後、複合材料を３～５回通過させて手作業でロールミルし、後続の配合のためのシートフォームを製造した。ＴＧＡ測定結果により確定された充填剤収量損失は、＜１０％であった。追加の条件、並びに複合材料の特性は、表９８に概説した。別に示さない限りは、スモールズは、配合時に添加した。
加硫ゴムは、表６、1.6L配合Cの方法に従い(ステージ1の充填率=68％を除く)、表９９の配合表で配合した。コンパウンドは、表７ C2の方法に従い硬化した。
加硫ゴム特性は、表１００に示している。
比較のためのDry50及びDry51と比べ、湿潤シリカ-カーボンブラック充填剤から作製された複合材料は、低下したｔａｎδ値及び増加した引張応力比を有する加硫ゴムを生じたことを認めることができる。
例ＸＸＩＩＩ：天然ゴム／シリカ－カーボンブラック多段階プロセス
下記例は、天然ゴム、並びにシリカ及びカーボンブラックの１０：１の比の配合物を含有する湿潤充填剤を含有する複合材料の調製、並びに対応する加硫ゴムを説明している。使用したシリカは、Solvay USA社, クランベリー, NJからのZEOSIL(登録商標)Z1165 MP沈降シリカであった。使用したカーボンブラックは、IRB-9 カーボンブラック、ASTM N330であった。充填剤配合物は、例ＸＸＩＩに記載された方法に従い湿らせ、４８％～５１％の範囲の水分率を生じた。この充填剤配合物は、天然ゴム(RSS3)と組合せ、これは平均水分率を、目標とした最終複合材料の充填剤負荷量４６ｐｈｒ又は５１ｐｈｒを計算するために使用した。シランカップリング剤は、Si-69シランカップリング剤(“Si69”；Evonik Industries)であり、これはシリカの第一の部分と一緒に添加した。
湿潤シリカは、表１０１のプロトコール(16L Z)を使用しBB-16ミキサー(16.2L、４ＷＮローター、ラム圧＝１１２ｂａｒ）内で、又は表７５のプロトコール(66L ZZ)に従い４ＷＮローターを装備したBB-72ミキサー(66.2L)内で、ラム圧１５５ｂａｒで、天然ゴムと混合した。得られた混合物を、更なる加工のために、固定刃を装備したTSR-125二軸スクリュー送出式押出機に移した。混合の第二ステージは、6WIローターを装備したKobelco BB-16接線式ミキサー（容量１４．４Ｌ）において、表７１の混合プロトコール(16L Y)を使用し行った。得られた混合物を、シートフォームへの変換のために、ローラーダイを装備した別の二軸スクリュー送出式押出機へ移した。第一及び第二のステージバッチの間の時間期間は、３時間未満に限定した。ＴＧＡ測定結果により確定された充填剤収量損失は、＜１０％であった。
追加の条件、並びに複合材料特性は、表１０２及び表１０３に概説した。別に示さない限りは、スモールズは配合時に添加した。
加硫ゴム特性は、表１０４に示している。
乾式混合比較のための充填剤(例えば、表１００のDry 50)と比べて、湿潤シリカ-カーボンブラック充填剤から作製された複合材料は、低下したｔａｎδ値及び増加した引張応力比を有する加硫ゴムを生じたことを認めることができる。水分２％～１３％のステージ１からの複合材料は、ステージ２で使用することができる。ステージ２における好ましいプローブ温度は、１４０℃を下回った。典型的には、より高いステージ１の水分率は、第二ステージのミキサーへより多くのエネルギーが投入されることを可能にし、これは低下したｔａｎδ値及び増加した引張応力比を生じ、これは一段階プロセスについて認められたものと一致する。
例ＸＸＩＶ：スチレン－ブタジエンゴム／シリカ－カーボンブラック
下記の例は、溶液スチレン－ブタジエン（ｓ－ＳＢＲ）ゴム、並びにシリカ及びカーボンブラックの１０：１の比の配合物を含有する湿潤充填剤を含有する複合材料の調製、並びに対応する加硫ゴムを説明している。これらの例は、ドライミックス試料と比較した。湿潤充填剤は、例ＸＸＩＩに記載のように調製し、乾燥充填剤は、湿らせる前の配合物であった。以下のｓ－ＳＢＲ型を使用した：BUNA(登録商標)VSL 4525-0 S-SBR、Lanxess, 独国(“4525”)；SL553R SSBR、JSR社(“SL553R”)；SL563R SSBR、JSR社 (“SL563R”)。充填剤は、５６ｐｈｒであった。シランカップリング剤は、Si-69シランカップリング剤(“Si69”；Evonik Industries)であり、これはシリカの第一の部分と一緒に添加した。
全ての複合材料は、表１０５に概説した以下のプロトコール（Ａ－Ｄ）の１つに従い調製した。追加の条件、及び複合材料特性は、表１０６に概説している。別に示さない限りは、スモールズは、配合時に添加した。
加硫ゴムは、表６、1.6L配合Cの方法に従い(ステージ1充填率=68％を除く)、表１０７の配合表で配合した。コンパウンドは、表７、C3の方法に従い硬化した。
加硫ゴム特性は、表１０８に示している。
乾式混合比較充填剤と比べ、湿潤シリカ－カーボンブラック充填剤から作製された複合材料は、低下したｔａｎδ値及び／又は増加した引張応力比を有する加硫ゴムを生じたことを認めることができる。
例ＸＸＶ：スチレン－ブタジエンゴム／シリカ－カーボンブラック多段階プロセス
下記例は、溶液スチレン－ブタジエン（ｓ－ＳＢＲ）ゴム、並びにシリカ及びカーボンブラックの１０：１の比の配合物を含有する湿潤充填剤を含有する複合材料の調製、並びに対応する加硫ゴムを説明している。BUNA(登録商標)VSL 4525-0 S-SBR、Lanxess、独国(“4525)を使用した。充填剤負荷量は、５６ｐｈｒであった。シランカップリング剤は、Si-69シランカップリング剤(“Si69”；Evonik Industries)であり、これは充填剤の第一の部分と一緒に添加した。湿潤充填剤は、例XXIIに説明したように調製した。
湿潤シリカ－カーボンブラック充填剤は、表１０１のプロトコール(16L Z)に従い、１６Ｌミキサー(BB-16、６ＷＩローター、ラム圧＝１１２ｂａｒ）内で、ｓ－ＳＢＲと混合した。第一ステージ複合材料は、ローラー－ヘッドを装備した二軸スクリュー送出式押出機(TSR-125、Kobelco Kobe Steel Group)を通過させた。得られた複合材料を、手作業で切断し、対応する第二ステージミキサー(BB-16)へ供給した。第一及び第二ステージバッチの間の時間期間は、１時間未満に限定した。第二ステージ混合は、表７１のプロトコール(16L Y)に従った。別に示さない限りは、スモールズは、配合時に添加した。ＴＧＡ測定結果により確定された充填剤収量損失は、＜１０％であった。
加硫ゴムは、表６，１．６Ｌ配合Ｃの方法に従い、表１０７の配合表(配合表 F7)で配合した（ステージ１充填率＝６８％を除く）。コンパウンドは、表７、Ｃ３の方法に従い硬化した。
追加の条件、及び複合材料特性は、表１０９に概説している。
加硫ゴム特性は、表１１０に列挙している。
二段階プロセスは、s-SBRにより操作することができることを認めることができる。
例ＸＸＶＩ：油展したスチレン－ブタジエンゴム／シリカ－カーボンブラック
下記例は、油展した溶液スチレン－ブタジエンゴム（ＯＥＳＢＲ）、並びにシリカ及びカーボンブラックの１０：１の比の配合物を含有する湿潤充填剤を含有する複合材料の調製、並びに対応する加硫ゴムを例示している。これらの例は、４ＷＮローターを伴うBB-16ミキサー内で混合したドライミックス試料と比較した。湿潤充填剤は、例ＸＸＩＩ記載のように調製し、且つ乾燥充填剤は、湿らせる前の配合物であった。充填剤は、ＯＥＳＢＲ(Buna 4526-2HM OESBR、Lanxess, 独国)と負荷量８１ｐｈｒで一緒にした。シランカップリング剤は、Si-69シランカップリング剤(“Si69”；Evonik Industries)であり、これはシリカの第一の部分と一緒に添加した。
ドライミックス複合材料で、混合の開始時にスモールズの存在を伴うものは、第二のドライミックス複合材料を最終充填剤添加後３０ｓで抗酸化剤を添加し調製すること以外は、表９５に概説したプロトコール(16L P)に従い調製した。湿潤充填剤を伴う複合材料は、BB-16ミキサーに関する表１０５Ｃのプロトコールに従い混合した。追加の条件、並びに複合材料の特性は、表１１１に概説した。別に示さない限りは、スモールズは、配合時に添加した。
加硫ゴムは、表６、1.6L配合Cの方法に従い、表１１２の配合表(配合表F8)で配合した（ステージ１充填率＝６８％を除く）。このコンパウンドは、表７、C3の方法に従い硬化した。
加硫ゴム特性は、表１１３に示している。
Dry56及びDry57と比べ、湿潤シリカ-カーボンブラック充填剤から作製された複合材料は、低下したｔａｎδ値及び／又は増加した引張応力比を有する加硫ゴムを生じることを認めることができる。
例ＸＸＶＩＩ：シリカ／天然ゴム複合材料の特徴
この例は、天然ゴム(RSS3)中に分散された主にシリカである充填剤（シリカ：カーボンブラック＝１０：１） を含有する複合材料のマイクロ分散特性を説明している。具体的には、この例は、レオロジー特性、すなわちペイン差は、本複合材料と乾式混合法で作製された同じ組成の複合材料の間で測定可能な差異を示すことを明らかにしている。これらの複合材料の調製は、例ＸＸＩＩ又は例ＸＸＩＩＩに説明している。
RSS3天然ゴム及び充填剤（シリカ及びカーボンブラックの１０：１の比の配合物）を含有する複合材料のレオロジー特性は、先に説明したＲＰＡ法により測定される。０．１％及び２００％歪みでの動的貯蔵弾性率（Ｇ’）を記録した。ペイン差は、Ｇ’（０．１％）－Ｇ’（２００％）として計算される。
本発明のペイン差の値は、同じ充填剤型（例えば、カーボンブラック、シリカなど）、充填剤負荷量、ポリマー型、及びコンパウンド配合表を有する複合材料(Dry51)である、乾式混合された同等物のペイン差の値に対し規準化される。これは、ペイン差指数(Payne Diff Index)と称される。１００より大きい指数値は、この複合材料は、類似の組成の乾式混合された複合材料よりも、より低いペイン差の値を有することを示している。ペイン差分指数は、下記式により計算される：
ペイン差分指数＝１００＋１００＊［１－（例のペイン差）／（参照のペイン差）］
式中、“参照”は、乾式混合された同等物である。
ペイン差は、エラストマー中の充填剤ネットワークの状態の測定である。低いペイン差は、より良い分布、充填剤粒子のより少ない連結されたネットワークを示す。ペイン差及び指数のデータは、表１１４に示している。
本発明の複合材料は、ＴＧＡにより決定した、参照試料Dry51（５２ｐｈｒ）の±２ｐｈｒ以内（５％未満の変動）の充填剤負荷量の変動を有する。
本複合材料は、ドライミックス複合材料と比べ、より低いペイン差の値を有する。例えば、本複合材料は、１３５から１６０を超える範囲のペイン差分指数を有し、これはドライミックスの比較Dry51よりも、各々、30％から60％より低いペイン差の値を示す。そのような改善された分布は一般に、得られるゴムのより低い動的損失(例えばtanδ)に有利であると考えられる。また多段階プロセスにより調製された複合材料は、一般に、一段階プロセスにより調製された複合材料と比べ、より低いペイン差の値を有することも認めることができる。
本発明は、以下の態様を含んでいる。
（１）
複合材料を調製する方法であって：
（ａ）少なくとも、固体エラストマー、並びに充填剤及び湿潤充填剤の総重量を基に１５％～６５重量％の範囲の量で存在する液体を含有する湿潤充填剤を、１個以上のローターを有するミキサーに装填すること；
（ｂ）１以上の混合工程において、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤を混合し、混合物を形成することであって、並びに該混合工程の少なくとも１つにおいて、ミキサーが、温度Ｔｚを６５℃以上に設定される少なくとも１つの温度制御手段を有する該混合を実施し、並びに蒸発により混合物から液体の少なくとも一部を除去すること；並びに
（ｃ）ミキサーから、５％を超えない充填剤収量損失で、少なくとも２０ｐｈｒの負荷量でエラストマー中に分散された充填剤を含有する複合材料を送出し、ここで複合材料は、該複合材料の総重量を基に１０重量％を超えない液体含量を有すること：を含む、方法。
（２）
前記充填剤が、炭素質材料、カーボンブラック、シリカ、ナノセルロース、リグニン、クレイ、ナノクレイ、金属酸化物、金属炭酸塩、熱分解炭素、グラフェン、酸化グラフェン、還元型酸化グラフェン、カーボンナノチューブ、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、又はそれらの組合せ、並びにそれらのコートされた及び処理された材料から選択された材料の少なくとも１種を含有する、（１）記載の方法。
（３）
前記充填剤が、カーボンブラック及びケイ素－処理カーボンブラックから選択された少なくとも１種の材料を含有する、（１）記載の方法。
（４）
前記充填剤が、シリカを更に含有する、（１）～（３）のいずれか一項記載の方法。
（５）
前記工程（ｂ）及び任意に工程（ａ）において、少なくとも１種の温度制御手段が、温度Ｔｚを７０℃以上に設定する、（１）～（４）のいずれか一項記載の方法。
（６）
前記工程（ｂ）及び任意に工程（ａ）において、少なくとも１種の温度制御手段が、温度Ｔｚを、６５℃～１００℃の範囲に設定する、（１）～（５）のいずれか一項記載の方法。
（７）
混合のための得られる全比エネルギーが、少なくとも１，４００ｋＪ／ｋｇ複合材料である、（１）～（６）のいずれか一項記載の方法。
（８）
前記複合材料１ｋｇ当たりの液体の時間平均送出速度が、乾燥重量ベースで０．０１～０．１４ｋｇ／（分・ｋｇ）の範囲である、（１）～（７）のいずれか一項記載の方法。
（９）
前記工程（ｂ）の混合が、ミキサーの少なくとも１個のローターに、エネルギーＥ Ｒ を、下記式に従う２０％～８０％の範囲のエネルギー効率で適用することを含み：
エネルギー効率＝所要熱量／Ｅ Ｒ ×１００％
ここで、所要熱量は、１００％効率で、複合材料１ｋｇから液体を除去するのに必要とされるエネルギーである、（１）～（８）のいずれか一項記載の方法。
（１０）
１種以上のゴム薬品が、工程（ｃ）において送出された複合材料に存在しない、（１）～（９）のいずれか一項記載の方法。
（１１）
前記湿潤充填剤が、３０％～６５重量％の範囲の量で存在する液体を有する、（１）～（１０）のいずれか一項記載の方法。
（１２）
前記固体エラストマーが、天然ゴム、機能性天然ゴム、スチレン－ブタジエンゴム、機能性スチレン－ブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム、機能性ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、エチレン－プロピレンゴム、イソブチレン－ベースのエラストマー、ポリクロロプレンゴム、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、ポリスルフィドゴム、ポリアクリレートエラストマー、フルオロエラストマー、パーフルオロエラストマー、シリコーンエラストマー、及びそれらの配合物から選択される、（１）～（１１）のいずれか一項記載の方法。
（１３）
複合材料を調製する方法であって：
（ａ）少なくとも、少なくとも５０ｗｔ％の天然ゴムを含有する固体エラストマー、並びに充填剤及び湿潤充填剤の総重量を基に少なくとも１５重量％の量で存在する液体を含有する湿潤充填剤を、ミキサーに装填し、ここで少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤の乾燥重量ベースの充填率が、６８％を超えないこと；
（ｂ）１以上の混合工程において、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤を混合し、混合物を形成することであって、並びに該混合工程の少なくとも１つにおいて、少なくとも１つの温度制御手段により制御されたミキサー温度で該混合を実施し、並びに蒸発により混合物から液体の少なくとも一部を除去すること；並びに
（ｃ）ミキサーから、１０％を超えない充填剤収量損失で、少なくとも２０ｐｈｒの負荷量でエラストマー中に分散された充填剤を含有する複合材料を送出し、ここで複合材料は、該複合材料の総重量を基に１０重量％を超えない液体含量を有すること：を含む、方法。
（１４）
前記乾燥重量ベースの充填率が、６６％を超えない、（１３）記載の方法。
（１５）
前記ミキサーが、最低位置への下方垂直移動が可能なラムを備えるバッチミキサーであり、ここで混合時に、ミキサーは、１個以上のローターの直径の３０％を超えない距離だけ、最低位置からの最大ラム撓みにより操作される、（１３）又は（１４）記載の方法。
（１６）
前記乾燥重量ベースの複合材料１ｋｇ当たりの液体の時間平均放出速度が、０．０１～０．１４ｋｇ／（分・ｋｇ）の範囲である、（１３）～（１５）のいずれか一項記載の方法。
（１７）
前記工程（ｂ）の混合が、ミキサーの少なくとも１個のローターに、エネルギーＥ Ｒ を、下記式に従う２０％～８０％の範囲のエネルギー効率で適用することを含み：
エネルギー効率＝所要熱量／Ｅ Ｒ ×１００％
ここで、所要熱量は、１００％効率で、複合材料１ｋｇから液体を除去するのに必要とされるエネルギーである、（１３）～（１６）のいずれか一項記載の方法。
（１８）
前記１以上の混合工程が、混合時間の少なくとも５０％について、少なくとも０．６ｍ／ｓの先端速度で作動する１個以上のローターにより実施される、（１３）～（１７）のいずれか一項記載の方法。
（１９）
前記固体エラストマーの少なくとも７０ｗｔ％が、天然ゴムである、（１３）～（１８）のいずれか一項記載の方法。
（２０）
前記固体エラストマーの少なくとも９０ｗｔ％が、天然ゴムである、（１３）～（１８）のいずれか一項記載の方法。
（２１）
前記固体エラストマーが、エラストマー配合物を含有する複合材料を形成するための天然ゴムとは異なる少なくとも１種の追加のエラストマーを更に含む、（１３）～（２０）のいずれか一項記載の方法。
（２２）
前述の少なくとも１種の追加のエラストマーが、ポリブタジエン及びスチレン－ブタジエンゴムから選択される、（２１）記載の方法。
（２３）
前述の装填が、天然ゴムとは個別に少なくとも１種の追加の固体エラストマーを、ミキサーに装填することを含む、（２１）又は（２２）記載の方法。
（２４）
前記装填が、天然ゴム及び少なくとも１種の追加の固体エラストマーの配合物である固体エラストマーを、ミキサーに装填することを含む、（１３）～（２３）のいずれか一項記載の方法。
（２５）
前記工程（ｂ）の混合が、ラム停止時間にわたり少なくとも２．５ｋＷ／ｋｇの平均比出力を適用することを含む、（１３）～（２４）のいずれか一項記載の方法。
（２６）
１種以上のゴム薬品が、工程（ｃ）において送出された複合材料には存在しない、（１３）～（２５）のいずれか一項記載の方法。
（２７）
前記充填剤が、炭素質材料、カーボンブラック、シリカ、ナノセルロース、リグニン、クレイ、ナノクレイ、金属酸化物、金属炭酸塩、熱分解炭素、グラフェン、酸化グラフェン、還元型酸化グラフェン、カーボンナノチューブ、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、又はそれらの組合せ、並びにそれらのコートされた及び処理された材料から選択された少なくとも１種の材料を含有する、（１３）～（２６）のいずれか一項記載の方法。
（２８）
前記充填剤が、カーボンブラック、ケイ素－処理カーボンブラック、及びシリカから選択された少なくとも１種の材料を含有する、（１３）～（２６）のいずれか一項記載の方法。
（２９）
前記工程（ｂ）及び任意に工程（ａ）において、少なくとも１種の温度制御手段が、温度Ｔｚを、４０℃～１１０℃の範囲に設定される、（１３）～（２８）のいずれか一項記載の方法。
（３０）
複合材料を調製する方法であって：
（ａ）少なくとも、固体エラストマー、並びに充填剤及び湿潤充填剤の総重量を基に少なくとも１５重量％の量で存在する液体を含有する湿潤充填剤を、１個以上のローターを有するミキサーに装填すること；
（ｂ）１以上の混合工程において、ミキサー内で、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤を混合し、混合物を形成することであって、並びに該混合工程の少なくとも１つが、混合時間の少なくとも５０％について少なくとも０．６ｍ／ｓの先端速度で作動する１個以上のローターにより、少なくとも１つの温度制御手段により制御されたミキサー温度で該混合を実施し、並びに蒸発により混合物から液体の少なくとも一部を除去すること；並びに
（ｃ）ミキサーから、１０％を超えない充填剤収量損失で、少なくとも２０ｐｈｒの負荷量でエラストマー中に分散された充填剤を含有する複合材料を送出し、ここで複合材料は、該複合材料の総重量を基に１０重量％を超えない液体含量を有すること：を含む、方法。
（３１）
前記充填剤が、炭素質材料、カーボンブラック、シリカ、ナノセルロース、リグニン、クレイ、ナノクレイ、金属酸化物、金属炭酸塩、熱分解炭素、グラフェン、酸化グラフェン、還元型酸化グラフェン、カーボンナノチューブ、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、又はそれらの組合せ、並びにそれらのコートされた及び処理された材料から選択された少なくとも１種の材料を含有する、（３０）記載の方法。
（３２）
前記充填剤の少なくとも５０ｗｔ％が、カーボンブラック及びケイ素－処理カーボンブラックから選択される、（３０）記載の方法。
（３３）
前記充填剤の少なくとも５０ｗｔ％が、カーボンブラックである、（３０）記載の方法。
（３４）
混合のため得られる全比エネルギーが、少なくとも１，４００ｋＪ／ｋｇ複合材料である、（３０）～（３３）のいずれか一項記載の方法。
（３５）
実質的に全ての湿潤充填剤がミキサーに装填された後に、混合の得られる比エネルギーＥ １００％filler が、少なくとも１，１００ｋＪ／ｋｇ複合材料である、（３０）～（３４）のいずれか一項記載の方法。
（３６）
総湿潤充填剤の少なくとも７５重量％がミキサーに装填された後に、混合の得られる比エネルギーＥ ７５％filler が、少なくとも１，３００ｋＪ／ｋｇ複合材料である、（３０）～（３５）のいずれか一項記載の方法。
（３７）
前記工程（ｂ）の混合が、ミキサーの少なくとも１個のローターに、エネルギーＥ Ｒ を、下記式に従う２０％～８０％の範囲のエネルギー効率で適用することを含み：
エネルギー効率＝所要熱量／Ｅ Ｒ ×１００％
ここで、所要熱量は、１００％効率で、複合材料１ｋｇから液体を除去するのに必要とされるエネルギーである、（３０）～（３６）のいずれか一項記載の方法。
（３８）
乾燥重量ベースの複合材料１ｋｇ当たりの液体の時間平均送出速度が、０．０１～０．１４ｋｇ／（分・ｋｇ）の範囲である、（３０）～（３７）のいずれか一項記載の方法。
（３９）
前記工程（ｂ）の混合が、ラム停止時間にわたり少なくとも２．５ｋＷ／ｋｇの平均比出力を適用することを含む、（３０）～（３８）のいずれか一項記載の方法。
（４０）
前記湿潤充填剤が、少なくとも３０重量％の量で存在する液体を有する、（３０）～（３９）のいずれか一項記載の方法。
（４１）
前記湿潤充填剤が、４０％～６５重量％の範囲の量で存在する液体を有する、（３０）～（３９）のいずれか一項記載の方法。
（４２）
前記湿潤充填剤が、下記式：
ｋ＊ＯＡＮ／（１００＋ＯＡＮ）＊１００
（式中、ｋは、０．６～１．１の範囲である）に従う充填剤のＯＡＮの関数として決定された量で存在する液体を有する、（３０）～（３９）のいずれか一項記載の方法。
（４３）
前記先端速度が、０．６ｍ／ｓ～１０ｍ／ｓの範囲である、（３０）～（４２）のいずれか一項記載の方法。
（４４）
前述の送出された複合材料が、５重量％を超えない液体含量を有する、（３０）～（４３）のいずれか一項記載の方法。
（４５）
前記混合が同じく、圧搾、圧縮、絞り、又はそれらの任意の組合せにより、混合物から液体を除去することも含む、（３０）～（４４）のいずれか一項記載の方法。
（４６）
前記液体が、水を含む、（３０）～（４５）のいずれか一項記載の方法。
（４７）
前記湿潤充填剤が、粉末、ペースト、ペレット、又はケーキの形状である、（３０）～（４６）のいずれか一項記載の方法。
（４８）
前記混合物が、非－湿潤充填剤を更に含有する、（３０）～（４７）のいずれか一項記載の方法。
（４９）
工程（ｃ）における送出時の、ミキサーの温度が、１２０℃～１８０℃の範囲である、（３０）～（４８）のいずれか一項記載の方法。
（５０）
前記複合材料が、５％を超えない充填剤収量損失を有する、（３０）～（４９）のいずれか一項記載の方法。
（５１）
前記混合物の充填率が、５０％～７０％の範囲である、（３０）～（５１）のいずれか一項記載の方法。
（５２）
前記固体エラストマーが、天然ゴム、機能性天然ゴム、スチレン－ブタジエンゴム、機能性スチレン－ブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム、機能性ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、エチレン－プロピレンゴム、イソブチレン－ベースのエラストマー、ポリクロロプレンゴム、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、ポリスルフィドゴム、ポリアクリレートエラストマー、フルオロエラストマー、パーフルオロエラストマー、シリコーンエラストマー、及びそれらの配合物から選択される、（３０）～（５１）のいずれか一項記載の方法。
（５３）
送出された複合材料を、少なくとも１種の追加エラストマーと混合することを更に含む、（３０）～（５２）のいずれか一項記載の方法。
（５４）
前記固体エラストマーが、第一の固体エラストマーであり、及び装填が更に、ミキサーに、少なくとも１種の追加の固体エラストマーを装填することを含む、（３０）～（５２）のいずれか一項記載の方法。
（５５）
前述の少なくとも１種の追加エラストマーが、エラストマー配合物を含有する複合材料を形成するための固体エラストマーとは異なる、（５３）又は（５４）記載の方法。
（５６）
前記固体エラストマーが、天然ゴムであり、及び少なくとも１種の追加エラストマーが、ポリブタジエン及びスチレン－ブタジエンゴムから選択される、（５３）～（５５）のいずれか一項記載の方法。
（５７）
前記１種以上のゴム薬品が、工程（ｃ）において送出された複合材料に存在しない、（３０）～（５６）のいずれか一項記載の方法。
（５８）
前記工程（ｂ）及び任意に工程（ａ）において、少なくとも１種の温度制御手段が、４０℃～１１０℃の範囲である、温度Ｔｚに設定される、（３０）～（５７）のいずれか一項記載の方法。
（５９）
前記工程（ｂ）及び任意に工程（ａ）において、少なくとも１種の温度制御手段が、６５℃以上の温度Ｔｚに設定される、（３０）～（５７）のいずれか一項記載の方法。
（６０）
該混合が、１つの混合工程において実行される、（３０）～（５９）のいずれか一項記載の方法。
（６１）
該混合が、２つ以上の混合工程において実行される、（３０）～（５９）のいずれか一項記載の方法。
（６２）
該ミキサーが、第一のミキサーであり、並びにこの方法が、該混合後、及び該送出前に、該第一のミキサー又は第二のミキサー又は両方の中で該混合物を更に混合し、複合材料を得ることを更に含む、（６１）記載の方法。
（６３）
該更なる混合が、該混合後の該混合物の液体含量と比べ、該混合物の液体含量を減少する、（６２）記載の方法。
（６４）
前記１以上の混合工程が、連続プロセスである、（３０）～（６３）のいずれか一項記載の方法。
（６５）
前記１以上の混合工程が、バッチプロセスである、（３０）～（６３）のいずれか一項記載の方法。
（６６）
前記１以上の混合工程が、一工程で実行され、及びラム停止時間が、３分～３０分の範囲である、（６５）記載の方法。
（６７）
前記ミキサーが、少なくとも１０Ｌのチャンバー容積を有する、（３０）～（６６）のいずれか一項記載の方法。
（６８）
前記混合が、二翼式ローター、四翼式ローター、六翼式ローター、八翼式ローター、及び１以上のスクリューローターから選択された少なくとも１個のローターで実行される、（３０）～（６７）のいずれか一項記載の方法。
（６９）
前記複合材料が、複合材料の総重量を基に５重量％未満の油含量を有する、（３０）～（６８）のいずれか一項記載の方法。
（７０）
前記湿潤充填剤が、乾燥されていないカーボンブラックを含有する、（３０）～（６９）のいずれか一項記載の方法。
（７１）
前記湿潤充填剤が、再び濡らされているドライカーボンブラックを含有する、（３０）～（６９）のいずれか一項記載の方法。
（７２）
前記湿潤充填剤が、ペレタイザー、流動床、スプレー、ミキサー、又は回転ドラム内で再び湿らされたドライカーボンブラックを含む、（３０）～（７１）のいずれか一項記載の方法。
（７３）
前記ドライカーボンブラックペレットが、再び湿らされる前に、練磨、造粒、粉砕、及び分級から選択された少なくとも１つのプロセスに供される、（７２）記載の方法。
（７４）
前記充填剤が、シリカを含有する、（３０）及び（３４）～（６９）のいずれか一項記載の方法。
（７５）
前記充填剤が更に、カーボンブラックを含有する、（７４）記載の方法。
（７６）
前記ミキサーに、カップリング剤を装填することを更に含む、（７４）又は（７５）のいずれか一項記載の方法。
（７７）
装填が、（ａ）において、ミキサーに、カップリング剤及び湿潤充填剤の少なくとも一部を装填することを更に含む、（７６）記載の方法。
（７８）
工程（ｂ）及び任意に工程（ａ）において、少なくとも１種の温度制御手段が、４０℃～１１０℃の範囲の温度Ｔｚに設定される、（７４）～（７７）のいずれか一項記載の方法。
（７９）
前記湿潤充填剤が、２０％～６０重量％の範囲の量で存在する液体を有する、（７４）～（７８）のいずれか一項記載の方法。
（８０）
混合のため得られる全比エネルギーが、少なくとも１，１００ｋＪ／ｋｇ複合材料である、（７４）～（７９）のいずれか一項記載の方法。
（８１）
前記湿潤充填剤が、乾燥されていないシリカを含む、（７４）～（８０）のいずれか一項記載の方法。
（８２）
前記複合材料が、少なくとも１０５のペイン差分指数を有する、（７４）～（８１）のいずれか一項記載の方法。
（８３）
前記充填剤が、ケイ素－処理カーボンブラックを含有する、（３０）及び（５９）～（６９）のいずれか一項記載の方法。
（８４）
前記充填剤が、カーボンブラック、処理したカーボンブラック、シリカ、及びケイ素－処理カーボンブラックから選択された少なくとも２種の充填剤の配合物を含有する、（３０）～（８３）のいずれか一項記載の方法。
（８５）
複合材料を調製する方法であって：
（ａ）少なくとも、固体エラストマー、並びに充填剤及び湿潤充填剤の総重量を基に少なくとも１５重量％の量で存在する液体を含有する湿潤充填剤を、１個以上のローターを有する第一のミキサーに装填すること；
（ｂ）１以上の混合工程において、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤を混合し、混合物を形成することであって、並びに該混合工程の少なくとも１つにおいて、混合時間の少なくとも５０％について少なくとも０．６ｍ／ｓの先端速度で作動する１個以上のローターにより、少なくとも１つの温度制御手段により制御されたミキサー温度で該混合を実施し、並びに蒸発により混合物から液体の少なくとも一部を除去すること；並びに
（ｃ）第一のミキサーから、少なくとも２０ｐｈｒの負荷量でエラストマー中に分散された充填剤を含有する混合物を送出し、ここで混合物は、工程（ｂ）の開始時の液体含量未満の量まで減少された液体含量を有し、並びにここで、混合物は、１００℃～１８０℃の範囲の材料温度を有すること；
（ｄ）第二のミキサーにおいて、（ｃ）由来の混合物を混合し、複合材料を得、ここで第二のミキサーは、以下の条件の少なくとも１つの下で操作されること：
（ｉ）５ｐｓｉ以下のラム圧；
（ｉｉ）その最高レベルの少なくとも７５％まで上昇されたラム；
（ｉｉｉ）浮動モードで操作されたラム；
（ｉｖ）混合物と実質的に接触しないように配置されたラム；
（ｖ）ミキサーは、ラム－レスであること；及び
（ｖｉ）混合物の充填率が、２５％～７０％の範囲であること；並びに
（ｅ）第二のミキサーから、該複合材料の総重量を基に３重量％未満の液体含量を有する複合材料を送出すること：を含む、方法。
（８６）
前記充填剤が、炭素質材料、カーボンブラック、シリカ、ナノセルロース、リグニン、クレイ、ナノクレイ、金属酸化物、金属炭酸塩、熱分解炭素、グラフェン、酸化グラフェン、還元型酸化グラフェン、カーボンナノチューブ、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、又はそれらの組合せ、並びにそれらのコートされた及び処理された材料から選択された少なくとも１種の材料を含有する、（８５）記載の方法。
（８７）
前記充填剤が、カーボンブラック及びケイ素－処理カーボンブラックから選択された少なくとも１種の材料を含有する、（８５）記載の方法。
（８８）
前記充填剤が、カーボンブラックを含有する、（８５）記載の方法。
（８９）
前記湿潤充填剤が、少なくとも２０重量％の量で存在する液体を有する、（８５）～（８８）のいずれか一項記載の方法。
（９０）
前記湿潤充填剤が、４０％～６５重量％の範囲の量で存在する液体を有する、（８５）～（８８）のいずれか一項記載の方法。
（９１）
前記混合物が、工程（ｂ）の開始時の混合物の液体含量の５０ｗｔ％未満の量に減少される液体含量を有する、（８５）～（９０）のいずれか一項記載の方法。
（９２）
（ｃ）における混合物が、１％～２０重量％の範囲の液体含量を有する、（８５）～（９０）のいずれか一項記載の方法。
（９３）
（ｃ）における混合物が、２％～１５重量％の範囲の液体含量を有する、（８５）～（９０）のいずれか一項記載の方法。
（９４）
工程（ｂ）及び任意に工程（ａ）において、少なくとも１種の温度制御手段が、６０℃～１１０℃の範囲の温度Ｔｚに設定されている、（８５）～（９３）のいずれか一項記載の方法。
（９５）
（ｃ）における混合の開始と送出の間の期間が、３分間～１５分間の範囲である、（８５）～（９４）のいずれか一項記載の方法。
（９６）
第一のミキサーにおける混合に関するラム停止時間が、３分間～１５分間である、（８５）～（９４）のいずれか一項記載の方法。
（９７）
第一のミキサー内の混合物の充填率が、５０％～７０％の範囲である、（８５）～（９６）のいずれか一項記載の方法。
（９８）
第二のミキサー内の混合物の充填率が、２５％～６０％の範囲である、（８５）～（９７）のいずれか一項記載の方法。
（９９）
前記固体エラストマーが、天然ゴム、機能性天然ゴム、スチレン－ブタジエンゴム、機能性スチレン－ブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム、機能性ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、エチレン－プロピレンゴム、イソブチレン－ベースのエラストマー、ポリクロロプレンゴム、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、ポリスルフィドゴム、ポリアクリレートエラストマー、フルオロエラストマー、パーフルオロエラストマー、シリコーンエラストマー、及びそれらの配合物から選択される、（８５）～（９８）のいずれか一項記載の方法。
（１００）
前記固体エラストマーが、天然ゴムを含有する、（８５）～（９９）のいずれか一項記載の方法。
（１０１）
前記混合物が、１２０℃～１５０℃の範囲の材料温度を有する、（８５）～（１００）のいずれか一項記載の方法。
（１０２）
前記混合物が、１３０℃～１４０℃の範囲の材料温度を有する、（８５）～（１００）のいずれか一項記載の方法。
（１０３）
前記エラストマーが、天然ゴム、スチレン－ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、及びそれらの配合物から選択される、（８５）～（１０２）のいずれか一項記載の方法。
（１０４）
前記混合物が、１２０℃～１７０℃の範囲の材料温度を有する、（１０３）のいずれか一項記載の方法。
（１０５）
（ｂ）における混合の得られる全比エネルギーが、１０００～２５００ｋＪ／ｋｇの範囲である、（８５）～（１３８）のいずれか一項記載の方法。
（１０６）
前記充填剤が、シリカを含有する、（８５）及び（８９）～（１０５）のいずれか一項記載の方法。
（１０７）
工程（ｂ）及び任意に工程（ａ）において、少なくとも１つの温度制御手段が、４０℃～１１０℃の範囲の温度Ｔｚに設定される、（１０６）記載の方法。
（１０８）
前記湿潤充填剤が、２０％～６５重量％の範囲の量で存在する液体を有する、（１０６）又は（１０７）記載の方法。
（１０９）
前記充填剤が、シリカを含有し、及びエラストマーが、天然ゴムを含有する、（１０６）～（１０８）のいずれか一項記載の方法。
（１１０）
前記混合物が、１００℃～１５０℃の範囲の材料温度を有する、（１０９）記載の方法。
（１１１）
複合材料を調製する方法であって：
（ａ）少なくとも、固体エラストマー、並びに充填剤及び湿潤充填剤の総重量を基に少なくとも１５重量％の量で存在する液体を含有する湿潤充填剤を、１個以上のローターを有する第一のミキサーに装填すること；
（ｂ）１以上の混合工程において、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤を混合し、混合物を形成することであって、並びに該混合工程の少なくとも１つにおいて、少なくとも１つの温度制御手段により制御されたミキサー温度で該混合を実施し、及び混合時間にわたり少なくとも２．５ｋＷ／ｋｇの平均比出力を適用し、並びに蒸発により混合物から液体の少なくとも一部を除去すること；
（ｃ）第一のミキサーから、少なくとも２０ｐｈｒの負荷量でエラストマー中に分散された充填剤を含有する混合物を送出し、ここで混合物は、工程（ｂ）の開始時の液体含量未満の量まで減少された液体含量を有し、並びにここで、混合物は、１００℃～１８０℃の範囲の材料温度を有すること；
（ｄ）第二のミキサーにおいて、（ｃ）由来の混合物を混合し、複合材料を得、ここで第二のミキサーは、以下の条件の少なくとも１つの下で操作されること：
（ｉ）５ｐｓｉ以下のラム圧；
（ｉｉ）その最高レベルの少なくとも７５％まで上昇されたラム；
（ｉｉｉ）浮動モードで操作されたラム；
（ｉｖ）混合物と実質的に接触しないように配置されたラム；
（ｖ）ミキサーは、ラム－レスであること；及び
（ｖｉ）混合物の充填率が、２５％～７０％であること；並びに
（ｅ）第二のミキサーから、該複合材料の総重量を基に３重量％未満の液体含量を有する複合材料を送出すること：を含む、方法。
（１１２）
前記平均比出力が、混合時間にわたり少なくとも３ｋＷ／ｋｇである、（１１１）記載の方法。
（１１３）
前記平均比出力が、混合時間にわたり少なくとも４．５ｋＷ／ｋｇである、（１１１）記載の方法。
（１１４）
前記平均比出力が、混合時間にわたり２．５～１０ｋＷ／ｋｇの範囲である、（１１１）記載の方法。
（１１５）
前記混合時間が、１５分間を超えない、（１１１）～（１１４）のいずれか一項記載の方法。
（１１６）
前記混合時間が、ラム停止時間である、（１１１）～（１１５）のいずれか一項記載の方法。
（１１７）
前記混合時間が、（ａ）における装填から（ｃ）における送出までの総混合時間である、（１１１）～（１１５）のいずれか一項記載の方法。
（１１８）
前記湿潤充填剤が、少なくとも３０重量％の量で存在する液体を有する、（１１１）～（１１７）のいずれか一項記載の方法。
（１１９）
前記湿潤充填剤が、４０％～６５重量％の範囲の量で存在する液体を有する、（１１１）～（１１７）のいずれか一項記載の方法。
（１２０）
前記固体エラストマーが、天然ゴム、機能性天然ゴム、スチレン-ブタジエンゴム、機能性スチレン-ブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム、機能性ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、エチレン-プロピレンゴム、イソブチレン-ベースのエラストマー、ポリクロロプレンゴム、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、ポリスルフィドゴム、ポリアクリレートエラストマー、フルオロエラストマー、パーフルオロエラストマー、シリコーンエラストマー、及びそれらの配合物から選択される、（１１１）～（１１９）のいずれか一項記載の方法。
（１２１）
前記充填剤が、炭素質材料、カーボンブラック、シリカ、ナノセルロース、リグニン、クレイ、ナノクレイ、金属酸化物、金属炭酸塩、熱分解炭素、グラフェン、酸化グラフェン、還元型酸化グラフェン、カーボンナノチューブ、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、又はそれらの組合せ、並びにそれらのコートされた及び処理された材料から選択された少なくとも１種の材料を含有する、（１１１）～（１２０）のいずれか一項記載の方法。
（１２２）
複合材料を調製する方法であって：
（ａ）少なくとも固体エラストマー及びペレット化された湿潤充填剤の連続フローを、連続ミキサーの投入端へ装填し、ここで湿潤充填剤は、充填剤及び湿潤充填剤の総重量を基に少なくとも１５重量％の量で存在する液体を含むこと；
（ｂ）固体エラストマー及び湿潤充填剤を、連続ミキサーの長さ方向に沿って運搬し、ここで運搬時に、混合が、蒸発による液体の少なくとも一部の除去を伴い起こること；並びに
（ｃ）連続ミキサーの送出端から、１０％を超えない充填剤収量損失で少なくとも２０ｐｈｒの負荷量でエラストマー中に分散された充填剤を含有する複合材料を送出し、ここで複合材料は、該複合材料の総重量を基に１０重量％を超えない液体含量を有すること：を含む、方法。
（１２３）
前記連続ミキサーが、細長いチャンバーを有する、（１２２）記載の方法。
（１２４）
（ｂ）における混合が、固体エラストマー及び湿潤充填剤の、細長いチャンバー内で軸方向に配向された１個以上のローターとの接触により起こる、（１２３）記載の方法。
（１２５）
１個以上のローターの温度が、制御される、（１２４）記載の方法。
（１２６）
（ｂ）における運搬が、少なくとも１個の回転可能なスクリューにより実行され、これを通じてもまた混合が起こる、（１２２）記載の方法。
（１２７）
前記ミキサーが、二軸スクリュー押出機である、（１２６）記載の方法。
（１２８）
（ａ）における装填が、少なくとも固体エラストマー及びペレット化された湿潤充填剤のプレ－配合物の実質的な連続フローを装填することを含む、（１２２）～（１２７）のいずれか一項記載の方法。
（１２９）
（ａ）における装填が、固体エラストマーの第一の実質的な連続フロー及びペレット化された湿潤充填剤の第二の実質的な連続フローを、個別に装填することを含む、（１２２）～（１２７）のいずれか一項記載の方法。
（１３０）
前記ペレット化された湿潤充填剤が、カーボンブラック、ケイ素－処理カーボンブラック、及びシリカから選択される、（１２２）～（１２９）のいずれか一項記載の方法。
（１３１）
前記固体エラストマーが、天然ゴム、機能性天然ゴム、スチレン－ブタジエンゴム、機能性スチレン－ブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、エチレン－プロピレンゴム、イソブチレン－ベースのエラストマー、及びそれらの配合物から選択される、（１２２）～（１２９）のいずれか一項記載の方法。
（１３２）
複合材料を調製する方法であって：
（ａ）ミキサーに、固体エラストマー、並びに充填剤及び湿潤充填剤の総重量を基に少なくとも１５重量％の量で存在する液体を含有する湿潤充填剤を装填すること；
（ｂ）１以上の混合工程において、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤を混合し、混合物を形成し、並びに該混合工程の少なくとも１つにおいて、少なくとも１つの温度制御手段により制御されたミキサー温度で該混合を実施し、並びに、蒸発により混合物から液体の少なくとも一部を除去し、ここで該混合時に、ミキサーは、１２０℃以上の指定された温度に到達すること；
（ｃ）該装填（ａ）又は該混合（ｂ）時に、分解防止剤及びカップリング剤から選択された少なくとも１種の添加物を任意に添加し、並びにミキサーが指定された温度に達した後に、１種以上のゴム薬品を任意に添加すること；並びに
（ｄ）ミキサーから、１０％を超えない充填剤収量損失で少なくとも２０ｐｈｒの負荷量でエラストマー中に分散された充填剤を含有する複合材料を送出し、ここで複合材料は、該複合材料の総重量を基に１０重量％を超えない液体含量を有し、並びにミキサーが指定された温度に達する前の該装填（ａ）及び該混合（ｂ）は、１種以上のゴム薬品が実質的に存在せずに実行されること：を含む、方法。
（１３３）
加硫ゴムを調製する方法であって：
少なくとも１種の硬化剤の存在下で、（１）～（１３２）のいずれか一項記載の方法により調製された複合材料を、硬化し、加硫ゴムを形成することを含む、方法。
（１３４）
前記加硫ゴムが、同じ組成を有するドライミックス複合材料から調製された加硫ゴムのｔａｎδ値未満である、ｔａｎδ値を有する、（１３３）記載の方法。
（１３５）
前記加硫ゴムが、同じ組成を有するドライミックス複合材料から調製された加硫ゴムの引張応力比よりも大きい、引張応力比Ｍ３００／Ｍ１００を有し、ここでＭ１００及びＭ３００は、各々、１００％及び３００％伸長時の引張応力を指す、（１３３）又は（１３４）記載の方法。
（１３６）
前記加硫ゴムが、少なくとも５．９の引張応力比Ｍ３００／Ｍ１００を有し、ここでＭ１００及びＭ３００は、各々、１００％及び３００％伸長時の引張応力を指す、（１３３）～（１３５）のいずれか一項記載の加硫ゴム。
（１３７）
前記加硫ゴムが、０．２２を超えない最大ｔａｎδ（６０℃）を有する、（１３３）～（１３６）のいずれか一項記載の加硫ゴム。
（１３８）
前記加硫ゴム中の充填剤の少なくとも５０ｗｔ％が、カーボンブラックであり、及び加硫ゴムが、少なくとも１０５の抵抗率指数を有する、（１３３）～（１３７）のいずれか一項記載の加硫ゴム。
（１３９）
加硫ゴムを調製する方法であって：
少なくとも１種の硬化剤の存在下で、（８５）～（１２１）のいずれか一項記載の方法により調製された複合材料を、硬化し、加硫ゴムを形成することを含む、方法。
（１４０）
前記加硫ゴムが、工程（ｂ）において送出された混合物から調製された加硫ゴムのｔａｎδ値未満である、ｔａｎδ値を有する、（１３９）記載の方法。
（１４１）
前記加硫ゴムが、工程（ｂ）において送出された混合物から調製された加硫ゴムの引張応力比よりも大きい、引張応力比Ｍ３００／Ｍ１００を有し、ここでＭ１００及びＭ３００は、各々、１００％及び３００％伸長時の引張応力を指す、（１３９）又は（１４０）記載の方法。
（１４２）
エラストマー中に分散された充填剤を含有する複合材料であって、ここで充填剤が、充填剤の総重量に対し少なくとも５０重量％の量のカーボンブラックを含有し、並びにエラストマーが、エラストマーの総重量に対し少なくとも５０重量％の天然ゴムを含有し、並びに複合材料が、以下の特性：
（ａ）充填剤は、式（１）に従うエラストマー中の分散の状態を有する：
Ａ≦１．２５＊Ｂ＋ｘ （１）
（式中：
Ａは、複合材料中の充填剤粒子の面積相当直径（μｍ）のｄ ９０ であり、及び
Ｂは、［面積相当直径≧２μｍを有する粒子の総面積］／［総造影面積］×１００％
であり、ここでＢ≧１％であり、
Ａ及びＢは、ミクロトーム切片の透過モードの光学顕微鏡により決定され、並びに
ｘは、１５～２０の範囲の数字である）；並びに
（ｂ）複合材料は、式（２）に従う特性を有する：
Ｇ’（０．１％）／Ｇ’（２００％）≦０．１＊Ｇ’（５０％）－ｙ （２）
（式中、Ｇ’（０．１％）は、０．１％歪振幅で測定された動的貯蔵弾性率であり、Ｇ’（２００％）は、２００％歪振幅で測定された動的貯蔵弾性率であり、Ｇ’（５０％）は、５０％歪振幅で測定された動的貯蔵弾性率であり、動的貯蔵弾性率は、周波数１Ｈｚ、１００℃で測定され、並びにｙは、７～１０の範囲の数字である）：を有する、複合材料。
（１４３）
前記エラストマーが、ポリブタジエンゴム及びスチレン－ブタジエンゴムから選択された少なくとも１種のゴムを更に含有する、（１４２）記載の複合材料。
（１４４）
ｘ＝１５である、（１４２）又は（１４３）記載の複合材料。
（１４５）
ｙ＝１０である、（１４２）～（１４４）のいずれか一項記載の複合材料。
（１４６）
前記カーボンブラックが、少なくとも６０ｍ ２ ／ｇのＳＴＳＡを有する、（１４２）～（１４５）のいずれか一項記載の複合材料。
（１４７）
前記カーボンブラックが、少なくとも７５ｍＬ／１００ｇのＣＯＡＮを有する、（１４２）～（１４６）のいずれか一項記載の複合材料。
（１４８）
前記カーボンブラックが、１～１．２の範囲のＢＥＴ／ＳＴＳＡ比を有する、（１４２）～（１４７）のいずれか一項記載の複合材料。
（１４９）
前記複合材料が、６０ｐｈｒ以下のカーボンブラック負荷量を有する、（１４２）～（１４８）のいずれか一項記載の複合材料。
（１５０）
前記充填剤が更に、シリカを含有する、（１４２）～（１４９）のいずれか一項記載の複合材料。
（１５１）
（１４２）～（１５０）のいずれか一項記載の複合材料を、少なくとも１種の硬化剤の存在下で、硬化することを含む、加硫ゴムを製造する方法。
（１５２）
（１４２）～（１５０）のいずれか一項記載の複合材料から調製された加硫ゴム。
（１５３）
エラストマー中に分散された充填剤を含有する加硫ゴムであって、ここで充填剤が、カーボンブラックを充填剤の総重量に対し少なくとも５０重量％量で含有し、及びエラストマーが、天然ゴムをエラストマーの総重量に対し少なくとも５０重量％含有し、並びにここで：
カーボンブラックは、少なくとも６０ｍ ２ ／ｇのＳＴＳＡ、及び１～１．２の範囲のＢＥＴ／ＳＴＳＡ比を有し；並びに
加硫ゴムは、式（３）を満足する抵抗率及び分散の特性：
［ｌｎ（Ｒ）－３．８］／［０．２８＊δ］≧０．０００４＊ν＋０．９ （３）
（式中：
Ｒは、抵抗率（ｏｈｍ・ｃｍ）であり；
δ＝（６０００・［０．８０６・φ －１／３ β －１／３ －１］／ρＳ）×β １．４３
ここで：
φ＝複合材料中のカーボンブラックの体積分率、
Ｓ＝カーボンブラックのＢＥＴ表面積（ｍ ２ ／ｇ）、
ρ＝カーボンブラック密度、１．８ｇ／ｃｍ ３ と推定される
β＝φ ｅｆｆ ／φ、
φ ｅｆｆ は、
φ ｅｆｆ ＝φ［１＋（０．０１８１＊ＣＯＡＮ）］／１．５９
から計算されたオクルードされたゴムを考慮した、カーボンブラックの有効体積分率であり：ここでＣＯＡＮは、ＡＳＴＭ Ｄ３４９３により決定されたカーボンブラックの圧縮油吸収量であり；並びに
ν≧６５、ここでνは、ミクロトーム切片の透過モードの光学顕微鏡により決定された、少なくとも４μｍの面積相当直径を有する粒子／ｍｍ ２ の数値である）：を有する、加硫ゴム。
（１５４）
前記エラストマーが、ポリブタジエンゴム及びスチレン－ブタジエンゴムから選択された少なくとも１種のゴムを更に含有する、（１５３）記載の加硫ゴム。
（１５５）
前記カーボンブラックが、少なくとも７５ｍＬ／１００ｇのＣＯＡＮを有する、（１５３）又は（１５４）記載の加硫ゴム。
（１５６）
前記充填剤が、シリカを更に含む、（１５３）～（１５５）のいずれか一項記載の加硫ゴム。
（１５７）
前記加硫ゴムが、少なくとも５．９の引張応力比Ｍ３００／Ｍ１００を有し、ここでＭ１００及びＭ３００は、各々、１００％及び３００％伸長時の引張応力を指す、（１５３）～（１５６）のいずれか一項記載の加硫ゴム。
（１５８）
前記加硫ゴムが、０．２２を超えない最大ｔａｎδ（６０℃）を有する、（１５３）～（１５７）のいずれか一項記載の加硫ゴム。
（１５９）
（１５３）～（１５８）のいずれか一項記載の加硫ゴムを含有する処理されたタイヤ。
（１６０）
（１５３）～（１５８）のいずれか一項記載の加硫ゴムを含有する製品。
（１６１）
前記製品が、空気式タイヤ、非空気式又は中実タイヤに混入されている、（１６０）記載の製品。
（１６２）
前記製品が、再生タイヤのためのタイヤトレッド、アンダートレッド、インナーライナー、側壁、側壁インサート、ワイヤスキム、及びクッションゴムから選択された、（１６０）記載の製品。
（１６３）
前記製品が、ホース、ライニング、ライナー、シール、ガスケット、防振製品、トラック、トラック－プロペラ車両装置のためのトラックパッド、エンジンマウント、地震安定化装置、採掘装置用篩、採掘装置用ライニング、コンベヤベルト、シュートライナー、スラリーポンプライナー、泥水ポンプ羽根車、バルブシート、バルブ本体、ピストンハブ、ピストン棒、プランジャー、スラリー混合用羽根車及びスラリーポンプ羽根車、粉砕ミルライナー、サイクロン及び液体サイクロン、伸縮継手、船舶機器用の浚渫ポンプ及び船外機ポンプのためのライニング、船舶用シャフトシール、並びにプロペラシャフトから選択される、（１６０）記載の製品。
（１６４）
集積された製造作業において複合材料を調製する方法であって：
（ａ）湿潤充填剤である最終製品が、充填剤及び湿潤充填剤の総重量を基に少なくとも１５重量％の量で存在する液体を含むようなプロセスにより、充填剤製造施設において、充填剤を製造すること；
（ｂ）該湿潤充填剤を、少なくとも１個のミキサーへ運搬すること；
（ｃ）該少なくとも１個のミキサーに、少なくとも固体エラストマー及び該湿潤充填剤を装填し、ここで少なくとも１個のミキサーは、少なくとも１つの温度制御手段を有すること；
（ｄ）１以上の混合工程において、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤を混合し、混合物を形成し、並びに該混合工程の少なくとも１つにおいて、少なくとも１つの温度制御手段により制御されたミキサー温度で該混合を実施し、並びに、蒸発により混合物から液体の少なくとも一部を除去すること；並びに
（ｅ）少なくとも１個のミキサーから、１０％を超えない充填剤収量損失で少なくとも２０ｐｈｒの負荷量でエラストマー中に分散された充填剤を含有する複合材料を送出し、ここで複合材料は、該複合材料の総重量を基に１０重量％を超えない液体含量を有すること：を含む、方法。
（１６５）
以下のパラメータの１以上が、該方法時に利用される：
－少なくとも１つの温度制御手段が、該混合時に、６５℃以上の温度Ｔｚに設定されること；及び／又は
－該混合時に、１個以上のローターは、混合時間の少なくとも５０％について、少なくとも０．６ｍ／ｓの先端速度で操作されること；及び／又は
－ミキサーに、少なくとも、天然ゴムを少なくとも５０ｗｔ％を含有する固体エラストマー及び湿潤充填剤を装填し、ここで少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤の乾燥重量ベースの充填率は、６８％を超えないこと；及び／又は
－少なくとも１つの温度制御手段により制御されたミキサー温度で該混合を実施し、並びに混合時間にわたり少なくとも２．５ｋＷ／ｋｇの平均比出力を適用すること；及び／又は
－混合が、連続混合工程であり、並びに装填が、連続ミキサーへ、少なくとも固体エラストマー及び湿潤充填剤の連続フローを、装填することを含むこと；及び／又は
－複合材料を得るための第二のミキサーであって、ここで第二のミキサーは、以下の条件の少なくとも１つの下で操作される：（ｉ）５ｐｓｉ以下のラム圧；（ｉｉ）その最高レベルの少なくとも７５％まで上昇されたラム；（ｉｉｉ）浮動モードで操作されたラム；（ｉｖ）混合物と実質的に接触しないように配置されたラム；（ｖ）ミキサーは、ラム－レスである；並びに、（ｖｉ）混合物の充填率が、２５％～７０％の範囲であること；及び／又は
－少なくとも１５００ｋＪ／ｋｇ複合材料の得られる全比エネルギーを生じる、混合時間の少なくとも５０％について、少なくとも０．５ｍ／ｓの先端速度での１個以上のローター操作であって、ここで湿潤充填剤は、湿潤粒子状充填剤であること；及び／又は
－任意に、該装填（ａ）又は該混合（ｂ）時における、分解防止剤及びカップリング剤から選択された少なくとも１種の添加物を添加し、並びに任意に、ミキサーが１２０℃以上の温度へ到達した後に、１種以上のゴム薬品を添加すること：（１６４）記載の方法。

Claims (21)

  1. エラストマー中に分散された充填剤を含有する複合材料であって、ここで充填剤が、充填剤の総重量に対し少なくとも５０重量％の量のカーボンブラックを含有し、並びにエラストマーが、エラストマーの総重量に対し少なくとも５０重量％の天然ゴムを含有し、並びに複合材料が、以下の特性：
    （ａ）充填剤は、式（１）に従うエラストマー中の分散の状態を有する：
    Ａ≦１．２５＊Ｂ＋ｘ （１）
    （式中：
    Ａは、複合材料中の充填剤粒子の面積相当直径（μｍ）のｄ９０であり、及び
    Ｂは、［面積相当直径≧２μｍを有する粒子の総面積］／［総造影面積］×１００％
    であり、ここでＢ≧１％であり、
    Ａ及びＢは、ミクロトーム切片の透過モードの光学顕微鏡により決定され、並びに
    ｘは、１５～２０の範囲の数字である）；並びに
    （ｂ）複合材料は、式（２）に従う特性を有する：
    Ｇ’（０．１％）／Ｇ’（２００％）≦０．１＊Ｇ’（５０％）－ｙ （２）
    （式中、Ｇ’（０．１％）は、０．１％歪振幅で測定された動的貯蔵弾性率であり、Ｇ’（２００％）は、２００％歪振幅で測定された動的貯蔵弾性率であり、Ｇ’（５０％）は、５０％歪振幅で測定された動的貯蔵弾性率であり、動的貯蔵弾性率は、周波数１Ｈｚ、１００℃で測定され、並びにｙは、７～１０の範囲の数字である）：を有する、複合材料。
  2. エラストマー中に分散された充填剤を含有する加硫ゴムであって、ここで充填剤が、カーボンブラックを充填剤の総重量に対し少なくとも５０重量％量で含有し、及びエラストマーが、天然ゴムをエラストマーの総重量に対し少なくとも５０重量％含有し、並びにここで：
    カーボンブラックは、少なくとも６０ｍ２／ｇのＳＴＳＡ、及び１～１．２の範囲のＢＥＴ／ＳＴＳＡ比を有し；並びに
    加硫ゴムは、式（３）を満足する抵抗率及び分散の特性：
    ［ｌｎ（Ｒ）－３．８］／［０．２８＊δ］≧０．０００４＊ν＋０．９ （３）
    （式中：
    Ｒは、抵抗率（ｏｈｍ・ｃｍ）であり；
    δ＝（６０００・［０．８０６・φ－１／３β－１／３－１］／ρＳ）×β１．４３
    ここで：
    φ＝複合材料中のカーボンブラックの体積分率、
    Ｓ＝カーボンブラックのＢＥＴ表面積（ｍ２／ｇ）、
    ρ＝カーボンブラック密度、１．８ｇ／ｃｍ３と推定される
    β＝φｅｆｆ／φ、
    φｅｆｆは、
    φｅｆｆ＝φ［１＋（０．０１８１＊ＣＯＡＮ）］／１．５９
    から計算された、オクルードされたゴムを考慮した、カーボンブラックの有効体積分率であり：ここでＣＯＡＮは、ＡＳＴＭ Ｄ３４９３により決定されたカーボンブラックの圧縮油吸収量であり；並びに
    ν≧６５、ここでνは、ミクロトーム切片の透過モードの光学顕微鏡により決定された、少なくとも４μｍの面積相当直径を有する粒子／ｍｍ２の数値である）：を有する、加硫ゴム。
  3. 前記エラストマーが、ポリブタジエンゴム及びスチレン－ブタジエンゴムから選択された少なくとも１種のゴムを更に含有する、請求項１記載の複合材料。
  4. ｘ＝１５である、請求項１又は３記載の複合材料。
  5. ｙ＝１０である、請求項１、３又は４記載の複合材料。
  6. 前記カーボンブラックが、少なくとも６０ｍ ２ ／ｇのＳＴＳＡを有する、請求項１又は３～５のいずれか一項記載の複合材料。
  7. 前記カーボンブラックが、少なくとも７５ｍＬ／１００ｇのＣＯＡＮを有する、請求項１又は３～６のいずれか一項記載の複合材料。
  8. 前記カーボンブラックが、１～１．２の範囲のＢＥＴ／ＳＴＳＡ比を有する、請求項１、又は３～７のいずれか一項記載の複合材料。
  9. 前記複合材料が、６０ｐｈｒ以下のカーボンブラック負荷量を有する、請求項１又は３～８のいずれか一項記載の複合材料。
  10. 前記充填剤が更に、シリカを含有する、請求項１又は３～９のいずれか一項記載の複合材料。
  11. 請求項１又は３～１０のいずれか一項記載の複合材料から調製された加硫ゴム。
  12. 前記エラストマーが、ポリブタジエンゴム及びスチレン－ブタジエンゴムから選択された少なくとも１種のゴムを更に含有する、請求項２記載の加硫ゴム。
  13. 前記カーボンブラックが、少なくとも７５ｍＬ／１００ｇのＣＯＡＮを有する、請求項２又は１２記載の加硫ゴム。
  14. 前記充填剤が、シリカを更に含む、請求項２、１２又は１３記載の加硫ゴム。
  15. 前記加硫ゴムが、少なくとも５．９の引張応力比Ｍ３００／Ｍ１００を有し、ここでＭ１００及びＭ３００は、各々、１００％及び３００％伸長時の引張応力を指す、請求項２又は１２～１４のいずれか一項記載の加硫ゴム。
  16. 前記加硫ゴムが、０．２２を超えない最大ｔａｎδ（６０℃）を有する、請求項２又は１２～１５のいずれか一項記載の加硫ゴム。
  17. 請求項２又は１２～１６のいずれか一項記載の加硫ゴムを含有する処理されたタイヤ。
  18. 請求項２又は１２～１６のいずれか一項記載の加硫ゴムを含有する製品。
  19. 前記製品が、空気式タイヤ、非空気式又は中実タイヤに混入されている、請求項１８記載の製品。
  20. 前記製品が、タイヤトレッド、アンダートレッド、インナーライナー、側壁、側壁インサート、ワイヤスキム、及び再生タイヤのためのクッションゴムから選択された、請求項１８記載の製品。
  21. 前記製品が、ホース、ライニング、ライナー、シール、ガスケット、防振製品、トラック、トラック－プロペラ車両装置のためのトラックパッド、エンジンマウント、地震安定化装置、採掘装置用篩、採掘装置用ライニング、コンベヤベルト、シュートライナー、スラリーポンプライナー、泥水ポンプ羽根車、バルブシート、バルブ本体、ピストンハブ、ピストン棒、プランジャー、スラリー混合用羽根車及びスラリーポンプ羽根車、粉砕ミルライナー、サイクロン及び液体サイクロン、伸縮継手、船舶機器用の浚渫ポンプ及び船外機ポンプのためのライニング、船舶用シャフトシール、並びにプロペラシャフトから選択される、請求項１８記載の製品。
JP2023083259A 2019-06-05 2023-05-19 エラストマー及び充填剤を含有する複合材料の調製方法 Active JP7642017B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023137336A JP7602591B2 (ja) 2019-06-05 2023-08-25 エラストマー及び充填剤を含有する複合材料の調製方法

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962857779P 2019-06-05 2019-06-05
US62/857,779 2019-06-05
JP2021572285A JP7344319B2 (ja) 2019-06-05 2020-06-04 エラストマー及び充填剤を含有する複合材料の調製方法
PCT/US2020/036168 WO2020247663A1 (en) 2019-06-05 2020-06-04 Methods of preparing a composite having elastomer and filler

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021572285A Division JP7344319B2 (ja) 2019-06-05 2020-06-04 エラストマー及び充填剤を含有する複合材料の調製方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023137336A Division JP7602591B2 (ja) 2019-06-05 2023-08-25 エラストマー及び充填剤を含有する複合材料の調製方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2023116476A JP2023116476A (ja) 2023-08-22
JP2023116476A5 JP2023116476A5 (ja) 2023-09-29
JP7642017B2 true JP7642017B2 (ja) 2025-03-07

Family

ID=71846464

Family Applications (5)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021572284A Pending JP2022535869A (ja) 2019-06-05 2020-06-04 タイヤトレッド
JP2021572285A Active JP7344319B2 (ja) 2019-06-05 2020-06-04 エラストマー及び充填剤を含有する複合材料の調製方法
JP2023083259A Active JP7642017B2 (ja) 2019-06-05 2023-05-19 エラストマー及び充填剤を含有する複合材料の調製方法
JP2023137336A Active JP7602591B2 (ja) 2019-06-05 2023-08-25 エラストマー及び充填剤を含有する複合材料の調製方法
JP2024170843A Pending JP2025003449A (ja) 2019-06-05 2024-09-30 タイヤトレッド

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021572284A Pending JP2022535869A (ja) 2019-06-05 2020-06-04 タイヤトレッド
JP2021572285A Active JP7344319B2 (ja) 2019-06-05 2020-06-04 エラストマー及び充填剤を含有する複合材料の調製方法

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023137336A Active JP7602591B2 (ja) 2019-06-05 2023-08-25 エラストマー及び充填剤を含有する複合材料の調製方法
JP2024170843A Pending JP2025003449A (ja) 2019-06-05 2024-09-30 タイヤトレッド

Country Status (13)

Country Link
US (6) US12209170B2 (ja)
JP (5) JP2022535869A (ja)
KR (3) KR102669944B1 (ja)
CN (4) CN119081241A (ja)
CA (1) CA3142527A1 (ja)
DE (2) DE112020002674T5 (ja)
ES (1) ES2918516B2 (ja)
FR (5) FR3098819B1 (ja)
MX (1) MX2021014928A (ja)
PL (1) PL439723A1 (ja)
SK (1) SK932021A3 (ja)
TW (4) TWI789597B (ja)
WO (2) WO2020247672A1 (ja)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2995081C (en) 2015-08-07 2023-10-03 Monolith Materials, Inc. Method of making carbon black
CN116249625A (zh) * 2020-09-28 2023-06-09 普利司通美国轮胎运营有限责任公司 用于非充气轮胎支撑部件的橡胶组合物
WO2022125675A1 (en) 2020-12-09 2022-06-16 Beyond Lotus Llc Methods of preparing a composite having elastomer and filler
WO2022125677A1 (en) 2020-12-09 2022-06-16 Beyond Lotus Llc Method of preparing a compound having elastomer and filler
EP4259698A1 (en) * 2020-12-09 2023-10-18 Beyond Lotus Llc Methods of preparing a composite having elastomer, filler, and linking agents
WO2022125683A1 (en) 2020-12-09 2022-06-16 Beyond Lotus Llc Methods of preparing a composite comprising never-dried natural rubber and filler
WO2022146432A1 (en) * 2020-12-30 2022-07-07 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Method of milling rubber composition having graphene and liquid rubber
JP7606616B2 (ja) * 2020-12-31 2024-12-25 ブリヂストン アメリカズ タイヤ オペレーションズ、 エルエルシー シリカ含有タイヤトレッドにおける弾性率の回復
US11773234B2 (en) 2021-02-09 2023-10-03 Pq, Llc Silica gel as reinforcement agent for rubber compounds
WO2022173733A1 (en) * 2021-02-09 2022-08-18 Pq Llc Silica gel as reinforcement agent for rubber compounds
US20240352225A1 (en) * 2021-07-20 2024-10-24 Beyond Lotus Llc Stored elastomer composites
US12583261B2 (en) * 2021-08-31 2026-03-24 The Goodyear Tire & Rubber Company Aircraft tire with zoned tread
US12434509B2 (en) 2021-08-31 2025-10-07 The Goodyear Tire & Rubber Company Aircraft tire with zoned tread
CN117940260A (zh) * 2021-09-03 2024-04-26 超越莲花有限责任公司 具有弹性体和填料的复合物的制备方法
FR3127896A1 (fr) 2021-10-12 2023-04-14 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Mélangeur inversé pour fabriquer un mélange de caoutchouc
JP7749414B2 (ja) * 2021-11-08 2025-10-06 Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 シリカの分散評価値の算出方法、システム、及びプログラム
WO2023107991A1 (en) 2021-12-08 2023-06-15 Beyond Lotus Llc Methods of preparing a composite having resins
WO2023122582A2 (en) 2021-12-21 2023-06-29 Beyond Lotus Llc Method of enhancing carbon product performance in elastomers
CN114193647B (zh) * 2022-02-18 2022-05-13 武汉金合鑫橡塑制品有限公司 一种基于图像处理的橡胶塑炼机控制方法及装置
ES2957342A1 (es) 2022-06-02 2024-01-17 Univ Catalunya Politecnica Composición de caucho con efecto elastocalórico
US12031027B2 (en) 2022-06-06 2024-07-09 Akron Polymer Solutions, Inc. Conveyor belt cover compound
CN115418033B (zh) * 2022-08-29 2024-01-12 中策橡胶集团股份有限公司 一种履带用轮侧胶橡胶组合物、混炼方法、应用和高性价比履带
KR102776059B1 (ko) * 2022-09-22 2025-03-06 주식회사 덕양에코 회전용적식 펌프용 로터 제조용 그래핀강화 고무조성물의 제조방법
LU503118B1 (en) 2022-11-29 2024-06-03 Apollo Tyres Global R & D Bv A low rolling resistance rubber composition
DE112024001262T5 (de) 2023-03-15 2026-01-15 Beyond Lotus Llc Reifenlauffläche
US20240409720A1 (en) * 2023-06-06 2024-12-12 Monolith Materials, Inc. Carbon particle compositions and methods of generating the same
CN121889340A (zh) 2023-06-27 2026-04-17 超越莲花有限责任公司 用于处理经回收的碳的方法和所得的经研磨的经回收的碳以及含有其的产品
WO2025000258A1 (en) 2023-06-28 2025-01-02 Cabot (China) Limited Smooth epdm profiles with blends of reclaimed carbon and carbon black
US20250073123A1 (en) * 2023-08-30 2025-03-06 Becton, Dickinson And Company Medical Device Comprising Self-Lubricating Rubber Component
CN117183284B (zh) * 2023-10-11 2026-04-21 江苏洪硕科技有限公司 一种高耐磨tpe的制备方法
WO2026075938A1 (en) 2024-10-03 2026-04-09 Cabot Corporation Elastomer composites with polysaccharide filler
US20260102959A1 (en) 2024-10-15 2026-04-16 Cabot Corporation Methods for extruding elastomeric compositions
WO2026085133A2 (en) 2024-10-15 2026-04-23 Cabot Corporation Methods for preparing elastomer composites with mixer ventilation

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012062393A (ja) 2010-09-15 2012-03-29 Bridgestone Corp ゴム組成物からなるタイヤ
US20190002702A1 (en) 2015-12-15 2019-01-03 Columbian Chemicals Company Carbon black composition with sulfur doner

Family Cites Families (127)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2036168A (en) 1934-01-18 1936-03-31 Sonbert Machine Company Paper machine and process of making paper
US2820836A (en) 1954-03-30 1958-01-21 Us Rubber Co Method of dispersing carbon black in bulk rubber
GB770773A (en) 1954-04-24 1957-03-27 Hardman & Holden Ltd Improvements in and relating to the processing of rubber
NL129751C (ja) 1961-06-26
BE631750A (ja) 1962-04-30
BE636614A (ja) 1962-08-30
US3294720A (en) 1962-12-26 1966-12-27 Gen Tire & Rubber Co Masticating and heating of mixtures comprising wet rubber crumb, carbon black and softener
US3528785A (en) 1969-02-03 1970-09-15 Cabot Corp Carbon black pelletization including heated boundary wall
US4073840A (en) 1973-10-19 1978-02-14 Exxon Research & Engineering Co. Method for forming a fiber reinforced foam article
JPS5524716A (en) * 1978-08-09 1980-02-22 Hitachi Ltd Expansion forming method and apparatus for same
DE4006194C2 (de) 1990-02-28 1994-06-09 Peter Julius Vorrichtung zum Herstellen von Kautschukmischungen
DE4027261C1 (ja) 1990-08-29 1991-12-12 Continental Gummi-Werke Ag
DE4124600A1 (de) 1991-07-25 1993-01-28 Continental Ag Vorrichtung zum herstellen von kautschukmischungen
DE4129108A1 (de) 1991-09-02 1993-03-04 Continental Ag Vorrichtung zum herstellen von kautschukmischungen
US5599868A (en) 1994-04-19 1997-02-04 Bridgestone Corporation Process for compounding filler materials and polymers and products therefrom
DE4420543A1 (de) 1994-06-14 1995-12-21 Continental Ag Verfahren zur Herstellung von Kautschukmischungen
IL116376A (en) 1994-12-15 2001-03-19 Cabot Corp Aqueous ink jet ink compositions containing modified carbon products
US5554739A (en) 1994-12-15 1996-09-10 Cabot Corporation Process for preparing carbon materials with diazonium salts and resultant carbon products
IL116379A (en) 1994-12-15 2003-12-10 Cabot Corp Aqueous inks and coatings containing modified carbon products
IL116377A (en) 1994-12-15 2003-05-29 Cabot Corp Reaction of carbon black with diazonium salts, resultant carbon black products and their uses
IT1274257B (it) 1995-02-24 1997-07-15 Pirelli Procedimento per la produzione di una mescola di gomma vulcanizzabile con carica rinforzante a base di silice
US6028137A (en) 1995-05-22 2000-02-22 Cabot Corporation Elastomeric compounds incorporating silicon-treated carbon blacks
US6075084A (en) * 1996-04-01 2000-06-13 Cabot Corporation Elastomer composite blends and methods - II
TW360585B (en) 1996-04-01 1999-06-11 Cabot Corp Elastomeric compositions and methods and apparatus for producing same
US5707432A (en) 1996-06-14 1998-01-13 Cabot Corporation Modified carbon products and inks and coatings containing modified carbon products
DE69706298T2 (de) 1996-06-14 2002-06-13 Cabot Corp., Boston Modifizierte farbpigmente und diese enthaltende tintenstrahltinte
DE69722109T2 (de) 1996-09-03 2004-02-19 Michelin Recherche Et Technique S.A. Reifen mit einer Lauffläche aus zwei verschiedenen Gummizusammensetzungen zur Steuerung der Abnutzung
JPH10175208A (ja) 1996-10-18 1998-06-30 Bridgestone Corp シランカップリング剤配合ゴム組成物の練り方法
IT1290083B1 (it) 1997-03-14 1998-10-19 Pirelli Pneumatico a bassa temperatura d'esercizio
US5895522A (en) 1997-08-12 1999-04-20 Cabot Corporation Modified carbon products with leaving groups and inks and coatings containing modified carbon products
US5830395A (en) 1997-08-12 1998-11-03 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for making a uniform dispersion of aramid fibers and polymer
CN100473684C (zh) * 1997-09-30 2009-04-01 卡伯特公司 弹性体复合共混料及其制备方法
JP3996694B2 (ja) * 1998-03-19 2007-10-24 住友ゴム工業株式会社 ゴム組成物
JP4278765B2 (ja) 1999-02-01 2009-06-17 住友ゴム工業株式会社 ゴム組成物の製造方法
PL193664B1 (pl) 1999-04-16 2007-03-30 Cabot Corp Sposób obróbki w zasadzie skoagulowanej przedmieszki oraz ciągły, przepływowy sposób wytwarzania kompozytu elastomerowego i urządzenie do wytwarzaniakompozytu elastomerowego
US6357016B1 (en) 1999-12-09 2002-03-12 Intel Corporation Method and apparatus for disabling a clock signal within a multithreaded processor
US6391234B1 (en) 1999-12-21 2002-05-21 General Electric Company Compounding filled silicone compositions
US6555609B1 (en) * 2000-09-14 2003-04-29 The Goodyear Tire & Rubber Company Silica reinforced rubber composition which contains thioglycerol coupling agent and benzothiazyl disulfide and article of manufacture, including a tire, having at least one component comprised of such rubber composition
US6646028B2 (en) 2000-12-07 2003-11-11 Cid Centro De Investigacion Y Desarrollo Tecnologico, S.A. De C.V. Rubber and carbon black
DE10061473A1 (de) 2000-12-08 2002-07-18 Continental Ag Verfahren zur Herstellung einer kieselsäurehaltigen Kautschukgrundmischung
BR0211898A (pt) 2001-08-13 2004-09-21 Michelin Soc Tech Composição de borracha diênica para pneumático, processo para preparar a mesma, utilização de uma composição de borracha, artigo semi-acabado de borracha para pneumático, pneumático, banda de rodagem de pneumático, e, processo para reforçar uma composição de borracha diênica destinada à fabricação de pneumáticos
JP2005502753A (ja) 2001-09-07 2005-01-27 株式会社ブリヂストン 補強性充填剤の分散の増大したゴム組成物
DE10149163A1 (de) 2001-10-04 2003-04-17 Buehler Ag Kontinuierliche Herstellung von Elastomermischungen für die Gummiherstellung
US7101922B2 (en) * 2001-12-18 2006-09-05 The Goodyear Tire & Rubber Company Method for preparing elastomer/silica composite
AU2003249019A1 (en) * 2002-07-09 2004-01-23 Momentive Performance Materials Inc. Silica-rubber mixtures having improved hardness
DE50304713D1 (de) 2002-07-12 2006-10-05 Continental Ag Verfahren zur Herstellung von Kautschukmischungen
US7028734B2 (en) 2003-06-24 2006-04-18 The Goodyear Tire & Rubber Company Truck tire with cap/base construction tread
US20050080179A1 (en) 2003-10-14 2005-04-14 Kwang-Jea Kim Method for mixing coupled silica filled rubber
DE60325788D1 (de) 2003-10-28 2009-02-26 Colmec S P A Vorrichtung zum mischen und zum extrudieren von kunststoffmaterialien auf kautschukbasis und auf siliconbasis und deren herstellungsverfahren
US7307121B2 (en) * 2004-03-19 2007-12-11 The Goodyear Tire & Rubber Company Silica containing rubber composition
US20050239946A1 (en) 2004-04-27 2005-10-27 Bridgestone Corporation Preparation of tire composition having improved silica reinforcement
WO2005105913A1 (ja) * 2004-04-28 2005-11-10 Mitsui Chemicals, Inc. ゴム組成物およびその用途
JPWO2005105912A1 (ja) * 2004-04-28 2008-03-13 三井化学株式会社 ゴム組成物の製造方法、ゴム組成物およびその用途
US7735533B2 (en) 2005-12-20 2010-06-15 The Goodyear Tire & Rubber Company Heavy duty tire with silica-rich polyisoprene rubber based intermediate transition layer
WO2008060273A1 (en) * 2006-11-13 2008-05-22 Societe De Technologie Michelin Elastomer compositions with carbon black
US7625965B2 (en) * 2007-02-08 2009-12-01 Momentive Performance Materials Inc. Rubber composition, process of preparing same and articles made therefrom
BRPI0800118A (pt) 2007-02-12 2008-10-07 Goodyear Tire & Rubber composição de borracha reforçada com sìlica e uso em pneumáticos
US10023723B2 (en) 2007-06-05 2018-07-17 Momentive Performance Materials Inc. Process for preparing rubber compositions and articles made therefrom
CA2710859C (en) 2007-12-28 2016-05-17 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Silica containing black sidewall compounds and tires comprising same
CN100592971C (zh) * 2007-12-29 2010-03-03 三角轮胎股份有限公司 双工位串联组合式密炼机
AU2009210723B2 (en) 2008-02-08 2012-08-16 Cabot Corporation An elastomer composite and method for producing it
US20090255613A1 (en) 2008-04-09 2009-10-15 Ping Zhang Tire with tread having an intermediate rubber layer containing a microsphere dispersion
FR2940185B1 (fr) 2008-12-22 2010-12-17 Michelin Soc Tech Bande de roulement a volume de drainage ameliore
JP5579744B2 (ja) 2008-12-29 2014-08-27 コンパニー ゼネラール デ エタブリッスマン ミシュラン 大型車両トレッド／アンダートレッド
JP5608982B2 (ja) * 2009-02-02 2014-10-22 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物
BRPI1009385A2 (pt) 2009-03-16 2016-10-11 Asahi Carbon processo para a produção de uma mistura base de borracha úmida, composição de borracha e pneu
ES2477269T3 (es) 2009-04-24 2014-07-16 Bridgestone Corporation Composición de caucho y goma para neumáticos
WO2011034587A2 (en) 2009-09-17 2011-03-24 Cabot Corporation Elastomer composite blends, method and apparatus for producing same
FR2959744B1 (fr) 2010-05-04 2012-08-03 Michelin Soc Tech Composition de caoutchouc, utilisable pour la fabrication d'un pneumatique dont la composition comporte un amidon et un plastifiant aqueux ou hydrosoluble
CN101851360B (zh) * 2010-06-18 2013-05-01 北京化工大学 一种易混合高填充黏土/橡胶纳米复合材料的制备方法
US8302643B2 (en) 2010-07-28 2012-11-06 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire having tread with zoned cap layer
WO2012031183A2 (en) 2010-09-03 2012-03-08 Cabot Corporation Modified fillers and elastomeric composites comprising same
GB2496362B (en) 2010-09-15 2018-05-02 Cabot Corp Elastomer composite with silica-containing filler and methods to produce same
RU2521899C1 (ru) 2010-10-29 2014-07-10 Мишлен Решерш Э Текник С.А. Протектор шины, содержащий несколько слоев износа
US20140031487A1 (en) * 2010-11-03 2014-01-30 Rhodia Operation Epoxidised elastomer compositions modified by silanes
US9878508B2 (en) 2010-11-30 2018-01-30 The Goodyear Tire & Rubber Company Stiffness enhanced tread element
US8720508B2 (en) 2011-03-17 2014-05-13 Michelin Recherche Et Technique S.A. Tread having a gradient of properties for improving irregular wear
EP2537685A1 (en) 2011-06-23 2012-12-26 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Tyre with improved tread
JP5947496B2 (ja) 2011-07-07 2016-07-06 株式会社ブリヂストン 空気入りラジアルタイヤ
FR2981076B1 (fr) 2011-10-11 2013-11-01 Michelin Soc Tech Methode pour preparer un melange maitre d'elastomere dienique et de silice
FR2983122B1 (fr) 2011-11-29 2014-01-03 Michelin Soc Tech Pneumatique comportant une bande de roulement constituee de plusieurs melanges elastomeriques
US8695662B2 (en) 2011-12-20 2014-04-15 The Goodyear Tire & Rubber Company Truck tire with rubber tread
JP5875380B2 (ja) 2012-01-19 2016-03-02 東洋ゴム工業株式会社 ゴムウエットマスターバッチの製造方法およびゴムウエットマスターバッチ、ならびにゴムウエットマスターバッチを含有するゴム組成物
WO2013115810A1 (en) 2012-01-31 2013-08-08 Michelin Recherche Et Technique S.A. Projecting features molded within submerged tread voids
US9783004B2 (en) 2012-04-30 2017-10-10 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Layered tire tread design with bridged circumferential and transverse grooves
FR2992897B1 (fr) 2012-07-05 2014-08-15 Michelin & Cie Pneumatique comportant une bande de roulement constituee de plusieurs melanges elastomeriques
FR2992895B1 (fr) 2012-07-05 2014-08-15 Michelin & Cie Pneumatique comportant une bande de roulement constituee de plusieurs melanges elastomeriques
FR3000433B1 (fr) 2012-12-27 2015-04-24 Michelin & Cie Bande de roulement amelioree pour pneu de vehicule poids lourd
CA2894772C (en) 2013-01-14 2018-05-01 Cabot Corporation Method and apparatus for processing elastomer composite
JP5961135B2 (ja) 2013-04-15 2016-08-02 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ
MY192040A (en) * 2013-05-20 2022-07-24 Cabot Corp Elastomer composites, blends and methods for preparing same
JP2014227540A (ja) * 2013-05-27 2014-12-08 株式会社ブリヂストン ウェットマスターバッチ
JP2014227542A (ja) 2013-05-27 2014-12-08 四国化成工業株式会社 ビスマレイミド樹脂組成物
CN103600435B (zh) 2013-08-05 2016-04-27 怡维怡橡胶研究院有限公司 橡胶母炼胶的连续式制造方法及该方法制备的橡胶母炼胶
GB201319877D0 (en) 2013-11-11 2013-12-25 Tun Abdul Razak Res Ct Improvements in the mixing and processing of rubber compositions containing polar fillers
JP6195504B2 (ja) 2013-11-11 2017-09-13 東洋ゴム工業株式会社 ゴム組成物
FR3014746B1 (fr) 2013-12-13 2017-08-11 Michelin & Cie Bande de roulement evolutive pour pneu.
KR101582253B1 (ko) * 2014-04-21 2016-01-04 한국타이어 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
JP6271332B2 (ja) * 2014-05-08 2018-01-31 株式会社ブリヂストン ウェットマスターバッチの製造方法及びその方法により製造されたウェットマスターバッチ
JP6313647B2 (ja) 2014-05-08 2018-04-18 株式会社ブリヂストン ゴム組成物及びこれを用いてなるタイヤ
FR3022841B1 (fr) 2014-06-26 2016-06-10 Michelin & Cie Pneumatique comportant une couche d'elements de renforcement circonferentiels
FR3022843B1 (fr) 2014-06-26 2017-11-24 Michelin & Cie Pneumatique comportant une couche d'elements de renforcement circonferentiels
JP2017008244A (ja) 2015-06-24 2017-01-12 昭和電工株式会社 エラストマー組成物の製造方法、エラストマー組成物、マスターバッチ、エラストマー混合物及びエラストマー混合物の製造方法
EP3322745A4 (en) 2015-07-14 2019-06-19 Henkel IP & Holding GmbH CURABLE COMPOSITIONS FOR THE APPLICATION OF A SINGLE DROP FILLING SEALANT
IT201600073305A1 (it) * 2015-07-15 2018-01-13 Cabot Corp Composito di elastomero rinforzato con silice e prodotti che lo contengono.
CN105131371A (zh) * 2015-08-18 2015-12-09 江苏通用科技股份有限公司 全钢载重子午线轮胎子口耐磨胶及制备方法
US20180371181A1 (en) * 2015-12-03 2018-12-27 Ski Carbon Black (India) Pvt Ltd Carbon black latex masterbatch composition
FR3051795B1 (fr) 2016-05-31 2018-06-15 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Procede de sechage d'un caoutchouc naturel
KR102542217B1 (ko) 2016-10-28 2023-06-12 뉴트리션 앤드 바이오사이언시스 유에스에이 4, 인크. 다당류를 포함하는 고무 조성물
CN106674631B (zh) * 2016-12-19 2019-05-14 华南理工大学 一种烯烃类橡胶/填料共混硫化胶的制备方法
FR3061081A1 (fr) 2016-12-28 2018-06-29 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Bande de roulement comportant des cavites cachees
FR3062083A1 (fr) 2017-01-20 2018-07-27 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Flanc de pneumatique pour vehicule lourd de type genie civil
US10457797B2 (en) 2017-04-04 2019-10-29 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with tread with oxidized carbon black
FR3065913B1 (fr) 2017-05-02 2019-06-07 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Flanc de pneumatique pour vehicule lourd de type genie civil
FR3066946B1 (fr) 2017-05-30 2022-12-16 Michelin & Cie Melange continu en phase liquide pour la production de composites destines a une utilisation dans des produits elastomeriques
FR3066947B1 (fr) 2017-05-30 2020-12-11 Michelin & Cie Malaxage d'un composite elastomerique par melange continu en phase liquide
CN107160581B (zh) * 2017-07-07 2019-09-03 江苏通用科技股份有限公司 密炼机变上顶栓压力混炼工艺
DE102017212387A1 (de) 2017-07-19 2019-01-24 Continental Reifen Deutschland Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Kautschukmischung
CN107457933B (zh) * 2017-08-10 2019-04-02 青岛科技大学 一种填料/橡胶复合材料制备方法
EP3691994B1 (en) 2017-10-02 2021-12-01 Cabot Corporation Process for the production of reduced graphite oxide particles
EP3707010B1 (fr) 2017-11-08 2022-03-23 Compagnie Générale des Etablissements Michelin Pneumatique comportant une armature de sommet allegee
JP6989702B2 (ja) * 2017-11-10 2022-01-05 キャボット コーポレイションCabot Corporation １又は複数のエラストマー化合物を生成する方法
DE102017223554A1 (de) 2017-12-21 2019-06-27 Continental Reifen Deutschland Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Kautschukmischung und eine Mischvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US11383561B2 (en) 2017-12-21 2022-07-12 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Crown architecture of an electrically conductive tire for a civil engineering vehicle
WO2019132866A1 (en) 2017-12-27 2019-07-04 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Rubber compositions with reduced graphene oxide
CN112351871A (zh) 2018-06-29 2021-02-09 米其林集团总公司 用于生产弹性体组合物的混合方法和系统
CN117940260A (zh) * 2021-09-03 2024-04-26 超越莲花有限责任公司 具有弹性体和填料的复合物的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012062393A (ja) 2010-09-15 2012-03-29 Bridgestone Corp ゴム組成物からなるタイヤ
US20190002702A1 (en) 2015-12-15 2019-01-03 Columbian Chemicals Company Carbon black composition with sulfur doner

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023164480A (ja) 2023-11-10
JP7602591B2 (ja) 2024-12-18
TWI860602B (zh) 2024-11-01
TWI789597B (zh) 2023-01-11
ES2918516A2 (es) 2022-07-18
US20250115735A1 (en) 2025-04-10
TWI824156B (zh) 2023-12-01
JP2023116476A (ja) 2023-08-22
CN114174399A (zh) 2022-03-11
KR20220019266A (ko) 2022-02-16
TW202103983A (zh) 2021-02-01
TW202317672A (zh) 2023-05-01
US12275834B2 (en) 2025-04-15
DE112020002674T5 (de) 2022-06-02
TW202106769A (zh) 2021-02-16
FR3103488B1 (fr) 2023-09-22
WO2020247672A1 (en) 2020-12-10
CN114174399B (zh) 2023-11-07
US20250084234A1 (en) 2025-03-13
CN119116183A (zh) 2024-12-13
FR3138917A1 (fr) 2024-02-23
CN114206571A (zh) 2022-03-18
FR3098819B1 (fr) 2023-05-05
FR3103488A1 (fr) 2021-05-28
TWI875590B (zh) 2025-03-01
DE112020002676T5 (de) 2022-03-17
CA3142527A1 (en) 2020-12-10
KR102669944B1 (ko) 2024-05-30
ES2918516B2 (es) 2022-12-22
US12247114B1 (en) 2025-03-11
TW202500638A (zh) 2025-01-01
JP2022536295A (ja) 2022-08-15
FR3103672A1 (fr) 2021-05-28
US12344728B2 (en) 2025-07-01
KR20220018558A (ko) 2022-02-15
SK932021A3 (sk) 2022-04-27
US20220332016A1 (en) 2022-10-20
JP2022535869A (ja) 2022-08-10
US20250084233A1 (en) 2025-03-13
FR3134035A1 (fr) 2023-10-06
US20260092160A1 (en) 2026-04-02
JP7344319B2 (ja) 2023-09-13
KR102791600B1 (ko) 2025-04-09
CN119081241A (zh) 2024-12-06
PL439723A1 (pl) 2022-10-17
KR20230146110A (ko) 2023-10-18
KR102767054B1 (ko) 2025-02-14
US12209170B2 (en) 2025-01-28
WO2020247663A1 (en) 2020-12-10
JP2025003449A (ja) 2025-01-09
US20220251333A1 (en) 2022-08-11
MX2021014928A (es) 2022-04-06
ES2918516R1 (es) 2022-07-19
FR3098819A1 (fr) 2021-01-22
US12122893B2 (en) 2024-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7642017B2 (ja) エラストマー及び充填剤を含有する複合材料の調製方法
WO2022125683A1 (en) Methods of preparing a composite comprising never-dried natural rubber and filler
JP7649858B2 (ja) エラストマーと充填剤を含む配合物の調製方法
US20240026128A1 (en) Methods of preparing a composite having elastomer, filler, and linking agents
RU2824975C2 (ru) Способы приготовления композита, содержащего эластомер и наполнитель
WO2023107991A1 (en) Methods of preparing a composite having resins

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230614

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230614

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230920

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240723

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250204

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250225

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7642017

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150