JP2019112559A - Rubber composition for tires, and pneumatic tire using the same - Google Patents

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Abstract

To provide a rubber composition for tires which improves wet grip performance and fuel economy.SOLUTION: The composition contains, based on 100 pts.mass of a rubber component comprising a diene rubber, 1-100 pts.mass of polymer particles which have an alkyl (meth)acrylate unit represented by formula (1) as a constituent unit (where Ris H or a methyl group; R's in the same molecule may be the same or different; Ris a C4-18 alkyl group; and R's in the same molecule may be the same or different) and in which the total amount of an Na concentration and a K concentration is 2,000 ppm or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、タイヤ用ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤに関するものである。   The present invention relates to a rubber composition for a tire, and a pneumatic tire using the same.

従来、タイヤに用いられるゴム組成物においては、湿潤路面におけるグリップ性能(ウエットグリップ性能)と低燃費性に寄与する転がり抵抗性能を高次元でバランスさせることが求められている。しかし、これらは背反特性であるため、同時に改良することは容易ではない。   Conventionally, in a rubber composition used for a tire, it is required to balance the grip performance (wet grip performance) on a wet road surface and the rolling resistance performance contributing to low fuel consumption at a high level. However, since these are contradictory characteristics, it is not easy to improve them simultaneously.

このような問題に対して、特許文献1には、ジエン系ゴムからなるゴム成分100質量部に対し、所定の構成単位を有しかつ反応性シリル基を持たない(メタ)アクリレート系重合体からなる、ガラス転移点が−70〜0℃かつ平均粒径が10nm以上100nm未満の微粒子を、1〜100質量部含有するゴム組成物が開示されている。   With respect to such a problem, Patent Document 1 discloses a (meth) acrylate polymer having a predetermined structural unit and no reactive silyl group per 100 parts by mass of a rubber component consisting of a diene rubber. There is disclosed a rubber composition containing 1 to 100 parts by mass of fine particles having a glass transition temperature of −70 to 0 ° C. and an average particle diameter of 10 nm or more and less than 100 nm.

特開2017−110069号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2017-110069

しかしながら、このような粒子は、その合成方法によっては、乳化剤などの不純物が含まれることがあり、乳化剤などに含まれている金属元素が組成物中に存在すると発熱の要因となるため、低燃費性についてさらなる改善の余地があった。   However, such particles may contain impurities such as an emulsifier depending on the method of synthesis, and if metal elements contained in the emulsifier etc. are present in the composition, they cause heat generation, and therefore low fuel consumption. There was room for further improvement in sex.

本発明は、以上の点に鑑み、タイヤのウエットグリップ性能及び低燃費性を改善することができる、タイヤ用ゴム組成物を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the rubber composition for tires which can improve the wet grip performance and low fuel consumption property of a tire in view of the above point.

本発明に係るタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴムからなるゴム成分100質量部に対して、式(1)で表されるアルキル(メタ)アクリレート単位を構成単位として有し、ナトリウム濃度及びカリウム濃度の合計量が2000ppm以下であるポリマー粒子を1〜100質量部含有するものとする。   The rubber composition for a tire according to the present invention has, as a structural unit, an alkyl (meth) acrylate unit represented by the formula (1) with respect to 100 parts by mass of a rubber component consisting of a diene rubber, sodium concentration and potassium It contains 1 to 100 parts by mass of polymer particles having a total concentration of 2000 ppm or less.

Figure 2019112559
Figure 2019112559

式中、Rは水素原子又はメチル基であり、同一分子中のRは同一でも異なっていてもよく、Rは炭素数4〜18のアルキル基であり、同一分子中のRは同一でも異なっていてもよい。 In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 1 in the same molecule may be the same or different, R 2 is an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms, R 2 in the same molecule It may be the same or different.

上記ポリマー粒子のガラス転移温度は、−70〜0℃であるものとすることができる。   The glass transition temperature of the polymer particles may be -70 to 0 ° C.

上記ポリマー粒子中のナトリウム又はカリウムは、脂肪酸塩又は過硫酸塩として存在するものとすることができる。   The sodium or potassium in the polymer particles can be present as a fatty acid salt or persulfate.

本発明に係る空気入りタイヤは、上記タイヤ用ゴム組成物を用いて作製されたものとする。   The pneumatic tire according to the present invention is manufactured using the above rubber composition for a tire.

本発明のタイヤ用ゴム組成物によれば、タイヤのウエットグリップ性能及び低燃費性を改善することができる。   According to the rubber composition for a tire of the present invention, the wet grip performance and fuel economy of the tire can be improved.

以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。   Hereinafter, matters related to the implementation of the present invention will be described in detail.

本実施形態に係るタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴムからなるゴム成分に、特定の(メタ)アクリレート系重合体からなるポリマー粒子を配合してなるものである。   The rubber composition for a tire according to the present embodiment is formed by blending polymer particles consisting of a specific (meth) acrylate polymer with a rubber component consisting of a diene rubber.

ゴム成分としてのジエン系ゴムとしては、例えば、天然ゴム(NR)、合成イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ニトリルゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、ブタジエン−イソプレン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム等が挙げられ、これらはいずれか1種単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。これらの中でも、NR、BR及びSBRからなる群から選択された少なくとも1種であることが好ましい。   Examples of diene rubbers as rubber components include natural rubber (NR), synthetic isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), nitrile rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), And butyl rubber (IIR), styrene-isoprene copolymer rubber, butadiene-isoprene copolymer rubber, styrene-isoprene-butadiene copolymer rubber, etc., and these are used singly or in combination of two or more. be able to. Among these, at least one selected from the group consisting of NR, BR and SBR is preferable.

上記で列挙した各ジエン系ゴムの具体例には、その分子末端又は分子鎖中において、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルコキシシリル基、及びエポキシ基からなる群から選択された少なくとも1種の官能基が導入されることで、当該官能基により変性された変性ジエン系ゴムも含まれる。変性ジエン系ゴムとしては、変性SBR及び/又は変性BRが好ましい。一実施形態において、ジエン系ゴムは、変性ジエン系ゴム単独でもよく、変性ジエン系ゴムと未変性のジエン系ゴムとのブレンドでもよい。一実施形態において、ジエン系ゴム100質量部中、変性SBRを30質量部以上含んでもよく、変性SBRを50〜90質量部と未変性ジエン系ゴム(例えば、BR及び/又はNR)を50〜10質量部含むものでもよい。   Specific examples of each of the diene rubbers listed above include at least one selected from the group consisting of a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, an alkoxy group, an alkoxysilyl group, and an epoxy group in the molecular terminal or in the molecular chain thereof. The introduction of a functional group of a species also includes a modified diene rubber modified with the functional group. As the modified diene rubber, modified SBR and / or modified BR are preferable. In one embodiment, the diene rubber may be a modified diene rubber alone or may be a blend of a modified diene rubber and an unmodified diene rubber. In one embodiment, 30 parts by mass or more of modified SBR may be contained in 100 parts by mass of diene rubber, and 50 to 90 parts by mass of modified SBR and 50 to 50 parts by mass of unmodified diene rubber (for example, BR and / or NR) 10 parts by mass may be included.

上記ポリマー粒子としては、下記一般式(1)で表されるアルキル(メタ)アクリレート単位を構成単位(繰り返し単位とも称される。)として有する(メタ)アクリレート系重合体からなるものであって、ポリマー粒子中のナトリウム濃度及びカリウム濃度の合計量が2000ppm以下であるものが用いられる。ナトリウム濃度及びカリウム濃度の合計量は、低いほど好ましく、より好ましくは1800ppm以下であるが、コストの観点から100ppm以上であってもよい。ここで、ナトリウム濃度及びカリウム濃度は、誘電結合プラズマ発光分析(ICP−OES)を用いて測定された値とする。なお、ナトリウムやカリウムは、ポリマー粒子中において、脂肪酸塩や過硫酸塩として存在するものを含む。   The polymer particles are made of a (meth) acrylate polymer having an alkyl (meth) acrylate unit represented by the following general formula (1) as a constituent unit (also referred to as a repeating unit), Those having a total amount of sodium concentration and potassium concentration in the polymer particles of 2000 ppm or less are used. The total amount of the sodium concentration and the potassium concentration is preferably as low as possible, more preferably 1800 ppm or less, but may be 100 ppm or more from the viewpoint of cost. Here, the sodium concentration and the potassium concentration are values measured using inductively coupled plasma emission spectrometry (ICP-OES). In addition, sodium and potassium include what exists as fatty acid salt and persulfate in polymer particle.

Figure 2019112559
Figure 2019112559

式中、Rは水素原子又はメチル基であり、同一分子中のRは同一でも異なっていてもよく、Rは炭素数4〜18のアルキル基であり、同一分子中のRは同一でも異なっていてもよい。Rのアルキル基は直鎖でも分岐していてもよい。Rは、炭素数6〜16のアルキル基であることが好ましく、より好ましくは炭素数8〜15のアルキル基である。 In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 1 in the same molecule may be the same or different, R 2 is an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms, R 2 in the same molecule It may be the same or different. The alkyl group of R 2 may be linear or branched. R 2 is preferably an alkyl group having 6 to 16 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 8 to 15 carbon atoms.

(メタ)アクリレート系重合体は、1種又は2種以上のアルキル(メタ)アクリレートを含むモノマーを重合してなるものである。ここで、(メタ)アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートのうちの一方又は両方を意味する。また、(メタ)アクリル酸は、アクリル酸及びメタクリル酸のうちの一方又は両方を意味する。   The (meth) acrylate polymer is obtained by polymerizing a monomer containing one or more alkyl (meth) acrylates. Here, (meth) acrylate means one or both of acrylate and methacrylate. Also, (meth) acrylic acid means one or both of acrylic acid and methacrylic acid.

アルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸n−ペンチル、アクリル酸n−ヘキシル、アクリル酸n−ヘプチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸n−ノニル、アクリル酸n−デシル、アクリル酸n−ウンデシル、アクリル酸n−ドデシル、アクリル酸n−トリデシル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸n−ペンチル、メタクリル酸n−ヘキシル、メタクリル酸n−ヘプチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸n−ノニル、メタクリル酸n−デシル、メタクリル酸n−ウンデシル、及びメタクリル酸n−ドデシル等の(メタ)アクリル酸n−アルキル;アクリル酸イソブチル、アクリル酸イソペンチル、アクリル酸イソヘキシル、アクリル酸イソヘプチル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸イソノニル、アクリル酸イソデシル、アクリル酸イソウンデシル、アクリル酸イソドデシル、アクリル酸イソトリデシル、アクリル酸イソテトラデシル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸イソペンチル、メタクリル酸イソヘキシル、メタクリル酸イソヘプチル、メタクリル酸イソオクチル、メタクリル酸イソノニル、メタクリル酸イソデシル、メタクリル酸イソウンデシル、メタクリル酸イソドデシル、メタクリル酸イソトリデシル、及びメタクリル酸イソテトラデシル等の(メタ)アクリル酸イソアルキル;アクリル酸2−メチルブチル、アクリル酸2−エチルペンチル、アクリル酸2−メチルヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸2−エチルヘプチル、メタクリル酸2−メチルペンチル、メタクリル酸2−メチルヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、及びメタクリル酸2−エチルヘプチルなどが挙げられる。これらはいずれか1種又は2種以上組み合わせて用いることができる。   Examples of the alkyl (meth) acrylate include n-butyl acrylate, n-pentyl acrylate, n-hexyl acrylate, n-heptyl acrylate, n-octyl acrylate, n-nonyl acrylate, n-acrylate Decyl, n-undecyl acrylate, n-dodecyl acrylate, n-tridecyl acrylate, n-butyl methacrylate, n-pentyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, n-heptyl methacrylate, n-octyl methacrylate, N-alkyl methacrylates such as n-nonyl methacrylate, n-decyl methacrylate, n-undecyl methacrylate, and n-dodecyl methacrylate; isobutyl acrylate, isopentyl acrylate, isohexyl acrylate, isoheptyl acrylate , Acrylic acid isooct , Isonodecyl acrylate, isodecyl acrylate, isoundecyl acrylate, isododecyl acrylate, isotridecyl acrylate, isotetradecyl acrylate, isobutyl methacrylate, isopentyl methacrylate, isohexyl methacrylate, isoheptyl methacrylate, isooctyl methacrylate, isononyl methacrylate Isodecyl methacrylate, isoundecyl methacrylate, isododecyl methacrylate, isotridecyl methacrylate, and isoalkyl acrylate (meth) acrylates such as isotetradecyl methacrylate; 2-methylbutyl acrylate, 2-ethylpentyl acrylate, 2-methyl acrylate Hexyl, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylheptyl acrylate, 2-methylpentyl methacrylate, methacrylic acid Acid 2-methylhexyl, 2-ethylhexyl methacrylate, and methacrylic acid 2-ethyl-heptyl and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

ここで、イソアルキルとは、アルキル鎖端から2番目の炭素原子にメチル側鎖を有するアルキル基をいう。例えば、イソデシルとは、鎖端から2番目の炭素原子にメチル側鎖を持つ炭素数10のアルキル基をいい、8−メチルノニル基だけでなく、2,4,6−トリメチルヘプチル基も含まれる概念である。   Here, isoalkyl refers to an alkyl group having a methyl side chain at the second carbon atom from the end of the alkyl chain. For example, isodecyl refers to a C10 alkyl group having a methyl side chain at the second carbon atom from the chain end, including not only an 8-methylnonyl group but also a 2,4,6-trimethylheptyl group It is.

一実施形態として、(メタ)アクリレート系重合体は、式(1)で表される構成単位として下記一般式(2)で表される構成単位を有する重合体であることが好ましい。   As one embodiment, it is preferable that a (meth) acrylate type polymer is a polymer which has a structural unit represented by following General formula (2) as a structural unit represented by Formula (1).

Figure 2019112559
Figure 2019112559

式(2)中、Rは、水素原子又はメチル基であり(好ましくはメチル基)、同一分子中のRは同一でも異なってもよい。Zは、炭素数1〜15のアルキレン基であり、同一分子中のZは同一でも異なってもよい。Zは直鎖でも分岐していてもよい。 In formula (2), R 3 is a hydrogen atom or a methyl group (preferably a methyl group), and R 3 in the same molecule may be the same or different. Z is a C1-C15 alkylene group, and Z in the same molecule may be same or different. Z may be linear or branched.

式(2)の構成単位は、式(1)中のRが下記一般式(2A)で表される場合である。 The structural unit of Formula (2) is a case where R 2 in Formula (1) is represented by the following General Formula (2A).

Figure 2019112559
Figure 2019112559

式(2A)中のZは、式(2)のZと同じである。   Z in Formula (2A) is the same as Z in Formula (2).

このような構成単位を生じる(メタ)アクリレートとしては、上記の(メタ)アクリル酸イソアルキルが挙げられる。かかるイソアルキル基を有する(メタ)アクリレート(好ましくは、メタクリレート)を用いる場合、本実施形態による効果を高めやすい。式(2)及び(2A)中のZは、炭素数5〜12のアルキレン基であることが好ましく、より好ましくは炭素数6〜10のアルキレン基である。特に好ましくは、炭素数7のアルキレン基であり、一例として、(メタ)アクリレート系重合体は、メタクリル酸イソデシルを含むモノマーの重合体であることが好ましい。   Examples of (meth) acrylates which give rise to such a structural unit include the above-mentioned isoalkyl (meth) acrylates. When a (meth) acrylate (preferably a methacrylate) having such an isoalkyl group is used, the effect of the present embodiment can be easily enhanced. It is preferable that Z in Formula (2) and (2A) is a C5-C12 alkylene group, More preferably, it is a C6-C10 alkylene group. Particularly preferred is an alkylene group having 7 carbon atoms. As an example, the (meth) acrylate polymer is preferably a polymer of a monomer containing isodecyl methacrylate.

他の実施形態において、上記(メタ)アクリレート系重合体は、式(1)で表される構成単位として、下記一般式(3)で表される構成単位を有する重合体でもよく、あるいはまた、式(2)で表される構成単位と式(3)で表される構成単位を有する重合体でもよい。後者の場合、両構成単位の付加形態は、ランダム付加でもブロック付加でもよく、好ましくはランダム付加である。   In another embodiment, the (meth) acrylate polymer may be a polymer having a constituent unit represented by the following general formula (3) as a constituent unit represented by the formula (1), or It may be a polymer having a constituent unit represented by Formula (2) and a constituent unit represented by Formula (3). In the latter case, the addition form of both structural units may be random addition or block addition, preferably random addition.

Figure 2019112559
Figure 2019112559

式(3)中、Rは、水素原子又はメチル基であり(好ましくはメチル基)、同一分子中のRは同一でも異なってもよい。Qは、炭素数1〜6(好ましくは1〜3)のアルキレン基であり、直鎖でも分岐でもよく(好ましくは直鎖)、同一分子中のQは同一でも異なってもよい。Qは、メチル基又はエチル基であり(好ましくはエチル基)、同一分子中のQは同一でも異なっていてもよい。 In formula (3), R 4 is a hydrogen atom or a methyl group (preferably a methyl group), and R 4 in the same molecule may be the same or different. Q 1 is an alkylene group having 1 to 6 (preferably 1 to 3) carbon atoms, and may be linear or branched (preferably linear), and Q 1 in the same molecule may be the same or different. Q 2 is a methyl group or an ethyl group (preferably an ethyl group), and Q 2 in the same molecule may be the same or different.

式(3)の構成単位は、式(1)中のRが下記一般式(3A)で表される場合である。 The structural unit of Formula (3) is a case where R 2 in Formula (1) is represented by the following General Formula (3A).

Figure 2019112559
Figure 2019112559

式(3A)中、Q及びQは、それぞれ式(3)のQ及びQと同じである。 In Formula (3A), Q 1 and Q 2 are respectively the same as Q 1 and Q 2 of Formula (3).

(メタ)アクリレート系重合体が、このような式(2)の構成単位と式(3)の構成単位との共重合体である場合、優れたウエットグリップ性能と転がり抵抗性能が得られやすい。また、常温でのゴム組成物の硬度低下を抑えやすく、優れた操縦安定性が得られやすい。また、低温でのゴム組成物の弾性率の上昇を抑えやすく、優れたグリップ性能が得られやすい。   When the (meth) acrylate polymer is a copolymer of the structural unit of the formula (2) and the structural unit of the formula (3), excellent wet grip performance and rolling resistance performance are easily obtained. Moreover, it is easy to suppress the hardness fall of the rubber composition at normal temperature, and easy to obtain excellent steering stability. Moreover, it is easy to suppress an increase in the elastic modulus of the rubber composition at low temperatures, and an excellent grip performance is easily obtained.

ここで、該共重合体において、式(2)の構成単位を生じる(メタ)アクリレートの具体例としては、上記の(メタ)アクリル酸イソアルキルが挙げられ、特に好ましくは、メタクリル酸イソデシルである。また、式(3)の構成単位を生じる(メタ)アクリレートの具体例としては、上記列挙のアルキル(メタ)アクリレートのうち、(メタ)アクリル酸n−アルキルおよび(メタ)アクリル酸イソアルキルを除くものが挙げられ、特に好ましくは、メタクリル酸2−エチルヘキシルである。   Here, in the copolymer, specific examples of the (meth) acrylate which gives rise to the structural unit of the formula (2) include the above-mentioned isoalkyl (meth) acrylates, and particularly preferred is isodecyl methacrylate. Moreover, as a specific example of the (meth) acrylate which produces the structural unit of Formula (3), (meth) acrylate n-alkyl and (meth) acrylate isoalkyl are remove | excluded among the alkyl (meth) acrylate of the said listing. Particularly preferred is 2-ethylhexyl methacrylate.

このような共重合体の場合、式(2)の構成単位と式(3)の構成単位の比率(共重合比)は、特に限定されない。例えば、式(2)の構成単位/式(3)の構成単位のモル比で、30/70〜90/10でもよく、40/60〜85/15でもよい。   In the case of such a copolymer, the ratio (copolymerization ratio) of the structural unit of the formula (2) to the structural unit of the formula (3) is not particularly limited. For example, it may be 30/70 to 90/10 or 40/60 to 85/15 in terms of the molar ratio of the constituent unit of the formula (2) / the constituent unit of the formula (3).

本実施形態に係るポリマー粒子を構成する(メタ)アクリレート系重合体は、上記のアルキル(メタ)アクリレートの単独重合体でもよいが、より好ましい実施形態によれば、アルキル(メタ)アクリレートを、多官能ビニルモノマーの存在によって架橋してなる架橋構造の重合体である。すなわち、好ましい実施形態において、(メタ)アクリレート系重合体は、式(1)で表される構成単位とともに、多官能ビニルモノマーに由来する構成単位を含み、該多官能ビニルモノマーに由来する構成単位を架橋点とする架橋構造を有する。   The (meth) acrylate polymer constituting the polymer particles according to the present embodiment may be a homopolymer of the above alkyl (meth) acrylate, but according to a more preferred embodiment, the alkyl (meth) acrylate is It is a polymer of a crosslinked structure formed by crosslinking in the presence of a functional vinyl monomer. That is, in a preferred embodiment, the (meth) acrylate polymer includes a constituent unit derived from a polyfunctional vinyl monomer together with a constituent unit represented by the formula (1), and a constituent unit derived from the polyfunctional vinyl monomer Have a crosslinked structure with a crosslinking point.

多官能ビニルモノマーとしては、フリーラジカル重合によって重合可能な少なくとも2個のビニル基を有する化合物が挙げられ、例えば、ジオールまたはトリオール(例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパンなど)のジ(メタ)アクリレートまたはトリ(メタ)アクリレート;メチレンビス−アクリルアミドなどのアルキレンジ(メタ)アクリルアミド;ジイソプロペニルベンゼン、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼンなどの少なくとも2個のビニル基を持つビニル芳香族化合物などが挙げられ、これらはいずれか1種又は2種以上組み合わせて用いることができる。   Multifunctional vinyl monomers include compounds having at least two vinyl groups that can be polymerized by free radical polymerization, such as diols or triols (eg ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,1 6) Hexanediol, trimethylolpropane and the like) di (meth) acrylates or tri (meth) acrylates; methylene di (meth) acrylamides such as methylene bis-acrylamide; diisopropenyl benzene, divinyl benzene, trivinyl benzene and the like The vinyl aromatic compound etc. which have an individual vinyl group etc. are mentioned, These can be used in any 1 type or 2 types or more in combination.

(メタ)アクリレート系重合体は、特に限定するものではないが、(メタ)アクリレート系重合体を構成する全構成単位(全繰り返し単位)に対する式(1)の構成単位のモル比が50モル%以上であることが好ましく、より好ましくは80モル%以上であり、更に好ましくは90モル%以上である。式(1)の構成単位のモル比の上限は、特に限定しないが、例えば上記の多官能ビニルモノマーを添加する場合、99.5モル%以下でもよく、99モル%以下でもよい。多官能ビニルモノマーに基づく構成単位のモル比は、0.5〜20モル%でもよく、1〜10モル%でもよく、1〜5モル%でもよい。   The (meth) acrylate polymer is not particularly limited, but the molar ratio of the structural unit of the formula (1) to all the structural units (all repeating units) constituting the (meth) acrylate polymer is 50 mol% It is preferable that it is the above, More preferably, it is 80 mol% or more, More preferably, it is 90 mol% or more. The upper limit of the molar ratio of the constituent units of the formula (1) is not particularly limited, but may be 99.5 mol% or less or 99 mol% or less when, for example, the above-mentioned polyfunctional vinyl monomer is added. The molar ratio of the constituent units based on the polyfunctional vinyl monomer may be 0.5 to 20 mol%, 1 to 10 mol%, or 1 to 5 mol%.

一実施形態において、(メタ)アクリレート系重合体が式(2)の構成単位を有する重合体である場合、当該重合体の全構成単位に対する式(2)の構成単位のモル比は25モル%以上であることが好ましく、より好ましくは35モル%以上であり、50モル%以上でもよく、80モル%以上でもよい。当該モル比の上限は、特に限定しないが、例えば多官能ビニルモノマーを上記のモル比で添加する場合、99.5モル%以下でもよく、99モル%以下でもよい。   In one embodiment, when the (meth) acrylate polymer is a polymer having a constituent unit of formula (2), the molar ratio of the constituent units of formula (2) to all the constituent units of the polymer is 25% by mole The above content is preferably, more preferably 35 mol% or more, 50 mol% or more, or 80 mol% or more. The upper limit of the molar ratio is not particularly limited, but may be 99.5 mol% or less or 99 mol% or less, for example, when a polyfunctional vinyl monomer is added in the above-mentioned molar ratio.

一実施形態において、(メタ)アクリレート系重合体が式(3)の構成単位を有する重合体である場合、当該重合体の全構成単位に対する式(3)の構成単位のモル比は25モル%以上であることが好ましく、より好ましくは35モル%以上であり、50モル%以上でもよく、80モル%以上でもよい。当該モル比の上限は、特に限定しないが、例えば多官能ビニルモノマーを上記のモル比で添加する場合、99.5モル%以下でもよく、99モル%以下でもよい。   In one embodiment, when the (meth) acrylate polymer is a polymer having a constitutional unit of the formula (3), the molar ratio of the constitutional unit of the formula (3) to all the constitutional units of the polymer is 25 mol% The above content is preferably, more preferably 35 mol% or more, 50 mol% or more, or 80 mol% or more. The upper limit of the molar ratio is not particularly limited, but may be 99.5 mol% or less or 99 mol% or less, for example, when a polyfunctional vinyl monomer is added in the above-mentioned molar ratio.

また、他の実施形態において、(メタ)アクリレート系重合体が式(2)の構成単位と式(3)の構成単位の共重合体である場合、当該共重合体の全構成単位に対する式(2)の構成単位のモル比が25〜90モル%で、式(3)の構成単位のモル比が5〜60モル%でもよく、式(2)の構成単位のモル比が35〜85モル%で、式(3)の構成単位のモル比が8〜55モル%でもよい。また、式(2)の構成単位と式(3)の構成単位のモル比の合計で80モル%以上でもよく、90モル%以上でもよく、またその上限は、例えば多官能ビニルモノマーを上記のモル比で添加する場合、99.5モル%以下でもよく、99モル%以下でもよい。   In another embodiment, in the case where the (meth) acrylate polymer is a copolymer of the structural unit of formula (2) and the structural unit of formula (3), the formula for all structural units of the copolymer The molar ratio of the constituent units of 2) may be 25 to 90 mol%, and the molar ratio of the constituent units of formula (3) may be 5 to 60 mol%, and the molar ratio of the constituent units of formula (2) may be 35 to 85 mol In%, the molar ratio of the structural unit of Formula (3) may be 8-55 mol%. In addition, the total of the molar ratio of the structural unit of the formula (2) and the structural unit of the formula (3) may be 80 mol% or more, or 90 mol% or more. When added in a molar ratio, it may be 99.5 mol% or less, or 99 mol% or less.

本実施形態では、上記(メタ)アクリレート系重合体として、反応性シリル基を持たないものであることが好ましい。すなわち、本実施形態において、ポリマー粒子はシリカに代わる補強性充填剤として配合するものではないので、該ポリマー粒子を構成する(メタ)アクリレート系重合体の分子末端又は分子鎖中に反応性シリル基を有していないものであることが好ましい。これにより、優れたウエットグリップ性能と転がり抵抗性能が得られやすい。また、常温でのゴム組成物の硬度低下を抑えやすく、優れた操縦安定性が得られやすい。また、低温でのゴム組成物の弾性率の上昇を抑えやすく、優れたグリップ性能が得られやすい。ここで、反応性シリル基とは、式:≡Si−Xで表される官能基(式中、Xはヒドロキシルまたは加水分解可能な基である。)であり、1〜3個のヒドロキシル基又は加水分解可能な1価の基が4価のケイ素原子に結合した構造を有する基である。Xとしては、ヒドロキシル基、アルコキシ基、及びハロゲン原子が挙げられる。   In the present embodiment, it is preferable that the above (meth) acrylate polymer does not have a reactive silyl group. That is, in the present embodiment, the polymer particles are not blended as a reinforcing filler in place of silica, and thus the reactive silyl group in the molecular terminal or molecular chain of the (meth) acrylate polymer constituting the polymer particles. It is preferable that it does not have. Thereby, it is easy to obtain excellent wet grip performance and rolling resistance performance. Moreover, it is easy to suppress the hardness fall of the rubber composition at normal temperature, and easy to obtain excellent steering stability. Moreover, it is easy to suppress an increase in the elastic modulus of the rubber composition at low temperatures, and an excellent grip performance is easily obtained. Here, the reactive silyl group is a functional group represented by the formula: ≡Si-X (wherein, X is a hydroxyl or a hydrolysable group), and 1 to 3 hydroxyl groups or It is a group having a structure in which a hydrolyzable monovalent group is bonded to a tetravalent silicon atom. Examples of X include a hydroxyl group, an alkoxy group, and a halogen atom.

本実施形態において、上記(メタ)アクリレート系重合体からなるポリマー粒子のガラス転移温度(Tg)は、特に限定されないが、−70〜0℃であることが好ましく、−50〜−10℃であることがより好ましく、さらに好ましくは−40〜−20℃である。ガラス転移温度の設定は、(メタ)アクリレート系重合体を構成するモノマー組成等により行うことができる。ガラス転移温度が0℃以下である場合、低温性能の悪化をより効果的に抑えやすい。また、ガラス転移温度が−70℃以上である場合、ウエットグリップ性能の改善効果を高めやすい。ここで、ガラス転移温度とは、JIS K7121に準拠して示差走査熱量測定(DSC)法により、昇温速度:20℃/分(測定温度範囲:−150℃〜150℃)にて測定される値である。   In the present embodiment, the glass transition temperature (Tg) of the polymer particles composed of the (meth) acrylate polymer is not particularly limited, but it is preferably −70 to 0 ° C., and is −50 to −10 ° C. More preferably, it is -40 to -20 ° C. The setting of the glass transition temperature can be performed by the monomer composition and the like constituting the (meth) acrylate polymer. When the glass transition temperature is 0 ° C. or less, it is easy to more effectively suppress the deterioration of the low temperature performance. Moreover, when a glass transition temperature is -70 degreeC or more, it is easy to heighten the improvement effect of wet grip performance. Here, the glass transition temperature is measured at a temperature rising rate of 20 ° C./min (measurement temperature range: −150 ° C. to 150 ° C.) by differential scanning calorimetry (DSC) according to JIS K7121. It is a value.

本実施形態において、上記ポリマー粒子の平均粒径は、特に限定されないが、10nm〜100nmであることが好ましく、より好ましくは20〜90nmであり、更に好ましくは30〜80nmである。上記特定の構成単位を含む(メタ)アクリレート系重合体を、このような微細な粒子としてジエン系ゴム中に添加する場合、優れたウエットグリップ性能と転がり抵抗性能が得られやすい。また、常温でのゴム組成物の硬度低下を抑えやすく、優れた操縦安定性が得られやすい。また、低温でのゴム組成物の弾性率の上昇を抑えやすく、優れたグリップ性能が得られやすい。ここで、本明細書において、「平均粒径」とは、キュムラント法により求めた値とする。具体的には、動的光散乱法(DLS)により測定される粒度分布における積算値50%での粒径(50%径:D50)であり、光子相関法(JIS Z8826準拠)により測定し(入射光と検出器との角度90°)、得られた自己相関関数からキュムラント法により求めた値である。   In the present embodiment, the average particle size of the polymer particles is not particularly limited, but is preferably 10 nm to 100 nm, more preferably 20 to 90 nm, and still more preferably 30 to 80 nm. When the (meth) acrylate polymer containing the specific structural unit is added to the diene rubber as such fine particles, excellent wet grip performance and rolling resistance performance can be easily obtained. Moreover, it is easy to suppress the hardness fall of the rubber composition at normal temperature, and easy to obtain excellent steering stability. Moreover, it is easy to suppress an increase in the elastic modulus of the rubber composition at low temperatures, and an excellent grip performance is easily obtained. Here, in the present specification, the “average particle diameter” is a value determined by the cumulant method. Specifically, the particle size (50% diameter: D50) at an integrated value of 50% in the particle size distribution measured by the dynamic light scattering method (DLS) is measured by the photon correlation method (based on JIS Z8826) The angle between the incident light and the detector (90 °), and the value obtained by the cumulant method from the obtained autocorrelation function.

上記ポリマー粒子の製造方法は、特に限定されず、例えば、公知の乳化重合を利用して合成することができる。好ましい一例を挙げれば次の通りである。すなわち、(メタ)アクリレートを、架橋剤としての多官能ビニルモノマーとともに、乳化剤を溶解した水等の水性媒体に分散させ、得られたエマルションに水溶性のラジカル重合開始剤(例えば、過硫酸カリウムなどの過酸化物)を添加してラジカル重合させることにより、水性媒体中に(メタ)アクリレート系重合体からなるポリマー粒子が生成されるので、該水性媒体と分離することでポリマー粒子が得られる。その他のポリマー粒子の製造方法として、公知の懸濁重合や分散重合、沈殿重合、ミニエマルション重合、ソープフリー乳化重合(無乳化剤乳化重合)およびマイクロエマルション重合などの重合方法を利用することができる。   The method for producing the above-mentioned polymer particles is not particularly limited, and can be synthesized, for example, using known emulsion polymerization. A preferred example is as follows. That is, (meth) acrylate is dispersed in an aqueous medium such as water in which an emulsifying agent is dissolved, together with a polyfunctional vinyl monomer as a crosslinking agent, and a water-soluble radical polymerization initiator (for example, potassium persulfate etc.) is obtained in the obtained emulsion. The polymer particles comprising a (meth) acrylate polymer are formed in the aqueous medium by adding the peroxide of (1) and radically polymerizing the polymer particles, so that the polymer particles are obtained by separating from the aqueous medium. As other methods for producing polymer particles, known polymerization methods such as suspension polymerization, dispersion polymerization, precipitation polymerization, mini-emulsion polymerization, soap-free emulsion polymerization (emulsifier-free emulsion polymerization) and micro-emulsion polymerization can be used.

上記製造方法により得られたポリマー粒子、特に、乳化重合や、乳化剤を用いた懸濁重合などの重合方法を利用して製造したポリマー粒子は、必要に応じて、sp値が8〜11の有機溶媒で再分散処理を行った後、凝固剤を添加し、再凝固処理を行うことにより、ナトリウム濃度及びカリウム濃度の合計量が2000ppm以下となるようにポリマー粒子を調製してもよい。   The polymer particles obtained by the above-mentioned production method, in particular, the polymer particles produced using polymerization methods such as emulsion polymerization and suspension polymerization using an emulsifying agent have an sp value of 8 to 11 as needed. The polymer particles may be prepared such that the total amount of sodium concentration and potassium concentration is 2000 ppm or less by adding a coagulant after redispersion treatment with a solvent and performing recoagulation treatment.

sp値が8〜11である有機溶媒としては、特に限定されないが、例えば、テトラヒドロフラン(THF)、アセトン、トルエン、メチルエチルケトン(MEK)、キシレン、メチルイソプロピルケトン、メチルプロピルケトン、エチルベンゼン、ピリジンなどが挙げられる。なお、本明細書でいうsp値(溶解パラメータ)とは、例えば、向井淳二、金城徳幸著「技術者のための実学高分子」(講談社、1981年10月1日発行)の71〜77頁に記載のFedorsの式により算出される25℃における値δ[(cal/cm1/2]であり、1(cal/cm1/2=2.05(MJ/m1/2であり、そのため、SP値が10(cal/cm1/2以下とは20.5(MJ/m1/2以下を意味する。
Fedorsの式:
SP値(δ)=(E/v)1/2=(ΣΔe/ΣΔv1/2
:蒸発エネルギー
v:モル体積
Δe:各成分の原子又は原子団の蒸発エネルギー
Δv:各原子又は原子団のモル体積
上記の式の計算に使用する各原子又は原子団の蒸発エネルギー、モル体積は、F.Fedors, Polym. Eng. Sci., 14, 147 (1974)を参照することができる。
The organic solvent having an sp value of 8 to 11 is not particularly limited. Examples thereof include tetrahydrofuran (THF), acetone, toluene, methyl ethyl ketone (MEK), xylene, methyl isopropyl ketone, methyl propyl ketone, ethyl benzene, pyridine and the like. Be Here, the sp value (dissolution parameter) referred to in the present specification refers to, for example, pages 71 to 77 of “Practical polymer for engineers” (Kodansha, published Oct. 1, 1981) by Mukai Yuji and Kinjo Tokuyuki. The value δ [(cal / cm 3 ) 1/2 ] calculated at 25 ° C. according to the Fedors equation described in 1), 1 (cal / cm 3 ) 1/2 = 2.05 (MJ / m 3 ) 1 / 2, therefore, SP value and 10 (cal / cm 3) 1/2 or less means 20.5 (MJ / m 3) 1/2 or less.
Formula of Fedors:
SP value (δ) = (E v / v) 1/2 = (ΣΔe i / ΣΔv i ) 1/2
E v: energy of vaporization v: molar volume .DELTA.e i: evaporation energy Delta] v i atom or atomic group of the components: the molar volume of each atom or atomic group
The evaporation energy and molar volume of each atom or group used in the calculation of the above equation can be referred to F. Fedors, Polym. Eng. Sci., 14, 147 (1974).

本実施形態に係るゴム組成物において、上記(メタ)アクリレート系重合体からなるポリマー粒子の含有量は、ジエン系ゴムからなるゴム成分100質量部に対して1〜100質量部であり、好ましくは2〜50質量部であり、より好ましくは3〜30質量部である。   In the rubber composition according to the present embodiment, the content of the polymer particles composed of the (meth) acrylate polymer is 1 to 100 parts by mass, preferably 100 parts by mass of the rubber component composed of a diene based rubber. It is 2 to 50 parts by mass, more preferably 3 to 30 parts by mass.

本実施形態に係るゴム組成物には、上記(メタ)アクリレート系重合体からなるポリマー粒子の他に、補強性充填剤、シランカップリング剤、オイル、亜鉛華、ステアリン酸、老化防止剤、ワックス、加硫剤、加硫促進剤など、ゴム組成物において一般に使用される各種添加剤を配合することができる。   The rubber composition according to the present embodiment includes a reinforcing filler, a silane coupling agent, oil, zinc flower, stearic acid, an antiaging agent, a wax, in addition to the polymer particles comprising the (meth) acrylate polymer. Various additives generally used in rubber compositions such as vulcanizing agents and vulcanization accelerators can be blended.

補強性充填剤としては、例えば、湿式シリカ(含水ケイ酸)等のシリカやカーボンブラックが用いられる。好ましくは、転がり抵抗性能とウエットグリップ性能のバランスを向上するために、シリカ単独使用又はシリカとカーボンブラックの併用が好ましい。補強性充填剤の含有量は、特に限定されず、例えば、ゴム成分100質量部に対して20〜150質量部でもよく、30〜100質量部でもよい。シリカの含有量も特に限定されず、例えば、ゴム成分100質量部に対して20〜150質量部でもよく、30〜100質量部でもよい。   As the reinforcing filler, for example, silica such as wet silica (hydrous silicic acid) or carbon black is used. Preferably, in order to improve the balance between the rolling resistance performance and the wet grip performance, it is preferable to use silica alone or a combination of silica and carbon black. The content of the reinforcing filler is not particularly limited, and may be, for example, 20 to 150 parts by mass, or 30 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. The content of the silica is also not particularly limited, and may be, for example, 20 to 150 parts by mass, or 30 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.

シリカを配合する場合、シランカップリング剤を併用することが好ましく、その場合、シランカップリング剤の含有量は、シリカ質量の2〜20質量%であることが好ましく、より好ましくは4〜15質量%である。   When silica is blended, it is preferable to use a silane coupling agent in combination, in which case the content of the silane coupling agent is preferably 2 to 20% by mass of the silica mass, more preferably 4 to 15 mass. %.

上記加硫剤としては、硫黄が好ましく用いられる。加硫剤の含有量は、特に限定するものではないが、ゴム成分100質量部に対して0.1〜10質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5〜5質量部である。また、上記加硫促進剤としては、例えば、スルフェンアミド系、チウラム系、チアゾール系、及びグアニジン系などの各種加硫促進剤が挙げられ、いずれか1種単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。加硫促進剤の含有量は、特に限定するものではないが、ゴム成分100質量部に対して0.1〜7質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5〜5質量部である。   Sulfur is preferably used as the above-mentioned vulcanizing agent. The content of the vulcanizing agent is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10 parts by mass, and more preferably 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Moreover, as said vulcanization accelerator, various vulcanization accelerators, such as a sulfenamide type, a thiuram type, a thiazole type, and a guanidine type, are mentioned, for example, It is used individually by 1 type or in combination of 2 or more types be able to. Although the content of the vulcanization accelerator is not particularly limited, it is preferably 0.1 to 7 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. .

本実施形態に係るゴム組成物は、通常用いられるバンバリーミキサーやニーダー、ロール等の混合機を用いて、常法に従い混練し作製することができる。すなわち、例えば、第一混合段階で、ジエン系ゴムに対し、上記ポリマー粒子とともに、加硫剤及び加硫促進剤を除く他の添加剤を添加混合し、次いで、得られた混合物に、最終混合段階で加硫剤及び加硫促進剤を添加混合してゴム組成物を調製することができる。   The rubber composition according to the present embodiment can be prepared by kneading according to a conventional method using a commonly used Banbury mixer, a kneader, or a mixer such as a roll. That is, for example, in the first mixing step, the diene rubber, the above-mentioned polymer particles, and other additives other than the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator are added and mixed, and then the final mixture is added to the obtained mixture The rubber composition can be prepared by adding and mixing a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator in stages.

このようにして得られたタイヤ用ゴム組成物は、乗用車用タイヤ、トラックやバスの大型タイヤなど、各種用途・各種サイズの空気入りタイヤのトレッド部、サイドウォール部などタイヤの各部位に適用することができる。すなわち、該ゴム組成物は、常法に従い、例えば、押出加工によって所定の形状に成形され、他の部品と組み合わせてグリーンタイヤを作製した後、例えば140〜180℃でグリーンタイヤを加硫成形することにより、空気入りタイヤを製造することができる。これらの中でも、タイヤのトレッド用配合として用いることが特に好ましい。   The rubber composition for a tire obtained in this manner is applied to each part of the tire such as treads and sidewalls of pneumatic tires for various applications and various sizes such as tires for passenger cars, large tires for trucks and buses, etc. be able to. That is, the rubber composition is formed into a predetermined shape by, for example, extrusion processing according to a conventional method, and after combined with other parts to produce a green tire, the green tire is vulcanized and formed at, for example, 140 to 180 ° C. Thus, a pneumatic tire can be manufactured. Among these, it is particularly preferable to use as a compound for tread of a tire.

以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, although the example of the present invention is shown, the present invention is not limited to these examples.

[平均粒径の測定方法]
ポリマー粒子の平均粒径は、動的光散乱法(DLS)により測定される粒度分布における積算値50%での粒径(50%径:D50)であり、大塚電子株式会社製のダイナミック光散乱光度計「DLS-8000」を用いた光子相関法(JIS Z8826準拠)により測定し(入射光と検出器との角度90°)、得られた自己相関関数からキュムラント法により求めた。
[Method of measuring average particle size]
The average particle diameter of the polymer particles is the particle diameter (50% diameter: D50) at an integrated value of 50% in the particle size distribution measured by dynamic light scattering (DLS), and dynamic light scattering manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. It measured by the photon correlation method (JIS Z8826 conformity) using a photometer "DLS-8000" (90 degrees of incident light and a detector), and calculated | required by the cumulant method from the obtained autocorrelation function.

[Tgの測定方法]
ポリマー粒子のTgは、JIS K7121に準拠して示差走査熱量測定(DSC)法により、昇温速度:20℃/分にて測定した(測定温度範囲:−150℃〜150℃)。
[Method of measuring Tg]
The Tg of the polymer particles was measured at a temperature rising rate of 20 ° C./minute by a differential scanning calorimetry (DSC) method according to JIS K7121 (measurement temperature range: −150 ° C. to 150 ° C.).

〈合成例1〉
15.0gのメタクリル酸2,4,6−トリメチルヘプチル(メタクリル酸イソデシル)、0.394gのエチレングリコールジメタクリレート、1.91gのドデシル硫酸ナトリウム、120gの水及び13.5gのエタノールを混合し、1時間撹拌させることによりモノマーを乳化させ、0.179gの過硫酸カリウムを添加した後、1時間の窒素バブリングを実施し、溶液を70℃で8時間保持することにより、ポリマー粒子分散エマルションを合成した。得られた溶液中へのメタノール添加による凝析により、ポリマー粒子Aを得た。平均粒径は60nm、Tgは−37℃であった。
Synthesis Example 1
Mix 15.0 g of 2,4,6-trimethylheptyl methacrylate (isodecyl methacrylate), 0.394 g of ethylene glycol dimethacrylate, 1.91 g of sodium dodecyl sulfate, 120 g of water and 13.5 g of ethanol, The monomer is emulsified by stirring for 1 hour, 0.179 g of potassium persulfate is added, nitrogen bubbling is performed for 1 hour, and the solution is kept at 70 ° C. for 8 hours to synthesize a polymer particle dispersion emulsion. did. Polymer particles A were obtained by coagulation with methanol addition in the obtained solution. The average particle size was 60 nm and Tg was -37 ° C.

〈合成例2〉
15.0gのメタクリル酸2−エチルヘキシル、0.450gのエチレングリコールジメタクリレート、2.18gのドデシル硫酸ナトリウム、120gの水及び13.5gのエタノールを混合し、1時間撹拌させることによりモノマーを乳化させ、0.204gの過硫酸カリウムを添加した以外は、合成例1と同様の手法により、ポリマー粒子Bを得た。平均粒径は58nm、Tgは−10℃であった。
Synthesis Example 2
The monomer is emulsified by mixing 15.0 g of 2-ethylhexyl methacrylate, 0.450 g of ethylene glycol dimethacrylate, 2.18 g of sodium dodecyl sulfate, 120 g of water and 13.5 g of ethanol and stirring for 1 hour Polymer particles B were obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 0.204 g of potassium persulfate was added. The average particle size was 58 nm, and Tg was -10 ° C.

〈合成例3〉
15.0gのメタクリル酸n−ドデシル、0.351gのエチレングリコールジメタクリレート、1.70gのドデシル硫酸ナトリウム、120gの水及び13.5gのエタノールを混合し、1時間撹拌させることによりモノマーを乳化させ、0.159gの過硫酸カリウムを添加した以外は、合成例1と同様の手法により、ポリマー粒子Cを得た。平均粒径は62nm、Tgは−65℃であった。
Synthesis Example 3
The monomer is emulsified by mixing 15.0 g of n-dodecyl methacrylate, 0.351 g of ethylene glycol dimethacrylate, 1.70 g of sodium dodecyl sulfate, 120 g of water and 13.5 g of ethanol and stirring for 1 hour Polymer particles C were obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 0.159 g of potassium persulfate was added. The average particle size was 62 nm, and Tg was -65 ° C.

〈処理例1〉
上記合成例1で得られたポリマー粒子Aを、sp値が9.1であるテトラヒドロフラン(THF)溶媒中に浸漬させることにより、溶媒中に再分散させた後、メタノールを添加することにより、再凝固させ、ポリマー粒子1を得た。
Processing Example 1
The polymer particles A obtained in the above Synthesis Example 1 are re-dispersed in a solvent by immersing in a solvent of tetrahydrofuran (THF) having an sp value of 9.1, and then re-added by adding methanol. It was solidified to obtain polymer particles 1.

〈処理例2〉
テトラヒドロフランに代えて、sp値が9.9であるアセトンを用いた以外は処理例1に準じて、再分散及び再凝固処理を施し、ポリマー粒子2を得た。
Processing Example 2
Polymer particles 2 were obtained in the same manner as in Example 1 except that acetone was used instead of tetrahydrofuran and the sp value was 9.9.

〈処理例3〉
テトラヒドロフランに代えて、sp値が8.9であるトルエンを用いた以外は処理例1に準じて、再分散及び再凝固処理を施し、ポリマー粒子3を得た。
Processing Example 3
Polymer particles 3 were obtained in the same manner as in Example 1 except that toluene was used instead of tetrahydrofuran and the sp value was 8.9.

〈処理例4〉
テトラヒドロフランに代えて、sp値が7.3であるn−ヘキサンを用いた以外は処理例1に準じて、再分散及び再凝固処理を施し、ポリマー粒子4を得た。
Processing Example 4
Polymer particles 4 were obtained in the same manner as in Example 1 except that n-hexane having an sp value of 7.3 was used instead of tetrahydrofuran, and redispersion and recoagulation were performed.

〈処理例5〉
テトラヒドロフランに代えて、sp値が7.4であるジエチルエーテルを用いた以外は処理例1に準じて、再分散及び再凝固処理を施し、ポリマー粒子5を得た。
Processing Example 5
Polymer particles 5 were obtained in the same manner as in Example 1 except that diethyl ether having an sp value of 7.4 was used instead of tetrahydrofuran, and redispersion and recoagulation were performed.

〈処理例6〉
テトラヒドロフランに代えて、sp値が11.5であるイソプロピルアルコールを用いた以外は処理例1に準じて、再分散及び再凝固処理を施し、ポリマー粒子6を得た。
Processing Example 6
Polymer particles 6 were obtained in the same manner as in Example 1 except that isopropyl alcohol having an sp value of 11.5 was used instead of tetrahydrofuran, and redispersion and recoagulation were performed.

〈処理例7〉
テトラヒドロフランに代えて、sp値が12.7であるエタノールを用いた以外は処理例1に準じて、再分散及び再凝固処理を施し、ポリマー粒子7を得た。
Processing Example 7
Polymer particles 7 were obtained in the same manner as in Example 1 except that ethanol was used instead of tetrahydrofuran and the sp value was 12.7.

〈処理例8〉
ポリマー粒子Aに代えて、ポリマー粒子Bを用いた以外は処理例1に準じて、再分散及び再凝固処理を施し、ポリマー粒子8を得た。
Processing Example 8
A polymer particle 8 was obtained in the same manner as in Processing Example 1 except that polymer particle B was used instead of polymer particle A.

〈処理例9〉
ポリマー粒子Aに代えて、ポリマー粒子Cを用いた以外は処理例1に準じて、再分散及び再凝固処理を施し、ポリマー粒子9を得た。
Processing Example 9
A polymer particle 9 was obtained in the same manner as in Processing Example 1 except that polymer particle C was used instead of polymer particle A.

ポリマー粒子1〜9について、再分散性及び再凝固性を評価し、ポリマー粒子A〜C及びポリマー粒子1〜9について、不純物量を測定し、結果を表1に示した。評価方法及び測定方法は、以下に示す通りである。なお、再凝固処理後のポリマー粒子の平均粒径及びTgは、処理前と変わらないと推測できるため、測定しなかった。   The polymer particles 1 to 9 were evaluated for redispersibility and recoagulability, and the polymer particles A to C and the polymer particles 1 to 9 were measured for the amount of impurities, and the results are shown in Table 1. The evaluation method and the measurement method are as follows. The average particle diameter and Tg of the polymer particles after the resolidification treatment were not measured because they can be assumed to be the same as before the treatment.

・再分散性:ポリマー粒子が溶媒中に再分散されるかを目視にて確認し、良好に分散されるものは「○」とし、再分散しないものは「×」とした。 Re-dispersibility: It was visually confirmed whether the polymer particles were re-dispersed in a solvent, and those well dispersed were designated as “o”, and those not re-dispersed were designated as “x”.

・再凝固性:ポリマーが再凝固されるかを目視にて確認し、再凝固されるものは「○」、再凝固されないものは「×」とした。 Re-coagulability: It was visually confirmed whether the polymer was re-coagulated, and those that were re-solidified were rated as “○” and those that were not re-solidified were rated as “x”.

・不純物量([Na+K]):得られたポリマー粒子0.1gに硝酸5mlを加え、マイクロ波により分解し、蒸留水により50mlに希釈、測定溶液とした。パーキンエルマー(株)製「Оptima8300」を用いて、誘電結合プラズマ発光分析(ICP−OES)を行い、ナトリウム濃度、及びカリウム濃度を測定し、その合計値を求めた。 Impurity amount ([Na + + K + ]): 5 ml of nitric acid was added to 0.1 g of the obtained polymer particles, and it was decomposed by a microwave and diluted to 50 ml with distilled water to obtain a measurement solution. The inductively coupled plasma emission spectrometry (ICP-OES) was performed using Perkin Elmer Co., Ltd. “Оptima 8300” to measure the sodium concentration and the potassium concentration, and the total value was determined.

Figure 2019112559
Figure 2019112559

ラボミキサーを使用し、下記表2に示す配合(質量部)に従って、まず、第一混合段階で、ジエン系ゴム成分に対し硫黄及び加硫促進剤を除く他の配合剤を添加し混練した(排出温度=160℃)。次いで、得られた混練物に、最終混合段階で、硫黄と加硫促進剤を添加し混練して(排出温度=90℃)、ゴム組成物を調製した。表2中の各成分の詳細は、以下の通りである。   Using a laboratory mixer, according to the composition (parts by mass) shown in Table 2 below, at the first mixing stage, other compounding agents other than sulfur and a vulcanization accelerator were added to the diene rubber component and kneaded ( Discharge temperature = 160 ° C). Subsequently, in the final mixing stage, sulfur and a vulcanization accelerator were added to the obtained kneaded product and kneaded (discharge temperature = 90 ° C) to prepare a rubber composition. The details of each component in Table 2 are as follows.

・変性SBR:JSR(株)製「HPR350」
・BR:宇部興産(株)製「BR150B」
・シリカ:東ソー・シリカ(株)製「ニップシールAQ」
・シランカップリング剤:ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、エボニックジャパン(株)製「Si69」
・ポリマー粒子A〜C:上記合成例1〜3でそれぞれ得られたポリマー粒子
・ポリマー粒子1〜9:上記処理例1〜9でそれぞれ得られたポリマー粒子
・亜鉛華:三井金属鉱業(株)製「亜鉛華1種」
・老化防止剤:大内新興化学工業(株)製「ノクラック6C」
・ステアリン酸:花王(株)製「ルナックS−20」
・硫黄:細井化学工業(株)製「ゴム用粉末硫黄150メッシュ」
・加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製「ノクセラーCZ」
・2次加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製「ノクセラーD」
Denatured SBR: "HPR 350" manufactured by JSR Corporation
・ BR: "BR150B" manufactured by Ube Industries, Ltd.
Silica: Tosoh Silica Corporation "Nip Seal AQ"
Silane coupling agent: bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, "Si69" manufactured by Evonik Japan Co., Ltd.
Polymer particles A to C: polymer particles obtained respectively in the above Synthesis Examples 1 to 3 Polymer particles 1 to 9: Polymer particles obtained respectively in the above Treatment Examples 1 to 9 Zinc flower: Mitsui Metal Mining Co., Ltd. Made of "zinc flower type 1"
・ Anti-aging agent: Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd. product "Nocrac 6C"
・ Stearic acid: Kao Corporation "Lunack S-20"
・ Sulfur: Powdered sulfur 150 mesh for rubber manufactured by Hosoi Chemical Industry Co., Ltd.
・ Vulcanization accelerator: "Noxceler CZ" manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co.
・ Secondary vulcanization accelerator: "Noxceler D" manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd.

得られた各ゴム組成物について、160℃×20分で加硫して所定形状の試験片を作製し、得られた試験片を用いて、動的粘弾性試験を行って0℃及び60℃でのtanδを測定した。   The obtained rubber compositions were vulcanized at 160 ° C. for 20 minutes to prepare test pieces of a predetermined shape, and the obtained test pieces were used to conduct a dynamic viscoelasticity test to obtain 0 ° C. and 60 ° C. Of tan δ was measured.

・ウエットグリップ性能:UBM社製レオスペクトロメーターE4000を用いて、周波数10Hz、静歪み10%、動歪み2%、温度0℃の条件で損失係数tanδを測定し、比較例1の値を100とした指数で表示した。指数が大きいほど、tanδが大きく、ウエットグリップ性能に優れることを示す。 Wet grip performance: Using a UBOO rheo spectrometer E4000, the loss coefficient tan δ is measured under the conditions of a frequency of 10 Hz, a static strain of 10%, a dynamic strain of 2%, and a temperature of 0 ° C. Is displayed as an index. The larger the index, the larger the tan δ and the better the wet grip performance.

・低燃費性:温度を60℃に変え、その他は0℃でのtanδと同様にしてtanδ測定し、比較例1の値を100とした指数で表示した。指数が小さいほど、発熱しにくく、タイヤでの転がり抵抗が小さくて転がり抵抗性能(即ち、低燃費性)に優れることを示す。 Fuel economy: The temperature was changed to 60 ° C., and the others were measured in the same manner as tan δ at 0 ° C., and the tan δ was measured. The smaller the index, the less the heat is generated, and the smaller the rolling resistance of the tire is, the better the rolling resistance performance (i.e., fuel economy).

Figure 2019112559
Figure 2019112559

結果は、表2に示す通りであり、実施例1〜5は、比較例2〜8との対比より、優れたウエットグリップ性能を維持しつつ、低燃費性が向上したことがわかる。   The results are as shown in Table 2. From the comparison with Comparative Examples 2 to 8, Examples 1 to 5 show that the fuel economy is improved while maintaining excellent wet grip performance.

ポリマー粒子A〜Cを含有する比較例2,7,8は、比較例1との対比より、低燃費性の向上効果が不十分、又は低燃費性が悪化したことがわかる。   The comparison examples 2, 7 and 8 containing the polymer particles A to C show that the improvement effect of the fuel economy is insufficient or the fuel economy is deteriorated according to the comparison with the comparison 1.

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、乗用車、ライトトラック・バス等の各種タイヤ用ゴム組成物に用いることができる。

The rubber composition for a tire of the present invention can be used for various tire rubber compositions such as passenger cars, light trucks and buses.

Claims (4)

ジエン系ゴムからなるゴム成分100質量部に対して、式(1)で表されるアルキル(メタ)アクリレート単位を構成単位として有し、ナトリウム濃度及びカリウム濃度の合計量が2000ppm以下であるポリマー粒子を1〜100質量部含有する、タイヤ用ゴム組成物。
Figure 2019112559
式中、Rは水素原子又はメチル基であり、同一分子中のRは同一でも異なっていてもよく、Rは炭素数4〜18のアルキル基であり、同一分子中のRは同一でも異なっていてもよい。
A polymer particle having an alkyl (meth) acrylate unit represented by the formula (1) as a constitutional unit and having a total amount of a sodium concentration and a potassium concentration of 2000 ppm or less based on 100 parts by mass of a rubber component consisting of a diene rubber The rubber composition for tires which contains 1-100 mass parts.
Figure 2019112559
In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 1 in the same molecule may be the same or different, R 2 is an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms, R 2 in the same molecule It may be the same or different.
前記ポリマー粒子のガラス転移温度が、−70〜0℃である、請求項1に記載のタイヤ用ゴム組成物。   The rubber composition for a tire according to claim 1, wherein the glass transition temperature of the polymer particles is -70 to 0 ° C. 前記ポリマー粒子中のナトリウム又はカリウムが、脂肪酸塩又は過硫酸塩として存在する、請求項1又は2に記載のタイヤ用ゴム組成物。   The tire rubber composition according to claim 1, wherein sodium or potassium in the polymer particles is present as a fatty acid salt or a persulfate. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のタイヤ用ゴム組成物を用いて作製された、空気入りタイヤ。   The pneumatic tire produced using the rubber composition for tires of any one of Claims 1-3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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