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JP7255773B2 - Method for producing rubber-like polymer and method for producing rubber composition for tire - Google Patents
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Method for producing rubber-like polymer and method for producing rubber composition for tire Download PDF

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Description

本発明は、ゴム状重合体の製造方法、及びタイヤ用ゴム組成物の製造方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a rubber-like polymer and a method for producing a rubber composition for tires.

ゴム状重合体を合成して得られたラテックスから、ゴム状重合体を回収するために凝集させることがある。その凝集方法としては、特許文献1の段落0048に記載のように、無機金属塩や、貧溶媒などの凝集剤を添加する方法が知られている。 Latex obtained by synthesizing a rubber-like polymer may be coagulated to recover the rubber-like polymer. As the aggregation method, as described in paragraph 0048 of Patent Document 1, a method of adding an inorganic metal salt or a coagulant such as a poor solvent is known.

しかしながら、ゴム状重合体の粒子径が小さい場合、無機金属塩の添加では凝集が不十分な場合がある。また、無機金属塩を多量に用いると、ゴム状重合体中に無機金属イオンが残存し、配合したゴム組成物の特性が悪化するおそれがあった。特に、タイヤ用ゴム組成物に、ウエットグリップ性能等のタイヤ性能を向上させる目的でゴム状重合体を配合した場合、低燃費性が悪化するおそれがあった。 However, when the particle size of the rubber-like polymer is small, the addition of the inorganic metal salt may result in insufficient aggregation. Moreover, when a large amount of inorganic metal salt is used, inorganic metal ions remain in the rubber-like polymer, and there is a possibility that the properties of the compounded rubber composition may be deteriorated. In particular, when a rubber composition for tires is blended with a rubber-like polymer for the purpose of improving tire performance such as wet grip performance, there is a possibility that the fuel efficiency may be deteriorated.

また、工業的にゴム状重合体を製造する場合、一般的には、重合反応を行った後、凝集槽において凝集を行い、凝集槽の下部に設けられた排出口から凝集した重合体の回収を行う。 In the case of industrially producing a rubber-like polymer, generally, after performing a polymerization reaction, flocculation is performed in a flocculation tank, and the flocculated polymer is recovered from a discharge port provided at the bottom of the flocculation tank. I do.

しかしながら、貧溶媒を添加する方法では、ゴム状重合体が凝固して塊状になり流動性を失い、凝集槽の排出口から排出できないという問題が生じることがあった。 However, in the method of adding a poor solvent, the rubber-like polymer coagulates into lumps, loses its fluidity, and has a problem that it cannot be discharged from the discharge port of the coagulation tank.

特許5967342号公報Japanese Patent No. 5967342

本発明は、以上の点に鑑み、工業的に製造する際の作業性に優れたゴム状重合体の製造方法、及び、低燃費性を維持しつつ、ウエットグリップ性能を向上させることができる、タイヤ用ゴム組成物の製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention provides a method for producing a rubber-like polymer that has excellent workability in industrial production, and a method that can improve wet grip performance while maintaining low fuel consumption. It aims at providing the manufacturing method of the rubber composition for tires.

本発明に係るゴム状重合体の製造方法は、メタクリル酸イソデシルとエチレングリコールジメタクリレートとの共重合体であるゴム状重合体を含有するラテックスに、凝集液を添加することによりゴム状重合体を凝集させる凝集工程を有し、上記凝集液として、無機金属塩を含む水溶液と、有機溶媒とを用い、上記無機金属塩の配合量が、上記ゴム状重合体100質量部に対して3~10質量部であり、上記有機溶媒の配合量が、上記ラテックス、上記水溶液、及び上記有機溶媒の混合液の液体成分中、30~60質量%であるものとする。
In the method for producing a rubber-like polymer according to the present invention, a rubber-like polymer is produced by adding a flocculant to a latex containing a rubber-like polymer that is a copolymer of isodecyl methacrylate and ethylene glycol dimethacrylate. An aggregating step is provided, and an aqueous solution containing an inorganic metal salt and an organic solvent are used as the aggregating liquid, and the amount of the inorganic metal salt compounded is 3 to 10 parts per 100 parts by mass of the rubber-like polymer. The content of the organic solvent is 30 to 60% by mass in the liquid component of the mixture of the latex, the aqueous solution, and the organic solvent.

上記ゴム状重合体は、乳化重合により合成されたものとすることができる。 The rubber-like polymer can be synthesized by emulsion polymerization.

上記有機溶媒のsp値は11~15であるものとすることができる。 The sp value of the organic solvent may be 11-15.

本発明に係るタイヤ用ゴム組成物の製造方法は、上記ゴム状重合体を配合するものとする。 In the method for producing a rubber composition for tires according to the present invention, the above rubber-like polymer is compounded.

本発明のゴム状重合体の製造方法によれば、工業的に製造する際の作業性を大きく向上させることができ、本発明のタイヤ用ゴム組成物の製造方法によれば、低燃費性を維持しつつ、ウエットグリップ性能が向上したタイヤ用ゴム組成物が得られる。 According to the method for producing a rubbery polymer of the present invention, workability in industrial production can be greatly improved, and according to the method for producing a rubber composition for tires of the present invention, fuel efficiency can be improved It is possible to obtain a rubber composition for a tire having improved wet grip performance while maintaining the wet grip performance.

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。 Matters related to the implementation of the present invention will be described in detail below.

本実施形態に係るゴム状重合体の製造方法は、ゴム状重合体を含有するラテックスに、凝集液を添加することによりゴム状重合体を凝集させる凝集工程を有し、上記凝集液として、無機金属塩を含む水溶液と、有機溶媒とを用い、上記無機金属塩の配合量が、上記ゴム状重合体100質量部に対して3~10質量部であり、上記有機溶媒の配合量が、上記ラテックス、上記水溶液、及び上記有機溶媒の混合液の液体成分中、10~60質量%であるものとする。 The method for producing a rubber-like polymer according to the present embodiment has an aggregation step of adding an aggregation liquid to a latex containing a rubber-like polymer to aggregate the rubber-like polymer. An aqueous solution containing a metal salt and an organic solvent are used, the amount of the inorganic metal salt is 3 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber-like polymer, and the amount of the organic solvent is the amount described above. It should be 10 to 60% by mass in the liquid component of the liquid mixture of the latex, the above aqueous solution, and the above organic solvent.

無機金属塩としては、特に限定されないが、水酸化ナトリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸アンモニウム、硫酸アルミニウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウムなどの金属塩が挙げられ、これらを2種以上併用するものであってもよい。これらの無機金属塩の中でも3価の無機金属イオンを有する無機金属塩であることが好ましい。 Examples of inorganic metal salts include, but are not limited to, metal salts such as sodium hydroxide, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, ammonium sulfate, aluminum sulfate, sodium chloride, calcium chloride, and magnesium chloride. It may be used in combination. Among these inorganic metal salts, inorganic metal salts having trivalent inorganic metal ions are preferred.

無機金属塩を含む水溶液の濃度は、特に限定されないが、0.1~30質量%であることが好ましく、1~10質量%であることがより好ましい。 Although the concentration of the aqueous solution containing the inorganic metal salt is not particularly limited, it is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 1 to 10% by mass.

無機金属塩の配合量としては、ゴム状重合体100質量部に対して、3~10質量部であれば特に限定されないが、3~7質量部であることが好ましい。3質量部以上である場合、スラリー状のゴム状重合体が得られやすく、10質量部以下である場合、ゴム状重合体中に残存する無機金属塩の量を抑制することができ、ゴム状重合体を配合することで優れたゴム組成物の物性が得られやすい。 The amount of the inorganic metal salt compounded is not particularly limited as long as it is 3 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber-like polymer, but it is preferably 3 to 7 parts by mass. When it is 3 parts by mass or more, a slurry-like rubbery polymer is easily obtained, and when it is 10 parts by mass or less, the amount of the inorganic metal salt remaining in the rubbery polymer can be suppressed, and a rubbery polymer is obtained. By blending the polymer, it is easy to obtain excellent physical properties of the rubber composition.

無機金属塩の添加速度は、特に限定されないが、ゴム状重合体100質量部に対して、0.1~10質量部/minであることが好ましく、0.5~5質量部/minであることがより好ましい。 The addition rate of the inorganic metal salt is not particularly limited, but it is preferably 0.1 to 10 parts by mass/min, and 0.5 to 5 parts by mass/min with respect to 100 parts by mass of the rubber-like polymer. is more preferable.

有機溶媒としては、特に限定されないが、sp値が11~15であるものが好ましく、例えば、メタノール(sp値:14.5)、イソプロピルアルコール(sp値:11.5)、アセトニトリル(sp値:11.9)、エタノール(sp値:12.7)、ジメチルホルムアミド(sp値:12.0)、ジメチルスルホキシド(sp値:12.0)、エチレングリコール(sp値:14.2)などを好適に用いることができる。sp値が上記範囲内である場合、スラリー状のゴム状重合体が得られやすい。 The organic solvent is not particularly limited, but preferably has an sp value of 11 to 15. For example, methanol (sp value: 14.5), isopropyl alcohol (sp value: 11.5), acetonitrile (sp value: 11.9), ethanol (sp value: 12.7), dimethylformamide (sp value: 12.0), dimethyl sulfoxide (sp value: 12.0), ethylene glycol (sp value: 14.2), etc. are preferred. can be used for When the sp value is within the above range, a slurry-like rubber-like polymer is easily obtained.

ここで本明細書において、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以下であることを意味する。
Fedorsの式:
SP値(δ)=(Ev/v)1/2=(ΣΔei/ΣΔvi)1/2
Ev:蒸発エネルギー
v:モル体積
Δei:各成分の原子又は原子団の蒸発エネルギー
Δvi:各原子又は原子団のモル体積
In this specification, the sp value (solubility parameter) refers to, for example, Junji Mukai and Noriyuki Kaneshiro, "Jitsugaku Kombunshi for Engineers" (Kodansha, published on October 1, 1981), pp. 71-77. is the value δ [(cal/cm 3 ) 1/2 ] at 25° C. calculated by the Fedors formula described in 1 (cal/cm 3 ) 1/2 = 2.05 (MJ/m 3 ) 1 /2 , therefore, an SP value of 10 (cal/cm 3 ) 1/2 or less means 20.5 (MJ/m 3 ) 1/2 or less.
Fedors formula:
SP value (δ) = (Ev/v) 1/2 = (ΣΔei/ΣΔvi) 1/2
Ev: evaporation energy v: molar volume Δei: evaporation energy of each component atom or atomic group Δvi: molar volume of each atom or atomic group

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 vaporization energies and molar volumes of each atom or atomic group used in the calculation of the above formula are given by F. Fedors, Polym. Eng. Sci. , 14, 147 <1974>.

上記有機溶媒の配合量は、ラテックス、無機金属塩を含有する水溶液、及び有機溶媒の混合液の液体成分中、10~60質量%であれば特に限定されないが、15~50質量%であることが好ましい。10質量%以上である場合、ゴム状重合体の凝集が起こりやすく、60質量%以下である場合、スラリー状のゴム状重合体が得られやすい。 The amount of the organic solvent is not particularly limited as long as it is 10 to 60% by mass in the liquid component of the latex, the aqueous solution containing the inorganic metal salt, and the mixed liquid of the organic solvent, but it is 15 to 50% by mass. is preferred. When it is 10% by mass or more, aggregation of the rubber-like polymer tends to occur, and when it is 60% by mass or less, a slurry-like rubber-like polymer is likely to be obtained.

上記有機溶媒の添加速度は、特に限定されないが、ラテックスと、無機金属塩を含有する水溶液との混合液の液体成分100質量部に対して、0.1~10質量部/minであることが好ましく、0.5~5質量部/minであることがより好ましい。 The addition rate of the organic solvent is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10 parts by mass/min with respect to 100 parts by mass of the liquid component of the mixed liquid of the latex and the aqueous solution containing the inorganic metal salt. Preferably, it is 0.5 to 5 parts by mass/min.

本実施形態のように、ゴム状重合体を含有するラテックス中に、無機金属塩を含む水溶液と有機溶媒を添加した場合、ゴム状重合体が凝集によって塊状にはならず、二次粒子や三次粒子のゴム状重合体が分散したスラリー状態を維持することができる。そのメカニズムは定かではないが、ゴム状重合体の表面の電荷が無機金属イオンによって相殺されることで、ゴム状重合体と有機溶媒との相溶性が高まり、ゴム状重合体が緩やかに凝集するためと考えられる。本実施形態の製造方法によれば、工業的に製造する際に、得られるゴム状重合体クラムは流動性を有するため、凝集槽の排出口から容易にゴム状重合体を回収することができる。ここで、本明細書において「凝集」とは、コロイド粒子が集まってより大きな粒子になる現象をいう。 As in the present embodiment, when an aqueous solution containing an inorganic metal salt and an organic solvent are added to a latex containing a rubber-like polymer, the rubber-like polymer does not agglomerate and form secondary particles or tertiary particles. A slurry state in which the particles of the rubber-like polymer are dispersed can be maintained. Although the mechanism is not clear, the charge on the surface of the rubber-like polymer is canceled by the inorganic metal ions, which increases the compatibility between the rubber-like polymer and the organic solvent, and the rubber-like polymer gradually aggregates. It is considered to be for According to the production method of the present embodiment, the rubber-like polymer crumb obtained in industrial production has fluidity, so that the rubber-like polymer can be easily recovered from the outlet of the flocculation tank. . As used herein, the term "aggregation" refers to a phenomenon in which colloidal particles aggregate to form larger particles.

上記無機金属塩を含む水溶液と上記有機溶媒は、それぞれ別々に添加してもよく、事前に混合し混合液として添加してもよいが、上記無機金属塩を含む水溶液を添加した後、上記有機溶媒を添加するか、あるいは、混合液として添加するのが好ましい。すなわち、凝集工程は、無機金属塩を含む水溶液を添加し、ゴム状重合体を凝集させる第一凝集工程と、sp値が11~15である有機溶媒を添加し、ゴム状重合体を凝集させる第二凝集工程とを有する凝集工程であることが好ましく、あるいは、無機金属塩を含む水溶液とsp値が11~15である有機溶媒との混合液を添加し、ゴム状重合体を凝集させる凝集工程であることが好ましい。 The aqueous solution containing the inorganic metal salt and the organic solvent may be added separately, or may be mixed in advance and added as a mixed solution. Preferably the solvent is added or added as a mixture. That is, the aggregation step includes the first aggregation step of adding an aqueous solution containing an inorganic metal salt to aggregate the rubber-like polymer, and the addition of an organic solvent having an sp value of 11 to 15 to aggregate the rubber-like polymer. Alternatively, a mixed solution of an aqueous solution containing an inorganic metal salt and an organic solvent having an sp value of 11 to 15 is added to aggregate the rubber-like polymer. A process is preferred.

混合液として添加する場合の添加速度は、特に限定されないが、ラテックスの液体成分100質量部に対して、0.1~10質量部/minであることが好ましく、0.5~5質量部/minであることがより好ましい。 The rate of addition in the case of adding as a mixed liquid is not particularly limited, but it is preferably 0.1 to 10 parts by mass/min, and 0.5 to 5 parts by mass/min with respect to 100 parts by mass of the liquid component of the latex. min is more preferred.

ゴム状重合体の重合方法としては、特に限定されず、例えば、乳化重合法、溶液重合法懸濁重合法が挙げられ、この中でも乳化重合法であることが好ましい。 The method of polymerizing the rubber-like polymer is not particularly limited, and examples thereof include emulsion polymerization, solution polymerization, and suspension polymerization. Among them, emulsion polymerization is preferred.

本実施形態の凝集工程において使用する攪拌機は、特に限定されず、例えば、撹拌翼形状としては三方後退翼、パドル型、アンカー型、タービン翼、マックスブレンド翼などの一般的な撹拌翼の攪拌機を用いることができる。 The stirrer used in the agglomeration step of the present embodiment is not particularly limited, and for example, stirrers with general stirring blades such as three-way swept-back blades, paddle-type, anchor-type, turbine blades, and Maxblend blades can be used. can be used.

本実施形態の凝集工程における上記攪拌機の回転数は、特に限定されず、使用する攪拌機の撹拌翼形状によっても異なるが、例えば、三方後退翼を用いた場合、60~500rpmであってもよく、100~400rpmであってもよい。 The rotation speed of the stirrer in the aggregation step of the present embodiment is not particularly limited, and varies depending on the stirring blade shape of the stirrer used. It may be 100-400 rpm.

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。
[合成例]
3000g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)、78.8gのエチレングリコールジメタクリレート、382.2gのドデシル硫酸ナトリウム、6300gの水および700g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、35.8gの過硫酸カリウムを添加した後、撹拌しながら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、ゴム状重合体の微粒子が分散したラテックスが得られた。
Examples of the present invention are shown below, but the present invention is not limited to these examples.
[Synthesis example]
3000 g of 2,4,6-trimethylheptyl methacrylate (isodecyl methacrylate), 78.8 g of ethylene glycol dimethacrylate, 382.2 g of sodium dodecyl sulfate, 6300 g of water and 700 g of ethanol are mixed and allowed to stir for 1 hour. After emulsifying the monomers, 35.8 g of potassium persulfate was added, nitrogen bubbling was carried out for 1 hour while stirring, and the solution was maintained at 70° C. for 8 hours to obtain fine particles of the rubber-like polymer. A dispersed latex was obtained.

得られたラテックスを撹拌させながら、凝集液を添加することにより凝集を実施した。 Aggregation was carried out by adding a flocculant while stirring the obtained latex.

撹拌は、凝集槽内での撹拌翼による機械撹拌方式で、撹拌翼形状としては三方後退翼にて実施した。 Stirring was carried out by a mechanical stirring method using stirring blades in the coagulation tank, and the stirring blades were swept back in three directions.

得られたゴム状重合体の凝集状態を目視にて確認した。凝集したゴム状重合体がスラリー状に分散しているものは工業的な製造において優れた作業性を有していると評価し、十分な凝集が得られないものや、ゴム状重合体が凝固し塊状になったものは工業的な製造に不適として評価した。 The aggregation state of the obtained rubber-like polymer was confirmed visually. Those in which agglomerated rubber-like polymers are dispersed in a slurry form are evaluated as having excellent workability in industrial production. Those that formed lumps were evaluated as unsuitable for industrial production.

[実施例1-1]
得られたエマルションを300rpmで攪拌させながら、3wt%の硫酸アルミニウム水溶液を5250g添加して重合体を緩凝集させた後、イソプロピルアルコール(IPA)を5250g添加することによりゴム状重合体1を凝集させた。ゴム状重合体1は、溶液中に分散したスラリー状として析出した。無機金属塩の配合量は、ゴム状重合体100質量部に対して5質量部であり、有機溶媒の配合量は、ラテックスと凝集液との混合液の液体成分中、30質量%であった。
[Example 1-1]
While stirring the obtained emulsion at 300 rpm, 5250 g of a 3 wt % aluminum sulfate aqueous solution was added to loosely coagulate the polymer, and then 5250 g of isopropyl alcohol (IPA) was added to coagulate the rubber-like polymer 1. rice field. Rubber-like polymer 1 precipitated as a slurry dispersed in the solution. The amount of the inorganic metal salt compounded was 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber-like polymer, and the compounded amount of the organic solvent was 30% by mass in the liquid component of the liquid mixture of the latex and the coagulation liquid. .

[実施例1-2]
実施例1-1で用いたイソプロピルアルコールの代わりにアセトニトリルを5250g用いた以外は実施例1-1と同様の手法にてゴム状重合体2を凝集させた。ゴム状重合体2は、溶液中に分散したスラリー状として析出した。無機金属塩の配合量は、ゴム状重合体100質量部に対して5質量部であり、有機溶媒の配合量は、ラテックスと凝集液との混合液の液体成分中、30質量%であった。
[Example 1-2]
Rubber-like polymer 2 was aggregated in the same manner as in Example 1-1 except that 5250 g of acetonitrile was used instead of isopropyl alcohol used in Example 1-1. Rubber-like polymer 2 precipitated as a slurry dispersed in the solution. The amount of the inorganic metal salt compounded was 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber-like polymer, and the compounded amount of the organic solvent was 30% by mass in the liquid component of the liquid mixture of the latex and the coagulation liquid. .

[実施例1-3]
実施例1-1で用いたイソプロピルアルコールの代わりにエタノールを5250g用いた以外は実施例1-1と同様の手法にてゴム状重合体3を凝集させた。ゴム状重合体3は、溶液中に分散したスラリー状として析出した。無機金属塩の配合量は、ゴム状重合体100質量部に対して5質量部であり、有機溶媒の配合量は、ラテックスと凝集液との混合液の液体成分中、30質量%であった。
[Example 1-3]
Rubber-like polymer 3 was aggregated in the same manner as in Example 1-1, except that 5250 g of ethanol was used instead of isopropyl alcohol used in Example 1-1. Rubber-like polymer 3 precipitated as a slurry dispersed in the solution. The amount of the inorganic metal salt compounded was 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber-like polymer, and the compounded amount of the organic solvent was 30% by mass in the liquid component of the liquid mixture of the latex and the coagulation liquid. .

[実施例1-4]
実施例1-1で用いたイソプロピルアルコールの代わりにメタノールを5250g用いた以外は実施例1-1と同様の手法にてゴム状重合体4を凝集させた。ゴム状重合体4は、溶液中に分散したスラリー状として析出した。無機金属塩の配合量は、ゴム状重合体100質量部に対して5質量部であり、有機溶媒の配合量は、ラテックスと凝集液との混合液の液体成分中、30質量%であった。
[Example 1-4]
Rubber-like polymer 4 was aggregated in the same manner as in Example 1-1, except that 5250 g of methanol was used instead of isopropyl alcohol used in Example 1-1. The rubber-like polymer 4 precipitated as a slurry dispersed in the solution. The amount of the inorganic metal salt compounded was 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber-like polymer, and the compounded amount of the organic solvent was 30% by mass in the liquid component of the liquid mixture of the latex and the coagulation liquid. .

[比較例1-1]
実施例1-4で用いた硫酸アルミニウム水溶液濃度を1.2質量%とした以外は実施例1-4と同様の手法にてゴム状重合体5を凝集させた。ゴム状重合体5は、塊状の固体として凝固析出した。無機金属塩の配合量は、ゴム状重合体100質量部に対して2質量部であり、有機溶媒の配合量は、ラテックスと凝集液との混合液の液体成分中、30質量%であった。
[Comparative Example 1-1]
Rubber-like polymer 5 was aggregated in the same manner as in Example 1-4, except that the concentration of the aluminum sulfate aqueous solution used in Example 1-4 was changed to 1.2% by mass. The rubber-like polymer 5 was coagulated and precipitated as a lumpy solid. The amount of the inorganic metal salt was 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber-like polymer, and the amount of the organic solvent was 30% by mass in the liquid component of the mixture of the latex and the coagulant. .

[実施例1-5]
実施例1-4で用いた硫酸アルミニウム水溶液濃度を4.2質量%とした以外は実施例1-4と同様の手法にてゴム状重合体6を凝集させた。ゴム状重合体6は、溶液中に分散したスラリー状として析出した。無機金属塩の配合量は、ゴム状重合体100質量部に対して7質量部であり、有機溶媒の配合量は、ラテックスと凝集液との混合液の液体成分中、30質量%であった。
[Example 1-5]
Rubber-like polymer 6 was aggregated in the same manner as in Example 1-4, except that the concentration of the aluminum sulfate aqueous solution used in Example 1-4 was changed to 4.2% by mass. The rubber-like polymer 6 precipitated as a slurry dispersed in the solution. The amount of the inorganic metal salt compounded was 7 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber-like polymer, and the compounded amount of the organic solvent was 30% by mass in the liquid component of the liquid mixture of the latex and the coagulation liquid. .

[比較例1-3]
実施例1-4で用いたメタノールを2205gとした以外は実施例1-4と同様の手法にてゴム状重合体8を凝集させた。溶液が白濁するのみで目視では固形分が確認できなかったため、ゴム状重合体8の凝集性は不十分であると評価した。無機金属塩の配合量は、ゴム状重合体100質量部に対して5質量部であり、有機溶媒の配合量は、ラテックスと凝集液との混合液の液体成分中、15質量%であった。
[Comparative Example 1-3]
Rubber-like polymer 8 was aggregated in the same manner as in Example 1-4 except that 2205 g of methanol was used in Example 1-4. Since the solution only became cloudy and no solid content could be visually confirmed, the cohesiveness of the rubber-like polymer 8 was evaluated as insufficient. The amount of the inorganic metal salt was 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber-like polymer, and the amount of the organic solvent was 15% by mass in the liquid component of the mixed liquid of the latex and the coagulation liquid. .

[実施例1-6]
実施例1-4で用いたメタノールを18375gとした以外は実施例1-4と同様の手法にてゴム状重合体9を凝集させた。ゴム状重合体9は、溶液中に分散したスラリー状として析出した。無機金属塩の配合量は、ゴム状重合体100質量部に対して5質量部であり、有機溶媒の配合量は、ラテックスと凝集液との混合液の液体成分中、60質量%であった。
[Example 1-6]
Rubber-like polymer 9 was aggregated in the same manner as in Example 1-4, except that 18,375 g of methanol was used in Example 1-4. Rubber-like polymer 9 precipitated as a slurry dispersed in the solution. The amount of the inorganic metal salt compounded was 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber-like polymer, and the compounded amount of the organic solvent was 60% by mass in the liquid component of the liquid mixture of the latex and the coagulation liquid. .

[比較例1-4]
実施例1-4で用いたメタノールを22890gとした以外は実施例1-4と同様の手法にてゴム状重合体10を凝集させた。ゴム状重合体10は、塊状の固体として凝固析出した。無機金属塩の配合量は、ゴム状重合体100質量部に対して5質量部であり、有機溶媒の配合量は、ラテックスと凝集液との混合液の液体成分中、65質量%であった。
[Comparative Example 1-4]
Rubber-like polymer 10 was aggregated in the same manner as in Example 1-4, except that 22,890 g of methanol was used in Example 1-4. The rubber-like polymer 10 was coagulated and precipitated as a lumpy solid. The amount of the inorganic metal salt compounded was 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber-like polymer, and the compounded amount of the organic solvent was 65% by mass in the liquid component of the mixed liquid of the latex and the coagulation liquid. .

[実施例1-7]
実施例1-4で用いた硫酸アルミニウムの代わりに塩化ナトリウム水溶液を5250g用いた以外は実施例1-4と同様の手法にてゴム状重合体11を凝集させた。ゴム状重合体11は、溶液中に分散したスラリー状として析出した。無機金属塩の配合量は、ゴム状重合体100質量部に対して5質量部であり、有機溶媒の配合量は、ラテックスと凝集液との混合液の液体成分中、30質量%であった。
[Example 1-7]
Rubber-like polymer 11 was aggregated in the same manner as in Example 1-4, except that 5250 g of an aqueous sodium chloride solution was used instead of aluminum sulfate used in Example 1-4. The rubber-like polymer 11 precipitated as a slurry dispersed in the solution. The amount of the inorganic metal salt compounded was 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber-like polymer, and the compounded amount of the organic solvent was 30% by mass in the liquid component of the liquid mixture of the latex and the coagulation liquid. .

[実施例1-8]
実施例1-4で用いた硫酸アルミニウムの代わりに塩化カルシウム水溶液を5250g用いた以外は実施例1-4と同様の手法にてゴム状重合体12を凝集させた。ゴム状重合体12は、溶液中に分散したスラリー状として析出した。無機金属塩の配合量は、ゴム状重合体100質量部に対して5質量部であり、有機溶媒の配合量は、ラテックスと凝集液との混合液の液体成分中、30質量%であった。
[Example 1-8]
Rubber-like polymer 12 was aggregated in the same manner as in Example 1-4 except that 5250 g of an aqueous calcium chloride solution was used instead of aluminum sulfate used in Example 1-4. The rubber-like polymer 12 precipitated as a slurry dispersed in the solution. The amount of the inorganic metal salt compounded was 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber-like polymer, and the compounded amount of the organic solvent was 30% by mass in the liquid component of the liquid mixture of the latex and the coagulation liquid. .

[実施例1-9]
凝固液として、3wt%硫酸アルミニウム水溶液5250gとメタノール5250gをあらかじめ混合したものを用いた以外は実施例1-4と同様の手法によりゴム状重合体13を凝集させた。ゴム状重合体13は、溶液中に分散したスラリー状として析出した。無機金属塩の配合量は、ゴム状重合体100質量部に対して5質量部であり、有機溶媒の配合量は、ラテックスと凝集液との混合液の液体成分中、30質量%であった。
[Example 1-9]
Rubber-like polymer 13 was coagulated in the same manner as in Example 1-4, except that 5,250 g of a 3 wt % aluminum sulfate aqueous solution and 5,250 g of methanol were mixed in advance as a coagulating liquid. The rubber-like polymer 13 precipitated as a slurry dispersed in the solution. The amount of the inorganic metal salt compounded was 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber-like polymer, and the compounded amount of the organic solvent was 30% by mass in the liquid component of the liquid mixture of the latex and the coagulation liquid. .

スラリー状のゴム状重合体として得られたものについては、ゴム状重合体中に残存する無機金属イオンの濃度を測定した。測定方法は次のとおりであり、測定結果を表1に示す。 For those obtained as a slurry-like rubber-like polymer, the concentration of inorganic metal ions remaining in the rubber-like polymer was measured. The measurement methods are as follows, and the measurement results are shown in Table 1.

・金属イオン総量:得られた重合体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に希釈し、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、カリウム濃度、アルミニウム濃度、カルシウム濃度を測定し、その合計値を求めた。 Total amount of metal ions: To 0.1 g of the obtained polymer was added 5 ml of nitric acid, decomposed with microwaves, diluted to 50 ml with distilled water, and used as a measurement solution. Using "Optima 8300" manufactured by PerkinElmer Co., Ltd., inductively coupled plasma emission spectroscopy (ICP-OES) was performed to measure sodium concentration, potassium concentration, aluminum concentration, and calcium concentration, and the total value was obtained.

Figure 0007255773000001
Figure 0007255773000001

表1に示すとおり、凝集剤として、無機金属塩を含む水溶液と、有機溶媒とを併用し、それぞれ所定量とすることにより、流動性を保ったスラリー状のゴム状重合体が得られ、工業的な製造において優れた作業性が得られることがわかった。 As shown in Table 1, by using an aqueous solution containing an inorganic metal salt and an organic solvent together as a flocculating agent in predetermined amounts, a slurry-like rubber-like polymer that maintains fluidity can be obtained. It was found that excellent workability can be obtained in general production.

スラリー状で得られたゴム状重合体について、タイヤ用ゴム組成物に配合した際のタイヤ性能を評価した。 The rubber-like polymer obtained in slurry form was evaluated for tire performance when blended with a rubber composition for tires.

バンバリーミキサーを使用し、下記表2に示す配合(質量部)に従い、まず、ノンプロ練り工程で、加硫促進剤及び硫黄を除く成分を添加混合し(排出温度=160℃)、プロ練り工程で、加硫促進剤及び硫黄を添加混合して(排出温度=90℃)、ゴム組成物を調製した。 Using a Banbury mixer, according to the formulation (parts by mass) shown in Table 2 below, first, in the non-professional kneading process, the vulcanization accelerator and components other than sulfur are added and mixed (discharge temperature = 160 ° C.), and in the professional kneading process , a vulcanization accelerator and sulfur were added and mixed (exhaust temperature = 90°C) to prepare a rubber composition.

表2中の各成分の詳細は以下の通りである。 Details of each component in Table 2 are as follows.

・変性SBR:株式会社JSR(株)製「HPR350」、アルコキシ基及びアミノ基末端変性溶液重合SBR
・BR:宇部興産(株)製「ウベポール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:エボニックジャパン(株)製「Si69」、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド
・ゴム状重合体1:上記実施例1-1にて得られたゴム状重合体
・ゴム状重合体2:上記実施例1-2にて得られたゴム状重合体
・ゴム状重合体3:上記実施例1-3にて得られたゴム状重合体
・ゴム状重合体4:上記実施例1-4にて得られたゴム状重合体
・ゴム状重合体6:上記実施例1-5にて得られたゴム状重合
ゴム状重合体9:上記実施例1-6にて得られたゴム状重合体
・ゴム状重合体11:上記実施例1-7にて得られたゴム状重合体
・ゴム状重合体12:上記実施例1-8にて得られたゴム状重合体
・ゴム状重合体13:上記実施例1-9にて得られたゴム状重合体
・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」
・Modified SBR: "HPR350" manufactured by JSR Corporation, alkoxy group and amino group terminal modified solution polymerized SBR
・ BR: “Ubepol BR150B” manufactured by Ube Industries, Ltd.
・ Silica: “Nip Seal AQ” manufactured by Tosoh Silica Co., Ltd.
Silane coupling agent: Evonik Japan Co., Ltd. "Si69", bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide Rubber-like polymer 1: Rubber-like polymer obtained in Example 1-1 above Rubber-like polymer 2: The rubber-like polymer obtained in Example 1-2 above/Rubber-like polymer 3: The rubber-like polymer/rubber-like polymer obtained in Example 1-3 above 4: Rubber-like polymer obtained in Example 1-4 above/Rubber-like polymer 6: Rubber-like polymer obtained in Example 1-5 above
Rubber-like polymer 9: The rubber-like polymer obtained in Example 1-6 above ・Rubber-like polymer 11: The rubber-like polymer obtained in Example 1-7 above ・Rubber-like polymer 12 : Rubber-like polymer obtained in Example 1-8 above Rubber-like polymer 13: Rubber-like polymer obtained in Example 1-9 above Zinc white: Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd. " 1 kind of zinc white
・ Anti-aging agent: "Nocrac 6C" manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
・ Stearic acid: “Lunac S-20” manufactured by Kao Corporation
・ Sulfur: “Rubber powder sulfur 150 mesh” manufactured by Hosoi Chemical Industry Co., Ltd.
・ Vulcanization accelerator: "Noccellar CZ" manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
・Secondary vulcanization accelerator: "Noccellar D" manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.

得られた各ゴム組成物について、ウエットグリップ性能、及び低燃費性を評価した。評価方法は次の通りである。 Wet grip performance and fuel efficiency were evaluated for each of the obtained rubber compositions. The evaluation method is as follows.

・ウエットグリップ性能:温度0℃の条件で損失係数tanδを測定した。0℃でのtanδは、タイヤ用ゴム組成物において、湿潤路面に対するグリップ性能(ウエットグリップ性能)の指標として一般に用いられているものであり、上記指数が大きいほど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: The loss factor tan δ was measured at a temperature of 0°C. Tan δ at 0° C. is generally used as an index of grip performance on wet road surfaces (wet grip performance) in rubber compositions for tires. indicates that

・低燃費性:温度60℃の条件で損失係数tanδを測定した。60℃でのtanδは、タイヤ用ゴム組成物において、低燃費性能の指標として一般に用いられているものであり、上記指数が小さいほどtanδが小さく、従って、発熱しにくく、タイヤとしての低燃費性能に優れることを示す。 · Low fuel consumption: Loss factor tan δ was measured at a temperature of 60°C. Tan δ at 60° C. is generally used as an indicator of fuel efficiency in rubber compositions for tires. The smaller the above index, the smaller the tan δ. It shows that it is superior to

Figure 0007255773000002
Figure 0007255773000002

結果は、表2に示す通りであり、比較例2-1と実施例2-1~実施例2-9との対比より、実施例1-1~実施例1-9の製造方法により得られた金属イオンの残存量の少ないゴム状重合体を配合するゴム組成物の製造方法により、低燃費性を維持しつつ、ウエットグリップ性能を向上させたタイヤ用ゴム組成物が得られることがわかった。

The results are as shown in Table 2. Comparative Example 2-1 and Examples 2-1 to 2-9 were compared to obtain the production methods of Examples 1-1 to 1-9. It was found that a rubber composition for tires with improved wet grip performance while maintaining low fuel consumption can be obtained by a method for producing a rubber composition containing a rubber-like polymer with a small residual amount of metal ions. .

本発明のゴム状重合体の製造方法は、各種用途に用いられるゴム状重合体を工業的に製造する際に好適に用いることができる。 The method for producing a rubber-like polymer of the present invention can be suitably used for industrial production of a rubber-like polymer used for various purposes.

Claims (4)

メタクリル酸イソデシルとエチレングリコールジメタクリレートとの共重合体であるゴム状重合体を含有するラテックスに、凝集液を添加することによりゴム状重合体を凝集させる凝集工程を有し、
前記凝集液として、無機金属塩を含む水溶液と、有機溶媒とを用い、
前記無機金属塩の配合量が、前記ゴム状重合体100質量部に対して3~10質量部であり、
前記有機溶媒の配合量が、前記ラテックス、前記水溶液、及び前記有機溶媒の混合液の液体成分中、30~60質量%である、ゴム状重合体の製造方法。
a flocculation step of flocculating the rubber-like polymer by adding a flocculating liquid to a latex containing a rubber-like polymer that is a copolymer of isodecyl methacrylate and ethylene glycol dimethacrylate ;
Using an aqueous solution containing an inorganic metal salt and an organic solvent as the aggregation liquid,
The amount of the inorganic metal salt compounded is 3 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber-like polymer,
A method for producing a rubber-like polymer, wherein the blending amount of the organic solvent is 30 to 60% by mass in the liquid component of the mixed liquid of the latex, the aqueous solution, and the organic solvent.
前記ゴム状重合体が、乳化重合により合成されたものであることを特徴とする、請求項1に記載のゴム状重合体の製造方法。 2. The method for producing a rubber-like polymer according to claim 1, wherein the rubber-like polymer is synthesized by emulsion polymerization. 前記有機溶媒のsp値が11~15であることを特徴とする、請求項1又は2に記載のゴム状重合体の製造方法。 3. The method for producing a rubber-like polymer according to claim 1, wherein the organic solvent has an sp value of 11-15. 請求項1~3のいずれか1項に記載の製造方法により得られたゴム状重合体を配合する、タイヤ用ゴム組成物の製造方法。
A method for producing a rubber composition for tires, comprising blending the rubber-like polymer obtained by the production method according to any one of claims 1 to 3.
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