(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボンブラックに、全ての有機基が酸素を介して珪素に結合しているシラン及び／又はポリシロキサンを、２００℃よりも高い温度で接触させることを特徴とする、表面処理されたカーボンブラックの製造方法。
【請求項２】
反応炉に原料を供給してカーボンブラックを生成させ、かつ生成したカーボンブラックに、全ての有機基が酸素を介して珪素に結合しているシラン及び／又はポリシロキサンを、２００℃より高い温度で、反応炉内で接触させることを特徴とする、表面処理されたカーボンブラックの製造方法。
【請求項３】
反応炉に原料を供給してカーボンブラックを生成させ、生成したカーボンブラックに、全ての有機基が酸素を介して珪素に結合しているシラン及び／又はポリシロキサンを含有する反応停止水を供給することにより、カーボンブラックにシラン及び／又はポリシロキサンを２００℃より高い温度で接触させることを特徴とする、表面処理されたカーボンブラックの製造方法。
【請求項４】
反応炉に原料を供給してカーボンブラックを生成させ、生成したカーボンブラックに、反応停止水及び冷却水を順次供給するカーボンブラックの製造方法において、全ての有機基が酸素を介して珪素に結合しているシラン及び／又はポリシロキサンを反応停止水及び／又は冷却水に含有させることにより、カーボンブラックにシラン及び／又はポリシロキサンを２００℃より高い温度で接触させることを特徴とする、表面処理されたカーボンブラックの製造方法。
【請求項５】
カーボンブラックに接触させるシラン及び／又はポリシロキサンが、乳化分散状態で水に含有されていることを特徴とする、請求項３又は４に記載の表面処理されたカーボンブラックの製造方法。
【請求項６】
シラン及び／又はポリシロキサンにおいて、酸素を介して珪素に結合している有機基が全てアルキル基であることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の表面処理されたカーボンブラックの製造方法。
【請求項７】
シラン及び／又はポリシロキサンにおいて、酸素を介して珪素に結合している有機基が全てメチル基であることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の表面処理されたカーボンブラックの製造方法。
【請求項８】
シラン及び／又はポリシロキサンがテトラメトキシシランの加水分解物ないしは加水分解縮合物であることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の表面処理されたカーボンブラックの製造方法。
【請求項９】
カーボンブラック１００重量部に対してシラン及び／又はポリシロキサン０．１〜６０重量部を接触させることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれかに記載の表面処理されたカーボンブラックの製造方法。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の製造方法で得られたカーボンブラックが配合されていることを特徴とするゴム組成物。
【請求項１１】
請求項１ないし９のいずれかに記載の製造方法で得られたカーボンブラック及び２官能性のシランカップリング剤が配合されていることを特徴とするゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面処理されたカーボンブラック、詳しくはシラノール基を表面に存在させたカーボンブラックの製造方法、及びこのカーボンブラックを配合したゴム組成物に関する。得られるゴム組成物はタイヤトレッドやベルトなどの製造に好適に使用される。
【０００２】
【従来技術】
補強粒子を配合した加硫ゴム組成物が繰り返し変形を受けた際の発熱性の指標にｔａｎδがある。例えばタイヤトレッドの転がり抵抗を減少させ低燃費にするには５０〜７０℃のｔａｎδを小さくすれば良いことが知られている。一方、濡れた路面での制動特性などは０℃付近のｔａｎδが大きい方が良好となる。このｔａｎδの温度依存性を改良する、即ち５０〜７０℃のｔａｎδを小さく、かつ０℃付近のｔａｎδを大きくする方法として、充填剤としてシリカ、或いはシリカとシランカップリング剤を配合することが試みられている。例えば特開平３−２５２４３３号公報には溶液重合法ＳＢＲにシリカとシランカップリング剤を配合することが記載されている。また特開平７−１６５９９１号公報にはシランカップリング剤として特にシリカとゴムに反応することができる２官能性のものが優れていると記載されている。
【０００３】
これは、シラノール基を表面に有する粒子、例えばシリカ粒子は、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）−テトラスルファンなどのシランカップリング剤と共にジエン系ゴムに練り込み、加硫した際に、カップリング剤を介して粒子とゴムが化学的に結合することが知られており、これにより粒子配合加硫ゴム組成物の６０℃付近のｔａｎδが低くなり、また耐摩耗性が向上するなどの物性の向上がみられるものと考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シリカを充填剤として配合した場合、ｔａｎδの温度依存性を改良することはできるが、シリカ充填剤は自己凝集力が強いためゴム中へ分散しづらく、加工性が劣るといった問題がある。また高価なシランカップリング剤をシリカに対し通常５〜１５％も添加する必要があるためコンパウンドコストが上がるという問題もある。
【０００５】
また、カーボンブラックにシリカ充填剤を配合することなく上記のような硫黄原子を有するシランカップリング剤を配合すると、粒子配合ゴム組成物の６０℃付近のｔａｎδがかなり低減されるケースがある。しかし低温域（−１０〜０℃）、低歪下（０．１〜１％）での複素弾性率（Ｅ＊）や動的弾性率（Ｅ’）が高いため制動特性が低下するといった欠点がある。
【０００６】
一方、ゴム組成物に配合されるカーボンブラックをシリカ、或はシランで表面処理することが提案されている。例えば特開昭５３−１００１９０号公報や特開昭６１−２９１６５９号公報には、溶剤もしくは水に溶解させたシリコンの有機化合物または有機金属化合物をカーボンブラックに混合し乾燥させる方法が記載され、具体的にはシリコン化合物としてジメチルポリシロキサンやシリコンオイルが用いられている。また、特開昭５６−３８３５７号公報には、環式アルキルポリシロキサン又はシリコン化合物で処理された表面を有する表面疎水化したカーボンブラックが提案されている。特開昭５８−１２５２４９号公報には溶剤に溶解させたシランカップリング剤を表面に被覆したカーボンブラックが記載されている。特開昭６３−６３７５５号公報にはカーボンブラックを水中に分散させ、珪酸ナトリウムを硫酸で中和させることにより、カーボンブラック表面に無定形シリカを沈積させる方法が提案されている。しかしこれらの方法はいずれも溶剤の除去や回収、或は中和操作などプロセス面、経済面から工業化に適していると言い難い。また特開平４−２３３９７６号公報には特定の有機ケイ素化合物（具体的には特定構造の硫黄含有シランカップリング剤）でカーボンブラックを化学的に変性することが提案されている。しかしこの方法も抽出操作や変性するための後処理などのプロセス的・経済的な問題がある。しかも、これらカーボンブラックをシリカ、シラン等の表面処理剤で処理する方法では、表面処理剤が全てのカーボンブラック表面に十分に均一に付着しないことも予想される。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題に鑑み、シリカ並の粘弾性特性（ｔａｎδの温度依存性）を有し、且つシリカの難分散性、難加工性をカーボンブラック並に改良した補強粒子、およびこれを配合してなるゴム組成物を提供すべく、カーボンブラック表面にシリカを添着する方法について鋭意検討した。
その結果、特定の珪素含有化合物を用い特定方法でカーボンブラックの表面処理を行うことにより、効率的かつ効果的にシラノール基をカーボンブラック表面に存在させることができること、しかもこのようにして表面処理されたカーボンブラックを配合したゴム組成物は、優れた特性を発揮することを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は２００℃より高い温度で、全ての有機基が酸素を介して珪素に結合しているシラン及び／又はポリシロキサンをカーボンブラック表面に接触させることを特徴とする表面処理されたカーボンブラック、及びこの表面処理されたカーボンブラックを配合してなるゴム組成物に存する。
かかる本発明により、カーボンブラック表面にシラノール基を導入することができるので、シリカ粒子等シラノール基を有する粒子の配合によって試みられていた、加硫ゴム組成物の６０℃付近のｔａｎδの低下等の物性の向上を、シリカ等の粒子を配合することなく達成することができる。
【０００９】
しかも、シリカ充填剤を添加していない系で硫黄原子を有するシランカップリング剤を配合した場合のような低温域（−１０〜０℃）、低歪下（０．１〜１％）での複素弾性率（Ｅ＊）や動的弾性率（Ｅ’）が高いため制動特性が低下するといった欠点も解消することが可能である。
しかも本発明で得られる表面処理カーボンブラックによれば、シリカの欠点である難分散性、難加工性及び低耐摩耗性が克服され、これらの特性をカーボンブラック並に改良することが可能となる。従って、本発明により、シリカとカーボンブラックの長所を併せ持った補強粒子、即ちシリカ並の粘弾性特性（ｔａｎδの温度依存性）を有し、且つシリカの難分散性、難加工性、低耐摩耗性をカーボンブラック並に改良した補強粒子と、それを配合してなるゴム組成物を提供することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
まず、本発明で表面処理に供される原料としてのカーボンブラックは特に限定されないが、ゴムに配合する場合にはゴム工業において用いることができるものとして公知である種々のタイプ、例えばファーネスブラック（ＡＳＴＭ  Ｄ  １７６５による分類）、チャンネルブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック等が好適である。これら原料カーボンブラックを製造するには、例えばファーネスブラックの場合は高温ガス流中に高芳香族重質油を導入し、この重質油の不完全燃焼又は熱分解により得ることができる。
本発明においては、カーボンブラックを特定珪素化合物と接触する。すなわち、全ての有機基が酸素を介して珪素に結合しているシラン及び／又はポリシロキサンと接触するのである。
【００１１】
ここで、全ての有機基が酸素を介して珪素に結合しているシラン及び／又はポリシロキサンとは、ＳｉにＯを介して水素、アルキル基、ビニル基、フェニル基又はその他の官能基が結合しているシラン、及び／又は（Ｓｉ−Ｏ）ｎを主鎖とし（主鎖は枝分かれしたり、環を形成していてもよい。）、ＳｉにＯを介して水素、アルキル基、ビニル基、フェニル基又はその他の官能基が結合しているポリシロキサンをいう。
好ましくは、ＳｉにＣ１〜４のアルコキシ基が結合している、テトラアルコキシシラン及び／又はポリアルコキシポリシロキサンが用いられる。後者は前者の低縮合物として容易に得ることができる。後者として例えば、以下の一般式（Ａ）で表されるものが挙げられる。
【００１２】
【化１】
（ＲＯ）３−Ｓｉ−Ｏ−［Ｓｉ（ＯＲ）ｎ−Ｏ（３−ｎ）］ｍＲ
【００１３】
ここでｎ＝１又は２、ｍは０以上の整数、Ｒは互いに相異なってもよいＣ１〜４のアルキル基である。アルキル基が水素で置換されていてもよい。
特にＲ＝ＣＨ３−のものとして、テトラメトキシシランの低縮合物であるオリゴマーがあり、三菱化学（株）製「ＭＫＣシリケートＭＳ５１」が、含有するモノマー（すなわちテトラメトキシシラン）の量が１重量％以下と少なく、このため品質安定性に優れ、しかもモノマーによる毒性が少なく使用上安全であるので好ましい。本発明においては、これら全ての有機基が酸素を介して珪素に結合しているシラン及び／又はポリシロキサンをそのまま用いることもできるが、これに水及び加水分解触媒等を添加して、加水分解したり、加水分解したものを更に縮合した加水分解縮合物を用いても良い。
【００１４】
加水分解縮合物として、例えば上記テトラメトキシシランのオリゴマーをアルコール中で加水分解縮合した「ＭＫＣシリケートＭＳ５１ＳＧ１」（三菱化学（株）製）が挙げられる。このものは、加水分解によりシラノール基が多数生成しており、好ましく用いられる。
これらテトラアルコキシシラン及び／又はポリアルコキシポリシロキサンは、多数のアルコキシ基を有するため、カーボンブラックへの付着、シラノール基の生成に極めて優れ、得られる表面処理カーボンブラック及びこれを配合してなるゴム組成物の特性を大きく向上していることが考えられる。
【００１５】
尚、これら全ての有機基が酸素を介して珪素に結合しているシラン及び／又はポリシロキサンにシランカップリング剤等他の有機成分を配合したものを、カーボンブラックと接触させても構わない。この場合、他の有機成分は、全ての有機基が酸素を介して珪素に結合しているシラン及び／又はポリシロキサン１００重量部に対して５０重量部以下、好ましくは２０重量部以下が望ましい。なお、これらの有機成分の特性を積極的に発現させる場合には、０．５重量％以上とすればよい。有機成分としては、各種シランカップリング剤の他、各種樹脂成分等が挙げられ、必要に応じて適宜選択して、上記シラン及び／又はポリシロキサンに配合すればよい。
【００１６】
全ての有機基が酸素を介して珪素に結合しているシラン及び／又はポリシロキサンによるカーボンブラックの表面処理は、これらの化合物を、２００℃より高い温度でカーボンブラックと接触させることで行われる。こうすることにより全ての有機基が酸素を介して珪素に結合しているシラン及び／又はポリシロキサンの気化が促進され、ほとんどがガス状でカーボンブラックと接触するため、より均一な接触が可能となる。
全ての有機基が酸素を介して珪素に結合しているシラン及び／又はポリシロキサンの使用量は特に限定されないが、カーボンブラック１００重量部に対し通常０．１〜６０重量部が用いられる。更に好ましくは０．２〜３０重量部である。この使用量が少なすぎるとｔａｎδの温度依存性の改良効果が少なく、逆に多すぎると混練中の分散加工性が悪化し、またコスト高になる。
【００１７】
この全ての有機基が酸素を介して珪素に結合しているシラン及び／又はポリシロキサンとカーボンブラックとの接触は、上述のように２００℃より高い温度でこれらが接触しうる態様であれば特に制限されず、例えば一方を他方に添加することにより容易に接触させることができる。特にカーボンブラックの生成反応炉内でこれらを接触させるのが好ましい。即ちカーボンブラックの製造工程においてカーボンブラックを反応炉で生成させながらその反応炉内で全ての有機基が酸素を介して珪素に結合しているシラン及び／又はポリシロキサンを添加することにより、均一に且つ簡便にシリカ源をカーボンブラック表面に付着させることができる。全ての有機基が酸素を介して珪素に結合しているシラン及び／又はポリシロキサンの添加方法は、例えばカーボンブラック生成反応の反応停止水及び／又は冷却水中に添加する方法がプロセス上、好ましい。さらに好ましくは、ノニオン系界面活性剤等で反応停止水或は冷却水中に乳化分散させ、添加する方法が用いられる。このように「水或は水蒸気の存在下」で接触を行うことにより、その工程で或は後の乾燥工程で、酸素を介して珪素に結合した有機基の加水分解が促進されシラノール基が多数生成することが考えられる。
なお、カーボンブラックの生成反応自体は、公知の反応炉を用い、公知技術により生成させればよい。
【００１８】
本発明の方法により得られる表面処理されたカーボンブラックは、特に限定されないが窒素比表面積が２０〜３００ｍ２／ｇ、ＤＢＰが５０〜２５０ｃｃ／１００ｇであることが好ましい。
ゴムへの配合量は、通常ゴム成分１００重量部に対して１０〜２００重量部、好ましくは２０〜１５０重量部である。
【００１９】
本発明のゴム組成物に使用されるゴム成分は、特に制限されないが架橋可能なゴムであることが好ましい。更に好ましくは硫黄加硫可能なジエン系ゴムである。ゴムは単独でも、また２種以上をブレンドして用いてもよい。
【００２０】
本発明のゴム組成物には、本発明の製造方法により得られた表面処理されたカーボンブラックの他に、通常のカーボンブラックやシリカを併用してもよい。しかしその配合量は上記表面処理カーボンブラックの５倍を超えないことが望ましい。
【００２１】
また本発明のゴム組成物には、シランカップリング剤が配合されることが好ましい。シランカップリング剤としては従来用いられているものを任意に配合できるが、特にシラノール基及びゴム系重合体と反応できる少なくとも２官能性のものが好ましい。具体的には、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）−テトラサルファイドやメルカプトプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。これは本発明により生成したカーボンブラック表面のシラノール基が、混練時にシランカップリング剤のアルコキシ部分と反応及び結合し、サルファイド部分は加硫反応においてゴム系重合体と反応するからである。この場合、本発明により得られた表面処理カーボンブラックを用いることにより、シランカップリング剤の配合量は通常のシリカ配合に比べ少なくて済む。即ち、通常のシリカ配合は高価なシランカップリング剤を、シリカ１００重量部に対し普通、５〜１５重量部添加する必要があるためコンパウンドコストが上がるという問題があるが、本発明に従えば、シランカップリング剤の配合量は、本発明により得られる表面処理カーボンブラックに対し、シリカ添着量にもよるが１〜１０重量部で十分である。これはカーボンブラック表面に存在するシラノール基のトータル量が通常のシリカ粒子表面のシラノール基よりも少ないことに起因しており、反応するのに十分なシランカップリング剤量でよいことを意味している。よって本発明によるとシリカ系配合に比べ、コンパウンドコストも安価となるというメリットもある。
【００２２】
本発明で得られる表面処理カーボンブラックを配合したゴム組成物はタイヤトレッド、アンダートレッド、サイドトレッド等のタイヤ用途や防振ゴムやベルト等の一般ゴム部材に好適に提供される。
以下、実施例によって本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２３】
実施例１〜６
表面処理カーボンブラックの製造
図１に概略を示す、空気導入ダクトと燃焼バーナーを備える内径５００ｍｍ、長さ１４００ｍｍの燃焼域と、該燃焼域に連結され、周辺から原料ノズルを貫設した内径１００ｍｍ、長さ４１０ｍｍの狭径部からなる原料導入域と、クエンチ（反応停止水及び冷却水）装置を備えた内径１００ｍｍ、長さ６０００ｍｍの後部反応域とを順次結合した構造のカーボンブラック炉を用いた。図１において、１は耐火物製炉、２は反応用空気導入ノズル、３は燃料導入用ノズル、４は原料油導入用ノズル、５は反応停止水導入用ノズル、６は冷却水導入用ノズル、７はバーナー、１０は温度計、Ａは燃焼域、Ｂは反応域、Ｃは反応停止域及び冷却域である。
【００２４】
燃料、及びカーボンブラックの原料油としてクレオソート油を使用し、表１に示す各条件でＩＳＡＦクラスのカーボンブラックを生成させた。この際、全ての有機基が酸素を介して珪素に結合しているシラン及び／又はポリシロキサンとして、テトラメトキシシランの低縮合物であるオリゴマー（商品名：「ＭＫＣシリケートＭＳ５１」三菱化学（株））の所定量（表１に記載）をノニオン系界面活性剤（商品名：「エマルゲン９２０」花王（株））で乳化してなる乳化液を、３００ｋｇ／ｈｒの反応停止水と共にノズル５より炉内に導入し、炉内で生成してきたカーボンブラックに噴霧した。この噴霧直前の炉内温度は約１６００℃、噴霧直後の炉内温度は８５０℃であった。
【００２５】
こうして得られた表面処理カーボンブラックを造粒後、乾燥させ、実施例１〜４のカーボンブラックを得た。
上記の乳化液を、ノズル５の代わりにノズル６の冷却水（２００ｋｇ／ｈ）中に添加した以外は実施例１〜５と同様な操作を行い、実施例５の表面処理カーボンブラックを得た。この場合の噴霧直前の炉内温度は８５０℃、噴霧直後の炉内温度２４０℃であった。なお実施例５においてはノズル５からも反応停止水３００ｋｇ／ｈを噴霧した。
【００２６】
次に、全ての有機基が酸素を介して珪素に結合しているシラン及び／又はポリシロキサンとして、「ＭＫＣシリケートＭＳ５１」をエタノール中で、ＭＳ５１のアルコキシ基に対し０．５７モル倍量の水を添加して加水分解した加水分解縮合物（商品名：「ＭＫＣシリケートＭＳ５１ＳＧ１」三菱化学（株））を用いて実施例１〜４と同様な操作を行い、実施例６の表面処理カーボンブラックを得た。
【００２７】
（比較例１〜３）
一方、乳化液の導入を行わない以外は実施例１と同様な操作を行い、比較例１の、シリカが添着されていない通常のカーボンブラックを得た。
また、比較例２はシリカ単味（商品名：「Ｎｉｐｓｉｌ  ＡＱ」日本シリカ工業（株））、比較例３はカーボンブラックとシリカ（Ｎｉｐｓｉｌ  ＡＱ）の機械的混合物（ブレンド物）である。
【００２８】
表面処理カーボンブラックのシリカ含有量、及びコロイダル特性の測定
表面処理カーボンブラックをＪＩＳ  Ｋ６２２１の灰分測定法に準拠し７５０℃で灰化して灰分量を求めた。この灰分量から、シリカが添着されていない比較例１のカーボンブラック灰分量を差し引いた量をシリカ含有量とみなした。結果はその他のコロイダル特性値と共に表１に示した。なお、コロイダル特性値の測定法は以下の通りである。
【００２９】
窒素比表面積    ：ＡＳＴＭ  Ｄ３０３７
ＣＴＡＢ比表面積：ＡＳＴＭ  Ｄ３７６５
よう素吸着量    ：ＪＩＳ  Ｋ６２２１「ゴム用カーボンブラックの試験方法」
ＤＢＰ吸油量    ：ＪＩＳ  Ｋ６２２１「ゴム用カーボンブラックの試験方法」
【００３０】
表面処理カーボンブラック含有ゴム組成物の調製、及びゴム物性の測定
表２に示す各成分を、常法に従ってバンバリーミキサー及びオープンロールミキサーで混合混練してゴム組成物を調製した。これらのゴム組成物を１６０℃でプレス加硫し加硫ゴム試験片を作成した。以下の試験方法で各種試験を行い、その物性を測定した。
【００３１】
（１）Ｅ＊、ｔａｎδ：動的粘弾性特性であるＥ＊、ｔａｎδは、（株）レオロジ製「ＤＶＥレオスペクトラー」を用い、次の条件で測定した。
Ｅ＊：静的歪み１０％、動的歪み（振幅）０．３％、周波数２０Ｈｚ、測定温度
−１０℃
ｔａｎδ：静的歪み１０％、動的歪み（振幅）４％、周波数２０Ｈｚ、測定温度  ０℃と６０℃の２レベル
【００３２】
（２）耐摩耗性：ランボーン摩耗試験機を用い、次の条件で測定した。
試験片：厚さ１０ｍｍ、外径４４ｍｍ、試験荷重４ｋｇ、砥石と試験片のスリップ率４５％、測定温度２５℃
【００３３】
（３）ゴム中での補強粒子分散度（Ｄ％）：カーボンブラックの分散度測定法  ＡＳＴＭ  Ｄ２６６３−Ｂ法（凝集塊カウント法）に準拠した。即ち、加硫ゴムをスレッジ型ミクロトーム（Ｌｅｉｔｚ社製）で薄膜にスライスし、光学顕微鏡で配合物中の５μｍ以上の補強粒子（カーボンブラック、或はシリカ）凝集塊の占める総断面積を測り、配合物に加えた補強粒子の総断面積（計算値）から５μｍ以下に分散している補強粒子のパーセントを求め、分散度（Ｄ％）とした。
（１）〜（３）の得られた結果を表３に示す。
【００３４】
【表１】
0003551691.tif 000002
【００３５】
【表２】
0003551691.tif 000003
【００３６】
【表３】
0003551691.tif 000004
【００３７】
表１から、本発明により、全ての有機基が酸素を介して珪素に結合しているシラン及び／又はポリシロキサンでカーボンブラックを表面処理することにより、理論量の２８〜３６％のＳｉＯ２がカーボンブラックに添着されることがわかる。即ち表面処理カーボンブラックの灰分量から表面処理していないカーボンブラック（比較例１）の灰分量を差し引いた「みなしＳｉＯ２量」が、「ＭＫＣシリケートＭＳ５１」或は「ＭＫＣシリケートＭＳ５１ＳＧ１」から生じるＳｉＯ２分理論値の２８〜３６％であり、比較的収率良く添着されていることを示している。
【００３８】
表２、表３から明らかなように、本発明により表面処理を行ったカーボンブラック（実施例１〜６）を配合したゴム組成物は、表面処理していない通常のカーボンブラックを配合したゴム組成物（比較例１−１）に比べ、低温域（０℃）でのｔａｎδを高く保ったまま高温域（６０℃）でのｔａｎδのみが低減されている。即ち、このゴム組成物をタイヤトレッド等に用いた場合、濡れた路面での制動性等を犠牲にすることなく転がり抵抗性のみが低減されたタイヤとなる。また耐摩耗性も悪化していない。
【００３９】
さらに通常、カーボンブラック系にはシランカップリングを添加しないが、Ｓｉ６９を５重量部添加した比較例１−２は低温域と高温域のｔａｎδバランスはかなりシリカ系に近づき、改善されている。しかしながら、低温、低歪下の複素弾性率Ｅ＊が高いため特に低摩擦係数路面などでの制動特性が劣る。一方、実施例はこのＥ＊が低く、改良されていることがわかる。
【００４０】
次に、通常のシリカを配合した比較例２と比べてみると、実施例は低温域と高温域のｔａｎδバランスは同等（シリカ並）であり、耐摩耗性及び補強粒子分散性は優れている（通常のカーボンブラック並）。即ち、実施例はシリカ並の粘弾性特性（低温域と高温域のｔａｎδバランスや低温、低歪下のＥ＊特性）と、カーボンブラック並の耐摩耗性及び粒子分散性を有していることがわかる。
【００４１】
比較例３は通常のカーボンブラックとシリカをブレンドしたものである。粒子中のトータルシリカ含有量がほぼ同一の実施例３と比較すれば明らかなように、本発明の効果は単なるカーボンブラックとシリカのブレンドでは得られず、本発明の方法により表面処理されたカーボンブラックを用いてのみ発現していることがわかる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明により、カーボンブラック表面にシラノール基を導入することができるので、シリカ粒子等シラノール基を有する粒子の配合によって試みられていた、加硫ゴム組成物の６０℃付近のｔａｎδの低下等の物性の向上を、シリカ等の粒子を配合することなく達成することができる。
また、シリカを添加していない系で硫黄原子を有するシランカップリング剤を配合した場合のような、低温域（−１０〜０℃）、低歪下（０．１〜１％）での複素弾性率（Ｅ＊）や動的弾性率（Ｅ’）が高いため制動特性が低下するといった欠点も解消することが可能である。
更に本発明の表面処理カーボンブラックによれば、シリカの欠点である難分散性、難加工性をカーボンブラック並に改良することが可能となる。従って、本発明により、シリカとカーボンブラックの長所を併せ持った補強粒子、即ちシリカ並の粘弾性特性（ｔａｎδの温度依存性）を有し、且つシリカの難分散性、難加工性をカーボンブラック並に改良した補強粒子と、それを配合してなるゴム組成物を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１で用いたカーボンブラック炉の概略を示す図
【符号の説明】
１  耐火物製炉
２  反応用空気導入ノズル
３  燃料導入用ノズル
４  原料油導入用ノズル
５  反応停止水導入用ノズル
６  冷却水導入用ノズル
７  バーナー
１０  温度計
Ａ  燃焼域
Ｂ  反応域
Ｃ  反応停止域及び冷却域
【図１】
0003551691.tif 000005