JP6047140B2 - Rubber composition and pneumatic tire - Google Patents
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Description
本発明は、ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a rubber composition and a pneumatic tire using the same.
カーボンブラックは、比表面積、ストラクチャー、表面性状などの物理特性によって、ゴム組成物に配合した場合に該ゴム組成物の性能に大きな影響を与える。このため、要求されるゴム組成物の性能や、ゴム組成物が使用される環境条件などによって、各種特性の異なるカーボンブラックが選択的に使用されている(例えば、特許文献1)。 Carbon black has a great influence on the performance of the rubber composition when blended in the rubber composition due to physical properties such as specific surface area, structure and surface properties. For this reason, carbon black having different characteristics is selectively used depending on the required performance of the rubber composition, the environmental conditions in which the rubber composition is used, and the like (for example, Patent Document 1).
地面と接するトレッドゴムには、走行中の摩耗に対する耐性(耐摩耗性)が優れているとともに、走行中のゴムの変形時に発生するヒステリシスロスが少なく低発熱性であることが要求される。この耐摩耗性と低発熱性との両立を図るために、カーボンブラックを高充填する手法や高比表面積(小粒径)、あるいは高ストラクチャーを有するカーボンブラックを用いる手法などが検討されている。しかし、これらのカーボンブラックを用いた場合、耐摩耗性は向上するものの、低発熱性が充分ではなくなる場合がある。 The tread rubber that is in contact with the ground is required to have excellent resistance to wear during running (wear resistance), low hysteresis loss that occurs when the rubber is running, and low heat build-up. In order to achieve both wear resistance and low heat build-up, methods such as a high filling method of carbon black, a high specific surface area (small particle size), or a method using carbon black having a high structure are being studied. However, when these carbon blacks are used, although the wear resistance is improved, the low heat build-up may not be sufficient.
また、カーボンブラックの比表面積やストラクチャー以外の特性で、タイヤの耐摩耗性を改良する手法として、カーボンブラックのアグリゲート径の分布のシャープ性を高める手法が提案されている。しかし、該カーボンブラックが配合されたゴム組成物は、発熱性が低下し、該ゴム組成物をトレッドに使用したタイヤの低発熱性が充分ではなくなる場合がある。また、アグリゲート径の分布のシャープ性を低くすると(ブロード性を高める)、タイヤの低発熱性を向上させることは可能となるが、同時に耐摩耗性が低下する傾向となってしまう。このように、カーボンブラックのアグリゲート径の分布のみを調整する手法も、タイヤの耐摩耗性と低発熱性を両立させるのに有効な手段であるとはいえない。 In addition, as a technique for improving the wear resistance of a tire with characteristics other than the specific surface area and structure of carbon black, a technique for increasing the sharpness of the aggregate diameter distribution of carbon black has been proposed. However, the rubber composition in which the carbon black is blended has reduced heat build-up, and the low heat build-up of a tire using the rubber composition as a tread may not be sufficient. Further, if the sharpness of the aggregate diameter distribution is lowered (increases the broadness), the low heat buildup of the tire can be improved, but at the same time, the wear resistance tends to be lowered. Thus, the method of adjusting only the aggregate diameter distribution of carbon black is not an effective means for achieving both wear resistance and low heat build-up of the tire.
他方、特許文献2には、ジアミン系化合物の添加によりカーボンブラックの分散性を向上させ、低発熱性を改善する技術が提案されている。しかしながら、良好な耐摩耗性を維持しつつ、低発熱性を改善する点においては、未だ改善の余地があった。そして更に、加工性の点についても更に改善の余地があった。 On the other hand, Patent Document 2 proposes a technique for improving the dispersibility of carbon black by adding a diamine-based compound and improving low heat generation. However, there is still room for improvement in terms of improving low heat buildup while maintaining good wear resistance. Furthermore, there was room for further improvement in terms of workability.
このように、耐摩耗性と低発熱性とは、二律背反の関係にあり、いずれの性能をも高い次元で両立させる開発が進められているが、未だ改善の余地がある。 Thus, wear resistance and low heat build-up are in a trade-off relationship, and developments are being made to achieve both performances at a high level, but there is still room for improvement.
本発明は、前記課題を解決し、良好な加工性を維持しつつ、耐摩耗性と低発熱性を両立可能なゴム組成物、及びこれを用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a rubber composition capable of achieving both wear resistance and low heat buildup while maintaining good processability, and a pneumatic tire using the same. .
本発明者らは、鋭意検討した結果、特定の原料油を使用して得られたカーボンブラックなど、特定のアグリゲート特性を有するカーボンブラックをゴム組成物に配合することにより、耐摩耗性と低発熱性を両立できることを見出し、更に、該カーボンブラックと、特定の両性化合物とを併用することにより、良好な加工性を維持しつつ、耐摩耗性と低発熱性を相乗的に改善できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、ゴム成分と、1種以上の両性化合物と、1種以上のカーボンブラックとを含むゴム組成物において、上記両性化合物が、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、チオスルホン酸基、ジチオカルボン酸基、炭素数1〜20のアルキル基を有するチオアルキルカルボン酸基、及び、フェノール性水酸基からなる群より選択される少なくとも1種の官能基である酸性官能基、並びに、アミノ基又は置換アミノ基である塩基性官能基を有し、上記カーボンブラックのうち少なくとも1種が、該カーボンブラックを製造するための原料油として、平均沸点T(°C)及び60°Fの水と比較した際の比重D(60/60°F)から以下の式で計算されるBMCI値が150以下、脂肪族炭化水素比率が30質量%以上である原料油を使用して得られたカーボンブラックであるゴム組成物に関する。
BMCI = 48640 / (T+273) +473.7D − 456.8
As a result of intensive studies, the present inventors have formulated a rubber composition with carbon black having a specific aggregate characteristic, such as carbon black obtained using a specific raw material oil, thereby reducing wear resistance and reducing the wear resistance. We found that it is possible to achieve both exothermic properties, and furthermore, by combining the carbon black with a specific amphoteric compound, we found that it is possible to synergistically improve wear resistance and low exothermicity while maintaining good processability. The present invention has been completed.
That is, the present invention relates to a rubber composition comprising a rubber component, one or more amphoteric compounds, and one or more carbon blacks, wherein the amphoteric compounds are carboxylic acid groups, sulfonic acid groups, phosphoric acid groups, thiosulfones. An acidic functional group which is at least one functional group selected from the group consisting of an acid group, a dithiocarboxylic acid group, a thioalkylcarboxylic acid group having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a phenolic hydroxyl group; It has a basic functional group which is an amino group or a substituted amino group, and at least one of the carbon blacks has an average boiling point T (° C) and 60 ° F as a raw material oil for producing the carbon black. A feedstock having a BMCI value of 150 or less and an aliphatic hydrocarbon ratio of 30% by mass or more calculated from the specific gravity D (60/60 ° F.) when compared with water. The rubber composition is a carbon black obtained using about.
BMCI = 48640 / (T + 273) + 473.7D-456.8
上記両性化合物が、下記式(I)で表される化合物であることが好ましい。 The amphoteric compound is preferably a compound represented by the following formula (I).
上記式(I)中、R1は、炭素数2〜30のアルキレン基、アルケニレン基又はアルキニレン基を表す。Aは、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、チオスルホン酸基、ジチオカルボン酸基、炭素数1〜20のアルキル基を有するチオアルキルカルボン酸基、及び、フェノール性水酸基からなる群より選択される少なくとも1種の官能基である酸性官能基を表す。R2及びR3は、同一又は異なって、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数2〜20のアルキニル基、又は、炭素数1〜20のアルコキシシリル基を表す。なお、上記式(I)で表される化合物は、当該化合物の金属塩であってもよい。 In the above formula (I), R 1 represents an alkylene group, alkenylene group or alkynylene group having 2 to 30 carbon atoms. A is selected from the group consisting of a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a thiosulfonic acid group, a dithiocarboxylic acid group, a thioalkylcarboxylic acid group having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a phenolic hydroxyl group. Represents an acidic functional group that is at least one functional group. R 2 and R 3 are the same or different and are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Represents an alkoxysilyl group. The compound represented by the above formula (I) may be a metal salt of the compound.
上記両性化合物が、下記式(I−1)及び/又は下記式(I−2)で表される化合物であることが好ましい。 The amphoteric compound is preferably a compound represented by the following formula (I-1) and / or the following formula (I-2).
上記式(I−1)中、pは2〜8の整数を表す。上記式(I−2)中、qは2〜8の整数を表す。Mr+は金属イオンを表し、rはその価数を表す。 In said formula (I-1), p represents the integer of 2-8. In said formula (I-2), q represents the integer of 2-8. M r + represents a metal ion, and r represents its valence.
上記式(I−2)中のMr+で表される金属イオンが、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、セシウムイオン、コバルトイオン、銅イオン、又は亜鉛イオンであることが好ましい。 The metal ion represented by Mr + in the above formula (I-2) is preferably a lithium ion, a sodium ion, a potassium ion, a cesium ion, a cobalt ion, a copper ion, or a zinc ion.
上記両性化合物が、(A1)、(B1)、(C1)及び(D1)からなる群より選択される少なくとも1種であることも好ましい。
(A1):下記式(II)で表される化合物
(B1):下記式(II)で表される化合物の塩
(C1):下記式(II)で表される化合物の溶媒和物
(D1):下記式(II)で表される化合物の塩の溶媒和物
It is also preferable that the amphoteric compound is at least one selected from the group consisting of (A1), (B1), (C1) and (D1).
(A1): Compound (B1) represented by the following formula (II): Salt (C1) of the compound represented by the following formula (II): Solvate (D1) of the compound represented by the following formula (II) ): Solvate of the salt of the compound represented by the following formula (II)
上記式(II)中、R11は置換基を有していてもよい炭素数2〜12のアルカンジイル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルカンジイル基、又は*−B1−Ar−B2−*基を表し、*は結合手を表す。B1は、単結合又は炭素数1〜12のアルカンジイル基を表す。B2は、単結合又は炭素数1〜12のアルカンジイル基を表す。Arは、置換基を有していてもよい炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基を表す。R12及びR13は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、ヒドロキシ基又は炭素数1〜6のアルコキシ基を表すか、或いは、互いに結合して炭素数2〜12のアルカンジイル基を形成する。R14は、ヒドロキシ基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリールオキシ基、炭素数7〜15のアリールアルコキシ基又は−NR15R16を表し、R15及びR16は、同一又は異なって、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。Xは、−NH−又は−O−を表す。 In the above formula (II), R 11 is an optionally substituted alkanediyl group having 2 to 12 carbon atoms, an optionally substituted cycloalkanediyl group having 3 to 12 carbon atoms, or * —B 1 —Ar—B 2 — * group, and * represents a bond. B 1 represents a single bond or an alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms. B 2 represents a single bond or an alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms. Ar represents a C6-C12 divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent. R 12 and R 13 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, a hydroxy group, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. Alternatively, they are bonded to each other to form an alkanediyl group having 2 to 12 carbon atoms. R 14 represents a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 12 carbon atoms, an arylalkoxy group having 7 to 15 carbon atoms, or —NR 15 R 16 , wherein R 15 and R 16 are These are the same or different and each represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. X represents -NH- or -O-.
上記式(II)中のR12及びR13が、水素原子であることが好ましい。 R 12 and R 13 in the above formula (II) are preferably hydrogen atoms.
上記式(II)で表される化合物が、下記式(III)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the above formula (II) is preferably a compound represented by the following formula (III).
上記式(III)中、R11、R12、R13、R14及びXは、上記と同じ意味を表す。 In said formula (III), R < 11 >, R < 12 >, R <13> , R <14> and X represent the same meaning as the above.
上記R11が、置換基を有していてもよい炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基であり、上記Xが、−NH−であることが好ましい。 R 11 is preferably a C 6-12 divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, and X is preferably —NH—.
上記R14が、ヒドロキシ基であることが好ましい。 R 14 is preferably a hydroxy group.
上記両性化合物の含有量が、カーボンブラック100質量部に対して0.01〜30質量部であることが好ましい。 The content of the amphoteric compound is preferably 0.01 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of carbon black.
上記カーボンブラックのうち少なくとも1種が、該カーボンブラックを製造するための原料油として、BMCI値が95以上、脂肪族炭化水素比率が60質量%以下である原料油を使用して得られたカーボンブラックであることが好ましい。 Carbon obtained by using at least one of the carbon blacks as a raw material oil for producing the carbon black, a raw material oil having a BMCI value of 95 or more and an aliphatic hydrocarbon ratio of 60% by mass or less Black is preferred.
上記原料油に含まれる脂肪族炭化水素100質量%中、10質量%以上が動植物油またはその改質品由来の脂肪族炭化水素であることが好ましい。 In 100% by mass of aliphatic hydrocarbons contained in the raw material oil, 10% by mass or more is preferably an aliphatic hydrocarbon derived from animal or vegetable oils or modified products thereof.
上記原料油がトール油を含有することが好ましい。 The raw material oil preferably contains tall oil.
上記カーボンブラックのうち少なくとも1種が、ファーネス法で製造されたカーボンブラックであることが好ましい。 At least one of the carbon blacks is preferably carbon black produced by a furnace method.
本発明はまた、ゴム成分と、1種以上の両性化合物と、1種以上のカーボンブラックとを含むゴム組成物において、上記両性化合物が、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、チオスルホン酸基、ジチオカルボン酸基、炭素数1〜20のアルキル基を有するチオアルキルカルボン酸基、及び、フェノール性水酸基からなる群より選択される少なくとも1種の官能基である酸性官能基、並びに、アミノ基又は置換アミノ基である塩基性官能基を有し、上記カーボンブラックのうち少なくとも1種が、アグリゲート特性としてストークス相当径の分布曲線の最大頻度径(Dmod)が79nm以下、Dmodに対する分布曲線の半値幅(△D50)の比(△D50/Dmod)が0.78以上のカーボンブラックであるゴム組成物に関する。 The present invention also provides a rubber composition comprising a rubber component, one or more amphoteric compounds, and one or more carbon blacks, wherein the amphoteric compound is a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, or a thiosulfonic acid. An acidic functional group that is at least one functional group selected from the group consisting of a group, a dithiocarboxylic acid group, a thioalkylcarboxylic acid group having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a phenolic hydroxyl group; Having a basic functional group which is a group or a substituted amino group, and at least one of the above carbon blacks has a maximum frequency diameter (Dmod) of a Stokes equivalent diameter distribution curve as an aggregate characteristic of 79 nm or less, a distribution curve with respect to Dmod It is related with the rubber composition which is carbon black whose ratio ((DELTA) D50 / Dmod) of half width ((DELTA) D50) of this is 0.78 or more.
上記ゴム組成物は、タイヤ用ゴム組成物として用いられることが好ましい。 The rubber composition is preferably used as a tire rubber composition.
本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤに関する。 The present invention also relates to a pneumatic tire produced using the rubber composition.
本発明によれば、ゴム成分と、特定の酸性官能基及び特定の塩基性官能基を有する両性化合物と、特定のカーボンブラックとを含むゴム組成物であるので、良好な加工性を維持しつつ、耐摩耗性と低発熱性を両立でき、両性能が相乗的に改善された空気入りタイヤを提供できる。 According to the present invention, since the rubber composition includes a rubber component, an amphoteric compound having a specific acidic functional group and a specific basic functional group, and a specific carbon black, it is possible to maintain good processability. In addition, it is possible to provide a pneumatic tire that can achieve both wear resistance and low heat buildup and that both performances are synergistically improved.
第一の本発明は、ゴム成分と、1種以上の両性化合物と、1種以上のカーボンブラックとを含むゴム組成物において、上記両性化合物が、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、チオスルホン酸基、ジチオカルボン酸基、炭素数1〜20のアルキル基を有するチオアルキルカルボン酸基、及び、フェノール性水酸基からなる群より選択される少なくとも1種の官能基である酸性官能基、並びに、アミノ基又は置換アミノ基である塩基性官能基を有し、上記カーボンブラックのうち少なくとも1種が、該カーボンブラックを製造するための原料油として、平均沸点T(°C)及び60°Fの水と比較した際の比重D(60/60°F)から以下の式で計算されるBMCI値が150以下、脂肪族炭化水素比率が30質量%以上である原料油を使用して得られたカーボンブラック(1)であるゴム組成物に関する。
BMCI = 48640 / (T+273) +473.7D − 456.8
1st this invention is a rubber composition containing a rubber component, 1 or more types of amphoteric compounds, and 1 or more types of carbon black, The said amphoteric compounds are a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, An acidic functional group that is at least one functional group selected from the group consisting of a thiosulfonic acid group, a dithiocarboxylic acid group, a thioalkylcarboxylic acid group having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a phenolic hydroxyl group, and , Having a basic functional group that is an amino group or a substituted amino group, and at least one of the carbon blacks has an average boiling point T (° C.) and 60 ° F. as a raw material oil for producing the carbon black. Using a feedstock oil having a BMCI value of 150 or less and an aliphatic hydrocarbon ratio of 30% by mass or more calculated from the specific gravity D (60/60 ° F.) compared to And it relates to a rubber composition which is obtained carbon black (1).
BMCI = 48640 / (T + 273) + 473.7D-456.8
第二の本発明は、ゴム成分と、1種以上の両性化合物と、1種以上のカーボンブラックとを含むゴム組成物において、上記両性化合物が、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、チオスルホン酸基、ジチオカルボン酸基、炭素数1〜20のアルキル基を有するチオアルキルカルボン酸基、及び、フェノール性水酸基からなる群より選択される少なくとも1種の官能基である酸性官能基、並びに、アミノ基又は置換アミノ基である塩基性官能基を有し、上記カーボンブラックのうち少なくとも1種が、アグリゲート特性としてストークス相当径の分布曲線の最大頻度径(Dmod)が79nm以下、Dmodに対する分布曲線の半値幅(△D50)の比(△D50/Dmod)が0.78以上のカーボンブラック(1)であるゴム組成物に関する。 The second aspect of the present invention is a rubber composition comprising a rubber component, one or more amphoteric compounds, and one or more carbon blacks, wherein the amphoteric compound is a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, An acidic functional group that is at least one functional group selected from the group consisting of a thiosulfonic acid group, a dithiocarboxylic acid group, a thioalkylcarboxylic acid group having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a phenolic hydroxyl group, and A basic functional group that is an amino group or a substituted amino group, and at least one of the carbon blacks has a maximum frequency diameter (Dmod) of a Stokes equivalent diameter distribution curve as an aggregate characteristic of 79 nm or less, with respect to Dmod. The present invention relates to a rubber composition which is carbon black (1) having a ratio of half width (ΔD50) of distribution curve (ΔD50 / Dmod) of 0.78 or more. That.
本発明では、カーボンブラックを製造するための原料油として、BMCI値が特定値以下、脂肪族炭化水素比率が特定値以上の原料油を使用して得られたカーボンブラック(1)など、Dmodが特定値以下、△D50/Dmodが特定値以上という特定のアグリゲート特性を有するカーボンブラックをゴム組成物に配合することにより、良好な低発熱性を維持又は改善しつつ、耐摩耗性を改善でき、耐摩耗性及び低発熱性を高次に両立させることが出来る。更に本発明では、特定のカーボンブラックに加えて、特定の酸性官能基及び特定の塩基性官能基を有する両性化合物を配合することで、良好な加工性を維持しつつ、耐摩耗性及び低発熱性を相乗的に改善することができる。 In the present invention, Dmod is a raw material oil for producing carbon black, such as carbon black (1) obtained by using a raw material oil having a BMCI value of a specific value or less and an aliphatic hydrocarbon ratio of a specific value or more. Wear resistance can be improved while maintaining or improving good low heat build-up by blending the rubber composition with carbon black having specific aggregate characteristics that are below a specific value and ΔD50 / Dmod is above a specific value. Further, it is possible to achieve both high wear resistance and low heat generation. Furthermore, in the present invention, in addition to the specific carbon black, an amphoteric compound having a specific acidic functional group and a specific basic functional group is blended to maintain good processability while maintaining wear resistance and low heat generation. Sex can be improved synergistically.
本発明で使用できるゴム成分としては、例えば、天然ゴム(NR)、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)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(X−IIR)等のジエン系ゴムが挙げられる。ゴム成分は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、低発熱性、機械的強度の点からはNRが好ましく、耐摩耗性、耐屈曲亀裂性の点からはBRが好ましく、ウェットグリップ性能の点からはSBRを使用することが好ましい。更には、タイヤに用いた際の耐摩耗性及び低発熱性をバランスよく改善できるという理由からNRとBRを併用することがより好ましい。 Examples of rubber components that can be used in the present invention include natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), and chloroprene rubber (CR). And diene rubbers such as acrylonitrile butadiene rubber (NBR), ethylene propylene diene rubber (EPDM), butyl rubber (IIR), and halogenated butyl rubber (X-IIR). A rubber component may be used independently and may use 2 or more types together. Among these, NR is preferable from the viewpoint of low heat generation and mechanical strength, BR is preferable from the viewpoint of wear resistance and bending crack resistance, and SBR is preferable from the viewpoint of wet grip performance. Furthermore, it is more preferable to use NR and BR together because the wear resistance and low heat build-up when used in a tire can be improved in a balanced manner.
NRとしては特に限定されず、例えば、SIR20、RSS#3、TSR20などタイヤ工業において一般的なものを使用できる。 The NR is not particularly limited, and for example, those commonly used in the tire industry such as SIR20, RSS # 3, TSR20 can be used.
ゴム成分100質量%中のNRの含有量は、好ましくは20質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは40質量%以上である。20質量%未満であると、充分なゴム強度、低発熱性が得られない傾向がある。NRの含有量の上限は特に限定されず、100質量%であってもよいが、NRと共に他のゴム成分を使用する場合には、70質量%以下が好ましい。 The content of NR in 100% by mass of the rubber component is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and further preferably 40% by mass or more. If it is less than 20% by mass, sufficient rubber strength and low exothermicity tend not to be obtained. The upper limit of the content of NR is not particularly limited, and may be 100% by mass. However, when other rubber components are used together with NR, 70% by mass or less is preferable.
BRとしては特に限定されず、例えば、日本ゼオン(株)製のBR1220、宇部興産(株)製のBR130B、BR150B等の高シス含有量のBR、宇部興産(株)製のVCR412、VCR617等のシンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するBR等を使用できる。なかでも、耐摩耗性が良好であるという理由から、BRのシス含量は90質量%以上が好ましく、95質量%以上がより好ましい。
なお、BRのシス含量は赤外吸収スペクトル分析法により測定できる。
It is not particularly limited as BR, for example, BR1220 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., BR130B manufactured by Ube Industries, Ltd., BR150B having high cis content such as BR150B, VCR412 manufactured by Ube Industries, Ltd., VCR617, etc. BR containing syndiotactic polybutadiene crystals can be used. Among these, from the reason that the wear resistance is good, the cis content of BR is preferably 90% by mass or more, and more preferably 95% by mass or more.
The cis content of BR can be measured by infrared absorption spectrum analysis.
ゴム成分100質量%中のBRの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは20質量%以上である。5質量%未満であると、充分な耐摩耗性が得られないおそれがある。BRの含有量は、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下である。 The content of BR in 100% by mass of the rubber component is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and still more preferably 20% by mass or more. If it is less than 5% by mass, sufficient wear resistance may not be obtained. The BR content is preferably 70% by mass or less, more preferably 60% by mass or less.
SBRとしては特に限定されず、乳化重合スチレンブタジエンゴム(E−SBR)、溶液重合スチレンブタジエンゴム(S−SBR)等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。 The SBR is not particularly limited, and those generally used in the tire industry such as emulsion polymerization styrene butadiene rubber (E-SBR) and solution polymerization styrene butadiene rubber (S-SBR) can be used.
ゴム成分100質量%中のSBRの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上である。5質量%未満であると、充分なウェットグリップ性能が得られず、低発熱性、耐摩耗性を向上できないおそれがある。SBRの含有量は、好ましくは50質量%以下、より好ましくは35質量%以下である。 The content of SBR in 100% by mass of the rubber component is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more. If it is less than 5% by mass, sufficient wet grip performance cannot be obtained, and low heat build-up and wear resistance may not be improved. The content of SBR is preferably 50% by mass or less, more preferably 35% by mass or less.
ゴム成分100質量%中のNR及びBRの合計含有量は、好ましくは60質量%以上、より好ましくは80質量%以上であり、100質量%であってもよい。NR及びBRの合計含有量が上記範囲内であると、本発明の効果がより好適に得られる。 The total content of NR and BR in 100% by mass of the rubber component is preferably 60% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and may be 100% by mass. When the total content of NR and BR is within the above range, the effect of the present invention can be more suitably obtained.
本発明では、上記カーボンブラック(1)が使用される。上記カーボンブラック(1)を配合することにより、耐摩耗性と低発熱性を両立できる。 In the present invention, the carbon black (1) is used. By blending the carbon black (1), both wear resistance and low heat build-up can be achieved.
第二の本発明において、カーボンブラック(1)のアグリゲート特性としてストークス相当径の分布曲線の最大頻度径(Dmod)は、79nm以下、好ましくは69nm以下、より好ましくは63nm以下である。79nmを超えると、本発明の効果(特に、耐摩耗性の向上効果)が充分に得られない。該Dmodの下限は、特に限定されないが、好ましくは40nm以上、より好ましくは50nm以上、更に好ましくは56nm以上である。40nm未満であると、分散性に劣り、破壊特性、耐摩耗性が低下する傾向がある。 In the second aspect of the present invention, the maximum frequency diameter (Dmod) of the distribution curve of the Stokes equivalent diameter as the aggregate characteristic of the carbon black (1) is 79 nm or less, preferably 69 nm or less, more preferably 63 nm or less. If it exceeds 79 nm, the effect of the present invention (particularly, the effect of improving wear resistance) cannot be obtained sufficiently. Although the minimum of this Dmod is not specifically limited, Preferably it is 40 nm or more, More preferably, it is 50 nm or more, More preferably, it is 56 nm or more. If it is less than 40 nm, the dispersibility is inferior, and the fracture characteristics and wear resistance tend to decrease.
第二の本発明において、カーボンブラック(1)のアグリゲート特性としてDmodに対する分布曲線の半値幅(△D50)の比(△D50/Dmod)は、0.78以上であり、好ましくは0.90以上、より好ましくは1.0以上、更に好ましくは1.1以上である。0.78未満であると、本発明の効果(特に、低発熱性の改善効果)が充分に得られない。△D50/Dmodの上限は、特に限定されないが、好ましくは2.5以下、より好ましくは2.0以下である。2.5を超えると、耐摩耗性が悪化し、所望の効果が得られないおそれがある。 In the second aspect of the present invention, the ratio (ΔD50 / Dmod) of the half width (ΔD50) of the distribution curve to Dmod as the aggregate characteristic of carbon black (1) is 0.78 or more, preferably 0.90. As mentioned above, More preferably, it is 1.0 or more, More preferably, it is 1.1 or more. If it is less than 0.78, the effect of the present invention (particularly, the effect of improving low heat build-up) cannot be obtained sufficiently. The upper limit of ΔD50 / Dmod is not particularly limited, but is preferably 2.5 or less, more preferably 2.0 or less. If it exceeds 2.5, the wear resistance is deteriorated and the desired effect may not be obtained.
なお、本明細書において、カーボンブラックのDmod、△D50は、以下の方法で測定される値である。
界面活性剤(SIGMA CHEMICAL社製「NONIDET P−40」)を加えた20%エタノール水溶液に精秤したカーボンブラック試料を加えて、カーボンブラック濃度が0.01重量%の試料液を調製する。この試料液を超音波分散機(超音波工業製「超音波発生装置USV−500V」)を用いて、振動数200kHz、出力100Wとして5分間分散処理することにより、カーボンブラックスラリーを調製する。一方、遠心沈降式の粒度分布測定装置(BROOK HAVEN INSTRUMENTS社製「BI−DCP PARTICLSIZER」)にスピン液(純水)10ミリリットルを注入し、更にバッファー液(20vol%エタノール水溶液)1ミリリットルを注入した後、前記調製したカーボンブラックスラリー各1ミリリットルを注入し、回転数8000rpmで遠心沈降させることによりストークス相当径を測定し、ストークス相当径に対して相対的な発生頻度のヒストグラムを作製する。ヒストグラムのピーク(A)を通るY軸と平行な直線と、ヒストグラムのX軸との交点をCとする。このCでのストークス直径を最大頻度ストークス相当径(Dmod)とする。また線分ACの中点をFとして、Fを通りX軸に平行な直線Gとヒストグラムの分布曲線との2点の交点(D、E)を求め、このDとEのストークス直径の差の絶対値をストークス相当径半値幅値(分布曲線の半値幅(△D50))とする。
In this specification, Dmod and ΔD50 of carbon black are values measured by the following method.
A carbon black sample precisely weighed in a 20% aqueous ethanol solution to which a surfactant (“NONIDET P-40” manufactured by SIGMA CHEMICAL) is added is added to prepare a sample solution having a carbon black concentration of 0.01% by weight. A carbon black slurry is prepared by dispersing the sample solution for 5 minutes using an ultrasonic disperser (“Ultrasonic Generator USV-500V” manufactured by Ultrasonic Industry Co., Ltd.) with a vibration frequency of 200 kHz and an output of 100 W. On the other hand, 10 ml of spin solution (pure water) was injected into a centrifugal sedimentation type particle size distribution measuring device (“BI-DCP PARTIC LSIZ” manufactured by BROOK HAVEN INSTRUMENTS), and 1 ml of buffer solution (20 vol% ethanol aqueous solution) was further injected. Thereafter, 1 ml of each of the prepared carbon black slurries is injected, and the Stokes equivalent diameter is measured by centrifugal sedimentation at a rotational speed of 8000 rpm, and a histogram of the occurrence frequency relative to the Stokes equivalent diameter is prepared. Let C be the intersection of a straight line passing through the peak (A) of the histogram and parallel to the Y axis and the X axis of the histogram. The Stokes diameter at C is the maximum frequency Stokes equivalent diameter (Dmod). Further, an intermediate point (D, E) between a straight line G passing through F and parallel to the X axis and a histogram distribution curve (D, E) is obtained with the midpoint of the line segment AC as F, and the difference between the D and E Stokes diameters The absolute value is defined as the Stokes equivalent diameter half-width value (half-value width of distribution curve (ΔD50)).
カーボンブラック(1)の臭化セチルトリメチルアンモニウム吸着比表面積(CTAB)は、好ましくは60〜150m2/g、より好ましくは80〜145m2/g、更に好ましくは100〜140m2/g、特に好ましくは105〜135m2/gである。CTABが上記範囲内であると、本発明の効果がより好適に得られる。
なお、本明細書において、カーボンブラックの臭化セチルトリメチルアンモニウム吸着比表面積(CTAB)は、JIS K6217−3:2001に準拠して測定される値である。
The carbon black (1) has a cetyltrimethylammonium bromide adsorption specific surface area (CTAB) of preferably 60 to 150 m 2 / g, more preferably 80 to 145 m 2 / g, still more preferably 100 to 140 m 2 / g, and particularly preferably. Is 105 to 135 m 2 / g. The effect of this invention is acquired more suitably as CTAB is in the said range.
In the present specification, the cetyltrimethylammonium bromide adsorption specific surface area (CTAB) of carbon black is a value measured in accordance with JIS K6217-3: 2001.
カーボンブラック(1)のヨウ素吸着量(IA)(mg/g)は、好ましくは100〜400mg/g、より好ましくは110〜300mg/g、更に好ましくは120〜250mg/gである。ヨウ素吸着量(IA)が上記範囲内であると、耐摩耗性の改善効果がより好適に得られ、本発明の効果がより好適に得られる。 The iodine adsorption amount (IA) (mg / g) of carbon black (1) is preferably 100 to 400 mg / g, more preferably 110 to 300 mg / g, and still more preferably 120 to 250 mg / g. When the iodine adsorption amount (IA) is within the above range, the effect of improving the wear resistance is more suitably obtained, and the effect of the present invention is more suitably obtained.
カーボンブラック(1)のヨウ素吸着量(IA)(mg/g)に対する臭化セチルトリメチルアンモニウム吸着比表面積(CTAB)の比(CTAB/IA)は、好ましくは0.8〜1.2m2/mg、より好ましくは0.85〜1.15m2/mg、更に好ましくは0.9〜1.1m2/mgである。CTAB/IAが上記範囲内であると、本発明の効果がより好適に得られる。
なお、本明細書において、カーボンブラックのヨウ素吸着量(IA)は、JIS K6217−1:2008に準拠して測定される値である。
The ratio (CTAB / IA) of the cetyltrimethylammonium bromide adsorption specific surface area (CTAB) to the iodine adsorption amount (IA) (mg / g) of the carbon black (1) is preferably 0.8 to 1.2 m 2 / mg. More preferably, it is 0.85-1.15 m < 2 > / mg, More preferably, it is 0.9-1.1 m < 2 > / mg. When CTAB / IA is within the above range, the effect of the present invention can be more suitably obtained.
In the present specification, the iodine adsorption amount (IA) of carbon black is a value measured according to JIS K6217-1: 2008.
CTAB/IAで表される表面活性指標は、カーボンブラックの結晶化度(グラファイト化率)の指標と考えることができる。すなわち、CTAB/IAが高いほど結晶化が進んでいないことを示し、カーボンブラックとゴム成分との相互作用が大きくなる傾向にある。
また、CTAB/IAは、カーボンブラック表面に存在する酸性官能基の量を評価するパラメーターとしても位置づけられる。カーボンブラック表面の酸性官能基は、ゴム成分との相互作用に寄与するが、CTAB/IAが高いほどカーボンブラックの表面に酸性官能基が多く存在していることを示す。従って、CTAB/IAが上記範囲内であると、ゴム成分に対してより顕著な補強効果を奏することができ、本発明の効果がより好適に得られる。
The surface activity index represented by CTAB / IA can be considered as an index of the crystallinity (graphitization rate) of carbon black. That is, as CTAB / IA is higher, crystallization is less advanced, and the interaction between carbon black and the rubber component tends to increase.
CTAB / IA is also positioned as a parameter for evaluating the amount of acidic functional groups present on the carbon black surface. The acidic functional group on the surface of carbon black contributes to the interaction with the rubber component, but the higher the CTAB / IA, the more acidic functional groups are present on the surface of the carbon black. Therefore, when CTAB / IA is within the above range, a more remarkable reinforcing effect can be exerted on the rubber component, and the effect of the present invention can be obtained more suitably.
カーボンブラック(1)の24M4ジブチルフタレート吸油量(24M4DBP)は、好ましくは50〜120cm3/100g、より好ましくは70〜120cm3/100g、更に好ましくは90〜115cm3/100g、特に好ましくは95〜110cm3/100gである。24M4DBPが上記範囲内であると、本発明の効果がより好適に得られる。
なお、本明細書において、カーボンブラックの24M4ジブチルフタレート吸油量(24M4DBP)は、ASTM D3493−85aに準拠して測定される値である。
24M4 dibutyl phthalate oil absorption of carbon black (1) (24M4DBP) is preferably 50~120cm 3 / 100g, more preferably 70~120cm 3 / 100g, more preferably 90~115cm 3 / 100g, particularly preferably 95 to 110cm is a 3 / 100g. When 24M4DBP is within the above range, the effect of the present invention can be more suitably obtained.
In the present specification, the 24M4 dibutyl phthalate oil absorption (24M4DBP) of carbon black is a value measured according to ASTM D3493-85a.
カーボンブラック(1)は、酸性、中性、塩基性のいずれであってもよいが、JIS K6220−1で測定されるpHが2.0〜10.0であることが好ましく、5.5〜9.5であることがより好ましい。カーボンブラック(1)のpHが上記範囲内であると、より好適にゴム組成物の機械的強度や耐摩耗性を向上でき、本発明の効果がより好適に得られる。 Carbon black (1) may be acidic, neutral or basic, but preferably has a pH of 2.0 to 10.0 as measured according to JIS K6220-1. More preferably, it is 9.5. When the pH of the carbon black (1) is within the above range, the mechanical strength and wear resistance of the rubber composition can be improved more suitably, and the effects of the present invention can be obtained more suitably.
カーボンブラック(1)の製造方法としては、例えば、原料油(原料炭化水素)として、BMCI値が150以下、脂肪族炭化水素比率が30質量%以上の原料油を使用する点に特徴がある方法を採用することが好ましい。これにより、上記特性を有するカーボンブラック(1)が好適に得られる。また、この方法によれば、調製した複数のカーボンブラックを混合したり、調製したカーボンブラックに対して表面処理等の後処理を行うことなく、ワンポットで、すなわち、上記原料油を用いてカーボンブラックを調製するだけで、上記特性を有するカーボンブラック(1)を容易に調製できる。 As a method for producing carbon black (1), for example, a method characterized in that a raw material oil having a BMCI value of 150 or less and an aliphatic hydrocarbon ratio of 30% by mass or more is used as a raw material oil (raw material hydrocarbon). Is preferably adopted. Thereby, carbon black (1) which has the said characteristic is obtained suitably. Further, according to this method, carbon black is prepared in one pot, that is, using the above-mentioned raw material oil, without mixing a plurality of prepared carbon blacks or performing post-treatment such as surface treatment on the prepared carbon black. The carbon black (1) having the above characteristics can be easily prepared simply by preparing the above.
ここで、本明細書において、BMCI値とは、平均沸点T(°C)及び60°Fの水と比較した際の比重D(60/60°F)から以下の式で計算される値である。
なお、平均沸点Tは、当該原料油について蒸留試験を実施したときに、質量基準でその50%が溜出したときの温度である。
BMCI = 48640 / (T+273) +473.7D − 456.8
Here, in this specification, the BMCI value is a value calculated from the average boiling point T (° C.) and specific gravity D (60/60 ° F.) when compared with water at 60 ° F. is there.
The average boiling point T is the temperature at which 50% of the raw material oil is distilled off on a mass basis.
BMCI = 48640 / (T + 273) + 473.7D-456.8
第一の本発明において、原料油のBMCI値は、150以下であり、好ましくは140以下、より好ましくは130以下、更に好ましくは120以下、特に好ましくは110以下である。150を超えると、カーボンブラックの粒度分布がシャープとなりすぎ、上述の特定のアグリゲート特性が得られず、低発熱性が悪化する。原料油のBMCI値の下限は、特に限定されないが、好ましくは75以上、より好ましくは95以上である。75未満では、歩留まりが悪くなる(充分な量のカーボンブラックが得られない)おそれがある。 In the first aspect of the present invention, the BMCI value of the feedstock is 150 or less, preferably 140 or less, more preferably 130 or less, still more preferably 120 or less, and particularly preferably 110 or less. If it exceeds 150, the particle size distribution of the carbon black becomes too sharp, the above-mentioned specific aggregate characteristics cannot be obtained, and the low heat build-up is deteriorated. The lower limit of the BMCI value of the feedstock oil is not particularly limited, but is preferably 75 or more, more preferably 95 or more. If it is less than 75, the yield may be deteriorated (a sufficient amount of carbon black cannot be obtained).
第一の本発明において、脂肪族炭化水素比率(原料油100質量%中の脂肪族炭化水素の含有量)は、30質量%以上であり、好ましくは40質量%以上である。30質量%未満であると、上述の特定のアグリゲート特性が得られず、低発熱性が悪化する。脂肪族炭化水素比率の上限は、特に限定されないが、好ましくは60質量%以下である。60質量%を超えると、歩留まりが悪くなる(充分な量のカーボンブラックが得られない)おそれがある。 In the first aspect of the present invention, the aliphatic hydrocarbon ratio (the content of aliphatic hydrocarbons in 100% by mass of the feed oil) is 30% by mass or more, and preferably 40% by mass or more. If it is less than 30% by mass, the above-mentioned specific aggregate characteristics cannot be obtained, and the low heat build-up property is deteriorated. The upper limit of the aliphatic hydrocarbon ratio is not particularly limited, but is preferably 60% by mass or less. If it exceeds 60% by mass, the yield may be deteriorated (a sufficient amount of carbon black cannot be obtained).
原料油に含まれる脂肪族炭化水素100質量%中、動植物油またはその改質品由来の脂肪族炭化水素の含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは30質量%以上である。該含有量の上限は、特に限定されず、100質量%であってもよい。該含有量が上記範囲内であると、本発明の効果がより好適に得られるだけではなく、非枯渇資源を原料として上記効果を達成できるため、資源の枯渇や環境にも配慮できる。 The content of aliphatic hydrocarbons derived from animal and vegetable oils or modified products thereof in 100% by mass of aliphatic hydrocarbons contained in the feedstock oil is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and still more preferably. 30% by mass or more. The upper limit of this content is not specifically limited, 100 mass% may be sufficient. When the content is within the above range, not only the effect of the present invention can be obtained more suitably, but also the above effect can be achieved using a non-depleted resource as a raw material, so that resource depletion and the environment can be considered.
上記特性を満たす原料油としては、上記特性を満たすものを単独で使用してもよいし、上記特性を満たすように2種以上を混合したものを使用してもよい。 As the feedstock satisfying the above characteristics, one satisfying the above characteristics may be used alone, or a mixture of two or more kinds so as to satisfy the above characteristics may be used.
原料油の具体例としては、例えば、(1)アントラセン等の芳香族炭化水素;クレオソート油等の石炭系炭化水素;EHEオイル(エチレン製造時の複製油)、FCCオイル(流動接触分解残渣油)等の石油系重質油からなる群より選択される少なくとも1種と、(2)脂肪族炭化水素との混合原料油が挙げられる。なお、これらは、改質されていてもよい。なかでも、石炭系炭化水素と脂肪族炭化水素との混合原料油が好ましい。 Specific examples of raw material oils include: (1) aromatic hydrocarbons such as anthracene; coal-based hydrocarbons such as creosote oil; EHE oil (replicated oil during ethylene production), FCC oil (fluid catalytic cracking residue oil) And a raw material mixture of at least one selected from the group consisting of petroleum heavy oils such as ()) and (2) aliphatic hydrocarbons. These may be modified. Among these, a mixed raw material oil of coal-based hydrocarbon and aliphatic hydrocarbon is preferable.
脂肪族炭化水素としては、例えば、プロセスオイルなどに代表される石油系脂肪族炭化水素、及び大豆油、なたね油、パーム油などの脂肪酸に代表される動植物油等を使用することができる。
ここで動植物油とは、魚類肝臓から得られる脂肪油(肝油)やクジラからとれる海獣油のような水産動物油及び牛脂、豚脂などのような陸産動物油のほか、植物の種子、果実、核などから採取される脂肪酸グリセリドを成分とする油脂等を含有する。
As the aliphatic hydrocarbon, for example, petroleum-based aliphatic hydrocarbons typified by process oil, and animal and vegetable oils typified by fatty acids such as soybean oil, rapeseed oil, and palm oil can be used.
Here, animal and vegetable oils include fish oil (liver oil) obtained from fish liver, marine animal oil such as sea animal oil obtained from whales, and land animal oil such as beef tallow and pork fat, as well as plant seeds, fruits, and nuclei. It contains fats and oils and the like containing fatty acid glycerides collected from the above.
なかでも、原料油としては、石炭系炭化水素と石油系脂肪族炭化水素との混合原料油、石炭系炭化水素と動植物油との混合原料油が好ましく、クレオソート油と石油系脂肪族炭化水素との混合原料油、クレオソート油と大豆油との混合原料油がより好ましい。また、脂肪族炭化水素を含むトール油も好適に原料油として用いることができる。なお、上記石炭系炭化水素としては、石炭系芳香族炭化水素が好ましい。 Among these, as the raw material oil, a mixed raw material oil of coal-based hydrocarbon and petroleum-based aliphatic hydrocarbon, a mixed raw material oil of coal-based hydrocarbon and animal and vegetable oil is preferable, creosote oil and petroleum-based aliphatic hydrocarbon And mixed raw material oil of creosote oil and soybean oil are more preferable. In addition, tall oil containing aliphatic hydrocarbons can also be suitably used as a raw material oil. In addition, as said coal-type hydrocarbon, coal-type aromatic hydrocarbon is preferable.
カーボンブラック(1)は、上記原料油を使用する点以外は、公知の製造方法により製造でき、その製造方式は特に限定されないが、具体的には、燃焼ガス中に原料油を噴霧してカーボンブラックを製造する方法が採用されることが好ましく、例えば、ファーネス法やチャンネル法等の従来から公知の方法が用いられる。なかでも、上述の特定のアグリゲート特性が好適に得られるという理由から、以下に示すファーネス法が好ましい。 Carbon black (1) can be produced by a known production method except that the above-mentioned raw material oil is used, and its production method is not particularly limited. Specifically, carbon black (1) is carbonized by spraying raw material oil into combustion gas. A method for producing black is preferably employed, and conventionally known methods such as a furnace method and a channel method are used. Among these, the furnace method shown below is preferable because the above-mentioned specific aggregate characteristics can be suitably obtained.
ファーネス法(オイルファーネス法)は、例えば特開2004−43598号公報、特開2004−277443号公報などのように、反応炉内に高温燃焼ガス流を発生させる燃焼帯域、高温燃焼ガス流に原料炭化水素を導入して原料炭化水素を熱分解反応によりカーボンブラックに転化させる反応帯域、及び反応ガスを急冷して反応を停止する反応停止帯域を有する装置を用いるプロセスであって、燃焼条件、高温燃焼ガス流速、反応炉内への原料油の導入条件、カーボンブラック転化から該反応停止までの時間等の諸条件を制御することによって種々の特性のカーボンブラックを製造することができる。 The furnace method (oil furnace method) is, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-43598 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-277443. A process using a device having a reaction zone for introducing hydrocarbons and converting raw material hydrocarbons to carbon black by a pyrolysis reaction, and a reaction stop zone for quenching reaction gas to stop the reaction, combustion conditions, high temperature Carbon blacks having various characteristics can be produced by controlling various conditions such as the combustion gas flow rate, the conditions for introducing the raw material oil into the reaction furnace, and the time from the conversion of carbon black to the termination of the reaction.
燃焼帯域では、高温燃焼ガスを形成させるため、酸素含有ガスとして空気、酸素またはそれらの混合物とガス状または液体の燃料炭化水素を混合燃焼させる。燃料炭化水素としては、一酸化炭素、天然ガス、石炭ガス、石油ガス、重油等の石油系液体燃料、クレオソート油等の石炭系液体燃料が使用される。燃焼は、燃焼温度が1400℃〜2000℃の範囲となるように制御されるのが好ましい。 In the combustion zone, air, oxygen or a mixture thereof and a gaseous or liquid fuel hydrocarbon are mixed and burned as an oxygen-containing gas to form a high-temperature combustion gas. As the fuel hydrocarbon, petroleum-based liquid fuel such as carbon monoxide, natural gas, coal gas, petroleum gas, heavy oil, and coal-based liquid fuel such as creosote oil are used. The combustion is preferably controlled so that the combustion temperature is in the range of 1400 ° C to 2000 ° C.
反応帯域では、燃焼帯域で得られた高温燃焼ガス流に並流又は横方向に設けたバーナーから原料炭化水素を噴霧導入し、原料炭化水素を熱分解させてカーボンブラックに転化させる。好ましくは、ガス流速が100〜1000m/sの範囲の高温燃焼ガス流に、原料油を1本以上のバーナーにより導入する。原料油は、2本以上のバーナーにより分割し導入することが好ましい。また、反応効率を向上させる為に反応ゾーンに絞り部を設けることが好ましい。絞り部の絞り部径/絞り部上流域径の比は、0.1〜0.8が好ましい。 In the reaction zone, the raw material hydrocarbon is sprayed and introduced into the high-temperature combustion gas flow obtained in the combustion zone in a co-current flow or in a lateral direction, and the raw material hydrocarbon is thermally decomposed and converted to carbon black. Preferably, the feedstock oil is introduced by one or more burners into a high temperature combustion gas stream having a gas flow rate in the range of 100 to 1000 m / s. The feedstock oil is preferably divided and introduced by two or more burners. In order to improve the reaction efficiency, it is preferable to provide a throttle part in the reaction zone. The ratio of the diameter of the throttle part / the diameter of the upstream area of the throttle part is preferably 0.1 to 0.8.
反応停止帯域では、高温反応ガスを1000〜800℃以下に冷却する為、水スプレー等が行われる。原料油を導入してからの反応停止までの時間は2〜100m秒が好ましい。冷却されたカーボンブラックは、ガスから分離回収された後、造粒、乾燥等の公知のプロセスをとることができる。 In the reaction stop zone, water spray or the like is performed to cool the high temperature reaction gas to 1000 to 800 ° C. or less. The time from the introduction of the feedstock to the reaction stop is preferably 2 to 100 milliseconds. The cooled carbon black can be separated and recovered from the gas and then subjected to a known process such as granulation and drying.
カーボンブラック(1)の配合量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは5質量部以上、更に好ましくは10質量部以上、特に好ましくは20質量部以上、最も好ましくは35質量部以上である。1質量部未満では、本発明の効果が充分に得られない傾向がある。また該カーボンブラックの配合量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは250質量部以下、より好ましくは200質量部以下、更に好ましくは150質量部以下、特に好ましくは100質量部以下、最も好ましくは60質量部以下、より最も好ましくは50質量部以下である。250質量部を超えるとゴム組成物が硬くなりすぎ、かえって耐摩耗性が低下してしまい、更にゴム組成物の加工性も極端に低下する傾向がある。また、低発熱性も悪化する傾向がある。 The amount of carbon black (1) is preferably 1 part by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, still more preferably 10 parts by mass or more, particularly preferably 20 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of the rubber component. Most preferably, it is 35 parts by mass or more. If it is less than 1 part by mass, the effects of the present invention tend not to be sufficiently obtained. The amount of the carbon black is preferably 250 parts by mass or less, more preferably 200 parts by mass or less, still more preferably 150 parts by mass or less, particularly preferably 100 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Preferably it is 60 mass parts or less, More preferably, it is 50 mass parts or less. When the amount exceeds 250 parts by mass, the rubber composition becomes too hard, and on the contrary, the wear resistance is lowered, and the processability of the rubber composition tends to be extremely lowered. Also, low exothermicity tends to deteriorate.
本発明では、カーボンブラック(1)と共に、カーボンブラック(1)以外のカーボンブラック(以下においては、カーボンブラック(2)ともいう)を配合してもよい。 In the present invention, carbon black other than carbon black (1) (hereinafter also referred to as carbon black (2)) may be blended with carbon black (1).
カーボンブラック(2)としては、特に限定されず、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAFなどが挙げられる。 Carbon black (2) is not particularly limited, and examples thereof include GPF, FEF, HAF, ISAF, and SAF.
本発明のゴム組成物をトレッド用ゴム組成物に用いる場合、カーボンブラック(2)の窒素吸着比表面積(N2SA)は、好ましくは80m2/g以上、より好ましくは90m2/g以上、更に好ましくは100m2/g以上である。80m2/g未満では、補強性が低下し、充分な耐摩耗性が得られない傾向がある。また、該カーボンブラック(2)のN2SAは、好ましくは200m2/g以下、より好ましくは190m2/g以下、更に好ましくは180m2/g以下である。200m2/gを超えると、低発熱性が悪化する傾向がある。また、分散性に劣り、破壊性能、耐摩耗性能が低下する傾向がある。
なお、本明細書において、カーボンブラックのN2SAは、JIS K 6217−2:2001によって求められる。
When the rubber composition of the present invention is used for a tread rubber composition, the carbon black (2) has a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of preferably 80 m 2 / g or more, more preferably 90 m 2 / g or more, More preferably, it is 100 m 2 / g or more. If it is less than 80 m < 2 > / g, there exists a tendency for reinforcement property to fall and sufficient abrasion resistance not to be obtained. Also, N 2 SA of the carbon black (2) is preferably 200 meters 2 / g or less, more preferably 190 m 2 / g or less, still more preferably not more than 180 m 2 / g. If it exceeds 200 m 2 / g, the low heat build-up tends to deteriorate. In addition, the dispersibility is inferior, and the fracture performance and wear resistance tend to decrease.
In this specification, N 2 SA of carbon black, JIS K 6217-2: determined by 2001.
本発明のゴム組成物をトレッド用ゴム組成物に用いる場合、カーボンブラック(2)のジブチルフタレート吸油量(DBP)は、好ましくは40ml/100g以上、より好ましくは60ml/100g以上である。40ml/100g未満であると、補強性が低下し、充分な耐摩耗性が得られない傾向がある。また、カーボンブラック(2)のDBPは、好ましくは300ml/100g以下、より好ましくは200ml/100g以下、更に好ましくは100ml/100g以下である。300ml/100gを超えると、耐久性、引張破断伸びが悪化するおそれがある。
なお、本明細書において、カーボンブラックのDBPは、JIS K6217−4:2001に準拠して測定される。
When the rubber composition of the present invention is used for a tread rubber composition, the carbon black (2) has a dibutyl phthalate oil absorption (DBP) of preferably 40 ml / 100 g or more, more preferably 60 ml / 100 g or more. If it is less than 40 ml / 100 g, the reinforcing property is lowered, and there is a tendency that sufficient abrasion resistance cannot be obtained. Further, the DBP of carbon black (2) is preferably 300 ml / 100 g or less, more preferably 200 ml / 100 g or less, still more preferably 100 ml / 100 g or less. If it exceeds 300 ml / 100 g, the durability and elongation at break may be deteriorated.
In the present specification, the DBP of carbon black is measured according to JIS K6217-4: 2001.
本発明のゴム組成物をサイドウォール、カーカス、クリンチ用ゴム組成物に用いる場合、カーボンブラック(2)の窒素吸着比表面積(N2SA)は、好ましくは20m2/g以上、より好ましくは30m2/g以上である。20m2/g未満では、補強性が低下し、充分な耐久性が得られない傾向がある。また、該カーボンブラック(2)のN2SAは、好ましくは110m2/g以下、より好ましくは100m2/g以下である。110m2/gを超えると、低発熱性が悪化する傾向がある。 When the rubber composition of the present invention is used for a rubber composition for sidewalls, carcass, and clinch, the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black (2) is preferably 20 m 2 / g or more, more preferably 30 m. 2 / g or more. If it is less than 20 m < 2 > / g, reinforcement property will fall and there exists a tendency for sufficient durability not to be acquired. Further, N 2 SA of the carbon black (2) is preferably 110 m 2 / g or less, more preferably 100 m 2 / g or less. When it exceeds 110 m < 2 > / g, there exists a tendency for low exothermic property to deteriorate.
本発明のゴム組成物をサイドウォール、カーカス、クリンチ用ゴム組成物に用いる場合、カーボンブラック(2)のジブチルフタレート吸油量(DBP)は、好ましくは40ml/100g以上、より好ましくは60ml/100g以上である。40ml/100g未満であると、補強性が低下し、充分な耐久性が得られない傾向がある。また、カーボンブラック(2)のDBPは、好ましくは300ml/100g以下、より好ましくは200ml/100g以下、更に好ましくは100ml/100g以下である。300ml/100gを超えると、耐久性、耐疲労特性が悪化するおそれがある。 When the rubber composition of the present invention is used for a rubber composition for sidewalls, carcass, and clinch, the carbon black (2) has a dibutyl phthalate oil absorption (DBP) of preferably 40 ml / 100 g or more, more preferably 60 ml / 100 g or more. It is. If it is less than 40 ml / 100 g, the reinforcing property is lowered and sufficient durability tends not to be obtained. The DBP of carbon black (2) is preferably 300 ml / 100 g or less, more preferably 200 ml / 100 g or less, and still more preferably 100 ml / 100 g or less. If it exceeds 300 ml / 100 g, the durability and fatigue resistance may be deteriorated.
カーボンブラックの合計含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは5質量部以上、更に好ましくは10質量部以上、特に好ましくは20質量部以上、最も好ましくは35質量部以上である。1質量部未満では、充分な補強性が得られないおそれがある。また、該カーボンブラックの合計含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは250質量部以下、より好ましくは200質量部以下、更に好ましくは150質量部以下、特に好ましくは100質量部以下、最も好ましくは60質量部以下、より最も好ましくは50質量部以下である。250質量部を超えると、加工性が低下し、低発熱性、耐摩耗性、耐久性が低下するおそれがある。 The total content of carbon black is preferably at least 1 part by mass, more preferably at least 5 parts by mass, even more preferably at least 10 parts by mass, particularly preferably at least 20 parts by mass, most preferably with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Is 35 parts by mass or more. If the amount is less than 1 part by mass, sufficient reinforcement may not be obtained. The total content of the carbon black is preferably 250 parts by mass or less, more preferably 200 parts by mass or less, still more preferably 150 parts by mass or less, particularly preferably 100 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Most preferably, it is 60 parts by mass or less, and most preferably 50 parts by mass or less. When it exceeds 250 parts by mass, the workability is lowered, and there is a possibility that low heat build-up, wear resistance, and durability are lowered.
カーボンブラック100質量%中のカーボンブラック(1)の含有量は、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは10質量%以上、特に好ましくは20質量%以上である。1質量%未満であると、本発明の充分な効果が得られず、耐摩耗性と低発熱性を両立することが困難となるおそれがある。該含有量は、100質量%であってもよいが、他のカーボンブラックと共に使用する場合は80質量%以下が好ましい。 The content of carbon black (1) in 100% by mass of carbon black is preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, still more preferably 10% by mass or more, and particularly preferably 20% by mass or more. If it is less than 1% by mass, sufficient effects of the present invention cannot be obtained, and it may be difficult to achieve both wear resistance and low heat build-up. The content may be 100% by mass, but is preferably 80% by mass or less when used with other carbon black.
本発明では、カーボンブラック(1)、特定の酸性官能基及び特定の塩基性官能基を有する両性化合物に加えてシリカを配合してもよい。これにより、耐摩耗性及び低発熱性をより顕著に改善することができる。 In the present invention, silica may be blended in addition to the amphoteric compound having carbon black (1), a specific acidic functional group and a specific basic functional group. Thereby, abrasion resistance and low heat generation property can be improved more remarkably.
シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法シリカ(無水シリカ)、湿式法シリカ(含水シリカ)などが挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。 The silica is not particularly limited, and examples thereof include dry method silica (anhydrous silica), wet method silica (hydrous silica) and the like, and wet method silica is preferable because of its large number of silanol groups.
シリカの窒素吸着比表面積(N2SA)は、好ましくは45m2/g以上、より好ましくは55m2/g以上、更に好ましくは60m2/g以上、特に好ましくは100m2/g以上、最も好ましくは150m2/g以上である。45m2/g未満であると、耐摩耗性、ゴム破壊強度が悪化するおそれがある。また、シリカのN2SAは、好ましくは350m2/g以下、より好ましくは300m2/g以下、更に好ましくは270m2/g以下、特に好ましくは220m2/g以下である。350m2/gを超えると、シリカの分散が困難であり、低発熱性が悪化するおそれがある。
なお、シリカの窒素吸着比表面積は、ASTM D3037−81に準じてBET法で測定される値である。
The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica is preferably 45 m 2 / g or more, more preferably 55 m 2 / g or more, still more preferably 60 m 2 / g or more, particularly preferably 100 m 2 / g or more, and most preferably. Is 150 m 2 / g or more. If it is less than 45 m 2 / g, the wear resistance and rubber breaking strength may be deteriorated. Further, N 2 SA of silica is preferably 350 m 2 / g or less, more preferably 300 m 2 / g or less, still more preferably 270 m 2 / g or less, and particularly preferably 220 m 2 / g or less. If it exceeds 350 m 2 / g, it is difficult to disperse silica, and the low heat build-up may be deteriorated.
The nitrogen adsorption specific surface area of silica is a value measured by the BET method according to ASTM D3037-81.
本発明のゴム組成物がシリカを含む場合、シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは30質量部以上、特に好ましくは45質量部以上である。1質量部未満では、シリカを配合した効果が充分に得られず、低発熱性、耐摩耗性が悪化する傾向がある。該シリカの含有量は、好ましくは200質量部以下、より好ましくは150質量部以下、更に好ましくは120質量部以下、特に好ましくは100質量部以下、最も好ましくは70質量部以下である。200質量部を超えるとシリカが分散しにくくなるため、加工性、低発熱性及び耐摩耗性が悪化する傾向がある。 When the rubber composition of the present invention contains silica, the content of silica is preferably 1 part by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, still more preferably 30 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Particularly preferred is 45 parts by mass or more. If the amount is less than 1 part by mass, the effect of blending silica cannot be sufficiently obtained, and the low heat buildup and wear resistance tend to deteriorate. The silica content is preferably 200 parts by mass or less, more preferably 150 parts by mass or less, still more preferably 120 parts by mass or less, particularly preferably 100 parts by mass or less, and most preferably 70 parts by mass or less. If the amount exceeds 200 parts by mass, silica is difficult to disperse, so that workability, low heat build-up, and wear resistance tend to deteriorate.
本発明のゴム組成物は、シリカを配合する場合には、ともにシランカップリング剤を併用することが好ましい。 In the rubber composition of the present invention, when silica is blended, it is preferable to use a silane coupling agent together.
シランカップリング剤としては、ゴム工業において、従来からシリカと併用される任意のシランカップリング剤を使用することができ、例えば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド等のスルフィド系、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプト系、ビニルトリエトキシシランなどのビニル系、3−アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノ系、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランのグリシドキシ系、3−ニトロプロピルトリメトキシシランなどのニトロ系、3−クロロプロピルトリメトキシシランなどのクロロ系等が挙げられる。なかでも、スルフィド系が好ましく、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィドがより好ましい。 As the silane coupling agent, any silane coupling agent conventionally used in combination with silica can be used in the rubber industry, and examples thereof include sulfide systems such as bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, 3- Mercapto type such as mercaptopropyltrimethoxysilane, vinyl type such as vinyltriethoxysilane, amino type such as 3-aminopropyltriethoxysilane, glycidoxy type of γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-nitropropyltrimethoxy Examples thereof include nitro compounds such as silane and chloro compounds such as 3-chloropropyltrimethoxysilane. Among these, sulfide type is preferable, and bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide is more preferable.
本発明のゴム組成物がシランカップリング剤を含む場合、シランカップリング剤の含有量は、シリカ100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上である。0.1質量部未満では、耐摩耗性、低発熱性が大きく低下する傾向がある。また、該シランカップリング剤の含有量は、好ましくは15質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。15質量部を超えると、余分なシランカップリング剤が残存し、得られるゴム組成物の加工性及び耐摩耗性の低下を招くおそれがある。 When the rubber composition of the present invention contains a silane coupling agent, the content of the silane coupling agent is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of silica. It is. If it is less than 0.1 parts by mass, the wear resistance and low heat build-up tend to be greatly reduced. Further, the content of the silane coupling agent is preferably 15 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less. When it exceeds 15 parts by mass, an excess silane coupling agent remains, which may cause deterioration in processability and wear resistance of the resulting rubber composition.
本発明のゴム組成物は、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、チオスルホン酸基、ジチオカルボン酸基、炭素数1〜20のアルキル基を有するチオアルキルカルボン酸基、及び、フェノール性水酸基からなる群より選択される少なくとも1種の官能基である酸性官能基、並びに、アミノ基又は置換アミノ基である塩基性官能基を有する両性化合物を少なくとも1種含む。このような両性化合物は、塩基性官能基部分がカーボンブラック表面に存在するカルボキシル基などの官能基と反応することでカーボンブラックと結合し、酸性官能基部分がゴム(ポリマー)の二重結合と反応する。そのため、カーボンブラックの分散性が向上し、かつその分散状態を維持できる。また、反応によりカーボンブラックが拘束されているため、発熱性を抑えることも可能となる。よって、前述の性能をバランス良く改善できる。また、良好な加工性も得られる。そして、本発明においては、上述の特定のカーボンブラックと上記両性化合物とを併用するために、上記両性化合物の塩基性官能基と上記特定のカーボンブラック表面の酸性官能基との反応性が高く、これにより、良好な加工性を維持しつつ、耐摩耗性、低発熱性を共に相乗的に改善することができる。 The rubber composition of the present invention comprises a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a thiosulfonic acid group, a dithiocarboxylic acid group, a thioalkylcarboxylic acid group having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a phenolic hydroxyl group. And at least one amphoteric compound having an acidic functional group that is at least one functional group selected from the group consisting of: and a basic functional group that is an amino group or a substituted amino group. In such amphoteric compounds, the basic functional group moiety reacts with a functional group such as a carboxyl group present on the surface of the carbon black to bind to carbon black, and the acidic functional group moiety forms a double bond of rubber (polymer). react. Therefore, the dispersibility of carbon black is improved and the dispersion state can be maintained. Moreover, since carbon black is restrained by reaction, it becomes possible to suppress exothermic property. Therefore, the aforementioned performance can be improved in a well-balanced manner. Also, good workability can be obtained. In the present invention, in order to use the specific carbon black and the amphoteric compound in combination, the reactivity between the basic functional group of the amphoteric compound and the acidic functional group on the surface of the specific carbon black is high. Thereby, it is possible to synergistically improve both wear resistance and low heat buildup while maintaining good processability.
上記両性化合物における酸性官能基としては,カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、チオスルホン酸基(−SSO3H)、ジチオカルボン酸基(−CSSH)、炭素数1〜20のアルキル基を有するチオアルキルカルボン酸基(−SRCOOH:Rは直鎖状又は分岐状のアルキル基)、フェノール性水酸基などが挙げられ、なかでも、カルボン酸基、チオスルホン酸基が好ましい。なお、上記カルボン酸基には、カルボキシル基の他、カルボン酸エステル基、カルボン酸塩基、アミド基も含まれる。
上記塩基性官能基としては、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基等のアミノ基、置換アミノ基などが挙げられる。
なお上記両性化合物は、該化合物の金属塩であってもよい。
Examples of the acidic functional group in the amphoteric compound include a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a thiosulfonic acid group (—SSO 3 H), a dithiocarboxylic acid group (—CSSH), and an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Examples thereof include a thioalkyl carboxylic acid group (—SRCOOH: R is a linear or branched alkyl group), a phenolic hydroxyl group, etc. Among them, a carboxylic acid group and a thiosulfonic acid group are preferable. In addition to the carboxyl group, the carboxylic acid group includes a carboxylic acid ester group, a carboxylic acid group, and an amide group.
Examples of the basic functional group include amino groups such as primary amino groups, secondary amino groups, and tertiary amino groups, substituted amino groups, and the like.
The amphoteric compound may be a metal salt of the compound.
上記両性化合物の含有量は、カーボンブラック100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.05質量部以上、更に好ましくは0.2質量部以上、特に好ましくは0.5質量部以上である。0.01質量部未満であると、低発熱性、機械的強度(特に、低発熱性)をバランス良く向上できないおそれがある。また、両性化合物の含有量は、カーボンブラック100質量部に対して、30質量部以下、より好ましくは10質量部以下、更に好ましくは9質量部以下、特に好ましくは6質量部以下である。30質量部を超えると、機械的強度、耐摩耗性、加硫安定性が悪化するおそれがある。 The content of the amphoteric compound is preferably 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.05 parts by mass or more, still more preferably 0.2 parts by mass or more, particularly preferably 0 with respect to 100 parts by mass of carbon black. .5 parts by mass or more. If it is less than 0.01 parts by mass, the low heat build-up and mechanical strength (particularly low heat build-up) may not be improved in a well-balanced manner. In addition, the content of the amphoteric compound is 30 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less, still more preferably 9 parts by mass or less, and particularly preferably 6 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of carbon black. If it exceeds 30 parts by mass, the mechanical strength, wear resistance, and vulcanization stability may be deteriorated.
上記両性化合物としては、下記式(I)で表される化合物(本明細書において、「化合物(I)」ともいう。)であることが好ましい。 The amphoteric compound is preferably a compound represented by the following formula (I) (also referred to as “compound (I)” in the present specification).
上記式(I)中、R1は、炭素数2〜30のアルキレン基、アルケニレン基又はアルキニレン基を表す。Aは、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、チオスルホン酸基、ジチオカルボン酸基、炭素数1〜20のアルキル基を有するチオアルキルカルボン酸基、及び、フェノール性水酸基からなる群より選択される少なくとも1種の官能基である酸性官能基を表す。R2及びR3は、同一又は異なって、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数2〜20のアルキニル基、又は、炭素数1〜20のアルコキシシリル基を表す。なお、上記式(I)で表される化合物は、当該化合物の金属塩であってもよい。 In the above formula (I), R 1 represents an alkylene group, an alkenylene group or an alkynylene group having 2 to 30 carbon atoms. A is selected from the group consisting of a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a thiosulfonic acid group, a dithiocarboxylic acid group, a thioalkylcarboxylic acid group having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a phenolic hydroxyl group. Represents an acidic functional group that is at least one functional group. R 2 and R 3 are the same or different and are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Represents an alkoxysilyl group. The compound represented by the above formula (I) may be a metal salt of the compound.
<化合物(I)>
化合物(I)は上記式(I)で表されるが、上記式(I)において、R1のアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基の炭素数は、好ましくは2〜18、より好ましくは2〜12である。該R1は直鎖状、分岐状のいずれでも良く、アルキレン基の具体例としては、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基など、アルケニレン基の具体例としては、ビニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基など、アルキニレン基具体例としては、エチニレン基、プロピニレン基、ブチニレン基などが挙げられる。Aの酸性官能基としては,前述と同様のものが挙げられる。R2及びR3の炭素数1〜20のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基など、アルケニル基としては、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基など、アルキニル基としては、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基などが挙げられ、炭素数1〜20のアルコキシシリル基としては、トリエトキシシリル基、トリメトキシシリル基などが挙げられる。
<Compound (I)>
The compound (I) is represented by the above formula (I). In the above formula (I), the alkylene group, alkenylene group and alkynylene group of R 1 preferably have 2 to 18 carbon atoms, more preferably 2 to 2 carbon atoms. 12. The R 1 may be linear or branched. Specific examples of the alkylene group include ethylene, propylene, and butylene groups. Specific examples of the alkenylene group include vinylene, propenylene, and butenylene. Specific examples of the alkynylene group include an ethynylene group, a propynylene group, and a butynylene group. Examples of the acidic functional group for A include those described above. Examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms of R 2 and R 3 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group. Examples of the alkenyl group include a vinyl group, a propenyl group, and a butenyl group. An ethynyl group, a propynyl group, a butynyl group, etc. are mentioned, As a C1-C20 alkoxysilyl group, a triethoxysilyl group, a trimethoxysilyl group, etc. are mentioned.
上記化合物(I)は、下記式(I−1)及び/又は下記式(I−2)で表される化合物であることが好ましい。 The compound (I) is preferably a compound represented by the following formula (I-1) and / or the following formula (I-2).
上記式(I−1)中、pは2〜8の整数を表す。上記式(I−2)中、qは2〜8の整数を表す。Mr+は金属イオンを表し、rはその価数を表す。 In said formula (I-1), p represents the integer of 2-8. In said formula (I-2), q represents the integer of 2-8. M r + represents a metal ion, and r represents its valence.
上記式(I−2)で表される化合物は任意の公知の方法により製造することができる。具体的には、ハロアルキルアミンとチオ硫酸ナトリウムとを反応させる方法、フタルイミドのカリウム塩とジハロアルカンとを反応させて、得られた化合物とチオ硫酸ナトリウムとを反応させ、次いで、得られた化合物を加水分解する方法等が挙げられる。 The compound represented by the above formula (I-2) can be produced by any known method. Specifically, a method of reacting a haloalkylamine with sodium thiosulfate, reacting a potassium salt of phthalimide with a dihaloalkane, reacting the resulting compound with sodium thiosulfate, and then reacting the resulting compound with The method of hydrolyzing is mentioned.
具体的には、qが6の化合物の場合、例えば、6−ハロヘキシルアミンとチオ硫酸ナトリウムとを反応させる方法、フタルイミドのカリウム塩と1,6−ジハロヘキサンとを反応させて、得られた化合物とチオ硫酸ナトリウムとを反応させ、次いで、得られた化合物を加水分解する方法等が挙げられる。 Specifically, when q is a compound of 6, for example, a method of reacting 6-halohexylamine with sodium thiosulfate, a compound obtained by reacting a potassium salt of phthalimide with 1,6-dihalohexane And a method in which sodium thiosulfate is reacted and then the resulting compound is hydrolyzed.
また、qが3の化合物の場合、例えば、3−ハロプロピルアミンとチオ硫酸ナトリウムとを反応させる方法、フタルイミドのカリウム塩と1,3―ジハロプロパンとを反応させて、得られた化合物とチオ硫酸ナトリウムとを反応させ、次いで、得られた化合物を加水分解する方法等が挙げられる。 When q is a compound of 3, for example, a method in which 3-halopropylamine and sodium thiosulfate are reacted, a potassium salt of phthalimide and 1,3-dihalopropane are reacted, Examples include a method of reacting with sodium thiosulfate and then hydrolyzing the obtained compound.
上記式(I−1)で表される化合物は、例えば、上記式(I−2)で表される化合物とプロトン酸とを反応させることにより製造することができる。 The compound represented by the above formula (I-1) can be produced, for example, by reacting the compound represented by the above formula (I-2) with a protonic acid.
本発明では、上記式(I−1)で表される化合物と上記式(I−2)で表される化合物の混合物を用いることもできる。かかる混合物は、上記式(I−1)で表される化合物と上記式(I−2)で表される化合物とを混合する方法、金属アルカリ(上記Mで示される金属を含有する水酸化物、炭酸塩および炭酸水素塩等)を用いて上記式(I−1)で表される化合物の一部を金属塩化する方法、プロトン酸を用いて上記式(I−2)で表される化合物の一部を中和する方法により製造することができる。このようにして製造した上記式(I−1)で表される化合物、上記式(I−2)で表される化合物は、濃縮、晶析等の操作により、反応混合物から取り出すことができ、取り出された上記式(I−1)で表される化合物、上記式(I−2)で表される化合物は、通常0.1〜5%程度の水分を含む。本発明では、上記式(I−1)で表される化合物のみを用いることができ、また、上記式(I−2)で表される化合物のみを用いることもできる。また、複数種の上記式(I−1)で表される化合物、上記式(I−2)で表される化合物を併用することもできる。 In the present invention, a mixture of the compound represented by the above formula (I-1) and the compound represented by the above formula (I-2) can also be used. Such a mixture is prepared by mixing a compound represented by the above formula (I-1) with a compound represented by the above formula (I-2), a metal alkali (a hydroxide containing a metal represented by the above M). , Carbonates and bicarbonates, etc.), a method of metallizing a part of the compound represented by the above formula (I-1), a compound represented by the above formula (I-2) using a protonic acid It can manufacture by the method of neutralizing a part of. The compound represented by the above formula (I-1) and the compound represented by the above formula (I-2) thus produced can be taken out from the reaction mixture by operations such as concentration and crystallization. The extracted compound represented by the formula (I-1) and the compound represented by the formula (I-2) usually contain about 0.1 to 5% of water. In the present invention, only the compound represented by the above formula (I-1) can be used, or only the compound represented by the above formula (I-2) can be used. Moreover, the compound represented by the multiple types of compound represented by the said formula (I-1), and the said formula (I-2) can also be used together.
上記式(I−1)中、pは2〜8の整数を表し、2〜6が好ましい。上記式(I−2)中、qは2〜8の整数を表し、2〜6が好ましい。 In said formula (I-1), p represents the integer of 2-8 and 2-6 are preferable. In said formula (I-2), q represents the integer of 2-8 and 2-6 are preferable.
Mr+で示される金属イオンとしては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、セシウムイオン、コバルトイオン、銅イオン、又は亜鉛イオンが好ましく、リチウムイオン、ナトリウムイオン、又はカリウムイオンがより好ましく、ナトリウムイオンが更に好ましい。rは金属イオンの価数を表し、当該金属において可能な範囲であれば、限定されない。金属イオンが、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、セシウムイオンのようなアルカリ金属イオンの場合、rは通常1であり、金属イオンがコバルトイオンの場合、rは通常2または3である。金属イオンが、銅イオンの場合、rは通常1〜3の整数であり、金属イオンが、亜鉛イオンの場合、rは通常2である。上記製法によれば、通常、上記式(I−1)で表される化合物のナトリウム塩が得られるが、カチオン交換反応を行うことにより、ナトリウム塩以外の金属塩に変換することができる。 The metal ion represented by Mr + is preferably lithium ion, sodium ion, potassium ion, cesium ion, cobalt ion, copper ion, or zinc ion, more preferably lithium ion, sodium ion, or potassium ion, and sodium ion. Further preferred. r represents the valence of the metal ion, and is not limited as long as it is a possible range for the metal. When the metal ion is an alkali metal ion such as lithium ion, sodium ion, potassium ion or cesium ion, r is usually 1, and when the metal ion is cobalt ion, r is usually 2 or 3. When the metal ion is a copper ion, r is usually an integer of 1 to 3, and when the metal ion is a zinc ion, r is usually 2. According to the said manufacturing method, although the sodium salt of the compound represented by the said formula (I-1) is obtained normally, it can convert into metal salts other than a sodium salt by performing a cation exchange reaction.
上記式(I−1)で表される化合物、上記式(I−2)で表される化合物のメディアン径は、好ましくは0.05〜100μmの範囲であり、より好ましくは1〜100μmの範囲である。かかるメディアン径は、レーザー回折法にて測定することができる。 The median diameter of the compound represented by the formula (I-1) and the compound represented by the formula (I-2) is preferably in the range of 0.05 to 100 μm, more preferably in the range of 1 to 100 μm. It is. Such median diameter can be measured by a laser diffraction method.
上記式(I−1)で表される化合物、上記式(I−2)で表される化合物は、予め担持剤と混合してから使用してもよい。担持剤としては、日本ゴム協会編「ゴム工業便覧<第四版>」第510〜513頁に記載されている「無機充てん剤、補強剤」が挙げられ、なかでも、カーボンブラック、シリカ、焼成クレー、水酸化アルミニウムが好ましい。担持剤の使用量は、特に限定されないが、上記式(I−1)及び/又は上記式(I−2)で表される化合物の合計量100質量部に対して、10〜1000質量部の範囲が好ましい。 The compound represented by the above formula (I-1) and the compound represented by the above formula (I-2) may be used after being previously mixed with a carrier. Examples of the support agent include “inorganic fillers and reinforcing agents” described on pages 510 to 513 of “Rubber Industry Handbook <Fourth Edition>” edited by the Japan Rubber Association. Among them, carbon black, silica, calcined, etc. Clay and aluminum hydroxide are preferred. Although the usage-amount of a support agent is not specifically limited, It is 10-1000 mass parts with respect to 100 mass parts of total amounts of the compound represented by the said Formula (I-1) and / or the said Formula (I-2). A range is preferred.
上記両性化合物としては、(A1)、(B1)、(C1)及び(D1)からなる群より選択される少なくとも1種であることもまた、本発明の好適な実施形態の1つである。
(A1):下記式(II)で表される化合物(本明細書において、「化合物(II)」ともいう。)
(B1):化合物(II)の塩
(C1):化合物(II)の溶媒和物
(D1):化合物(II)の塩の溶媒和物
It is also one of preferred embodiments of the present invention that the amphoteric compound is at least one selected from the group consisting of (A1), (B1), (C1) and (D1).
(A1): Compound represented by the following formula (II) (also referred to as “compound (II)” in this specification)
(B1): salt of compound (II) (C1): solvate of compound (II) (D1): solvate of salt of compound (II)
上記式(II)中、R11は置換基を有していてもよい炭素数2〜12のアルカンジイル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルカンジイル基、又は*−B1−Ar−B2−*基を表し、*は結合手を表す。B1は、単結合又は炭素数1〜12のアルカンジイル基を表す。B2は、単結合又は炭素数1〜12のアルカンジイル基を表す。Arは、置換基を有していてもよい炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基を表す。R12及びR13は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、ヒドロキシ基又は炭素数1〜6のアルコキシ基を表すか、或いは、互いに結合して炭素数2〜12のアルカンジイル基を形成する。R14は、ヒドロキシ基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリールオキシ基、炭素数7〜15のアリールアルコキシ基又は−NR15R16を表し、R15及びR16は、同一又は異なって、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。Xは、−NH−又は−O−を表す。 In the above formula (II), R 11 is an optionally substituted alkanediyl group having 2 to 12 carbon atoms, an optionally substituted cycloalkanediyl group having 3 to 12 carbon atoms, or * —B 1 —Ar—B 2 — * group, and * represents a bond. B 1 represents a single bond or an alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms. B 2 represents a single bond or an alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms. Ar represents a C6-C12 divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent. R 12 and R 13 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, a hydroxy group, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. Alternatively, they are bonded to each other to form an alkanediyl group having 2 to 12 carbon atoms. R 14 represents a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 12 carbon atoms, an arylalkoxy group having 7 to 15 carbon atoms, or —NR 15 R 16 , wherein R 15 and R 16 are These are the same or different and each represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. X represents -NH- or -O-.
<化合物(II)>
化合物(II)の塩は、R14がヒドロキシ基である化合物(II)のカルボキシラート塩、及び、化合物(II)中のアミン部分(−NH2又は−NH−)において酸とともに形成される付加塩を含む。
化合物(II)のカルボキシラート塩としては、例えば、式(II)におけるR14が−O−(Yn+)1/n(Yn+は、n価のカチオンを表し、nは1又は2を表す。)であるような塩の形態、すなわち、下記式(IV)で表される塩が挙げられる。
<Compound (II)>
The salt of compound (II) is a carboxylate salt of compound (II) wherein R 14 is a hydroxy group, and an addition formed with an acid at the amine moiety (—NH 2 or —NH—) in compound (II) Contains salt.
As a carboxylate salt of compound (II), for example, R 14 in formula (II) represents —O − (Y n + ) 1 / n (Y n + represents an n-valent cation, and n represents 1 or 2). .), That is, a salt represented by the following formula (IV).
上記式(IV)中、R11、R12、R13、及びXは、上記と同じ意味を表す。Yn+は、n価の金属カチオン、NH4 +、又はn価の有機カチオンを表し、nは1又は2を表す。 In said formula (IV), R < 11 >, R <12> , R <13> and X represent the same meaning as the above. Y n + represents an n-valent metal cation, NH 4 + , or an n-valent organic cation, and n represents 1 or 2.
化合物(II)中のアミン部分において酸とともに形成される付加塩における、酸としては、無機酸及び有機酸が挙げられる。
溶媒和物としては、メタノール和物や水和物等が挙げられる。
化合物(II)中の炭素−炭素二重結合とR13及びCO−R14との結合については、炭素−炭素二重結合の立体がE体の化合物、Z体の化合物、又は、E体の化合物及びZ体の化合物の混合物のいずれであってもよい。中でも炭素−炭素二重結合の立体がZ体である化合物が好ましい。
また、化合物(II)としては、下記式(III)で表される化合物が好ましい。
Examples of the acid in the addition salt formed with the acid in the amine moiety in compound (II) include inorganic acids and organic acids.
Examples of solvates include methanol solvates and hydrates.
Regarding the bond between the carbon-carbon double bond in compound (II) and R 13 and CO—R 14 , the carbon-carbon double bond has an E-form compound, a Z-form compound, or an E-form compound. Either a compound or a mixture of Z-form compounds may be used. Among them, a compound in which the carbon-carbon double bond steric is a Z-form is preferable.
Moreover, as compound (II), the compound represented by following formula (III) is preferable.
上記式(III)中、R11、R12、R13、R14及びXは、上記と同じ意味を表す。 In said formula (III), R < 11 >, R < 12 >, R <13> , R <14> and X represent the same meaning as the above.
R11における炭素数2〜12のアルカンジイル基としては、例えば、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等の直鎖状のアルカンジイル基;イソプロピレン基、イソブチレン基、2−メチルトリメチレン基、イソペンチレン基、イソへキシレン基、イソオクチレン基、2−エチルへキシレン基、イソデシレン基等の分岐状のアルカンジイル基;が挙げられる。中でも、アルカンジイル基の炭素数は3〜12が好ましく、3〜6がより好ましい。また、直鎖状のアルカンジイル基が好ましい。 Examples of the alkanediyl group having 2 to 12 carbon atoms in R 11 include linear alkanediyl groups such as ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group and hexamethylene group; isopropylene group and isobutylene group , Branched alkanediyl groups such as 2-methyltrimethylene group, isopentylene group, isohexylene group, isooctylene group, 2-ethylhexylene group, and isodecylene group. Especially, 3-12 are preferable and, as for carbon number of an alkanediyl group, 3-6 are more preferable. Moreover, a linear alkanediyl group is preferable.
アルカンジイル基が有していてもよい置換基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4のアルコキシ基、塩素、臭素、ヨウ素、フッ素等のハロゲン原子、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等の炭素数6〜12のアリール基、ヒドロキシ基が挙げられる。置換基を有するアルカンジイル基としては、例えば以下の基が挙げられる。*は結合手を表す。 Examples of the substituent that the alkanediyl group may have include, for example, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, and a butoxy group, a halogen atom such as chlorine, bromine, iodine, and fluorine, and a phenyl group. And aryl groups having 6 to 12 carbon atoms such as naphthyl group and biphenyl group, and hydroxy groups. Examples of the alkanediyl group having a substituent include the following groups. * Represents a bond.
R11における炭素数3〜12のシクロアルカンジイル基としては、例えば、シクロプロピレン基、シクロペンチレン基、シクロへキシレン基、シクロドデシレン基等が挙げられる。
炭素数3〜12のシクロアルカンジイル基が有していてもよい置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基等の炭素数1〜4のアルキル基;フェニル基、4−メチルフェニル基、ナフチル基等の炭素数6〜10のアリール基;メトキシ基、エトキシ基、n−ブトキシ基等の炭素数1〜4のアルコキシ基;アセチル基、ベンゾイル基、ホルミル基、ピバロイル基等の炭素数1〜7のアシル基;メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数3〜4のアルコキシカルボニル基;フェノキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等の炭素数7〜11のアリールオキシカルボニル基;アセトキシ基、ベンゾイルオキシ基等の炭素数2〜7のアシルオキシ基;等が挙げられる。
炭素数3〜12のシクロアルカンジイル基としては、シクロペンチレン基、シクロへキシレン基、メチルシクロヘキシレン基、t−ブチルシクロヘキシレン基が好ましい。
Examples of the cycloalkanediyl group having 3 to 12 carbon atoms in R 11 include a cyclopropylene group, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a cyclododecylene group, and the like.
Examples of the substituent that the C3-C12 cycloalkanediyl group may have include, for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, a t-butyl group, etc. An alkyl group having 4 carbon atoms; an aryl group having 6 to 10 carbon atoms such as a phenyl group, a 4-methylphenyl group and a naphthyl group; an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group and an n-butoxy group; an acetyl group An acyl group having 1 to 7 carbon atoms such as benzoyl group, formyl group and pivaloyl group; an alkoxycarbonyl group having 3 to 4 carbon atoms such as methoxycarbonyl group and ethoxycarbonyl group; carbon such as phenoxycarbonyl group and naphthyloxycarbonyl group And an aryloxycarbonyl group having 7 to 11 carbon atoms; an acyloxy group having 2 to 7 carbon atoms such as an acetoxy group and a benzoyloxy group;
The cycloalkanediyl group having 3 to 12 carbon atoms is preferably a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a methylcyclohexylene group or a t-butylcyclohexylene group.
B1及びB2における炭素数1〜12のアルカンジイル基としては、上記と同じものと、メチレン基とが挙げられる。
Arにおける炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基等が挙げられる。
R11における*−B1−Ar−B2−*基としては、例えば、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、下記の基等が挙げられる。*は結合手を表す。
Examples of the alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms in B 1 and B 2 include the same ones as described above and a methylene group.
Examples of the divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms in Ar include a phenylene group, a naphthylene group, and a biphenylene group.
Examples of the * —B 1 —Ar—B 2 — * group in R 11 include a phenylene group, a naphthylene group, a biphenylene group, and the following groups. * Represents a bond.
Arに含まれる水素原子は、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、シアノ基、スルホ基、及びハロゲン原子からなる群より選択される1以上の基で置換されていてもよい。 The hydrogen atom contained in Ar is one or more selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxy group, a nitro group, a cyano group, a sulfo group, and a halogen atom. It may be substituted with a group.
R11としては、炭素数2〜12のアルカンジイル基又は*−B1−Ar−B2−*基が好ましく、炭素数2〜12のアルカンジイル基又は置換基を有していてもよい炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基がより好ましく、置換基を有していてもよい炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基が更に好ましく、フェニレン基が特に好ましい。 The R 11, alkanediyl group or * -B 1 -Ar-B 2 having 2 to 12 carbon atoms - preferably * group, which may have an alkanediyl group or a substituent having 2 to 12 carbon atoms atoms A divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms is more preferable, a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms which may have a substituent is further preferable, and a phenylene group is particularly preferable.
R12及びR13におけるハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。
R12及びR13における炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、n−ヘキシル基等が挙げられる。
R12及びR13における炭素数6〜12のアリール基は、炭素数6〜12の単環式又は縮合多環式芳香族炭化水素を示し、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等が挙げられる。
R12及びR13における炭素数1〜6のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペントキシ基、イソペントキシ基、n−ヘキシルオキシ基等が挙げられる。
R12及びR13が、互いに結合して炭素数2〜12のアルカンジイル基を形成する場合の、アルカンジイル基としては上記と同じ基が挙げられ、炭素数3又は4のアルカンジイル基であることが好ましい。また、R12及びR13が一緒になって、それらが結合している炭素原子と共に形成する環状構造としては、例えばシクロペンテン環、シクロヘキセン環等が挙げられる。
R12が水素原子であり、R13が水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基であることが好ましく、R12及びR13が水素原子であることがより好ましい。
Examples of the halogen atom for R 12 and R 13 include fluorine, chlorine, bromine and iodine.
Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in R 12 and R 13 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, and a tert-butyl group. , N-pentyl group, isopentyl group, n-hexyl group and the like.
The aryl group having 6 to 12 carbon atoms in R 12 and R 13 represents a monocyclic or condensed polycyclic aromatic hydrocarbon having 6 to 12 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group, a naphthyl group, and a biphenyl group. It is done.
Examples of the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms in R 12 and R 13 include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, a sec-butoxy group, and a tert-butoxy group. Group, n-pentoxy group, isopentoxy group, n-hexyloxy group and the like.
When R 12 and R 13 are bonded to each other to form an alkanediyl group having 2 to 12 carbon atoms, examples of the alkanediyl group include the same groups as described above, and are alkanediyl groups having 3 or 4 carbon atoms. It is preferable. Examples of the cyclic structure formed by R 12 and R 13 together with the carbon atom to which R 12 and R 13 are bonded include a cyclopentene ring and a cyclohexene ring.
R 12 is hydrogen atom, it is preferred that R 13 is an alkyl group having 1 to 6 carbon hydrogen or C, and more preferably R 12 and R 13 are hydrogen atoms.
R14における炭素数1〜6のアルコキシ基としては、上記と同じ基が挙げられる。
R14における炭素数6〜12のアリールオキシ基としては、上記の炭素数6〜12のアリール基にオキシ基が結合した基が挙げられ、例えば、フェニルオキシ基、ナフチルオキシ基、ビフェニルオキシ基等が挙げられる。
R14における炭素数7〜15のアリールアルコキシ基としては、フェニルエチルオキシ基、ベンジルオキシ基、フェニルプロピルオキシ等が挙げられる。
R14における−NR15R16としては、メチルアミノ基、エチルアミノ基、フェニルアミノ基、エチルメチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、メチルフェニルアミノ基、エチルフェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基等が挙げられる。
R14としては、ヒドロキシ基が好ましい。
また、Xとしては、−NH−が好ましい。
Examples of the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms for R 14 include the same groups as described above.
Examples of the aryloxy group having 6 to 12 carbon atoms in R 14 include groups in which an oxy group is bonded to the above aryl group having 6 to 12 carbon atoms, such as a phenyloxy group, a naphthyloxy group, and a biphenyloxy group. Is mentioned.
Examples of the arylalkoxy group having 7 to 15 carbon atoms for R 14 include a phenylethyloxy group, a benzyloxy group, and phenylpropyloxy.
Examples of —NR 15 R 16 in R 14 include a methylamino group, an ethylamino group, a phenylamino group, an ethylmethylamino group, a dimethylamino group, a diethylamino group, a methylphenylamino group, an ethylphenylamino group, and a diphenylamino group. Can be mentioned.
R 14 is preferably a hydroxy group.
X is preferably -NH-.
化合物(II)のカルボキシラート塩が、式(IV)で表される塩である場合の、Yn+としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び周期表IB、IIB族の遷移元素からなる群から選ばれる金属のカチオン、アミン等のカルボキシ基と塩形成しうる有機塩基類のカチオン等が挙げられ、例えばLi+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Zn2+、Cu2+、Cu+、Ag+、(NH4)+、[NH(C2H5)3]+、[NH(C2H5)(i−C3H7)2]+、+H3N−(CH2)2−NH3 +、+H3N−(CH2)6−NH3 +等が挙げられる。中でも、アルカリ金属のカチオンが好ましい。 In the case where the carboxylate salt of the compound (II) is a salt represented by the formula (IV), Y n + is a group consisting of an alkali metal, an alkaline earth metal, and a transition element of groups IB and IIB of the periodic table Cations of metals selected from: Cations of organic bases that can form salts with carboxy groups such as amines, etc., for example, Li + , Na + , K + , Mg 2+ , Ca 2+ , Ba 2+ , Zn 2+ , Cu 2+, Cu +, Ag +, (NH 4) +, [NH (C 2 H 5) 3] +, [NH (C 2 H 5) (i-C 3 H 7) 2] +, + H 3 N - (CH 2) 2 -NH 3 +, + H 3 N- (CH 2) 6 -NH 3 + , and the like. Of these, alkali metal cations are preferred.
以下に化合物(II)の具体例を示す。 Specific examples of compound (II) are shown below.
<化合物(II)の製造方法>
化合物(II)は、例えば、下記式(a)、(b)、又は(c)に示される反応を行なうことにより製造することができる。
<Method for Producing Compound (II)>
Compound (II) can be produced, for example, by performing a reaction represented by the following formula (a), (b), or (c).
上記式(a)、(b)、(c)中、R11、R12、R13及びR14は上記と同じ意味を表す。P1は保護基を表す。 In the above formulas (a), (b) and (c), R 11 , R 12 , R 13 and R 14 represent the same meaning as described above. P 1 represents a protecting group.
P1における保護基としては、tert−ブトキシカルボニル基等が挙げられる。保護基を使用した場合には、その保護基を汎用される方法にて除去することができる。特に、式(III)で表される化合物は、無水マレイン酸等の対応する酸無水物を、エステル化反応、アミド化反応又は塩形成反応することにより製造することができる。 Examples of the protecting group for P 1 include a tert-butoxycarbonyl group. When a protecting group is used, the protecting group can be removed by a commonly used method. In particular, the compound represented by the formula (III) can be produced by subjecting a corresponding acid anhydride such as maleic anhydride to an esterification reaction, an amidation reaction or a salt formation reaction.
<化合物(II)の塩の製造方法>
化合物(II)の塩は、例えば、上記式(a)、(b)、又は(c)に示される反応により、R14がヒドロキシ基である化合物(II)を製造し、当該化合物(II)について、塩形成反応を行なうことにより製造することができる。塩形成反応としては、例えば当該化合物(II)を金属を用いて金属塩化する反応が挙げられる。
<Method for Producing Compound (II) Salt>
The salt of compound (II) is produced, for example, by the reaction represented by the above formula (a), (b), or (c) to produce compound (II) in which R 14 is a hydroxy group. Can be produced by carrying out a salt-forming reaction. Examples of the salt forming reaction include a reaction in which the compound (II) is metallated using a metal.
<式(IV)で表される塩の製造方法>
上記式(IV)で表される塩は、例えば下記の式に示される方法により製造することができる。
<Method for Producing Salt Represented by Formula (IV)>
The salt represented by the above formula (IV) can be produced, for example, by the method represented by the following formula.
上記式中、R11、R12、R13及びYは上記と同じ意味を表す。P1は保護基を表す。 In said formula, R < 11 >, R <12> , R < 13 > and Y represent the same meaning as the above. P 1 represents a protecting group.
P1における保護基としては、tert−ブトキシカルボニル基等が挙げられる。保護基を使用した場合には、その保護基を汎用される方法にて除去することができる。
式(IV)で表される塩は、例えば、上記式(a)、(b)、又は(c)に示される反応により、R14がヒドロキシ基である化合物(II)を製造し、当該化合物(II)について、塩形成反応を行なうことにより製造することができる。塩形成反応としては、当該化合物(II)を金属(上記Yで示される金属を含有する水酸化物、炭酸塩および炭酸水素塩、等)を用いて金属塩化する反応や、アミン等のカルボキシ基と塩形成しうる有機塩基類を用いて塩を形成する反応が挙げられる。
Examples of the protecting group for P 1 include a tert-butoxycarbonyl group. When a protecting group is used, the protecting group can be removed by a commonly used method.
For example, the salt represented by the formula (IV) can produce a compound (II) in which R 14 is a hydroxy group by the reaction represented by the formula (a), (b), or (c). About (II), it can manufacture by performing salt formation reaction. As the salt formation reaction, the compound (II) is converted into a metal salt using a metal (a hydroxide, carbonate, bicarbonate, etc. containing a metal represented by the above Y), or a carboxy group such as an amine. And a reaction to form a salt using an organic base capable of forming a salt.
<化合物(II)の水和物の製造方法>
化合物(II)の水和物は、例えば、上記式(a)、(b)、又は(c)に示される反応を、水及び有機溶媒の混合溶媒中で行うか、あるいは、化合物(II)を製造した後、水溶媒でリパルプ又は再結晶を行うことにより製造することができる。
<Method for Producing Compound (II) Hydrate>
The hydrate of compound (II) is obtained by, for example, performing the reaction represented by the above formula (a), (b), or (c) in a mixed solvent of water and an organic solvent, or compound (II) Can be produced by repulping or recrystallization with an aqueous solvent.
<化合物(II)のメタノール和物の製造方法>
化合物(II)のメタノール和物は、例えば、式(a)、(b)、又は(c)に示される反応を、メタノールを含む有機溶媒中で行うか、あるいは、化合物(II)を製造した後、メタノール溶媒でリパルプ又は再結晶を行うことにより製造することができる。
<Method for producing methanol solvate of compound (II)>
For the methanol solvate of compound (II), for example, the reaction represented by formula (a), (b), or (c) is carried out in an organic solvent containing methanol, or compound (II) is produced. Then, it can manufacture by performing a repulp or recrystallization with a methanol solvent.
<化合物(II)の塩の水和物の製造方法>
化合物(II)の塩の水和物は、例えば、式(a)、(b)、又は(c)に示される反応により、R14がヒドロキシ基である化合物(II)を製造し、当該化合物(II)について、水及び有機溶媒の混合溶媒中で塩形成反応を行うか、あるいは、化合物(II)の塩を製造した後、水溶媒でリパルプ又は再結晶を行うことにより製造することができる。
<Method for Producing Compound (II) Salt Hydrate>
A hydrate of a salt of compound (II) is produced by, for example, producing compound (II) in which R 14 is a hydroxy group by a reaction represented by formula (a), (b), or (c). About (II), it can manufacture by performing a salt formation reaction in the mixed solvent of water and an organic solvent, or manufacturing a salt of compound (II), and then performing repulping or recrystallization with an aqueous solvent. .
<化合物(II)の塩のメタノール和物の製造方法>
化合物(II)の塩のメタノール和物は、例えば、式(a)、(b)、又は(c)に示される反応により、R14がヒドロキシ基である化合物(II)を製造し、当該化合物(II)について、メタノールを含む有機溶媒中で塩形成反応を行うか、あるいは、化合物(II)の塩を製造した後、メタノール溶媒でリパルプ又は再結晶を行うことにより製造することができる。
<Method for producing methanol solvate of salt of compound (II)>
The methanol solvate of the salt of compound (II) produces compound (II) in which R 14 is a hydroxy group, for example, by the reaction represented by formula (a), (b), or (c), and the compound About (II), it can manufacture by performing a salt formation reaction in the organic solvent containing methanol, or manufacturing a salt of compound (II), and then performing repulping or recrystallization with a methanol solvent.
本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、ゴム組成物の製造に一般に使用される配合剤、例えば、クレー、タルク等の補強用充填剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、加工助剤、各種老化防止剤、オイル等の軟化剤、ワックス、硫黄、含硫黄化合物等の加硫剤、加硫促進剤などを適宜配合することができる。 In the rubber composition of the present invention, in addition to the above components, compounding agents generally used in the production of rubber compositions, for example, reinforcing fillers such as clay and talc, zinc oxide, stearic acid, processing aids, Various anti-aging agents, softening agents such as oil, vulcanizing agents such as waxes, sulfur and sulfur-containing compounds, vulcanization accelerators and the like can be appropriately blended.
オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油脂、又はその混合物を用いても良い。プロセスオイルとしては、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル(アロマ系プロセスオイル)などが挙げられる。植物油脂としては、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生油、ロジン、パインオイル、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、べに花油、ごま油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、サフラワー油、桐油などが挙げられる。なかでも、ゴムとの相溶性と、tanδを維持することができるという理由から、芳香族系プロセスオイルが好ましい。 As the oil, for example, process oil, vegetable oil or fat, or a mixture thereof may be used. Examples of the process oil include paraffinic process oil, naphthenic process oil, aromatic process oil (aromatic process oil), and the like. Vegetable oils include castor oil, cottonseed oil, sesame oil, rapeseed oil, soybean oil, palm oil, palm oil, peanut oil, rosin, pine oil, pineapple, tall oil, corn oil, rice bran oil, beet flower oil, sesame oil, Examples include olive oil, sunflower oil, palm kernel oil, cocoon oil, jojoba oil, macadamia nut oil, safflower oil, and tung oil. Of these, aromatic process oils are preferred because they are compatible with rubber and can maintain tan δ.
オイルの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上である。1質量部未満であると、加工性に劣り、低発熱性、耐摩耗性が低下する場合がある。該オイルの含有量は、好ましくは15質量部以下、より好ましくは8質量部以下である。15質量部を超えると、ウェットグリップ性能、耐摩耗性が悪化するおそれがある。 The oil content is preferably 1 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If it is less than 1 part by mass, the processability is inferior, and low heat build-up and wear resistance may be reduced. The oil content is preferably 15 parts by mass or less, more preferably 8 parts by mass or less. If it exceeds 15 parts by mass, wet grip performance and wear resistance may be deteriorated.
加硫促進剤としては、2−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジサルファイド、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド等のチアゾール系加硫促進剤;テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド等のチウラム系加硫促進剤;N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−オキシエチレン−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−オキシエチレン−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N’−ジイソプロピル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド等のスルフェンアミド系加硫促進剤;ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、オルトトリルビグアニジン等のグアニジン系加硫促進剤を挙げることができる。なかでも、本発明の効果がより好適に得られるという理由から、スルフェンアミド系加硫促進剤が好ましく、N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミドがより好ましい。また、更にグアニジン系加硫促進剤を併用することも好ましい。加硫促進剤の使用量は、ゴム成分100質量部に対して0.1〜7質量部が好ましく、さらに好ましくは0.5〜5質量部である。 Examples of the vulcanization accelerator include 2-mercaptobenzothiazole, dibenzothiazyl disulfide, and thiazole vulcanization accelerators such as N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide; tetramethylthiuram monosulfide, tetramethylthiuram disulfide Thiuram vulcanization accelerators such as N-cyclohexyl-2-benzothiazole sulfenamide, Nt-butyl-2-benzothiazole sulfenamide, N-oxyethylene-2-benzothiazole sulfenamide, N- Sulfenamide vulcanization accelerators such as oxyethylene-2-benzothiazole sulfenamide and N, N′-diisopropyl-2-benzothiazole sulfenamide; Guani It can be mentioned emission-based vulcanization accelerator. Of these, sulfenamide-based vulcanization accelerators are preferable and Nt-butyl-2-benzothiazole sulfenamide is more preferable because the effects of the present invention can be more suitably obtained. It is also preferable to use a guanidine vulcanization accelerator in combination. 0.1-7 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of rubber components, and, as for the usage-amount of a vulcanization accelerator, More preferably, it is 0.5-5 mass parts.
加硫剤としては、特に限定されないが、硫黄を好適に使用できる。硫黄の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5〜5質量部、より好ましくは1〜3質量部である。これにより、本発明の効果がより好適に得られる。 Although it does not specifically limit as a vulcanizing agent, Sulfur can be used conveniently. The content of sulfur is preferably 0.5 to 5 parts by mass, more preferably 1 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Thereby, the effect of this invention is acquired more suitably.
本発明のゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロール、密閉式混練機などで前記各成分を混練りし、その後加硫する方法等により製造できる。 The rubber composition of the present invention is produced by a general method. That is, it can be produced by a method of kneading each component with a Banbury mixer, a kneader, an open roll, a closed kneader or the like and then vulcanizing.
本発明のゴム組成物は、タイヤ用ゴム組成物として使用でき、なかでも、タイヤ用ゴム組成物として好適に使用できる。本発明のゴム組成物は、タイヤの各部材に使用できるが、なかでも、トレッド(キャップトレッド)、ベーストレッド、アンダートレッド、サイドウォール、カーカス、クリンチ等に好適に使用できる。 The rubber composition of the present invention can be used as a tire rubber composition, and in particular, can be suitably used as a tire rubber composition. The rubber composition of the present invention can be used for each member of a tire, and among them, it can be suitably used for treads (cap treads), base treads, under treads, sidewalls, carcass, clinch and the like.
本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。
すなわち、前記成分を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でトレッドなどの各タイヤ部材の形状にあわせて押出し加工し、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することによりタイヤを得る。
The pneumatic tire of the present invention is produced by a usual method using the rubber composition.
That is, the rubber composition containing the above components is extruded in accordance with the shape of each tire member such as a tread at an unvulcanized stage, and is molded together with the other tire members by a normal method on a tire molding machine. By doing so, an unvulcanized tire is formed. The unvulcanized tire is heated and pressurized in a vulcanizer to obtain a tire.
本発明の空気入りタイヤは、乗用車用タイヤ、トラック・バス用タイヤ、二輪車用タイヤ、高性能タイヤ等として好適に用いられる。 The pneumatic tire of the present invention is suitably used as a passenger car tire, truck / bus tire, motorcycle tire, high-performance tire and the like.
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。 The present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
[カーボンブラック製造設備]
空気導入ダクトと燃焼バーナーを備える内径500mm、長さ1750mmの燃焼帯域、該燃焼帯域に連なっており、周辺から原料ノズルを貫通設置した内径55mm、長さ700mmの狭径部からなる原料導入帯域、クエンチ装置を備えた内径200mm、長さ2700mmの後部反応帯域を順次接合したカーボンブラック製造設備を用いた。
[製造条件](ファーネス法)
この製造設備を用い、燃料に天然ガスを用い、特性を表1に示した油及び石油系炭化水素を原料油として用い、その他条件として表2に示した各条件によりカーボンブラックを製造した。各製造例により得られたカーボンブラックの歩留まり、各種特性を表2に併せて示した。なお、カーボンブラックの各種特性の測定は、上述の方法により行った。また、製造例2−5、7−14により得られたカーボンブラックは、上記カーボンブラック(1)に相当する。なお、製造例12−14により得られたカーボンブラックについては、歩留まりが悪く、評価を行えるほどのカーボンブラックが得られなかったため、該製造条件における原料油量の値は確認できず、更に、カーボンブラックの各種特性の測定、及び後述するカーボンブラックをゴム組成物に配合する試験は行わなかった。
[Carbon black production equipment]
A raw material introduction zone comprising an inner diameter of 500 mm having an air introduction duct and a combustion burner, a length of 1750 mm, a combustion zone having a length of 1750 mm, an inner diameter of 55 mm having a raw material nozzle penetrating from the periphery, and a narrow diameter portion having a length of 700 mm, A carbon black production facility in which a rear reaction zone having an inner diameter of 200 mm and a length of 2700 mm equipped with a quench device was sequentially joined was used.
[Production conditions] (Furnace method)
Using this production facility, carbon black was produced using natural gas as a fuel, using oils and petroleum hydrocarbons whose characteristics are shown in Table 1 as raw material oils, and other conditions shown in Table 2 as other conditions. Table 2 shows the yield and various characteristics of the carbon black obtained in each production example. Incidentally, various characteristics of carbon black were measured by the above-described methods. Further, the carbon blacks obtained in Production Examples 2-5 and 7-14 correspond to the carbon black (1). Note that the carbon black obtained by Production Example 12-14 had a poor yield, and carbon black that could be evaluated was not obtained. Therefore, the value of the amount of the raw material oil in the production conditions could not be confirmed. The measurement of various characteristics of black and the test for blending carbon black described later into the rubber composition were not performed.
(製造例A S−(3−アミノプロピル)チオ硫酸(両性化合物A))
窒素ガスで置換した反応容器に3−ブロモプロピルアミン臭化水素酸塩75g、チオ硫酸ナトリウム・五水和物85.26g、メタノール375ml、水375mlを加え、これらの混合物を70℃、5時間還流した。放冷した後、減圧下でメタノールを除去した。残渣に水酸化ナトリウム13.68gを加え、室温で1時間攪拌した後、減圧下で溶媒を除去した。得られた残渣にエタノール600mlを加えて1.5時間還流した。熱ろ過を行い、ろ液を減圧下で濃縮し結晶を得た。結晶をろ過により取り出し、エタノールで洗浄し。更にヘキサンでの洗浄を行った。得られた結晶を真空乾燥し、S−(3−アミノプロピル)チオ硫酸ナトリウムを得た。窒素ガスで置換した反応容器にS−(3−アミノプロピル)チオ硫酸ナトリウム52g、水90ml、5mol/l塩酸を加え、得られた溶液を減圧下で濃縮し、ろ過により結晶を取り出した。得られた結晶を真空乾燥し、下記式(A)で表されるS−(3−アミノプロピル)チオ硫酸を得た。
(Production Example A S- (3-aminopropyl) thiosulfuric acid (amphoteric compound A))
To a reaction vessel substituted with nitrogen gas, 75 g of 3-bromopropylamine hydrobromide, 85.26 g of sodium thiosulfate pentahydrate, 375 ml of methanol and 375 ml of water were added, and the mixture was refluxed at 70 ° C. for 5 hours. did. After allowing to cool, methanol was removed under reduced pressure. To the residue was added 13.68 g of sodium hydroxide, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour, and then the solvent was removed under reduced pressure. 600 ml of ethanol was added to the obtained residue and refluxed for 1.5 hours. Hot filtration was performed, and the filtrate was concentrated under reduced pressure to obtain crystals. The crystals were removed by filtration and washed with ethanol. Further, washing with hexane was performed. The obtained crystals were vacuum-dried to obtain sodium S- (3-aminopropyl) thiosulfate. 52 g of sodium S- (3-aminopropyl) thiosulfate, 90 ml of water and 5 mol / l hydrochloric acid were added to the reaction vessel substituted with nitrogen gas, and the resulting solution was concentrated under reduced pressure, and the crystals were taken out by filtration. The obtained crystal was vacuum-dried to obtain S- (3-aminopropyl) thiosulfuric acid represented by the following formula (A).
(製造例B S−(6−アミノヘキシル)チオ硫酸(両性化合物B))
反応容器に、フタルイミドカリウム99.2g及びジメチルホルムアミド480mlを加えた。この混合物に1,6−ジブロモヘキサン200gとジメチルホルムアミド200mlとの混合物を室温で滴下した。滴下終了後、得られた混合物を120℃まで昇温して5時間還流し、放冷後、反応混合物から溶媒を留去した。酢酸エチルと水とを加えて分液した後、有機層を濃縮した。得られた残渣にヘキサンと酢酸エチルを加え、結晶を析出させた。結晶を取り出し、真空乾燥して、N−(6−ブロモヘキシル)フタルイミドを得た。反応容器に、N−(6−ブロモヘキシル)フタルイミド40g、チオ硫酸ナトリウム・五水和物32.0g、メタノール200ml、水200mlを加え、これらの混合物を5時間還流させ、放冷後、反応混合物から溶媒を留去した。得られた残渣に、エタノール200mlを加えて1.5時間還流した。熱ろ過を行い、ろ液を減圧下で濃縮し結晶を得た後、静置した。結晶をろ過により取り出し、エタノールで洗浄し、更にヘキサンでの洗浄を行った。得られた結晶を真空乾燥し、6−フタルイミドヘキシルチオ硫酸ナトリウム塩を得た。窒素置換した反応容器に、6−フタルイミドヘキシルチオ硫酸のナトリウム塩20.0g(54.7mmol)及びエタノール200mlを仕込み、得られた混合物にヒドラジン・一水和物4.25g(84.8mmol)を滴下した。滴下終了後、得られた混合物を70℃で5時間攪拌した後、減圧下でエタノールを留去した。残渣にメタノール100mlを加えて1時間還流させた。熱ろ過により結晶を取得し、これをメタノールで洗浄し、真空乾燥することにより、S−(6−アミノヘキシル)チオ硫酸ナトリウム塩を得た。窒素ガスで置換した反応容器に、S−(6−アミノヘキシル)チオ硫酸ナトリウム26g、水45ml、5mol/l塩酸を加え、得られた溶液を減圧下で濃縮し、ろ過により結晶を取り出した。得られた結晶を真空乾燥し、下記式(B)で表されるS−(6−アミノヘキシル)チオ硫酸を得た。
(Production Example B S- (6-Aminohexyl) thiosulfuric acid (amphoteric compound B))
To the reaction vessel, 99.2 g of potassium phthalimide and 480 ml of dimethylformamide were added. To this mixture, a mixture of 200 g of 1,6-dibromohexane and 200 ml of dimethylformamide was added dropwise at room temperature. After completion of the dropwise addition, the resulting mixture was heated to 120 ° C. and refluxed for 5 hours. After standing to cool, the solvent was distilled off from the reaction mixture. Ethyl acetate and water were added for liquid separation, and then the organic layer was concentrated. Hexane and ethyl acetate were added to the resulting residue to precipitate crystals. The crystals were taken out and dried under vacuum to obtain N- (6-bromohexyl) phthalimide. To the reaction vessel, 40 g of N- (6-bromohexyl) phthalimide, 32.0 g of sodium thiosulfate pentahydrate, 200 ml of methanol and 200 ml of water were added, and the mixture was refluxed for 5 hours, allowed to cool and then the reaction mixture. The solvent was distilled off. To the obtained residue, 200 ml of ethanol was added and refluxed for 1.5 hours. Hot filtration was performed, and the filtrate was concentrated under reduced pressure to obtain crystals, and then allowed to stand. The crystals were taken out by filtration, washed with ethanol, and further washed with hexane. The obtained crystals were vacuum-dried to obtain 6-phthalimidohexyl thiosulfate sodium salt. A reaction vessel purged with nitrogen was charged with 20.0 g (54.7 mmol) of sodium salt of 6-phthalimidohexylthiosulfate and 200 ml of ethanol, and 4.25 g (84.8 mmol) of hydrazine monohydrate was added to the resulting mixture. It was dripped. After completion of the dropwise addition, the resulting mixture was stirred at 70 ° C. for 5 hours, and then ethanol was distilled off under reduced pressure. 100 ml of methanol was added to the residue and refluxed for 1 hour. Crystals were obtained by hot filtration, washed with methanol, and vacuum-dried to obtain S- (6-aminohexyl) thiosulfate sodium salt. 26 g of sodium S- (6-aminohexyl) thiosulfate, 45 ml of water and 5 mol / l hydrochloric acid were added to the reaction vessel substituted with nitrogen gas, the resulting solution was concentrated under reduced pressure, and the crystals were taken out by filtration. The obtained crystal was vacuum-dried to obtain S- (6-aminohexyl) thiosulfuric acid represented by the following formula (B).
上記製造例A及びBで得られた両性化合物A及びBのメディアン径(50%D)を、(株)島津製作所製SALD一2000J型を用い、レーザー回折法(測定操作は下記のとおり)により測定したところ、メディアン径(50%D)はいずれも66.7μmであった。得られた両性化合物A及びBを粉砕し、そのメディアン径(50%D)を共に14.6μmに調製し、以下の実施例で使用した。 The median diameter (50% D) of the amphoteric compounds A and B obtained in the above Production Examples A and B was measured by a laser diffraction method (measurement procedure is as follows) using SALD 2000J type manufactured by Shimadzu Corporation. As a result, the median diameter (50% D) was 66.7 μm. The obtained amphoteric compounds A and B were pulverized and both median diameters (50% D) were adjusted to 14.6 μm and used in the following examples.
<測定操作>
上記製造例A及びBで得られた両性化合物A及びBをそれぞれ、分散溶媒(トルエン)と分散剤(10質量%スルホこはく酸ジー2−エチルヘキシルナトリウム/トルエン溶液)との混合溶液に室温で分散させ、得られた分散液に超音波を照射しながら、該分散液を5分間撹拌して試験液を得た。該試験液を回分セルに移し、1分後に測定した。(屈折率:1.70−0.20i)
<Measurement operation>
The amphoteric compounds A and B obtained in Production Examples A and B were each dispersed at room temperature in a mixed solution of a dispersion solvent (toluene) and a dispersing agent (10% by mass sodium 2-ethylhexyl sulfosuccinate / toluene solution). Then, while irradiating the obtained dispersion with ultrasonic waves, the dispersion was stirred for 5 minutes to obtain a test solution. The test solution was transferred to a batch cell and measured after 1 minute. (Refractive index: 1.70-0.20i)
(製造例C ナトリウム(2Z)−4−[(4−アミノフェニル)アミノ]−4−オキソ−2−ブテン酸メタノール和物(両性化合物C))
窒素雰囲気下、反応容器に1,4−フェニレンジアミン195.5g(1.81mol)とテトラヒドロフラン3000mlを仕込んだ。そこへ氷冷下、無水マレイン酸118.1g(1.20mol)をテトラヒドロフラン1200mlに溶解した溶液を約3時間で滴下した後、室温で一晩撹拌した。反応終了後、析出した結晶を濾取し、テトラヒドロフラン250mlで2回洗浄し、40℃で乾燥して粗製の(2Z)−4−[(4−アミノフェニル)アミノ]−4−オキソ−2−ブテン酸を黄橙色の粉末として241.8g得た。粗製の(2Z)−4−[(4−アミノフェニル)アミノ]−4−オキソ−2−ブテン酸241.8gに水484mlを加えて0〜10℃に冷却し、5N水酸化ナトリウム水溶液216ml、次いで1N水酸化ナトリウム水溶液21mlを滴下した。その後、減圧下に溶媒を留去して得られた残渣に2−プロパノール200mlを加えて再度減圧下に溶媒を留去した。得られた黄褐色固体にテトラヒドロフラン800mlを加えて室温で一晩撹拌し、固体を濾取、テトラヒドロフラン100mlで3回洗浄して乾燥し、粗製のナトリウム(2Z)−4−[(4−アミノフェニル)アミノ]−4−オキソ−2−ブテン酸を279g得た。粗製のナトリウム(2Z)−4−[(4−アミノフェニル)アミノ]−4−オキソ−2−ブテン酸279gを2分割し、それぞれにメタノール2800mlを加え、1時間加熱還流後、熱時に濾過を行い不溶物を除去した。ろ液を減圧濃縮して得られた固体を合一し、テトラヒドロフラン750mlを加えて室温で一晩撹拌して、50℃で30分保温した後、熱時濾過した。得られた固体をテトラヒドロフラン150mlで3回洗浄し、45℃で5時間減圧乾燥して、下記式(C)で表されるナトリウム(2Z)−4−[(4−アミノフェニル)アミノ]−4−オキソ−2−ブテン酸メタノール和物を淡褐白色の粉末として264.6g得た。収率84.5%。
H1−NMR(300MHz,DMSO−d6)δppm:14.6(1H,s),7.3(2H,d,J=8.9Hz),6.5(2H, d,J=8.9Hz),6.1(1H,d,J=13.5Hz),5.6(1H,d,J=13.5Hz),4.1(1H,q,J=5.4,10.5Hz),4.8(2H、s)、3.2(3H、s)。
(Production Example C Sodium (2Z) -4-[(4-aminophenyl) amino] -4-oxo-2-butenoic acid methanolate (amphoteric compound C))
Under a nitrogen atmosphere, 195.5 g (1.81 mol) of 1,4-phenylenediamine and 3000 ml of tetrahydrofuran were charged in a reaction vessel. A solution prepared by dissolving 118.1 g (1.20 mol) of maleic anhydride in 1200 ml of tetrahydrofuran was added dropwise thereto in about 3 hours under ice cooling, and the mixture was stirred overnight at room temperature. After completion of the reaction, the precipitated crystals were collected by filtration, washed twice with 250 ml of tetrahydrofuran, dried at 40 ° C., and crude (2Z) -4-[(4-aminophenyl) amino] -4-oxo-2- 241.8 g of butenoic acid was obtained as a yellow-orange powder. 484 ml of water was added to 241.8 g of crude (2Z) -4-[(4-aminophenyl) amino] -4-oxo-2-butenoic acid, cooled to 0 to 10 ° C., 216 ml of 5N aqueous sodium hydroxide solution, Subsequently, 21 ml of 1N aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise. Thereafter, 200 ml of 2-propanol was added to the residue obtained by distilling off the solvent under reduced pressure, and the solvent was again distilled off under reduced pressure. To the obtained tan solid was added 800 ml of tetrahydrofuran and stirred overnight at room temperature. The solid was collected by filtration, washed with 100 ml of tetrahydrofuran three times and dried to obtain crude sodium (2Z) -4-[(4-aminophenyl). ) 279 g of amino] -4-oxo-2-butenoic acid were obtained. Crude sodium (2Z) -4-[(4-aminophenyl) amino] -4-oxo-2-butenoic acid (279 g) was divided into two portions, 2800 ml of methanol was added to each, and the mixture was heated under reflux for 1 hour, and then filtered while hot. Insoluble matter was removed. The solids obtained by concentrating the filtrate under reduced pressure were combined, 750 ml of tetrahydrofuran was added, and the mixture was stirred overnight at room temperature, kept at 50 ° C. for 30 minutes, and then filtered while hot. The obtained solid was washed three times with 150 ml of tetrahydrofuran, dried under reduced pressure at 45 ° C. for 5 hours, and sodium (2Z) -4-[(4-aminophenyl) amino] -4 represented by the following formula (C): 264.6 g of oxo-2-butenoic acid methanolate was obtained as a pale brownish white powder. Yield 84.5%.
H 1 -NMR (300 MHz, DMSO-d6) δ ppm : 14.6 (1H, s), 7.3 (2H, d, J = 8.9 Hz), 6.5 (2H, d, J = 8. 9 Hz), 6.1 (1 H, d, J = 13.5 Hz), 5.6 (1 H, d, J = 13.5 Hz), 4.1 (1 H, q, J = 5.4, 10.5 Hz) ), 4.8 (2H, s), 3.2 (3H, s).
以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
NR:TSR20
BR:宇部興産(株)製のウベポールBR150B(シス含量:97質量%)
カーボンブラック:製造例1〜11により得られたカーボンブラック
両性化合物A:S−(3−アミノプロピル)チオ硫酸(製造例Aで調製)
両性化合物B:S−(6−アミノヘキシル)チオ硫酸(製造例Bで調製)
両性化合物C:ナトリウム(2Z)−4−[(4−アミノフェニル)アミノ]−4−オキソ−2−ブテン酸メタノール和物(製造例Cで調製)
オイル:(株)ジャパンエナジー製のプロセスX−140(芳香族系プロセスオイル)
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸「椿」
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン)
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
Hereinafter, various chemicals used in Examples and Comparative Examples will be described together.
NR: TSR20
BR: Ubepol BR150B manufactured by Ube Industries, Ltd. (cis content: 97% by mass)
Carbon black: carbon black amphoteric compound A obtained in Production Examples 1 to 11: S- (3-aminopropyl) thiosulfuric acid (prepared in Production Example A)
Amphoteric Compound B: S- (6-Aminohexyl) thiosulfuric acid (prepared in Production Example B)
Amphoteric compound C: Sodium (2Z) -4-[(4-aminophenyl) amino] -4-oxo-2-butenoic acid methanolate (prepared in Preparation C)
Oil: Process X-140 (aromatic process oil) manufactured by Japan Energy Co., Ltd.
Zinc oxide: Zinc Hana No. 1 manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Stearic acid: Stearic acid “Kashiwa” manufactured by NOF Corporation
Anti-aging agent: NOCRACK 6C (N- (1,3-dimethylbutyl) -N′-phenyl-p-phenylenediamine) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
Sulfur: Powdered sulfur vulcanization accelerator manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd .: Noxeller NS (N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
(実施例及び比較例)
1.7Lバンバリーミキサーを用いて、表3〜6に示す配合内容に従い、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を160℃の条件下で3分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、2軸オープンロールを用いて、80℃の条件下で5分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。
得られた未加硫ゴム組成物を170℃で15分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
(Examples and Comparative Examples)
Using a 1.7 L Banbury mixer, materials other than sulfur and a vulcanization accelerator were kneaded for 3 minutes at 160 ° C. in accordance with the blending contents shown in Tables 3 to 6 to obtain a kneaded product. Next, sulfur and a vulcanization accelerator were added to the obtained kneaded product, and kneaded for 5 minutes at 80 ° C. using a biaxial open roll to obtain an unvulcanized rubber composition.
The obtained unvulcanized rubber composition was press vulcanized at 170 ° C. for 15 minutes to obtain a vulcanized rubber composition.
得られた未加硫ゴム組成物、加硫ゴム組成物を使用して、下記の評価を行った。それぞれの試験結果を表3〜6に示す。なお、表3の基準比較例を比較例3とし、表4の基準比較例を比較例10とし、表5の基準比較例を比較例17とし、表6の基準比較例を比較例23とした。 The following evaluation was performed using the obtained unvulcanized rubber composition and vulcanized rubber composition. Each test result is shown in Tables 3-6. The reference comparative example of Table 3 is Comparative Example 3, the reference comparative example of Table 4 is Comparative Example 10, the reference comparative example of Table 5 is Comparative Example 17, and the reference comparative example of Table 6 is Comparative Example 23. .
(加工性)
未加硫ゴム組成物について、JIS K6300に準拠したムーニー粘度の測定方法に従い、130℃でムーニー粘度を測定した。基準比較例のムーニー粘度(ML1+4)を100として、他の配合については、下記計算式により指数表示した(ムーニー粘度指数)。指数が大きいほどムーニー粘度が低く、加工性に優れることを示す。なお、ムーニー粘度指数が100程度であれば、充分に良好な加工性であるといえる。
(ムーニー粘度指数)=(基準比較例のML1+4)/(各配合のML1+4)×100
(Processability)
With respect to the unvulcanized rubber composition, the Mooney viscosity was measured at 130 ° C. in accordance with the Mooney viscosity measuring method based on JIS K6300. The Mooney viscosity (ML 1 + 4 ) of the reference comparative example was set to 100, and other blends were indexed by the following formula (Mooney viscosity index). The larger the index, the lower the Mooney viscosity and the better the workability. If the Mooney viscosity index is about 100, it can be said that the processability is sufficiently good.
(Mooney viscosity index) = (ML 1 + 4 of reference comparative example) / (ML 1 + 4 of each formulation) × 100
(低発熱性)
粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度50℃、初期歪み10%、動歪み2%の条件下で各配合の損失正接(tanδ)を測定し、基準比較例のtanδを100として、他の配合については、下記計算式により指数表示した(転がり抵抗指数)。指数が大きいほど転がり抵抗特性(低発熱性)に優れることを示す。
(転がり抵抗指数)=(基準比較例のtanδ)/(各配合のtanδ)×100
(Low heat generation)
Using a viscoelastic spectrometer VES (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.), the loss tangent (tan δ) of each formulation was measured under the conditions of a temperature of 50 ° C., an initial strain of 10%, and a dynamic strain of 2%. With tan δ being 100, the other blends were indicated by an index according to the following formula (rolling resistance index). The larger the index, the better the rolling resistance characteristics (low heat generation).
(Rolling resistance index) = (tan δ of reference comparative example) / (tan δ of each formulation) × 100
(耐摩耗性)
ランボーン摩耗試験機を用いて、温度20℃、スリップ率20%及び試験時間2分間の条件下でランボーン摩耗量を測定した。更に、測定したランボーン摩耗量から容積損失量を計算し、基準比較例のランボーン摩耗指数を100として、他の配合については、下記計算式により容積損失量を指数表示した(ランボーン摩耗指数)。指数が大きいほど耐摩耗性に優れることを示す。
(ランボーン摩耗指数)=(基準比較例の容積損失量)/(各配合の容積損失量)×100
(Abrasion resistance)
Using a Lambourn abrasion tester, the Lambourn abrasion amount was measured under the conditions of a temperature of 20 ° C., a slip ratio of 20% and a test time of 2 minutes. Furthermore, the volume loss amount was calculated from the measured lamborn wear amount, and the lamborn wear index of the reference comparative example was set to 100, and the volume loss amount was indexed by the following formula for the other formulations (Lambourn wear index). It shows that it is excellent in abrasion resistance, so that an index | exponent is large.
(Lambourn wear index) = (volume loss amount of reference comparative example) / (volume loss amount of each formulation) × 100
表3〜6より、特定の酸性官能基及び特定の塩基性官能基を有する両性化合物と、カーボンブラック(1)とを配合した実施例では、良好な加工性が維持されつつ、耐摩耗性及び低発熱性が相乗的に改善され、耐摩耗性及び低発熱性を顕著に改善できることが分かった。
具体的には、比較例1、3、4、実施例1の対比や、比較例2、3、4、実施例2の対比、比較例8、10、11、実施例9の対比、比較例9、10、11、実施例10の対比、あるいは、比較例16、17、18、実施例19の対比や、比較例22、23、24、実施例23の対比などにより、特定の酸性官能基及び特定の塩基性官能基を有する両性化合物(両性化合物A、B、又はC)と、カーボンブラック(1)とを併用することにより、耐摩耗性及び低発熱性が相乗的に改善されることが分かった。
From Tables 3-6, in the Example which mix | blended the amphoteric compound which has a specific acidic functional group and a specific basic functional group, and carbon black (1), while maintaining favorable workability, abrasion resistance and It was found that the low heat buildup was synergistically improved and the wear resistance and low heat buildup could be significantly improved.
Specifically, the comparison of Comparative Examples 1, 3, 4, and Example 1, the comparison of Comparative Examples 2, 3, 4, and Example 2, the comparison of Comparative Examples 8, 10, 11, and Example 9, and the Comparative Example 9, 10, 11, comparison of Example 10, or comparisons of Comparative Examples 16, 17, 18, and 19 and comparisons of Comparative Examples 22, 23, 24, and Example 23. In addition, the combined use of an amphoteric compound having a specific basic functional group (amphoteric compound A, B, or C) and carbon black (1) synergistically improves wear resistance and low heat build-up. I understood.
Claims (19)
前記両性化合物が、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、チオスルホン酸基、ジチオカルボン酸基、炭素数1〜20のアルキル基を有するチオアルキルカルボン酸基、及び、フェノール性水酸基からなる群より選択される少なくとも1種の官能基である酸性官能基、並びに、アミノ基又は置換アミノ基である塩基性官能基を有し、
前記カーボンブラックのうち少なくとも1種が、該カーボンブラックを製造するための原料油として、平均沸点T(°C)及び60°Fの水と比較した際の比重D(60/60°F)から以下の式で計算されるBMCI値が150以下、脂肪族炭化水素比率が30質量%以上である原料油を使用して得られたカーボンブラックであるゴム組成物の製造方法。
BMCI = 48640 / (T+273) +473.7D − 456.8 In a method for producing a rubber composition comprising a step of kneading a rubber component, one or more amphoteric compounds and one or more carbon blacks,
The amphoteric compound is composed of a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a thiosulfonic acid group, a dithiocarboxylic acid group, a thioalkylcarboxylic acid group having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a phenolic hydroxyl group. An acidic functional group that is at least one functional group selected from more than one, and a basic functional group that is an amino group or a substituted amino group,
At least one of the carbon blacks has an average boiling point T (° C.) and a specific gravity D (60/60 ° F.) when compared with water of 60 ° F. as a raw material oil for producing the carbon black. The manufacturing method of the rubber composition which is carbon black obtained using the raw material oil whose BMCI value calculated by the following formula | equation is 150 or less and whose aliphatic hydrocarbon ratio is 30 mass% or more.
BMCI = 48640 / (T + 273) + 473.7D-456.8
(A1):下記式(II)で表される化合物
(B1):下記式(II)で表される化合物の塩
(C1):下記式(II)で表される化合物の溶媒和物
(D1):下記式(II)で表される化合物の塩の溶媒和物
(A1): Compound (B1) represented by the following formula (II): Salt (C1) of the compound represented by the following formula (II): Solvate (D1) of the compound represented by the following formula (II) ): Solvate of the salt of the compound represented by the following formula (II)
前記両性化合物が、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、チオスルホン酸基、ジチオカルボン酸基、炭素数1〜20のアルキル基を有するチオアルキルカルボン酸基、及び、フェノール性水酸基からなる群より選択される少なくとも1種の官能基である酸性官能基、並びに、アミノ基又は置換アミノ基である塩基性官能基を有し、
前記カーボンブラックのうち少なくとも1種が、アグリゲート特性としてストークス相当径の分布曲線の最大頻度径(Dmod)が43〜79nm、Dmodに対する分布曲線の半値幅(△D50)の比(△D50/Dmod)が0.78〜2.5のカーボンブラックであるゴム組成物。 In a rubber composition comprising a rubber component, one or more amphoteric compounds, and one or more carbon blacks,
The amphoteric compound is composed of a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a thiosulfonic acid group, a dithiocarboxylic acid group, a thioalkylcarboxylic acid group having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a phenolic hydroxyl group. An acidic functional group that is at least one functional group selected from more than one, and a basic functional group that is an amino group or a substituted amino group,
At least one of the carbon blacks has a maximum frequency diameter (Dmod) of the distribution curve of the Stokes equivalent diameter as an aggregate characteristic of 43 to 79 nm, and the ratio of the half width ( ΔD50 ) of the distribution curve to Dmod ( ΔD50 / A rubber composition which is carbon black having a Dmod) of 0.78 to 2.5 .
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