JP6377526B2 - カーボンブラック - Google Patents

Description

本発明はカーボンブラック等に関する。

近年、環境保護の要請から、自動車の燃費向上（すなわち、低燃費化）が求められている。そして、自動車用タイヤの分野においては、タイヤ製造に用いられる加硫ゴムが有する粘弾性特性を改善させることにより、自動車の燃費が向上することが知られている（非特許文献１参照）。
特許文献１には式（Ｉ−１）で示される化合物が加硫ゴムの粘弾性特性の改善に有効であることが開示されている。

特開２０１２−１２６９２３号

日本ゴム協会編「ゴム技術入門」丸善株式会社、１２４頁

しかしながら、加硫ゴムの粘弾性特性をさらに向上させることが求められていた。本発明の目的は、加硫ゴムの粘弾性特性をさらに向上させる改質カーボンブラック、その製造方法等を提供することにある。

本発明は、以下の発明を含む。
［１］ カーボンブラックと、式（Ｉ）で表される化合物及び式（ＩＩ）で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物とを含む改質カーボンブラックであって、カーボンブラック１００重量部に対する式（Ｉ）で表される化合物及び式（ＩＩ）で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物の含有量が０．１〜５０重量部である改質カーボンブラック。

（式（Ｉ）中、Ｐ^１及びＰ^２は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表すか、あるいは、Ｐ^１とＰ^２とが互いに結合して炭素数２〜６のアルカンジイル基を表す。
ｍは、２〜９の整数を表す。
Ｍ^ｎ＋は、Ｈ^＋又はｎ価の金属カチオンを表す。
ｎは、１〜３の整数を表す。）

（式（ＩＩ）中、Ｒ^１は置換基を有していてもよい炭素数１〜１２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、^＊−Ｂ^１−Ａｒ−Ｂ^２−^＊基を表す。
＊は結合手を表す。
Ｂ^１は、単結合又は炭素数１〜１２のアルカンジイル基を表す。
Ｂ^２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。
Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立に、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、あるいは、Ｒ^２とＲ^３とが互いに結合して炭素数２〜１２のアルカンジイル基を表す。
Ｒ^４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、炭素数０〜１２のアミノ基又は−Ｏ⁻（Ｙ^ｎ＋）^１／ｎを表す。Ｙ^ｎ＋は、ｎ価のカチオンを表し、ｎは１又は２を表す。
Ｘ^２は、−ＮＨ−又は−Ｏ−を表す。）
［２］ 式（Ｉ）で表される化合物及び式（ＩＩ）で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物が式（Ｉ）で表される化合物であり、窒素元素含有量が０．０１〜１０重量％であり、硫黄元素含有量が０．０４〜１３．５重量％である［１］に記載の改質カーボンブラック。
［３］ カーボンブラックと式（Ｉ）で表される化合物及び式（ＩＩ）で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物とを混合することにより得られる［１］又は［２］に記載の改質カーボンブラック。
［４］ カーボンブラックと式（Ｉ）で表される化合物及び式（ＩＩ）で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物とを溶媒の存在下で混合し、得られた混合物から固形物を取り出すことにより得られる［１］〜［３］のいずれかに記載の改質カーボンブラック。
［５］ 溶媒が水である［４］に記載の改質カーボンブラック。
［６］ 式（Ｉ）で表される化合物及び式（ＩＩ）で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物が、式（Ｉ−１）で表される化合物である［１］〜［５］のいずれかに記載の改質カーボンブラック。

［７］ 顆粒状である［１］〜［６］のいずれかに記載の改質カーボンブラック。
［８］ カーボンブラックと、式（Ｉ）で表される化合物及び式（ＩＩ）で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物の水溶液とを混合し、造粒した後に乾燥することにより得られる［１］〜［７］のいずれかに記載の改質カーボンブラック。
［９］ カーボンブラックと水とを混合して造粒した後に、式（Ｉ）で表される化合物及び式（ＩＩ）で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物の水溶液を加えて乾燥することより得られる［１］〜［７］のいずれかに記載の改質カーボンブラック。
［１０］ カーボンブラックと式（Ｉ）で表される化合物及び式（ＩＩ）で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物とを混合する改質カーボンブラックの製造方法。

（式（Ｉ）中、Ｐ^１及びＰ^２は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表すか、あるいは、Ｐ^１とＰ^２とが互いに結合して炭素数２〜６のアルカンジイル基を表す。
ｍは、２〜９の整数を表す。
Ｍ^ｎ＋は、Ｈ^＋又はｎ価の金属カチオンを表す。
ｎは、１〜３の整数を表す。）

（式（ＩＩ）中、Ｒ^１は置換基を有していてもよい炭素数１〜１２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、^＊−Ｂ^１−Ａｒ−Ｂ^２−^＊基を表す。
＊は結合手を表す。
Ｂ^１は、単結合又は炭素数１〜１２のアルカンジイル基を表す。
Ｂ^２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。
Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立に、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、あるいは、Ｒ^２とＲ^３とが互いに結合して炭素数２〜１２のアルカンジイル基を表す。
Ｒ^４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、炭素数０〜１２のアミノ基又は−Ｏ⁻（Ｙ^ｎ＋）^１／ｎを表す。Ｙ^ｎ＋は、ｎ価のカチオンを表し、ｎは１又は２を表す。
Ｘ^２は、−ＮＨ−又は−Ｏ−を表す。）
［１１］ カーボンブラックと式（Ｉ）で表される化合物及び式（ＩＩ）で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物とを溶媒の存在下で混合し、得られた混合物から、固形物を取り出す［１０］に記載の改質カーボンブラックの製造方法。
［１２］ 溶媒が水である［１１］に記載の改質カーボンブラックの製造方法。
［１３］ カーボンブラックと式（Ｉ）で表される化合物及び式（ＩＩ）で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物の水溶液とを混合して造粒した後に乾燥する［１０］〜［１２］のいずれかに記載の改質カーボンブラックの製造方法。
［１４］ カーボンブラックと水とを混合して造粒した後に、式（Ｉ）で表される化合物及び式（ＩＩ）で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物の水溶液を加えて乾燥する［１０］〜［１２］のいずれかに記載の改質カーボンブラックの製造方法。
［１５］ ［１］〜［９］のいずれかに記載の改質カーボンブラックと硫黄成分と加硫促進剤とを混練して得られるゴム組成物。
［１６］ ［１５］に記載のゴム組成物を熱処理して得られる加硫ゴム。
［１７］ ［１５］に記載のゴム組成物を加工して製造される空気入りタイヤ。
［１８］ ［１６］に記載の加硫ゴムで被覆されたスチールコードを含むタイヤ用ベルト。
［１９］ ［１６］に記載の加硫ゴムで被覆されたカーカス繊維コードを含むタイヤ用カーカス。
［２０］ ［１６］に記載の加硫ゴムを含むタイヤ用サイドウォール、タイヤ用インナーライナー、タイヤ用キャップトレッド、タイヤ用アンダートレッド又は空気入りタイヤ。

カーボンブラックとしては、オイルファーネス法、ガスファーネス法、アセチレン法等の公知の製造方法で製造されたカーボンブラックが挙げられ、具体的には、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック等が挙げられる。カーボンブラックは粉体のまま用いてもよいし、乾式造粒法又は湿式造粒法等で造粒して用いてもよい。

カーボンブラックとしては、市販品を用いることができる。市販品としては、日本ゴム協会編「ゴム工業便覧＜第四版＞」の４９４頁に記載の、ＨＡＦ（Ｈｉｇｈ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＳＡＦ（Ｓｕｐｅｒ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＩＳＡＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ＳＡＦ）、ＦＥＦ（Ｆａｓｔ Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＭＡＦ、ＧＰＦ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐｕｒｐｏｓｅ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＳＲＦ（Ｓｅｍｉ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ）等が挙げられる。
また、表面が酸化処理されたカーボンブラック、カーボンブラックの表面にシリカを０．１〜５０質量％付着させたカーボンブラック等の表面処理カーボンブラックを用いてもよい。

カーボンブラックのＣＴＡＢ（Ｃｅｔｙｌ Ｔｒｉ−ｍｅｔｈｙｌ Ａｍｍｏｎｉｕｍ Ｂｒｏｍｉｄｅ）表面積は通常２０〜４００ｍ^２／ｇ、窒素吸着比表面積は通常５〜２００ｍ^２／ｇ、粒子径は通常１０〜５００ｎｍ、窒素元素含有量は通常０〜１％、硫黄元素含有量は通常０．００１〜１％である。

式（Ｉ）で表される化合物（以降、化合物（Ｉ）という場合がある。）について説明する。
炭素数１〜６のアルキル基としては、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、ヘプチル基、ヘキシル基等が挙げられる。Ｐ^１とＰ^２とが互いに結合して形成する炭素数２〜６のアルカンジイル基としては、エチレン基（ジメチレン基）、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が挙げられる。
Ｐ^１及びＰ^２は水素原子が好ましい。
ｍは２〜６であることが好ましく、３がより好ましい。

Ｍ^ｎ＋は、Ｈ^＋又はｎ価の金属カチオンを表し、金属カチオンとしては、リチウムカチオン、ナトリウムカチオン、カリウムカチオン、セシウムカチオン等のアルカリ金属のカチオン、マグネシウムカチオン、カルシウムカチオン、ストロンチウムカチオン、バリウムカチオン等のアルカリ土類金属のカチオン、マンガンカチオン、鉄カチオン、銅カチオン、亜鉛カチオン等が挙げられる。Ｍ^ｎ＋は、好ましくはＨ^＋、リチウムカチオン、ナトリウムカチオン、カリウムカチオン又はセシウムカチオンであり、より好ましくはＨ^＋又はナトリウムカチオンである。

Ｓ−（アミノアルキル）チオ硫酸としては、Ｓ−（アミノエチル）チオ硫酸、Ｓ−（アミノプロピル）チオ硫酸、Ｓ−（アミノブチル）チオ硫酸、Ｓ−（アミノペンチル）チオ硫酸、Ｓ−（アミノヘキシル）チオ硫酸、Ｓ−（アミノヘプチル）チオ硫酸、Ｓ−（アミノオクチル）チオ硫酸、Ｓ−（アミノノニル）チオ硫酸等が挙げられる。

Ｓ−（アミノアルキル）チオ硫酸塩としては、Ｓ−（アミノエチル）チオ硫酸ナトリウム、Ｓ−（アミノプロピル）チオ硫酸ナトリウム、Ｓ−（アミノブチル）チオ硫酸ナトリウム、Ｓ−（アミノペンチル）チオ硫酸ナトリウム、Ｓ−（アミノヘキシル）チオ硫酸ナトリウム、Ｓ−（アミノヘプチル）チオ硫酸ナトリウム、Ｓ−（アミノオクチル）チオ硫酸ナトリウム、Ｓ−（アミノノニル）チオ硫酸ナトリウム、Ｓ−（Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル）チオ硫酸としては、Ｓ−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル）チオ硫酸、Ｓ−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル）チオ硫酸、Ｓ−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノブチル）チオ硫酸、Ｓ−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノペンチル）チオ硫酸、Ｓ−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノヘキシル）チオ硫酸、Ｓ−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノヘプチル）チオ硫酸、Ｓ−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノオクチル）チオ硫酸、Ｓ−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノノニル）チオ硫酸、Ｓ−（Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル）チオ硫酸塩としては、Ｓ−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル）チオ硫酸ナトリウム、Ｓ−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル）チオ硫酸ナトリウム、Ｓ−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノブチル）チオ硫酸ナトリウム、Ｓ−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノペンチル）チオ硫酸ナトリウム、Ｓ−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノヘキシル）チオ硫酸ナトリウム、Ｓ−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノヘプチル）チオ硫酸ナトリウム、Ｓ−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノオクチル）チオ硫酸ナトリウム、Ｓ−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノノニル）チオ硫酸ナトリウム、Ｓ−（Ｎ−モノアルキルアミノアルキル）チオ硫酸としては、Ｓ−（Ｎ−メチルアミノエチル）チオ硫酸、Ｓ−（Ｎ−メチルアミノプロピル）チオ硫酸、Ｓ−（Ｎ−メチルアミノブチル）チオ硫酸、Ｓ−（Ｎ−メチルアミノペンチル）チオ硫酸、Ｓ−（Ｎ−メチルアミノヘキシル）チオ硫酸、Ｓ−（Ｎ−メチルアミノヘプチル）チオ硫酸、Ｓ−（Ｎ−メチルアミノオクチル）チオ硫酸、Ｓ−（Ｎ−メチルアミノノニル）チオ硫酸、Ｓ−（Ｎ−モノアルキルアミノアルキル）チオ硫酸塩としては、Ｓ−（Ｎ−メチルアミノエチル）チオ硫酸ナトリウム、Ｓ−（Ｎ−メチルアミノプロピル）チオ硫酸ナトリウム、Ｓ−（Ｎ−メチルアミノブチル）チオ硫酸ナトリウム、Ｓ−（Ｎ−メチルアミノペンチル）チオ硫酸ナトリウム、Ｓ−（Ｎ−メチルアミノヘキシル）チオ硫酸ナトリウム、Ｓ−（Ｎ−メチルアミノヘプチル）チオ硫酸ナトリウム、Ｓ−（Ｎ−メチルアミノオクチル）チオ硫酸ナトリウム、Ｓ−（Ｎ−メチルアミノノニル）チオ硫酸ナトリウム等が挙げられる。

化合物（Ｉ）は、例えば、式（Ｉ−２）で表される化合物とハロゲン化水素とを反応させ、式（Ｉ−３）で表される化合物のハロゲン化水素酸塩を得て、得られた式（Ｉ−３）で表される化合物のハロゲン化水素酸塩とチオ硫酸の金属塩とを反応させることにより得ることができる。以降、式（Ｉ−２）で表される化合物を化合物（Ｉ−２）、式（Ｉ−３）で表される化合物を化合物（Ｉ−３）という場合がある。

（式（Ｉ−２）中、Ｐ^３は、水酸基又は、炭素数１〜８のアルコキシ基を表す。
Ｐ^１、Ｐ^２及びｍは、上記と同じ意味を表す。）

（式（Ｉ−３）中、Ｘ^１は、ハロゲン原子を表す。
Ｐ^１、Ｐ^２及びｍは、上記と同じ意味を表す。）

化合物（Ｉ−２）を製造する方法としては、例えば下記図式に示される方法が挙げられる。化合物（Ｉ−２）は、アクリロニトリルをアルコール中、水素雰囲気下で、ラネーニッケルを用いて接触還元し、その後必要に応じてＮ−アルキル化することによって製造することができる。

（Ｐ^１、Ｐ^２及びＰ^３は、上記と同じ意味を表す。）。

Ｐ^３における炭素数１〜８のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ｎ−ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、ｓｅｃ−ブチルオキシ基、ｔｅｒｔ−ブチルオキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基、ｎ−ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ｎ−ヘプチルオキシ基、ｎ−オクチルオキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基等が挙げられ、好ましくはメトキシ基である。

化合物（Ｉ−２）としては、好ましくは３−メトキシプロピルアミン、３−エトキシプロピルアミン、３−ｎ−プロピルオキシプロピルアミン、３−イソプロピルオキシプロピルアミン、３−ｎ−ブチルオキシプロピルアミン、３−イソブチルオキシプロピルアミン、３−ｓｅｃ−ブチルオキシプロピルアミン、３−ｔｅｒｔ−ブチルオキシプロピルアミン、３−ｎ−ペンチルオキシプロピルアミン、３−ｎ−ヘキシルオキシプロピルアミン、３−ｎ−ヘプチルオキシプロピルアミン、３−ｎ−オクチルオキシプロピルアミン又は３−（２−エチルヘキシルオキシ）プロピルアミンであり、より好ましくは３−メトキシプロピルアミンである。

化合物（Ｉ−２）の市販品としては、３−ヒドロキシプロピルアミン（東京化成工業）、３−メトキシプロピルアミン（東京化成工業）、３−エトキシプロピルアミン（東京化成工業）、３−ｎ−プロピルオキシプロピルアミン（東京化成工業）、３−イソプロピルオキシプロピルアミン（東京化成工業）、３−ｎ−ブチルオキシプロピルアミン（東京化成工業）、３−（２−エチルヘキシルオキシ）プロピルアミン（東京化成工業）等がある。

ハロゲン化水素としては、フッ化水素、塩化水素、臭化水素、ヨウ化水素が挙げられ、好ましくは塩化水素又は臭化水素であり、より好ましくは塩化水素である。
ハロゲン化水素の使用量は、化合物（Ｉ−２）１００モルに対して通常２００〜１５００モル、好ましくは３００〜１０００モル、より好ましくは３００〜９００モルである。
化合物（Ｉ−２）とハロゲン化水素との反応は、通常、有機溶媒の非存在下又は反応に不活性な溶媒の存在下で行われ、好ましくは有機溶媒の非存在下で行われる。

化合物（Ｉ−２）とハロゲン化水素との反応後、得られた混合物を冷却し、必要に応じて濾過等の通常の分離操作に供することにより化合物（Ｉ−３）のハロゲン化水素塩を得ることができる。

Ｘ^１はハロゲン原子を表す。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、好ましくは塩素原子又は臭素原子であり、より好ましくは塩素原子である。

化合物（Ｉ−３）としては、２−フルオロエチルアミン、２−クロロエチルアミン、２−ブロモエチルアミン、２−ヨードエチルアミン、３−フルオロプロピルアミン、３−クロロプロピルアミン、３−ブロモプロピルアミン、３−ヨードプロピルアミン、４−フルオロブチルアミン、４−クロロブチルアミン、４−ｎ−ブロモブチルアミン、４−ヨードブチルアミン、５−フルオロペンチルアミン、５−クロロペンチルアミン、５−ブロモペンチルアミン、５−ヨードペンチルアミン、６−クロロヘキシルアミン、７−クロロヘプチルアミン、８−クロロオクチルアミン、９−クロロノニルアミン等が挙げられる。
化合物（Ｉ−３）と塩を形成するハロゲン化水素としては、フッ化水素、塩化水素、臭化水素、ヨウ化水素が挙げられ、好ましくは塩化水素又は臭化水素であり、より好ましくは塩化水素である。

化合物（Ｉ−３）のハロゲン化水素塩とチオ硫酸の金属塩とを反応させることにより、化合物（Ｉ）が得られる。化合物（Ｉ−３）のハロゲン化水素塩とチオ硫酸の金属塩との反応は通常、化合物（Ｉ−３）のハロゲン化水素塩を溶媒に溶解し、得られた溶液と酸又は塩基とを混合することでｐＨを調整した後に、チオ硫酸の金属塩を加え、加熱攪拌することで行われる。

溶媒としては、化合物（Ｉ−３）のハロゲン化水素塩及びチオ硫酸の金属塩に不活性であり又、チオ硫酸の金属塩を溶解し得る溶媒であれば制限はなく、通常、炭素数１〜４のアルコール、水又は炭素数１〜４のアルコールと水との混合溶媒等が使用され、好ましくは、水又は炭素数１〜４のアルコールと水との混合溶媒であり、より好ましくは水である。
溶媒の使用量は、化合物（Ｉ−３）のハロゲン化水素塩１重量部に対して、通常、０．５〜４０重量部であり、好ましくは１〜２０重量部であり、より好ましくは１．５〜１０重量部である。

酸には通常、フッ化水素酸、臭酸、塩酸、硫酸、リン酸、ホウ酸等の無機酸又は、酢酸、パラトルエンスルホン酸等の有機酸が使用される。
塩基には通常、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物が使用される。
ｐＨは、通常ｐＨ１〜７の範囲、好ましくはｐＨ２〜５の範囲、より好ましくはｐＨ２〜３．５の範囲に調整される。

チオ硫酸の金属塩としては、通常、チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム、チオ硫酸カルシウム等が使用され、好ましくはチオ硫酸ナトリウムである。チオ硫酸の金属塩は、水和物であってもよい。
チオ硫酸の金属塩の使用量は、化合物（Ｉ−３）のハロゲン化水素塩１００モルに対して、通常、８０〜５００モルであり、好ましくは９０〜２００モルであり、より好ましくは１００〜１１０モルである。
反応後、化合物（Ｉ）は、通常晶析等の通常の単離操作により取り出すことができる。

式（ＩＩ）で表される化合物（以降、化合物（ＩＩ）という場合がある。）について説明する。
化合物（ＩＩ）は、下記式（ＩＩ−１）で表される化合物であることが好ましい。

（式（ＩＩ−１）中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＸは、上記と同じ意味を表す。）

直鎖状の炭素数１〜１２のアルカンジイル基としては、例えば、メチレン基、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が挙げられる。分岐状の炭素数１〜１２のアルカンジイル基としては、例えば、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、イソヘキシレン基、イソオクチレン基、２−エチルヘキシレン基、イソ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、シクロヘキシレン基、メチルシクロヘキシレン基、シクロドデシレン基、ｔ−ブチルシクロヘキシレン基等が挙げられ、好ましくはシクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、メチルシクロヘキシレン基又はｔ−ブチルシクロヘキシレン基である。

炭素数１〜１２のアルカンジイル基および炭素数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はとしては、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数１〜４のアルコキシ基、炭素数１〜７のアシル基、炭素数３〜４のアルコキシカルボニル基、炭素数７〜１１のアリールオキシカルボニル基又は炭素数２〜７のアシルオキシ基等が挙げられる。炭素数１〜４のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基等が挙げられ、炭素数６〜１０のアリール基としては、フェニル基、４−メチルフェニル基、ナフチル基等が挙げられ、炭素数１〜４のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等が挙げられ、炭素数１〜７のアシル基としては、アセチル基、ベンゾイル基、ホルミル基、ピバロイル基等が挙げられ、炭素数３〜４のアルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等が挙げられ、炭素数７〜１１のアリールオキシカルボニル基としては、アセトキシ基、ベンゾイルオキシ基等が挙げられる。

置換基を有する炭素数１〜１２のアルカンジイル基としては、以下の基が挙げられる。

Ｂ^１及びＢ^２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。
Ｒ^１における^＊−Ｂ^１−Ａｒ−Ｂ^２−^＊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。

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から選ばれる１以上の基で置換されていてもよい。
Ｒ^１としては、炭素数２〜１２のアルキレン基、フェニレン基又は下記の基が好ましく、フェニレン基がより好ましい。

Ｈ_２Ｎ−は、Ｒ^１で表される基の任意の位置に結合する。
Ｒ^２及びＲ^３で表されるハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素が挙げられる。
Ｒ^２及びＲ^３で表される炭素数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。
Ｒ^２及びＲ^３で表される炭素数６〜１２のアリール基としては、炭素数６〜１２の単環式芳香族炭化水素又は縮合芳香族炭化水素が挙げられ、好ましくは、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基である。
Ｒ^２及びＲ^３で表される炭素数１〜６のアルコキシ基としては、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。

Ｒ^２とＲ^３とが互いに結合して形成する炭素数２〜１２のアルカンジイル基の炭素数は、３又は４であることが好ましい。
Ｒ^２とＲ^３とが互いに結合して形成する炭素数２〜１２のアルカンジイル基としては、直鎖状のアルカンジイル基及び、分岐状のアルカンジイル基が挙げられる。直鎖状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が挙げられる。分岐状のアルカンジイル基としては、例えば、プロピレン基、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、イソヘキシレン基、イソオクチレン基、２−エチルヘキシレン基、イソデシレン基等が挙げられる。
Ｒ^２は水素原子が好ましく、Ｒ^３は水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基が好ましい。より好ましくはＲ^２及びＲ^３は水素原子である。

Ｒ^４で表される炭素数１〜６のアルコキシ基としては、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。
Ｒ^４で表される炭素数６〜１２のアリールオキシ基としては、上記Ｒ^２及びＲ^３が表す炭素数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。
Ｒ^４で表される炭素数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。
Ｒ^４で表される炭素数０〜１２のアミノ基としては、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。

Ｙ^ｎ＋は、カルボキシラート塩を形成し得るカチオンを表す。
Ｙとしては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、周期表ＩＢ、ＩＩＢ族の遷移元素から選ばれる金属、又は、アミン等の有機塩基が挙げられ、例えば、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、ＮＨ_４、ＮＨ（Ｃ_２Ｈ_５）_３、ＮＨ（Ｃ_２Ｈ_５）（ｉ−Ｃ_３Ｈ_７）_２等が挙げられる。
Ｙ^ｎ＋としては、Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｍｇ^２＋、Ｃａ^２＋、Ｚｎ^２＋、Ｃｕ^２＋、Ａｇ^＋、（ＮＨ_４）^＋、［ＮＨ（Ｃ_２Ｈ_５）_３］^＋、［ＮＨ（Ｃ_２Ｈ_５）（ｉ−Ｃ_３Ｈ_７）_２］^＋等が挙げられる。

Ｒ^４としては、ヒドロキシ基又は−Ｏ⁻（Ｙ^ｎ＋）^１／ｎが好ましく、ヒドロキシ基又は−Ｏ⁻（Ｙ^ｎ＋）^１／ｎ（Ｙがアルカリ金属）がより好ましい。

以下に化合物（ＩＩ）の具体例を示す。

化合物（ＩＩ）は、メタノール又は水と溶媒和物を形成していてもよい。
化合物（ＩＩ）は、例えば下記の式に示される方法により製造できる。

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４は上記と同じ意味を表す。
Ｐ^１は保護基を表す。
波線は、炭素−炭素二重結合とＲ^３及びＣＯ−Ｒ^４との結合を表し、炭素−炭素二重結合の構造がＥ体、Ｚ体、又は、Ｅ体及びＺ体の混合であることを表す。ここでＥ体とはＲ^２とＲ^３とが炭素−炭素二重結合に対して反対側に位置している構造を指し、Ｚ体とはＲ^２とＲ^３とが炭素−炭素二重結合に対して同じ側に位置している構造を指す。）
Ｐ^１が表す保護基としては、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル等が挙げられる。
炭素−炭素二重結合の構造がＺ体の場合は、無水マレイン酸等の対応する酸無水物より製造することができる。その後、エステル化反応、アミド化反応又は塩形成反応により、所望の化合物を製造することができる。上記の製造方法において、製造の便宜上、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。

次に、本発明の改質カーボンブラックについて説明する。
改質カーボンブラックとは、カーボンブラック表面に、静電相互作用、水素結合、分子間力等の化学的相互作用により有機物が吸着したカーボンブラックのことをいう。
本発明の改質カーボンブラックは、カーボンブラックと、化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物とを含み、通常、カーボンブラックと化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物とを混合することで得ることができる。混合は溶媒の存在下又は溶媒の非存在下で行われるが、均一に混合し易いという点で溶媒の存在下であることが好ましい。溶媒としては、炭素数１〜４のアルコール、テトラヒドロフラン、クロロホルム、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド、水、及びこれらの混合溶媒などが挙げられ、経済性と環境への影響の観点から好ましくは水が挙げられる。通常、混合はゴム成分の非存在下で行われる。ゴム成分が存在すると、カーボンブラックと化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物との吸着が妨げられるため好ましくない。

本発明の改質カーボンブラックのＣＴＡＢ（Ｃｅｔｙｌ Ｔｒｉ−ｍｅｔｈｙｌ Ａｍｍｏｎｉｕｍ Ｂｒｏｍｉｄｅ）表面積は通常２０〜４００ｍ^２／ｇであり、タイヤトレッド用ゴム組成物の成分として好適であるという点で２０〜２５０ｍ^２／ｇであると好ましい。
本発明の改質カーボンブラックの窒素吸着比表面積は通常５〜２００ｍ^２／ｇであり、タイヤトレッド用ゴム組成物の成分として好適であるという点で２０〜２００ｍ^２／ｇであると好ましい。
本発明の改質カーボンブラックの粒子径は通常１０〜５００ｎｍであり、タイヤトレッド用ゴム組成物の成分として好適であるという点で１０〜５０ｎｍであると好ましい。

化合物（Ｉ）を含む改質カーボンブラックの窒素元素含有量は改質前のカーボンブラックの窒素元素含有量よりも高く、通常０．０１〜１０重量％であり、硫黄元素含有量は改質前のカーボンブラックの硫黄元素含有量よりも高く、通常０．０４〜１３．５重量％である。窒素元素含有量は好ましくは０．０１〜５重量％であり、より好ましくは０．１〜５重量％であり、さらに好ましくは０．１１〜３重量％である。硫黄元素含有量は好ましくは０．０４〜６．７５重量％であり、より好ましくは０．４〜６．７５重量％であり、さらに好ましくは０．５〜３重量％である。上記範囲内であると加硫ゴムの粘弾性がより改善される傾向にあることから好ましい。窒素元素含有量は通常、ＣＨＮ自動分析装置又は微量窒素炭素分析装置によって測定することができ、好ましくは、ＮＣＨ定量装置スミグラフＮＣＨ−２２Ｆ型（住化分析センター製）によって測定する。硫黄元素含有量は通常、フラスコ燃焼イオンクロマトグラフ装置によって測定することができ、好ましくは、イオンクロマト装置ＤＸ−ＡＱ−１１２０（ダイオネクス社製）によって測定する。
化合物（ＩＩ）を含む改質カーボンブラックの窒素元素含有量は改質前のカーボンブラックの窒素元素含有量よりも高く、通常０．０１〜１０重量％であり、好ましくは０．０１〜５重量％であり、より好ましくは０．１〜５重量％であり、さらに好ましくは０．１１〜３重量％である。上記範囲内であると加硫ゴムの粘弾性がより改善される傾向にあることから好ましい。窒素元素含有量は化合物（Ｉ）を含む改質カーボンブラックの窒素元素含有量と同じ方法により測定することができる。

化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物の含有量は、カーボンブラック１００重量部に対して０．１〜５０重量部であり、好ましくは０．１〜２５重量部であり、より好ましくは０．５〜１０重量部であり、さらに好ましくは１．５〜５重量部である。上記範囲内にあると加硫ゴムの粘弾性が改善される傾向にあるため好ましい。含有量は、窒素元素含有量から算出することができる。

カーボンブラックと、過剰量の化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物とを混合した場合、又は、改質カーボンブラックの製造時に溶媒を使用しなかった場合若しくは溶媒を使用しても濾過操作を行わずに留去した場合は、改質カーボンブラックと、カーボンブラックに吸着されていない遊離の化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物とが混在することがある。この場合、かかる混在物を水で洗浄し、遊離の化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物を除去した後に、窒素元素含有量を測定することにより、改質カーボンブラックの窒素元素含有量及び改質カーボンブラックにおける化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物の含有量を算出することができる。

溶媒存在下で混合する改質カーボンブラックの製造方法としては以下の方法が挙げられる。
（１）カーボンブラックと、化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物と、溶媒とを混合し、混合後に溶媒を留去する方法。
（２）カーボンブラックと、化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物と、溶媒とを混合し、混合後に固形物を濾取する方法。
（３）カーボンブラックと、化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物と、溶媒とを混合し、混合後に固形物を濾取し、さらに固体に含まれる溶媒を留去する方法。

カーボンブラックと、化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物と、溶媒の混合順序に制限はなく、化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物を溶媒に溶解又は分散させた後にカーボンブラックに加えてもよく、化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物を溶媒に溶解又は分散させた後にカーボンブラックを加えてもよく、化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物とカーボンブラックとを混合した後に溶媒を加えて混合してもよい。通常は、化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物を溶媒に溶解させた後にカーボンブラックを加えて混合する方法が用いられる。また、一括で加えてもよく、逐次的に加えてもよい。

カーボンブラックと、化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物との混合比率は、通常、カーボンブラック１００重量部に対して、化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物０．１〜１００重量部であり、好ましくは０．１〜５０重量部である。
溶媒量はカーボンブラック１００重量部に対して通常、０．１〜１０００重量部であり、好ましくは１〜５００重量部である。

カーボンブラックと化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物と、溶媒との混合方法としては溶融混練装置｛バッチ混練機（反応槽等）｝、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、プロセスホモジナイザー、ボールミル、ビーズミル等により上記方法に従って原料を混合する方法等が挙げられる。
混合温度は通常５〜４００℃であり、好ましくは５〜３００℃であり、より好ましくは５〜２５０℃であり、特に好ましくは１００℃を超え２５０℃以下である。
混合時間は通常１分〜２４時間であり、好ましくは１分〜１２時間である。
混合は、常圧条件下で行ってもよいし、加圧条件下で行ってもよいし、減圧条件下で行ってもよい。
溶媒の留去時の加熱温度は通常５〜４００℃であり、好ましくは５〜３００℃であり、より好ましくは５〜２５０℃である。
溶媒の留去時の圧力は通常０．０１〜１．０ＭＰａであり、好ましくは０．０２〜０．０９ＭＰａである。

溶媒非存在下で混合する改質カーボンブラックの製造方法としては、カーボンブラックと、化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物とを混合する方法が挙げられる。
溶媒存在下又は、溶媒非存在下で混合して得られた改質カーボンブラックを、湿式造粒法又は乾式造粒法等の特開昭５２−１３０４８１、特公昭５４−２０４７８、特開昭６３−８３１７１等に記載の公知の方法により造粒することで顆粒を得ることができる。

本発明における顆粒とは、粒子径が０．０１〜１０ｍｍの粒子のことをいう。顆粒の数平均粒子径は通常０．０１〜１０ｍｍであり、好ましくは０．１〜５ｍｍである。改質カーボンブラックの取り扱い時の操作性が優れるという点で０．１〜５ｍｍであると好ましい。

また、湿式造粒法では改質カーボンブラックの製造と、造粒とを一つの工程で行うことができる。具体的には、湿式造粒機にカーボンブラックと化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物と造粒用の水とを加え造粒工程に供することで改質カーボンブラックの顆粒が得られる。造粒工程には、混合段階、造粒段階、乾燥段階の一連の段階が含まれる。化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物は、そのまま一括もしくは逐次添加してもよいし、水に溶解又は分散して一括もしくは逐次添加してもよい。好ましくは水に溶解して一括添加する方法である。また、化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物を加える段階は造粒工程であれば制限はないが、湿式造粒機内でをカーボンブラックが転動している造粒段階、又は乾燥段階で加えるのが好ましい。

化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物を水に溶解させた水溶液の濃度としては０．１〜５０重量％が好ましい。
カーボンブラックと、化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物との混合比率は、通常、カーボンブラック１００重量部に対して、化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物０．１〜１００重量部であり、好ましくは０．１〜５０重量部である。
混合は、常圧条件下で行ってもよいし、加圧条件下で行ってもよいし、減圧条件下で行ってもよい。
乾燥温度は通常５〜４００℃であり、好ましくは５０〜３５０℃である。
乾燥時間は通常１分〜２４時間であり、好ましくは１分〜１２時間である。

次に本発明の改質カーボンブラック又は改質カーボンブラックの顆粒とゴム成分とを混練して得られるゴム組成物について説明する。まず本発明の改質カーボンブラック又は改質カーボンブラックの顆粒とゴム成分とを混練する工程（Ａ）について説明する。本発明の改質カーボンブラック及び改質カーボンブラックの顆粒の使用量は、後述するゴム成分１００重量部に対して、５〜１５０重量部となる範囲が好ましい。より好ましくは５〜７５重量部の範囲である。

ゴム成分としては、天然ゴム、エポキシ化天然ゴム、脱蛋白天然ゴムおよびその他の変性天然ゴムのほか、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン・ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル・ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、イソプレン・イソブチレン共重合ゴム（ＩＩＲ）、エチレン・プロピレン−ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、ハロゲン化ブチルゴム（ＨＲ）等の各種の合成ゴムが例示されるが、天然ゴム、スチレン・ブタジエン共重合ゴム、ポリブタジエンゴム等の高不飽和性ゴムが好ましく用いられる。特に好ましくは天然ゴムである。また、天然ゴムとスチレン・ブタジエン共重合ゴムの併用、天然ゴムとポリブタジエンゴムの併用等、数種のゴム成分を組み合わせることも有効である。

天然ゴムの例としては、ＲＳＳ＃１、ＲＳＳ＃３、ＴＳＲ２０、ＳＩＲ２０等のグレードの天然ゴムを挙げることができる。エポキシ化天然ゴムとしては、エポキシ化度１０〜６０モル％のものが好ましく、例えばクンプーラン ガスリー社製ＥＮＲ２５やＥＮＲ５０が例示できる。脱蛋白天然ゴムとしては、総窒素含有率が０．３質量％以下である脱蛋白天然ゴムが好ましい。変性天然ゴムとしては天然ゴムにあらかじめ４−ビニルピリジン、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノエチルアクリレート（例えばＮ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレート）、２−ヒドロキシアクリレート等を反応させた極性基を含有する変性天然ゴムが好ましく用いられる。

ＳＢＲの例としては、日本ゴム協会編「ゴム工業便覧＜第四版＞」の２１０〜２１１頁に記載されている乳化重合ＳＢＲおよび溶液重合ＳＢＲを挙げることができる。とりわけトレッド用ゴム組成物としては溶液重合ＳＢＲが好ましく用いられ、更には日本ゼオン社製「ニッポール（登録商標）ＮＳ１１６」等の４，４’−ビス−（ジアルキルアミノ）ベンゾフェノンを用いて分子末端を変性した溶液重合ＳＢＲ、ＪＳＲ社製「ＳＬ５７４」等のハロゲン化スズ化合物を用いて分子末端を変性した溶液重合ＳＢＲ、旭化成社製「Ｅ１０」、「Ｅ１５」等シラン変性溶液重合ＳＢＲの市販品や、ラクタム化合物、アミド化合物、尿素系化合物、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアクリルアミド化合物、イソシアネート化合物、イミド化合物、アルコキシ基を有するシラン化合物（トリアルコキシシラン化合物等）、アミノシラン化合物のいずれかを単独で用いて、または、スズ化合物とアルコキシ基を有するシラン化合物や、アルキルアクリルアミド化合物とアルコキシ基を有するシラン化合物等、前記記載の異なった複数の化合物を２種以上用いて、それぞれ分子末端を変性しで得られる分子末端に窒素、スズ、ケイ素のいずれか、またはそれら複数の元素を有する溶液重合ＳＢＲが、特に好ましく用いられる。また、乳化重合ＳＢＲおよび溶液重合ＳＢＲに重合後、プロセスオイルやアロマオイル等のオイルを添加した油展ＳＢＲは、トレッド用ゴム組成物等として好ましく用いることができる。

ＢＲの例としては、シス１，４結合が９０％以上の高シスＢＲやシス結合が３５％前後の低シスＢＲ等の溶液重合ＢＲが例示され、高ビニル含量の低シスＢＲは好ましく用いられる。更には日本ゼオン製「Ｎｉｐｏｌ（登録商標）ＢＲ １２５０Ｈ」等スズ変性ＢＲや、４，４‘−ビス−（ジアルキルアミノ）ベンゾフェノン、ハロゲン化スズ化合物、ラクタム化合物、アミド化合物、尿素系化合物、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアクリルアミド化合物、イソシアネート化合物、イミド化合物、アルコキシ基を有するシラン化合物（トリアルコキシシラン化合物等）、アミノシラン化合物のいずれかを単独で用いて、または、スズ化合物とアルコキシ基を有するシラン化合物や、アルキルアクリルアミド化合物とアルコキシ基を有するシラン化合物等、前記記載の異なった複数の化合物を２種以上用いて、それぞれ分子末端を変性して得られる分子末端に窒素、スズ、ケイ素のいずれか、またはそれら複数の元素を有する溶液重合ＢＲが、特に好ましく用いられる。これらＢＲは、トレッド用ゴム組成物やサイドウォール用ゴム組成物として好ましく用いることができ、通常はＳＢＲおよび／または天然ゴムとのブレンドで使用される。ブレンド比率は、トレッド用ゴム組成物においては、総ゴム質量に対して、ＳＢＲおよび／または天然ゴムが６０〜１００質量％、ＢＲは０〜４０質量％が好ましく、サイドウォール用ゴム組成物においては、総ゴム質量に対して、ＳＢＲおよび／または天然ゴムが１０〜７０質量％、ＢＲは９０〜３０質量％が好ましく、更には総ゴム質量に対し、天然ゴム４０〜６０質量％、ＢＲ６０〜４０質量％のブレンドが特に好ましい。この場合、変性ＳＢＲと非変性ＳＢＲとのブレンドや、変性ＢＲと非変性ＢＲとのブレンドも好ましい。

また本発明の改質カーボンブラック又は改質カーボンブラックの顆粒とゴム成分とを混練して得られるゴム組成物には本発明の改質カーボンブラック及び改質カーボンブラックの顆粒を除く、他の充填剤が含有されていてもよい。充填剤としては、ゴム分野で通常使用されているカーボンブラック、シリカ、タルク、クレイ、水酸化アルミニウム、酸化チタン等が例示されるが、カーボンブラック及びシリカが好ましく用いられ、更にはカーボンブラックが特に好ましく使用される。カーボンブラックとしては、例えば、日本ゴム協会編「ゴム工業便覧＜第四版＞」の４９４頁に記載されるものが挙げられ、ＨＡＦ（Ｈｉｇｈ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＳＡＦ（Ｓｕｐｅｒ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＩＳＡＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ＳＡＦ）、ＦＥＦ（Ｆａｓｔ Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＭＡＦ、ＧＰＦ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐｕｒｐｏｓｅ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＳＲＦ（Ｓｅｍｉ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ）等のカーボンブラックが好ましい。タイヤトレッド用ゴム組成物にはＣＴＡＢ（Ｃｅｔｙｌ Ｔｒｉ−ｍｅｔｈｙｌ Ａｍｍｏｎｉｕｍ Ｂｒｏｍｉｄｅ）表面積４０〜２５０ｍ^２／ｇ、窒素吸着比表面積２０〜２００ｍ^２／ｇ、粒子径１０〜５０ｎｍのカーボンブラックが好ましく用いられ、ＣＴＡＢ表面積７０〜１８０ｍ^２／ｇであるカーボンブラックが更に好ましく、その例としてはＡＳＴＭの規格において、Ｎ１１０、Ｎ２２０、Ｎ２３４、Ｎ２９９、Ｎ３２６、Ｎ３３０、Ｎ３３０Ｔ、Ｎ３３９、Ｎ３４３、Ｎ３５１等である。またカーボンブラックの表面にシリカを０．１〜５０質量％付着させた表面処理カーボンブラックを含んでいてもよく、更にはカーボンブラックとシリカの併用等、数種の充填剤を組み合わせることも有効であり、タイヤトレッド用ゴム組成物においてはカーボンブラック単独あるはカーボンブラックとシリカの両方を用いることが好ましい。カーカス、サイドウォール用ゴム組成物においてはＣＴＡＢ表面積２０〜６０ｍ^２／ｇ、粒子径４０〜１００ｎｍのカーボンブラックが好ましく用いられ、その例としてはＡＳＴＭの規格において、Ｎ３３０、Ｎ３３９、Ｎ３４３、Ｎ３５１，Ｎ５５０、Ｎ５６８、Ｎ５８２、Ｎ６３０、Ｎ６４２、Ｎ６６０、Ｎ６６２、Ｎ７５４、Ｎ７６２等である。かかる充填剤の使用量は特に限定されるものではないが、ゴム成分１００重量部あたり１〜５０重量部の範囲が好ましい。

充填剤として使用するシリカとしては、ＣＴＡＢ比表面積５０〜１８０ｍ^２／ｇのシリカや、窒素吸着比表面積５０〜３００ｍ^２／ｇのシリカが例示され、東ソー・シリカ（株）社製「ＡＱ」、「ＡＱ−Ｎ」、デグッサ社製「ウルトラジル（登録商標）ＶＮ３」、「ウルトラジル（登録商標）３６０」、「ウルトラジル（登録商標）７０００」、ローディア社製「ゼオシル（登録商標）１１５ＧＲ」、「ゼオシル（登録商標）１１１５ＭＰ」、「ゼオシル（登録商標）１２０５ＭＰ」、「ゼオシル（登録商標）Ｚ８５ＭＰ」、日本シリカ社製「ニップシール（登録商標）ＡＱ」等の市販品が好ましく用いられる。また、ｐＨが６〜８であるシリカやナトリウムを０．２〜１．５質量％含むシリカ、真円度が１〜１．３の真球状シリカ、ジメチルシリコーンオイル等のシリコーンオイルやエトキシシリル基を含有する有機ケイ素化合物、エタノールやポリエチレングリコール等のアルコールで表面処理したシリカ、二種類以上の異なった窒素吸着比表面積を有するシリカを配合することも好ましく用いられる。

充填剤の使用量は特に限定されるものではない。また通常充填剤としてシリカを用いる場合には、国際公開第２０１０／１４０７０４号に記載された、シリカと結合可能なケイ素等の元素またはアルコシキシラン等の官能基を有する化合物を添加することが好ましく、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド（デグッサ社製「Ｓｉ−６９」）、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド（デグッサ社製「Ｓｉ−７５」）、３−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン（ジェネラルエレクトロニックシリコンズ社製「ＮＸＴシラン」）が特に好ましい。これらの化合物の添加時期は特に限定されないが、シリカと同時期にゴムに配合することが好ましく、配合量はシリカに対して、好ましくは２〜１０質量％、更に好ましくは７〜９質量％である。配合する場合の配合温度は８０〜２００℃が好ましく、更に好ましくは１１０〜１８０℃の範囲である。更には充填剤としてシリカを用いる場合には、シリカ、シリカと結合可能なケイ素等の元素またはアルコシキシラン等の官能基を有する化合物に加えて、エタノール、ブタノール、オクタノール等の１価アルコールやエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ペンタエリスリトール、ポリエーテルポリオール等の２価以上のアルコール、Ｎ−アルキルアミン、アミノ酸、分子末端がカルボキシル変性またはアミン変性された液状ポリブタジエン、等を配合することも好ましい。

水酸化アルミニウムとしては、窒素吸着比表面積５〜２５０ｍ^２／ｇの水酸化アルミニウムや、ＤＯＰ給油量５０〜１００ｍｌ／１００ｇの水酸化アルミニウムが例示される。

次に、上記工程（Ａ）で得られた混練物と硫黄成分と加硫促進剤とを混練する工程（Ｂ）について説明する。本明細書において「未加硫ゴム組成物」とは、本工程により得られるゴム組成物をいう。

硫黄成分としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、及び高分散性硫黄等が挙げられる。通常は粉末硫黄が好ましく、ベルト用部材等の硫黄量が多いタイヤ部材に用いる場合には不溶性硫黄が好ましい。なお、上記硫黄成分には化合物（Ｉ）およびその金属塩並びに加硫促進剤は含まれないものとする。硫黄成分の使用量は、ゴム成分１００重量部あたり０．３〜５重量部の範囲内であることが好ましく、０．５〜３重量部の範囲内であることがより好ましい。

加硫促進剤の例としては、ゴム工業便覧＜第四版＞（平成６年１月２０日社団法人 日本ゴム協会発行）の４１２〜４１３ページに記載されているチアゾール系加硫促進剤、スルフェンアミド系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤が挙げられる。

具体的には、例えば、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＣＢＳ）、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＢＢＳ）、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＤＣＢＳ）、２−メルカプトベンゾチアゾール（ＭＢＴ）、ジベンゾチアジルジスルフィド（ＭＢＴＳ）、ジフェニルグアニジン（ＤＰＧ）が挙げられる。また、公知の加硫剤であるモルフォリンジスルフィドを用いることもできる。充填剤としてカーボンブラックを用いる場合には、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＣＢＳ）、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＢＢＳ）、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＤＣＢＳ）、ジベンゾチアジルジスルフィド（ＭＢＴＳ）のいずれかとジフェニルグアニジン（ＤＰＧ）とを併用することが好ましく、充填剤としてシリカとカーボンブラックとを併用する場合には、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＣＢＳ）、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＢＢＳ）、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＤＣＢＳ）、ジベンゾチアジルジスルフィド（ＭＢＴＳ）のいずれかとジフェニルグアニジン（ＤＰＧ）とを併用することが好ましい。なお、加硫促進剤には化合物（Ｉ）は含まれないものとする。

硫黄と加硫促進剤との比率は特に制限されないが、質量比で硫黄／加硫促進剤＝２／１〜１／２の範囲が好ましい。また天然ゴムを主とするゴム部材において耐熱性を向上させる方法である硫黄／加硫促進剤の比を１以下にするＥＶ加硫は、耐熱性向上が特に必要な用途においては、好ましく用いられる。

本発明の改質カーボンブラック及び改質カーボンブラックの顆粒は、工程（Ｂ）で配合し、混練してもよいが、工程（Ａ）で配合し、混練することが好ましい。混練時の混合比率はゴム成分１００重量部に対して改質カーボンブラック０．１〜１０重量部となる範囲が好ましい。より好ましくは０．４〜３重量部の範囲である。

工程（Ａ）で改質カーボンブラック又は改質カーボンブラックの顆粒を混練する場合の混練温度は、通常、混練終了時の混練物の温度が１４０℃〜２００℃の範囲であることが好ましく、１２０℃〜１８０℃の範囲であることがより好ましい。工程（Ａ）の混練は通常発熱を伴う。混練終了時の混練物の温度が１４０℃以上であれば、改質カーボンブラックと、ゴム成分及び充填剤との反応が良好に進行する傾向にあり、１８０℃以下であれば、ゴム成分の劣化やゲル化が抑制される傾向にあり、最終的に得られる加硫ゴムの粘弾性特性を改善させる傾向にある。

工程（Ｂ）で改質カーボンブラックを混練する場合の混練温度は、通常、混練終了時の混練物の温度が６０℃〜１２０℃の範囲であることが好ましい。

混練時間は、１分〜１０分であることが好ましく、より好ましくは２分〜７分の範囲である。混練時間が１分以上であれば、ゴム成分への充填剤の分散が良好となる傾向にあり、１０分以下であれば、ゴム成分の劣化やゲル化が抑制される傾向にあり、最終的に得られる加硫ゴムの粘弾性特性を改善させる傾向にある。

従来からゴム分野で用いられている粘弾性特性を改善させる剤を配合し混錬することも可能である。かかる剤としては、例えば、国際公開第２０１０／１４０７０４号に記載された化合物が挙げられる。

中でも、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−メチル−２−ニトロプロピル）−１，６−ヘキサンジアミン（住友化学社製「スミファイン（登録商標）１１６２」）、５−ニトロソ−８−ヒドロキシキノリン（ＮＱ−５８）、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド（デグッサ社製「Ｓｉ−６９」）、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド（デグッサ社製「Ｓｉ−７５」）、１，６−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジベンジルチオカルバモイルジチオ）−ヘキサン（バイエル社製「ＫＡ９１８８」）、ヘキサメチレンビスチオサルフェート２ナトリウム塩２水和物、１，３−ビスシトラコンイミドメチルベンゼン（フレキシス社製「パーカリンク９００」）、田岡化学製「タッキロール（登録商標）ＡＰ、Ｖ−２００」等のアルキルフェノール・塩化硫黄縮合物が好ましい。これら粘弾性特性を改善させる剤の使用量は、ゴム成分１００重量部あたり０．１〜１０重量部の範囲内であることが好ましい。

また、酸化亜鉛やステアリン酸を配合し、混練することが好ましい。酸化亜鉛の使用量は、ゴム成分１００重量部あたり１〜１５重量部の範囲内であることが好ましく、３〜８重量部の範囲内であることがより好ましい。ステアリン酸の使用量は、ゴム成分１００重量部あたり０．５〜１０重量部の範囲内であることが好ましく、１〜５重量部の範囲内であることがより好ましい。
酸化亜鉛を配合するときは工程（Ａ）で配合することが好ましく、加硫促進剤を配合するときは工程（Ｂ）で配合することが好ましい。

従来からゴム分野で用いられている各種の配合剤を配合し、混練することも可能である。かかる配合剤としては、例えば、老化防止剤；オイル；ステアリン酸等の脂肪酸類；日鉄化学（株）のクマロン樹脂ＮＧ４（軟化点８１〜１００℃）、神戸油化学工業（株）のプロセスレジンＡＣ５（軟化点７５℃）等のクマロン・インデン樹脂；テルペン樹脂、テルペン・フェノール樹脂、芳香族変性テルペン樹脂等のテルペン系樹脂；三菱瓦斯化学（株）「ニカノール（登録商標）Ａ７０」（軟化点７０〜９０℃）等のロジン誘導体；水素添加ロジン誘導体；ノボラック型アルキルフェノール系樹脂；レゾール型アルキルフェノール系樹脂；Ｃ５系石油樹脂；液状ポリブタジエン；が挙げられる。これら配合剤は、工程（Ａ）および工程（Ｂ）のいずれでも配合し得る。

上記のオイルとしては、プロセスオイル、植物油脂等が挙げられる。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等が挙げられる。

上記の老化防止剤としては、例えば日本ゴム協会編「ゴム工業便覧＜第四版＞」の４３６〜４４３頁に記載されるものが挙げられる。中でもＮ−フェニル−Ｎ’−１，３−ジメチルブチル−ｐ−フェニレンジアミン（６ＰＰＤ）、アニリンとアセトンの反応生成物（ＴＭＤＱ）、ポリ（２，２，４−トリメチル−１，２−）ジヒドロキノリン）（松原産業社製「アンチオキシダントＦＲ」）、合成ワックス（パラフィンワックス等）、植物性ワックスが好ましく用いられる。

従来からゴム分野で用いられているモルフォリンジスルフィド等の加硫剤を配合し、混練することも可能である。これらは工程（Ｂ）で配合することが好ましい。
また、しゃく解剤やリターダーを配合し、混練してもよく、さらには、一般の各種ゴム薬品や軟化剤等を必要に応じて配合し、混練してもよい。
リターダーとしては、無水フタル酸、安息香酸、サリチル酸、Ｎ−ニトロソジフェニルアミン、Ｎ−（シクロヘキシルチオ）−フタルイミド（ＣＴＰ）、スルホンアミド誘導体、ジフェニルウレア、ビス（トリデシル）ペンタエリスリトール−ジホスファイト等が例示され、Ｎ−（シクロヘキシルチオ）−フタルイミド（ＣＴＰ）が好ましく用いられる。
リターダーは、工程（Ａ）で配合し、混錬してもよいが、工程（Ｂ）で配合し、混錬することが好ましい。
かかるリターダーの使用量は特に限定されるものではないが、ゴム成分１００重量部あたり０．０１〜１重量部の範囲が好ましい。特に好ましくは０．０５〜０．５重量部である。

次に、工程（Ｂ）で得られた混練物を熱処理する工程（Ｃ）について説明する。
熱処理における温度は１２０〜１８０℃の範囲が好ましい。熱処理は、通常、常圧又は加圧下で行われる。
加硫ゴムの製造方法は、通常、工程（Ｂ）で得られた混練物を工程（Ｃ）での熱処理に供する前に、該混練物を特定の状態に加工する工程を含む。本発明の加硫ゴムは、かかる特定の状態に加工された該混練物を工程（Ｃ）での熱処理に供して得られる加硫ゴムを含む。

ここで、工程（Ｂ）で得られた混練物を「特定の状態に加工する工程」とは、例えばタイヤの分野においては、該混練物を、「スチールコードに被覆する工程」「カーカス繊維コードに被覆する工程」「トレッド用部材の形状に加工する工程」等が挙げられる。また、これらの工程によりそれぞれ得られるベルト、カーカス、インナーライナー、サイドウォール、トレッド（キャップトレッド又はアンダートレッド）等の各部材は、通常、その他の部材とともに、タイヤの分野で通常行われる方法により、さらにタイヤの形状に成型され、すなわち該混練物をタイヤに組み込む工程を経て、該混練物を含む生タイヤの状態で工程（Ｃ）での熱処理に供される。かかる熱処理は、通常、加圧下で行われる。本発明の加硫ゴムは、かくして得られるタイヤの上記各部材を構成する加硫ゴムを含む。

トラックやバス、ライトトラック、建設用車両等の大型タイヤに適したトレッド部材に好適なゴム配合におけるゴム成分としては、天然ゴム単独または天然ゴムを主成分とするＳＢＲおよび／またはＢＲと天然ゴムとのブレンドが好ましい。また、充填剤としては、カーボンブラック単独またはシリカを主成分をするシリカをカーボンブラックとのブレンドが好ましく用いられる。更に、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−メチル−２−ニトロプロピル）−１，６−ヘキサンジアミン（住友化学社製「スミファイン（登録商標）１１６２」）、５−ニトロソ−８−ヒドロキシキノリン（ＮＱ−５８）、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド（Ｓｉ−６９）、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド（Ｓｉ−７５）、１，６−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジベンジルチオカルバモイルジチオ）−ヘキサン（バイエル社製「ＫＡ９１８８」）、ヘキサメチレンビスチオサルフェート２ナトリウム塩２水和物、１，３−ビスシトラコンイミドメチルベンゼン（フレキシス社製「パーカリンク９００」）、田岡化学製「タッキロール（登録商標）ＡＰ、Ｖ−２００」等のアルキルフェノール・塩化硫黄縮合物、等の粘弾性改良剤を併用することが好ましい。

乗用車用タイヤに適したトレッド部材に好適なゴム配合におけるゴム成分としては、ケイ素化合物で分子末端を変性した溶液重合ＳＢＲ単独または前記末端変性の溶液重合ＳＢＲを主成分とする、非変性の溶液重合ＳＢＲ、乳化重合ＳＢＲ、天然ゴムおよびＢＲからなる群から選ばれる少なくとも１種のゴムと前記末端変性の溶液重合ＳＢＲとのブレンドが好ましい。また、充填剤としては、シリカを主成分とするシリカとカーボンブラックとのブレンドが好ましく用いられる。更に、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−メチル−２−ニトロプロピル）−１，６−ヘキサンジアミン（住友化学社製「スミファイン（登録商標）１１６２」）、５−ニトロソ−８−ヒドロキシキノリン（ＮＱ−５８）、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド（Ｓｉ−６９）、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド（Ｓｉ−７５）、１，６−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジベンジルチオカルバモイルジチオ）−ヘキサン（バイエル社製「ＫＡ９１８８」）、ヘキサメチレンビスチオサルフェート２ナトリウム塩２水和物、１，３−ビスシトラコンイミドメチルベンゼン（フレキシス社製「パーカリンク９００」）、田岡化学製「タッキロール（登録商標）ＡＰ、Ｖ−２００」等のアルキルフェノール・塩化硫黄縮合物、等の粘弾性改良剤を併用することが好ましい。

サイドウォール部材に好適なゴム配合におけるゴム成分としては、ＢＲを主成分とする、非変性の溶液重合ＳＢＲ、乳化重合ＳＢＲおよび天然ゴムからなる群から選ばれる少なくとも１種のゴムとＢＲとのブレンドが好ましい。また、充填剤としては、カーボンブラック単独またはカーボンブラックを主成分とするシリカとカーボンブラックとのブレンドが好ましく用いられる。更に、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−メチル−２−ニトロプロピル）−１，６−ヘキサンジアミン（住友化学社製「スミファイン（登録商標）１１６２」）、５−ニトロソ−８−ヒドロキシキノリン（ＮＱ−５８）、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド（Ｓｉ−６９）、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド（Ｓｉ−７５）、１，６−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジベンジルチオカルバモイルジチオ）−ヘキサン（バイエル社製「ＫＡ９１８８」）、ヘキサメチレンビスチオサルフェート２ナトリウム塩２水和物、１，３−ビスシトラコンイミドメチルベンゼン（フレキシス社製「パーカリンク９００」）、田岡化学製「タッキロール（登録商標）ＡＰ、Ｖ−２００」等のアルキルフェノール・塩化硫黄縮合物、等の粘弾性改良剤を併用することが好ましい。

カーカス、ベルト部材に好適なゴム配合におけるゴム成分としては、天然ゴム単独または天然ゴムを主成分とするＢＲと天然ゴムとのブレンドが好ましい。また、充填剤としては、カーボンブラック単独またはカーボンブラックを主成分とするシリカとのブレンドが好ましく用いられる。更に、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−メチル−２−ニトロプロピル）−１，６−ヘキサンジアミン（住友化学社製「スミファイン（登録商標）１１６２」）、５−ニトロソ−８−ヒドロキシキノリン（ＮＱ−５８）、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド（Ｓｉ−６９）、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド（Ｓｉ−７５）、１，６−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジベンジルチオカルバモイルジチオ）−ヘキサン（バイエル社製「ＫＡ９１８８」）、ヘキサメチレンビスチオサルフェート２ナトリウム塩２水和物、１，３−ビスシトラコンイミドメチルベンゼン（フレキシス社製「パーカリンク９００」）、田岡化学製「タッキロール（登録商標）ＡＰ、Ｖ−２００」等のアルキルフェノール・塩化硫黄縮合物、等の粘弾性改良剤を併用することが好ましい。

本発明の加硫ゴムを含むタイヤが装着された自動車の燃費は向上し、低燃費化が達成できる。また、該加硫ゴムは、上述したタイヤ用途のみならず、エンジンマウント、ストラットマウント、ブッシュ、エグゾーストハンガー等の自動車用防振ゴムとしても使用できる。かかる自動車用防振ゴムは、通常、工程（Ｂ）で得られた混練物を前記各自動車用防振ゴムの形状に加工した後に、工程（Ｃ）の熱処理に供することにより得られる。

以下に実施例を示して、本発明をさらに詳細に説明する。例中の部及び％は、特に断らないかぎり重量基準を意味する。

以下の実施例において、物性測定は以下の方法で行った。
＜元素分析＞
硫黄元素含有量：ダイオネクス社製イオンクロマト装置 ＤＸ−ＡＱ−１１２０
窒素元素含有量：住化分析センター製ＮＣＨ定量装置 スミグラフＮＣＨ−２２Ｆ型
＜粘弾性特性＞
株式会社上島製作所製の粘弾性アナライザを用いて測定した。
条件：温度−５℃〜８０℃（昇温速度：２℃／分）
初期歪１０％、動的歪２．５％、周波数１０Ｈｚ

カーボンブラック１００部に対する式（Ｉ）又は式（ＩＩ）で表される化合物の含有量は以下の式（ＩＩＩ）から算出した。
含有量＝１００×｛（Ａ−Ｂ）÷Ｃ｝÷｛１００−（Ａ−Ｂ）÷Ｃ｝ 式（ＩＩＩ）
Ａ：改質カーボンブラックの窒素元素含有量（％）
Ｂ：改質前のカーボンブラックの窒素元素含有量（％）
Ｃ：式（Ｉ）又は式（ＩＩ）で表される化合物の窒素原子の重量分率

＜製造例１（化合物（Ｉ）の製造）＞
窒素置換された反応容器に３−クロロプロピルアミン塩酸塩１００部（０．７７ｍｏｌ）、水１８０ｍＬおよびチオ硫酸ナトリウム五水和物２００．４部（０．８１ｍｏｌ）を仕込み、得られた混合物を浴温７０〜８０℃で５時間攪拌した。反応混合物を一晩放冷し、結晶を濾取した後、水、メタノールで洗浄した。得られた結晶を、５０℃で４時間乾燥することにより下記式で表される化合物（ａ）を得た。窒素原子の重量分率：０．０８２、^１Ｈ−ＮＭＲ（２７０．０５ＭＨｚ，Ｄ_２Ｏ）δ_ｐｐｍ：３．０−３．１（４Ｈ，ｍ），２．０−２．１（２Ｈ，ｍ）

＜製造例２（化合物（ＩＩ）の製造）＞
窒素雰囲気下、反応容器に１，４−フェニレンジアミン２１１．３ｇ（１．９５ｍｏｌ）とテトラヒドロフラン３９００ｍｌを仕込んだ。そこへ氷冷下、無水マレイン酸１２７．２ｇ（１．３０ｍｏｌ）をテトラヒドロフラン６００ｍｌに溶解した溶液を約３．３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２８０ｍｌで２回洗浄し、黄橙色の粉末を得た。得られた黄橙色の粉末２５９．２ｇに水５２０ｍｌを加えて０〜１０℃に冷却し、５Ｎ水酸化ナトリウム水溶液２３７ｍｌ、次いで１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液６．５ｍｌ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４回洗浄して４５℃で５時間乾燥し、下記式で表される化合物（ｂ）を得た。窒素原子の重量分率：０．１０６、Ｈ^１−ＮＭＲ（２７０ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）δ_ｐｐｍ：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），４．８（２Ｈ、ｓ），３．３（４Ｈ，ｓ）。

＜実施例１（改質カーボンブラック（１）の製造）＞
３ツ口のナスフラスコに、攪拌器、温度計、還流冷却管をつけて、フラスコ内を窒素で置換した。ここに水２７８部、ＨＡＦ（旭カーボン社製、商品名「旭＃７０」窒素元素含量０．１％、硫黄元素含有量０．４％）１００部、上記製造例１で得られた化合物（ａ）１．１部を加えて撹拌した。得られた混合物を５０℃で加熱し、１時間攪拌した。得られた混合物を室温に冷却し、固形物を濾取し、得られた固形物を５０℃で減圧乾燥して改質カーボンブラック（１）を得た。改質カーボンブラック（１）の元素分析結果を以下に示す。
硫黄元素含有量：０．６％
窒素元素含有量：０．１５％
カーボンブラック１００部に対する化合物（ａ）の含有量：０．６１部

＜実施例２（改質カーボンブラック（２）の製造）＞
３ツ口のナスフラスコに、攪拌器、温度計、還流冷却管をつけて、フラスコ内を窒素で置換した。ここに水２７８部、ＨＡＦ（旭カーボン社製、商品名「旭＃７０」窒素元素含量０．１％、硫黄元素含有量０．４％）１００部、上記製造例１で得られた化合物（ａ）１．１部を加えて撹拌した。得られた混合物を１００℃で加熱し、１時間攪拌した。得られた混合物を室温に冷却し、固形物を濾取し、得られた固形物を５０℃で減圧乾燥して改質カーボンブラック（２）を得た。改質カーボンブラック（２）の元素分析結果を以下に示す。
硫黄元素含有量：０．６％
窒素元素含有量：０．１８％
カーボンブラック１００部に対する化合物（ａ）の含有量：１．０部

＜実施例３（改質カーボンブラック（３）の製造）＞
セパラフラスコに、攪拌器、温度計、還流冷却管をつけて、フラスコ内を窒素で置換した。ここにＨＡＦ（旭カーボン社製、商品名「旭＃７０」窒素元素含量０．１％、硫黄元素含有量０．４％）１００部、上記製造例１で得られた化合物（ａ）２．２部を加えて、１６０℃で３０分間攪拌した。得られた混合物を室温に冷却し、改質カーボンブラック（３）を得た。改質カーボンブラック（３）の元素分析結果を以下に示す。
硫黄元素含有量：０．９％
窒素元素含有量：０．２５％
カーボンブラック１００部に対する化合物（ａ）の含有量：１．９部

＜実施例４（改質カーボンブラック（４）の製造）＞
ＨＡＦ（旭カーボン社製、商品名「旭＃７０」窒素元素含量０．１％、硫黄元素含有量０．４％）１００部に、上記製造例１で得られた化合物（ａ）２．２部を室温で水１１部に溶解した溶液を霧吹きで噴霧し、２００℃で３０分間加熱した。得られた混合物を室温に冷却し、改質カーボンブラック（４）を得た。元素分析の結果、仕込んだ化合物（ａ）の全てが改質カーボンブラック（４）に含まれていた。

＜実施例５（改質カーボンブラック（５）の製造）＞
化合物（ａ）の代わりに化合物（ｂ）を用いた以外は実施例４と同様にして改質カーボンブラック（５）を得た。元素分析の結果、仕込んだ化合物（ｂ）の全てが改質カーボンブラック（５）に含まれていた。
＜実施例６（改質カーボンブラック（６）の製造）＞
化合物（ａ）の代わりに化合物（ｂ）を用いる以外は実施例１と同様にして改質カーボンブラック（６）を得る。
＜実施例７（改質カーボンブラック（７）の製造）＞
化合物（ａ）の代わりに化合物（ｂ）を用いる以外は実施例２と同様にして改質カーボンブラック（７）を得る。
＜実施例８（改質カーボンブラック（８）の製造）＞
化合物（ａ）の代わりに化合物（ｂ）を用いる以外は実施例３と同様にして改質カーボンブラック（８）を得る。

＜参考例１（ゴム組成物の製造）＞
＜手順１＞
バンバリーミキサー（東洋精機製６００ｍｌラボプラストミル）を用いて、天然ゴム（ＲＳＳ＃１）１００部、ＨＡＦ（旭カーボン社製、商品名「旭＃７０」）４５部、ステアリン酸３部、酸化亜鉛５部、老化防止剤（Ｎ−フェニル−Ｎ’−１，３−ジメチルブチル−ｐ−フェニレンジアミン：商品名「アンチゲン（登録商標）６Ｃ」住友化学株式会社製）１部を混練配合し、ゴム組成物を得た。本手順１は、各種成分投入後５分間、５０ｒｐｍのミキサーの回転数で混練することにより実施し、その時のゴム温度は１６０〜１７０℃であった。

＜手順２＞
オープンロール機で６０〜８０℃の温度にて、手順１により得られたゴム組成物と、加硫促進剤（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）１部及び硫黄２部とを混練配合し、ゴム組成物を得た。

＜参考例２（加硫ゴムの製造）＞
参考例１の手順２で得たゴム組成物を１４５℃で加硫処理し、加硫ゴムを得た。

＜実施例９（ゴム組成物の製造）＞
参考例１においてＨＡＦ（旭カーボン社製、商品名「旭＃７０」）４５部の代わりに上記実施例１で得た改質カーボンブラック４５．５部を用いた以外は参考例１と同様にしてゴム組成物を得た。
＜実施例１０（加硫ゴムの製造）＞
実施例９で得たゴム組成物を１４５℃で加硫処理し、加硫ゴムを得た。

＜実施例１１（ゴム組成物の製造）＞
参考例１においてＨＡＦ（旭カーボン社製、商品名「旭＃７０」）４５部の代わりに上記実施例２で得た改質カーボンブラック４５．５部を用いた以外は参考例１と同様にしてゴム組成物を得た。
＜実施例１２（加硫ゴムの製造）＞
実施例１１で得たゴム組成物を１４５℃で加硫処理し、加硫ゴムを得た。

＜実施例１３（ゴム組成物の製造）＞
参考例１においてＨＡＦ（旭カーボン仕製、商品名「旭＃７０」）４５部の代わりに上記実施例３で得た改質カーボンブラック４６部を用いた以外は参考例１と同様にしてゴム組成物を得た。
＜実施例１４（加硫ゴムの製造）＞
実施例１３で得たゴム組成物を１４５℃で加硫処理し、加硫ゴムを得た。

＜実施例１５（ゴム組成物の製造）＞
参考例１においてＨＡＦ（旭カーボン社製、商品名「旭＃７０」）４５部の代わりに上記実施例４で得た改質カーボンブラック４６部を用いた以外は参考例１と同様にしてゴム組成物を得た。
＜実施例１６（加硫ゴムの製造）＞
実施例１５で得たゴム組成物を１４５℃で加硫処理し、加硫ゴムを得た。

＜実施例１７（ゴム組成物の製造）＞
参考例１においてＨＡＦ（旭カーボン社製、商品名「旭＃７０」）４５部の代わりに上記実施例５で得た改質カーボンブラック４６部を用いた以外は参考例１と同様にしてゴム組成物を得た。
＜実施例１８（加硫ゴムの製造）＞
実施例１７で得たゴム組成物を１４５℃で加硫処理し、加硫ゴムを得た。

＜実施例１９（ゴム組成物の製造）＞
参考例１においてＨＡＦ（旭カーボン社製、商品名「旭＃７０」）４５部の代わりに上記実施例６で得られる改質カーボンブラック４５．５部を用いる以外は参考例１と同様にしてゴム組成物を得る。
＜実施例２０（加硫ゴムの製造）＞
実施例１９で得るゴム組成物を１４５℃で加硫処理することで加硫ゴムを得る。

＜実施例２１（ゴム組成物の製造）＞
参考例１においてＨＡＦ（旭カーボン社製、商品名「旭＃７０」）４５部の代わりに上記実施例７で得る改質カーボンブラック４５．５部を用いる以外は参考例１と同様にしてゴム組成物を得る。
＜実施例２２（加硫ゴムの製造）＞
実施例２１で得られるゴム組成物を１４５℃で加硫処理することで加硫ゴムを得る。

＜実施例２３（ゴム組成物の製造）＞
参考例１においてＨＡＦ（旭カーボン社製、商品名「旭＃７０」）４５部の代わりに上記実施例８で得る改質カーボンブラック４６部を用いる以外は参考例１と同様にしてゴム組成物を得る。
＜実施例２４（加硫ゴムの製造）＞
実施例２３で得られるゴム組成物を１４５℃で加硫処理することで加硫ゴムを得る。

＜比較例１（ゴム組成物の製造）＞
参考例１の手順１において、天然ゴム（ＲＳＳ＃１）１００部、ＨＡＦ（旭カーボン社製、商品名「旭＃７０」）４５部、ステアリン酸３部、酸化亜鉛５部、老化防止剤（Ｎ−フェニル−Ｎ’−１，３−ジメチルブチル−ｐ−フェニレンジアミン：商品名「アンチゲン（登録商標）６Ｃ」住友化学株式会社製）１部、上記製造例１で得た化合物（ａ）０．５部を混練配合し、ゴム組成物を得た以外は参考例１と同様にしてゴム組成物を得た。
＜比較例２（加硫ゴムの製造）＞
比較例１で得たゴム組成物を１４５℃で加硫処理し、加硫ゴムを得た。

＜比較例３（ゴム組成物の製造）＞
比較例１において上記製造例１で得た化合物（ａ）の使用量を０．５部から１部に変更した以外は比較例１と同様にしてゴム組成物を得た。
＜比較例４（加硫ゴムの製造）＞
比較例３で得たゴム組成物を１４５℃で加硫処理し、加硫ゴムを得た。

参考例２、実施例１０、１２、１４、１６、１８、比較例２及び比較例４で得た加硫ゴムについて粘弾性特性（６０℃でのｔａｎδ）を測定し、参考例２で得た加硫ゴムを基準とした粘弾性特性の低下率を求めた。結果を表１に示す。また実施例２０、２２、２４で得られる加硫ゴムについても粘弾性特性（６０℃でのｔａｎδ）を測定することができる。本発明の改質カーボンブラックを加えた加硫ゴムは、改質を行っていない汎用のカーボンブラックを加えた加硫ゴムに比較して、粘弾性特性を改善した。

低下率（％）＝（参考例１で得た加硫ゴムの粘弾性特性−実施例又は比較例で得た加硫ゴムの粘弾性特性）／参考例２で得た加硫ゴムの粘弾性特性×１００

＜実施例２５＞
実施例９で得たゴム組成物で、黄銅メッキ処理が施されたスチールコードを被覆することにより、ベルトが得られる。得られるベルトを用いて、通常の製造方法に従い、生タイヤを成形し、得られた生タイヤを加硫機中で加熱加圧することにより、加硫タイヤが得られる。

＜実施例２６＞
実施例９で得たゴム組成物を押し出し加工し、トレッド用部材を得る。得られたトレッド用部材を用いて、通常の製造方法に従い、生タイヤを成形し、得られた生タイヤを加硫機中で加熱加圧することにより、加硫タイヤが得られる。

＜実施例２７＞
実施例９で得たゴム組成物を押し出し加工して、カーカス形状に応じた形状のゴム組成物を調製し、ポリエステル製のカーカス繊維コードの上下に貼り付けることにより、カーカスが得られる。得られたカーカスを用いて、通常の製造方法に従い、生タイヤを成形し、得られた生タイヤを加硫機中で加熱加圧することにより、加硫タイヤが得られる。

＜実施例２８〜３０＞
実施例２５〜２７において、実施例９で得たゴム組成物の代わりに実施例１１で得たゴム組成物を用いる以外は実施例２５〜２７と同様にして、加硫タイヤが得られる。
＜実施例３１〜３３＞
実施例２５〜２７において、実施例９で得たゴム組成物の代わりに実施例１３で得たゴム組成物を用いる以外は実施例２５〜２７と同様にして、加硫タイヤが得られる。
＜実施例３４〜３６＞
実施例２５〜２７において、実施例９で得たゴム組成物の代わりに実施例１５で得たゴム組成物を用いる以外は実施例２５〜２７と同様にして、加硫タイヤが得られる。
＜実施例３７〜３９＞
実施例２５〜２７において、実施例９で得たゴム組成物の代わりに実施例１７で得たゴム組成物を用いる以外は実施例２５〜２７と同様にして、加硫タイヤが得られる。
＜実施例４０〜４２＞
実施例２５〜２７において、実施例９で得たゴム組成物の代わりに実施例１９で得るゴム組成物を用いる以外は実施例２５〜２７と同様にして、加硫タイヤが得られる。
＜実施例４３〜４５＞
実施例２５〜２７において、実施例９で得たゴム組成物の代わりに実施例２１で得るゴム組成物を用いる以外は実施例２５〜２７と同様にして、加硫タイヤが得られる。
＜実施例４６〜４８＞
実施例２５〜２７において、実施例９で得たゴム組成物の代わりに実施例２３で得るゴム組成物を用いる以外は実施例２５〜２７と同様にして、加硫タイヤが得られる。

本発明の改質カーボンブラックによれば、加硫ゴムの粘弾性特性をさらに向上させることができる。

Claims (23)

1. カーボンブラックに、前記カーボンブラック１００重量部に対して０．５〜１０重量部の式（Ｉ）で表される化合物が吸着してなる、改質カーボンブラック。
   

   

   
   （式（Ｉ）中、Ｐ^１及びＰ^２は、水素原子を表す。
   ｍは、２〜９の整数を表す。
   Ｍ^ｎ＋は、Ｈ^＋ 、リチウムカチオン、ナトリウムカチオン、カリウムカチオン又はセシウムカチオンを表す。
   ｎは、１を表す。）
2. 窒素元素含有量が０．０１〜１０重量％であり、硫黄元素含有量が０．０４〜１３．５重量％である請求項１に記載の改質カーボンブラック。
3. 前記式（Ｉ）で表される化合物が、式（Ｉ−１）で表される化合物である請求項１又は２に記載の改質カーボンブラック。
   

   
4. 顆粒状である請求項１〜３のいずれか一項に記載の改質カーボンブラック。
5. カーボンブラックに、前記カーボンブラック１００重量部に対して０．１〜５０重量部の式（ＩＩ）で表される化合物が吸着してなる改質カーボンブラック。
   

   

   
   （式（ＩＩ）中、Ｒ ^１ は炭素数２〜１２のアルキレン基、フェニレン基又は下記の基を表す。
   

   

   
   ＊は結合手を表す。
   Ｒ ^２ は、水素原子を表す。
   Ｒ ^３ は、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表す。
   Ｒ ^４ は、ヒドロキシ基、又は、−Ｏ ⁻ （Ｙ ^ｎ＋ ） ^１／ｎ を表す。Ｙは、アルカリ金属を表し、ｎは１を表す。
   Ｘ ^２ は、−ＮＨ−又は−Ｏ−を表す。）
6. 前記カーボンブラックに、前記カーボンブラック１００重量部に対して０．５〜１０重量部の式（ＩＩ）で表される化合物が吸着してなる、請求項５に記載の改質カーボンブラック。
7. 窒素元素含有量が０．０１〜１０重量％である、請求項５又は６に記載の改質カーボンブラック。
8. カーボンブラックと式（Ｉ）で表される化合物とを混合して、前記カーボンブラックに前記カーボンブラック１００重量部に対して０．５〜１０重量部の前記式（Ｉ）で表される化合物が吸着してなる改質カーボンブラックを得る、改質カーボンブラックの製造方法。
   

   

   
   （式（Ｉ）中、Ｐ^１及びＰ^２は、水素原子を表す。
   ｍは、２〜９の整数を表す。
   Ｍ^ｎ＋は、Ｈ^＋ 、リチウムカチオン、ナトリウムカチオン、カリウムカチオン又はセシウムカチオンを表す。
   ｎは、１を表す。）
9. 前記カーボンブラックと前記式（Ｉ）で表される化合物とを溶媒の存在下で混合し、得られた混合物から、固形物を取り出す工程を含む、請求項８に記載の改質カーボンブラックの製造方法。
10. 前記溶媒が水である請求項９に記載の改質カーボンブラックの製造方法。
11. 前記カーボンブラックと前記式（Ｉ）で表される化合物の水溶液とを混合して造粒した後に乾燥する工程を含む、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の改質カーボンブラックの製造方法。
12. 前記カーボンブラックと水とを混合して造粒した後に、前記式（Ｉ）で表される化合物の水溶液を加えて乾燥する工程を含む、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の改質カーボンブラックの製造方法。
13. カーボンブラックと式（ＩＩ）で表される化合物とを混合して、前記カーボンブラックに前記カーボンブラック１００重量部に対して０．１〜５０重量部の前記式（ＩＩ）で表される化合物が吸着してなる改質カーボンブラックを得る、改質カーボンブラックの製造方法。
    

    

    
    （式（ＩＩ）中、Ｒ ^１ は炭素数２〜１２のアルキレン基、フェニレン基又は下記の基を表す。
    

    

    
    ＊は結合手を表す。
    Ｒ ^２ は、水素原子を表す。
    Ｒ ^３ は、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表す。
    Ｒ ^４ は、ヒドロキシ基、又は、−Ｏ ⁻ （Ｙ ^ｎ＋ ） ^１／ｎ を表す。Ｙは、アルカリ金属を表し、ｎは１を表す。
    Ｘ ^２ は、−ＮＨ−又は−Ｏ−を表す。）
14. 前記カーボンブラックと前記式（ＩＩ）で表される化合物とを溶媒の存在下で混合し、得られた混合物から、固形物を取り出す工程を含む、請求項１３に記載の改質カーボンブラックの製造方法。
15. 前記溶媒が水である、請求項１４に記載の改質カーボンブラックの製造方法。
16. 前記カーボンブラックと前記式（ＩＩ）で表される化合物の水溶液とを混合して造粒した後に乾燥する工程を含む、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の改質カーボンブラックの製造方法。
17. 前記カーボンブラックと水とを混合して造粒した後に、前記式（ＩＩ）で表される化合物の水溶液を加えて乾燥する工程を含む、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の改質カーボンブラックの製造方法。
18. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の改質カーボンブラックと硫黄成分と加硫促進剤とを混練して得られるゴム組成物。
19. 請求項１８に記載のゴム組成物を熱処理して得られる加硫ゴム。
20. 請求項１８に記載のゴム組成物を加工して製造される空気入りタイヤ。
21. 請求項１９に記載の加硫ゴムで被覆されたスチールコードを含むタイヤ用ベルト。
22. 請求項１９に記載の加硫ゴムで被覆されたカーカス繊維コードを含むタイヤ用カーカス。
23. 請求項１９に記載の加硫ゴムを含むタイヤ用サイドウォール、タイヤ用インナーライナー、タイヤ用キャップトレッド、タイヤ用アンダートレッド又は空気入りタイヤ。