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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft flüssige Koagulierungsmittel und Abdichtungssets für undichte Reifen.
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Stand der Technik
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Ein herkömmliches Abdichtungs- bzw. Versiegelungsmittel zum Reparieren eines undichten Reifens wird erhalten, indem ein Naturkautschuklatex mit einer Emulsion eines klebrigmachenden Harzes und einem Frostschutz- bzw. Antigefriermittel vermischt wird (siehe beispielsweise Patentliteratur 1 und 2).
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Der Anmelder dieser Erfindung hat bereits ein Gemisch aus einer Emulsion eines synthetischen Harzes und einem Frostschutzmittel vorgeschlagen (siehe beispielsweise Patentliteratur 3 bis 6).
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Solch ein Abdichtungsmittel für einen undichten Reifen wird gewöhnlich über eine Stelle (Ventil), über die der Reifen aufgepumpt wird, in den Reifen eingebracht und erreicht das Loch im Reifen, nachdem der Reifen bei einem spezifischen Luftdruck mit Luft aufgepumpt wurde und das Fahrzeug dann gefahren wird. Die Kautschukteilchen, die in dem Abdichtungsmittel enthalten sind, bilden unter dem Einfluss von Druckkräften oder Schub- bzw. Scherkräften, die auftreten, wenn der rotierende Reifen in Kontakt mit dem Boden kommt, Aggregate in dem Reifen, und die gebildeten Aggregate dichten das Reifenloch ab, so dass das Fahrzeug gefahren werden kann.
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Ein Reifen, der mit dem zuvor beschriebenen Abdichtungsmittel repariert wurde, enthält Reste des Abdichtungsmittels (flüssige Bestandteile), die keine Aggregate gebildet haben. Das Abdichtungsmittel enthält gewöhnlich ein Frostschutzmittel, wie beispielsweise Ethylenglycol, so dass die Reste des Abdichtungsmittels aufgearbeitet werden müssen, wenn der Reifen gewechselt wird oder wenn der Reifen nicht mehr verwendet wird.
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Im Hinblick auf diesen Nachteil hat der Anmelder dieser Erfindung das folgende Koagulierungsmittel für Abdichtungsmittel für undichte Reifen vorgeschlagen: ”Ein Emulsions-Koagulierungsmittel zum Koagulieren eines Abdichtungsmittels für undichte Reifen, das emulgierte Teilchen enthält, umfassend: ein Mineral, das die Aggregatbildung der emulgierten Teilchen induziert, indem es die Oberflächenladung der emulgierten Teilchen schwächt und/oder indem es Wasserstoffbrückenbindungen zu den emulgierten Teilchen bildet; und ein Geliermittel” (Patentliteratur 7).
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Liste der zitierten Veröffentlichungen
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: JP 2004-035867 A
- Patentliteratur 2: JP 3210863 B
- Patentliteratur 3: JP 2007-224245 A
- Patentliteratur 4: JP 2007-224246 A
- Patentliteratur 5: JP 2007-224248 A
- Patentliteratur 6: JP 2009-51893 A
- Patentliteratur 7: JP 4245654 B
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technische Probleme
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Damit das Emulsions-Koagulierungsmittel, das in der Patentliteratur 7 beschrieben wird, zugegeben werden kann, ist es jedoch erforderlich, dass der Reifen zuvor von der Felge entfernt wird, und der Rest des Abdichtungsmittels in dem Reifen (im Folgenden auch als ”restliches Reifenabdichtungsmittel” bezeichnet) kann verspritzen, wenn der Reifen von der Felge entfernt wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein flüssiges Koagulierungsmittel bereit zu stellen, das in einen Reifen eingebracht werden kann, ohne dass der Reifen zuvor von der Felge entfernt werden muss, und mit dem verhindert werden kann, dass restliches Reifenabdichtungsmittel verspritzt, wenn der Reifen von der Felge entfernt wird.
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Lösung der Probleme
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Bei umfangreichen Untersuchungen fanden die Erfinder der vorliegenden Erfindung heraus, dass ein flüssiges Koagulierungsmittel mit einem spezifischen pH Wert, das ein Urethanharz und/oder ein Acrylharz mit einer kationischen funktionellen Gruppe umfasst, durch ein Ventil in einen Reifen eingebracht werden kann und restliches Reifenabdichtungsmittel in dem Reifen in-situ koagulieren kann; die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage dieser Entdeckung gemacht.
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Mit anderen Worten, die vorliegende Erfindung betrifft die folgenden Ausführungsformen (1) bis (13).
- (1) Ein flüssiges Koagulierungsmittel zum Koagulieren einer Emulsion, die einen Naturkautschuklatex enthält, wobei das Koagulierungsmittel einen pH von 2,0 bis 4,0 hat und ein Urethanharz und/oder ein Acrylharz mit einer kationischen funktionellen Gruppe umfasst.
- (2) Ein flüssiges Koagulierungsmittel gemäß Punkt (1), wobei die kationische funktionelle Gruppe eine funktionelle Gruppe mit einem quartären Ammoniumion ist.
- (3) Ein flüssiges Koagulierungsmittel gemäß Punkt (1) oder (2), wobei das Urethanharz eine Alkylenoxidstruktur hat.
- (4) Ein flüssiges Koagulierungsmittel gemäß Punkt (3), wobei das Urethanharz eine Ethylenoxidstruktur hat.
- (5) Ein flüssiges Koagulierungsmittel gemäß einem der Punkte (1) bis (4), wobei das Acrylharz eine Acrylamidstruktur hat.
- (6) Ein flüssiges Koagulierungsmittel gemäß einem der Punkte (1) bis (5), weiterhin umfassend ein Frostschutzmittel.
- (7) Ein flüssiges Koagulierungsmittel gemäß Punkt (6), wobei das Frostschutzmittel mindestens ein Bestandteil ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ethylenglycol, Propylenglycol, Diethylenglycol, Glycerin, Methanol, Ethanol und Isopropylalkohol.
- (8) Ein flüssiges Koagulierungsmittel gemäß einem der Punkte (1) bis (7), wobei die Emulsion ein Abdichtungsmaterial für einen undichten Reifen ist, das weiterhin eine Emulsion eines synthetischen Harzes und ein Frostschutzmittel enthält.
- (9) Ein flüssiges Koagulierungsmittel gemäß Punkt (8), wobei die Emulsion eines synthetischen Harzes mindestens eine Emulsion ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer Emulsion eines Ethylen-Vinylacetat-Harzes, einer Emulsion eines Acrylharzes und einer Emulsion eines Urethanharzes.
- (10) Ein flüssiges Koagulierungsmittel gemäß Punkt (8) oder (9), wobei das Frostschutzmittel mindestens ein Bestandteil ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ethylenglycol, Propylenglycol, Diethylenglycol, Glycerin, Methanol, Ethanol und Isopropylalkohol.
- (11) Ein Abdichtungsset für einen undichten Reifen, umfassend: ein Reifenabdichtungsmittel, das einen Naturkautschuklatex, eine Emulsion eines synthetischen Harzes und ein Frostschutzmittel enthält; und ein flüssiges Koagulierungsmittel gemäß einem der Punkte (1) bis (7).
- (12) Ein Abdichtungsset für einen undichten Reifen gemäß Punkt (11), wobei die Emulsion eines synthetischen Harzes mindestens eine Emulsion ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer Emulsion eines Ethylen-Vinylacetat-Harzes, einer Emulsion eines Acrylharzes und einer Emulsion eines Urethanharzes.
- (13) Ein Abdichtungsset für einen undichten Reifen gemäß Punkt (11) oder (12), wobei das Frostschutzmittel mindestens ein Bestandteil ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ethylenglycol, Propylenglycol, Diethylenglycol, Glycerin, Methanol, Ethanol und Isopropylalkohol.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Das flüssige Koagulierungsmittel entsprechend der vorliegenden Erfindung kann, wie im Folgenden beschrieben wird, in einen Reifen eingebracht werden, ohne dass der Reifen zuvor von der Felge entfernt werden muss, und verhindert, dass restliches Reifenabdichtungsmittel verspritzt, wenn der Reifen von der Felge entfernt wird.
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Das erfindungsgemäße flüssige Koagulierungsmittel ist sehr praktisch, weil es nicht nur verhindert, dass restliches Reifenabdichtungsmittel verspritzt, wenn der Reifen von der Felge entfernt wird, sondern weil es auch Vorteile hinsichtlich des Arbeitschutzes bietet, da eine Verunreinigung durch verspritzendes Reifenabdichtungsmittel verhindert wird.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden genau beschrieben.
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Das flüssige Koagulierungsmittel entsprechend der vorliegenden Erfindung ist ein flüssiges Koagulierungsmittel zum Koagulieren einer Emulsion, die einen Naturkautschuklatex enthält, und das erfindungsgemäße Koagulierungsmittel hat einen pH von 2,0 bis 4,0 und enthält ein Urethanharz und/oder ein Acrylharz mit einer kationischen funktionellen Gruppe.
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Der pH Wert des erfindungsgemäßen flüssigen Koagulierungsmittels bezieht sich auf einen Wert, der bei 20°C unter Verwendung eines pH Meters gemessen wird. Der pH des flüssigen Koagulierungsmittels kann mit einer Säure auf einen geeigneten Wert eingestellt werden, wobei bevorzugt eine organische Säure (wie beispielsweise Ameisensäure, Essigsäure oder Oxalsäure) verwendet wird.
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Ein flüssiger Zustand kann auf Wasser oder auf einem Lösungsmittel basieren, aber im Hinblick auf die Kompatibilität des erfindungsgemäßen flüssigen Koagulierungsmittels mit der zu koagulierenden Emulsion ist es bevorzugt, dass der flüssige Zustand auf Wasser basiert.
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Die Bestandteile des erfindungsgemäßen flüssigen Koagulierungsmittels werden im Folgenden genau beschrieben.
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<Urethanharz>
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Das Urethanharz, das in dem erfindungsgemäßen flüssigen Koagulierungsmittel verwendet wird, ist nicht auf bestimmte Urethanharze beschränkt, vorausgesetzt, dass es eine kationische funktionelle Gruppe enthält.
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Der Ausdruck ”kationische funktionelle Gruppe” bezieht sich auf eine funktionelle Gruppe mit einem Kation.
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Spezifische Beispiele für das Kation umfassen ein Ammoniumion, ein Phosphoniumion, ein Imidazoliumion, ein Pyridiniumion, ein Pyrrolidiniumion und ein Piperidiniumion. Verbindungen mit einem quartären Ammoniumion sind bevorzugt, weil sie gut gehandhabt werden können.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass das Urethanharz eine Alkylenoxidstruktur hat, weil eine Emulsion mit einem Naturkautschuklatex (wie beispielsweise ein Abdichtungsmaterial für einen undichten Reifen, das im Folgenden beschrieben wird) besser koaguliert werden kann, wenn solch ein Urethanharz verwendet wird.
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Der Ausdruck ”Alkylenoxidstruktur” bezeichnet eine Struktureinheit, die durch die folgende Formel (1) dargestellt wird. Wenn das Urethanharz eine Ethylenoxidstruktur der Formel (1) hat, in der n = 2 ist, kann die zuvor beschriebene Emulsion noch besser koaguliert werden. [Chemische Formel 1]
(In der Formel ist n eine ganze Zahl von 2 bis 4).
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Das Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäß verwendeten Urethanharzes ist nicht auf bestimmte Verfahren beschränkt. Das Urethanharz kann beispielsweise hergestellt werden, indem eine Polyisocyanatverbindung mit einer Polyolverbindung und einer Aminverbindung umgesetzt wird, so dass die aktiven Wasserstoffgruppen der Polyolverbindung und der Aminverbindung bezüglich der Isocyanatgruppen (NCO Gruppen) der Polyisocyanatverbindung im Überschuss vorliegen, und dann wird eine Säure zu dem erhaltenen Reaktionsprodukt gegeben, so dass quartäre Ammoniumionen gebildet werden.
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Die Polyisocyanatverbindung, die für die Herstellung des Urethanharzes verwendet wird, ist nicht auf bestimmte Polyisocyanatverbindungen beschränkt, vorausgesetzt, dass sie zwei oder mehr Isocyanatgruppen im Molekül enthält.
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Spezifische Beispiele für die Polyisocyanatverbindungen umfassen aromatische Polyisocyanate, wie beispielsweise TDIs (wie zum Beispiel 2,4-Tolylendiisocyanat (2,4-TDI), 2,6-Tolylendiisocyanat (2,6-TDI)), MDIs (wie zum Beispiel 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (4,4'-MDI), 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat (2,4'-MDI)), 1,4-Phenylendiisocyanat, Polymethylen-Polyphenylen-Polyisocyanat, Xylylendiisocyanat (XDI), Tetramethylxylylendiisocyanat (TMXDI), Tolidindiisocyanat (TODI), 1,5-Naphthalindiisocyanat (NDI) und Triphenylmethantriisocyanat; aliphatische Polyisocyanate, wie beispielsweise Hexamethylendiisocyanat (HDI), Trimethylhexamethylendiisocyanat (TMHDI), Lysindiisocyanat und Norbornandiisocyanat (NBDI); alicyclische Polyisocyanate, wie beispielsweise trans-Cyclohexan-1,4-diisocyanat, Isophorondiisocyanat (IPDI), Bis(isocyanatomethyl)cyclohexan (H6XDI) und Dicyclohexylmethandiisocyanat (H12MDI); Carbodiimid-modifizierte Polyisocyanate, abgeleitet von solchen Polyisocyanaten; und Isocyanurat-modifizierte Polyisocyanate, abgeleitet von solchen Polyisocyanaten.
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Die zuvor beschriebenen Polyisocyanatverbindungen können einzeln verwendet werden, oder es können zwei oder mehr dieser Verbindungen in Kombination miteinander verwendet werden.
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Tolylendiisocyanate (TDIs) werden bevorzugt verwendet, weil sie Urethanharze mit einer niedrigen Viskosität ergeben und ein erfindungsgemäßes flüssiges Koagulierungsmittel, das solch ein Urethanharz enthält, leicht zu handhaben ist.
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Die Polyolverbindung, die für die Herstellung des Urethanharzes verwendet wird, ist nicht auf bestimmte Polyolverbindungen beschränkt, vorausgesetzt, dass sie zwei oder mehr Hydroxygruppen enthält.
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Die Polyolverbindung kann ein Polyetherpolyol oder ein Polyesterpolyol sein.
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Beispiele für die Polyetherpolyole umfassen Polyole, die durch Zugeben mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid und Polyoxytetramethylenoxid, zu mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ethylenglycol, Diethylenglycol, Propylenglycol, Dipropylenglycol, Glycerin, 1,1,1-Trimethylolpropan, 1,2,5-Hexantriol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol und Pentaerythrit, erhalten wurden.
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Beispiele für bevorzugte Polyetherpolyole umfassen Polyethylenglycol (Polyethylenoxid), Polypropylenglycol (Polypropylenoxid), Polypropylentriol, Ethylenoxid/Propylenoxid-Copolymere, Polytetramethylenetherglycol (PTMEG), Polytetraethylenglycol und Polyole vom Sorbit-Typ.
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Spezifische Beispiele für Polyesterpolyole umfassen Kondensationspolymere aus mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ethylenglycol, Propylenglycol, Butandiol, Pentandiol, Hexandiol, Glycerin, 1,1,1-Trimethylolpropan und anderen Polyolen mit einem niedrigen Molekulargewicht, und mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure, Sebacinsäure, Dimersäuren und anderen aliphatischen Carbonsäuren, Rizinusöl und anderen Hydroxycarbonsäuren, sowie Oligomersäuren; und Polymeren, die durch Ringöffnung, beispielsweise durch Polymerisation von Propiolacton oder Valerolacton, erhalten wurden.
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Die zuvor beschriebenen Polyolverbindungen können einzeln verwendet werden, oder es können zwei oder mehr dieser Verbindungen in Kombination miteinander verwendet werden.
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Polyetherpolyole, und insbesondere Polyethylenglycol (Polyethylenoxid), Polypropylenglycol (Polypropylenoxid) und Ethylenoxid/Propylenoxid-Copolymere, werden bevorzugt verwendet, weil das erhaltene Urethanharz dann eine Alkylenoxidstruktur hat.
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Die Aminverbindung, die für die Herstellung des Urethanharzes verwendet wird, ist nicht auf bestimmte Aminverbindungen beschränkt, und es ist bevorzugt, dass eine Verbindung mit einem niedrigen Molekulargewicht und mit einer tertiären oder sekundären Aminogruppe verwendet wird, weil in diesem Fall besonders leicht Kationen (quartäre Ammoniumionen) gebildet werden können. Beispiele für die Verbindungen umfassen N-Methyldiethanolamin, Triethylamin, N,N-Dimethylethanolamin, Diethanolamin, Dimethylamin und Diethylamin.
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Eine Verbindung mit einer tertiären Aminogruppe, und insbesondere N-Methyldiethanolamin, wird besonders bevorzugt verwendet, weil es in diesem Fall noch leichter ist, Kationen zu bilden.
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Die Säure, die zu dem Reaktionsprodukt (Urethanharz) gegeben wird, das bei der zuvor beschriebenen Umsetzung der Polyisocyanatverbindung mit der Polyolverbindung und der Aminverbindung erhalten wurde, ist bevorzugt eine organische Säure, wie beispielsweise Ameisensäure, Essigsäure oder Oxalsäure, da solche Säuren nicht nur Kationen bilden, sondern auch die Einstellung des pH Wertes des erfindungsgemäßen flüssigen Koagulierungsmittels auf einen Wert im Bereich von 2,0 bis 4,0 begünstigen.
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<Acrylharz>
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Das Acrylharz, das in dem erfindungsgemäßen flüssigen Koagulierungsmittel verwendet wird, ist nicht auf bestimmte Acrylharze beschränkt, vorausgesetzt, dass es eine kationische funktionelle Gruppe enthält.
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Der Ausdruck ”kationische funktionelle Gruppe” bezieht sich auf eine funktionelle Gruppe mit einem Kation, wie bereits zuvor in Zusammenhang mit dem Urethanharz beschrieben wurde.
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Das erfindungsgemäß verwendete Acrylharz hat bevorzugt eine Acrylamidstruktur, weil in diesem Fall die Polymerisierbarkeit zwischen den Harzen verbessert wird.
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Die Acrylamidstruktur ist bevorzugt eine Struktureinheit, die durch die folgende Formel (5) dargestellt wird und die ebenfalls als kationische funktionelle Gruppe (eine Gruppe mit einem quartären Ammoniumion) dient, aber die Acrylamidstruktur kann auch eine Struktureinheit sein, die durch eine der folgenden Formel (2) bis (4) dargestellt wird, wenn das Acrylharz eine andere Gruppe als kationische funktionelle Gruppe enthält. [Chemische Formel 2]
(In den Formeln bedeuten R
1 bis R
3 jeweils unabhängig voneinander eine einwertige aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen).
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Das Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäß verwendeten Acrylharzes ist nicht auf bestimmte Verfahren beschränkt. Ein Beispiel für ein Verfahren umfasst das Zugeben einer Säure zu einem Acrylamidpolymer mit einer Amidgruppe, so dass quartäre Ammoniumionen gebildet werden.
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Beispiele für spezifische Acrylamidpolymere, die für die Herstellung des Acrylharzes verwendet werden können, umfassen Poly-N-ethyl-acrylamid, Poly-N-n-propyl-acrylamid, Poly-N-isopropyl-acrylamid, Poly-N-cyclopropyl-acrylamid, Poly-N,N-diethyl-acrylamid, Poly-N-methyl-N-ethyl-acrylamid, Poly-N-methyl-N-n-propyl-acrylamid, Poly-N-methyl-N-isopropyl-acrylamid, Poly-N-acryloyl-piperidin, Poly-N-acryloyl-pyrrolidin, Poly-N-acryloyl-morpholin, Poly-N-methoxypropyl-acrylamid, Poly-N-ethoxypropyl-acrylamid, Poly-N-isopropoxypropyl-acrylamid, Poly-N-ethoxyethyl-acrylamid, Poly-N-(2,2-dimethoxyethyl)-N-methyl-acrylamid, Poly-N-1-methyl-2-methoxyethyl-acrylamid, Poly-N-1-methoxymethylpropyl-acrylamid, Poly-N-di(2-methoxyethyl)-acrylamid, Poly-N-2-methoxyethyl-N-n-propyl-acrylamid, Poly-N-2-methoxyethyl-N-ethyl-acrylamid, Poly-N-2-methoxyethyl-N-isopropyl-acrylamid, Poly-N-methoxyethoxypropyl-acrylamid, Poly-N-tetrahydrofurfuryl-acrylamid, Poly-N-(1,3-dioxolan-2-yl)methyl-acrylamid, Poly-N-methyl-N-(1,3-dioxolan-2-yl)methyl-acrylamid, Poly-N-cyclopropyl-acrylamid, Poly-N-pyrrolidinomethyl-acrylamid, Poly-N-piperidinomethyl-acrylamid, Poly-N-2-morpholinoethyl-acrylat, Poly-N-2-morpholinoethoxyethyl-acrylat und die entsprechenden Methacrylate dieser Verbindungen.
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Beispiele für die Säuren, die zu dem zuvor beschriebenen Acrylamidpolymer gegeben werden können, umfassen die Säuren, die zuvor in Zusammenhang mit dem Urethanharz beschrieben wurden.
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Das erfindungsgemäße flüssige Koagulierungsmittel, welches das zuvor beschriebene Urethanharz und/oder Acrylharz (in diesem Absatz auch als ”Urethanharz und dergleichen” bezeichnet) enthält, hat einen pH, der auf einen Wert im Bereich von 2,0 bis 4,0 eingestellt wurde, kann eine Emulsion mit einem Naturkautschuklatex (wie beispielsweise ein Abdichtungsmaterial für einen undichten Reifen, das im Folgenden beschrieben wird) sehr gut koagulieren, kann über ein Ventil in einen Reifen eingebracht werden und kann restliches Reifenabdichtungsmittel in dem Reifen koagulieren.
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Es wird davon ausgegangen, dass die hervorragenden Koagulationseigenschaften darauf zurückzuführen sind, dass die Zugabe des Urethanharzes und dergleichen mit einer kationischen funktionellen Gruppe dazu führt, dass die zu koagulierende Emulsion instabiler wird und leichter zur Bildung von Aggregaten neigt, und dass die Koagulation abläuft, nachdem das erfindungsgemäße flüssige Koagulierungsmittel mit einem pH Wert von 2,0 bis 4,0 in der zu koagulierenden Emulsion hinreichend gelöst wurde.
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Im Hinblick auf die Tatsache, dass ein herkömmliches Reifenabdichtungsmittel ein wasserlösliches Lösungsmittel, wie beispielsweise Ethylenglycol oder Propylenglycol, als Frostschutzmittel enthält, ist es sehr überraschend, dass das flüssige Koagulierungsmittel entsprechend der vorliegenden Erfindung restliches Reifenabdichtungsmittel koagulieren kann.
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<Wasser>
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Das erfindungsgemäße flüssige Koagulierungsmittel kann Wasser enthalten, was von Vorteil ist, wenn das Koagulierungsmittel über ein Ventil in einen Reifen eingebracht wird (Handhabbarkeit), oder im Hinblick auf die Stabilität der kationischen funktionellen Gruppe des zuvor beschriebenen Urethanharzes und/oder Acrylharzes.
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In diesem Fall beträgt der Gehalt an Wasser bevorzugt 50 bis 300 Gewichtsteile und besonders bevorzugt 100 bis 200 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Urethanharzes und/oder Acrylharzes.
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Wenn das Urethanharz und das Acrylharz in Kombination miteinander verwendet werden, bezieht sich der Wassergehalt auf 100 Gewichtsteile der Kombination aus Urethanharz und Acrylharz.
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<Frostschutzmittel>
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Das erfindungsgemäße flüssige Koagulierungsmittel kann gegebenenfalls ein Frostschutzmittel enthalten.
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Das Frostschutzmittel, das erfindungsgemäß verwendet werden kann, ist nicht auf bestimmte Frostschutzmittel beschränkt und kann ein gewöhnlich verwendetes Frostschutzmittel sein.
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Spezifische Beispiele für die Frostschutzmittel umfassen Ethylenglycol, Propylenglycol, Diethylenglycol, Glycerin, Methanol, Ethanol und Isopropylalkohol, die einzeln oder in Form eines Gemisches aus zwei oder mehr dieser Verbindungen verwendet werden können.
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Es ist bevorzugt, dass Propylenglycol verwendet wird, weil dann die Viskosität des erfindungsgemäßen flüssigen Koagulierungsmittels niedrig eingestellt werden kann, und die Verwendung einer Kombination aus Propylenglycol und Methanol ist bevorzugt, weil das erfindungsgemäße flüssige Koagulierungsmittel in diesem Fall über einen langen Zeitraum hinweg hervorragende Koagulationseigenschaften hat.
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Wenn das zuvor beschriebene Frostschutzmittel verwendet wird, beträgt der Gehalt an Frostschutzmittel bevorzugt 50 bis 500 Gewichtsteile und besonders bevorzugt 100 bis 300 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des zuvor beschriebenen Urethanharzes und/oder Acrylharzes.
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Wenn das Urethanharz und das Acrylharz in Kombination miteinander verwendet werden, bezieht sich der Gehalt an Frostschutzmittel auf 100 Gewichtsteile der Kombination aus Urethanharz und Acrylharz.
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Im Folgenden wird die Emulsion beschrieben, die mit dem flüssigen Koagulierungsmittel entsprechend der vorliegenden Erfindung koaguliert wird.
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Die Emulsion ist nicht auf bestimmte Emulsionen beschränkt, vorausgesetzt, dass sie einen Naturkautschuklatex enthält, und die Emulsion ist bevorzugt ein Reifenabdichtungsmittel, das weiterhin eine Emulsion eines synthetischen Harzes und ein Frostschutzmittel enthält, weil das erfindungsgemäße flüssige Koagulierungsmittel in diesem Fall besonders effektiv ist.
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Die Bestandteile der Emulsion (Reifenabdichtungsmittel), die mit dem erfindungsgemäßen flüssigen Koagulierungsmittel koaguliert wird, werden im Folgenden genau beschrieben.
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<Naturkautschuklatex>
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Der Naturkautschuklatex, der in der Emulsion, oder in dem Reifenabdichtungsmittel verwendet wird, ist nicht auf bestimmte Naturkautschuklatices beschränkt, und es kann ein herkömmlicher Naturkautschuklatex verwendet werden.
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Spezifische Beispiele für die Naturkautschuklatices umfassen einen Latex, der beim Ernten eines Kautschukbaums erhalten wurde, und einen sogenannten ”entproteinierten Naturkautschuklatex”, der durch Entfernen von Proteinen aus einem Naturkautschuklatex erhalten wurde.
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<Emulsion eines synthetischen Harzes>
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Die Emulsion eines synthetischen Harzes, die in dem Reifenabdichtungsmittel verwendet wird, ist nicht auf bestimmte Emulsionen beschränkt, und es können herkömmliche Emulsionen von synthetischen Harzen verwendet werden.
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Spezifische Beispiele für die Emulsionen von synthetischen Harzen umfassen eine Emulsion eines Ethylen-Vinylacetat-Harzes, eine Emulsion eines Acrylharzes und eine Emulsion eines Urethanharzes, die einzeln oder in Form einer Kombination von zwei oder mehr dieser Emulsionen verwendet werden können.
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Beispiele für Emulsionen von synthetischen Harzen, die erfindungsgemäß verwendet werden können, umfassen die Emulsionen, die in der Patentliteratur 7 beschrieben werden.
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Das synthetische Harz wird bevorzugt in solch einer Menge verwendet, dass das Verhältnis von Feststoffen in dem Naturkautschuklatex und der Emulsion eines synthetischen Harzes (Naturkautschuklatex/Emulsion eines synthetischen Harzes) 5/95 bis 80/20 beträgt und besonders bevorzugt im Bereich von 20/80 bis 50/50 liegt.
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<Frostschutzmittel>
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Das Frostschutzmittel, das in dem Reifenabdichtungsmittel verwendet wird, ist nicht auf bestimmte Frostschutzmittel beschränkt, und es kann ein herkömmliches Frostschutzmittel verwendet werden.
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Beispiele für die Frostschutzmittel umfassen die Frostschutzmittel, die zuvor in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen flüssigen Koagulierungsmittel beschrieben wurden.
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Der Gehalt an Frostschutzmittel beträgt bevorzugt 20 bis 300 Gewichtsteile und besonders bevorzugt 50 bis 200 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile aller Feststoffe in dem Naturkautschuklatex und der Emulsion eines synthetischen Harzes.
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<Klebrigmachendes Mittel>
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Das Reifenabdichtungsmittel, das mit dem flüssigen Koagulierungsmittel entsprechend der vorliegenden Erfindung koaguliert wird, kann im Hinblick auf die Abdichtungseigenschaften ein klebrigmachendes Mittel enthalten.
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Das klebrigmachende Mittel, das erfindungsgemäß verwendet werden kann, ist nicht auf bestimmte klebrigmachende Mittel beschränkt, und es kann ein herkömmliches Frostschutzmittel verwendet werden. Spezifische Beispiele dafür umfassen Harze auf der Basis von Kolophonium, wie zum Beispiel ein Kolophoniumharz, ein polymerisiertes Kolophoniumharz, ein Kolophoniumesterharz, ein polymerisiertes Kolophoniumesterharz oder ein modifiziertes Kolophoniumharz; Terpen-Phenol-Harze; Terpenharze, wie beispielsweise ein aromatisches Terpen; hydrierte Terpenharze, erhalten durch Hydrieren eines Terpenharzes; Phenolharze; und Xylolharze.
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Der Gehalt an klebrigmachendem Mittel beträgt bevorzugt 10 bis 150 Gewichtsteile und besonders bevorzugt 20 bis 100 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile aller Feststoffe in dem Naturkautschuklatex und der Emulsion eines synthetischen Harzes.
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<Additive>
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Das Reifenabdichtungsmittel, das mit dem erfindungsgemäßen flüssigen Koagulierungsmittel koaguliert wird, kann, zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Bestandteilen, verschiedenste Additive enthalten, wie zum Beispiel einen Füllstoff, ein Alterungsschutzmittel, ein Antioxidationsmittel, ein Pigment (einen Farbstoff), einen Weichmacher, ein Thixotropierungsmittel, einen UV-Absorber, ein Flammschutzmittel, ein oberflächenaktives Mittel (umfassend ein Einebnungsmittel), ein Dispergiermittel, ein Entwässerungsmittel und ein antistatisches Mittel.
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Beispiele für solche Additive, die erfindungsgemäß verwendet werden können, umfassen die Additive, die in der Patentliteratur 7 beschrieben werden.
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Im Folgenden wird das Abdichtungsset für einen undichten Reifen entsprechend der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Das erfindungsgemäße Reifenabdichtungsset umfasst ein Reifenabdichtungsmittel, das einen Naturkautschuklatex, eine Emulsion eines synthetischen Harzes und ein Frostschutzmittel enthält, und das zuvor beschriebene erfindungsgemäße flüssige Koagulierungsmittel.
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Das Reifenabdichtungsmittel in dem erfindungsgemäßen Reifenabdichtungsset ist das zuvor beschriebene Reifenabdichtungsmittel, das mit dem zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen flüssigen Koagulierungsmittel koaguliert wird.
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Die Menge (bezogen auf den Feststoffgehalt) des erfindungsgemäßen flüssigen Koagulierungsmittels, die verwendet wird, wenn ein Reifenloch unter Verwendung des erfindungsgemäßen Reifenabdichtungssets abgedichtet bzw. versiegelt wird, ist nicht auf bestimmte Mengen beschränkt, weil die Menge an Reifenabdichtungsmittel, das in dem Reifen verbleibt, oft unbekannt ist, aber die verwendete Menge an erfindungsgemäßem Koagulierungsmittel beträgt bevorzugt etwa 50 bis 200 Gewichtsteile und besonders bevorzugt etwa 80 bis 150 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Feststoffe in dem verwendeten Reifenabdichtungsmittel.
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Das erfindungsgemäße Reifenabdichtungsset ermöglicht nicht nur die sofortige Reparatur eines undichten Reifens eines Fahrzeugs, wenn das Reifenabdichtungsmittel in dem Set verwendet wird, so dass das Fahrzeug weitergefahren werden kann, sondern auch das schnelle Wechseln des Reifens an einer Tankstelle oder dergleichen in der Nachbarschaft, was davon abhängt, ob der Reifen noch gefahren werden kann und ob er noch verwendbar ist, weil der Rest des Abdichtungsmittels in dem Reifen mit dem erfindungsgemäßen flüssigen Koagulierungsmittel koaguliert wird.
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Beispiele
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Die vorliegende Erfindung wird in Folgenden anhand von Beispielen, welche die Erfindung jedoch nicht beschränken, genauer beschrieben.
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<Herstellung eines Reifenabdichtungsmittels>
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Es wurde ein Reifenabdichtungsmittel hergestellt, wobei ein Rührer verwendet wurde, um die in der folgenden Tabelle 1 aufgeführten Bestandteile des Abdichtungsmittels in den angegebenen Mengen (in Gewichtsteilen) miteinander zu vermischen. Tabelle 1
Abdichtungsmittel für einen undichten Reifen |
Emulsion 1 | 50 |
Emulsion 2 | 50 |
Frostschutzmittel | 100 |
oberflächenaktives Mittel A | 1,5 |
oberflächenaktives Mittel B | 0,45 |
Gesamtmenge | 201,95 |
Feststoffgehalt (%) | 27,3 |
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Die in der Tabelle 1 aufgeführten Bestandteile des Reifenabdichtungsmittels waren die folgenden Bestandteile.
Emulsion 1: eine Emulsion eines Naturkautschuks (HA latex; Feststoffgehalt 60 Gew.-%; hergestellt von Golden Hope Corporation).
Emulsion 2: eine Emulsion eines Ethylen-Vinylacetat-Harzes (Feststoffgehalt 51 Gew.-%; Sumikaflex S-408HQE, hergestellt von Sumika Chemtex Co., Ltd.).
Frostschutzmittel: Propylenglycol (Feststoffgehalt 100 Gew.-%; hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
Oberflächenaktives Mittel A: Dodecylnatriumsulfat (hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
Oberflächenaktives Mittel B: ein Polyoxyethylenalkylether (EMULGEN 109, hergestellt von Kao Corporation).
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<Herstellung eines flüssigen Koagulierungsmittels>
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(Beispiele 1 bis 4, und Vergleichsbeispiele 1 bis 4)
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Eine Polyisocyanatverbindung (TDI, hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc.), eine Polyolverbindung (ein Polypropylenglycol mit einer endständigen Ethylenoxidgruppe; CMC252, hergestellt von ADEKA Corporation) und eine Aminverbindung (N-Methyldiethanolamin) wurden jeweils in den in der folgenden Tabelle 2 angegebenen Mengen (in Gewichtsteilen) vorab miteinander vermischt und dann miteinander umgesetzt, wobei Urethanharze mit jeweils einer Ethylenoxidstruktur und einer Propylenoxidstruktur erhalten wurden.
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Zu den auf diese Weise erhaltenen Urethanharzen wurde eine Säure (Ameisensäure) in den in der Tabelle 2 angegebenen Mengen (in Gewichtsteilen) gegeben, um die tertiäre Aminogruppe in eine kationische funktionelle Gruppe (eine Gruppe mit einem quartären Ammoniumion) umzuwandeln.
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Die erhaltenen Urethanharze wurden auf eine Temperatur von 10°C oder darunter abgekühlt, bevor Wasser in den in der Tabelle 2 angegebenen Mengen zu den Harzen gegeben wurde, wobei die Zugabe in Reaktionsbehältern erfolgte, in denen das Gemisch mit einer hohen Geschwindigkeit von etwa 500 UpM gerührt wurde, wobei flüssige Koagulierungsmittel mit den in der Tabelle 2 angegebenen Feststoffgehalten und pH Werten erhalten wurden. [Tabelle 2]
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(Beispiele 5 bis 8, und Vergleichsbeispiele 5 bis 8)
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Die Prozedur von Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass ein Urethanharz ohne Ethylenoxidstruktur, das unter Verwendung von Polypropylenglycol (hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc.) als Polyolverbindung in den in der folgenden Tabelle 3 angegebenen Mengen erhalten worden war, verwendet wurde, wobei flüssige Koagulierungsmittel mit den in der Tabelle 3 angegebenen Feststoffgehalten und pH Werten erhalten wurden. [Tabelle 3]
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(Beispiel 9)
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Die Prozedur von Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass Diethanolamin als Aminverbindung in der in der folgenden Tabelle 4 angegebenen Menge verwendet wurde, wobei ein flüssiges Koagulierungsmittel mit dem in der Tabelle 4 angegebenen Feststoffgehalt und pH Wert erhalten wurde.
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(Beispiel 10)
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Die Prozedur von Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass Oxalsäure als Säure in der in der folgenden Tabelle 4 angegebenen Menge verwendet wurde, wobei ein flüssiges Koagulierungsmittel mit dem in der Tabelle 4 angegebenen Feststoffgehalt und pH Wert erhalten wurde.
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(Vergleichsbeispiel 9)
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Das Urethanharz, das in Beispiel 1 hergestellt worden war und zu dem keine Säure (Ameisensäure) gegeben worden war, wurde als solches in dem flüssigen Koagulierungsmittel verwendet. Tabelle 4
| Beispiel | Vergleichsbeispiel |
9 | 10 | 9 |
Polyisocyanatverbindung | 20 | 20 | 20 |
Polyolverbindung | 145 | 145 | 145 |
Aminverbindung | 3.5 | 4,1 | 4,1 |
Säure | 4,5 | 4,5 | - |
Wasser | 212 | 212 | 204 |
Gesamtmenge | 385,0 | 385,6 | 373,1 |
Feststoffgehalt (%) | 43,8 | 43,8 | 45,3 |
pH | 3,5 | 3,5 | 9,0 |
Koagulationseigenschaft 1 | akzeptabel | akzeptabel | schlecht |
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(Beispiele 11 bis 17)
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Zu dem flüssigen Koagulierungsmittel, das in Beispiel 2 hergestellt worden war, wurden weiterhin die in der folgenden Tabelle 5 aufgeführten Frostschutzmittel (Propylenglycol und Methanol) in den in der gleichen Tabelle angegebenen Mengen gegeben, wobei flüssige Koagulierungsmittel erhalten wurden. Tabelle 5
| Beispiel |
11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
Polyisocyanatverbindung | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
Polyolverbindung | 145 | 145 | 145 | 145 | 145 | 145 | 145 |
Aminverbindung | 4,1 | 4,1 | 4,1 | 4,1 | 4,1 | 4,1 | 4,1 |
Säure | 6,0 | 6,0 | 6,0 | 6,0 | 6,0 | 6,0 | 6.0 |
Wasser | 213 | 213 | 213 | 213 | 213 | 213 | 213 |
Propylenglycol | 70 | 50 | 50 | 35 | 20 | 20 | 20 |
Methanol | 0 | 0 | 20 | 35 | 50 | 30 | 20 |
Gesamtmenge | 458,1 | 438,1 | 458,1 | 458,1 | 458,1 | 438,1 | 428,1 |
Feststoffgehalt (%) | 38,2 | 40,0 | 38,2 | 38,2 | 38,2 | 40,0 | 40,9 |
pH | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 |
Koagulationseigenschaft 2 | akzeptabel | akzeptabel | akzeptabel | gut | gut | gut | gut |
Form bei minus 20°C | flüssig | fest | flüssig | flüssig | flüssig | flüssig | flüssig |
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(Beispiele 18 und 19, und Vergleichsbeispiele 10 bis 12)
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Zu einer Emulsion eines Acrylharzes mit einer Acrylamidstruktur (Feststoffgehalt 45%; hergestellt von Asahi Kasei Chemicals Corporation) in den in der folgenden Tabelle 6 angegebenen Mengen (in Gewichtsteilen) wurde eine Säure (Ameisensäure) in den in der gleichen Tabelle angegebenen Mengen (in Gewichtsteilen) gegeben, um die Amidgruppe des Acrylharzes in eine kationische funktionelle Gruppe (eine Gruppe mit einem quartären Ammoniumion) umzuwandeln.
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Dann wurden die in der Tabelle 6 aufgeführten Frostschutzmittel in den in der gleichen Tabelle angegebenen Mengen zugegeben, wobei flüssige Koagulierungsmittel mit den in der Tabelle 6 angegebenen Feststoffgehalten und pH Werten erhalten wurden. Tabelle 6
| Beispiel | Vergleichsbeispiel |
18 | 19 | 10 | 11 | 12 |
Acrylharzemulsion | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
Säure | 3,5 | 4,0 | 1,0 | 1,5 | 2,5 |
Propylenglycol | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
Methanol | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
Gesamtmenge | 123,5 | 124,0 | 121,0 | 121,5 | 122,5 |
Feststoffgehalt (%) | 36,4 | 36,3 | 37,2 | 37,0 | 36,7 |
pH | 2,5 | 2,2 | 6,8 | 5,5 | 4,3 |
Koagulationseigenschaft 2 | gut | gut | schlecht | schlecht | schlecht |
Form bei minus 20° C | flüssig | flüssig | flüssig | flüssig | flüssig |
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<Bewertung>
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(1) Koagulationseigenschaft 1
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Jedes der flüssigen Koagulierungsmittel, die in den Beispielen 1 bis 10 und in den Vergleichsbeispielen 1 bis 9 hergestellt worden waren, wurde in einer Menge von 10 g zu 100 g des Reifenabdichtungsmittels, das mit dem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt worden war, gegeben, und die Gemische wurden dann 5 Minuten lang bei 20°C gerührt, bevor visuell überprüft wurde, ob flüssige Bestandteile vorhanden waren.
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Wenn keine flüssigen Bestandteile gefunden wurden, dann wurde das getestete Koagulierungsmittel bezüglich der Koagulationseigenschaft mit ”gut” bewertet. Wenn das getestete Koagulierungsmittel verhinderte, dass restliches Reifenabdichtungsmittel verspritzte, selbst wenn flüssige Bestandteile in geringen Mengen gefunden wurden, dann wurde das Koagulierungsmittel mit ”akzeptabel” bewertet. Wenn große Mengen an flüssigen Bestandteilen gefunden wurden, dann wurde das getestete Koagulierungsmittel bezüglich der Koagulationseigenschaft mit ”schlecht” bewertet. Die Ergebnisse der Bewertung sind in den Tabellen 2 bis 4 angegeben.
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(2) Koagulationseigenschaft 2
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Die flüssigen Koagulierungsmittel, die in den Beispielen 11 bis 19 und in den Vergleichsbeispielen 10 bis 12 hergestellt worden waren, wurden jeweils in einer Menge von 60 ml in einen Reifen ohne Felge eingebracht, in den zuvor 600 ml des Reifenabdichtungsmittels, das mit dem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt worden war, eingebracht worden waren.
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Dann wurde jeder Reifen in Rollrichtung geschwungen, vorwärts und rückwärts, insgesamt zehn mal (fünf mal in jeder Richtung), und jedes mal um etwa 90 Grad.
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Die Reifen wurden dann 5 Minuten lang bei 20°C stehen gelassen, bevor visuell überprüft wurde, ob flüssige Bestandteile vorhanden waren.
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Wenn keine flüssigen Bestandteile gefunden wurden, dann wurde das getestete Koagulierungsmittel bezüglich der Koagulationseigenschaft mit ”gut” bewertet. Wenn das getestete Koagulierungsmittel verhinderte, dass restliches Reifenabdichtungsmittel verspritzte, selbst wenn flüssige Bestandteile in geringen Mengen gefunden wurden, dann wurde das Koagulierungsmittel mit ”akzeptabel” bewertet. Wenn große Mengen an flüssigen Bestandteilen gefunden wurden, dann wurde das getestete Koagulierungsmittel bezüglich der Koagulationseigenschaft mit ”schlecht” bewertet. Die Ergebnisse der Bewertung sind in den Tabellen 5 und 6 angegeben.
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(3) Form bei minus 20°C
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Es wurde visuell überprüft, in welcher Form (fest oder flüssig) die flüssigen Koagulierungsmittel, die in den Beispielen 11 bis 19 und in den Vergleichsbeispielen 10 bis 12 hergestellt worden waren, bei minus 20°C vorlagen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 5 und 6 angegeben.
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Die in den Tabellen 2 bis 6 angegebenen Ergebnisse zeigen, dass die flüssigen Koagulierungsmittel mit einem pH Wert außerhalb des Bereichs von 2,0 bis 4,0 (Vergleichsbeispiele 1 bis 12) schlechte Koagulationseigenschaften hatten, und zwar unabhängig davon, ob die verwendeten Harze eine kationische funktionelle Gruppe hatten.
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Im Gegensatz dazu hatten die flüssigen Koagulierungsmittel mit einem pH Wert von 2,0 bis 4,0, die Harze mit einer kationischen funktionellen Gruppe enthielten (Beispiele 1 bis 19), gute Koagulationseigenschaften und konnten verhindern, dass restliches Reifenabdichtungsmittel verspritzt.
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Von den flüssigen Koagulierungsmitteln, zu denen zusätzlich ein Frostschutzmittel gegeben worden war, waren die in den Beispielen 11 und 13 bis 19 hergestellten Koagulierungsmittel selbst bei minus 20°C noch flüssig.