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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen kationischen Naturkautschuklatex und ein Dichtmittel für Reifenlöcher unter Verwendung desselben.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Wenn an einem Reifen, der an einem Kraftfahrzeug oder Ähnlichem verwendet wird, während der Fahrt ein Loch entsteht, kann dieses Reifenloch heutzutage unter Verwendung eines Dichtmittels für Reifenlöcher repariert werden. Als Dichtmittel für Reifenlöcher können als Materialien beispielsweise ein Kautschuklatex und/oder eine Harzemulsion verwendet werden. Bislang hat der Anmelder der vorliegenden Anmeldung ein Dichtmittel für Reifenlöcher aus einer Mischung eines natürlichen Kautschuklatex und einer Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisierenden Emulsion (EVA-Emulsion) (Patentdokument 1) vorgeschlagen. Allerdings birgt ein natürlicher Kautschuklatex, der typischerweise unter Verwendung von Ammoniak stabilisiert wird, sowohl Probleme aufgrund seines starken Geruchs, als auch, weil er aufgrund von Proteinen im Naturkautschuk allergische Symptome hervorruft. Zur Lösung dieser Probleme wurde ein kationischer deproteinisierter Naturkautschuklatex vorgeschlagen, bei dem der Naturkautschuk durch Verwendung eines proteolytischen Enzyms, eines kationischen Tensids und dergleichen für einen Naturkautschuklatex positiv geladen wird (z. B. Patentdokument 2). Aus Patentdokument 3 ist ein Abdichtungsset für Reifen bekannt, das einen Naturkautschuklatex, eine Emulsion eines synthetischen Harzes, ein Fristschutzmittel und ein Urethanharz und/oder ein Acrylharz mit einer kationischen funktionellen Gruppe enthält. Die Lagerbeständigkeit des Abdichtungssets ist jedoch verbesserungswürdig. In Patentdokument 4 ist ein Dichtmittel für Reifenlöcher bekannt, welches einen Naturkautschuklatex, eine Emulsion eines modifizierten, aromatischen Terpenharzes und eines Frostschutzmittels enthält.
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Dokument Des Stands Der Technik
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Patentdokument
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- Patentdokument 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 2011-26544A
- Patentdokument 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 2001-81106A
- Patentdokument 3: DE 11 2011 101 806 T5
- Patentdokument 4: DE 603 09 387 T2
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Zusammenfassung Der Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösendes Problem
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Allerdings war es in Bezug auf ein Dichtmittel für Reifenlöcher bestehend aus einer Mischung aus Naturkautschuklatex und einer Säureharzemulsion wie beispielsweise der EVA-Emulsion aufgrund der niedrigen Lagerstabilität des Naturkautschuks, der geringen mechanischen Stabilität (z. B. problemlose Injektion mittels eines Ventils) und hohen Viskosität der Mischung schwierig, sowohl lochdichtende Eigenschaft, Lagerstabilität als auch Verarbeitbarkeit (das heißt, Erreichen sowohl niedriger Viskosität bei –40°C als auch einer ausgezeichneten Quetschbarkeit per Hand) in ausgewogener Art und Weise zu erreichen. Darüber hinaus haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass, wenn zur Herstellung des Dichtmittels für Reifenlöcher nur ein durch eine niedermolekulare kationische Substanz (z. B. eines kationischen Tensids) positiv geladener kationischer Naturkautschuklatex zum Einsatz kommt, dies allein allenfalls zu einem Dichtmittel von schlechter Verarbeitbarkeit und Lagerstabilität führt. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Dichtmittel für Reifenlöcher mit einer ausgezeichneten lochdichtenden Eigenschaft, Lagerstabilität und Verarbeitbarkeit bereitzustellen (das heißt, ein Dichtmittel mit sowohl niedriger Viskosität bei –40°C als auch einer ausgezeichneten Quetschbarkeit per Hand; das gleiche gilt nachstehend).
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Mittel zum Lösen des Problems
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Als Ergebnis gewissenhafter Forschung zur Lösung der oben genannten Probleme haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass eine Zusammensetzung, die einen kationischen Naturkautschuklatex wie unten beschrieben sowie eine Säureharzemulsion enthalten, in einer Weise, dass ein Masseverhältnis eines Feststoffgehalts des kationischen Naturkautschuklatex zu einem Feststoffgehalt der Säureharzemulsion von 90:10 bis 10:90 vorliegt, ein Dichtmittel für Reifenlöcher mit einer ausgezeichneten lochdichtenden Eigenschaft, Lagerstabilität und Verarbeitbarkeit sein kann. Der kationische Naturkautschuklatex enthält kationische Naturkautschukmikropartikel, wobei die Oberflächen der Naturkautschukmikropartikel mit kationischen Polymeren mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht der kationischer Polymere von 3.000 bis 150.000 bedeckt ist, mit einer Konzentration des kationischen Naturkautschuks von 30 bis 70 Masse-%, mit einer Viskosität bei 20°C von 50 bis 500 mPa·s und einem Oberflächenpotential der kationischen Naturkautschukmikropartikel von –3 mV bis –50 mV. Somit haben die Erfinder die vorliegende Erfindung fertiggestellt.
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Das heißt, die vorliegende Erfindung stellt die folgende kationische Naturkautschukemulsion und das folgende Dichtmittel für Reifenlöcher bereit, bei dem die vorgenannte kationische Naturkautschukemulsion verwendet wird.
- 1. Kationischer Naturkautschuklatex, der kationische Naturkautschukmikropartikel enthält, deren Oberflächen von Naturkautschukmikropartikeln von einem kationischen Polymer bedeckt sind,
wobei das kationische Polymer eine gewichtsmittlere Molmasse von 3.000 bis 150.000,
eine Konzentration des kationischen Naturkautschuks von 30 bis 70 Masse-%,
eine Viskosität bei 20°C von 50 bis 500 mPa·s und
ein Oberflächenpotential der kationischen Naturkautschukmikropartikel von –3 mV bis –50 mV aufweist.
- 2. Kationischer Naturkautschuklatex gemäß Anspruch 1 oben, wobei das kationische Polymer ein Polyurethan mit einer kationischen Gruppe und/oder eines Salzes davon ist.
- 3. Kationischer Naturkautschuklatex gemäß Anspruch 1 oder 2 oben, wobei das kationische Polymer eine kationische Gruppe und/oder ein Salz aufweist und ein Monomer, welches für die Einführung der kationischen Gruppe verwendet wird und welches von 5 bis 50 Mol-% der Gesamtmenge der bei der Herstellung des kationischen Polymers verwendeten Monomere beträgt.
- 4. Kationischer Naturkautschuklatex gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 oben, wobei der kationische Naturkautschuklatex unter Verwendung von 1 bis 15 Massenteilen des kationischen Polymers je 100 Massenteile, ausgedrückt als Feststoffgehalt, des Naturkautschuklatex hergestellt wird.
- 5. Dichtmittel für Reifenlöcher bestehend aus: Dem in einem der Ansprüche 1 bis 4 oben beschriebenen kationischen Naturkautschuklatex und eine Säureharzemulsion, wobei das Masseverhältnis eines Feststoffgehalts des kationischen Naturkautschuklatex zum Feststoffgehalt der Säureharzemulsion von 90:10 bis 10:90 beträgt.
- 6. Dichtmittel für Reifenlöcher gemäß 5 oben, wobei die Säureharzemulsion eine Ethylen-Vinylacetat-Copolymeremulsion ist.
- 7. Dichtmittel für Reifenlöcher gemäß 5 oder 6 oben, wobei eine Gesamtheit des Feststoffgehalts des kationischen Naturkautschuklatex und des Feststoffgehalts der Säureharzemulsion von 20 bis 40 Masse-% einer Gesamtmasse des Dichtmittels für Reifenlöcher beträgt.
- 8. Dichtmittel für Reifenlöcher gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7 oben, darüber hinaus bestehend aus einem Gefrierschutzmittel, wobei eine Menge des Gefrierschutzmittels von 160 bis 400 Massenteilen je 100 Massenteile einer Gesamtmenge des Feststoffgehalts des Naturkautschuklatex und des Feststoffgehalts der Säureharzemulsion beträgt.
- 9. Dichtmittel für Reifenlöcher gemäß 8 oben, wobei das Gefrierschutzmittel einer oder zwei oder mehreren ausgewählten Arten der aus Ethylenglykol, Propylenglykol, Glycerin und Diethyleneglykol gebildeten Gruppe angehört.
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Wirkung Der Erfindung
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Der kationische Naturkautschuklatex der vorliegenden Erfindung kann ein Dichtmittel für Reifenlöcher mit einer ausgezeichneten lochdichtenden Eigenschaft, Lagerstabilität und Verarbeitbarkeit bereitstellen. Das Dichtmittel für Reifenlöcher der vorliegenden Erfindung verfügt über eine ausgezeichnete lochdichtende Eigenschaft, Lagerstabilität und Verarbeitbarkeit.
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Bester Weg Zum Ausführen Der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung ist nachstehend ausführlich beschrieben. Der kationische Naturkautschuklatex der vorliegenden Erfindung ist ein kationischer Naturkautschuklatex, bestehend aus kationischen Naturkautschukmikropartikeln, wobei die Oberflächen der Naturkautschukmikropartikel von einem kationischen Polymer bedeckt sind,
mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht des kationischen Polymers von 3.000 bis 15.0000,
einer Konzentration des kationischen Naturkautschuks von 30 bis 70 Masse-%; einer Viskosität bei 20°C von 50 bis 500 mPa·s und einem Oberflächenpotential der kationischen Naturkautschukmikropartikel von –3 mV bis –50 mV.
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Der kationische Naturkautschuklatex der vorliegenden Erfindung weist kationische Naturkautschukmikropartikel auf, wobei die Oberflächen der Naturkautschukmikropartikel von einem kationischen Polymer bedeckt sind. Der kationische Naturkautschuk muss ein kationisches Polymer auf seiner Oberfläche aufweisen. Beispielsweise kann die gesamte Oberfläche oder ein Teil der Oberfläche des kationischen Naturkautschuks von dem kationischen Polymer bedeckt sein. Eine Art des kationischen Naturkautschuklatex wird beispielhaft durch ein Kolloid erläutert, das durch ein kationisches Polymer geschützt ist. Der kationische Naturkautschuklatex der vorliegenden Erfindung kann eine ausgezeichnete Lagerstabilität des kationischen Naturkautschuks im Latex aufweisen und kann seine Lagerstabilität selbst dann aufrechterhalten, wenn der kationische Naturkautschuk mit einer Säureharzemulsion gemischt wird, weil die Oberfläche der Naturkautschukmikropartikel mit einem kationischen Polymer bedeckt ist.
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Der für die Herstellung des kationischen Naturkautschuklatex der vorliegenden Erfindung verwendete Kautschuklatex unterliegt keinen speziellen Einschränkungen. Zu Beispielen davon gehören im Stand der Technik bekannte Naturkautschuklatizes. Der Naturkautschuklatex kann durch Ammoniak oder dergleichen stabilisiert werden. Darüber hinaus kann der Naturkautschuklatex ein deproteinisierter Naturkautschuklatex sein. Ein bevorzugter Aspekt davon ist ein Naturkautschuklatex, der beispielsweise durch Erhitzen einer Ammoniak-Abbaubehandlung unterzogen wurde. Beispielsweise kann das Ammoniak im Latex insbesondere durch Erhitzen des Naturkautschuklatex für 10 Stunden bei 60°C substantiell auf 0% reduziert werden.
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Das für die Herstellung des kationischen Naturkautschuklatex der vorliegenden Erfindung verwendete kationische Polymer unterliegt keinen speziellen Einschränkungen, solange es sich um ein kationisches Polymer handelt. Zu Beispielen des kationischen Polymers gehören primäre Ammoniumkationen, sekundäre Ammoniumkationen, tertiäre Ammoniumkationen, quaternäre Ammoniumkationen und Salze davon. Zu Beispielen des kationischen Polymers gehören Polymere mit einer Struktur einer kationischen Gruppe oder eines Salzes davon. Zu Beispielen der kationischen Gruppe gehören Gruppen mit einem Stickstoffatom und spezifische Beispiele davon umfassen Ammoniumkationen und Salze davon.
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Das Ammoniumkation als kationische Gruppe unterliegt keinen speziellen Einschränkungen, solange es sich beim Ammoniumkation um eine kationische Gruppe mit N+ handelt, die mindestens an eine Kohlenwasserstoffgruppe (z. B. Hauptkette des Polymers) gebunden ist. Das Gegenion, das mit dem Kation ein Salz bildet (z. B. dargestellt als Xn-, wobei n eine ganze Zahl von 1 oder größer ist), unterliegt keinen speziellen Einschränkungen. Zu Beispielen davon gehören Halogenionen (wie beispielsweise Chlor, Brom und Iod), Hydroxidionen, Nitrationen, Nitritionen und Sulphationen. Die kationische Gruppe kann direkt an die Hauptkette des Polymers gebunden sein oder kann über eine organische Gruppe an die Hauptkette des Polymers gebunden sein (z. B. eine zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe, die ein Heteroatom aufweisen kann, z. B. ein Sauerstoffatom, Stickstoffatom oder Schwefelatom). Außer der Bindung der kationischen Gruppe an die Hauptkette des Polymers kann sie auch an eine andere organische Gruppe gebunden sein. Die organische Gruppe unterliegt keinen speziellen Einschränkungen. Zu Beispielen davon gehören Kohlenwasserstoffgruppen, die ein Heteroatom aufweisen können wie beispielsweise ein Sauerstoffatom, Stickstoffatom und Schwefelatom.
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Das Kation kann an die Kohlenwasserstoffgruppe gebunden sein, beispielsweise durch ein Heteroatom wie beispielsweise ein Sauerstoffatom, Stickstoffatom und Schwefelatom. Die Kohlenwasserstoffgruppe unterliegt keinen speziellen Einschränkungen. Zu Beispielen davon gehören aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen (die linear oder verzweigt sein können und eine ungesättigte Bindung aufweisen können), cycloaliphatische Kohlenwasserstoffgruppen (die eine ungesättigte Bindung aufweisen können), aromatische Gruppen und eine Kombination dieser Gruppen. In Fällen, in denen es zwei oder mehrere organische Gruppen gibt, können die beiden organischen Gruppen aneinander gebunden sein, so dass sie eine cyclische Struktur bilden. Zu Beispielen der aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe gehören Alkylgruppen wie beispielsweise eine Methylgruppe. Die kationische Gruppe muss mindestens in eine von einer Seitenkette, am Ende oder einer Hauptkette des Polymers eingeführt sein. Die Hauptkette des Polymers unterliegt keinen speziellen Einschränkungen. Zu Beispielen davon gehören Polyurethan (einschließlich Urethan-Prepolymer), Polyvinylpyrrolidon, leitfähige Polymere (wie beispielsweise Polyanilin und Polypyrrol), Polyalkylenimin, Polyvinylamin, Polyallylamin und Polyacrylamid.
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Die kationische Gruppe ist beispielhaft erläutert durch mindestens eine Art von kationischer Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus -N+HaR3-a (wobei a eine ganze Zahl von 0 bis 3 und R eine Kohlenwasserstoffgruppe ist, und wenn eine Mehrzahl von R-Einheiten existiert, kann die Mehrzahl von R-Einheiten einander binden, um eine cyclische Struktur zu bilden),
>N+HbR2-b (wobei b eine ganze Zahl von 0 bis 2 und R eine Kohlenwasserstoffgruppe ist, und wenn eine Mehrzahl von R-Einheiten existiert, kann die Mehrzahl von R-Einheiten einander binden, um eine cyclische Struktur zu bilden. Es ist zu beachten, dass >N+HbR2-b Zweiwertigkeit darstellt),
≡N+HcR1-c (c ist 0 oder 1 und R ist eine Kohlenwasserstoffgruppe. Es ist zu beachten, dass ≡N+HcR1-c Dreiwertigkeit darstellt), quaternäre Ammoniumkationen und
Salze davon. Die Kohlenwasserstoffgruppen sind die gleichen wie oben beschrieben. Wenn die kationische Gruppe -N+HaR3-a ist, kann -N+HaR3-a an die Polymerhauptkette, an ein Ende und/oder in eine Seitenkette gebunden sein. Wenn die kationische Gruppe >N+HbR2-b, ≡N+HcR1-c oder ein quaternäres Ammoniumkation ist, kann die kationische Gruppe an einem Ende, einer Seitenkette oder Hauptkette des Polymers eingeführt sein.
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Wenn das Kation ein N+ besitzt, ist das Salz davon ein Salz eines Ammoniumkations: N+X-. X unterliegt keinen speziellen Einschränkungen, und Beispiele von X beinhalten Halogene (wie beispielsweise Chlor, Brom und Iod) und eine Hydroxygruppe.
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Beispiele des kationischen Polymers beinhalten Polyurethan mit einer kationischen Gruppe und/oder eines Salzes davon und Polyvinylpyrrolidon mit mindestens einer kationischen Gruppe und/oder eines Salzes davon in einer Seitenkette. Was das Aufweisen einer verbesserten lochdichtenden Eigenschaft, Lagerstabilität und Verarbeitbarkeit dieser Polymere angeht, ist Polyurethan mit einer kationischen Gruppe und/oder einem Salz davon als kationisches Polymer zu bevorzugen und besonders bevorzugt ist Polyurethan mit einem Ammoniumkation als einer kationischen Gruppe und/oder eines Salzes davon. Die kationische Gruppe und/oder das Salz davon müssen mindestens in eine von einer Seitenkette, am Ende oder an einer Hauptkette des Polymers eingeführt sein.
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Das Polyurethan mit einer kationischen Gruppe und/oder einem Salz davon unterliegt keinen speziellen Einschränkungen. Zu Beispielen davon gehören im Stand der Technik bekannte Verfahren. Zu spezifischen Beispielen davon gehört Polyurethan mit einem Ammoniumkation als einer kationischen Gruppe und/oder einem Salz davon an mindestens einer Seitenkette, einem Ende oder einer Hauptkette. Das Verfahren zur Herstellung von Polyurethan als dem kationischen Polymer unterliegt keinen speziellen Einschränkungen. Beispielsweise kann Polyurethan mit einem Ammoniumkationsalz durch Herstellung eines Urethan-Prepolymers hergestellt werden, bei dem eine Aminogruppe (einschließlich einer Aminogruppe, bei der ein oder zwei Wasserstoffatome von -NH2 entfernt wurden) in mindestens einer Seitenkette, einem Ende oder einer Hauptkette eingeführt wurden, jeweils erhalten durch Umsetzen einer Aminverbindung mit zwei oder mehreren Hydroxygruppen, Polyisocyanat und Polyol (außer bei einer Aminverbindung mit zwei oder mehreren Hydroxygruppen) und anschließender Zugabe eines Neutralisierungsmittels wie Chlorwasserstoffsäure. Die Aminverbindung mit zwei oder mehreren Hydroxygruppen ist als Monomer zur Einführung der kationischen Gruppe in das Polyurethan nützlich. Die Aminverbindung mit zwei oder mehreren Hydroxygruppen, die als das kationische Polymer während der Herstellung des Polyurethans verwendet wurde, unterliegt keinen speziellen Einschränkungen. Bei der Aminverbindung kann es sich um ein primäres Amin, ein sekundäres Amin oder ein tertiäres Amin handeln. Die Aminverbindung kann eine oder zwei oder mehrere von mindestens einer Art Aminogruppe haben, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus -NH2, -NH- und einer Gruppe, dargestellt durch: Formel 1
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Eine Aminogruppe und eine Hydroxygruppe, die beispielsweise über eine Kohlenwasserstoffgruppe, die ein Heteroatom aufweisen kann, z. B. ein Sauerstoffatom, ein Stickstoffatom oder ein Schwefelatom, verbunden sein können. Beispiele der Kohlenwasserstoffgruppe beinhalten aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen (die linear oder verzweigt sein und eine ungesättigte Bindung haben können), cycloaliphatische Kohlenwasserstoffgruppen (die eine ungesättigte Bindung aufweisen können), aromatische Gruppen und eine Kombination von diesen. Beispiele der Aminverbindung mit zwei oder mehreren Hydroxygruppen beinhalten N-N-Methyldiethanolamin und Diethanolamin.
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Das Polyisocyanat, das während der Herstellung des Polyurethans als kationisches Polymer verwendet wird, unterliegt keinen speziellen Einschränkungen. Zu Beispielen davon gehören aliphatische Polyisocyanate (die eine cycloaliphatische Kohlenwasserstoffgruppe enthalten können) wie beispielsweise Hexamethylen-Diisocyanat und Isophoron-Diisocyanat) und aromatische Polyisocyanate wie beispielsweise Toluylen-Diisocyanat, Xylylen-Diisocyanat und Diphenylmethan-Diisocyanat. Das Polyol, das während der Herstellung des Polyurethans als kationisches Polymer verwendet wird, unterliegt keinen speziellen Einschränkungen. Was beispielsweise das Aufweisen einer ausgezeichneten lochdichtenden Eigenschaft, Lagerstabilität und Verarbeitbarkeit angeht, gehören zu den Beispielen aliphatische Polyesterpolyole wie beispielsweise Hexandioladipat-Polyester und Butandiol-Adipat, aromatische Polyesterpolyole wie beispielsweise Polyethylen-Terephthalat, Polyetherpolyole wie beispielsweise Polyoxypropylenpolyol, Poly(propylenglykol) und Poly(tetramethylenglykol).
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In Fällen, in denen das kationische Polymer ein Salz bildet, unterliegt die Säure (Neutralisierungsmittel), die zur Bildung des Salzes verwendet wird, keinen speziellen Einschränkungen. Zu Beispielen davon gehören Chlorwasserstoffsäure, Essigsäure und Phosphorsäure.
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Die Menge des verwendeten Monomers zur Einführung der kationischen Gruppe beträgt, was das Aufweisen einer ausgezeichneten lochdichtenden Eigenschaft, Lagerstabilität und Verarbeitbarkeit angeht, von 5 bis 50 Mol-% und besonders bevorzugt von 10 bis 40 Mol-% der zur Herstellung des kationischen Polymers verwendeten Gesamtmenge an Monomeren. Die Menge des zur Einführung der kationischen Gruppe in das Polyurethan verwendeten Monomers beträgt, was das Aufweisen einer ausgezeichneten lochdichtenden Eigenschaft, Lagerstabilität und Verarbeitbarkeit angeht, zwischen 5 bis 50 Mol-% und besonders bevorzugt zwischen 10 und 40 Mol-% der zur Herstellung des Polyurethans verwendeten Gesamtmenge an Monomeren.
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Bei dem kationischen Naturkautschuklatex der vorliegenden Erfindung beträgt das gewichtsmittlere Molekulargewicht des kationischen Polymers von 3.000 bis 150.000. Wenn das gewichtsmittlere Molekulargewicht des kationischen Polymers 3.000 oder mehr beträgt, ist die Lagerstabilität des Dichtmittels für Reifenlöcher der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des kationischen Naturkautschuklatex ausgezeichnet. Wenn das gewichtsmittlere Molekulargewicht des kationischen Polymers 150.000 oder weniger beträgt, sind die Viskosität des kationischen Naturkautschuklatex und das Oberflächenpotential der kationischen Naturkautschukmikropartikel der vorliegenden Erfindung geeignet und daher ergibt sich unter Verwendung des kationischen Naturkautschuklatex eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit des Dichtmittels für Reifenlöcher. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht des kationischen Polymers beträgt, was das Aufweisen einer ausgezeichneten lochdichtenden Eigenschaft, Lagerstabilität und Verarbeitbarkeit angeht, bevorzugt von 50.000 bis 150.000 und besonders bevorzugt von 100.000 bis 150.000. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht des kationischen Polymers wird hinsichtlich des Polystyrols durch Gelpermeationschromatographie (GPC) unter Verwendung von Dimethylformamid als einem Lösungsmittel ermittelt. Als kationisches Polymer kann eine Art allein oder eine Kombination von zwei oder mehreren Arten verwendet werden. Das Verfahren zur Herstellung des kationischen Polymers unterliegt keinen speziellen Einschränkungen. Zu Beispielen davon gehören im Stand der Technik bekannte Verfahren.
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Beispiele des Verfahrens zur Herstellung des kationischen Naturkautschuklatex der vorliegenden Erfindung beinhalten Herstellungsverfahren, bei denen ein Naturkautschuklatex und ein kationisches Polymer gemischt werden. Die Menge des verwendeten kationischen Polymers beträgt, was das Aufweisen einer ausgezeichneten lochdichtenden Eigenschaft, Lagerstabilität und Verarbeitbarkeit angeht, bevorzugt von 1 bis 15 Massenteile und besonders bevorzugt von 3 bis 12 Massenteilen je 100 Massenteile, ausgedrückt in Feststoffgehalt des Naturkautschuklatex. Das für die Herstellung des kationischen Naturkautschuklatex der vorliegenden Erfindung verwendete kationische Polymer muss die gesamte Oberfläche oder Teile der Oberfläche der Naturkautschukmikropartikel bedecken. Mindestens ein Teil oder die gesamte Oberfläche der Naturkautschukmikropartikel muss von dem kationischen Polymer bedeckt sein. Zusätzlich zu den kationischen Naturkautschukmikropartikeln kann der kationische Naturkautschuklatex der vorliegenden Erfindung auch ein kationisches Polymer enthalten, das die Oberfläche der Naturkautschukmikropartikel und/oder der Naturkautschukmikropartikel, die nicht mit dem kationischen Polymer bedeckt wurden, nicht bedecken.
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Im kationischen Naturkautschuklatex der vorliegenden Erfindung beträgt die Konzentration des kationischen Naturkautschuks von 30 bis 70 Masse-%. Die Konzentration des kationischen Naturkautschuks des kationischen Naturkautschuklatex beträgt, was das Aufweisen einer ausgezeichneten lochdichtenden Eigenschaft, Lagerstabilität und Verarbeitbarkeit angeht, bevorzugt von 40 bis 70 Masse-%.
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Der kationische Naturkautschuklatex der vorliegenden Erfindung hat eine Viskosität bei 20°C von 50 bis 500 mPa·s. Die Viskosität bei 20°C des kationischen Naturkautschuklatex der vorliegenden Erfindung beträgt, was das Aufweisen einer ausgezeichneten lochdichtenden Eigenschaft, Lagerstabilität und Verarbeitbarkeit angeht, bevorzugt von 50 bis 400 mPa·s und besonders bevorzugt von 100 bis 380 mPa·s.
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Das Oberflächenpotential der kationischen Naturkautschukmikropartikel im kationischen Naturkautschuklatex der vorliegenden Erfindung beträgt –3 mV bis –50 mV. Wenn das Oberflächenpotential der kationischen Naturkautschukmikropartikel in dem kationischen Naturkautschuklatex der vorliegenden Erfindung –3 mV bis –50 mV beträgt, ist es bewiesen, dass der kationische Naturkautschuklatex der vorliegenden Erfindung kationische Naturkautschukmikropartikel enthält, bei denen die Oberfläche der Naturkautschukmikropartikel mit einem kationischen Polymer bedeckt ist. Das Oberflächenpotential der kationischen Naturkautschukmikropartikel im kationischen Naturkautschuklatex der vorliegenden Erfindung beträgt, was das Aufweisen einer ausgezeichneten lochdichtenden Eigenschaft, Lagerstabilität und Verarbeitbarkeit angeht, bevorzugt von –10 bis –50 mV und besonders bevorzugt von –15 bis –50 mV.
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Beispiele für das Verfahren zur Verwendung des kationischen Naturkautschuklatex der vorliegenden Erfindung beinhalten ein Verfahren, bei dem der kationische Naturkautschuklatex mit einer Säureharzemulsion gemischt und als Dichtmittel für Reifenlöcher verwendet wird.
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Das Dichtmittel für Reifenlöcher der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben.
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Das Dichtmittel für Reifenlöcher der vorliegenden Erfindung ist ein Dichtmittel für Reifenlöcher, bestehend aus: Dem kationischen Naturkautschuklatex der vorliegenden Erfindung und einer Säureharzemulsion, wobei das Masseverhältnis des Feststoffgehalts des kationischen Naturkautschuklatex zum Feststoffgehalt der Säureharzemulsion von 90:10 bis 10:90 beträgt.
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Der im Dichtmittel für Reifenlöcher der vorliegenden Erfindung verwendete kationische Naturkautschuklatex unterliegt keinen speziellen Einschränkungen, solange es sich beim kationischen Naturkautschuklatex um den kationischen Naturkautschuklatex der vorliegenden Erfindung handelt. Der kationische Naturkautschuklatex kann allein oder als eine Kombination von zwei oder mehreren Arten von kationischem Naturkautschuklatex verwendet werden.
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Die im Falle der vorliegenden Erfindung bezüglich des Dichtmittels für Reifenlöcher verwendete Säureharzemulsion unterliegt keinen speziellen Einschränkungen. Beispiele der Säureharzemulsion beinhalten Ethylen-Vinylacetat Copolymeremulsionen, Vinylacetatemulsionen und Ethylen-Vinylacetat-Vinylversatat-Copolymere. Was das Aufweisen einer ausgezeichneten lochdichtenden Eigenschaft, Lagerstabilität und Verarbeitbarkeit angeht, sind Ethylen-Vinylacetat-Copolymeremulsionen zu bevorzugen. Der pH-Wert der Säureharzemulsion sollte, was das Aufweisen einer ausgezeichneten lochdichtenden Eigenschaft, Lagerstabilität und Verarbeitbarkeit angeht, bevorzugt von 2,5 bis 6,5, und besonders bevorzugt von 3,5 bis 6,5 betragen. Die Säureharzemulsion kann allein oder als eine Kombination zwischen zwei oder mehreren Arten von Säureharzemulsionen verwendet werden.
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Im Falle des Dichtmittels für Reifenlöcher der vorliegenden Erfindung beträgt das Massenverhältnis des Feststoffgehalts des kationischen Naturkautschuklatex zu dem Feststoffgehalt der Säureharzemulsion (Feststoffgehalt des kationischen Naturkautschuklatex: Feststoffgehalt der Säureharzemulsion) von 90:10 bis 10:90. Das Massenverhältnis sollte, was das Aufweisen einer ausgezeichneten lochdichtenden Eigenschaft, Lagerstabilität und Verarbeitbarkeit angeht, von 80:20 bis 20:80 und besonders bevorzugt von 30:70 bis 70:30 betragen.
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Der Gesamtfeststoffgehalt des kationischen Naturkautschuklatex und der Feststoffgehalt der Säureharzemulsion sollten, was das Aufweisen einer ausgezeichneten lochdichtenden Eigenschaft, Lagerstabilität und Verarbeitbarkeit angeht, bevorzugt von 20 bis 40 Masse-% und besonders bevorzugt von 25 bis 40 Masse-% der Gesamtmasse des Dichtmittels für Reifenlöcher betragen.
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Das Dichtmittel für Reifenlöcher der vorliegenden Erfindung kann darüber hinaus ein Gefrierschutzmittel beinhalten. Wenn das Dichtmittel für Reifenlöcher der vorliegenden Erfindung darüber hinaus ein Gefrierschutzmittel beinhaltet, wird seine Lagerstabilität verbessert sein. Das Gefrierschutzmittel sollte, was das Aufweisen einer ausgezeichneten lochdichtenden Eigenschaft, Lagerstabilität und Verarbeitbarkeit angeht, bevorzugt zu einem oder zwei oder mehreren ausgewählten Arten der aus Ethylenglykol, Propylenglykol, Glycerin und Diethylenglykol gebildeten Gruppe angehören. Der Gefrierschutzmittelanteil sollte, was das Aufweisen einer ausgezeichneten lochdichtenden Eigenschaft, Lagerstabilität und Verarbeitbarkeit angeht, bevorzugt von 160 bis 400 Massenteile und besonders bevorzugt von 200 bis 350 Massenteilen je 100 Massenteile des Gesamtfeststoffgehalts des Naturkautschuklatex und des Feststoffgehalts der Säureharzemulsion betragen.
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Zusätzlich zu den oben beschriebenen Bestandteilen kann das Dichtmittel für Reifenlöcher der vorliegenden Erfindung optional Additive wie zum Beispiel Klebrigmacher, Füllstoffe, Anti-Aging-Mittel, Antioxidationsmittel, Pigmente (Farbstoffe), Weichmacher, Thixotropiermittel, UV-Absorptionsstoffe, Flammschutzmittel, Dispergiermittel, Entwässerungsmittel und Antistatika beinhalten.
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Das Verfahren zum Herstellen des Dichtmittels für Reifenlöcher der vorliegenden Erfindung unterliegt keinen speziellen Einschränkungen. Zu den Beispielen der Methode gehört eine Herstellungsmethode, bei welcher ein kationischer Naturkautschuklatex, eine Säureharzemulsion und ein Gefrierschutzmittel sowie ein optional zu verwendendes Additiv in einen Behälter hineingegeben werden, wonach die Mixtur bei vermindertem Druck gemischt wird, indem man ein Rührgerät, zum Beispiel einen Egalisiermischer, verwendet. Das Verfahren zur Verwendung des Dichtmittels für Reifenlöcher der vorliegenden Erfindung unterliegt keinen speziellen Einschränkungen. Zu Beispielen davon gehören im Stand der Technik bekannte Verfahren.
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Das Dichtmittel für Reifenlöcher der vorliegenden Erfindung kann zum Beispiel als von Hand quetschbares Reifenpannenreparaturfluid für provisorische Reparaturen eingesetzt werden.
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Beispiele
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden unter Verwendung von Ausführungsbeispielen ausführlich beschrieben. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf solche Ausführungsbeispiele beschränkt.
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<Herstellung des kationischen Polymers>
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Die in den folgenden Tabellen beschriebenen Bestandteile wurden in den laut Tabelle beschriebenen Mengen verwendet (Einheit: Mol). Diese Bestandteile wurden acht Stunden lang bei 70°C erhitzt, verrührt und polymerisiert, um ein Urethan-Prepolymer herzustellen, in welchem ein Nitrogenatom in eine Hauptkette eingeführt wurde. Zum Urethan-Präpolymer wurde Chlorwasserstoffsäure als Neutralisationsmittel in einer laut Tabelle beschriebenen Menge hinzugefügt, um Polyurethan herzustellen, wobei dieses ein Salz eines Ammoniumkations als kationisches Polymer aufwies. Diese Polymerisierungsbeispiele werden als Polymerisierungsbeispiele 1 bis 26 bezeichnet. Die Polymerisierungsbeispiele 16, 17, 21, 22 und 24 bis 26 wurden als Vergleichsbeispiele verwendet.
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<Molekulargewicht von kationischem Polymer>
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Es wurden die gewichtsmittleren Molekulargewichte der in den oben beschriebenen Polymerisierungsbeispielen erhaltenen kationischen Polymere gemessen. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht des kationischen Polymers wurde in Form von Polystyrol mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) bestimmt, wobei Dimethylformamid als Lösungsmittel verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in den Tabellen angegeben.
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Die Einzelheiten der jeweils in den obigen Tabellen aufgeführten Bestandteile lauten wie folgt.
- • TDI: Toluylen-Diisocyanat, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
- • MDI: Diphenylmethan-Diisocyanat, hergestellt von Mitsui Toatsu Chemicals
- • XDI: Xylylen-Diisocyanat, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
- • IPDI: Isophoron-Diisocyanat, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
- • HDI: Hexamethylen-Diisocyanat, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
- • N-Methyldiethanolamin: hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
- • Diethanolamin: hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
- • Chlorwasserstoffsäure: Reagens
- • PPG1000: Poly(propylenglykol), gewichtsmittleres Molekulargewicht: 1000, hergestellt von Sanyo Chemical Industries, Ltd.
- • PPG2000: Poly(propylenglykol), gewichtsmittleres Molekulargewicht: 2000, hergestellt von Sanyo Chemical Industries, Ltd.
- • PTMG1000: Poly(tetramethylenglykol), gewichtsmittleres Molekulargewicht: 1000, hergestellt von Sanyo Chemical Industries, Ltd.
- • 1,4BDAA1000: Polyesterpolyol von 1,4-Butandiol und Adipinsäure, gewichtsmittleres Molekulargewicht: 1000, hergestellt von Adeka Corporation
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<Herstellung von kationischem Naturkautschuklatex>
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Die in den nachfolgenden Tabellen beschriebenen Naturkautschuklatizes und kationischen Polymere wurden in den beschriebenen Mengen (Einheit: Masse-%) laut obigen Tabellen verwendet. Diese Bestandteile wurden verrührt und bei 20°C vermischt, um kationische Naturkautschuklatizes zu gewinnen. Die Konzentrationen sämtlicher kationischen Naturkautschuke der gewonnenen kationischen Naturkautschuklatizes betrugen 62,3 Masse-%. Der bei der Herstellung des kationischen Naturkautschuklatex verwendete Naturkautschuklatex wurde im voraus auf 60°C erhitzt, um den im Naturkautschuklatex enthaltenen Ammoniak zu beseitigen. In Tabelle 3 bezeichnet die Viskosität des Mischbeispiels 1 eine Naturkautschuklatex-Viskosität nach der Beseitigung von Ammoniak, und das Oberflächenpotential des Mischbeispiels 1 ist ein Naturkautschukmikropartikel-Oberflächenpotential.
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<Auswertung des kationischen Naturkautschuklatex>
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Die nachfolgenden Auswertungen wurden an dem kationischen Naturkautschuklatex durchgeführt, der wie oben angegebenen gewonnen wurde. Die Ergebnisse sind in den Tabellen angegeben.
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• Viskosität
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Die Viskosität des wie oben beschrieben gewonnenen kationischen Naturkautschuklatex wurde unter Zuhilfenahme eines Viskosimeters vom BH-Typ bei 20°C gemessen.
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• Oberflächenpotential der kationischen Naturkautschukmikropartikel
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Der wie oben beschrieben gewonnene kationische Naturkautschuklatex wurde mit destilliertem Wasser derart verdünnt, dass die Konzentration des kationischen Naturkautschuks in dem kationischen Naturkautschuklatex von 62,3 Masse-% auf 10 Masse-% reduziert wurde. Aufgrund der Messung der gewonnenen verdünnten Flüssigkeit mittels ELS-Z (hergestellt von Otsuka Electronics Co., Ltd), der eine dynamische Lichtstreumethode verwendet, wurde das Oberflächenpotential der in dem kationischen natürlichen Naturkautschuklatex enthaltenen kationischen Naturkautschukmikropartikel ermittelt.
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<Herstellung des Dichtmittels für Reifenlöcher>
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Der Gesamtmenge des wie oben beschrieben gewonnenen kationischen Naturkautschuklatex wurde, wie in den nachfolgenden Tabellen beschrieben, eine EVA Ein (EVA-Emulsion) und ein oder mehrere Gefrierschutzmittel in den Mengen hinzugefügt wie in der gleichen Tabelle beschrieben (Einheit: Massenteile), und zur Gewinnung eines Dichtmittels für Reifenlöcher vermischt.
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<Auswertung des Dichtmittels für Reifenlöcher>
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Die nachfolgenden Auswertungen wurden an den wie oben beschriebenen Dichtmitteln für Reifenlöcher durchgeführt. Die Ergebnisse sind in den Tabellen angegeben.
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• Sicherheit (pH-Wert)
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Der pH-Wert des wie oben beschriebenen Dichtmittels für Reifenlöcher wurde unter Zuhilfenahme eines pH-Meters gemessen.
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• Verarbeitbarkeit
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Die Viskosität bei –40°C des wie oben beschriebenen Dichtmittels für Reifenlöcher wurde unter Zuhilfenahme eines Viskosimeters vom BH-Typ gemessen. Wenn die Viskosität des Dichtmittels für Reifenlöcher bei –40°C 1500 mPa·s oder weniger beträgt, kann das Dichtmittel für Reifenlöcher bei niedrigen Temperaturen als ein Dichtmittel für Reifenlöcher mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit bewertet werden. Darüber hinaus wurde die Quetschbarkeit per Hand ausgewertet, indem das Dichtmittel für Reifenlöcher mittels eines Ventils (Durchmesser: ungefähr 6 mm) in einen Reifen eingespritzt wurde, indem ein 600 mL Dichtmittel für Reifenlöcher, das in einem Polyethylenbehälter mit einem Polyethylenrohr (Durchmesser: ungefähr 7 mm) verpackt war, bei –20°C von Hand zusammengedrückt wurde. Die Auswertungskriterien für die Quetschbarkeit per Hand lauten wie folgt. Wenn das gesamte Dichtmittel für Reifenlöcher innerhalb von 10 Minuten eingespritzt wurde, wurde die Quetschbarkeit als eingestuft; und wenn das gesamte Dichtmittel für Reifenlöcher nicht innerhalb von 10 Minuten eingespritzt wurde, wurde die Quetschbarkeit als ”x” eingestuft.
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• Lagerstabilität (Schwingungstest bei 80°C)
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Das gewonnene Dichtmittel für Reifenlöcher wurde in einen Behälter hineingegeben. Nachdem die Luft in dem Behälter mit Stickstoffgas ausgeblasen worden war, wurde der Behälter versiegelt. Der betreffende Behälter wurde 7 Tage lang bei 80°C einer Schwingung mit einer Frequenz von 20 Hz und einer Amplitude von ±3 mm ausgesetzt.
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Nach dem Schwingungstest wurde das Dichtmittel für Reifenlöcher visuell begutachtet. Die Fälle, in denen keine Aggregation bemerkt wurde, wurden als ausgewertet, und Fälle, in denen eine Aggregation in dem Dichtmittel für Reifenlöcher beobachtet wurde, wurden als ”x” ausgewertet.
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• Reifendichtungsfähigkeit
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Im Schulterrillenbereich des Reifenprofils wurde ein Durchstichloch (Durchmesser: 4 mm) angebracht. Dann wurde der Reifen mit dem Durchstichloch auf einem Trommelprüfgerät montiert, das gewonnene Dichtmittel für Reifenlöcher wurde durch das Ventil eingespritzt und der Reifen wurde bis auf einen Innendruck von 200 kPa aufgeblasen. Danach wurden diskontinuierliche Fahrzyklen durchgeführt, bei denen der Reifen 1 Minute lang rollte und danach unter einer Last von 350 kg und bei einer Geschwindigkeit von 30 km/h angehalten wurde. Nach dem Anhalten wurde der Reifen visuell begutachtet und ausgewertet, indem Seifenwasser um das Reifenloch gesprüht wurde. Das diskontinuierliche Ingangsetzen und Anhalten wurden danach wiederholt, bis der Luftaustritt aufhörte. Bei der Auswertung der Ergebnisse dieses Verfahrens wurde die Dichtfähigkeit als ”äußerst ausgezeichnet” (”⌾”) eingestuft, wenn der Luftaustritt nach Durchführung von 1–10 diskontinuierlichen Laufzyklen aufhört, als ”ausgezeichnet” (”O”), wenn der Luftaustritt nach Durchführung von 11–15 diskontinuierlichen Laufzyklen aufhört, und als ”mangelhaft” (”x”), wenn der Luftaustritt nach der Durchführung von 16 oder mehreren diskontinuierlichen Laufzyklen nicht aufhört.
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Die Einzelheiten der jeweils in den obigen Tabellen aufgeführten Bestandteile lauten wie folgt.
- • Naturkautschuklatex: natürlicher Kautschuklatex, Markenname: Hytex HA, hergestellt von Nomura Trading Co., Ltd, Feststoffgehalt: 60 Masse-%
- • Kationisches Polymer: kationische Polymere, gewonnen durch Polymerisierung, Beispiele 1 bis 26, wie oben beschrieben
- • Stearyl-Trimethyl-Ammoniumchlorid: Reagens
- • EVA Em1: Ethylen-Vinylacetat-Copolymeremulsion, Markenname: S-408HQ, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd, pH-Wert: 5,5
- • EVA Em2: Ethylen-Vinylacetat-Copolymeremulsion, Markenname: S-400HQ, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd, pH-Wert: 5,5
- • EVA Em3: Ethylen-Vinylacetat-Copolymeremulsion, Markenname: S-950HQ, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd, pH-Wert: 5,5
- • Gefrierschutzmittel 1 EG: Ethylen-Glykol, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
- • Gefrierschutzmittel 2 PG: Propylen-Glykol, hergestellt von Sankyo Kagaku Yakuhin Co., Ltd.
- • Gefrierschutzmittel 3 GLy: Glycerin, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
- • Gefrierschutzmittel 4 DEG: Diethylen-Glykol, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
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So wie dies aus den in den Tabellen 1 bis 4 angegebenen Ergebnissen hervorgeht, weist das Mischbeispiel 1, in welchem der nicht mit einem kationischen Polymer bedeckte Naturkautschuklatex verwendet wurde, eine geringere Verarbeitbarkeit und Lagerstabilität auf. Mischbeispiel 2, in welchem kationischer Naturkautschuklatex mit einem Oberflächenpotential der kationischen Naturkautschukmikropartikel größer als –3 mV verwendet wurde, wies eine geringere Lagerstabilität auf. Mischbeispiel 7, in welchem der kationische Naturkautschuklatex mit einer Viskosität von 20°C, größer als 500 mPa·s verwendet wurde, wies bei –40°C einen hohen Viskositätsgrad und geringere Verarbeitbarkeit auf. Die Mischbeispiele 17, 22 und 25 bis 27, in denen die kationischen Naturkautschuklatizes, die bei 20°C einen höher als 500 mPa·s liegenden Viskositätsgrad hatten und mit kationischen Polymeren bedeckt waren, deren gewichtsmittleres Molekulargewicht über 150.000 lag, verwendet wurden, wiesen eine mangelhafte Verarbeitbarkeit auf. Die Mischbeispiele 18 und 23, in denen die mit kationischen Polymeren bedeckten kationischen Naturkautschuklatizes mit einem niedriger als 3000 liegenden gewichtsmittleren Molekulargewicht verwendet wurden, wiesen eine mangelhafte Verarbeitbarkeit auf. Mischbeispiel 28, in welchem ein kationisches, niedermolekulares Tensid anstatt des kationischen Naturkautschuklatex verwendet wurde, wies eine mangelhafte Verarbeitbarkeit und Lagerstabilität auf. Andererseits gab es bei den Ausführungsbeispielen niedrige Viskositäten bei –40°C, und diese wiesen daher eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit auf, da die Ausführungsbeispiele leicht von Hand quetschbar wurden. Die Ausführungsbeispiele wiesen auch eine hohe Dichtfähigkeit auf und waren äußerst sicher, da die pH-Werte fast neutral waren. Daher weist das Dichtmittel für Reifenlöcher der vorliegenden Erfindung bei –40°C eine niedrige Viskosität und daher eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit auf, da das Dichtmittel für Reifenlöcher leicht von Hand quetschbar ist. Das Dichtmittel für Reifenlöcher weist darüber hinaus eine hohe Dichtfähigkeit auf und ist äußerst sicher, da der pH-Wert fast neutral ist.
