JP2004502590A - フラットタイヤで走行する時のタイヤの安全支持体用潤滑組成物 - Google Patents
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Abstract
本発明は、タイヤとタイヤ内の車輪リム上に載置された安全支持体(1)との間の界面を潤滑にする為の潤滑組成物及び、前記潤滑組成物を備えた自動車用の組立てアセンブリーに関する。本発明の潤滑組成物は、基本的に、水性又は非水性の潤滑剤と、前記潤滑剤を増粘させる為の多糖類とを含み、前記潤滑剤が60%以上の質量分率のグリセリンを含み、前記潤滑剤が95%〜99%の質量分率で前記組成物中に存在する。又、本発明は、支持体(1)とタイヤ内のタイヤ圧の低下に続くフラットタイヤ(パンクしたタイヤ)での走行時のタイヤとの間の潤滑に関する。
Description
【0001】
(発明の分野)
本発明は、タイヤと前記タイヤ内の車輪リムの上に載置された安全支持体との間の界面を潤滑にする為の潤滑組成物、及び前記潤滑組成物を備えた自動車用組立てアセンブリーに関する。本発明は、フラットタイヤ(パンクしたタイヤ)で走行していて、前記タイヤ内のタイヤ圧が低下した時の支持体とタイヤとの間の潤滑に関する。
(発明の背景)
減圧又はゼロ圧での走行(フラットタイヤでの走行と言われる)時に、タイヤの内面の様々な部分の間の摩擦帯域の発熱による劣化を遅らせる為に、過去においては、タイヤのこれらの様々な部分の間の摩擦を減らすと思われる潤滑組成物でタイヤの内面を用意する事が試みられて来た。
【0002】
これらの組成物は、基本的に、水性潤滑剤、その潤滑剤の粘度を増加させて、車両が停止している時、或いは膨らんだタイヤで走行している時に、その重量による前記潤滑剤の流動を最小化する為の増粘剤及び界面活性剤を含む。
FR−A−2100803の明細書は、タイヤ/タイヤ潤滑の為のその様な潤滑組成物を記載している。この明細書に記載されている潤滑剤のそれぞれは、大割合の水と、少割合で、シリコーンオイル、エチレングリコール又はグリセリンの様な潤滑用化合物を含む。グリセリンについて記載している実施態様の実施例においては、グリセリンは、潤滑剤中に存在し、潤滑組成物中に、水70%に比べて凡そ30%の容積分率で存在する。ヒドロキシエチルセルロースが増粘剤として記載されている。
【0003】
この高い水の容量は、フラットタイヤで走行している時に、揮発によってタイヤを再膨張させ、タイヤの側壁がその場所であるタイヤのストレスを或程度まで減少させながら、フラットタイヤで走行している時に、使用される界面活性剤の発泡効果を最適化する為のものである。
FR−A−2397453の明細書及びJP−B−83/30000の明細書は、収縮した側壁の上部と下部の間の摩擦を減少させる為のタイヤ/タイヤ潤滑用潤滑組成物を開示している。タイヤの側壁に適用されたこの組成物の潤滑剤は、FR−A−2100803と同様に、大割合の水と少割合のエチレングリコールを含む。潤滑組成物は、増粘剤、ポリエチレンオキシド及び多糖類を含み、更に、セルロースタイプの繊維充填剤を含む。
【0004】
極最近、減圧又はゼロタイヤ圧での走行条件下で、車輪リムの上に載置して、タイヤ圧の低下が起きた時にタイヤのトレッドを支持する事の出来る安全支持体を用意する事によって、組立てアセンブリーの耐久性を改善する試みが為されて来ている。FR−A−2746347の明細書は、その様な支持体を記載している。
この明細書では、支持体/タイヤ潤滑組成物(これらの組成物は、通常、リム上にタイヤを載置する前にタイヤの内面に適用される)が、特に、フラットタイヤでの走行条件下で且つ、より厳格で、安全支持体の無い従来のテストよりも明らかに優る期間にわたる負荷条件下で、前記支持体と支持体を取り囲むタイヤの内面との間の摩擦を減少させる為にテストされた。
支持体/タイヤ潤滑用の潤滑組成物としては、ポリアルケングリコールとエトキシレート化ノニルフェノールをベースとした潤滑剤と増粘剤が組成物の例として挙げられる。
【0005】
その様な組成物は、フラットタイヤで走行する時に、それを導入している組立てアセンブリーに十分な耐久性を与える。然しながら、この組成物の最大の欠点の一つは、エトキシレート化ノニルフェノールの存在であり、これは皮膚及び目を刺激する製品である。
(発明の開示)
本出願人は、タイヤと前記タイヤ内の車輪リム上に載置された安全支持体との間の界面を潤滑にする潤滑組成物において、60%以上の質量分率でグリセリンを含む潤滑剤の使用が(前記組成物は基本的に、水性又は非水性のこの潤滑剤及び前記潤滑剤を増粘させる為の多糖類を含み、前記潤滑剤は、95%〜99%の質量分率で前記組成物中に存在する)、フラットタイヤでの走行前に潤滑組成物の流動を防ぎ、取扱いの困難さを伴う事無しに従来公知の潤滑組成物と比べて改善されたフラットタイヤでの走行時の潤滑を確実にする事を可能とする事を見出した。
【0006】
本発明の実施態様の好ましい実施例によれば、グリセリンは、前記潤滑剤中に、70%以上の質量分率で存在し、30%以下の質量分率で水が含まれる。
本発明のその他の特徴によれば、前記多糖類は、1%〜2%の質量分率で前記組成物中に存在する。
好ましくは、前記多糖類は、1.5%〜1.7%の質量分率で前記組成物中に存在する。
前記多糖類の質量分率のこの特定範囲は、フラットタイヤでの走行前に、組成物の流動を防ぎ、フラットタイヤで走行する時の潤滑を持続させる事を予想外に且つ尚一層有利に可能とするものである。
本発明のその他の特徴によれば、この潤滑組成物は、25℃で、大気圧において、LV4のスピンドルを用いて、ブルックフィールド法により測定された粘度が100,000センチポイズ〜160,000センチポイズである粘度を有する。
増粘剤として使用される多糖類は、本発明の潤滑組成物にチキソトロピック性を与える事を可能とする。
【0007】
本発明の実施態様の一実施例によれば、前記多糖類はキサンタンガムである。
本発明の一実施態様によれば、潤滑組成物は、少なくとも一種の界面活性剤を含み、これは、前記組成物中に、0.2%以下の質量分率で存在する。
この界面活性剤は、タイヤの内面上において潤滑組成物に十分な湿潤性を賦与する事を可能とし、例えば、アルキルアリールスルホン酸のアルカリ金属塩で形成されている。
本発明の潤滑組成物は、更に、着色剤、殺菌剤又は保存剤の様な様々な添加剤を含んでも良い。
【0008】
本発明の自動車用の組立てアセンブリーは、リム、前記リム上に載置され、少なくとも放射状に外面がエラストマー又はプラスチックス材料で造られている安全支持体、及び前記支持体の周りの前記リム上に載置されたタイヤとを含み、前記リムは、その二つの周辺縁のそれぞれの上に、前記タイヤのビードをその上に載置したリムシートを有し、前記リムが、その二つのシートの間に、前記支持体を受けるベアリング表面を含む。
支持体の前記放射状外面は、天然ゴムをベースとした組成物の様なゴム組成物、或いは、ポリウレタン、好ましくは、熱硬化性ポリウレタンをベースとした材料の様なプラスチックス材料で造られていても良い。
本発明によれば、この組立てアセンブリーは、前記タイヤの内面上に前記潤滑組成物を備えている。
【0009】
本発明の前述の特徴及びその他の特徴は、例示であって限定するものではない本発明の実施態様の幾つかの実施例についての以下の記述を読む事によって更に理解されるであろう。前記記述は、添付の図面と関連して行われる。
【0010】
本発明の潤滑組成物の比較テスト
以下でテストされた三つの潤滑組成物は、それぞれ、周囲温度で、潤滑剤を増粘剤及び界面活性剤と混合して得た。
本発明の実施態様の第一の実施例による潤滑組成物は、以下の組成を有する。(組成物のそれぞれの質量分率は%で与えられる)。
使用された増粘剤は、RHODIA社から“RHODOPOL 23”の名前で市販されているもので、粉末状態で、この潤滑組成物の他の成分と混合された。この混合は、この増粘剤が水溶性である事から、周囲温度で行われた。
【0011】
本発明の潤滑組成物の為に非水性潤滑剤を使用する場合は(即ち、純粋のグリセリンから成る潤滑剤)、この増粘剤は、それをグリセリンに溶解する為に、「加熱状態」で他の非水性成分と混合されなければならない。より正確には、混合物は、凡そ15分間、70℃に近い温度で攪拌されなければならない。
使用された界面活性剤は、SIDOBRE SINNOVA社から“SINNOZAN NS 30”の名前で市販されている。
更に、この組成物は、140,000センチポイズを有する(3rpmの速度で回転する「LV4」スピンドルにより、「ブルックフィールド」法で測定された)。
【0012】
本発明の実施態様の第二の実施例の潤滑組成物は、上述の第一の組成物と同じ成分を含み、その組成は以下の通りである(組成物のそれぞれの構成成分の質量分率は%で与えられる)。
更に、この組成物は、110,000センチポイズの粘度を有する(ブルックフィールド法と前述の装置で測定された)。
【0013】
本発明によらない潤滑組成物は、以下の組成を有する(組成物のそれぞれの構成成分の質量分率は%で与えられる)。
この組成物の増粘剤及び界面活性剤は上述のものと同じものである。
更に、本発明によらないこの組成物は、110,000センチポイズの粘度を有する(前述の様にして測定された)。
本発明の前記第一の組成物60g、本発明の前記第二の組成物60g及び本発明によらない前記組成物60gで、三つの同一のタイヤ(寸法:205−650 R 440)を用意した。より正確には、三つの潤滑組成物のそれぞれを、相当するタイヤの内面の中央帯域(その対称面としてタイヤの赤道面を実質的に有する帯域)に適用した。
【0014】
次いで、前述の潤滑組成物を備えたそれぞれのこれら三つのタイヤを、同じエラストマー安全支持体が前以ってそれぞれのリム上に載置される同じリムの上に載置した。
より正確には、“PEUGEOT 806”の名前で市販されている自動車に取付ける為の、この様にして得られたそれぞれの載置されたアセンブリーの特徴的な寸法は、205−650−440mm(それぞれ、タイヤの幅−タイヤの直径−リムの直径)であった。
それぞれのリムとしては、図2で示される様なリムが使用された(このリムは、又、FR−A−2720977に詳細に述べれられている)。
図1及び2から、テストされた支持体1は、本質的に三つの部分から構成されている:
一般に環形状のベース2;
その外壁上に放射状に(任意に)縦方向のグルーブ5を伴う、実質的に環状のクラウン3;及び、
ベース2及びクラウン3を結合させる為の環状ボディー4。
図2は、特に、タイヤからタイヤ圧が多量に失われた時のタイヤのトレッドを支持する為の支持体1の機能を示す。
【0015】
図2の断面は、環状ボディー4の第一の固体部分4aと、実質的に軸方向の外側に向けて開口されている、環状ボディー4の実質的に半分以上にわたって軸方向に延びている切り抜き部(図1参照)で形成されている第二の部分4bを示す。これらの切り抜き部4bは、環状ボディー4の全体の外周にわたって規則的に分布され、それらは、支持体1のベース2とクラウン3の間の直接的な放射状結合を確実する区画6を定義する。
この形状は、これらの区画6が負荷を受けた時に、圧縮応力ではない曲げ応力の利点を有する。切り抜き部4bと区画6は、支持される走行中の安全な支持を用意するのに十分に多い数である。
それぞれの支持体1の特徴的寸法(mm)(それぞれに、幅−内径−高さ)は、135−440−50である。
【0016】
より正確には、それぞれの支持体1は、その外周にわたって、18mmの厚さを有し、二つずつが38mm間隔で配置されている38個の区画6を含む。
更に、ベース2とクラウン3は、それぞれに、6mmと7mmの厚さを有する。それぞれの支持体1の環状ボディー4に関しては、それは幅(軸方向に)35mmを有する。それぞれの支持体1の質量は5.7kgである。
それぞれの支持体1は、天然ゴムをベースとしたエラストマーマトリックスと高分散性シリカをベースとした強化充填剤を含む。
次いで、フラットタイヤについての三つの走行テストが、“PEUGEOT 806”車両で行われ、その右側前輪には、それぞれのテストの為に、上述の支持体と、テストされる為の三つの潤滑組成物の一つで被覆されたタイヤが用意された。
【0017】
フラットタイヤでの走行テスト条件は、これらテストのそれぞれに対して、次の通りであった:
車輪の負荷: 530kg;
走行の平均速度: 80km/h;
走行の最大距離: 405km;
走行の為の周囲温度: 12℃〜17℃
自動車用のサーキットでの走行。
図3は、初めから(0キロメーター)内部圧力ゼロで走行する右側前輪タイヤ内の内部温度と、周囲温度又は外部温度との間の温度差の走行マイル数の関数としての展開を示す。
車両は、行われた三つのテストのそれぞれで150kmと300kmで二度停車させた。これは、走行したこれら二つの距離における差(T内部−T周囲)の低下をもたらす。
【0018】
図3から、フラットタイヤで10km走行した後、本発明の第一及び第二実施例(図3の「本発明No.1」及び「本発明No.2」)による組立てアセンブリーはそれぞれ、本発明ではない組立てアセンブリー(これは、30km後に、走行を停止する必要のある凡そ110℃(前述の差で96℃)の内部温度に到達するのに極めて迅速に発熱する)の発熱と比較して穏やかな発熱の増加を持つことが明らかである。
事実、本発明ではないこの組立てアセンブリーの30km走行後の分析は、タイヤ内で、望ましくないゴム崩壊の形成、支持体の破壊の開始及び初期に存在したエチレングリコールをベースとした潤滑組成物の殆ど全ての消滅、それ故、高水準の発熱を証明する事を可能とするものであった。
これら30km走行後に、本発明の二つの組成物は、走行(それぞれに、本発明の第一及び第二実施例の組立てアセンブリーに対して約405kmと300km)の最後まで前記差が凡そ62℃の一定値を実質的に有した。
【0019】
言い換えれば、本発明のグリセリンをベースとした潤滑組成物は、相当する組立てアセンブリーに潤滑を与える事を可能とし、従って、エチレングリコールをベースとした異なる潤滑剤の存在によって与えられる組成物に比較して、極めて明確に改善されたフラットタイヤでの走行時の耐久性を与える事を可能する。
更に、本発明の第一及び第二実施例における、潤滑組成物中の増粘剤(キサンタンガム)の質量分率の1.5%と1.8%は、フラットタイヤでの走行時の十分な潤滑を得るばかりでなく、フラットタイヤ(車両が停止の状態にある時、又は、この組成物を備えた組立てアセンブリーが膨らんだ状態で走行している時の)でのこの走行前に潤滑組成物の流動を避ける事を可能とする。
次いで、エチレングリコールとの関連で、グリセリンの温度の関数としての揮発性の程度を比較する試みを行った。
【0020】
図4は、「工業品」と呼ばれるグリセリン(図4の曲線「G1」)、即ち、90%の質量分率のグリセリンと10%の質量分率の水を含むグリセリン(前記「工業品」グリセリンは周囲温度で32.74mgの初期質量を有する)、及び純粋グリセリン(図4の曲線「G2」)(周囲温度で40.15mgの質量を有する)に対する、前記発熱温度T(25℃〜250℃に実質的に変動する)の関数としての比(グリセリンを加熱する温度Tにおけるグリセリンの質量/約25℃の初期周囲温度でのグリセリンの質量)の展開を示す。
図5は、同じ方法で、周囲温度で13.79mgの初期質量を有するエチレングリコールに対する、温度T(25℃〜250℃に実質的に変動する)の関数としての比(温度Tにおけるエチレングリコールの質量/約25℃の周囲温度でのエチレングリコールの質量)の展開を示す。
加熱される製品を入れる為の固定ボートと、“METTLER TOLEDO”熱分析装置が、これらの測定に使用された。
【0021】
これら図4及び5から、グリセリン(「工業品」又は純粋品)の初期質量の半分は、250℃の極めて高い温度でのみ消滅するのに対して、エチレングリコールの初期質量の半分は、150℃近辺の温度で既に消滅してしまう事が推論される。
更に、本発明の前記第一の実施例の潤滑組成物と、公知の潤滑組成物をそれぞれに備えた二つのタイヤのフラットタイヤでの走行時の耐久性での熱老化の効果の研究を目的として、ローラー上での比較走行テストを行った。
公知の潤滑組成物は、四塩化炭素に可溶な大割合の形態で存在するポリアルケングリコールとエトキシレート化ノニルフェノールをベースとした潤滑剤を含み、又、四塩化炭素に不溶の少割合の形態で存在するカルシウムイオンとステアレートとを含む増粘剤を含む。
【0022】
熱老化は、55℃に2ヶ月間加熱したオーブン中で、タイヤの内面に適用されたそれぞれの潤滑組成物の様々な質量に対して行われた。フラットタイヤでの走行距離は、1.5mの歪みの増加に対して走行を停止させる事によって評価された。
ローラーは、直径1.59mを有し、走行条件は以下の通りであった。
530kgの負荷;
75km/hの速度;
周囲温度:20℃。
図6は、本発明の第一の実施例の組成物(「本発明No.1」、焼成の前と後)及び前記公知の組成物(「対照」、焼成の前と後)に対して得られた結果を示す。
【0023】
この図6は、約30g〜100gの範囲で適用した潤滑組成物の同じ質量に対して、熱老化後に、本発明の第一の実施例の潤滑組成物(グリセリンをベースとした)を備えたタイヤの耐久性は、ポリアルケングリコールをベースとした公知の潤滑組成物を備えたタイヤの耐久性よりも、常に大きい事を示す。
更に、図3に関する上述のそれらと同じ条件下で、然し、図3のテストを特徴づけているそれらよりも極めて低い周囲空気の温度で、その他の走行テストを行った。これらの新しい低温テストの結果は、図7と8に示される。
この目的の為に、同じ“PEUGEOT 806”車両が使用され、その右側前輪は、上述の支持体を備え、テストされる潤滑組成物で被覆されたタイヤを備え、最初からゼロタイヤ圧で走行した右側前輪タイヤの内部温度と周囲温度との間の温度差の展開が、全体のマイル数の関数として測定された。
【0024】
フラットタイヤでの走行の条件は、これらのテストのそれぞれに対して次の通りであった:
行ったテストのそれぞれに対して、車両を、100、200及び300kmで停止させた(それぞれに、2分、2分及び1時間30分)。これは、走行したこれらの距離のそれぞれにおける差(T内部−T周囲)の低下をもたらす。
低温での最初の一連のテストでは(図7)、本発明の第一の実施例の組成物(88.6%の質量分率のグリセリンをベースとする)60gと、ポリアルケングリコールをベースとした前記公知の組成物60gの二タイプをそれぞれに適用した。
【0025】
図7から、フラットタイヤで20km走行後、本発明の第一実施例の組立てアセンブリーは(図7の「本発明No.1」)、30km後に90℃近辺の内部温度に到達するのに極めて迅速に発熱する公知の組立てアセンブリー(図7の「対照」)よりも一層ゆっくりと増加する内部発熱を有する事が明らかである。
本発明の第一実施例の組立てアセンブリーの内部温度は、フラットタイヤでの300km走行中、この公知の組立てアセンブリーの内部温度よりも常に低く維持される。
言い換えれば、本発明の潤滑組成物は、相当する組立てアセンブリーに潤滑を賦与する事を可能とし、従って、ポリアルケングリコールをベースとした公知の潤滑剤の存在によって賦与される潤滑と比較して、改善されたフラットタイヤ走行時の耐久性を与える事を可能とする。
低温での第二の一連のテストでは(図8)、本発明の第一実施例の組成物の潤滑剤(90%の質量分率のグリセリンと10%の質量分率の水から成る)40gと、シリコーンオイルをベースとした本発明のものではない潤滑剤40gの二タイプをそれぞれに適用し、フラットタイヤでの走行時の相当する発熱を比較した。
【0026】
シリコーンオイルをベースとしたこの潤滑剤は、“SILICONE FLUIDE 47V300”の名称でRHODIA社から市販されており、25℃で350センチストークスの粘度を有する。
図8から、フラットタイヤで20km走行後、本発明の第一実施例の組立てアセンブリーは(図8の「グリセリン+水」)、30km後に80℃近辺の内部温度に到達するのに極めて迅速に発熱する、シリコーンオイルを備えた組立てアセンブリーよりも一層ゆっくりと増加する内部発熱を有する事が明らかである。
前述の通り、本発明の第一実施例の組立てアセンブリーの内部温度は、フラットタイヤでの300km走行中、シリコーンオイルを備えたこの組立てアセンブリーの内部温度よりも常に低く維持される。
言い換えれば、本発明の潤滑組成物は、相当する組立てアセンブリーに潤滑を賦与する事を可能とし、従って、シリコーンオイルをベースとした本発明のものではない潤滑剤の存在によって賦与される潤滑と比較して、改善されたフラットタイヤ走行時の耐久性を与える事を可能とする。
【0027】
本発明の潤滑組成物中で有利に使用されるキサンタンガムタイプの多糖類は、グリセリンをベースとした本発明の特定の潤滑剤に十分な増粘性を賦与する。
又、本発明の組成物に非水性潤滑剤(純粋のグリセリンから成る)を使用する場合は、この組成物中の増粘剤の質量分率は、フラットタイヤでの走行前に組成物の流動を防ぎ且つフラットタイヤでの走行時の潤滑を維持しながら、前述の範囲の1%〜2%よりも広い質量分率の範囲内で変化させる事が出来る。
更に、本発明の潤滑組成物は、水に可溶であり、リム、タイヤの外面が汚れた時に、その様な組成物を備えた組立てアセンブリーのリム或いはタイヤの洗浄を効果的に行う事を可能とし、或いは、修理を効果的に行う事を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は、本発明の組立てアセンブリー中に含まれる安全支持体の側面図である。
【図2】
図2は、本発明の組立てアセンブリーの横断面図であり、図1の支持体は、車輪リムの上に載置され、タイヤを支持する位置に在る。
【図3】
図3は、本発明の二種類の潤滑組成物を備えた二つの組立てアセンブリーの、フラットタイヤでの走行時の内部発熱の展開を、本発明によらない潤滑組成物を備えた組立てアセンブリーと比較して示すグラフである。
【図4】
図4は、本発明の潤滑剤の、温度の関数としての揮発度を示すグラフである。
【図5】
図5は、本発明によらない潤滑剤の、温度の関数としての揮発度を示すグラフである。
【図6】
図6は、本発明の実施例の潤滑組成物と公知の潤滑組成物を備えた二つのタイヤの、フラットタイヤでの走行時の耐久性についての熱老化の効果を示すグラフである。
【図7】
図7は、本発明の潤滑組成物と前記公知の潤滑組成物をそれぞれに備えた二つの組立てアセンブリーの、フラットタイヤでの走行時の内部発熱の展開を示すグラフである。
【図8】
図8は、本発明の潤滑組成物に含まれる潤滑剤と本発明によらない潤滑剤とをそれぞれに備えた二つの組立てアセンブリーの、フラットタイヤでの走行時の内部発熱の展開を示すグラフである。
(発明の分野)
本発明は、タイヤと前記タイヤ内の車輪リムの上に載置された安全支持体との間の界面を潤滑にする為の潤滑組成物、及び前記潤滑組成物を備えた自動車用組立てアセンブリーに関する。本発明は、フラットタイヤ(パンクしたタイヤ)で走行していて、前記タイヤ内のタイヤ圧が低下した時の支持体とタイヤとの間の潤滑に関する。
(発明の背景)
減圧又はゼロ圧での走行(フラットタイヤでの走行と言われる)時に、タイヤの内面の様々な部分の間の摩擦帯域の発熱による劣化を遅らせる為に、過去においては、タイヤのこれらの様々な部分の間の摩擦を減らすと思われる潤滑組成物でタイヤの内面を用意する事が試みられて来た。
【0002】
これらの組成物は、基本的に、水性潤滑剤、その潤滑剤の粘度を増加させて、車両が停止している時、或いは膨らんだタイヤで走行している時に、その重量による前記潤滑剤の流動を最小化する為の増粘剤及び界面活性剤を含む。
FR−A−2100803の明細書は、タイヤ/タイヤ潤滑の為のその様な潤滑組成物を記載している。この明細書に記載されている潤滑剤のそれぞれは、大割合の水と、少割合で、シリコーンオイル、エチレングリコール又はグリセリンの様な潤滑用化合物を含む。グリセリンについて記載している実施態様の実施例においては、グリセリンは、潤滑剤中に存在し、潤滑組成物中に、水70%に比べて凡そ30%の容積分率で存在する。ヒドロキシエチルセルロースが増粘剤として記載されている。
【0003】
この高い水の容量は、フラットタイヤで走行している時に、揮発によってタイヤを再膨張させ、タイヤの側壁がその場所であるタイヤのストレスを或程度まで減少させながら、フラットタイヤで走行している時に、使用される界面活性剤の発泡効果を最適化する為のものである。
FR−A−2397453の明細書及びJP−B−83/30000の明細書は、収縮した側壁の上部と下部の間の摩擦を減少させる為のタイヤ/タイヤ潤滑用潤滑組成物を開示している。タイヤの側壁に適用されたこの組成物の潤滑剤は、FR−A−2100803と同様に、大割合の水と少割合のエチレングリコールを含む。潤滑組成物は、増粘剤、ポリエチレンオキシド及び多糖類を含み、更に、セルロースタイプの繊維充填剤を含む。
【0004】
極最近、減圧又はゼロタイヤ圧での走行条件下で、車輪リムの上に載置して、タイヤ圧の低下が起きた時にタイヤのトレッドを支持する事の出来る安全支持体を用意する事によって、組立てアセンブリーの耐久性を改善する試みが為されて来ている。FR−A−2746347の明細書は、その様な支持体を記載している。
この明細書では、支持体/タイヤ潤滑組成物(これらの組成物は、通常、リム上にタイヤを載置する前にタイヤの内面に適用される)が、特に、フラットタイヤでの走行条件下で且つ、より厳格で、安全支持体の無い従来のテストよりも明らかに優る期間にわたる負荷条件下で、前記支持体と支持体を取り囲むタイヤの内面との間の摩擦を減少させる為にテストされた。
支持体/タイヤ潤滑用の潤滑組成物としては、ポリアルケングリコールとエトキシレート化ノニルフェノールをベースとした潤滑剤と増粘剤が組成物の例として挙げられる。
【0005】
その様な組成物は、フラットタイヤで走行する時に、それを導入している組立てアセンブリーに十分な耐久性を与える。然しながら、この組成物の最大の欠点の一つは、エトキシレート化ノニルフェノールの存在であり、これは皮膚及び目を刺激する製品である。
(発明の開示)
本出願人は、タイヤと前記タイヤ内の車輪リム上に載置された安全支持体との間の界面を潤滑にする潤滑組成物において、60%以上の質量分率でグリセリンを含む潤滑剤の使用が(前記組成物は基本的に、水性又は非水性のこの潤滑剤及び前記潤滑剤を増粘させる為の多糖類を含み、前記潤滑剤は、95%〜99%の質量分率で前記組成物中に存在する)、フラットタイヤでの走行前に潤滑組成物の流動を防ぎ、取扱いの困難さを伴う事無しに従来公知の潤滑組成物と比べて改善されたフラットタイヤでの走行時の潤滑を確実にする事を可能とする事を見出した。
【0006】
本発明の実施態様の好ましい実施例によれば、グリセリンは、前記潤滑剤中に、70%以上の質量分率で存在し、30%以下の質量分率で水が含まれる。
本発明のその他の特徴によれば、前記多糖類は、1%〜2%の質量分率で前記組成物中に存在する。
好ましくは、前記多糖類は、1.5%〜1.7%の質量分率で前記組成物中に存在する。
前記多糖類の質量分率のこの特定範囲は、フラットタイヤでの走行前に、組成物の流動を防ぎ、フラットタイヤで走行する時の潤滑を持続させる事を予想外に且つ尚一層有利に可能とするものである。
本発明のその他の特徴によれば、この潤滑組成物は、25℃で、大気圧において、LV4のスピンドルを用いて、ブルックフィールド法により測定された粘度が100,000センチポイズ〜160,000センチポイズである粘度を有する。
増粘剤として使用される多糖類は、本発明の潤滑組成物にチキソトロピック性を与える事を可能とする。
【0007】
本発明の実施態様の一実施例によれば、前記多糖類はキサンタンガムである。
本発明の一実施態様によれば、潤滑組成物は、少なくとも一種の界面活性剤を含み、これは、前記組成物中に、0.2%以下の質量分率で存在する。
この界面活性剤は、タイヤの内面上において潤滑組成物に十分な湿潤性を賦与する事を可能とし、例えば、アルキルアリールスルホン酸のアルカリ金属塩で形成されている。
本発明の潤滑組成物は、更に、着色剤、殺菌剤又は保存剤の様な様々な添加剤を含んでも良い。
【0008】
本発明の自動車用の組立てアセンブリーは、リム、前記リム上に載置され、少なくとも放射状に外面がエラストマー又はプラスチックス材料で造られている安全支持体、及び前記支持体の周りの前記リム上に載置されたタイヤとを含み、前記リムは、その二つの周辺縁のそれぞれの上に、前記タイヤのビードをその上に載置したリムシートを有し、前記リムが、その二つのシートの間に、前記支持体を受けるベアリング表面を含む。
支持体の前記放射状外面は、天然ゴムをベースとした組成物の様なゴム組成物、或いは、ポリウレタン、好ましくは、熱硬化性ポリウレタンをベースとした材料の様なプラスチックス材料で造られていても良い。
本発明によれば、この組立てアセンブリーは、前記タイヤの内面上に前記潤滑組成物を備えている。
【0009】
本発明の前述の特徴及びその他の特徴は、例示であって限定するものではない本発明の実施態様の幾つかの実施例についての以下の記述を読む事によって更に理解されるであろう。前記記述は、添付の図面と関連して行われる。
【0010】
本発明の潤滑組成物の比較テスト
以下でテストされた三つの潤滑組成物は、それぞれ、周囲温度で、潤滑剤を増粘剤及び界面活性剤と混合して得た。
本発明の実施態様の第一の実施例による潤滑組成物は、以下の組成を有する。(組成物のそれぞれの質量分率は%で与えられる)。
使用された増粘剤は、RHODIA社から“RHODOPOL 23”の名前で市販されているもので、粉末状態で、この潤滑組成物の他の成分と混合された。この混合は、この増粘剤が水溶性である事から、周囲温度で行われた。
【0011】
本発明の潤滑組成物の為に非水性潤滑剤を使用する場合は(即ち、純粋のグリセリンから成る潤滑剤)、この増粘剤は、それをグリセリンに溶解する為に、「加熱状態」で他の非水性成分と混合されなければならない。より正確には、混合物は、凡そ15分間、70℃に近い温度で攪拌されなければならない。
使用された界面活性剤は、SIDOBRE SINNOVA社から“SINNOZAN NS 30”の名前で市販されている。
更に、この組成物は、140,000センチポイズを有する(3rpmの速度で回転する「LV4」スピンドルにより、「ブルックフィールド」法で測定された)。
【0012】
本発明の実施態様の第二の実施例の潤滑組成物は、上述の第一の組成物と同じ成分を含み、その組成は以下の通りである(組成物のそれぞれの構成成分の質量分率は%で与えられる)。
更に、この組成物は、110,000センチポイズの粘度を有する(ブルックフィールド法と前述の装置で測定された)。
【0013】
本発明によらない潤滑組成物は、以下の組成を有する(組成物のそれぞれの構成成分の質量分率は%で与えられる)。
この組成物の増粘剤及び界面活性剤は上述のものと同じものである。
更に、本発明によらないこの組成物は、110,000センチポイズの粘度を有する(前述の様にして測定された)。
本発明の前記第一の組成物60g、本発明の前記第二の組成物60g及び本発明によらない前記組成物60gで、三つの同一のタイヤ(寸法:205−650 R 440)を用意した。より正確には、三つの潤滑組成物のそれぞれを、相当するタイヤの内面の中央帯域(その対称面としてタイヤの赤道面を実質的に有する帯域)に適用した。
【0014】
次いで、前述の潤滑組成物を備えたそれぞれのこれら三つのタイヤを、同じエラストマー安全支持体が前以ってそれぞれのリム上に載置される同じリムの上に載置した。
より正確には、“PEUGEOT 806”の名前で市販されている自動車に取付ける為の、この様にして得られたそれぞれの載置されたアセンブリーの特徴的な寸法は、205−650−440mm(それぞれ、タイヤの幅−タイヤの直径−リムの直径)であった。
それぞれのリムとしては、図2で示される様なリムが使用された(このリムは、又、FR−A−2720977に詳細に述べれられている)。
図1及び2から、テストされた支持体1は、本質的に三つの部分から構成されている:
一般に環形状のベース2;
その外壁上に放射状に(任意に)縦方向のグルーブ5を伴う、実質的に環状のクラウン3;及び、
ベース2及びクラウン3を結合させる為の環状ボディー4。
図2は、特に、タイヤからタイヤ圧が多量に失われた時のタイヤのトレッドを支持する為の支持体1の機能を示す。
【0015】
図2の断面は、環状ボディー4の第一の固体部分4aと、実質的に軸方向の外側に向けて開口されている、環状ボディー4の実質的に半分以上にわたって軸方向に延びている切り抜き部(図1参照)で形成されている第二の部分4bを示す。これらの切り抜き部4bは、環状ボディー4の全体の外周にわたって規則的に分布され、それらは、支持体1のベース2とクラウン3の間の直接的な放射状結合を確実する区画6を定義する。
この形状は、これらの区画6が負荷を受けた時に、圧縮応力ではない曲げ応力の利点を有する。切り抜き部4bと区画6は、支持される走行中の安全な支持を用意するのに十分に多い数である。
それぞれの支持体1の特徴的寸法(mm)(それぞれに、幅−内径−高さ)は、135−440−50である。
【0016】
より正確には、それぞれの支持体1は、その外周にわたって、18mmの厚さを有し、二つずつが38mm間隔で配置されている38個の区画6を含む。
更に、ベース2とクラウン3は、それぞれに、6mmと7mmの厚さを有する。それぞれの支持体1の環状ボディー4に関しては、それは幅(軸方向に)35mmを有する。それぞれの支持体1の質量は5.7kgである。
それぞれの支持体1は、天然ゴムをベースとしたエラストマーマトリックスと高分散性シリカをベースとした強化充填剤を含む。
次いで、フラットタイヤについての三つの走行テストが、“PEUGEOT 806”車両で行われ、その右側前輪には、それぞれのテストの為に、上述の支持体と、テストされる為の三つの潤滑組成物の一つで被覆されたタイヤが用意された。
【0017】
フラットタイヤでの走行テスト条件は、これらテストのそれぞれに対して、次の通りであった:
車輪の負荷: 530kg;
走行の平均速度: 80km/h;
走行の最大距離: 405km;
走行の為の周囲温度: 12℃〜17℃
自動車用のサーキットでの走行。
図3は、初めから(0キロメーター)内部圧力ゼロで走行する右側前輪タイヤ内の内部温度と、周囲温度又は外部温度との間の温度差の走行マイル数の関数としての展開を示す。
車両は、行われた三つのテストのそれぞれで150kmと300kmで二度停車させた。これは、走行したこれら二つの距離における差(T内部−T周囲)の低下をもたらす。
【0018】
図3から、フラットタイヤで10km走行した後、本発明の第一及び第二実施例(図3の「本発明No.1」及び「本発明No.2」)による組立てアセンブリーはそれぞれ、本発明ではない組立てアセンブリー(これは、30km後に、走行を停止する必要のある凡そ110℃(前述の差で96℃)の内部温度に到達するのに極めて迅速に発熱する)の発熱と比較して穏やかな発熱の増加を持つことが明らかである。
事実、本発明ではないこの組立てアセンブリーの30km走行後の分析は、タイヤ内で、望ましくないゴム崩壊の形成、支持体の破壊の開始及び初期に存在したエチレングリコールをベースとした潤滑組成物の殆ど全ての消滅、それ故、高水準の発熱を証明する事を可能とするものであった。
これら30km走行後に、本発明の二つの組成物は、走行(それぞれに、本発明の第一及び第二実施例の組立てアセンブリーに対して約405kmと300km)の最後まで前記差が凡そ62℃の一定値を実質的に有した。
【0019】
言い換えれば、本発明のグリセリンをベースとした潤滑組成物は、相当する組立てアセンブリーに潤滑を与える事を可能とし、従って、エチレングリコールをベースとした異なる潤滑剤の存在によって与えられる組成物に比較して、極めて明確に改善されたフラットタイヤでの走行時の耐久性を与える事を可能する。
更に、本発明の第一及び第二実施例における、潤滑組成物中の増粘剤(キサンタンガム)の質量分率の1.5%と1.8%は、フラットタイヤでの走行時の十分な潤滑を得るばかりでなく、フラットタイヤ(車両が停止の状態にある時、又は、この組成物を備えた組立てアセンブリーが膨らんだ状態で走行している時の)でのこの走行前に潤滑組成物の流動を避ける事を可能とする。
次いで、エチレングリコールとの関連で、グリセリンの温度の関数としての揮発性の程度を比較する試みを行った。
【0020】
図4は、「工業品」と呼ばれるグリセリン(図4の曲線「G1」)、即ち、90%の質量分率のグリセリンと10%の質量分率の水を含むグリセリン(前記「工業品」グリセリンは周囲温度で32.74mgの初期質量を有する)、及び純粋グリセリン(図4の曲線「G2」)(周囲温度で40.15mgの質量を有する)に対する、前記発熱温度T(25℃〜250℃に実質的に変動する)の関数としての比(グリセリンを加熱する温度Tにおけるグリセリンの質量/約25℃の初期周囲温度でのグリセリンの質量)の展開を示す。
図5は、同じ方法で、周囲温度で13.79mgの初期質量を有するエチレングリコールに対する、温度T(25℃〜250℃に実質的に変動する)の関数としての比(温度Tにおけるエチレングリコールの質量/約25℃の周囲温度でのエチレングリコールの質量)の展開を示す。
加熱される製品を入れる為の固定ボートと、“METTLER TOLEDO”熱分析装置が、これらの測定に使用された。
【0021】
これら図4及び5から、グリセリン(「工業品」又は純粋品)の初期質量の半分は、250℃の極めて高い温度でのみ消滅するのに対して、エチレングリコールの初期質量の半分は、150℃近辺の温度で既に消滅してしまう事が推論される。
更に、本発明の前記第一の実施例の潤滑組成物と、公知の潤滑組成物をそれぞれに備えた二つのタイヤのフラットタイヤでの走行時の耐久性での熱老化の効果の研究を目的として、ローラー上での比較走行テストを行った。
公知の潤滑組成物は、四塩化炭素に可溶な大割合の形態で存在するポリアルケングリコールとエトキシレート化ノニルフェノールをベースとした潤滑剤を含み、又、四塩化炭素に不溶の少割合の形態で存在するカルシウムイオンとステアレートとを含む増粘剤を含む。
【0022】
熱老化は、55℃に2ヶ月間加熱したオーブン中で、タイヤの内面に適用されたそれぞれの潤滑組成物の様々な質量に対して行われた。フラットタイヤでの走行距離は、1.5mの歪みの増加に対して走行を停止させる事によって評価された。
ローラーは、直径1.59mを有し、走行条件は以下の通りであった。
530kgの負荷;
75km/hの速度;
周囲温度:20℃。
図6は、本発明の第一の実施例の組成物(「本発明No.1」、焼成の前と後)及び前記公知の組成物(「対照」、焼成の前と後)に対して得られた結果を示す。
【0023】
この図6は、約30g〜100gの範囲で適用した潤滑組成物の同じ質量に対して、熱老化後に、本発明の第一の実施例の潤滑組成物(グリセリンをベースとした)を備えたタイヤの耐久性は、ポリアルケングリコールをベースとした公知の潤滑組成物を備えたタイヤの耐久性よりも、常に大きい事を示す。
更に、図3に関する上述のそれらと同じ条件下で、然し、図3のテストを特徴づけているそれらよりも極めて低い周囲空気の温度で、その他の走行テストを行った。これらの新しい低温テストの結果は、図7と8に示される。
この目的の為に、同じ“PEUGEOT 806”車両が使用され、その右側前輪は、上述の支持体を備え、テストされる潤滑組成物で被覆されたタイヤを備え、最初からゼロタイヤ圧で走行した右側前輪タイヤの内部温度と周囲温度との間の温度差の展開が、全体のマイル数の関数として測定された。
【0024】
フラットタイヤでの走行の条件は、これらのテストのそれぞれに対して次の通りであった:
行ったテストのそれぞれに対して、車両を、100、200及び300kmで停止させた(それぞれに、2分、2分及び1時間30分)。これは、走行したこれらの距離のそれぞれにおける差(T内部−T周囲)の低下をもたらす。
低温での最初の一連のテストでは(図7)、本発明の第一の実施例の組成物(88.6%の質量分率のグリセリンをベースとする)60gと、ポリアルケングリコールをベースとした前記公知の組成物60gの二タイプをそれぞれに適用した。
【0025】
図7から、フラットタイヤで20km走行後、本発明の第一実施例の組立てアセンブリーは(図7の「本発明No.1」)、30km後に90℃近辺の内部温度に到達するのに極めて迅速に発熱する公知の組立てアセンブリー(図7の「対照」)よりも一層ゆっくりと増加する内部発熱を有する事が明らかである。
本発明の第一実施例の組立てアセンブリーの内部温度は、フラットタイヤでの300km走行中、この公知の組立てアセンブリーの内部温度よりも常に低く維持される。
言い換えれば、本発明の潤滑組成物は、相当する組立てアセンブリーに潤滑を賦与する事を可能とし、従って、ポリアルケングリコールをベースとした公知の潤滑剤の存在によって賦与される潤滑と比較して、改善されたフラットタイヤ走行時の耐久性を与える事を可能とする。
低温での第二の一連のテストでは(図8)、本発明の第一実施例の組成物の潤滑剤(90%の質量分率のグリセリンと10%の質量分率の水から成る)40gと、シリコーンオイルをベースとした本発明のものではない潤滑剤40gの二タイプをそれぞれに適用し、フラットタイヤでの走行時の相当する発熱を比較した。
【0026】
シリコーンオイルをベースとしたこの潤滑剤は、“SILICONE FLUIDE 47V300”の名称でRHODIA社から市販されており、25℃で350センチストークスの粘度を有する。
図8から、フラットタイヤで20km走行後、本発明の第一実施例の組立てアセンブリーは(図8の「グリセリン+水」)、30km後に80℃近辺の内部温度に到達するのに極めて迅速に発熱する、シリコーンオイルを備えた組立てアセンブリーよりも一層ゆっくりと増加する内部発熱を有する事が明らかである。
前述の通り、本発明の第一実施例の組立てアセンブリーの内部温度は、フラットタイヤでの300km走行中、シリコーンオイルを備えたこの組立てアセンブリーの内部温度よりも常に低く維持される。
言い換えれば、本発明の潤滑組成物は、相当する組立てアセンブリーに潤滑を賦与する事を可能とし、従って、シリコーンオイルをベースとした本発明のものではない潤滑剤の存在によって賦与される潤滑と比較して、改善されたフラットタイヤ走行時の耐久性を与える事を可能とする。
【0027】
本発明の潤滑組成物中で有利に使用されるキサンタンガムタイプの多糖類は、グリセリンをベースとした本発明の特定の潤滑剤に十分な増粘性を賦与する。
又、本発明の組成物に非水性潤滑剤(純粋のグリセリンから成る)を使用する場合は、この組成物中の増粘剤の質量分率は、フラットタイヤでの走行前に組成物の流動を防ぎ且つフラットタイヤでの走行時の潤滑を維持しながら、前述の範囲の1%〜2%よりも広い質量分率の範囲内で変化させる事が出来る。
更に、本発明の潤滑組成物は、水に可溶であり、リム、タイヤの外面が汚れた時に、その様な組成物を備えた組立てアセンブリーのリム或いはタイヤの洗浄を効果的に行う事を可能とし、或いは、修理を効果的に行う事を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は、本発明の組立てアセンブリー中に含まれる安全支持体の側面図である。
【図2】
図2は、本発明の組立てアセンブリーの横断面図であり、図1の支持体は、車輪リムの上に載置され、タイヤを支持する位置に在る。
【図3】
図3は、本発明の二種類の潤滑組成物を備えた二つの組立てアセンブリーの、フラットタイヤでの走行時の内部発熱の展開を、本発明によらない潤滑組成物を備えた組立てアセンブリーと比較して示すグラフである。
【図4】
図4は、本発明の潤滑剤の、温度の関数としての揮発度を示すグラフである。
【図5】
図5は、本発明によらない潤滑剤の、温度の関数としての揮発度を示すグラフである。
【図6】
図6は、本発明の実施例の潤滑組成物と公知の潤滑組成物を備えた二つのタイヤの、フラットタイヤでの走行時の耐久性についての熱老化の効果を示すグラフである。
【図7】
図7は、本発明の潤滑組成物と前記公知の潤滑組成物をそれぞれに備えた二つの組立てアセンブリーの、フラットタイヤでの走行時の内部発熱の展開を示すグラフである。
【図8】
図8は、本発明の潤滑組成物に含まれる潤滑剤と本発明によらない潤滑剤とをそれぞれに備えた二つの組立てアセンブリーの、フラットタイヤでの走行時の内部発熱の展開を示すグラフである。
Claims (10)
- タイヤと前記タイヤ内の車輪リムの上に載置された安全支持体(1)との間の界面を潤滑にする為の潤滑組成物であって、基本的に、第一に、水性又は非水性の潤滑剤と、第二に、前記潤滑剤を増粘させる為の多糖類とを含む組成物において、前記潤滑剤が60%以上の質量分率のグリセリンを含み、前記潤滑剤が、95%〜99%の質量分率で前記組成物中に存在する事を特徴とする組成物。
- 前記潤滑剤が水性であり、前記グリセリンが70%以上の質量分率で前記潤滑剤中に存在し、30%以下の質量分率で水を含む、請求項1に記載の潤滑組成物。
- 前記多糖類が、1%〜2%の質量分率で前記組成物中に存在する、請求項1又は2に記載の潤滑組成物。
- 前記多糖類が、1.5%〜1.7%の質量分率で前記組成物中に存在する、請求項3に記載の潤滑組成物。
- 25℃で、大気圧で、「LV4」のスピンドルを用いて、ブルックフィールド法で測定した粘度が100,000センチポイズ〜160,000センチポイズである、請求項1〜4の何れか一項に記載の潤滑組成物。
- 前記多糖類がキサンタンガムである、請求項1〜5の何れか一項に記載の潤滑組成物。
- 少なくとも一種の界面活性剤が、前記組成物中に、0.2%以下の質量分率で存在する、請求項1〜6の何れか一項に記載の潤滑組成物。
- 前記界面活性剤が、アルキルアリールスルホン酸のアルカリ金属塩である、請求項7に記載の潤滑組成物。
- 自動車用の組立てアセンブリーであって、リム、前記リムの上に載置されていて、少なくとも放射状にその外面がエラストマー又はプラスチックス材料で造られている安全支持体、及び前記支持体の周りの前記リム上に載置されたタイヤを含み、前記リムが、その二つの周辺縁のそれぞれの上に、前記タイヤのビードをその上に載置したリムシートを有し、前記リムが、その二つのシートの間に、前記支持体を受けるベアリング表面を含み、請求項1〜8の何れか一項に記載の潤滑組成物を備えている事を特徴とするアセンブリー。
- 前記タイヤの内面上に潤滑組成物を備えている、請求項9に記載のアセンブリー。
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