JP2008069253A - パンクシーリング剤の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴムラテックス凝集塊に起因するシーリング剤のゲル化を効果的に防止できるパンクシーリング剤の製造方法を提供する。
【解決手段】ゴムラテックスと水とを混合する第１の混合工程と、凍結防止剤と粘着剤とを混合する第２の混合工程と、第１の混合工程を経た混合液と第２の混合工程を経た混合液とを混合する第３の混合工程と、第３の混合工程後に濾過を行う濾過工程と、を含むことを特徴とするパンクシーリング剤の製造方法である。ゴムラテックスと粘着剤と水とを混合した後、凍結防止剤を混合する混合工程と、前記混合工程後に濾過を行う濾過工程と、を含むことを特徴とするパンクシーリング剤の製造方法である。また、凍結防止剤と水とを混合して混合液を調製し、この混合液に、ゴムラテックスと粘着剤との混合液を混合する混合工程と、前記混合工程後に濾過を行う濾過工程と、を含むことを特徴とするパンクシーリング剤の製造方法である。
【選択図】なし

Description

本発明は、空気入りタイヤのパンク穴を閉塞するために空気入りタイヤの内部に注入されるパンクシーリング剤の製造方法に関する。

近年、空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」という。）がパンクした際に、タイヤ及びホイールを交換することなく、液状のシーリング剤をタイヤの内部へ注入した後、このタイヤの内圧を指定圧まで昇圧することによりタイヤのパンク修理を行うシーリング・ポンプアップ装置が普及している。この種のシーリング・ポンプアップ装置に用いられるシーリング剤としては、ゴムラテックス、樹脂系エマルジョン及び、プロピレングリコールからなる凍結防止剤が撹拌混合されて製造されるものがある。このようなシーリング剤の製造工程では、一般に、ゴムラテックスと粘着剤とを混合して混合溶液を調液した後、この混合容器中に凍結防止剤を注入してシーリング剤原液を製造する。しかし、混合溶液中にプロピレングリコールを注入する際に、凍結防止剤として使用されるプロピレングリコールが水との混和力が非常に強い粘性の液体であることから、このプロピレングリコールと接触する周囲のゴムラテックスから水分を急激に吸収する。このため、周囲のラテックス中のゴム粒子の濃度が非常に高くなり、ゴム粒子同士が融合して凝集塊が生成され、この凝集塊をコアとしてシーリング剤の一部又は全部が固形化（ゲル化）してしまう、という現象が生じ易い。

上記のような凝集塊がシーリング剤に発生することを防止することを目的とするシーリング剤の製造方法としては、例えば、特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１に示されたシーリング剤の製造方法は、円筒状容器に収容したゴムラテックスと粘着剤との混合溶液に、凍結防止剤を注入攪拌する凍結防止剤注入攪拌ステップを含んでおり、この凍結防止剤注入攪拌ステップでは、先端速度が１．０〜１０．０ｍ／秒という比較的早い速度で回転する攪拌羽根の回転により混合溶液を攪拌しながら、凍結防止剤を複数個の注入口から１個の注入口当たり０．０１〜１．０リッター／分という比較的遅い注入速度で混合溶液の表面に注入する。

上記特許文献１記載のシーリング剤の製造方法によれば、ゴムラテックスと粘着剤との混合溶液を上記速度で攪拌しながら、この混合溶液の表面にプロピレングリコールを遅い注入速度で少しずつゆっくりと注入することにより、このプロピレングリコールが周囲から水分を急激に吸収してラテックス粒子の濃度が局部的に高くなることを抑制でき、この結果、シーリング剤原液中に複数のラテックス粒子が凝集して生成されるラテックス凝集塊の生成を効果的に抑制することができる、という効果を得られる。

また、特許文献１には、凍結防止剤注入攪拌ステップで凍結防止剤（エチレングリコール）の注入が完了した後も、ある程度（例えば、５分以上）の時間に亘って攪拌を継続することが好ましいと記載されている。これは、エチレングリコールの注入完了後に、シーリング剤原液の撹拌を一定時間に亘って継続することにより、撹拌中にシーリング剤原液中に生成された微小なラテックス凝集塊の凝集、成長を促進できるので、シーリング剤原液中にラテックス凝集塊が微小なまま存在しているよりも、濾過によりシーリング剤原液中からラテックス凝集塊を除去することが容易になるためである。

ここで、発明者等の知見によれば、シーリング剤原液からのラテックス凝集塊の除去が不十分で、製品としてのシーリング剤中にラテックス凝集塊が所定量以上残存している場合には、ラテックス凝集塊がコアとなってシーリング剤のゲル化が促進される現象が生じ、経時的にシーリング剤によるパンク穴に対する閉塞能力が低下し、長期的にはシーリング剤全体がゲル化してタイヤへの注入が不能になるおそれもある。
特開２００３−３４２５５１号公報

しかしながら、発明者等が、特許文献１記載のシーリング剤の製造方法の効果等を確認するための実験を行ったところ、シーリング剤原液の撹拌を一定時間に亘って継続した後、このシーリング剤原液を濾過しただけでは、シーリング剤原液中からラテックス凝集塊を十分に除去できず、このシーリング剤原液から製造されたシーリング剤のゲル化を完全に防止できないことが明らかになった。

以上から、本発明は、上記課題を解決することを目的とする。すなわち、本発明は、ゴムラテックス凝集塊に起因するシーリング剤のゲル化を効果的に防止できるパンクシーリング剤の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく鋭意検討の結果、本発明者らは、下記本発明に想到し当該課題を解決できることを見出した。
すなわち、本発明は、ゴムラテックスと水とを混合する第１の混合工程と、凍結防止剤と粘着剤とを混合する第２の混合工程と、前記第１の混合工程を経た混合液と前記第２の混合工程を経た混合液とを混合する第３の混合工程と、前記第３の混合工程後に濾過を行う濾過工程と、を含むことを特徴とするパンクシーリング剤の製造方法である。

また、本発明は、ゴムラテックスと粘着剤と水とを混合した後、凍結防止剤を混合する混合工程と、前記混合工程後に濾過を行う濾過工程と、を含むことを特徴とするパンクシーリング剤の製造方法である。

さらに、本発明は、凍結防止剤と水とを混合して混合液を調製し、この混合液に、ゴムラテックスと粘着剤との混合液を混合する混合工程と、前記混合工程後に濾過を行う濾過工程と、を含むことを特徴とするパンクシーリング剤の製造方法である。

上記本発明においては、前記ゴムラテックスが、ＳＢＲラテックス、ＮＢＲラテックス、ＭＢＲラテックス、ＢＲラテックス、カルボキシル変性ＮＢＲラテックス、及びカルボキシル変性ＳＢＲラテックスからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。

ゴムラテックス凝集塊に起因するシーリング剤のゲル化を効果的に防止できるパンクシーリング剤の製造方法を提供することができる。

本発明の実施の形態に係るシーリング剤の製造方法について、第１〜第３の態様に分けて説明する。

（第１の態様）
本発明の第１の態様に係るパンクシーリング剤の製造方法は、ゴムラテックスと水とを混合する第１の混合工程と、凍結防止剤と粘着剤とを混合する第２の混合工程と、前記第１の混合工程を経た混合液と前記第２の混合工程を経た混合液とを混合する第３の混合工程と、前記第３の混合工程後に濾過を行う濾過工程と、を含む。

（１）第１の混合工程：
第１の混合工程は、ゴムラテックスと水とを混合する工程である。ゴムラテックスと水と混合質量比（ゴムラテックス／水）は、２．５〜１０．０とすることが好ましい。混合する際は攪拌を行うことが好ましく、攪拌速度は、５０〜５００ｒｐｍとすることが好ましい。

ここで、ゴムラテックスとしては、ＮＲ（天然ゴム）ラテックス又は合成ゴムラテックスを用いることが好ましく、タイヤなどへの腐食性を考慮すると、合成ゴムラテックスを用いることがより好ましい。合成ゴムラテックスとしては、ＳＢＲラテックス、ＮＢＲラテックス、ＭＢＲラテックス、ＢＲラテックス、カルボキシル変性ＮＢＲラテックス、及びカルボキシル変性ＳＢＲラテックスからなる群より選択される１種または２種以上を用いることが好ましい。

（２）第２の混合工程：
第２の混合工程は、凍結防止剤と粘着剤とを混合する工程である。凍結防止剤と粘着剤と混合質量比（凍結防止剤／粘着剤）は、３．５〜８．０とすることが好ましい。混合する際は攪拌を行うことが好ましく、攪拌速度は、５０〜５００ｒｐｍとすることが好ましい。

ここで、凍結防止剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール及びジプロピレングリコールからなる群より選択される１種質または２種以上であることが好ましい。このような凍結防止剤の含有量は、最終的に得られるパンクシーリング剤中、１０〜６０質量％であることが好ましい。これは、１０質量％未満では、低温での凍結防止性が十分に得られないことがあり、６０質量％を超えると、ゴムラテックス相対量が減少するため十分なシール特性が得られないことがあるためである。

粘着剤としての樹脂系エマルジョンとしては、テルペン樹脂、ロジン系樹脂、トール油樹脂、フェノール樹脂、石油系樹脂及び、これら樹脂の変性体からなる群より選択される１種または２種以上であることが好ましい。

（３）第３の混合工程：
第３の混合工程は、第１の混合工程を経た混合液（混合液（１−１））と第２の混合工程を経た混合液（混合液（１−２））とを混合する工程である。

混合液（１−１）と混合液（１−２）と混合質量比（混合液（１−１）／混合液（１−２））は、０．５〜１．２とすることが好ましい。混合する際は攪拌を行うことが好ましく、攪拌速度は、５０〜５００ｒｐｍとすることが好ましい。

上記第１〜第３の混合工程では、適宜、分散剤、乳化剤、発泡安定剤、又はアンモニアや苛性ソーダ等のｐＨ調整剤を添加してもよい。第１〜第３の混合工程のように、所定の組み合わせで混合を行うことで、シール性を発現する上で最も重要なラテックスを水系中で（長期保存に対し）安定化させることで、ゴムラテックス凝集塊に起因するシーリング剤のゲル化を効果的に防止することが可能となる。

（２）濾過工程：
濾過工程は、第３の混合後の混合液を濾過する工程である。濾過方法としては公知の方法を採用することができる。上記混合工程を経た後は、ゴムラテックスの凝集によるゲル化が進行して、微粒子状の凝集物が生成する。当該凝集物を放置しておくと、これを核としてゲル化がより進行してしまう。そこで、本発明では、濾過工程により核となる微粒子状の凝集物を除去し、最終的にゴムラテックス凝集塊に起因するシーリング剤のゲル化を効果的に防止する。その結果、パンクシーリング剤の貯蔵安定性も向上させることができる。

濾過に使用する濾過器のフィルタ部材としては、金網状に形成された金属製のメッシュフィルタを用いることが好ましい。この場合、そのメッシュ数は５０メッシュ（網目の開口径が約３００μｍ）〜４００メッシュ（網目の開口径が約３０μｍ）のものを用いることが好ましい。メッシュフィルタの材質としては、ステンレス、アルミ合金等の耐腐食性が高い金属材料を好適に用いることができる。

また、フィルタ部材としては、５０メッシュ〜４００メッシュのメッシュフィルタの網目と略同等の開口径の微小開口が多数、穿設された多孔質フィルタを用いてもよく、またメッシュフィルタや多孔質フィルタが積層された積層フィルタを用いてもよい。

（３）凝集塊成長工程：
濾過工程に先立ち、凝集塊成長工程を設けることが好ましい。この凝集塊成長工程では、混合工程で調液されたシーリング剤原液を少なくとも２４時間以上、好ましくは４８時間以上の静置時間に亘って撹拌することなく容器内に保持（静置）する。静置時間の下限値は、濾過工程で用いられるメッシュフィルタのメッシュ数等に応じて２４時間〜４８時間の範囲で適宜、変更することができる。

また、静置時間の上限値は特に制限されないが、パンクシーリング剤を製造する際の工程時間（タクト時間）の制約、製造されたパンクシーリング剤をストックするためのストック量の制限等を考慮すると共に、また保管環境に応じてパンクシーリング剤に含まれる水分量が蒸発又は吸湿により徐々に変化することから、保管時の水分量の変化を考慮すると、静置時間の上限値は４８０時間以下に設定することが好ましい。

上記各工程では、適宜、分散剤、乳化剤、発泡安定剤、又はアンモニアや苛性ソーダ等のｐＨ調整剤を添加してもよい。

（第２の態様）
本発明の第２の態様に係るパンクシーリング剤の製造方法は、ゴムラテックスと粘着剤と水とを混合した後、凍結防止剤を混合する混合工程と、混合工程後に濾過を行う濾過工程と、を含む。以下、各工程について説明する。

（１）混合工程：
混合工程は、ゴムラテックスと粘着剤と水とを混合した後、凍結防止剤を混合する工程である。ゴムラテックスと粘着剤と水とを混合する際の順序は特に制限は無く、また、これらを同時に混合してもよい。
ゴムラテックス１００質量部に対し、粘着剤は１５〜４５質量部とすることが好ましい。水は２０〜４０質量部とすることが好ましい。凍結防止剤は１００〜１５０質量部とすることが好ましい。混合する際は攪拌を行うことが好ましく、攪拌速度は、５０〜５００ｒｐｍとすることが好ましい。
なお、ゴムラテックス、凍結防止剤および粘着剤については、第１の態様と同様である。

また、それぞれの添加剤を混合する際は、混合する間隔をある程度あけた方がよい場合がある。例えば、ゴムラテックスに粘着剤を混合した後は、３〜６０分後に水を混合し、その後、３〜６０分後に凍結防止剤を混合することが好ましい。

（２）濾過工程および（３）凝集塊成長工程：
濾過工程および凝集塊成長工程は、第１の態様と同様である。また、上記各工程では、適宜、分散剤、乳化剤、発泡安定剤、又はアンモニアや苛性ソーダ等のｐＨ調整剤を添加してもよいのも、第１の態様と同様である。

（第２の態様）
本発明の第２の態様に係るパンクシーリング剤の製造方法は、凍結防止剤と水とを混合して混合液を調製し、この混合液に、ゴムラテックスと粘着剤との混合液を混合する混合工程と、混合工程後に濾過を行う濾過工程と、を含む。以下、各工程について説明する。

（１）混合工程：
混合工程は、凍結防止剤と水とを混合した後、して混合液を調製し、この混合液に、ゴムラテックスと粘着剤との混合液を混合する工程である。凍結防止剤と水と混合質量比（凍結防止剤／水）は、３．０〜１０．０とすることが好ましい。混合する際は攪拌を行うことが好ましく、攪拌速度は、５０〜５００ｒｐｍとすることが好ましい。なお、凍結防止剤の具体例については、第１の態様と同様である。

次に、ゴムラテックスと粘着剤との混合質量比（ゴムラテックス／粘着剤）は、２．０〜７．０とすることが好ましい。混合する際は攪拌を行うことが好ましく、攪拌速度は、５０〜５００ｒｐｍとすることが好ましい。なお、ゴムラテックスおよび粘着剤の具体例については、第１の態様と同様である。

（２）濾過工程および（３）凝集塊成長工程：
濾過工程および凝集塊成長工程は、第１の態様と同様である。また、上記各工程では、適宜、分散剤、乳化剤、発泡安定剤、又はアンモニアや苛性ソーダ等のｐＨ調整剤を添加してもよいのも、第１の態様と同様である。

第１〜第３の態様で、濾過工程を経た後のパンクシーリング剤は、１回のパンク修理の際に必要となる量（例えば、２００ｇ〜８００ｇ）に対応する容量を有する液剤容器内へ充填された後、液剤容器の注入口を、内蓋（図示省略）及び外蓋により閉塞することにより、液剤容器内に密閉状態で保管される。

この液剤容器は、タイヤに対するパンク修理時に内蓋及び外蓋がそれぞれ取り外され、シーリング・ポンプアップ装置に装填される。このシーリング・ポンプアップ装置は、例えば、ポンプにより液剤容器内のパンクシーリング剤を加圧することにより、これをタイヤのタイヤバルブに接続されたジョイントホースを通して液剤容器からタイヤ内部へ圧送する。

（実施例１）
ＳＢＲラテックス４０質量部と水５質量部とを混合して混合液（１−１）を調製した。また、プロピレングリコール４５質量部とロジン系樹脂１０質量部とを混合して混合液（１−２）を調製した。当該混合液（１−１）と混合液（１−２）とを混合し、３６時間静置した後、２００メッシュのフィルターを使用して濾過を行い、パンクシーリング剤を製造した。

（実施例２）
ＳＢＲラテックス４０質量部に、ロジン系樹脂１０質量部を混合して１０分間攪拌後、水５質量部をさらに混合して１０分間攪拌した。その後、プロピレングリコール４５質量部を混合して、１０分間攪拌した。攪拌後の混合液を３６時間静置した後、２００メッシュのフィルターを使用して濾過を行い、パンクシーリング剤を製造した。

（実施例３）
プロピレングリコール４５質量部と水５質量部とを混合して混合液を調製した。この混合液にＳＢＲラテックス４０質量部とロジン系樹脂１０質量部との混合液を混合した。１０分間攪拌した後、３６時間静置し、２００メッシュのフィルターを使用して濾過を行って、パンクシーリング剤を製造した。

（比較例）
ＳＢＲラテックス４０質量部にロジン系樹脂１０質量部を混合し、その後、プロピレングリコール４５質量部と水５質量部とを混合した混合液を加え、２００メッシュのフィルターを使用して濾過を行って、パンクシーリング剤を製造した。

（評価）
実施例１〜３および比較例のパンクシーリング剤について、それぞれを８０℃のオーブン中に６０日間保管して、生成するゲルの有無を目視にて観察し、貯蔵安定性について評価を行った。結果を下記表１に示す。なお、表中の「○」はゲルの生成がほとんど無く実用上優れていることを表し、「×」はゲルの生成が起こり、実用上問題があることを表す。

実施例１〜３のパンクシーリング剤は、濾過前は微量な凝集物が確認されたが、濾過後は、上記表１からも明らかなように、いずれもゲルの生成がほとんど無く実用上優れていることがわかった。

Claims (4)

1. ゴムラテックスと水とを混合する第１の混合工程と、
   凍結防止剤と粘着剤とを混合する第２の混合工程と、
   前記第１の混合工程を経た混合液と前記第２の混合工程を経た混合液とを混合する第３の混合工程と、
   前記第３の混合工程後に濾過を行う濾過工程と、
   を含むことを特徴とするパンクシーリング剤の製造方法。
2. ゴムラテックスと粘着剤と水とを混合した後、凍結防止剤を混合する混合工程と、
   前記混合工程後に濾過を行う濾過工程と、を含むことを特徴とするパンクシーリング剤の製造方法。
3. 凍結防止剤と水とを混合して混合液を調製し、この混合液に、ゴムラテックスと粘着剤との混合液を混合する混合工程と、
   前記混合工程後に濾過を行う濾過工程と、を含むことを特徴とするパンクシーリング剤の製造方法。
4. 前記ゴムラテックスが、ＳＢＲラテックス、ＮＢＲラテックス、ＭＢＲラテックス、ＢＲラテックス、カルボキシル変性ＮＢＲラテックス、及びカルボキシル変性ＳＢＲラテックスからなる群より選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のパンクシーリング剤の製造方法。