JP2011026544A - タイヤパンクシール材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】天然ゴムラテックスと界面活性剤とを含むタイヤパンクシール材であって、前記界面活性剤を前記天然ゴムラテックスの固形分に対して1.0〜6.0質量%含有し、かつ、前記界面活性剤が、ノニオン系界面活性剤とアニオン系界面活性剤とを、ノニオン系界面活性剤/アニオン系界面活性剤=1.0/1.0〜1.0/5.0の質量比で含有するタイヤパンクシール材。
【選択図】なし
Description
最近使用されているタイヤのパンク頻度は、通常、数年に1回といわれており、シーリング剤が実際に使用される頻度は比較的低い。そのため、タイヤパンクシール材にとって、シール性に優れていることはもちろん、車内での長期間の保管に耐えられる性能も重要である。
そこで、本発明は、シール性能と保管性能とを両立させたタイヤパンクシール材を提供することを課題とする。
すなわち、本発明は以下のものである。
天然ゴムラテックス(A)と、界面活性剤(B)と、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン(C)とを含む混合物を製造するステップ、および
凍結防止剤(D)を、上記混合物の温度上昇を10℃以下に抑えながら添加するステップを含むタイヤパンクシール材の製造方法。
<I:タイヤパンクシール材>
本発明のタイヤパンクシール材は、天然ゴムラテックス(A)と界面活性剤(B)とを含むタイヤパンクシール材であって、上記界面活性剤(B)を上記天然ゴムラテックス(A)の固形分に対して1.0〜6.0質量%含有し、かつ、上記界面活性剤(B)が、ノニオン系界面活性剤(B1)とアニオン系界面活性剤(B2)とを、ノニオン系界面活性剤(B1)/アニオン系界面活性剤(B2)=1.0/1.0〜1.0/5.0の質量比で含有するタイヤパンクシール材である。
本発明のタイヤパンクシール材に用いられる天然ゴムラテックスは、特に限定されず、ヘベア・ブラジリエンシス樹をタッピングして採取されるものを用いることができる。
天然ゴムラテックスとしては、天然ゴムラテックスからタンパク質を除去した、いわゆる「脱蛋白天然ゴムラテックス」が好ましい。タンパク質が少ないと、アンモニアの発生量を少なくすることができ、アンモニアによるスチールコードへの腐食損傷および刺激臭の発生を防止するという理由からである。
具体的には、例えば、脱蛋白天然ゴムラテックス(SeLatexシリーズ、SRIハイブリッド社製)、脱蛋白天然ゴムラテックス(HA、野村貿易社製)、超低アンモニア天然ゴムラテックス(ULACOL、レヂテックス社製)等を使用することができる。
界面活性剤(B)は、ノニオン系界面活性剤(B1)とアニオン系界面活性剤(B2)とを含有するが、所望によりカチオン系界面活性剤(B3)を含有してもよい。
本発明のタイヤパンクシール材中のノニオン系界面活性剤(B1)の含有量(質量)とアニオン系界面活性剤(B2)の含有量(質量)との比(「ノニオン系界面活性剤(B1)の含有量(質量部)/アニオン系界面活性剤(B2)の含有量(質量部)」を、ノニオン系界面活性剤(B1)の含有量を1.0として表現したもの。以下「界面活性剤組成比(質量比)」ともいう。)は、1.0/1.0〜1.0/5.0の範囲内であれば特に限定されないが、1.0/1.0〜1.0/3.0の範囲内であることが好ましく、1.0/1.0〜1.0/2.0の範囲内であることがさらに好ましい。また、1.0/2.0〜1.0/5.0でも好ましい。この範囲内であると、シール性能および保管性能がバランスよく改善されるからである。
本発明のタイヤパンクシール材中の天然ゴムラテックスの固形分含有量(質量)に対する界面活性剤の含有量(質量)の割合(以下「界面活性剤含有量(質量%)」ともいう。)は、1.0〜6.0質量%の範囲内である。1.0質量%以上であるとシール性能改善の効果が大きく、6.0質量%以下であると保管性能改善の効果が大きいからである。
界面活性剤含有量(質量%)および界面活性剤組成比(質量比)が上記範囲内であると、本発明のタイヤパンクシール材の保管性能とシール性能とを両立することができる
ノニオン系界面活性剤(B1)は、例えば、安定性の向上に効果があると考えられる。
ノニオン系界面活性剤(B1)としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル型、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル型、ポリオキシエチレンアルキルアミン型、ポリオキシエチレンアルキルアミド型、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル型、ポリオキシエチレンひまし油型、ポリオキシエチレン脂肪酸ジエスエル型、ポリオキシエチレンロジンエステル型、ポリオキシエチレンラノリンエーテル型、ポリオキシエチレン多価アルコールエーテル型、ポリオキシエチレン多価アルコール脂肪酸エステル型、多価アルコール脂肪酸エステル型、脂肪酸アルカノールアマイド型等のノニオン系界面活性剤を挙げることができる。ノニオン系界面活性剤のHLBは、特に限定されないが、12.0〜19.0の範囲内のものが好ましい。
ポリオキシエチレンステアリルエーテルとしては、具体的には、例えば、エマルゲン320P(HLB=13.9)、エマルゲン350(HLB=17.8)を挙げることができる。
アニオン系界面活性剤(B2)は、例えば、粘度上昇抑制に効果があると考えられる。
アニオン系界面活性剤(B2)としては、例えば、アルキル硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩(石けん)、α-スルホ脂肪酸メチルエステル塩、α-オレフィンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、(モノ)アルキルリン酸エステル塩、ポリオキシモノおよびジスチリルフェニルエーテルスルホコハク酸モノエステル塩、アルキルフェノキシポリオキシエチレンプロピルスルホン酸塩等が挙げられる。
カチオン系界面活性剤(B3)としては、例えば、テトラアルキルアンモニウムクロライド、トリアルキルベンジルアンモニウムクロライド、アルキルアミン、モノオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン等を挙げることができる。
本発明のタイヤパンクシール材は、所望により、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(以下「EVA」という場合がある。)エマルジョンを含有してもよい。
エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂の語は、広義には、エチレンおよび酢酸ビニルをモノマー単位として含む共重合樹脂を意味する。すなわち、モノマー単位としてエチレンおよび酢酸ビニルを含む共重合樹脂であれば、特に限定されず、モノマー単位として、エチレンおよび酢酸ビニル以外に、例えば、バーサチック酸ビニルエステル(ベオバ)を含むエチレン−酢酸ビニル−バーサチック酸ビニル共重合樹脂、アクリル酸エステルを含むエチレン−酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合樹脂等、従来公知ものを使用することができる。
本発明のタイヤパンクシール剤は、所望により、凍結防止剤を含有してもよい。
凍結防止剤としては、特に限定されないが、具体的には、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンが好適に挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明のタイヤパンクシール材は、所望により、粘度調節剤を含有してもよい。
粘度調節剤としては、例えば、水を使用することができる。
本発明のタイヤパンクシール材は、上述した各成分以外に、所望により、粘度調節剤、粘着付与剤、充填剤、老化防止剤、酸化防止剤、顔料(染料)、可塑剤、揺変性付与剤、紫外線吸収剤、難燃剤、界面活性剤(レベリング剤を含む)、分散剤、脱水剤、帯電防止剤等の各種添加剤等を含有することができる。
粘度調節剤は、本発明のタイヤパンクシール材の製造直後の粘度が、BL型粘度計(ローターNo.2)を用いて20℃雰囲気下で測定した場合に、約40〜約150mPa・s、好ましくは40〜110mPa・sとなるように添加する。粘度が高すぎるとシール性能が劣化するからである。
本発明のタイヤパンクシール材の製造方法は、特に限定されないが、例えば、反応容器に上述した天然ゴムラテックスおよびベオバ共重合樹脂エマルジョン、ならびに所望により界面活性剤、凍結防止剤および各種添加剤を入れ、減圧下で混合ミキサー等の混合機を用いて十分に混練する方法が挙げられる。
以下、本発明のタイヤパンクシール材の使用方法について説明する。ただし、本発明のタイヤパンクシール材の使用方法は下記の方法に限定されない。
まず、本発明のタイヤパンクシール材をタイヤの空気充填部からタイヤ内に注入する。本発明のタイヤパンクシール材をタイヤ内に注入する方法は、特に限定されず従来公知の方法を用いることができ、例えば、シリンジ、スプレー缶等を用いる方法が挙げられる。タイヤ内に注入されるタイヤパンクシール材の量は、特に限定されず、パンク穴の大きさ等に応じて適宜選択される。
その後、車を走行させる。タイヤが回転接地する際に受ける圧縮力や剪断力によって天然ゴム粒子等の凝集体を形成し、パンク穴をシールすることができる。
1.製造
第1表(実施例)および第2表(比較例)に示す成分をそれぞれに示す組成(質量部)で、かくはん機を用いて混合し、第1表および第2表に示される各タイヤパンクシール材を得た。
「シール性能」とは、タイヤのセンター溝部における孔をシールする性能(以下、単に「センター溝部シール性能」ともいう。)および/またはタイヤのショルダー溝部における孔をシールする性能(以下、単に「ショルダー溝部シール性能」ともいう。)をいい、それぞれ、下記試験方法によって評価される。
「シール性能」が優れるとは、センター部シール性能および/またはショルダー部シール性能が優れることをいう。
センター部シール性能が「○」であり、ショルダー部シール性能が「◎」、「○」または「×」のいずれかであるものを、シール性能に優れると評価する。
タイヤのトレッドのセンター溝部にパンク孔(直径4mm)を空ける。
次いで、パンク孔を空けたタイヤをドラム試験機に装着し、タイヤパンクシール材をタイヤのバルブ口から注入し、タイヤ内圧が250kPaになるように空気を充填する。
その後、荷重350kg、時速30kmの条件下で上記タイヤを8分間走行させ、走行後に、空気漏れの有無を目視および石鹸水をパンク孔付近に吹き付けることで確認する。
空気漏れがないものをセンター溝部シール性能に優れるとして「○」と評価し、空気漏れがあるものをセンター溝部シール性能が劣るとして「×」と評価する。
タイヤのトレッドのショルダー溝部にパンク孔(直径4mm)を空ける。
次いで、パンク孔を空けたタイヤをドラム試験機に装着し、タイヤパンクシール材をタイヤのバルブ口から注入し、タイヤ内圧が200kPaになるように空気を充填する。
その後、荷重350kg、時速30kmの条件下で上記タイヤを1分間走行させて停止する間欠運転を繰り返し、上記と同様の評価で空気漏れがなくなるまで行う。
その結果、間欠運転を1〜10サイクル繰り返した段階で空気漏れがなくなるものをショルダー溝部シール性能が非常に優れるとして「◎」と評価し、間欠運転を11〜15サイクル繰り返した段階で空気漏れがなくなるものをショルダー溝部シール性能が優れるとして「○」と評価し、間欠運転を16サイクル以上繰り返しても空気漏れがなくならないものをショルダー溝部シール性能が劣るとして「×」と評価する。
貯蔵安定性が「○」と評価され、かつ、粘度安定性が「○」または「◎」と評価されるものを保管性能に優れるとする。
タイヤパンクシール材を容器に入れ、窒素置換した後密閉し、7日間、80℃雰囲気下で、20Hz、振幅±3mmの振動を与え続ける振動試験(以下「振動試験」という。)の直後に、タイヤパンクシール材の状態を観察する。
分散状態を目視で観察し、沈殿・分離がないものを貯蔵安定性に優れるとして「○」と評価し、凝集物やフィルムが存在したものを貯蔵安定性に劣るとして「×」と評価する。
振動試験の直前と直後に、BL型粘度計(ローターNo.2、60rpm)を用いて、20℃雰囲気下で振動前の粘度を測定する。
振動後の粘度が振動前の粘度から5%未満の上昇であったものを粘度安定性に特に優れるとして「◎」と評価し、5%以上50%未満の上昇であったものを粘度安定性に優れるとして「○」と評価し、50%以上上昇したものを粘度安定性に劣るとして「×」と評価する。
シール性能および保管性能の評価結果を第1表および第2表に示す。
第1表および第2表から明らかなように、天然ゴムラテックス(A)の固形分に対して界面活性剤(B)を1.0〜6.0質量%含有し、かつ、該界面活性剤(B)は、ノニオン系界面活性剤(B1)とアニオン系界面活性剤(B2)とを、ノニオン系界面活性剤(B1)/アニオン系界面活性剤(B2)=1.0/1.0〜1.0/5.0の質量比で含有する、実施例1〜22に記載のタイヤパンクシール材は、シール性能および保管性能に優れていた。
一方、界面活性剤(B)の含有量および/またはノニオン系界面活性剤(B1)とアニオン系界面活性剤(B2)との含有比が上記の範囲内にない、比較例1〜10のタイヤパンクシール材は、シール性能、保管性能の少なくとも一方が要求される性能を有さなかった。
・A成分
NRラテックス・・・天然ゴムラテックス(Hytex HA、野村貿易社製、固形分60質量%)
・B成分
・・B1成分
ノニオン系界面活性剤(1)・・・ポリオキシエチレンオレイルエーテル(エマルゲン430、花王社製、HLB=16.2)
ノニオン系界面活性剤(2)・・・ポリオキシエチレンミリスチルエーテル(エマルゲン4085、花王社製、HLB=18.9)
ノニオン系界面活性剤(3)・・・ポリオキシエチレンラウリルエーテル(エマルゲン108、花王社製、HLB=12.1)
ノニオン系界面活性剤(4)・・・ポリオキシエチレンステアリルアミン(アミート320、花王社製、HLB=15.4)
・・B2成分
アニオン系界面活性剤・・・ラウリル硫酸ナトリウム(エマール10PT、花王社製)
・C成分
EVAエマルジョン(1)・・・エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン(スミカフレックス408HQE、住化ケムテックス社製、エチレン:酢酸ビニル=40:60、固形分50質量%)
EVAエマルジョン(2)・・・エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン(スミカフレックス401HQ、住化ケムテックス社製、エチレン:酢酸ビニル=30:70、固形分55質量%)
EVAエマルジョン(3)・・・エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン(スミカフレックス400HQ、住化ケムテックス社製、エチレン:酢酸ビニル=20:80固形分55質量%)
EVAエマルジョン(4)・・・エチレン−酢酸ビニル−バーサチック酸ビニル共重合樹脂エマルジョン(スミカフレックス950HQ、住化ケムテックス社製、エチレン:酢酸ビニル:バーサチック酸ビニル=10:5:85、固形分53質量%)
・D成分
凍結防止剤・・・プロピレングリコール(試薬1級、和光純薬社製)
・E成分
水
・界面活性剤含有量(質量%)
タイヤパンクシール材中の天然ゴムラテックス(A成分)の固形分含有量(質量)に対する界面活性剤(B成分)の固形分含有量(質量)の割合を質量%で表す。
・界面活性剤組成比(質量比)
タイヤパンクシール材中のノニオン系界面活性剤(B1成分)の含有量(質量)とアニオン系界面活性剤(B2成分)の含有量(質量)との比を表す。
・粘度(mPa・s,20℃)
タイヤパンクシール材の製造直後の粘度をBL型粘度計(ローターNo.2)を用いて20℃雰囲気下で測定した値を表す(単位:mPa・s)。
1.製造
第3表(製造例1〜20)の各成分を、NRラテックス(A)、EVAエマルジョン(C)、界面活性剤(B)の順に、混合機を用いて混合して、NRラテックスを含む混合系とした。
次に、前記混合系に凍結防止剤(D)を添加した。製造例1〜13では、添加の際に、混合系の温度上昇が10℃以下となるように、混合系の温度を制御したが、製造例14〜20では、特段の温度管理を行わなかった。
このようにして、製造例1〜20の各タイヤパンクシール材を製造した。
製造後、各タイヤパンクシール材をろ過して、製造時に生じたゲルをろ別し、乾燥し、そのゲルの固形分質量を測定し、それをゲルの固形分質量を配合したNRラテックスの固形分質量で除して、NRゲル発生量を質量%で算出した。
第3表に、各タイヤパンクシール材の凍結防止剤添加時の温度上昇(℃)およびNRゲル発生量を示す。なお、製造例1〜20において、NRゲル発生量が「<0.5」となっているものは、ゲル発生量が0.5質量%未満であることを意味する。
ゲル発生量が0.5質量%未満のものを「A」、0.5〜1.0質量%未満のものを「B」、1.0〜2.0質量%未満のものを「C」、2.0〜3.5質量%未満のものを「D」、3.5質量%以上のものを「E」と評価した。評価Aのものが「合格」である。
凍結防止剤(D)を混合系に添加する際に、混合系の温度上昇を10℃以下に抑えた製造例1〜13では、いずれもNRゲル発生量が0.5質量%未満であり、「A」と評価された。それに対して、温度上昇が10℃を超えた製造例14〜20では、いずれもNRゲル発生量が0.5質量%以上であり、「B」以下と評価された。
これらの結果は、凍結防止剤(D)を添加する際に、混合系の温度上昇を10℃以下とすることによって、ゲル発生量を、温度上昇が10℃を超える場合に比べて、NRゲル発生量を大幅に減少することができることを示す。
A)NRラテックス
・天然ゴムラテックス(Hytex HA、野村貿易社製、固形分60質量%)
B)ノニオン系界面活性剤(1)
・ポリオキシエチレンオレイルエーテル(エマルゲン430、花王社製)
アニオン系界面活性剤
・ラウリル硫酸ナトリウム(エマール10PT、花王社製)
C)EVAエマルジョン(1)
・エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン(スミカフレックス408HQE、住化ケムテックス社製、エチレン:酢酸ビニル=40:60、固形分50質量%)
EVAエマルジョン(3)
・エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン(スミカフレックス400HQ、住化ケムテックス社製、エチレン:酢酸ビニル=20:80、固形分55質量%)
EVAエマルジョン(4)
・エチレン−酢酸ビニル−バーサチック酸ビニル共重合樹脂エマルジョン(スミカフレックス950HQ、住化ケムテックス社製、エチレン:酢酸ビニル:バーサチック酸ビニル=10:5:85、固形分53質量%)
D)プロピレングリコール(試薬1級、和光純薬社製)
ジエチレングリコール(試薬1級、和光純薬社製)
グリセリン(試薬1級、和光純薬社製)
Claims (3)
- 天然ゴムラテックスと界面活性剤とを含むタイヤパンクシール材であって、前記界面活性剤を前記天然ゴムラテックスの固形分に対して1.0〜6.0質量%含有し、かつ、前記界面活性剤が、ノニオン系界面活性剤とアニオン系界面活性剤とを、ノニオン系界面活性剤/アニオン系界面活性剤=1.0/1.0〜1.0/5.0の質量比で含有するタイヤパンクシール材。
- 前記ノニオン系界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルおよびポリオキシエチレンアルキルアミンからなる群から選ばれる少なくとも1つであり、かつ、前記ノニオン系界面活性剤のHLB値が12.0〜19.0%である、請求項1に記載のタイヤパンクシール材。
- さらに、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョンと凍結防止剤とを含む、請求項1または2に記載のタイヤパンクシール材。
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