JP2019099659A - パンクシーリング剤 - Google Patents

Abstract

【課題】経年による性能の低下が抑制されたタイヤ用パンクシーリング剤を提供する。【解決手段】天然ゴムラテックスと、シリコーンオイルとを含むタイヤ用パンクシーリング剤。【選択図】なし

Description

本発明は、タイヤパンク時に、タイヤホイールの空気バルブからパンクシーリング剤と高圧空気とを順次タイヤ内に注入する方式のパンク処置システムにおいて、経年による性能低下が抑制されたパンクシーリング剤に関する。

パンクしたタイヤを応急的に補修する処置システムとして、例えば、パンクシーリング剤を収容した耐圧容器とコンプレッサーなどの高圧空気源とを用い、空気バルブを経てタイヤ内にシーリング剤を注入した後、引き続いて連続的に高圧空気を注入し、走行可能な圧力までタイヤをポンプアップするもの（以下に一体型タイプという場合がある）が知られている。

そして、例えば、特許文献１には、シール液の低温での注入特性を改善した、天然ゴムラテックス、粘着付与剤及び１，３−プロパンジオールを含むパンクシーリング剤、特許文献２には、シール液の低温及び高温での注入特性を改善した、天然ゴムラテックス、粘着付与剤、１，３−プロパンジオール及びノニオン性界面活性剤を含むタイヤのパンクシーリング剤が開示されている。

このように、注入性能、修理性能を改善する種々の技術が提案されているものの、このようなパンクシーリング剤は、経年により性能が低下するという課題がある。

特開２０１１−６６４６号公報 特開２０１１−１２１５８号公報

本発明は、前記課題を解決し、経年による性能の低下が抑制されたタイヤ用パンクシーリング剤を提供することを目的とする。

本発明は、天然ゴムラテックスと、シリコーンオイルとを含むタイヤ用パンクシーリング剤に関する。
前記シリコーンオイルの比重は、０．９７ｇ／ｃｍ^３以下であることが好ましい。
前記シリコーンオイルの含有量は、１．０〜５．０質量％であることが好ましい。

本発明によれば、天然ゴムラテックスと、シリコーンオイルとを含むタイヤ用パンクシーリング剤であるので、経年による性能の低下を抑制できる。

本発明のタイヤ用パンクシーリング剤は、天然ゴムラテックスと、シリコーンオイルとを含む。

従来のパンクシーリング剤は、パンク修理後の走行によりシーリング剤中のゴム固形分がパンク穴にとどまり、パンク穴を塞ぐことで応急修理を行うが、長期間保管したパンクシーリング剤を用いた場合、ゴムの凝集及びゴム成分の酸化劣化により、応急修理したパンク穴でゴムが固化せず、パンク穴を修理できなくなる問題がある。

本発明は、パンクシーリング剤に更にシリコーンオイルを配合しているため、ボトル内でシリコーンオイルがシーリング剤と分離した状態で存在し、ボトル内でのシーリング剤のゴム凝集及びゴム成分の酸化劣化を抑制できる。従って、長期間保管した後のパンクシーリング剤でも、優れたパンク修理性能（パンクシール性能、注入性等）を得ることが可能である。

本発明では、スムーズにシーリング剤をタイヤ内に注入できること、走行により速やかにパンク穴にシーリング剤が入り込み、タイヤの変形による機械的刺激を受けて固まってパンク穴を塞ぐこと（初期シール性能）、ある程度の走行距離までシール性が保持されること（シール保持性能）等の性能の観点から、天然ゴムラテックスを主成分とするシーリング剤が使用される。

特に、この天然ゴムラテックスから蛋白質を除去した所謂脱蛋白天然ゴムラテックスは、より少ないアンモニアで腐敗が抑えられるため、アンモニアに起因するスチールコードへの腐食損傷及び刺激臭の発生を防止するという観点からも、より好ましく使用できる。脱蛋白天然ゴムラテックスは、例えば、特開平１０−２１７３４４号公報に記載のように、天然ゴムラテックスに蛋白分解酵素を添加して、蛋白質を分解させた後、洗浄することによって調製できる。

また、必要に応じて天然ゴムラテックスに、更にブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、エチレン−酢酸ビニルゴム、クロロプレンゴム、ビニルピリジンゴム、ブチルゴムなどの合成ゴムラテックス等をブレンドしてもよい。

なお、ゴムラテックスは、乳化剤である界面活性剤を少量含む水性媒体中に、ゴム固形分を微粒子状に乳化分散させたものであり、通常、ゴム固形分の占める割合を６０質量％程度としたゴムラテックスが使用される。

初期シール性能、シール保持性能の点から、パンクシーリング剤の全質量１００質量％中、天然ゴムラテックス（ゴム固形分）の配合量Ａを１５〜４５質量％の範囲とすることが好ましい。配合量Ａの下限は２０質量％以上がより好ましく、上限は４０質量％以下がより好ましい。配合量Ａを下限以上にすることで、良好なパンクシール性能及びシール保持性能が得られる傾向がある。逆に各配合量Ａを上限以下にすることで、保管中のゴム粒子の凝集の抑制等、良好な保管性能が得られると共に、粘度上昇を抑制し、パンクシーリング剤の空気バルブからの注入性が確保される傾向がある。

本発明では、シリコーンオイルが使用される。シリコーンオイルの添加により、該シリコーンオイルとシーリング剤が分離した状態で存在し、シーリング剤のゴム凝集、ゴム成分の酸化劣化等が抑制されるので、経年によるパンクシーリング剤の性能の低下を抑制できる。

シリコーンオイルとしては特に限定されず、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、及びそれらの側鎖、末端に有機基を導入した変性シリコーンオイル（ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル等）、等が挙げられる。

ここで、ジメチルシリコーンオイルは、一般に、末端、側鎖がメチル基のジメチルポリシロキサン、メチルフェニルシリコーンオイルは、該ジメチルポリシロキサンの側基のメチル基の一部がフェニル基に置換したフェニル化ポリシロキサン、メチルハイドロジェンシリコーンオイルは、該ジメチルポリシロキサンの側基のメチル基の一部が水素に置換した水素化ポリシロキサンである。変性シリコーンオイルに関しては、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイルは、一般に、上記ポリシロキサンの末端又は側鎖の一部が有機基（ポリエーテル基、アルキル基、アミノ基、エポキシ基）に置換した変性ポリシロキサンである。

シリコーンオイルの比重（４℃）は、経年によるパンクシーリング剤の性能維持性の観点から、０．９７ｇ／ｃｍ^３以下であることが好ましい。より好ましくは０．９６ｇ／ｃｍ^３以下、更に好ましくは０．９４ｇ／ｃｍ^３以下、特に好ましくは０．９３ｇ／ｃｍ^３以下である。該比重の下限は特に限定されないが、好ましくは０．１０ｇ／ｃｍ^３以上、より好ましくは０．３０ｇ／ｃｍ^３以上である。
なお、比重は、ＪＩＳ Ｚ８８０４：２０１２の「液体の密度及び比重の測定方法」に準拠した値である。

シリコーンオイルは、本発明の効果の観点から、２５℃での動粘度が０．５〜２５０ｍｍ／ｓであることが好ましい。より好ましくは１．０〜２００ｍｍ／ｓ、更に好ましくは１．０〜１５０ｍｍ／ｓである。
なお、動粘度は、ＪＩＳ Ｚ８８０３：２０１１の「液体の粘度測定方法」に準拠し、毛細管粘度計法による値である。

経年によるパンクシーリング剤の性能維持性の点から、パンクシーリング剤の全質量１００質量％中、シリコーンオイルの配合量Ｂを０．５〜５．３質量％の範囲とすることが好ましい。配合量Ｂの下限は１．０質量％以上がより好ましい。上限は５．０質量％以下がより好ましい。

パンクシーリング剤は、粘着付与剤を含むことが好ましい。粘着付与剤は、ゴムラテックスとタイヤとの接着性を高め、パンクシール性能を向上させるために用いられるものであり、例えば、乳化剤を少量含む水性媒体中に、粘着付与樹脂を微粒子状に乳化分散させた粘着付与樹脂エマルジョン（水中油滴型エマルジョン）を使用できる。粘着付与樹脂エマルジョンの固形分である粘着付与樹脂としては、前記ゴムラテックスを凝固させないもの、例えば、テルペン系樹脂、フェノール系樹脂、ロジン系樹脂が好ましく使用できる。他に好ましい樹脂としては、ポリビニルエステル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリジンも挙げられる。

粘着付与樹脂（粘着付与剤の固形分）の配合量Ｃは、パンクシーリング剤の全質量１００質量％中、２〜１０質量％が好ましい。下限以上にすることで、良好なパンクシール性能及びシール保持性能が得られる傾向がある。配合量Ｃの下限は４質量％以上がより好ましく、上限は７質量％以下がより好ましい。上限以下にすることで、保管中のゴム粒子の凝集の抑制等、良好な保管性能が得られると共に、粘度上昇を抑制し、パンクシーリング剤の空気バルブからの注入性が確保される傾向がある。

前記配合量Ａ、Ｃの和（Ａ＋Ｃ（固形分））は、パンクシーリング剤の全質量１００質量％中、１５〜６０質量％の範囲にすることが好ましい。下限は１７質量％以上がより好ましく、３０質量％以上が更に好ましく、上限は５５質量％以下がより好ましく、５０質量％以下が更に好ましい。

ゴムラテックスの乳化剤、及び粘着付与樹脂エマルジョンの乳化剤として、例えば、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤などの界面活性剤が好適に使用できる。この乳化剤の総配合量は、パンクシーリング剤の全質量１００質量％中、０．４〜２．０質量％程度である。

本発明において使用する凍結防止剤としては特に制限はなく、エチレングリコール、プロピレングリコール（１，２−プロパンジオール）、１，３−プロパンジオール等を使用できる。

エチレングリコールを使用すると、ゴム粒子の安定性が悪化し、凝集することがあるが、プロピレングリコールや１，３−プロパンジオールを使用すると、長期間保管した場合でも、ゴム粒子や粘着剤の粒子が表面付近で凝集してクリーム状物質に変質することを抑制でき、優れた保管性能（貯蔵安定性）が発揮される。更にプロピレングリコールを使用すると、低温で粘度が上昇することがあるが、１，３−プロパンジオールを使用すると、低温での粘度上昇を抑制でき、低温注入性を改善できる。１，３−プロパンジオールを使用すると、シーリング剤の使用温度範囲を低温側へ拡大でき、一体型タイプのパンク処置システムにおいて、低温でもバルブコアからシーリング剤、エアーを注入する場合に、バルブコアでの詰まりを防止できる。

パンクシーリング剤の全質量１００質量％中、凍結防止剤の配合量Ｄは、２０〜６４質量％が好ましい。下限以上にすることで、低温での粘度上昇を抑制し、逆に上限以下にすることで、良好なパンクシーリング性が得られる傾向がある。配合量Ｄの下限は２５質量％以上がより好ましく、上限は４０質量％以下がより好ましい。

凍結防止剤の配合量Ｄ′は、パンクシーリング剤の液体成分１００質量％中、５０〜８０質量％が好ましい。下限以上にすることで、低温での粘度上昇が抑制され、逆に上限以下にすることで、良好な注入性が得られる傾向がある。配合量Ｄ′の下限は５５質量％以上がより好ましく、上限は７０質量％以下がより好ましい。ここで、液体成分とは、水及び凍結防止剤をいう。よって、配合量は、凍結防止剤の質量／水及び凍結防止剤の合計質量×１００（質量％）を意味する。

本発明のパンクシーリング剤は、本発明の効果を阻害しない範囲で、他の成分を更に配合してもよい。

本発明のパンクシーリング剤は、一般的な方法で製造される。すなわち、前記各成分等を公知の方法により混合すること等により製造できる。得られたパンクシーリング剤を、ポリエチレンなどの樹脂製容器に充填し、容器を密封して乗用車、トラック、バス等の自動車に搭載される。

実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。

〔実施例・比較例〕
市販のＮＲラテックス（タイ産のＨＡ型天然ゴムラテックス、固形分６０質量％）、粘着付与剤（テルペン樹脂の乳化液、固形分５０質量％）を用い、表１の仕様に基づいて、パンクシーリング剤を作製した。

なお、シリコーンオイルは、以下のものを使用した。
シリコーンオイルＡＫ１：旭化成ワッカーシリコーン製ＡＫ１（比重０．８３ｇ／ｃｍ^３、動粘度１ｍｍ^２／ｓ）
シリコーンオイルＡＫ１０：旭化成ワッカーシリコーン製ＡＫ１０（比重０．９３ｇ／ｃｍ^３、動粘度１０ｍｍ^２／ｓ）
シリコーンオイルＡＫ１００：旭化成ワッカーシリコーン製ＡＫ１００（比重０．９６ｇ／ｃｍ^３、動粘度１００ｍｍ^２／ｓ）
シリコーンオイルＡＫ３５０：旭化成ワッカーシリコーン製ＡＫ３５０（比重０．９７ｇ／ｃｍ^３、動粘度３５０ｍｍ^２／ｓ）

得られた各パンクシーリング剤について、初期のシール性能、経年劣化後のシール性能を下記方法にて評価し、結果を表１に示した。なお、経年劣化後のシール性能については、ＰＥ製ボトルに充填したパンクシーリング剤を、以下の条件で促進劣化させた後、シール性能を評価した。
（促進劣化条件）
「８０℃×８時間→２５℃×４時間→−３０℃×８時間→２５℃×４時間」を１サイクルとして、５０サイクル促進劣化させた。

＜初期のシール性能＞
タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５のタイヤに、直径６ｍｍの釘で穴を開け、釘を抜いた後、３００ｍｌのパンクシーリング剤を注入し、かつエアーを２５０ｋＰａまで昇圧した。その後、荷重（３．５ｋＮ）にて、４０ｋｍ／ｈで１０分間走行し、３ｋｍ毎にパンク穴が塞がったか否かを確認し、パンク穴が塞がるのに要した修理距離で評価した。

＜経年劣化後のシール性能＞
タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５のタイヤに、直径６ｍｍの釘で穴を開け、釘を抜いた後、上記条件で促進劣化させた３００ｍｌのパンクシーリング剤を注入し、かつエアーを２５０ｋＰａまで昇圧した。その後、荷重（３．５ｋＮ）にて、４０ｋｍ／ｈで１０分間走行し、３ｋｍ毎にパンク穴が塞がったか否かを確認し、パンク穴が塞がるのに要した修理距離で評価した。

表１のとおり、シリコーンオイルを添加していない比較例に比べ、添加した実施例では、経年劣化後のシール性能が優れていた。比重０．９６ｇ／ｃｍ^３以下のシリコーンオイルを添加した場合、特に性能が優れていた。

Claims (3)

1. 天然ゴムラテックスと、シリコーンオイルとを含むタイヤ用パンクシーリング剤。
2. 前記シリコーンオイルの比重が０．９７ｇ／ｃｍ^３以下である請求項１記載のタイヤ用パンクシーリング剤。
3. 前記シリコーンオイルの含有量が１．０〜５．０質量％である請求項１又は２記載のタイヤ用パンクシーリング剤。