JP4188623B2 - タイヤのパンクシーリング剤の製造方法、及び製造装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロピレングリコールからなる凍結防止剤を高濃度で含有するパンクシーリング剤を製造する際の、ゴム凝集塊の生成を抑制しうるタイヤのパンクシーリング剤の製造方法、及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤにパンクが発生したとき、タイヤ内に注入してパンク部分を内部からシールするパンクシーリング剤として、ゴムラテックスに粘着剤と凍結防止剤とを少なくとも配合したものが広く採用されている。
【０００３】
しかし、この種のパンクシーリング剤においては、保管中に凍結を起こした場合、その中のゴム成分が固形化してパンクシーリング剤としての使用ができなくなるという問題がある。これは、パンクシーリング剤は、凍結防止剤の水溶液中に、ゴム粒子と粘着剤の粒子とが界面活性剤のイオン斥力により分散浮遊している粘度３０ｃｐｓ程度のミルク状の液体であるが、水溶液が凍結したとき、ゴム粒子同士が融合して塊状に固形化するためである。なお、いったん凝集塊となったゴム成分は、その後解凍した場合にも元に戻ることがなく、タイヤへの注入性やシール性を著しく阻害する。
【０００４】
従って、近年、保管中においてパンクシーリング剤を凍結させないために、凍結防止剤として、凍結防止効果のより高いプロピレングリコールを用いることが望まれている。なおプロピレングリコールは、比重が天然ゴム粒子の比重に近いことから、長期保管中、液内でゴム粒子が次第に浮上して液面付近でゴム粒子濃度が上昇するのを抑制する効果があり、このゴム粒子濃度の上昇に起因するゴムのクリーム状化を抑えることにも優れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プロピレングリコールは、水との混和力が非常に強い粘性の液体であり、従って、通常の操作で、プロピレングリコールをゴムラテックス中に注入した場合、プロピレングリコールと接触する周囲のラテックスから水分を急激に吸収する。そのため、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として固形化してしまうなど、パンクシーリング剤の形成が困難になるという新たな問題が発生する。
【０００６】
このような状況に鑑み、本発明者が研究した結果、前記ゴム凝集塊の生成を低く抑えながら、プロピレングリコールとゴムラテックスとを混合させてパンクシーリング剤を製造するためには、ゴムラテックスと粘着剤との混合溶液を早い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し、ゴム粒子濃度が局部的に高くならないようにすることが有効であることが判明した。
【０００７】
そこで本発明は、ゴムラテックスと粘着剤との混合溶液を、先端速度が１．０〜１０．０ｍ／秒で回転する攪拌羽根の回転により攪拌しながら、この混合溶液の表面に、プロピレングリコールを、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−／分の注入速度で注入することを基本として、ゴム凝集塊の生成を大幅に抑制することができ、プロピレングリコールを配合した凍結し難いパンクシーリング剤を、高品質で製造しうるタイヤのパンクシーリング剤の製造方法、及び製造装置の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、ゴムラテックスと、粘着剤と、プロピレングリコールからなる凍結防止剤とを少なくとも含むタイヤのパンクシーリング剤の製造方法であって、
円筒状容器に収容した前記ゴムラテックスと前記粘着剤との混合溶液に、前記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み、
該凍結防止剤注入攪拌ステップは、先端速度が１．０〜１０．０ｍ／秒で回転する攪拌羽根の回転により前記混合溶液を攪拌しながら、前記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−／分の注入速度で前記混合溶液の表面に注入し、
かつ注入口の形成個数ｎと前記注入速度ｖとの積（ｎ×ｖ）である全注入速度を０．５〜２０リッタ−／分とするとともに、
前記ゴムラテックスの、パンクシーリング剤の全重量に対する配合量を４０〜６０重量部、前記粘着剤は、その配合量が、パンクシーリング剤の全重量に対し、１０〜３０重量部、プロピレングリコールは、その配合量を、パンクシーリング剤の全重量に対して２５〜３５重量部の範囲としたことを特徴としている。
【０００９】
又請求項２の発明では、前記複数の注入口は、円筒状容器の中心線からの距離を、前記円筒状容器の半径Ｒの６０〜９０％としたことを特徴としている。
【００１０】
又請求項３の発明では、前記複数の注入口は、一つの円周上で並んで配されることを特徴としている。
【００１１】
又請求項４の発明は、前記請求項１〜３の何れかに記載のタイヤのパンクシーリング剤の製造方法に用いる製造装置であって、
ゴムラテックスと粘着剤との混合溶液を収容する円筒状容器と、
前記円筒状容器と同心な回転中心を有しかつ先端速度が１．０〜１０．０ｍ／秒で回転することにより前記円筒状容器に収容する混合溶液を攪拌する攪拌羽根と、
複数個の注入口を有しかつ１個の注入口当たり０．０１〜１．０リッタ−／分の注入速度で凍結防止剤を前記混合溶液の表面に注入する凍結防止剤注入具とを具えることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
本発明は、ゴムラテックスと、粘着剤と、プロピレングリコールからなる凍結防止剤とを少なくとも含むパンクシーリング剤の製造方法であって、特に、前記凍結防止剤の配合量を、パンクシーリング剤の全重量に対し２５〜３５重量部の範囲に高めたパンクシーリング剤の製造に好適に採用できる。
【００１３】
ここで、前記パンクシーリング剤に用いるゴムラテックスとしては、シール性能の高い天然ゴムラテックスを用いることが好ましい。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を抑えることができるため、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。
【００１４】
又要求により、天然ゴムラテックスの一部を、例えばスチレン−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に置換えてブレンドしたものを使用することもできる。
【００１５】
なおパンクシーリング剤が、走行により速やかにパンク穴に入り込み、このパンク穴を塞ぎ、かつある程度の走行距離までシール性能を保持させるために、前記ゴムラテックスの、パンクシーリング剤の全重量に対する配合量を４０〜６０重量部としている。なお、一般にゴムラテックスに占めるゴム固形分の割合は、６０重量％程度である。
【００１６】
次に前記粘着剤としては、前記ゴムラテックスを凝固させない種々の樹脂系粘着剤が使用でき、例えばテルペン樹脂、フェノール樹脂が好ましく使用できる。他に好ましい樹脂系粘着剤として、ポリビニルエステル、ポリビニルアルコール、およびポリビニルピロリジンがある。
【００１７】
この樹脂系粘着剤は、ゴムラテックスとタイヤとの接着性を高め、シール性能を向上させるために用いられるものであり、その配合量は、パンクシーリング剤の全重量に対し、１０〜３０重量部が好ましい。１０重量部未満では、パンクシーリング剤の粘着性が低くなり、シール性能及びシール保持性能が不十分となる。逆に３０重量部を越えると、ラテックス配合量が相対的に減じるためにシール性能が低下する。
【００１８】
又前記凍結防止剤としては、保管中にパンクシーリング剤が凍結し、ゴム粒子が凝集して固形化するのを防止するため、凍結防止効果の高いプロピレングリコール（Ｃ₃ Ｈ₈ Ｏ₂ ）を使用するとともに、本例では、その配合量を、パンクシーリング剤の全重量に対して２５〜３５重量部の範囲まで高めている。これによって、パンクシーリング剤の凍結温度を例えば−３０℃以下の低温にまで減じることが可能となる。
【００１９】
なおパンクシーリング剤には、安定剤として界面活性剤を、パンクシーリング剤の全重量に対して０．４〜２．０重量部程度添加することができ、この界面活性剤として、アニオン界面活性剤、両性界面活性剤、特殊カルボン酸型界面活性剤などが好適に採用しうる。
【００２０】
そしてこのようなパンクシーリング剤を、以下の如き製造方法によって製造する。即ち、パンクシーリング剤の製造方法は、図１に概念的に示すように、円筒状容器１０に収容したゴムラテックス１と粘着剤２との混合溶液３に、凍結防止剤４を注入攪拌する凍結防止剤注入攪拌ステップＳ１を含んで構成している。
【００２１】
この凍結防止剤注入攪拌ステップＳ１では、攪拌羽根１１を用い、円筒状容器１０に収容した混合溶液３を攪拌しながら、その表面に、前記凍結防止剤４を複数個の注入口１２Ａから少しずつ注入する。
【００２２】
このとき、ゴム凝集塊の生成を低く抑えるために、
▲１▼ 前記攪拌羽根１１を、その先端速度が１．０〜１０．０ｍ／秒の範囲となる高速度で回転せしめ、前記混合溶液３の攪拌速度、即ち流速を大幅に高めること；及び
▲２▼ 一個の注入口１２Ａからの凍結防止剤４の注入速度を、０．０１〜１．０リッタ−／分の範囲に低く抑えること；
が必要であり、これによって、プロピレングリコール（凍結防止剤４）が注入された際に、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ゴム粒子濃度を局部的に高めるのを防止でき、ゴム凝集塊の生成を抑制しうる。
【００２３】
前記先端速度が１．０ｍ／秒よりも遅い場合、及び注入速度が１．０リッタ−／分より速い場合には、ゴム凝集塊の生成抑制効果を発揮することができなくなる。又前記先端速度が１０．０ｍ／秒より速い場合には、混合溶液３等が遠心力で飛び散り、安定した攪拌ができなくなる。又注入速度が０．０１リッタ−／分より遅い場合には、注入時間が長くなり生産性を損ねる結果を招く。このような観点から、注入速度は０．０２〜０．８リッタ−／分の範囲が好ましく、又先端速度は２．０〜７．０ｍ／秒の範囲が好ましい。
【００２４】
又前記注入口１２Ａは、混合溶液３の表面及び円筒状容器１０の壁面から離して設けられており、もし表面及び壁面に接触していると、注入された凍結防止剤４が注入口１２Ａに付着して、或いは壁面に付着して、攪拌が充分に行われなくなる。なお本例では、注入口１２Ａを、前記混合溶液３の表面から１ｃｍ以上の距離Ｌ３、壁面から１ｃｍ以上の距離Ｌ４を隔てて配している。
【００２５】
又注入口１２Ａは、複数個設けられ、注入時間の迅速化が図られるが、そのためには、前記注入口１２Ａの形成個数ｎと前記注入速度ｖとの積（ｎ×ｖ）である全注入速度を０．５〜２０リッタ−／分とする。
【００２６】
又各注入口１２Ａは、円筒状容器１０の中心線ｉからの距離Ｌ１が、前記円筒状容器の半径Ｒの６０〜９０％の範囲に設けることが好ましく、９０％を越えると、注入した凍結防止剤４が円筒状容器１０の内壁面に付着し、そこからゴム凝集塊の生成、成長を誘発する傾向となる。逆に６０％未満では、混合溶液３の流速が遅く凍結防止剤４が充分に混ざりきらず、同様にゴム凝集塊の生成抑制効果の低下を招く。
【００２７】
なお複数の注入口１２Ａを設けた場合には、注入口１２Ａの間の距離を５０ｍｍ以下に近接しないことも必要であり、そのために本例では、図２に示す如く、円筒状容器１０と同心な一つの円周線Ｋ上に、５０ｍｍを越える距離ｄを隔てて等間隔で並設している。
【００２８】
又前記攪拌羽根１１は、前記円筒状容器１０と同心な回転中心ｊを有し、又前記注入口１２Ａ付近の凍結防止剤４を素早く攪拌して混合させるために、前記回転中心ｊから攪拌羽根１１の先端までの羽根長さＬ２を、前記円筒状容器１０の半径Ｒの６０〜９０％の範囲とするのが好ましい。６０％未満では、注入口１２Ａ付近の凍結防止剤４を素早く攪拌することが難しく、又９０％を越えると、混合溶液３等を安定して攪拌することが難しくなるなど、何れも攪拌効率の低下を招く。なお羽根長さＬ２は、前記範囲であれば、前記距離Ｌ１と相違しても良い。
【００２９】
又前記凍結防止剤注入攪拌ステップＳ１では、凍結防止剤４の注入が完了した後も、ある程度攪拌を継続するのが好ましい。これは本実施形態の如く、混合溶液３を早い速度で攪拌しながら、凍結防止剤４を遅い注入速度で少しずつ注入した場合にも、微少な凝固物の生成を防ぐことは難しく、従って、攪拌を継続し、微少な凝固物同士を凝集、成長させることにより、濾過による除去作業を容易とする。なお攪拌の継続時間は、製造するパンクシーリング剤の容積によって相違するが、例えば１５リッタの場合、５分以上とすることが好ましい。
【００３０】
又このような凍結防止剤注入攪拌ステップＳ１は、図１に略示した製造装置２０を用いて実施しうる。この製造装置２０は、前記円筒状容器１０と前記攪拌羽根１１と、前記複数の注入口１２Ａを有する凍結防止剤注入具１２とを具えて構成されえる。
【００３１】
なお前記凍結防止剤注入具１２は、ホルダ１３により円筒状容器１０と同心に支持される円環状の注入管１４を有し、この注入管１４の下面に前記注入口１２Ａを等間隔で形成している。なお図中の符号１５は、前記注入管１４に凍結防止剤４を供給する供給管であり、又符号１６は、製造されたパンクシーリング剤を排出する排出口１０Ａを開閉するバルブである。
【００３２】
又前記混合溶液３は、予めゴムラテックス１と粘着剤２とを前記円筒状容器１０内で混合させて形成することもできるが、他の容器で混合したものを前記円筒状容器１０内に投入しても良く、又ゴムラテックス１と粘着剤２とは従来的な種々の方法で容易に混合できる。
【００３３】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【００３４】
【実施例】
本発明の製造方法に従い表１の仕様でパンクシーリング剤を夫々１０００リッター製造し、その時に発生したゴム凝集塊の生成量を測定し比較した。
【００３５】
（１） パンクシーリング剤の仕様：
・脱蛋白天然ゴムラテックス −−−−５０重量％
・粘着剤（テルペン樹脂） −−−−２０重量％
・凍結防止剤（プロピレングリコール）−−−−３０重量％
【００３６】
（２） 装置の仕様：
・円筒状容器の
容量 −−−−１０００リッター
半径Ｒ −−−−５０ｃｍ
・攪拌羽根の長さＬ２ −−−−４０ｃｍ
・注入口の口径 −−−−２ｍｍ
・注入口の個数 −−−−２０個
【００３７】
（３） ゴム凝集塊の生成量：
パンクシーリング剤を形成した際に発生したゴム凝集塊の生成量を測定し、
パンクシーリング剤に含まれるゴム成分全体の重量に対する比で表示した。
【００３８】
【表１】

【００３９】
【発明の効果】
本発明は叙上の如く、ゴムラテックスと粘着剤との混合溶液を、所定の早い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所定の遅い注入速度で少しずつ注入しているため、ゴム粒子濃度が局部的に高くなるのを抑制することができ、ゴム凝集塊の生成を低く抑え、プロピレングリコールを配合した凍結し難いパンクシーリング剤を、高品質で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパンクシーリング剤の製造方法を、それに用いる製造装置の一実施例とともに概念的に示す線図である。
【図２】注入口の配置状態を示す線図である
【符号の説明】
１ ゴムラテックス
２ 粘着剤
３ 混合溶液
４ 凍結防止剤
Ｓ１ 凍結防止剤注入攪拌ステップ

Claims (4)

1. ゴムラテックスと、粘着剤と、プロピレングリコールからなる凍結防止剤とを少なくとも含むタイヤのパンクシーリング剤の製造方法であって、
   円筒状容器に収容した前記ゴムラテックスと前記粘着剤との混合溶液に、前記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み、
   該凍結防止剤注入攪拌ステップは、先端速度が１．０〜１０．０ｍ／秒で回転する攪拌羽根の回転により前記混合溶液を攪拌しながら、前記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−／分の注入速度で前記混合溶液の表面に注入し、
   かつ注入口の形成個数ｎと前記注入速度ｖとの積（ｎ×ｖ）である全注入速度を０．５〜２０リッタ−／分とするとともに、
   前記ゴムラテックスの、パンクシーリング剤の全重量に対する配合量を４０〜６０重量部、前記粘着剤は、その配合量が、パンクシーリング剤の全重量に対し、１０〜３０重量部、プロピレングリコールは、その配合量を、パンクシーリング剤の全重量に対して２５〜３５重量部の範囲としたことを特徴とするパンクシーリング剤の製造方法。
2. 前記複数の注入口は、円筒状容器の中心線からの距離を、前記円筒状容器の半径Ｒの６０〜９０％としたことを特徴とする請求項１記載のタイヤのパンクシーリング剤の製造方法。
3. 前記複数の注入口は、一つの円周上で並んで配されることを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤのパンクシーリング剤の製造方法。
4. 請求項１〜３の何れかに記載のタイヤのパンクシーリング剤の製造方法に用いる製造装置であって、
   ゴムラテックスと粘着剤との混合溶液を収容する円筒状容器と、
   前記円筒状容器と同心な回転中心を有しかつ先端速度が１．０〜１０．０ｍ／秒で回転することにより前記円筒状容器に収容する混合溶液を攪拌する攪拌羽根と、
   複数個の注入口を有しかつ１個の注入口当たり０．０１〜１．０リッタ−／分の注入速度で凍結防止剤を前記混合溶液の表面に注入する凍結防止剤注入具とを具えることを特徴とするタイヤのパンクシーリング剤の製造装置。

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