JP5099796B1 - タイヤパンクシーリング剤 - Google Patents

Abstract

【課題】閉塞性に優れ良好な修理性能を維持しながら、低温での粘度の上昇を抑え、低温においても流動性があり、パンクシーリング剤のタイヤへの注入時の作業性に優れるパンク修理液を提供すること。
【解決手段】天然ゴムラテックスと不凍液とノニオン界面活性剤と増粘剤とを含むパンクシーリング剤であって、前記増粘剤がウレタン会合増粘剤であるタイヤのパンクシーリン１００質量部あたり１０〜３０ｐｈｒ含有し、かつ、ウレタン会合増粘剤を前記天然ゴムラテックスの固形分１００質量部あたり１０〜４５ｐｈｒ含有するパンクシーリング剤に関する。
【選択図】なし

Description

本発明は、パンクをしたタイヤの穴をシールするためのパンクシーリング剤に関する。

釘などによりタイヤに傷がつきパンクが発生した場合、その応急修理のためにタイヤ内部に注入して傷穴をシールするためのパンクシーリング剤が知られている（特許文献１〜３）。

特許文献１にはゴムラテックス溶液と短繊維とを含有するパンクシーリング剤であって、さらにクレイ系増粘剤を含有してなり、該クレイ系増粘剤を添加した前記ゴムラテックス溶液の＋５０℃〜−２０℃の範囲における粘度が、３〜６０００ｍＰａ・Ｓであることを特徴とするパンクシーリング剤が記載されている。

実施例及びメーカーのカタログよりシーリング液の配合はＮＢＲラテックス６０質量％、短繊維２質量％、不凍液２５質量％、増粘剤２質量％、水１１質量％となっています。
ＮＢＲラテックスの固形分濃度を４０．５％と仮定し、ゴム固形分１００質量部あたりに換算すると短繊維８．２ｐｈｒ、不凍液１０２．９ｐｈｒ、増粘剤８．２ｐｈｒ、水４５．３ｐｈｒです。ゴムラテックスの固形分以外の成分の合計は１６４．６ｐｈｒとなっています。

特許文献２には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リング剤であって、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重量％含有し、かつ、前記界面活性剤がノニオン界面活性剤とアニオン界面活性剤とを、ノニオン界面活性剤／アニオン界面活性剤＝１．０／１．０〜１．０〜５．０の重量比で含有するタイヤパンクシール剤が記載されている。

実施例よりシーリング剤の配合はＮＲラテックス５０質量％（ＮＲラテックスの固形分濃度６０％）、ノニオン界面活性剤０．５質量％、アニオン界面活性剤２．５質量％、ＥＶＡエマルジョン５０質量％、凍結防止剤１１０質量％、粘度調整剤７質量％となっています。
ＮＲラテックスの固形分濃度が６０％ということから、ＮＲラテックスの固形分１００質量部あたりに換算するとノニオン界面活性剤１．７ｐｈｒ、アニオン界面活性剤８．３ｐｈｒ、ＥＶＡエマルジョン１６６．７ｐｈｒ、凍結防止剤３６６．７ｐｈｒ、粘度調整剤２３．３ｐｈｒとなります。ＮＲラテックスの固形分以外の成分の合計は５６６．７ｐｈｒとなっています。

特許文献３には、天然ゴムラテックスと、粘着付与剤と、プロピレングリコールと、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル及びポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテルからなる群より選択される少なくとも１種とを含むタイヤのパンクシーリング剤が記載されている。

実施例よりシーリング剤の配合は天然ゴムラテックスの固形分３３質量％、粘着付与剤の固形分７．５質量％、プロピレングリコール３０質量％ポリオキシアルキレンアルキルエーテル１０質量％、となっています。天然ゴムラテックスの固形分１００質量部あたりに換算すると、粘着付与剤２２．７ｐｈｒ、プロピレングリコール９０．９ｐｈｒ、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル３０．３ｐｈｒです。天然ゴムラテックスの固形分以外の成分の合計は１４３．９ｐｈｒとなっています。

特許第４４５０６１１号 特許第４６０９５９８号 特開２０１１‐６６４５号公報

上記のようなパンクシーリング剤は、パンク修理キットに用いられています。タイヤのバルブ部分から注入した後、コンプレッサーを作動させて空気を充填し、指定の空気圧まで昇圧させます。
その後、走行することにより天然ゴムラテックスが凝集し、パンク穴を閉塞しています。

−４０℃のような極めて気温が低い場合にもパンクが発生することが想定されます。このような低温では、粘度が高くなり流動性が悪くなります。流動性が悪くなる結果、ボトルからタイヤに注入するために長時間を要する可能性がありました。
したがいまして低温においても低粘度を保ち流動性をもったシーリング剤の提供が求められる。

また、応急パンク修理剤に用いられるシーリング剤には天然ゴムラテックスやニトリルゴムラテックスが使用されています。
応急修理の後、ディーラーや修理工場で本格修理やタイヤ交換を行う際に、ホイールからタイヤをはずす時にタイヤチェンジャーにシーリング液がこぼれ、タイヤチェンジャーが汚れてしまいました。
また、ホイールやタイヤの内部にシーリング剤が付着し、ウエス等でふき取る必要がありました。
天然ゴムラテックスやニトリルゴムラテックスの配合量が多い場合、ウエス等でふき取ってもきれいにふき取ることができず、作業性が悪くなる問題がありました。

本発明のパンクシーリング剤の特徴は天然ゴムラテックスと凍結防止剤とノニオン界面活性剤と増粘剤とを含むパンクシーリング剤であって、前記増粘剤がウレタン会合増粘剤である点を要旨とする。

ノニオン界面活性剤を前記天然ゴムラテックスの固形分１００質量部あたり１０〜３０ｐｈｒ含有し、かつ、前記ウレタン会合増粘剤を前記天然ゴムラテックスの固形分１００質量部あたり１０〜４５ｐｈｒ含有することが好ましい。

ノニオン界面活性剤はポリオキシアルキレンアルキルエーテルである事が好ましい。

シーリング剤の天然ゴムラテックスの固形分以外の成分の合計が６００ｐｈｒ以上であることが好ましい。

本発明によれば、閉塞性に優れ、低温での注入作業性に優れたパンクシーリング剤を提供できる。
また、本発明の実施例１〜実施例９のパンクシーリング剤のゴム固形分以外の成分は、ゴム固形分１００質量部あたり８９９ｐｈｒです。
パンク孔を閉塞させ、走行を可能とする修理性能を確保しながら、シーリング剤全体に占める天然ゴムラテックスの固形分の割合を少なくしています。
天然ゴムラテックスの配合量が少ないため、ホイールやタイヤの内部に付着したシーリング液を比較的容易にふき取ることができます。

本発明のパンクシーリング剤は天然ゴムラテックスと不凍液とノニオン界面活性剤と増粘剤とを含むパンクシーリング剤であって、前記増粘剤がウレタン会合増粘剤である。

本発明のタイヤパンクシール剤に用いられる天然ゴムラテックスは特には限定されず、脱蛋白天然ゴムラテックスであっても中性ラテックスであってもよい。

凍結防止剤とは冬期（寒冷地）において凍結しないように作られた液体のことである。

凍結防止剤としては特に限定されないが、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等が挙げられる。パンクシーリング剤の安定性が優れていることからプロピレングリコールが好ましい。

ノニオン界面活性剤とは水に溶けてもイオン性を示さないが、界面活性を呈する界面活性剤をいう。

ノニオン界面活性剤はアルキルエーテル型であってもアルキルエステル型であってもアルキルアミン型であってもソルビタン誘導体型であってもよい。

アルキルエーテル型として、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル等が挙げられる。
ポリオキシアルキレンアルキルエーテルとしては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンミリスチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンラウリルエーテル等が挙げられ、単一物質として用いてもよく混合物を用いてもよい。

具体的にはエマルゲン１５０（ポリオキシエチレンラウリルエーテル）、エマルゲン２２０（ポリオキシエチレンセシルエーテル）、エマルゲン３２０Ｐ（オキシエチレンステアリルエーテル）、エマルゲンＬＳ‐１０６（ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル）［花王株式会社製、商品名］、エマルミンＮＬ‐１１０（ポリオキシエチレンラウリル）、サンノニックＳＳ‐１２０（ポリオキシエチレンアルキレンアルキルエーテル）、ナロアクティーＣＬ‐１４０（ポリオキシアルキレンアルキルエーテル）［三洋化成工業株式会社製、商品名］、ノニオンＫ‐２２０（ポリオキシエチレンラウリルエーテル）、ノニオンＫ‐２３０（ポリオキシエチレンラウリルエーテル）［日油株式会社製、商品名］などが挙げられる。

アルキルエステル型としてはエマノーン１１１２（ポリオキシエチレンモノラウレート）、エマノーン４１１０（ポリオキシエチレンモノオレエート）［花王株式会社製、商品名］ニューコール１７０（ポリオキシエチレンオレエート）［日本乳化剤株式会社製、商品名］等が挙げられる。

アルキルアミン型としてアミート１０５Ａ（ポリオキシエチレンアルキルアミン）［花王株式会社製 商品名］、ニューコールＬＡ４０７（ポリオキシエチレンアルキルアミン）［日本乳化剤株式会社製、商品名］などが挙げられる。

ソルビタン誘導体型のノニオン界面活性剤としては、レオドールＴＷ‐Ｐ１２０（ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート）、レオドールＴＷ‐０１２０Ｖ（ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート）、レオドールスーパＳＰ‐Ｌ１０（ソルビタンモノラウレート）［花王株式会社製、商品名］、ニューコール６５（ポリオキシエチレンソルビタンステアレート）、ニューコール２０（ポリオキシエチレンソルビタンラウレート）［日本乳化剤株式会社製、商品名］等が挙げられる。

ウレタン会合増粘剤とは下記一般式（１）で示される化合物を例示することができる。（Ｒ_１及びＲ_２は脂肪族炭化水素又は芳香族炭化水素を示し、Ｘ_１及びＸ_２はジイソシアネート残基からなる疏水性基を示し、Ｙは水溶性ポリエーテルグリコール残基からなる親水性ポリエーテル基を示し、ｍ及びｎは１以上の整数を示す。）

ウレタン会合増粘剤の分子は両端が疏水基、中央部が親水基となっています。パンク修理液の中では、両端の疏水基部分が引きつけ合い、リング状になった分子が疏水基部分を中心に複数の分子が重合し花びら状の重合体であるフラワーミセルを形成すると考えられます。
さらにフラワーミセルの疎水基部分同士を架橋する分子が現われ、巨大なネットワーク構造を形成します。
ある一定の力が加わった場合、フラワーミセル同士をつないでいた部分が外れ、ネットワーク構造が崩壊します。その後、力を加えることをやめると、再びフラワーミセル同士が結びつき、ネットワーク構造を再結成すると考えられます。

またウレタン会合増粘剤とノニオン界面活性剤と水を混合撹拌すると、ウレタン会合増粘剤と水を混合撹拌した場合に比べ、高いチキソトロピー性を持った流体になります。せん断応力を受けると粘度が低下し、せん断応力を受けなくなると粘度が上昇します。

ウレタン会合増粘剤とノニオン界面活性剤と水を混合撹拌したものは、糊化したデンプンのような粘度の高いものになります。この混合物が天然ゴムラテックスとともに、パンク孔を閉塞しているものと考えられます。この混合物に凍結防止剤と天然ゴムラテックスを加え、パンクシーリング剤をつくりました。

具体的な商品名としては、ＳＮシックナー６０３、ＳＮシックナー６１２、ＳＮシックナー６２１Ｎ、ＳＮシックナーＡ８１２［サンノプコ株式会社製、商品名］、アデカノールＵＨ‐７５６ＶＦ、アデカノールＵＨ‐７５２、アデカノール‐ＵＨ５４１ＶＦ［株式会社ＡＤＥＫＡ製、商品名］等が挙げられる。

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１〜８及び比較例１〜８ 第１表（実施例）及び第２表（比較例）に示す成分をそれぞれに示す組成（ｐｈｒ）で撹拌混合し、第１表及び第２表に示されるパンクシーリング剤を得た。
天然ゴムラテックスはＳｒｉ Ｔｒａｎｇ Ａｇｒｏ−ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｐｕｂｌｉｃ社製天然ゴムラテックス（固形分６０％）を使用しました。プロピレングリコールはＡＤＥＫＡ社製工業用プロピレングリコールを使用しました。

＜閉塞性能の評価＞ 閉塞性能の評価はタイヤにシーリング液を注入し、指定の空気圧（２００ｋＰａ）まで昇圧するまでに流れ出たシーリング剤の量を測定すること及びドラム走行試験機を使用し、パンク孔が閉塞しエアー漏れがなくなるまでに要した走行距離を測定することによって行いました。

閉塞性能を評価する為に行ったドラム走行試験は北垣機械製作所製のドラム走行試験機を使用しました。
タイヤは１６５／５５Ｒ１５のサイズのタイヤを使用しました。
４ｍｍφ又は５ｍｍφのパンク孔をタイヤのトレッドの中央部分の溝の部分に開けました。
タイヤをパンク孔が下向きになるようにドラム走行試験機に装着しました。
このドラム走行試験機は走行試験時にタイヤが左下に円を描くように移動することにより、タイヤがドラムに接し負荷がかかる仕組みになっています
走行試験前であるシーリング剤を注入時はパンク孔のあるタイヤのトレッド部分は地面及びドラムに接していません。
パンク孔から流れ出たシーリング液は、走行試験機に取り付けたタイヤの下にディスポカップ等を用いて採取することができ、流れ出た修理液の量を測定することができます。

シーリング剤を３５０ｃｃ入れた耐圧ボトルが備えられている応急パンク修理キットをタイヤのバルブに接続し、コンプレッサーのスイッチを入れシーリング剤をタイヤに注入し、その後指定の空気圧（２００ｋＰａ）になるまで昇圧させました。
パンク孔から流れ出たシーリング剤をディスポカップで採取し、流れ出たシーリング剤の重量を測定しました。

負荷２．２ｋＮ、時速３０ｋｍの条件でドラム走行試験を行いました。１ｋｍ走行ごとにドラム走行試験機を停止させて、せっけん液をパンク孔付近に吹きかけ、エアー漏れがないか観察しました。
エアー漏れがない場合、走行試験機からタイヤを外し、パンク孔にあるトレッド面を下にして５０ｃｍの高さから落下をさせて衝撃を与えた後、再びせっけん液をパンク孔付近に吹きかけ、エアー漏れがないか観察しました。
エアー漏れみられない場合、パンク孔が閉塞したものとみなしこの時の走行距離を、閉塞までに要した走行距離としました。

その後、負荷２．２ｋＮ、時速８０ｋｍの条件で２００ｋｍ走行を行い、耐久性試験を行いました。
走行後のパンク孔付近にせっけん液を吹きかけエアー漏れの有無を観察しました。
また、走行直後のタイヤの空気圧を測定しました。
走行熱でタイヤの温度が上昇しタイヤの内圧が上昇するため、走行試験前にコンプレッサーを作動させて調節した指定圧（２００ｋＰａ）よりも高い値を示すことがありました。
したがいまして、大きな空気圧の低下がない場合、修理可能と評価しました。

＜粘度測定＞ 粘度測定はＴＯＫＩＭＥＣ社製ＢＭ型粘度計を使用し測定しました。
＋２０℃、−３０℃及び−４０℃でのシーリング剤の粘度を測定しました。
＋２０℃ではナンバー２のローターを使用し、−３０℃ではナンバー３のローターを使用しました。
−４０℃では比較例の中の高粘度で、２００００ｍＰａ・Ｓを超えるものはナンバー４のローターを使用し，それ以外はナンバー３のローターを使用しました。

＜結果＞ ノニオン界面活性剤を変更した実施例１〜実施例６はいずれも短い走行距離でパンク孔が閉塞しており、優れた閉塞性能を示していました。
また２００ｋｍ走行後のパンク孔は、閉塞しておりエアー漏れがありませんでした。優れた耐久性を示していました。
また低温での粘度は低いままであるため、タイヤに注入することが可能でした。

ウレタン会合増粘剤を変更した実施例７〜実施例９は同様に短い走行距離でパンク孔は閉塞しており、良好な閉塞性能を示しています。
またパンク孔は２００ｋｍ走行後でも閉塞しており、良好な耐久性を示していました。
また低温においても低い粘度であるため、タイヤに注入することが可能でした。

比較例１はノニオン界面活性剤であるノロアクティーＣＬ‐１４０をラテックスの固形分１００ｐｈｒに対して１０ｌｐｈｒ以下である９．５ｐｈｒ配合しました。
ドラム走行試験では４ｍｍφのパンク孔の場合シーリング剤の流出量は多いですが閉塞していました。
しかし、５ｍｍφのパンク孔ではシーリング液のほとんどがパンク孔から流れてしまい、指定の空気圧まで昇圧することができませんでした。閉塞性能が劣っていることを示していました。

比較例２はノニオン界面活性剤であるナロアクティーＣＬ‐１４０をラテックスの固形分１００質量部に対して３０ｐｈｒ以上である３０．５ｐｈｒ配合しました。
ドラム走行試験では４ｍｍφのパンク孔の場合、多くのシーリング液が流れ出ていました。
またパンク孔が閉塞するまでに８ｋｍと長い走行距離を必要としていました。
５ｍｍφのパンク孔の場合、注入したシーリング剤の大部分がパンク孔から流れ出てしまい、指定の空気圧まで昇圧することができず、パンク修理をすることができませんでした。
閉塞性能が劣っていることを示していました。

比較例３はウレタン会合増粘剤であるアデカノールＵＨ‐７５６ＶＦの固形分をラテックスの固形分１００質量部に対して１０ｐｈｒ以下である９．９ｐｈｒ配合しました。
ドラム走行試験の４ｍｍφのパンク孔の場合では流れ出たシーリング剤は多いですが、パンク孔は閉塞していました。しかし５ｍｍφのパンク孔の場合、パンク孔からシーリン
グ液のほとんどが流れ出てしまい指定の空気圧まで昇圧することができず、パンク修理をすることができませんでした。
閉塞性能が劣っていることを示していました。

比較例４はウレタン会合増粘剤であるアデカノールＵＨ‐７５６ＶＦの固形分をラテックスの固形分１００質量部に対して４５ｐｈｒ以上である４５．１ｐｈｒ配合したものです。
−４０℃での粘度は２６５００ｍＰａ・Ｓであり非常に粘度が高い状態でした。粘度が高い状態では流動性が悪くなり、ボトルからタイヤへの注入に長時間要することになります。
実際にパンクが発生した際に修理する場合、作業性が悪くなり実用性に欠けます。
なお、実施例４は高粘度であり実用性に欠けるためドラム走行試験を行いませんでした。

比較例５はノニオン界面活性剤を配合しないものです。
ドラム走行試験の４ｍｍφ及び５ｍｍφのパンク孔では、注入したシーリング剤の大部分はパンク孔から流れ出てしまい、指定圧まで昇圧することができず、パンク修理することができませんでした。
閉塞性能が劣っていることを示していました。

比較例６はウレタン会合増粘剤を配合しないものです。
ドラム走行試験の４ｍｍφのパンク孔の場合では流れ出たシーリング剤は多いですが、パンク孔は閉塞していました。
しかし５ｍｍφのパンク孔の場合、パンク孔からシーリング液のほとんどが流れ出てしまい指定の空気圧まで昇圧することができず、パンク修理をすることができませんでした。
閉塞性能が劣っていることを示していました。

比較例７はウレタン会合増粘剤の代わりにカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を配合したものです。
−４０℃での粘度は８５０００ｍＰａ・Ｓであり、粘度が非常に高く実用性に欠けるものでした。
なお、粘度が高いため実用性に欠けるためドラム走行試験は行いませんでした。

比較例８はウレタン会合増粘剤の代わりに、株式会社ホージュン製ベンゲルＨＶＰを配合したものです。ベンゲルＨＶＰは天然ベントナイトを精製し、粉砕したものです。
比較例８のシーリング剤は配合後、１時間程度静置するとベントナイト増粘剤の沈殿が底部に溜まりました。
よく撹拌し、分散している場合には、タイヤに注入時にバルブコアの部分で詰まるおそれはありません。
しかし、ベントナイト増粘剤が沈殿している場合には、沈殿部分がタイヤに注入されるときにバルブコア部分で詰まるおそれがあります。
バルブ部分でつまりが発生すると、エアー漏れの原因になります。
したがいまして、比較例８はシーリング剤としては実用性に欠けます。
比較例８は沈殿が生じたため、−４０℃及び−３０℃での正確な粘度は測定できませんでした。

Claims (3)

1. 天然ゴムラテックスと凍結防止剤とノニオン界面活性剤とウレタン会合増粘剤とを含むパンクシーリング剤であって、
   前記ノニオン界面活性剤を前記天然ゴムラテックスの固形分１００質量部あたり１０〜３０ｐｈｒ含有し、かつ、前記ウレタン会合増粘剤を前記天然ゴムラテックスの固形分１００質量部あたり１０〜４５ｐｈｒ含有するパンクシーリング剤。
2. 前記ノニオン界面活性剤がポリオキシアルキレンアルキルエーテルである、請求項１に記載のパンクシーリング剤。
   
3. シーリング剤の天然ゴムラテックスの固形分以外の成分の合計が６００ｐｈｒ以上である、請求項１又は請求項２に記載のパンクシーリング剤。