JP5316607B2 - タイヤパンクシール材 - Google Patents
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C73/00—Repairing of articles made from plastics or substances in a plastic state, e.g. of articles shaped or produced by using techniques covered by this subclass or subclass B29D
- B29C73/16—Auto-repairing or self-sealing arrangements or agents
- B29C73/163—Sealing compositions or agents, e.g. combined with propellant agents
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
- Tires In General (AREA)
Description
すなわち、本発明は以下に掲げる(1)〜(7)である。
(2)上記アセチレンアルコールが下記式(1)または(2)で表される、上記(1)に記載のタイヤパンクシール材。
(3)上記式(1)および(2)において、R1,R2およびR3がそれぞれ独立に炭素数1〜5のアルキル基である、上記(2)に記載のタイヤパンクシール材。
(4)上記アセチレンアルコールおよび/またはその誘導体を、上記ゴムラテックスの固形分および上記樹脂エマルジョンの固形分の合計100質量部に対し、合計で、0.1〜10質量部含む、上記(1)〜(3)のいずれかに記載のタイヤパンクシール材。
(5)上記樹脂エマルジョンがエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョンである、上記(1)〜(4)のいずれかに記載のタイヤパンクシール材。
(6)上記ゴムラテックスが天然ゴムラテックスであり、かつ、当該天然ゴムラテックスと上記エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョンとの固形分配合比率[天然ゴムラテックスの固形分質量/エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョンの固形分質量]が70/30〜20/80である、上記(5)に記載のタイヤパンクシール材。
(7)上記エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョンがエチレン−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である、上記(5)または(6)に記載のタイヤパンクシール材。
以下に、本発明のタイヤパンクシール材の各成分について詳述する。
本発明のタイヤパンクシール材に用いられるゴムラテックスは、特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。
上記ゴムラテックスとしては、具体的には、例えば、天然ゴムラテックス、クロロプレンラテックス、スチレンブタジエンゴムラテックス、アクリロニトリルブタジエンゴムラテックス、スチレンブタジエンアクリルゴムラテックス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では、ゴムラテックスを1種単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。また、後述する樹脂エマルジョンと組み合わせて使用することもできる。
以下、天然ゴムラテックスについて詳述する。
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。
上記天然ゴムラテックスとしては、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」が、より少ないアンモニアで腐敗を抑えることができ、アンモニアに起因す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好適に用いることができる。
上記天然ゴムラテックスとしては、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(Hytex HA、フルフレックス社製)、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。
本発明のタイヤパンクシール材に用いられる樹脂エマルジョンは、特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。
以下、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョンについて詳述する。
エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョンは、エチレンおよび酢酸ビニルをモノマー単位として有する共重合樹脂のエマルジョン、すなわち、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン(以下「EVAエマルジョン」ともいう。)であれば特に限定されない。
上記EVAエマルジョンとしては、エチレンモノマーと酢酸ビニルモノマーとを、乳化分散剤を用いて共重合(乳化重合)して得られる水性エマルジョンを好適に挙げることができる。
このとき、共重合する際に配合されるエチレンモノマーと酢酸ビニルモノマーとのモル比(エチレンモノマーのモル数/酢酸ビニルモノマーのモル数)は、10/90〜40/60が好ましい。
上記乳化分散剤としては、例えば、水溶性高分子、ノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性イオン界面活性剤等が挙げられる。特に、水溶性高分子を用いることが好ましく、ポリビニルアルコール(PVA)を用いることがより好ましい。
上記EVAエマルジョン中のエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂の重量平均分子量は、10000〜500000であるのが好ましく、50000〜200000であるのがより好ましい。
また、上記EVAエマルジョンは、固形分が40〜70質量%であるのが好ましく、50〜65質量%であるのがより好ましい。
本発明においては、上記EVAエマルジョンとして市販品を用いてもよく、その具体例としては、住化ケムテックス社製のエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン(スミカフレックスS7400、S400HQ、S467、510HQ、1010)等が挙げられる。
本発明においては、上記VEVAエマルジョンとして市販品を用いてもよく、その具体例としては、住化ケムテックス社製のエチレン酢酸−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,951HQ)等が挙げられる。
本発明のタイヤパンクシール材に用いられるアセチレンアルコールはおよび/またはその誘導体は、特に限定されず、従来公知のものを使用することができる。
上記アセチレンアルコールは、分子内に少なくとも1つの炭素−炭素間三重結合と、少なくとも1つのアルコール性ヒドロキシ基を有する有機化合物であれば特に限定されない。
上記アセチレンアルコールの誘導体は、上記アセチレンアルコールの誘導体であれば特に限定されず、例えば、上記アセチレンアルコールのエステル、エチレンオキサイド付加物等が挙げられる。
上記エステルとしては、具体的には、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸等の低級脂肪酸とのエステルが挙げられる。
上記エチレンオキサイド付加物としては、具体的には、例えば、3,5‐ジメチル‐1‐ヘキシン‐3‐オールのエチレンオキサイド付加物、2,4,7,9‐テトラメチル‐5‐デシン‐4,7‐ジオールのエチレンオキサイド付加物などが挙げられる。
本発明のタイヤパンクシール材は、上記成分の他に、凍結防止剤、粘着付与剤、ゲル化剤、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してもよい。
凍結防止剤は、特に限定されず、従来公知の凍結防止剤を用いることができる。
上記凍結防止剤としては、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、ジエチレングリコール等を挙げることができる。これらを1種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中の上記凍結防止剤の固形分の含有量は、上記ゴムラテックスおよび/または樹脂エマルジョンの固形分の合計100質量部に対して100〜300質量部であるのが好ましく、100〜200質量部であるのがより好ましく、100〜150質量部であるのがさらに好ましい。
上記凍結防止剤の固形分の含有量が上記範囲であると、得られる本発明のタイヤパンクシール材の凍結を防止する性能に優れる。
ここで、凍結防止剤の固形分とは、凍結防止剤に含有される各成分から水および溶剤を除いたものの合計を意味する。
粘着付与剤は、特に限定されず、従来公知の粘着付与剤を用いることができる。
上記粘着付与剤としては、具体的には、例えば、ロジンエステル、重合ロジンエステル、変性ロジンなどのロジン系樹脂;テルペンフェノール、芳香族テルペンなどのテルペン系樹脂;テルペン系樹脂を水素添加した水添テルペン系樹脂;フェノール樹脂;キシレン樹脂等を挙げることができる。これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの樹脂の中でも、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂および水添テルペン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含む粘着付与剤であるのが、得られる本発明のタイヤパンクシール材のシール性能がより向上する理由から好ましい。
また、これらの樹脂は、エマルジョンとして本発明のタイヤパンクシール材に配合することが好ましい。上記ゴムラテックスおよび樹脂エマルジョンとの相溶性に優れるという理由からである。
本発明のタイヤパンクシール材中の上記粘着付与剤の固形分の含有量は、上記ゴムラテックスおよび/または樹脂エマルジョンの固形分の合計100質量部に対して10〜100質量部であるのが好ましく、10〜50質量部であるのがより好ましく、10〜30質量部であるのがさらに好ましい。
上記粘着付与剤の固形分の含有量が上記範囲であると、得られる本発明のタイヤパンクシール材のシール性能がさらに向上するからである。
ここで、粘着付与剤の固形分とは、粘着付与剤に含有される各成分から水および溶剤を除いたものの合計を意味する。
ゲル化剤としては、特に限定されないが、具体的には、例えば、アルギン酸誘導体、セルロース誘導体等を挙げることができる。これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
このようなゲル化剤を含有することにより、本発明のタイヤパンクシール材のシール性能がより向上する。
これは、ゲル化剤が水、凍結防止剤を吸収し、粒子をわずかに不安定化させる働きがあり、シール時により凝集しやすくなるためと考えられる。
本発明においては、上記ゲル化剤の含有量が、上記ゴムラテックスおよび/または樹脂エマルジョンの固形分の合計100質量部に対して1.0〜5.0質量部であるのが好ましく、1.0〜3.0質量部であるのがより好ましい。
充填剤としては、特に限定されないが、各種形状の有機または無機の充填剤が挙げられる。具体的には、例えば、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ、粉砕シリカ、溶融シリカ;ケイソウ土;酸化鉄、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化バリウム、酸化マグネシウム;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛;ろう石クレー、カオリンクレー、焼成クレー;カーボンブラック;これらの脂肪酸処理物、樹脂酸処理物、ウレタン化合物処理物、脂肪酸エステル処理物等を挙げることができる。
老化防止剤としては、特に限定されないが、具体的には、例えば、ヒンダードフェノール系等の化合物等を挙げることができる。
酸化防止剤としては、特に限定されないが、具体的には、例えば、ブチルヒドロキシトルエン(BHT)、ブチルヒドロキシアニソール(BHA)等を挙げることができる。
顔料としては、特に限定されないが、具体的には、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、群青、ベンガラ、リトポン、鉛、カドミウム、鉄、コバルト、アルミニウム、塩酸塩、硫酸塩等の無機顔料;アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、キナクリドンキノン顔料、ジオキサジン顔料、アントラピリミジン顔料、アンサンスロン顔料、インダンスロン顔料、フラバンスロン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、ジケトピロロピロール顔料、キノナフタロン顔料、アントラキノン顔料、チオインジゴ顔料、ベンズイミダゾロン顔料、イソインドリン顔料、カーボンブラックなどの有機顔料;等を挙げることができる。
可塑剤としては、特に限定されないが、具体的には、例えば、ジイソノニルフタレート(DINP);アジピン酸ジオクチル、コハク酸イソデシル;ジエチレングリコールジベンゾエート、ペンタエリスリトールエステル;オレイン酸ブチル、アセチルリシノール酸メチル;リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル;アジピン酸プロピレングリコールポリエステル、アジピン酸ブチレングリコールポリエステル等を挙げることができる。
揺変性付与剤としては、特に限定されないが、具体的には、例えば、エアロジル(日本エアロジル社製)、ディスパロン(楠本化成社製)等を挙げることができる。
難燃剤としては、具体的には、例えば、クロロアルキルホスフェート、ジメチル・メチルホスホネート、臭素・リン化合物、アンモニウムポリホスフェート、ネオペンチルブロマイド−ポリエーテル、臭素化ポリエーテル等を挙げることができる。
界面活性化剤としては、ロジンのアルカリ金属塩、アルキルベンゼンスルフホン酸、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、アルキルナフタレンスルホン酸塩、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ボリオキシエチレンプロピルスルホン酸塩などのアニオン性界面活性剤;ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフエニルエーテルなどの非イオン性界面活性剤;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などのカチオン性界面活性剤;等を挙げることができる。
本発明においては、これらの界面活性化剤のうち、カルボニル基を有するものが好ましい。
帯電防止剤としては、具体的には、例えば、第四級アンモニウム塩;ポリグリコール、エチレンオキサイド誘導体等の親水性化合物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を製造する方法は、特に限定されない。
例えば、反応容器に、上記ゴムラテックスおよび/または上記樹脂エマルジョン、アセチレンアルコールおよび/またはその誘導体とともに、所望により、凍結防止剤、粘着付与剤その他含有してもよい成分を入れ、減圧下で混合ミキサー等のかくはん機を用いて十分に混練する方法を挙げることができる。
以下、本発明のタイヤパンクシール材を使用する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を挙げることができる。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。
次に、所定の空気圧まで空気を充填する。
その後、車を所定距離走行させる。
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合成樹脂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。
下記第1表の各成分を、第1表に示す組成で、かくはん機を用いて混合し、第1表に示される各タイヤパンクシール材を得た。なお、第1表に示す数値は、ゴムラテックスおよび樹脂エマルジョンの固形分の合計を100質量部として固形分(常温で液体の化合物にあっては、その化合物の正味)換算した質量部である。
得られた各タイヤパンクシール材について、下記に示す方法により、シール性能および保管性能の評価を行った。
(1)シール性能
タイヤのトレッドのショルダー溝部にパンク孔(直径4mm)を空けた。
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150kPaになるように空気を充填した。
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サイクルを、空気漏れが無くなるまで繰り返した。空気漏れの有無は、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した。
試験結果は、間欠運転3サイクル以内でシールしたものを「◎」と、4〜6サイクルでシールしたものを「○」と、7〜9サイクルでシールしたものを「△」と、10サイクルでもシールしないものを「×」と、それぞれ評価をした。
評価は、第1表のシール性能の欄に示す。
得られた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、80℃で30日間放置した。
その後、タイヤパンクシール材の状態を観察し、分散状態を目視で観察し、凝集物が発生せず、安定であるものを「○」と、皮張発生しているものを「△」と、凝集物が発生しているものを「×」と、それぞれ評価をした。
評価は、第1表の保管性能の欄に示す。
得られたタイヤパンクシール材を70℃に加温し、コンプレッサーの圧縮空気で650gを注入した。その後、コンプレッサーの圧力ゲージの読取り値で250kPaまでエアーを昇圧した。昇圧後、コンプレッサーからの圧縮空気注入を止め、コンプレッサーの圧力ゲージが示す値を読み取った。250kPaからの落ち幅が10kPa以下であるものを「◎」と、11〜40kPaの範囲内であるものを「○」と、41〜70kPaの範囲内であるものを「△」と、71kPa以上のものを「×」と、それぞれ評価した。
評価は、第1表の注入性能の欄に示す。
(1)総合評価
少なくとも1つの性能で「◎」があり、かつ少なくとも2つの性能が「△」あるいは「×」を含まないものを「A」と、3つの性能が「○」であるものを「B」と、少なくとも1つの性能で「△」あるいは「×」を含むものを「C」と、それぞれ評価した。A、Bが合格であり、Cが不合格である。
実施例1〜10と比較例1、2とを対比すると、アセチレンアルコールおよび/またはその誘導体を含有することによってシール性能・保管性能を確保しつつ、注入性能が向上することがわかる。
実施例1〜4の結果から、アセチレンアルコールおよび/またはその誘導体の含有量が、ゴムラテックスの固形分および樹脂エマルジョンの固形分の合計100質量部に対して、合計で、少なくとも0.1〜10質量部で、シール性能および保管性能を確保しつつ、注入性能が向上することがわかる。
実施例5の結果と実施例1〜4の結果を対比すると、所望の効果を奏するアセチレンアルコールおよび/またはその誘導体は、特定のものに限定されないことがわかる。
実施例6の結果から、樹脂エマルジョンとして、EVAエマルジョンの代わりにアクリル系樹脂エマルジョンを使用しても、所望の効果を奏することがわかる。
実施例7および10の結果から、VEVAエマルジョンを併用するとシール性能がさらに向上することがわかる。また実施例8、9のようにNRラテックスとEVAエマルジョンの固形分比率を70/30にするとシール性能が向上し、20/80にすると注入性能が向上することがわかる。
・ゴムラテックス1:Hytex HA(フルフレックス社製(野村貿易社取扱);天然ゴムラテックス;固形分60質量%)
・樹脂エマルジョン1:スミカフレックス408HQE(住化ケムテックス社製;エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン;固形分50質量%)
・樹脂エマルジョン2: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共重合樹脂エマルジョン;固形分53質量%)
・樹脂エマルジョン3:AD−94(日信化学社製;アクリル系樹脂のエマルジョン;固形分48質量%;pH6.0)
・アセチレンアルコール1:オルフィンEXP.4200(日信化学工業社製;上記式(1),(2)で表される化合物の混合物(ただし、式中、R1,R2,R3は炭素数1〜5のアルキル基を表し、A1,A2,A3は炭素数2〜3のアルキレングリコール基を表し、x,y,zは0〜60の整数を表す。なお、x,y,zが2以上の整数である場合、それぞれに対応する複数のA1,A2,A3は、それぞれ同一である。);下記オルフィンEXP.4123とは組成が相違する。)
・アセチレンアルコール2:オルフィンEXP.4123(日信化学工業社製;上記式(1),(2)で表される化合物の混合物(ただし、式中、R1,R2,R3は炭素数1〜5のアルキル基を表し、A1,A2,A3は炭素数2〜3のアルキレングリコール基を表し、x,y,zは0〜60の整数を表す。なお、x,y,zが2以上の整数である場合、それぞれに対応する複数のA1,A2,A3は、それぞれ同一である。);上記オルフィンEXP.4200とは組成が相違する。)
・凍結防止剤1:プロピレングリコール(和光純薬社製;固形分100質量%)
・界面活性剤1:エマルゲン430(花王社製;ポリオキシエチレンオレイルエーテル)
Claims (7)
- ゴムラテックスおよび樹脂エマルジョンと、アセチレンアルコールおよび/またはその誘導体とを含むタイヤパンクシール材。
- 前記アセチレンアルコールが下記式(1)または(2)で表される、請求項1に記載のタイヤパンクシール材。
ただし、式中、R1,R2,R3はそれぞれ独立に炭素数1〜8のアルキル基を表し、A1,A2,A3はそれぞれ独立に炭素数2〜3のアルキレングリコール基を表し、x,y,zはそれぞれ独立に0〜60の整数を表す。なお、x,y,zが2以上の整数である場合、それぞれに対応する複数のA1,A2,A3は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。 - 前記式(1)および(2)において、R1,R2およびR3がそれぞれ独立に炭素数1〜5のアルキル基である、請求項2に記載のタイヤパンクシール材。
- 前記アセチレンアルコールおよび/またはその誘導体を、前記ゴムラテックスの固形分および前記樹脂エマルジョンの固形分の合計100質量部に対し、合計で、0.1〜10質量部含む、請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤパンクシール材。
- 前記樹脂エマルジョンがエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョンである、請求項1〜4のいずれかに記載のタイヤパンクシール材。
- 前記ゴムラテックスが天然ゴムラテックスであり、かつ、該天然ゴムラテックスと前記エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョンとの固形分配合比率[天然ゴムラテックスの固形分質量/エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョンの固形分質量]が70/30〜20/80である、請求項5に記載のタイヤパンクシール材。
- 前記エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョンがエチレン−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である、請求項5または6に記載のタイヤパンクシール材。
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