JP5945358B1

JP5945358B1 - タイヤビート潤滑剤及びその利用

Info

Publication number: JP5945358B1
Application number: JP2015205160A
Authority: JP
Inventors: 雅彦勝田
Original assignee: HAYAMI MACHINE TOOL CO., LTD.
Current assignee: HAYAMI MACHINE TOOL CO., LTD.
Priority date: 2015-10-19
Filing date: 2015-10-19
Publication date: 2016-07-05
Anticipated expiration: 2035-10-19
Also published as: JP2017078094A; US20180030371A1; EP3213938A1; US10435644B2; EP3213938A4; WO2017068733A1; EP3213938B1

Abstract

【課題】３００ｋＰａ以下のビートシーティング圧においてタイヤをホイールに組み込むことが可能であり、成分の残存が少なく、かつタイヤのホイールからの取り外しも容易なタイヤビート装着又は脱着用潤滑剤を提供する。このタイヤビート装着又は脱着用潤滑剤を用いた、タイヤとホイールの組立方法及び解体方法を提供する。【解決手段】アルカリ電解水及び潤滑成分を含有する、タイヤビート装着又は脱着用潤滑剤。潤滑成分は、鉱物油及び／又は合成油からなる潤滑基油、並びに界面活性剤を含む。アルカリ電解水を潤滑成分と混合することを含む、タイヤビート装着又は脱着用潤滑剤の製造方法。ホイールのタイヤビートとの接触面に上記潤滑剤を塗布し、前記潤滑剤を塗布したホイールにタイヤを組み込むタイヤとホイールの組立方法。ホイールとタイヤビートとの接触面に上記潤滑剤を滲込ませ、その後に、タイヤをホイールから脱離させる一体化したタイヤとホイールの解体方法。【選択図】なし

Description

本発明は、タイヤビート潤滑剤及びその利用に関する。

タイヤとホイールを組立てる際に、タイヤビートのホイールへの組込みを容易にするために潤滑剤が用いられている。組立てには、組込み及び取り外しがある（特許文献１、２参照）。従来用いられている潤滑剤には、固形タイプ及び水溶性タイプがある。組込みには、固形タイプを用いることが多く、水溶性タイプは、取り外しの場合にのみ用いられる。固形タイプは、ホイールとビートの間への侵入が容易ではなく、取り外しには適さない。
また、水溶性タイプを用いての取り外しの場合、潤滑性能は十分であるが、ホイールから取り外した後にタイヤ及びホイールに残った潤滑剤が残存する。取り外したタイヤ及びホイールを再利用する前に、残存した潤滑剤をきれいに除去する必要がある。

タイヤをホイールに組込む際には、タイヤのビートのホイールへの自発的な組込を促進する目的で、ビートシーティング圧を加える。ビートシーティング圧は、作業者の安全性確保を目的として上限を３００ｋＰａとすることが、労働安全衛生規則に関する通達において規定されている。

しかし、タイヤが大型化すると、３００ｋＰａのビートシーティング圧においてタイヤをホイールに組み込むことは、上記固形タイプの潤滑剤を用いても容易ではなく、３００ｋＰａを超えるビートシーティング圧を加えて始めて、組み込むが完了する場合もある。また、一般にタイヤビート用の潤滑剤としての使用が認められていない、組込み後に残存する性質を有する潤滑剤を用いてタイヤをホイールに組み込まれることもある。前者は、作業者の安全性確保の観点で好ましくなく、後者は、自動車の安全走行の観点で好ましくない。

特開２００８−２０７６８８号公報特開２００６−２７２２２６号公報

本発明は、大型のタイヤであっても、３００ｋＰａ以下のビートシーティング圧においてタイヤをホイールに組み込むことが可能であり、組み込み後は、成分の残存が少なく、かつタイヤのホイールからの取り外しをビートに損傷を与えることなしに行うこともできる、タイヤビート装着又は脱着用潤滑剤を提供することを本発明の目的とする。

さらに本発明は、上記タイヤビート装着又は脱着用潤滑剤の製造方法、及び上記タイヤビート装着又は脱着用潤滑剤を用いた、タイヤとホイールの組立方法及び解体方法を提供することも目的とする。

本発明は以下のとおりである。
［１］
ｐＨ１１．５〜１４のアルカリ電解水及び潤滑成分を含有する、タイヤビート装着又は脱着用潤滑剤。
［２］
潤滑成分は、鉱物油及び／又は合成油からなる潤滑基油、並びに界面活性剤を含む、［１］に記載の潤滑剤。
［３］
潤滑基油の含有量は、１〜３０質量％の範囲であり、界面活性剤の含有量は、０．００１〜５質量％の範囲である、［２］に記載の潤滑剤。
［４］
界面活性剤は、アルカノールアミンから選ばれる少なくとも１種である、［２］又は［３］に記載の潤滑剤。
［５］
添加剤をさらに含有する、［１］〜［４］のいずれか一項に記載の潤滑剤。
［６］
添加剤が潤滑基油の酸化防止剤である、［５］に記載の潤滑剤。
［７］
アルカリ電解水は、ナトリウムイオン及び／又はカリウムイオンを含有する、［１］〜［６］のいずれか一項に記載の潤滑剤。
［８］
炭酸アルカリ金属塩水溶液を、有隔膜電解槽を用いて電気分解して、陰極側でアルカリ電解水を生成させ、得られたアルカリ電解水を潤滑成分と混合することを含む、タイヤビート装着又は脱着用潤滑剤の製造方法。
［９］
タイヤとホイールの組立方法であって、
前記ホイールの少なくともタイヤビートとの接触面に、［１］〜［７］のいずれか一項に記載の潤滑剤を塗布し、その後に、前記潤滑剤を塗布したホイールにタイヤを組み込むことを含む、前記方法。
［１０］
タイヤへのビートシーティング圧を３００ｋＰａ以下とする、［９に記載の方法。
［１１］
一体化したタイヤとホイールの解体方法であって、
ホイールとタイヤビートとの接触面の少なくとも一部に、［１］〜［７］のいずれか一項に記載の潤滑剤を滲込ませ、その後に、タイヤをホイールから脱離させることを含む、前記方法。

本発明によれば、小型のタイヤから大型のタイヤまで、３００ｋＰａ以下のビートシーティング圧において、タイヤをホイールに容易に組み込むことが可能な潤滑剤を提供することができる。本発明の潤滑剤を用いると、タイヤのビートのホイールへの組み込みが容易なだけではなく、ビートが容易にホイールに組み込まれることで、組込まれたタイヤのバランスの均一性が向上するという利点があり、本発明の潤滑剤を用いてホイールに組み込んだタイヤを装着した車では、走行性時のタイヤのバランスの不均一性に起因する振動が低減されるという利点もある。さらに本発明の潤滑剤は、組込み後の、成分の残存が少なく、その結果、組み込んだタイヤの走行時の残存する潤滑剤に起因する問題の発生を回避できるという利点もある。

実施例６におけるタイヤとホイールの位置の写真（写真中のＰＯＲＳＣＨＥは商標である。）。

さらに本発明の潤滑剤によれば、タイヤのホイールからの取り外しを容易に行うことができ、その結果、ビートに損傷を与えることなしにホイールからのタイヤの取り外しが可能である。

本発明によれば、作業者の安全性確保に寄与でき、かつ安定及び安全走行が可能な、ホイールに組み込んだタイヤを提供できる。

＜潤滑剤＞
本発明は、タイヤビート装着又は脱着用潤滑剤に関し、この潤滑剤は、ｐＨ１１．５〜１４のアルカリ電解水及び潤滑成分を含有する。

潤滑成分は、鉱物油及び／又は合成油からなる潤滑基油、並びに界面活性剤を含むものであることができる。

（潤滑基油）
潤滑基油としては、一般に金属加工用の基油として用いられている、鉱油、合成油、またはこれらの混合物を用いることができる。

本発明に用いることができる鉱油としては、種々のものを挙げることができる。例えば、パラフィン基系原油、中間基系原油、またはナフテン基系原油を常圧蒸留するか、あるいは常圧蒸留の残渣油を減圧蒸留して得られる留出油、またはこれを常法にしたがって精製することによって得られる精製油、例えば、溶剤精製油、水添精製油、脱ロウ処理油、白土処理油等を挙げることができる。

一方、本発明に用いることができる合成油としては、例えば、炭素数８〜１４のポリ−α−オレフィン、オレフィンコポリマー（例えば、エチレン−プロピレンコポリマーなど）、あるいはポリブテン、ポリプロピレン等の分岐オレフィンやこれらの水素化物、さらにはポリオールエステル（トリメチロールプロパンの脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステルなど）や二塩基酸エステル等のエステル系化合物、アルキルベンゼン等を挙げることができる。

界面活性剤は、アルカリ電解水に潤滑基油を分散させる目的で添加する。界面活性剤は、特に限定はされないが、例えば、アルカノールアミンから選ばれる少なくとも１種であることができる。

アルカリ電解水は、アルカリ金属塩の水溶液を電気分解して、陰極側で生成するアルカリ性の電解水である。アルカリ金属塩は、リチウム、ナトリウム、カリウム又はその混合物の塩であることができ、好ましくはナトリウムイオン及び／又はカリウムイオンである。アルカリイオンの対イオンとしては、アルカリ電解水中に残存しても比較的影響が少ないという観点で、炭酸イオンを挙げることができる。電気分解は、有隔膜電解槽または無隔膜電解槽の何れを用いても良いが、アルカリ電解水中の不純物量を抑制するという観点からは、有隔膜電解槽を用いて行うことが好ましい。アルカリ電解水としては、有隔膜電解槽を用い、アルカリ金属塩として、例えば、炭酸カリウムを用いて電気分解して、陰極側で生成した水溶液を挙げることができる。

アルカリ電解水のｐＨは、潤滑剤の潤滑性能を考慮して１１．５〜１４とし、好ましくは１２〜１３、より好ましくは１２．２〜１２．８、さらに好ましくは１２．３〜１２．７、最も好ましくは１２．４〜１２．６の範囲である。アルカリ電解水のｐＨは、電気分解に用いるアルカリ金属塩水溶液のアルカリ金属塩濃度及び電気分解の条件（主に、アルカリ金属塩水溶液単位量当たりの投入電気量）等により適宜調整することができる。

本発明の潤滑剤中の潤滑基油及び界面活性剤の含有量は、アルカリ電解水のｐＨ、潤滑基油及び界面活性剤の種類に応じて、所望の潤滑性能も考慮して適宜決定することができる。潤滑基油の含有量は、例えば、１〜３０質量％の範囲、好ましくは５〜２５質量％の範囲、より好ましくは１０〜２５質量％の範囲である。界面活性剤の含有量は、例えば、０．００１〜５質量％の範囲で、潤滑基油の含有量により適宜調整される。アルカリ電解水の含有量は、例えば、１０〜８０質量％の範囲、好ましくは２０〜７０質量％の範囲、より好ましくは２５〜６０質量％の範囲である。

本発明の潤滑剤は、添加剤をさらに含有することができる。
潤滑油の保存中の酸化による品質低下を抑制するという観点から、酸化防止剤を含有することが好ましい。酸化防止剤としては、例えば、（1）連鎖反応停止剤：フェノール系酸化防止剤，アミン系酸化防止剤，（2）過酸化物分解型：ジアルキルジチオリン酸亜鉛（ZnDTP），有機硫黄系酸化防止剤，（3）金属不活性化剤などを挙げることができる。好ましくは、アミン系酸化防止剤を挙げることができる。酸化防止剤の含有量は、例えば、０．００１〜５質量％の範囲である。

＜潤滑剤の製造方法＞
本発明は、タイヤビート装着又は脱着用潤滑剤の製造方法を包含する。この方法は、アルカリ金属塩水溶液を、有隔膜電解槽を用いて電気分解して、陰極側でアルカリ電解水を生成させ、得られたアルカリ電解水を潤滑成分と混合することを含む。

アルカリ金属塩水溶液の種類は前述のとおりであり、アルカリ金属塩の濃度は、アルカリ電解水の所望のｐＨや電気分解の条件を考慮して適宜決定することができる。

電気分解には、有隔膜電解槽を用いる。無隔膜電解槽を用いることもできるが、得られるアルカリ電解水の純度を考慮して、有隔膜（イオン交換膜）電解槽を用いることが好ましい。電気分解の条件は、アルカリ電解水のｐＨ等を考慮して適宜決定できる。例えば、炭酸カリウム濃度を１〜２０質量％とし、電気分解には有隔膜電解槽を用い、電気分解の条件は印加電圧ＤＣ１〜８０Ｖ、好ましくは５〜２０Ｖ、電流密度１〜１０Ａ／ｄｍ²、生成量１０〜１００Ｌ／時間で行うことができる。但し、これらの範囲に限定される意図ではない。

＜タイヤとホイールの組立方法＞
本発明は、タイヤとホイールの組立方法を包含する。この方法は、ホイールの少なくともタイヤビートとの接触面に、前記本発明の潤滑剤を塗布し、その後に、前記潤滑剤を塗布したホイールにタイヤを組み込むことを含む。本発明の潤滑剤の塗布量の目安は、１０インチタイヤの場合６〜１０ｍＬ、１８インチタイヤの場合１３〜１７ｍＬ、２６インチタイヤの場合２０〜２４ｍＬの範囲である。但し、この範囲に限定される意図ではない。本発明の方法では、タイヤへのビートシーティング圧を３００ｋＰａ以下とすることができ、その結果、組立て作業者の安全性確保がより容易になるという利点がある。

＜一体化したタイヤとホイールの解体方法＞
本発明は、一体化したタイヤとホイールの解体方法を包含する。この方法は、ホイールとタイヤビートとの接触面の少なくとも一部に、前記本発明の潤滑剤を滲込ませ、その後に、タイヤをホイールから脱離させることを含む。タイヤをホイールから脱離させる場合の本発明の潤滑剤の塗布量の目安は、ホイールにタイヤを組み込む場合と同様に、１０インチタイヤの場合６〜１０ｍＬ、１８インチタイヤの場合１３〜１７ｍＬ、２６インチタイヤの場合２０〜２４ｍＬの範囲である。但し、この範囲に限定される意図ではない。

以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明する。但し、実施例は本発明の例示であって、本発明は実施例に限定される意図ではない。

実施例１
潤滑剤の調製
潤滑剤Ａ：
ジエタノールアミン１％、トリエタノールアミン５％、アミン系添加剤１４％、合成潤滑油（ポリオレフィン油）２５％、鉱油５％、残部（５０％）アルカリ電解水（ｐＨ１２．５）を混合して、本発明の潤滑剤Ａを調製した。

潤滑剤Ｂ：
ジエタノールアミン５％、トリエタノールアミン７％、アミン系添加剤２６％、合成潤滑油２７％、鉱油５％、残部（３０％）アルカリ電解水（ｐＨ１２．５）を混合して、本発明の潤滑剤Ｂを調製した。

実施例２
タイヤとホイールの組立方法
潤滑剤Ａ
既存のタイヤマウンティング装置及び組み込み用レバーを用いて、熟練した組立作業者が、実施例１の潤滑剤を用いてタイヤ（ピレリーＰＺＥＲＯＮＥＲＯＧＴ１９５／４５／１６（商標））をホイール（アッソ７．０ＪＪ×１６（商標））に組み込んだ。ホイールのタイヤビートとの接触面に、１６ｍＬの潤滑剤Ａを塗布し、潤滑剤を塗布したホイールにタイヤを組み込んだ。作業の途中で、余分なビート落としの操作を要することなく、１本のタイヤの組込みは、５１秒で完了した。組込み時のタイヤへのビートシーティング圧は、２７０ｋＰａであり、規定圧力（３００ｋＰａ）の範囲内に収まった。

実施例３
タイヤとホイールの組立方法
潤滑剤Ａに代えて潤滑剤Ｂを用いた以外は、実施例２と同様にホイールにタイヤを組み込んだ。１本のタイヤの組込みは、５０秒で完了した。

比較例１
タイヤとホイールの組立方法
潤滑剤Ａに代えて市販のタイヤビート組立用潤滑剤（ＴＩＰＴＯＰ、ＵｎｉｖｅｒｓａｌＭｏｕｎｔｉｎｇＰａｓｔｅ（商標））を用いた以外は、実施例２と同様に、熟練した組立作業者がホイールにタイヤを組み込んだ。１本のタイヤの組込みには、６６秒を要した。作業の途中で、潤滑不足による組み込み用レバーによるビート落としの操作を２回行う必要があり、また、最終の操作においてレバーを抜く際にホイールに傷が付く虞があった。作業組込み時のタイヤへのビートシーティング圧は、４２０ｋＰａであり、規定圧力（３００ｋＰａ）を大きく超えていた。

実施例４
一体化したタイヤとホイールの解体方法
タイヤ付きホイール（タイヤ（ヨコハマＡＤＶＡＮＡ０５０２４５／４０／１７（商標））、ホイール（ポルシェカップタイプ９．０ＪＪ×１７（商標））のホイールとタイヤビートとの接触面に１６ｍＬの潤滑剤Ａを滲込ませ、その後に、タイヤをホイールから脱離させた。タイヤをホイールから脱離用の工具には、レバーを用いた。１本のタイヤのホイールからの脱離は、７９秒で完了した。作業は、ビードはレバーを片手で簡単に上がり、連続回転であっという間にビードが外れ、その後片手で簡単に裏側にビードも向け終了した。脱離タイヤのビートには損傷はみられなかった。

実施例５
一体化したタイヤとホイールの解体方法
潤滑剤Ａに代えて潤滑剤Ｂを用いた以外は、実施例４と同様にタイヤをホイールから脱離させた。１本のタイヤのホイールからの脱離は、８０秒で完了した。脱離タイヤのビートには損傷はみられなかった。

比較例２
タイヤとホイールの組立方法
潤滑剤Ａに代えて市販のタイヤビート脱離用潤滑剤（ＴＩＰＴＯＰ、ＵｎｉｖｅｒｓａｌＭｏｕｎｔｉｎｇＰａｓｔｅ（商標））を用いた以外は、実施例４と同様にホイールにタイヤを脱離した。テストタイヤがＳタイヤでありサイドウォールが堅い為、タイヤビードクリームではビードが簡単に上がらず、両手で顔をしかめるほど力を入れ作業した。また、ビードが上がらずレバーを何度も左右に振りながら作業した。ビードが上がってもサイドウォールが堅い為、ビードに損傷が出る可能性が有り断続回転にて作業し、裏側のビードを引き上げる作業も潤滑不足の為、簡単に上がらず、両手でかなり強い力でずらし脱着した。１本のタイヤの脱離には、１０３秒を要した。脱離タイヤのビートに複数の損傷がみられた。

実施例６
走行ズレテスト
実施例２と同様の条件で組立てたホイール付きタイヤの走行中のホイールとタイヤのズレをテストした。
テスト車両 1991年式ポルシェ９６４カレラ４（商標）、
テストタイヤヨコハマＡＤＶＡＮＡ０５０（商標）、
タイヤサイズＦ２２５/４５/１７、Ｒ２４５/４０/１７（商標）、
テストは、上記ホイール付きタイヤ４本（ＲＲ、ＲＦ、ＬＲ、ＬＦ）を装着した自動車でカーレース（ツクバサーキット、アイドラーズゲームス）に参戦し、走行前、予選１２週、決勝１１週走行後の各タイヤとホイールの位置を写真撮影した。図１に示す。ツクバ２０００を合計２３週走行したがズレの発生は無かった。

比較例３
走行ズレテスト
比較例１で組立てたホイール付きタイヤの走行中のホイールとタイヤのズレを実施例６と同様にテストした。この場合、ズレの程度は、実施例６ほぼ同等であった。即ち、本発明の潤滑剤は、従来の市販のタイヤビート脱離用潤滑剤とズレの程度に関しては、ほぼ同等であった。

本発明は、タイヤとホイールの組立に関する技術分野に有用である。

Claims

潤滑成分及びｐＨ１２〜１３のアルカリ電解水を含有し、
前記潤滑成分は、鉱物油及び／又は合成油からなる潤滑基油、並びに界面活性剤を含み、
アルカリ電解水の含有量が２０〜７０質量％の範囲である、タイヤビート装着又は脱着用潤滑剤。
潤滑基油の含有量は、１〜３０質量％の範囲であり、界面活性剤の含有量は、０．００１〜５質量％の範囲である、請求項１に記載の潤滑剤。
界面活性剤は、アルカノールアミンから選ばれる少なくとも１種である、請求項１又は２に記載の潤滑剤。
添加剤をさらに含有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の潤滑剤。
添加剤が潤滑基油の酸化防止剤である、請求項４に記載の潤滑剤。
アルカリ電解水は、ナトリウムイオン及び／又はカリウムイオンを含有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の潤滑剤。
炭酸アルカリ金属塩水溶液を、有隔膜電解槽を用いて電気分解して、陰極側でアルカリ電解水を生成させ、得られたｐＨ１２〜１３のアルカリ電解水を潤滑成分と混合することを含み、
前記潤滑成分は、鉱物油及び／又は合成油からなる潤滑基油、並びに界面活性剤を含み、
アルカリ電解水の含有量が２０〜７０質量％の範囲である、
タイヤビート装着又は脱着用潤滑剤の製造方法。
タイヤとホイールの組立方法であって、
前記ホイールの少なくともタイヤビートとの接触面に、請求項１〜６のいずれか一項に記載の潤滑剤を塗布し、その後に、前記潤滑剤を塗布したホイールにタイヤを組み込むこと
を含む、前記方法。
タイヤへのビートシーティング圧を３００ｋＰａ以下とする、請求項８に記載の方法。
一体化したタイヤとホイールの解体方法であって、
ホイールとタイヤビートとの接触面の少なくとも一部に、請求項１〜６のいずれか一項に記載の潤滑剤を滲込ませ、その後に、タイヤをホイールから脱離させることを含む、前記方法。