JP6299844B1 - タイヤパンクシール材及びタイヤパンク修理キット - Google Patents
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Abstract
Description
タイヤがパンクした際には、上記パンク修理キットを使用し、タイヤパンクシール材をコンプレッサー等を用いてタイヤのバルブからタイヤ内部に注入し、タイヤを再び走行可能な状態にすることができる。
上記タイヤパンクシール材としては、例えば、天然ゴムラテックス、合成樹脂エマルジョン及び凍結防止剤を含有するものが提案されている(例えば特許文献1)。
特許文献1には、天然ゴムラテックスとエチレン−酢酸ビニル樹脂エマルジョンとポリオレフィンエマルジョンと凍結防止剤とを含有し、天然ゴムラテックスとエチレン−酢酸ビニル樹脂エマルジョンとの固形分の質量比率(天然ゴム/エチレン−酢酸ビニル樹脂)が15/85〜80/20であり、ポリオレフィンエマルジョンの固形分の量が天然ゴムラテックスおよびエチレン−酢酸ビニル樹脂エマルジョンの固形分の合計100質量部に対して0.5〜10質量部であるタイヤパンクシール材が記載されている。
そこで、本発明は注入性に優れるタイヤパンクシール材を提供することを目的とする。
また、本発明はタイヤパンク修理キットを提供することも目的とする。
本発明は上記知見等に基づくものであり、具体的には以下の構成により上記課題を解決するものである。
1. 天然ゴムラテックス、
合成樹脂エマルジョン、
凍結防止剤、及び、
リン酸イオン又は酢酸イオンを含有し、
前記リン酸イオンの含有量が、4.5×10-3〜11.0×10-3質量%であり、
前記酢酸イオンの含有量が、0.05〜0.2質量%であり、
比誘電率が、52.9以上である、タイヤパンクシール材。
2. 前記合成樹脂エマルジョンが、エチレン−酢酸ビニル系共重合体エマルジョン、酢酸ビニル単独重合体エマルジョン及びポリシリコーンエマルジョンからなる群から選ばれる少なくとも1種である、上記1に記載のタイヤパンクシール材。
3. 前記凍結防止剤が、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及びグリセリンからなる群から選ばれる少なくとも1種である、上記1又は2に記載のタイヤパンクシール材。
4. 前記天然ゴムラテックスの固形分の含有量1が、前記含有量1及び前記合成樹脂エマルジョンの固形分の含有量2の合計量の15〜90質量%である、上記1〜3のいずれかに記載のタイヤパンクシール材。
5. 前記凍結防止剤の含有量が、上記1〜4のいずれかに記載のタイヤパンクシール材に含有される水と前記凍結防止剤との合計量の30〜70質量%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. 前記リン酸イオンが、H2PO4 -、HPO4 2-及びPO4 3-からなる群から選ばれる少なくとも1種である、上記1〜5のいずれかに記載のタイヤパンクシール材。
7. 更に、界面活性剤を含有する、上記1〜6のいずれかに記載のタイヤパンクシール材。
8. 上記1〜7のいずれかに記載のタイヤパンクシール材とコンプレッサーとを有するタイヤパンク修理キット。
本発明のタイヤパンク修理キットはタイヤパンクシール材の注入性に優れる。
なお、本明細書において、(メタ)アクリレートはアクリレートまたはメタクリレートを表し、(メタ)アクリロイルはアクリロイルまたはメタクリロイルを表し、(メタ)アクリルはアクリルまたはメタクリルを表す。
また、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、特に断りのない限り、各成分はその成分に該当する物質をそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。成分が2種以上の物質を含む場合、成分の含有量は、2種以上の物質の合計の含有量を意味する。
本発明において、合成樹脂エマルジョンの固形分は合成樹脂を意味する。合成樹脂エマルジョンの固形分量は合成樹脂エマルジョンに含有される合成樹脂の含有量、又は、合成樹脂エマルジョンの分散媒以外の成分の合計含有量を意味する。本発明において、合成樹脂エマルジョンに含有される合成樹脂の含有量と合成樹脂エマルジョンの分散媒以外の成分の合計含有量とはほぼ同じである。
本発明のタイヤパンクシール材は、
天然ゴムラテックス、
合成樹脂エマルジョン、
凍結防止剤、及び、
リン酸イオン又は酢酸イオンを含有し、
上記リン酸イオンの含有量が、4.5×10-3〜11.0×10-3質量%であり、
上記酢酸イオンの含有量が、0.05〜0.2質量%であり、
比誘電率が、52.9以上である、タイヤパンクシール材である。
なお、上記リン酸イオンの含有量はタイヤパンクシール材全量に対する質量%である。酢酸イオンの含有量についても同様である。
また、上記比誘電率は本発明のタイヤパンクシール材の比誘電率である。
上述のとおり、通常タイヤパンクシール材はコンプレッサー等を用いてタイヤのバルブからタイヤに注入される。上記バルブの中には例えばバルブコアなどの金属の部品が組み込まれている。タイヤパンクシール材はコンプレッサー等で加圧的に狭いバルブを通して金属等に触れながらタイヤに注入される。このとき、タイヤパンクシール材の金属等への接触角が大きい場合、タイヤパンクシール材のタイヤへの注入性が悪くなることを本発明者らは知見した。
本発明において、リン酸イオンの含有量及び比誘電率が所定の範囲であることによって、タイヤパンクシール材の金属等への接触角が小さくなることを本発明者らは見出した。このことによってタイヤパンクシール材が加圧及び金属等との接触の条件下にさらされても、タイヤパンクシール材に含有される天然ゴムラテックス及び合成樹脂エマルジョンの分散質の分散を良好に維持することができ、これによってタイヤパンクシール材をタイヤに効率的に注入できる(注入性に優れる)と推測される。
以下、本発明のタイヤパンクシール材に含有される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含有される天然ゴムラテックスは、特に限定されない。天然ゴムラテックスとして、例えば、天然ゴムラテックスからタンパク質を除去した、いわゆる「脱蛋白天然ゴムラテックス」を使用することができる。
天然ゴムラテックスはその製造方法について特に制限されない。
天然ゴムラテックスは市販品を使用することができる。天然ゴムラテックスの市販品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、フェルフェックス社製、野村貿易社)、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)が挙げられる。
本発明のタイヤパンクシール材に含有される合成樹脂エマルジョンは特に制限されない。
合成樹脂エマルジョンとしては、例えば、酢酸ビニル系重合体エマルジョン、ポリシリコーンエマルジョンが挙げられる。
酢酸ビニル系重合体エマルジョンは、上記エマルジョンに含有される酢酸ビニル系重合体が酢酸ビニルによる繰り返し単位を有するポリマーであれは特に制限されない。
ポリシリコーンエマルジョンは、上記エマルジョンに含有されるポリシリコーンがシロキサン骨格(−(Si−O)n−。nは2以上)を有するポリマーであれは特に制限されない。
酢酸ビニル系重合体エマルジョンに含有される酢酸ビニル系重合体は酢酸ビニルの単独重合体又は共重合体のいずれであってもよい。
酢酸ビニル系共重合体エマルジョンとしては、例えば、エチレン−酢酸ビニル系共重合体エマルジョンが挙げられる。
エチレン−酢酸ビニル系共重合体エマルジョンは、エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョン、エチレン−酢酸ビニル−ベオバ共重合体エマルジョン、及び、エチレン−酢酸ビニル−ベオバ−(メタ)アクリル系モノマー共重合体エマルジョンからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。エチレン−酢酸ビニル−ベオバ−(メタ)アクリル系モノマー共重合体を構成する(メタ)アクリル系モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物(例えば、(メタ)アクリルエステル、(メタ)アクリル酸)が挙げられる。
天然ゴムラテックスの固形分の含有量1及び合成樹脂エマルジョンの固形分の含有量2の合計量は、注入性により優れ、保存安定性に優れるという観点から、タイヤパンクシール材全量の20〜80質量%が好ましく、25〜80質量%がより好ましい。
天然ゴムラテックスの固形分の含有量1は、注入性により優れ、パンクシール性に優れるという観点から、天然ゴムラテックスの固形分の含有量1及び合成樹脂エマルジョンの固形分の含有量2の合計量の15〜90質量%が好ましく、20〜90質量%がより好ましく、35〜90質量%が更に好ましい。
本発明のタイヤパンクシール材における水の含有量(水の総量)は、注入性により優れ、タイヤ内部での流動性に優れるという観点から、タイヤパンクシール材全量の20〜50質量%であることが好ましく、30〜50質量%がより好ましい。
本発明のタイヤパンクシール材に含有される凍結防止剤はタイヤパンクシール材に通常含有できる凍結防止剤であれば特に制限されない。
なかでも、注入性により優れ、低温低粘度性に優れるという観点から、凍結防止剤は、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及びグリセリンからなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
本発明において、タイヤパンクシール材の比誘電率を所定の範囲とする方法の1つとして、例えば、凍結防止剤の含有量を水と凍結防止剤との合計量に対して上記の範囲とすることが挙げられる。
本発明のタイヤパンクシール材はリン酸イオン又は酢酸イオンを含有する。
本発明において、リン酸イオンは、1価〜3価のリン酸イオンを含む、広義のリン酸イオンを意味する。
上記リン酸イオン(広義のリン酸イオン)は、H2PO4 -(リン酸二水素イオン)、HPO4 2-(リン酸水素イオン)及びPO4 3-(狭義のリン酸イオン)からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、H2PO4 -、HPO4 2-がより好ましく、HPO4 2-が更に好ましい。
本発明のタイヤパンクシール材がリン酸イオンを含有する場合、リン酸イオンの含有量は、タイヤパンクシール材全量の4.5×10-3〜11.0×10-3質量%である。この範囲である場合タイヤパンクシール材の注入性に優れる。
リン酸イオンの含有量は、注入性により優れ、保存安定性に優れるという観点から、タイヤパンクシール材全量の4.5×10-3〜10.5×10-3質量%が好ましく、4.5×10-3〜9.5×10-3質量%がより好ましい。
本発明において、リン酸イオンを発生させる化合物としては、例えば、リン酸、リン酸塩が挙げられる。
リン酸塩は水に可溶であることが好ましい。
リン酸塩は、リン酸とアルカリ金属(例えば、ナトリウム、カリウム)、アルカリ土類金属又はアンモニウムとの塩が好ましく、リン酸アンモニウム(広義のリン酸アンモニウム)がより好ましい。上記リン酸アンモニウムは、1〜3価のリン酸イオンのアンモニウム塩を含み、広義のリン酸アンモニウムを意味する。
リン酸アンモニウムとしては、リン酸一アンモニウム、リン酸二アンモニウム、(NH4)3PO4(狭義のリン酸アンモニウム)が挙げられる。なかでも、リン酸一アンモニウム、リン酸二アンモニウムが更に好ましく、リン酸二アンモニウムが特に好ましい。
本発明のタイヤパンクシール材が酢酸イオン(CH3COO-)を含有する場合、酢酸イオンの含有量は、タイヤパンクシール材全量の0.05〜0.2質量%である。この範囲である場合タイヤパンクシール材の注入性に優れる。
酢酸イオンの含有量は、注入性により優れ、保存安定性に優れるという観点から、タイヤパンクシール材全量の0.05〜0.18質量%が好ましく、0.05〜0.18質量%がより好ましい。
本発明において、酢酸イオンを発生させる化合物としては、例えば、酢酸、酢酸塩が挙げられる。
酢酸塩は水に可溶であることが好ましい。
酢酸塩は、酢酸とアルカリ金属(例えば、ナトリウム、カリウム)又はアンモニウムとの塩が好ましく、酢酸アンモニウムがより好ましい。
また、本発明において、リン酸イオンを発生させるために使用された化合物全てが上記リン酸イオンを発生させたものとする。酢酸イオンについても同様である。
本発明において、タイヤパンクシール材の比誘電率は52.9以上である。比誘電率が上記の範囲である場合、注入性に優れる。
タイヤパンクシール材の比誘電率は、注入性により優れ、低温低粘度性に優れるという観点から、53〜75が好ましく、55〜70がより好ましい。
また、本発明において、タイヤパンクシール材の比誘電率は、上記のとおり測定された誘電率を真空の誘電率(ε0=8.854×10-12Fm-1)で除した値である。
本発明のタイヤパンクシール材は、更に、界面活性剤を含有することが好ましい態様の1つとして挙げられる。
界面活性剤は特に制限されない。例えば、ノニオン系、アニオン系、カチオン系、両イオン系の界面活性剤が挙げられる。
本発明のタイヤパンクシール材は、上述した各成分以外に、所望により、ゲル化剤、充填剤、老化防止剤、酸化防止剤、顔料、可塑剤、揺変性付与剤、紫外線吸収剤、難燃剤、分散剤、脱水剤、帯電防止剤のような添加剤を含有することができる。
本発明のタイヤパンクシール材はその製造方法について、特に限定されない。例えば、天然ゴムラテックス、合成樹脂エマルジョン、凍結防止剤、および、リン酸イオン又は酢酸イオンを発生させる化合物、ならびに所望により界面活性剤、添加剤を入れ、減圧下で混合ミキサー等の混合機を用いて十分に混合する方法が挙げられる。
必要に応じて系内に更に水を加えてもよい。
本発明のタイヤパンク修理キットは、本発明のタイヤパンクシール材とコンプレッサーとを有するタイヤパンク修理キットである。
本発明のタイヤパンク修理キットに使用されるコンプレッサーは特に制限されない。例えば、エアコンプレッサーが挙げられる。コンプレッサーは、例えば、自動車に装備されているシガーライターソケットから電源を採る小容量のものが好ましい態様の1つとして挙げられる。
<タイヤパンクシール材の製造>
下記第1表の各成分を同表に示す組成(質量部)で用いて、これらを撹拌機で混合し、タイヤパンクシール材を製造した。
第1表において、「リン酸二アンモニウムによるリン酸イオン1」欄における数値はタイヤパンクシール材全量中のリン酸イオン1の含有量(質量%)を示す。「リン酸一アンモニウムによるリン酸イオン2」も同様である。
第2表において、「酢酸アンモニウムによる酢酸イオン」欄における数値はタイヤパンクシール材全量中の酢酸イオンの含有量(質量%)を示す。
上記のとおり製造されたタイヤパンクシール材を用いて以下の評価を行った。結果を第1表に示す。
(+70℃での注入性)
上記のとおり製造されたパンクシーリング材350mLを70℃に加温した。
コンプレッサーを使用して、注入圧300kPaの条件で、195/65 R15のタイヤ(トレッドのショルダー溝部にパンク孔(直径4mm)を有する)に、上記タイヤパンクシール材をバルブコアからタイヤ内へ注入し、注入開始から注入完了までの時間を測定した。
・評価基準
注入時間が40秒以内である場合、注入性に優れる。
注入時間が30秒以内である場合、注入性により優れる。
215/60 R16の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、上記のとおり製造されたパンクシーリング材350mLをタイヤのバルブコアから注入し、タイヤ内圧が200kPa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走行させて停止する間欠運転を繰り返し、空気漏れがなくなるまで、タイヤパンクが修理できる走行距離(パンク修理距離)を測定した。空気漏れの有無は、上記パンク孔の部分に石鹸水を吹き付け、石鹸水が泡になるか否かで確認した。
・評価基準
パンク修理距離が6km以内の場合、シール性に優れる。
上記のとおり製造されたタイヤパンクシール材の粘度を、−40℃の条件下において、ブルックスフィールド型粘度計(商品名B型粘度計、東洋精機社製、ローターNo.3)を用いて回転数20rpmで測定した。
・評価基準
−40℃におけるタイヤパンクシール材の粘度が3500mPa・s以下である場合、低温での注入性に優れる。
・水:蒸留水
・界面活性剤2:ノニオン系界面活性剤、ポリオキシエチレンオレイルエーテル[エマルゲン430(E430)、花王社製]
・リン酸一アンモニウム:NH4H2PO4(和光純薬社製、分子量115.3)
また、比誘電率が所定の範囲を外れる比較例6は、高温(70℃)注入性が悪かった。
本発明のタイヤパンクシール材は広範囲の温度条件下における注入性に優れるということができる。
実施例1〜3を比較するとリン酸イオンが多いほうが注入性により優れた。実施例4〜6の比較、実施例7、8の比較、実施例9、10の比較、実施例13、14の比較でも同様の結果が得られた。
実施例3、8、11を比較すると、比誘電率が実施例11よりも大きい実施例3、8は、実施例11よりも高温注入性及びシール性により優れた。実施例10、12の比較でも同様の結果が得られた。
Claims (8)
- 天然ゴムラテックス、
合成樹脂エマルジョン、
凍結防止剤、及び、
リン酸イオンを含有し、
前記リン酸イオンの含有量が、4.5×10-3〜11.0×10-3質量%であり、
比誘電率が、52.9以上である、タイヤパンクシール材。 - 前記合成樹脂エマルジョンが、エチレン−酢酸ビニル系共重合体エマルジョン、酢酸ビニル単独重合体エマルジョン及びポリシリコーンエマルジョンからなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1に記載のタイヤパンクシール材。
- 前記凍結防止剤が、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及びグリセリンからなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1又は2に記載のタイヤパンクシール材。
- 前記天然ゴムラテックスの固形分の含有量1が、前記含有量1及び前記合成樹脂エマルジョンの固形分の含有量2の合計量の15〜90質量%である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のタイヤパンクシール材。
- 前記凍結防止剤の含有量が、請求項1〜4のいずれか1項に記載のタイヤパンクシール材に含有される水と前記凍結防止剤との合計量の30〜70質量%である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のタイヤパンクシール材。
- 前記リン酸イオンが、H2PO4 -、HPO4 2-及びPO4 3-からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のタイヤパンクシール材。
- 更に、界面活性剤を含有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載のタイヤパンクシール材。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のタイヤパンクシール材とコンプレッサーとを有するタイヤパンク修理キット。
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