JP6304346B1 - 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
そして、タイヤがパンクした際に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。
合成樹脂エマルジョン、
凍結防止剤、並びに、
下記式(1)で表される化合物A及び乾燥防止剤からなる群から選ばれる少なくとも1種の物質を含有し、
前記物質の含有量が、0.3〜10質量%である、タイヤパンクシール材。
式(1)中、R1は、アミノ基、水素原子、又は、炭化水素基であり、R2、R3はそれぞれ独立にヘテロ原子を有してもよい炭化水素基、又は、水素原子である。
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25〜95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. 更に、界面活性剤を含有する、上記1〜4のいずれかに記載のタイヤパンクシール材。
6. 前記乾燥防止剤が、変性ウレア及びフェノール系化合物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. 上記1〜6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)アクリルはアクリルまたはメタクリルを表し、(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。成分がその成分に該当する2種以上の物質を含む場合、成分の含有量は、上記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、並びに、
下記式(1)で表される化合物A及び乾燥防止剤からなる群から選ばれる少なくとも1種の物質を含有し、
前記物質の含有量が、0.3〜10質量%である、タイヤパンクシール材である。
式(1)中、R1は、アミノ基、水素原子、又は、炭化水素基であり、R2、R3はそれぞれ独立にヘテロ原子を有してもよい炭化水素基、又は、水素原子である。
なお、本明細書において、式(1)で表される化合物A及び乾燥防止剤からなる群から選ばれる少なくとも1種の物質を「所定の物質」と称する場合がある。
また、本発明において、上記所定の物質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。
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内部に注入される。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。
これは、上記所定の物質が化合物Aである場合、化合物Aが天然ゴムラテックス中の分散質としての天然ゴムからタンパク質を分離して天然ゴムを脱タンパクし、脱タンパクされた天然ゴムに界面活性剤が吸着しやすくなることによって、脱タンパク後の天然ゴムラテックスの分散が脱タンパク前の天然ゴムラテックスよりもさらに安定したためであると考えられる。上記天然ゴムラテックスの安定化によって、合成樹脂エマルジョンも安定化すると考えられる。
上記所定の物質が乾燥防止剤である場合、乾燥防止剤が水と疑似凝集することによって、タイヤパンクシール材がコンプレッサー等で加圧的に狭いバルブを通過してタイヤ内に霧状に注入される際、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表面が乾燥することを防ぎ、天然ゴムラテックス及び合成樹脂エマルジョンの分散を安定させているためと考えられる。
以上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、タンパク質を除去していない天然ゴムラテックスが挙げられる。また、天然ゴムラテックスは脱タンパクされた天然ゴムラテックスであってもよい。
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。
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)アクリル酸エステル、(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15〜85質量%であることが好ましく、20〜80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、パンク修理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25〜95質量%であることが好ましく、35〜90質量%がより好ましい。
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5〜50質量%であることが好ましく、10〜40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、低温での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。
本発明のタイヤパンクシール材は(1)で表される化合物A及び乾燥防止剤からなる群から選ばれる少なくとも1種の物質を含有する。
なお、乾燥防止剤は、上記化合物Aを含まない。
上記化合物Aは、下記式(1)で表される化合物である。
式(1)中、R1は、アミノ基(−NH2)、水素原子、又は、炭化水素基であり、R2、R3はそれぞれ独立にヘテロ原子を有してもよい炭化水素基、又は、水素原子である。
炭化水素基の炭素数は、20以下が好ましく、1〜15がより好ましい。
炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基のような脂肪族炭化水素基が挙げられる。
R1がアミノ基である化合物としては、例えば、尿素(NH2CONH2)が挙げられる。
R1が水素原子である化合物としては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−N−イソプロピルホルムアミドが挙げられる。
R1が炭化水素基である化合物としては、例えば、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−N−イソプロピルアセトアミドが挙げられる。
乾燥防止剤は、水が乾燥することを防ぐことができる。
乾燥防止剤は、注入性により優れ、安全性に優れるという観点から、変性ウレア及びフェノール系化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
本発明において、上記所定の物質の含有量は、タイヤパンクシール材全量の0.3〜10質量%である。上記所定の物質の含有量が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。
上記所定の物質の含有量は、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0.3〜9.5質量%が好ましく、0.5〜9.5質量%がより好ましい。
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、例えば、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、ゲル化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、凍結防止剤および上記所定の物質、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シール材は分離後のタンパク質を含んでもよい。
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表又は第2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。
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表又は第2表に示す。なお、乾燥性は第2表でのみ評価する。
(+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パンクシーリング材10gを、23℃の条件下で滴下し、滴下後、タイヤパンクシール材の表面を目視で観察して、タイヤパンクシール材の表面に膜が張るまでの時間を測定した。
タイヤパンクシール材の表面に膜が張るまでの時間が長いほど、タイヤパンクシール材の乾燥を抑制し、このような乾燥の抑制によってタイヤへの注入性に優れると考えられる。
・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]
・化合物A2:N,N−ジメチルホルムアミド(和光純薬社製)
上記所定の物質の含有量が所定の範囲外である比較例2は、注入性が悪かった。
実施例1〜5を比較すると実施例4が最も注入性に優れた。
実施例4、6を比較すると、化合物A1を含有する実施例4が化合物A2を含有する実施例6よりも、注入性及びシール性により優れた。
実施例5、8、9を比較すると、実施例9が最も注入性に優れた。
Claims (6)
- 天然ゴムラテックス、
合成樹脂エマルジョン、
凍結防止剤、並びに、
下記式(1)で表される化合物A及び乾燥防止剤からなる群から選ばれる少なくとも1種の物質を含有し、
前記物質の含有量が、0.3〜10質量%であり、
前記乾燥防止剤が、変性ウレアである、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25〜95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。
- 更に、界面活性剤を含有する、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。
- 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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