JPH1017851A - タイヤパンク防止剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】タイヤ内部に予め注入してパンクを防止するパ
ンク防止剤は従来から存在するが比較的大きな穴や亀裂
などはパンクを防止することはできなかった。また、従
来のパンク防止剤では一時的な防止にすぎず、そのまま
穴のあいたタイヤを使用して走行し続けることはできな
かった。 【解決手段】水１００重量部に対し、ポリビニルアルコ
ール５〜３０重量部、平均繊維長０．１ｍｍ以上の短繊
維１〜２０重量部、及び炭素数２〜４のグリコール２０
〜１００重量部よりなる組成物であることを特徴とする
タイヤパンク防止剤。また本発明の好ましい形態として
前記短繊維が多分岐構造体であり、短繊維が麻及び／ま
たはポリエチレン繊維からなることが最も好ましい。上
記の組成物は、強靭性と柔軟性に優れ耐久性にも優れ
る。また多分岐構造体の短繊維を使用すると繊維同士が
絡みつきやすい特徴を有し、釘等によってタイヤに開け
られた穴を閉塞しやすくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や二輪車等
の空気タイヤ組立体等の中に少量注入されるパンク防止
剤に関するものである。さらに詳しくは、チューブ型及
びチューブレス型の空気タイヤの内部に注入して使用
し、釘等がタイヤを貫通した際に空気漏れを防ぎ、パン
クを防止するパンク防止剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車や二輪車はタイヤを介して、走
行、停止等の動作を行うので、タイヤの安全性は自動車
の安全走行の為、最も重要な要素の一つである。ところ
で、タイヤ故障の大半はパンクに関わるものであり、こ
のパンクの原因の一つは、釘等の先鋭物による傷つきに
よるといわれている。そこでこのような原因によるパン
クを防止する為に、様々な防止剤が提案されている。

【０００３】これらのパンク防止剤は基本的には粘性樹
脂溶液と粉末やゴムの微粒子などの混合物から構成され
る。パンク防止剤をタイヤ内部に注入した後、釘等が刺
さって穴が生ずると、空気漏れと同時にパンク防止剤が
流出して、外気に触れる事によりパンク防止剤が固化し
穴を完全に閉塞する。特に、粉末やゴムの微粒子を添加
することにより穴の閉塞効果が高まる。

【０００４】従来より、タイヤ内部に樹脂を注入してパ
ンクを防止するパンク防止剤は数多く検討されてきた。
例えば、特公昭４９−６３２１号公報では５０〜９５％
部分けん化ポリビニルアルコール水溶液にポリエチレン
微粒子を加えたパンク予防剤が提案されている。

【０００５】特開昭５１−５５３８０号公報では水にデ
キストリン及びアラビアゴム等の天然ゴム成分とプロピ
レングリコール、メタノールを加えたパンク予防剤が提
案されている。

【０００６】特開昭５３−４９０３号公報ではゼリー状
の完全けん化したポリビニルアルコールを、樹脂または
ゴムの水溶液に加えたパンク予防剤が提案されている。

【０００７】特開昭５３−１４０７０４号公報では、酢
酸ビニル等の水性エマルジョンにジエチレングリコー
ル、平均粒径が５０〜１２００μｍのゴム粒子を加えた
パンク予防剤が提案されている。

【０００８】特開昭５７−４７２０６号公報では変性水
性セルロース水溶液にアスベスト、雲母、エチレングリ
コールを加えたパンク予防剤が提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】特公昭４９−６３２１
号公報ではポリエチレン微粒子を使用しており、特に実
施例では８００μｍ以下の微粒子を使用しているが、微
小な穴は閉塞することができるが大きな穴や亀裂は閉塞
することができない。特に、直径７ｍｍ以上の釘や刃渡
り１ｃｍ以上のカッターナイフでタイヤに穴を開けた場
合、十分に穴が閉塞しない。

【００１０】特開昭５１−５５３８０号公報では粘着液
とゴム粉末との比重が大きいため、タイヤ車輪を停止中
はゴム粉末が粘着液から沈降しやすく、また、タイヤ車
輪を停止中から急回転させるとゴム粉末の分離が起こり
やすくそのため前記粘着液中にゴム粉末が均等に分散せ
ず、その分散密度の少ない部分に釘等が貫入した場合は
パンク穴を充分閉塞することができない。

【００１１】特開昭５３−４９０３号公報ではゼリー化
させたポリビニルアルコールを水溶液に加えているが、
ゼリー化されたポリビニルアルコールは本質的に水溶性
であり、水溶液中に分散すると組成物の物性が経時で変
化する事は避けられない。よって、長期の使用には耐え
られない。

【００１２】特開昭５３−１４０７０４号公報では、ゴ
ム粒子を水性エマルジョンに分散させているが、ゴム粒
子とエマルジョン溶液とは比重差が大きく、分離が著し
い欠点を有する。また、特開昭５１−５５３８０号公報
と同様分離によるパンク防止効果の期待は薄い。

【００１３】特開昭５７−４７２０６号公報では穴を閉
塞する物質として、アスベストが加えられているが、ア
スベストは呼吸器系癌の誘発原因になる物質であり、人
体への影響を考えると好ましくない。

【００１４】また、これらのパンク防止剤は、一時的な
パンク防止は可能であるが、その後タイヤを使用し走行
し続けると、閉塞した穴が再度開いてしまい永久的なパ
ンクを防止することはできない。さらに、従来のパンク
防止剤では直径の小さな穴は閉塞することができるが、
直径７ｍｍ以上の穴やガラスなどによる亀裂などは閉塞
することができない。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
為、発明者が鋭意研究した結果、以下の組成物がパンク
防止剤として好適である事を見いだした。即ち、水１０
０重量部に対し、ポリビニルアルコール５〜３０重量
部、平均繊維長０．１ｍｍ以上の短繊維１〜２０重量
部、及び炭素数２〜４のグリコール２０〜１００重量部
よりなる組成物である。さらに本発明の好ましい形態と
して、前記短繊維が多分岐構造体であり、麻及び／また
はポリエチレン繊維であるタイヤパンク防止剤である。

【００１６】ポリビニルアルコールは、水に良く溶解
し、かつ化学的物理的に安定で酸化分解等の恐れが少な
く、その上タイヤやホイルを侵さず、パンクの際には迅
速に強力な接着力を発揮できる。また水溶液に安定に繊
維を分散することが可能になる。このようなポリビニル
アルコールは水１００重量部に対し、５〜３０重量部加
える事が望ましい。５重量部以下では、パンク防止剤に
十分な粘度を与える事が出来ず、安定に繊維を分散させ
る事ができず、さらに釘等によるタイヤの穴を閉塞し難
くなる。即ち、穴が閉塞するまでに多くのパンク防止剤
が流出する。３０重量部以上では防止剤の粘度が過剰に
上昇し流動性が著しく悪くなる。その為、タイヤに防止
剤を注入しても、穴があいた際に防止剤がその部分に素
早く流動せず、穴が閉塞するまでに多くの空気が抜けて
しまう。

【００１７】また、穴を塞ぐ為に配合する短繊維は、水
１００重量部に対し１〜２０重量部加える事が望まし
く、平均繊維長０．１ｍｍ以上であることが必要であ
る。短繊維が１重量部以下では、穴を塞ぐ効果が十分に
得られず、２０重量部以上では、防止剤の粘度が過剰に
上昇し流動性が著しく悪くなる。また平均繊維長が０．
１ｍｍ以下では、穴を塞ぐ効果が十分に得られない。平
均繊維長が０．１ｍｍ以上であれば、パンク防止効果が
得られ、また繊維は単独で配合しても、異なる長さの繊
維を数種類配合しても良い。繊維長の上限は特に限定は
ないが５０ｍｍ以下が好ましい。５０ｍｍ以上でも空気
の漏洩を防ぐ能力はよいが、パンク防止剤の流動性が悪
くなり穴があいたときのすばやい閉塞性が悪くなる。す
なわち、穴があいてからパンク防止剤による穴の閉塞ま
での間に多くの空気が漏洩してしまう。また、繊維長が
長ければ空気漏洩防止効果が高まるというわけでもなく
長さ２０ｍｍ程度までの繊維を配合すれば、十分なパン
ク防止効果が得られる。

【００１８】本発明の好ましい形態として、物理的形状
が多分岐状構造体である短繊維を使用することが好まし
い。多分岐状とは樹木のように幹から枝が出ている構造
である。この構造体は多数の枝状を有しているので、防
止剤に配合した場合、繊維の細い枝どおしの絡みつきが
起こりやすく、繊維の間で硬化した樹脂は網目状になり
樹脂全体の強靭性が増す。よって、穴を閉塞する能力が
向上する。多分岐状構造の繊維を使用することにより大
きな穴を閉塞することができる。また、ガラスなどによ
る亀裂やゴムの劣化による亀裂なども閉塞することがで
きる。このような短繊維としては三井石油化学社製のケ
ミベストが挙げられる。

【００１９】さらに、好ましい形態として、前記短繊維
が麻及び／またはポリエチレン繊維からなることが望ま
しい。麻は天然繊維の一種であり、強度が高く、耐水性
や耐腐食性に優れる。従って、防止剤の成分として配合
された場合、穴を塞ぐ際にシール部分の強度を上げ、経
時劣化しにくくする効果がある。またアスベストなどの
ように、人体に対し悪影響を及ぼすことがない。ポリエ
チレン繊維は耐酸、耐アルカリ性、耐久性に優れる樹脂
であり、また水をほとんど吸収せず、水中に分散しても
機械的性質が変化しない。従って、パンク防止剤の成分
として配合された場合、穴を塞ぐ際にシール部分の強度
を上げ、経時劣化しにくくする効果がある。

【００２０】また、炭素数２〜４のグリコールは凍結を
防止する為に加えるのであるが、意外なことにポリビニ
ルアルコールと多分岐状構造体の短繊維と組み合わせる
ことにより硬化後の樹脂が柔軟性を持ちながら強靭なも
のとなる。よって、パンクの穴をふさいだ後は、タイヤ
の伸縮に追従するのでパンクの一時的な処置でなく空気
の漏れを防ぐことができる。これらの理由は定かではな
いが、グリコールが、可塑剤となってポリビニルアルコ
ールの硬化物を柔軟性に富ませるが、これだけ可塑剤と
なってポリビニルアルコールの硬化物を柔軟性に富ませ
るが、これだけでは軟性だけで剥がれやすいものである
が、多分岐状構造の短繊維の網の目にからまって強靱性
を持つものと考えられる。

【００２１】炭素数２〜４のグリコールは例えばエチレ
ングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレン
グリコールなどが挙げられ、水１００重量部に対し２０
〜１００重量部加えることが望ましい。２０重量部以下
では、冬期−２０℃以下になる寒冷地帯では凍結の恐れ
があり、また、硬化後の樹脂が硬くもろいものとなり、
１００重量部以上では、パンク防止剤に十分な粘度を与
える事が出来ず、安定に繊維を分散させる事ができず、
さらに釘等によるタイヤの穴を閉塞し難くなる。即ち、
穴が閉塞するまでに多くのパンク防止剤が流出する。

【００２２】尚、前記の成分以外にも必要に応じて、消
泡剤、防腐剤、着色剤、染料、防錆剤、湿潤剤等を配合
しても良い。

【００２３】

【発明の実施の形態】 【実施例】

〔製造例〕水１００重量部に、ポリビニルアルコールを
添加し、撹拌しながら徐々に８０℃まで加熱し、ポリビ
ニルアルコールを溶解する。加熱を止めた後、撹拌しな
がらグリコール及び繊維を添加し、パンク防止剤を製造
する。以下、この方法によりパンク防止剤を製造する。

【００２４】〔試験方法〕 製造したパンク防止剤２５０ｇを二輪車用チューブ
（サイズ：２．２５−１７インチ）に充填し、２５℃及
び−２０℃の雰囲気で２４時間放置する。 放置後直ちに、チューブをタイヤ（サイズ：２．２５
−１７インチ）、リム（Ｊ１７×１．２０）に装着し、
空気圧を約０．２ＭＰａ｛２ｋｇｆ／ｃｍ^２｝にする。 直径１ｍｍ長さ約２ｃｍの釘及び、直径７ｍｍ長さ約
１５ｃｍの釘でタイヤに穴を開ける。 鉄製ドラム上で、タイヤ速度を６０ｋｍ／ｈｒに維持
する。 釘による穴発生から２４時間後の空気圧を測定し初期
圧力の半分以上のものはパンク防止効果あり「○」、半
分以下はパンク防止効果なし「×」と判定した。 上記「」のパンク防止剤を注入した二輪車用チュー
ブを４０℃、１ヶ月の条件で放置したものを同様の試験
を行った。

【００２５】１．実施例１〜６、比較例１〜４：ポリビ
ニルアルコールの効果 表１、表２にビニルアルコールの配合量を変化させた実
施例１〜６及び比較例１〜４を記した。結果より、水１
００重量部に対してポリビニルアルコール５〜３０重量
部の範囲で、パンク防止効果が確認された。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】２．実施例７〜１２、比較例５〜７：短繊
維の効果 表３に繊維の配合量を変化させた実施例７〜９及び比較
例５，６を記した。結果より、水１００重量部に対して
繊維１〜２０重量部の範囲で、パンク防止効果が確認さ
れた。表４に繊維の種類を変化させた実施例１０〜１２
及び比較例７を記した。結果より、平均繊維長０．１ｍ
ｍ以上の麻及び／またはポリエチレン繊維を配合するこ
とにより、パンク防止効果が確認された。

【００２９】

【表３】

【００３０】

【表４】

【００３１】３．実施例１３〜１８、比較例８〜１１：
グリコールの効果 表５、表６にグリコールの配合量を変化させた実施例１
３〜１８及び比較例８〜１１を記した。結果より、水１
００重量部に対してグリコール２０〜１００重量部の範
囲で、低温時のパンク防止効果及び７ｍｍの釘の閉塞性
が確認された。

【００３２】

【表５】

【００３３】

【表６】

【００３４】実施例１９〜２２、比較例１２〜１３ ：
亀裂防止試験 表７のとおりにパンク防止剤を配合し前期と同一のタイ
ヤチューブに充填しタイヤ、リムに装着し、空気を０．
２ＭＰａ圧入する。刃渡り９ｍｍ、１２ｍｍ、１５ｍｍ
のカッターナイフをタイヤに突き刺し、鉄製ドラム上で
タイヤ速度を６０ｋｍ／ｈｒに維持する。亀裂発生から
２４時間後に空気圧を測定し、０．１ＭＰａ以上であれ
ば「〇」とし、０．１ＭＰａより低いと「×」とした。
また、０．１ＭＰａ以下のものは更に空気を圧入し、
０．２ＭＰａとした。２４時間後に空気圧を測定し、
０．２ＭＰａのものは「△」とした。

【００３５】

【表７】

【００３６】

【発明の効果】本発明のパンク防止剤はタイヤ内部に注
入して使用することにより、釘等が刺さって穴が生ずる
とパンク防止剤が流出してパンク防止剤が固化し穴を完
全に閉塞する。本発明のパンク防止剤は、従来のパンク
防止剤に比べて大きな穴でも閉塞することができ特に、
ガラスなどの先鋭物による亀裂でも閉塞することができ
パンクを防止することができる。また、本発明のパンク
防止剤は人体に対する毒性がなく低温時においてのパン
ク防止性能が優れ、保存性に優れるため長期間のパンク
防止性能の維持が可能である。さらに、本発明の組成物
はポリビニルアルコールと短繊維及び炭素数２〜４のグ
リコールの組み合わせにより硬化後の樹脂が柔軟性を持
ちながら強靭なものとなる。よって、パンクの穴をふさ
いだ後は、タイヤの伸縮に追従するのでパンクの一時的
な処置でなくさらに走行をし続けることができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水１００重量部に対し、ポリビニルアルコ
   ール５〜３０重量部、平均繊維長０．１ｍｍ以上の短繊
   維１〜２０重量部、及び炭素数２〜４のグリコール２０
   〜１００重量部よりなる組成物であることを特徴とする
   タイヤパンク防止剤。
2. 【請求項２】前記短繊維が多分岐構造体であることを特
   徴とする請求項１に記載のタイヤパンク防止剤。
3. 【請求項３】前記短繊維が、麻及び／またはポリエチレ
   ン繊維であることを特徴とする請求項１、２に記載のタ
   イヤパンク防止剤。