JPS603339B2 - 潤活一封鎖組成物の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、空気タイヤの空気が駆動中に抜けたとき、タ
イヤ内面の接触している部分間の相対的な動きを促進す
るためにタイヤのトレッド（ｔｒｅａｄ）の内面に適用
するための潤滑−封鎖組成物の製造法に関する。

英国特許第１３５９４６８号は、空気タイヤを、それ用
に設計したホイール・リム（Ｗｈｅｅｌｒｉｍ）にとり
つけ、その普通の作動圧力にふくらましたときに、３０
〜７５％の縦横比を有し、ビード・ヒール（ｂｅａｄｈ
ｅｅｌ）間の中より大きい中を有するトレツド部分をも
つ空気タイヤで、タイヤの空気が抜けた状態で用いられ
ているときタイヤの内部表面の接触部分間の相対的動き
を促進するためにその内部表面の少なくとも一部に付与
された滑性材料の被覆を有する空気タイヤについて記述
し、それを特許請求している。

そこに記載されたタイヤは安全タイヤの分野に新たな進
歩を記した。

これまでパンクの問題に対し危険や車両の停止が避けら
れるように対処できる総合部品を与えるため多くの試み
がなされてきたが、これらの初期の試みは主に２つの方
法に集約することができる。その一つは、第二の膨らま
せた室、特殊充填物、又は硬質サドル（空気が抜けたと
きその上にタイヤが載せられる）の形の安全部品を与え
るものであり、そして他の方法は、タイヤがつぶれるの
を防ぐためにタイヤの内部にパンク封鎖層を与えるもの
であった。この後者の方法の問題は、封鎖層が空気の抜
けを防ぐのに１００％有効でないとパンクが封鎖される
前にある程度の空気が失なわれ、運転者が何が悪いかに
気が付かずに膨らみの足りないタイヤを運転することに
なる危険があるということである。これは従来のタイヤ
では、パンクよりも一層危険である。なぜなら膨らみの
足りないタイヤで長時間高速で走ると、高速道路上で破
裂を起す主な原因になるからである。そしてその１００
％の効果というのは、実際上非常に困難な目標なのであ
る。余分の支持体なしでタイヤを空気抜けのまま走行さ
せる概念により、種々の他の可能性を導入することがで
きる。

例えば、本出願人による英国特許第１３５嬰６７号には
、揮発性成分及びパンク封鎖材料を含有する液体潤滑剤
を有するタイヤ・ホイールリム複合体を使用することが
記載されているが、これによってパンクが封鎖され、そ
して揮発性液体の蒸発によってタイヤ中に低圧を発生す
ることができる。この方法によってパンクを封鎖する概
念は、更に英国特許第１４３５９１５号で発展され、こ
こでは揮発物が含まれており、そしてゲル化潤滑剤がタ
イヤ内部に被覆され、そのゲルによって固体パンク封鎖
材料が運ばれるようになっている。この例では、タイヤ
の空気が抜けたときの揮発分の遊離に続いて、ゲルが破
壊され、バンク封鎖材料の移動が起り、パンクを捜し求
めそして封鎖する。この系に用いるのに適した潤滑剤ゲ
ルは、英国特許第１４４４３４７号及び第１５３２２１
６号に記載されている。これらの例におけるバンク封鎖
及び蒸気膨張の目的は、タイヤを全体的に再び膨らます
ことではなく、単に膨らみ圧力なしにタイヤを走行させ
たときに発生する変形及び熱を減少させるためにタイヤ
内に１〜５ｐｓｉ程度の低い膨張圧を与えるものである
ことを認識すべきである。

勿論これは、従釆提案されていたバンク封鎖層及び材料
ではタイヤ圧がほんの数ｐｓｉより多く低下するとうま
くいかないのであるから、それら従来のものとは全く異
つた問題である。本出願人による英国特許出願第５６７
Ｌ／７６号及び第４２８６４／７６号明細書は、内部潤
滑剤を備えたタイヤが空気が抜けてつぶれる時の空気の
抜けを少なくするため低い膨張圧力を与える問題に対す
る新しい方法に関する。

その明細書に記載の発明のタイヤは、パンクが起ったと
き１〜５ｐｓｉ程度の膨張圧を保持することができるパ
ンク封鎖層を有し、それによって揮発性液体及び液状潤
滑系を用いなくてもタイヤが空気抜けのまま走行できる
ようになる。本発明はそのようなパンク封鎖層を与える
のに通した組成物の製造法に関する。本発明は、ポリブ
テンと、ポリブテンのためのゲル化剤であるアクリル重
合体またはポリオレフィンとを高められた温度で混合し
、その液体混合物が清澄で流動性になるまで浪合を継続
し、次に粒状固体のパンク封鎖材料を、該粒状固体材料
の体積が該組成物の全体積の少なくとも８％で、６６％
以下の量で混合し、均一な混合物を生成させることから
なり、しかして該パンク封鎖材料の粒子は７メッシュＢ
．Ｓ．節を通過しそして１０メッシュＢＳ．節上に保持
される粒子から１５０ミクロンの網目の節を通る粒子ま
での範囲に分布する粒径のものであることを特徴とする
。

ポリプテンはポリィソブチレンであるのが好ましく、例
えば数平均分子量が１０００〜１３００であるものであ
る。

適切なボリィソブチレンの例には、商標名ＨＷｉｓｌｏ
及びＨＷｉｓ３０として市販されている製品がある。之
等の製品は夫々１００〜１２００及び２９００〜３２０
０の粘度を有する。それらは１−ブテンを１の重量％迄
含有するポリィソブチレンからなる。ゲル化剤がポリオ
レフィンである場合、ポリエチレンであるのが都合がよ
く、低密度と高密度のポリエチレンの混合物が好ましい
。

ポリエチレンの量はポリブテンとポリエチレンの全重量
の６％〜１０％（重量）の範囲にあるのが都合がよい。
低密度と高密度のポリエチレンの混合物を用いる場合、
低密度ポリエチレンの重量は例えば高密度ポリエチレン
の重量よりも多くすることができる。ゲル化剤としてア
クリル重合体を用いてゲルを形成する場合、例えば次の
手順に従うことができる。

カルボキシル基を有するアクリル共重合体の酸性ェマル
ジョンを潤滑剤に添加して易動性混合物を形成し、その
中にパンク封鎖固体を混合することができる。この混合
物をアンモニア又は水酸化ナトリウム溶液で中和し、上
マルジョンを破壊するとアクリル共重合体が溶液となり
粘綱なゲルを生ずる。被覆はブチルゴム、エチレンプロ
ピレンゴム又は天然ゴムの如きポリブテンに可溶なェラ
ストマーを含むのが好ましい。

本発明により得られた組成物を使用すると、タイヤのト
レッド中のパンクを低圧に対して封鎖又は部分的に封鎖
するのに充分なパンク封鎖能力を与え、それによって空
気が抜けて走行しているタイヤに低い膨張圧力を与え、
その状態のタイヤのつぶれを減じ、タイヤに蓄積する熱
を減ずるようになる。

本組成物は特にラジアルカーカス（ｃａｒｃａｓｓ）と
トレッド周辺補強材とを有するラジアル構造のタイヤに
有用である。

トレッドは外部も内部も共に実質的に平らな形態をして
いるのが好ましく、特に内部が平らなのが好ましい。な
ぜなら深い皿状の内部形態をしているタイヤでは、高速
走行中に発生した非常に高い遠Ｄ力が組成物をトレツド
の中心へ振りとばす傾向をもつためその皿状の形を満す
のに非常に厚い潤滑剤材料の被覆が必要となり、そして
タイヤトレツドの端に隣り合ったタイヤの内面から被覆
が移動していくのを妨げるからである。走行条件及び重
力の下でタイヤの周りに流れない充分な安定性をもつた
めには、ゲル化潤滑剤は０．３秒‐１の鱒断速度及び２
０℃の温度で２０００〜１５００現砂／Ｍの範囲の粘度
をもつのが好ましい。タイヤの側壁は、例えば英国特許
第１４８７９９７号明細書に記載されているように、空
気が抜けて走行している間に受ける組立体の変形中の曲
率半径を減ずるため、厚くなっているのが好ましい。

粒状固体パンク封鎖材料は０．８〜１．５夕／ｃｃの範
囲の密度を有し、特に適した材料はゴム粉末、木粉（お
がくず）である。もし望むならゲル化潤滑剤は空気が抜
けて走行している間、パンク封鎖後のタイヤ中に蒸気圧
を発生する水の如き揮発性液体を含んでいてもよい。

次に例として本発明の好ましい具体例を構成するいくつ
かのゲル化ポリブテン組成物について記述する。

実施例中いくつかの成分は商標名で言及されている。

之等の成分の性質は次の通りである。／・ィビス（ＨＷ
ｉｓ）化合物はＢ．Ｐ．ＣｈｅｍｉｃａｌｓＬｊｍｉに
ｄから市販されている合成炭化水素重合体で、ィソブテ
ンの重合によって製造されている。それらは１の重量％
迄の１ーブテンを含むポリイソプチレンからなる。ハイ
ビス１０及びハイビス３０は次の性質を有するごハイビ
ス１０ ハイビス３０ 分子量（数平均） １０００ １３００
粘度（９８．９ｑｏ）（ＳａｙｂｏｌｔＵｎｉｖｅｒｓ
ａｌＳｅｃｏｎｄｓ：斑１８８‐１９５７）１０００−
１２００２９００−３２００低密度ポリエチレンである
ＡＣ６及びＡＣ８（ＡｌｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌｓＬ
ｉｍｉｔｅｄ 製）及び高密度ポリエチレンであるＩＪ
ギデツクス（Ｒｉｇｄｅｘ）１４０／６０（Ｂ．Ｐ．Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌｓＬｉｍｉにｄ 製）は次の性質を有す
る。

実施例 １ 以下の成分を混合することによって、ゲル化ポリプテン
組成物を調整した。

重量部 ハイビス３０ ９０
ＡＣ６ １０
３０メッシュ粉末ゴム ３０１３
０ハイビス３０を約１３０００に加熱し、そしてＡＣ６
を加え、液体が清澄で流動性になる迄欄拝した。

粉末ゴムを次に燭拝しながら入れ、その粉末が確実に沈
降しなくなるように、温度が１００午○より低くなるま
で縄拝を続けた。このようにしてつくられた組成物を試
験し、９８ｏｏまでの温度では垂直アルミニウム表面上
で安定であるが、その温度より高いとたれ下がり始め、
最後に１０ｙｏの温度では自由に流れ始めることが判つ
た。約１２０℃の温度で、この組成物は液状で水スラリ
ーと同様な流動性をもち、粉末が確実に沈降しないよう
にするためには鶴拝を続ける必要があった。スプレー試
験により、組成物が１２０００に保持され、スプレーガ
ンが約１１０ｑＣに加熱されている限り、組成物をタイ
ヤの内層に容易にスプレーすることができることが分っ
た。次に１５５／６５一３１０積層ラジアル安全タイヤ
を用いて、パンク封鎖実験を行った。

タイヤの中心リプに４つの等間隔のパンクを赤熱した針
金で焼いてつくり、そして３伽ｓｉ迄タイヤを膨らまし
、次の如く時間と共に圧力の低下を調べることによって
各パンクの漏洩速度を測定した。

３００夕のこの実施例のゲル化ポリブテン組成物を１３
０℃に加熱し、タイヤの内部の頂部及びその両わきに均
一に２肋の厚さの被覆に加熱スプレーした。

１３０００ではこの組成物は非常に流動性であり、通常
の空気スプレーガンを通して困難なくスプレーすること
ができるが、１０ぴ○より低いとゲル化してタイヤ上の
硬い安定な被覆になった。

この組成物は、恐らくスプレーガンで頃覆した直後に冷
却されそしてゲル化されているが、ゲル化組成物の粘鋼
な性質がタイヤ内部の頂部及びその両側上に固着した被
覆を形成することができるので、このことは重要ではな
い。タイヤのパンクの孔を塞ぎ、パンクさせる物体に似
せるために、普通の１１／２″の丸釘をパンクの孔に挿
入した。

このタイヤを次にリムにとりつけ、５ｐｓｉに設定した
内部圧で各々の釘を順次とり除き、単に釘をとり除くだ
けでパンク封鎖剤が穴へ引き出され、パンクを封鎖する
か否かをみるために石鹸水でパンクを調べた。実際に、
４つのバンクのいずれもこの低圧では封鎖されなかった
。釘をタイヤに再び挿入しパンクの孔を塞ぎ、そして３
政ｓｉに設定した内部圧で車輪をドラム上で名目上の荷
重下に肌ｈｐｈの速度で１５分間回転させた。次に以下
の如くしてパンクの試験を行った。｛ａ｝ タイヤの圧
を５ｐｓｉに低下させそして釘をパンクＡから取り除い
た。−パンクの孔は封鎖されなかった。車輪を次に５仇
ｈｐｈの速度で更に５分間運転したがその後パンクが３
ｐｓｉの圧で封鎖されたことが判った。タイヤを２６ｐ
ｓｉに再膨張したが、パンクは封鎖されたままであった
。｛ｂ｝ ２６ｐｓｉのタイヤ圧で釘をパンク８からと
り除いた。

−パンクは封鎖されなかった。車輪を次に５仇ｈｐｈの
速度で更に５分間回転させたが、その後パンクが２３ｐ
ｓｉの圧で封鎖されたことが判った。タイヤ圧を３５ｐ
ｓｉに増加したが、バンクＡ及びＢは両方共封鎖された
ままであった。‘ｃ｝ ３他ｓｉのタイヤ圧で釘をパン
クＣからとり除いた。ーパンクは封鎖されなかった。車
輪を次に５皿ｐｈの速度で更に５分間回転させたがその
後パンクが沙ｓｉの圧で封鎖されたことが判った。タイ
ヤを２８ｐｓｉに再び膨らませたが、パンクは封鎖が破
れる迄約１分間封鎖されたままであった。【ｄー ２６
ｐｓｉのタイヤ圧で釘をパンクＤからとり除いた。

ーパンクは封鎖されなかった。車輪を５仇ｈｐｈで更に
５分間回転したが、その後パンクは８ｐｓｉで封鎖され
たことが判った。試験をその点で止めた。５時間後タイ
ヤ圧は８ｐｓｉのままであった。

この試験から封鎖剤組成物をパンクの孔に移動させるた
めには車輪の回転が必要であることが理解されるであろ
う。

実施例 ２ １３０℃で単に櫨拝することにより以下の成分を記載の
順序で混合することによって、ゲル化したポリブテン組
成物を調整した。

重量部 ハイビス１０ ８５
ＡＣ８ ９９
４ポリエチレンが溶解したとき、次のものを加えた。

エアロジル３００（シリ力） ６２０メ
ッシュ粉末ゴム ３５１３５混合
物を冷却した。

後でそれを１２０℃に再加熱し、そして３５０夕を１５
５′６５−３１の質層ラジアル安全タイヤの内部の頂部
に均一にスプレーした。実施例 ３１３０つ０で単に濃
伴することによりじへ下の成分を記載の順序で混合する
ことによって、ゲル化したポリブテン組成物を調整した
。重量部 ハイビス１０
９２ＡＣ８ ６
斑ポリエチレンが溶解したら、４重量部のェアロジル３
００（シリカ）及び３５重量部の２０メッシュの木粉を
加えた。

得られたゲル３００夕を１５５／６５一３１０積層ラジ
アル安全タイヤの内部の頂部上に加熱スプレ−した。微
粒子シリカ（ヱアロジル３００）の添加により組成物の
粘度は増大し、１３０℃の温度でもガラスビーカーの垂
直表面上でたれ下らなかった。

一方１３０００での粘度は、組成物をタイヤ内部の頂部
則ちトレツド領域に容易にスプレーすることができる充
分低い粘度であった。タイヤで試験すると、低温、１０
ｑｏ〜２０℃では組成物の粘度は余りにも大き過ぎて５
０ｈｐｈの走行速度でもパンクの孔に流入させることが
できないが、タイヤ圧が低下するとタイヤは急速に加溢
され、組成物の粘度は、それがパンク孔に流入し、それ
を封鎖できるような値迄低下することが判った。例えば
ある試験では２５ｐｓｉに設定した圧力で冷たいタイヤ
（冷たいとはここでは２０℃の周囲の気温を意味する）
に標準的なパンクをつくった。このパンクは、タイヤが
５仇ｈｐｈで運転されても封鎖されなかった。圧力が低
下すると、タイヤの温度が上昇しそして最後にパンクは
１７１／沙ｓｉのタイヤ圧で封鎖された。タイヤの温度
はその時まで４５℃に上昇した。それから同じタイヤに
更につくった３つの標準的パンクは最大損失圧力ｌｐｓ
ｉで封鎖された。即ち各パンク孔をつくる前にこのタイ
ヤを２５ｐｓｉにセットしておくと、パンクが封鎖され
た後のタイヤ内の圧力は夫々２も２４１／２及び２４１
／２ｐｓｉであった。粒状ゴム粉末をこの実施例のゲル
化ポリブテン組成物中に配合すると、加熱された組成物
のスプレー性を損うことなく非常に満足すべきパンク封
鎖剤を与えることが判った。実施例 ４ ＩＪギデックス１４０′６０、ＡＣ８及び、ボリブテン
中３３％溶液としてのブチルゴムを１８０〜１９０ｑｏ
で縄拝して溶解することによって、以下の成分から成る
ゲル化ポリブテン組成物を調整した。

重量部 ハイビス
９４ＩＪギデツクス１４０／６０
２ＡＣ８
４ボリサ−（ｐｏｌ＄ａｒ）３０１
２（ブチルゴム）２０メッシュ粉末ゴム
５０１５２次に粉末ゴムを加熱溶液に加え、温
度を１４０ｑｏ以上に保ちながら燈拝した。

３５０夕のこの混合物を、１５５／６５−３１項型タイ
ヤの内部裏打上に１４０〜１５０ｏｏで加熱スプレーし
、２〜３側厚さにトレッド領域を被覆し、そして試験す
ると、標準試験によるパンクを適切に封鎖することが判
った。

本発明のゲル化ポリブテン組成物をトレッドの内部表面
に適用したタイヤを、車輪リムにとりつけた安全タイヤ
の断面として付図に示してある。

この図にはブレーカー複合体２によって補強されたトレ
ッド部分４を有する積層ラジアルタイヤ１が示されてい
る。トレツド部分４の内部は本発明のゲル化ポリブテン
組成物の被覆５を有する。タイヤは二片の車輪リム６に
とりつけられている。図面の簡単な説明添付図は、本発
明のパンク封鎖剤組成物が内面に適用されたラジアルタ
イヤの断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリブテンと、ポリブテンのためのゲル化剤である
   アクリル重合体またはポリオレフインとを高められた温
   度で混合し、その液体混合物が清澄で流動性になるまで
   混合を継続し、次に粒状固体のパンク封鎖材料を、該粒
   状固体材料の体積が該組成物の全体積の少なくとも８％
   で、６６％以下である量で混合し、均一な混合物を生成
   させることからなり、しかして該パンク封鎖材料の粒子
   は７メツシユＢ．Ｓ．篩を通過しそして１０メツシユＢ
   ．Ｓ．篩上に保持される粒子から１５０ミクロンの網目
   の節を通る粒子までの範囲に分布する粒径のものである
   ことを特徴とする、空気が抜けたまま駆動されているタ
   イヤの内部表面の接触部間の相対的移動を容易にするた
   めに、空気タイヤのトレツドの内部表面に適用するため
   の潤滑−封鎖組成物の製造法。 ２ ポリブテンとゲル化剤の混合温度よりも低い温度で
   、パンク封鎖材料を混合することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の方法。 ３ 混合物がパンク封鎖材料が沈降しないような粘度を
   持つ温度に、全混合物を冷却することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。 ４ ゲル化剤がポリエチレンであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項〜第３項に記載の方法。 ５ ポリエチレンの量がポリブテンとポリエチレンの全
   重量の６〜１０重量％の範囲にあることを特徴とする特
   許請求の範囲第４項に記載の方法。 ６ ポリエチレンが高密度ポリエチレンと低密度ポリエ
   チレンとの混合物であることを特徴とする特許請求の範
   囲第４項又は第５項に記載の組成物の製造法。 ７ 低密度ポリエチレンの重量が高密度ポリエチレンの
   重量より多いことを特徴とする特許請求の範囲第６項に
   記載の組成物の製造法。 ８ 高密度ポリエチレンが約０．９６ｇ／ｃｃの密度を
   もち、低密度ポリエチレンが０．９２〜０．９３ｇ／ｃ
   ｃの範囲の密度を有することを特徴とする特許請求の範
   囲第６項又は第７項のいずれかに記載の組成物の製造法
   。 ９ ゲル化剤がカルボキシル基を含むアクリル共重合体
   であって、パンクシール材料を混合した後に酸性を中和
   しエマルジヨンを破壊し、アクリル共重合体が溶液とな
   り粘稠なゲルを生じることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項〜第３項に記載の方法。 １０ ポリブテンがポリイソブチンであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項〜第９項のいずれかに記載の
   組成物の製造法。 １１ ポリイソブチレンが１０％の１−ブテン含有量を
   有することを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の
   組成物の製造法。 １２ ポリブテンに可溶なエラストマーを含有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項〜第１１項のいずれ
   かに記載の組成物の製造法。 １３ エラストマーがブチルゴム、エチレンプロピレン
   ゴム又は天然ゴムであることを特徴とする特許請求の範
   囲第１２項に記載の組成物の製造法。 １４ エラストマーの量がポリブテンの約２重量％であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１３項に記載の組
   成物の製造法。 １５ 別のゲル化剤としてシリカを含むことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項〜第１４項のいずれかに記載の
   組成物の製造法。 １６ パンク封鎖材料が０．８〜１．５ｇ／ｃｃの範囲
   の密度を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   〜第１５項のいずれかに記載の組成物の製造法。 １７ パンク封鎖材料が粉末ゴムからなることを特徴と
   する特許請求の範囲第１６項に記載の組成物の製造法。 １８ パンク封鎖材料が木粉からなることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項〜第１７項のいずれかに記載の組
   成物の製造法。１９ パンク封鎖材料の量がポリブテン
   の３３〜５３重量％の範囲にあることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項〜第１８項のいずれかに記載の組成物
   の製造法。 ２０ 組成物が０．３秒＾−＾１の剪断速度及び２０℃
   の温度で、２０００〜１５０００Ｎｓｅｃ／Ｍ＾２の範
   囲の粘度を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項〜第１９項のいずれかに記載の組成物の製造法。