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技術 タイヤパンクシール材

出願人 横浜ゴム株式会社
発明者 高原英之
出願日 2014年11月26日 (6年0ヶ月経過) 出願番号 2014-238866
公開日 2016年5月30日 (4年5ヶ月経過) 公開番号 2016-098355
状態 特許登録済
技術分野 タイヤ一般 シーリング材組成物
主要キーワード pH測定 保管性能 バルブ口 長期保管後 酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン 水素イオン指数 石鹸水 天然ゴム粒子
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年5月30日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

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課題

凝固物及びクリームの発生を抑制することができるタイヤパンクシール材を提供する。

解決手段

天然ゴムラテックスと、ノニオン性界面活性剤と、有機酸とを含み、前記ノニオン性界面活性剤のHLB値が14〜19であり、前記有機酸の含有量が前記天然ゴムラテックスの固形分100質量部に対して1〜20質量部である、タイヤパンクシール材。

概要

背景

従来、タイヤパンク応急的に修理するためにタイヤパンクシール材が使用されている。
本出願人はこれまでに、天然ゴムラテックス界面活性剤とを含むタイヤパンクシール材であって、前記界面活性剤を前記天然ゴムラテックスの固形分に対して1.0〜6.0質量%含有し、かつ、前記界面活性剤が、ノニオン系界面活性剤アニオン系界面活性剤とを、ノニオン系界面活性剤/アニオン系界面活性剤=1.0/1.0〜1.0/5.0の質量比で含有するタイヤパンクシール材を提案した(特許文献1)。特許文献1には、ノニオン系界面活性剤のHLB値が12.0〜19.0%であることが記載され(請求項2)、実施例においてHLB値12.1%のノニオン系界面活性剤が使用されている。

概要

凝固物及びクリームの発生を抑制することができるタイヤパンクシール材を提供する。天然ゴムラテックスと、ノニオン性界面活性剤と、有機酸とを含み、前記ノニオン性界面活性剤のHLB値が14〜19であり、前記有機酸の含有量が前記天然ゴムラテックスの固形分100質量部に対して1〜20質量部である、タイヤパンクシール材。なし

目的

本発明は、凝固物及びクリームの発生を抑制することができるタイヤパンクシール材を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

天然ゴムラテックスと、ノニオン性界面活性剤と、有機酸とを含み、前記ノニオン性界面活性剤のHLB値が、14〜19であり、前記有機酸の含有量が、前記天然ゴムラテックスの固形分100質量部に対して1〜20質量部である、タイヤパンクシール材

請求項2

前記有機酸が、酢酸及びシュウ酸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。

請求項3

水素イオン指数が5.0〜8.5である、請求項1又は2に記載のタイヤパンクシール材。

請求項4

更に、エチレン酢酸ビニルバーサチック酸ビニル樹脂エマルジョンを含む、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。

技術分野

0001

本発明は、タイヤパンクシール材に関する。

背景技術

0002

従来、タイヤパンク応急的に修理するためにタイヤパンクシール材が使用されている。
本出願人はこれまでに、天然ゴムラテックス界面活性剤とを含むタイヤパンクシール材であって、前記界面活性剤を前記天然ゴムラテックスの固形分に対して1.0〜6.0質量%含有し、かつ、前記界面活性剤が、ノニオン系界面活性剤アニオン系界面活性剤とを、ノニオン系界面活性剤/アニオン系界面活性剤=1.0/1.0〜1.0/5.0の質量比で含有するタイヤパンクシール材を提案した(特許文献1)。特許文献1には、ノニオン系界面活性剤のHLB値が12.0〜19.0%であることが記載され(請求項2)、実施例においてHLB値12.1%のノニオン系界面活性剤が使用されている。

先行技術

0003

特開2011−26544号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、天然ゴムラテックスを含むタイヤパンクシール材を長期間保管すると、天然ゴムラテックスの固形分が浮遊し、タイヤパンクシール材の上部と下部とで粘度差が生じ、タイヤパンクシール材の上部にクリーム(タイヤパンクシール材の表面から表面付近生クリーム状の層が生じ、上記層の下には水層がある状態。)が発生するという問題があることを本発明者は見出した。クリームが発生した場合、タイヤパンクシール材のシール性能を確保するため、タイヤパンクシール材を使用する前にタイヤパンクシール材を予めよく振る必要があった。
また、従来のような、天然ゴムラテックスとノニオン系界面活性剤とを含むタイヤパンクシール材は、長期間の保管後に、タイヤパンクシール材中に凝固物が発生したり、上記のようなクリームが発生する場合があることを、本発明者は見出した。
そこで、本発明は、凝固物及びクリームの発生を抑制することができるタイヤパンクシール材を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0005

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、
天然ゴムラテックスと、ノニオン性界面活性剤と、有機酸とを含み、
前記ノニオン性界面活性剤のHLB値が、14〜19であり、
前記有機酸の含有量が、前記天然ゴムラテックスの固形分100質量部に対して1〜20質量部である、タイヤパンクシール材によれば、所定の効果が得られることを見出し、本発明に至った。
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。

0006

1.天然ゴムラテックスと、ノニオン性界面活性剤と、有機酸とを含み、
前記ノニオン性界面活性剤のHLB値が、14〜19であり、
前記有機酸の含有量が、前記天然ゴムラテックスの固形分100質量部に対して1〜20質量部である、タイヤパンクシール材。
2. 前記有機酸が、酢酸及びシュウ酸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.水素イオン指数が5.0〜8.5である、上記1又は2に記載のタイヤパンクシール材。
4. 更に、エチレン酢酸ビニルバーサチック酸ビニル樹脂エマルジョンを含む、上記1〜3のいずれか1つに記載のタイヤパンクシール材。

発明の効果

0007

本発明のタイヤパンクシール材は、凝固物及びクリームの発生を抑制することができる。

0008

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のタイヤパンクシール材は、
天然ゴムラテックスと、ノニオン性界面活性剤と、有機酸とを含み、
前記ノニオン性界面活性剤のHLB値が、14〜19であり、
前記有機酸の含有量が、前記天然ゴムラテックスの固形分100質量部に対して1〜20質量部である、タイヤパンクシール材である。

0009

なお、本明細書において、天然ゴムラテックスは、分散媒としての水を少なくとも含有し、分散質としての天然ゴム粒子を少なくとも含有する。天然ゴムラテックスの固形分は少なくとも天然ゴムを含む。固形分はタイヤのパンクをシールする成分を少なくとも含む。天然ゴムラテックスの固形分は、天然ゴムラテックスから水を除いたものとすることができる。ただし、固形分には無機物は含まれない。エマルジョン、エマルジョンの固形分についても同様である。
また、「〜」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。
成分が2種以上の化合物を含む場合、上記成分の含有量とは、2種以上の化合物の合計の含有量を指す。

0010

本発明のタイヤパンクシール材は上記の構成をとるため、所望の効果が得られるものと考えられる。その理由は明らかではないが、およそ以下のとおりと推測される。
タイヤパンクシール材に上記のようなクリームが発生する現象は、タイヤパンクシール材に使用される天然ゴムラテックス中の天然ゴム粒子比重が0.9付近であることと、天然ゴム粒子の界面に蛋白質アンモニアとが吸着していることに原因があると、本発明者は考えた。
これに対して、本発明は、特定の範囲のHLB値を有するノニオン性界面活性剤が天然ゴム粒子の界面に吸着し、かつ、特定の酸が天然ゴム粒子のアンモニアを中和することによって、長期保管後であっても、タイヤパンクシール材の上部と下部との粘度の差がなくなる又は差が小さくなり、クリームの発生を抑制することができると本発明者は推察する。
また、上記吸着と中和によって、天然ゴムラテックスが安定化し、長期保管後であっても、タイヤパンクシール材中の凝固物の発生を抑制することができると本発明者は推察する。
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。

0011

[天然ゴムラテックス]
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、特に制限されない。例えば、タンパク質が吸着した天然ゴムラテックス、脱蛋白天然ゴムラテックス挙げられる。天然ゴムラテックスはアンモニアを含んでもよい。
本発明において、天然ゴムラテックスの固形分は、タイヤパンクシール材全量中の10〜30質量%であるのが好ましい。

0012

[ノニオン性界面活性剤]
本発明のタイヤパンクシール材に含有されるノニオン性界面活性剤は、そのHLB値が、14〜19である。HLB値が14未満である場合、保管後、タイヤパンクシール材に凝固物及びクリームが発生する場合があり、保管性能に劣る。

0013

ノニオン性界面活性剤のHLB値は、所定の効果により優れ、14.5〜18.5が好ましく、16.5〜18.0がより好ましい。
本発明において、HLB(Hydrophile−Lipophile Balance、親水親油バランス)値は、グリフィン法によって定義される。

0014

ノニオン性界面活性剤はその構造について特に制限されない。例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルアルキル硫酸エステル塩ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩のような硫酸塩などが挙げられる。
硫酸塩を形成するカチオンは特に制限されない。例えば、ナトリウムが挙げられる。

0015

ポリオキシエチレンアルキルエーテルとしては、例えば、ポリオキシエチレンデシルエーテルポリオキシエチレンラウリルエーテルポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレン2−エチルヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンイソデシルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテルポリオキシエチレンイソステアリルエーテル等が挙げられる。
ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩としては、例えば、上記ポリオキシエチレンアルキルエーテルの硫酸エステル塩が挙げられる。

0016

アルキル硫酸エステル塩としては、例えば、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウムなどが挙げられる。
ノニオン性界面活性剤は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。

0017

ノニオン性界面活性剤の含有量は、所定の効果により優れ、天然ゴム粒子同士の凝集抑制に優れるという観点から、天然ゴムラテックスの固形分100質量部に対して、1〜15質量部であるのが好ましく、5〜10質量部であるのがより好ましい。

0018

[有機酸]
本発明のタイヤパンクシール材に含有される有機酸は、炭素原子を含む酸であれば特に制限されない。有機酸は例えば、カルボキシ基(−COOH)、スルホ基リン原子を含有する基のような酸基を有することができる。なかでも、カルボキシ基を有する化合物が好ましい。
酸基は、水素原子又は炭化水素基に結合することができる。炭化水素基は特に制限されない。例えば、脂肪族炭化水素基(直鎖状分岐状、環状のいずれであってもよい)、芳香族炭化水素基、これらの組合せが挙げられる。炭化水素基は不飽和結合を有してもよい。

0019

有機酸としては、例えば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸オクタン酸ステアリン酸、(メタアクリル酸安息香酸のようなモノカルボン酸;シュウ酸、マロン酸コハク酸セバシン酸マレイン酸フタル酸のようなジカルボン酸クエン酸のような3官能以上のカルボン酸が挙げられる。
なかでも、所定の効果により優れるという観点から、モノカルボン酸が好ましい。また、所定の効果により優れるという観点から、酢酸、プロピオン酸、オクタン酸、ステアリン酸のような飽和脂肪酸が好ましい。
また、有機酸は、所定の効果により優れ、取り扱いが容易という観点から、酢酸及びシュウ酸からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
有機酸は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。

0020

有機酸の含有量は、天然ゴムラテックスの固形分100質量部に対して1〜20質量部である。
有機酸の含有量は、所定の効果により優れ、天然ゴム粒子同士の凝集抑制に優れるという観点から、天然ゴムラテックスの固形分100質量部に対して、1〜10質量部であるのが好ましく、1〜5質量部であるのがより好ましい。

0021

合成樹脂エマルジョン
本発明のタイヤパンクシール材は、更に、合成樹脂エマルジョンを含有することができる。合成樹脂エマルジョンは特に制限されない。例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(以下「EVA」という場合がある。)エマルジョンが挙げられ、具体的には例えば、エチレン−酢酸ビニル−バーサチック酸ビニル樹脂エマルジョン、エチレン−酢酸ビニル−(メタ)アクリル酸エステル共重合樹脂エマルジョンが挙げられる。

0022

本発明において、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョンに分散質として含有されるエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂は、エチレンおよび酢酸ビニルをモノマー単位として少なくとも含む共重合樹脂を意味する。すなわち、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂は、モノマー単位としてエチレンおよび酢酸ビニルを含む共重合樹脂であれば、特に限定されない。
エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂は、モノマー単位として、エチレンおよび酢酸ビニル以外に、更に、例えば、バーサチック酸ビニルエステル(ベオバ)、(メタ)アクリル酸エステルを含むことができる。
モノマー単位としてエチレンおよび酢酸ビニル以外を含む、3元系以上のエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル−バーサチック酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル−(メタ)アクリル酸エステル共重合樹脂が挙げられる。
なかでも、エチレン−酢酸ビニル−バーサチック酸ビニル樹脂が好ましい。
合成樹脂エマルジョンは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。

0023

合成樹脂エマルジョンの固形分の含有量は、天然ゴムラテックスの固形分100質量部に対して、10〜50質量部であるのが好ましく、10〜30質量部であるのがより好ましい。

0024

本発明のタイヤパンクシール材は、タイヤパンクシール材が凍結することを防止できるという観点から、更に、凍結防止剤を含有するのが好ましい態様の1つとして挙げられる。
凍結防止剤は特に制限されない。例えば、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グリセリン及び1,3−プロパンジオールからなる群から選ばれる少なくとも1種であるのが好ましい。
凍結防止剤は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。

0025

凍結防止剤の含有量は、天然ゴムラテックス100質量部に対して、50〜200質量部であるのが好ましく、100〜200質量部であるのがより好ましい。

0026

本発明のタイヤパンクシール材の水素イオン指数は、所定の効果により優れるという観点から、5.0〜8.5が好ましく、5.0〜7.0がより好ましい。
本発明において、タイヤパンクシール材の水素イオン指数は、pH測定器を用いて、23℃の条件下で測定された。

0027

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、例えば、所定のノニオン性界面活性剤以外の界面活性剤、充填剤老化防止剤酸化防止剤顔料染料)、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等の添加剤を含有することができる。

0028

本発明のタイヤパンクシール材はその製造について特に限定されない。例えば、容器に天然ゴムラテックス、所定のノニオン性界面活性剤、有機酸、必要に応じて使用することができる、合成樹脂エマルジョン、凍結防止剤、添加剤、水を入れ、減圧下で混合ミキサー等のかくはん機を用いて混合して製造する方法が挙げられる。

0029

本発明のタイヤパンクシール材の粘度は30〜40mPa・sであるのが好ましい。本発明において、タイヤパンクシール材の粘度は、BL粘度計ローターNo.2を用いて20℃の雰囲気下で測定された。

0030

本発明のタイヤパンクシール材は、その使用方法について特に制限されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。
本発明のタイヤパンクシール材は、例えば、手絞り対応タイヤ応急パンク修理液として使用することができる。

0031

以下、実施例を示して、本発明を詳細に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されない。

0032

<タイヤパンクシール材の製造>
第1表に示す各成分を同表に示す組成(質量部)で用いて、それらを均一に混合し、各タイヤパンクシール材を製造した。
天然ゴムラテックスの量については、上段は天然ゴムラテックス全体の量であり、下段は天然ゴムラテックスの固形分の量である。VEVAエマルジョンについても同様である。

0033

<評価>
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。
・シール性能
タイヤのトレッド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各タイヤパンクシール材をタイヤのバルブ口から注入し、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1分間走行させて停止する間欠運転(1分間で1サイクル)を繰り返し、石鹸水をパンク孔付近に吹き付けることによって空気漏れの有無を確認し、空気漏れがなくなるまで間欠運転を行った。
その結果、間欠運転を1〜10サイクル繰り返した段階で空気漏れがなくなるものをシール性能が非常に優れるとして「A」と評価した。
間欠運転を11〜15サイクル繰り返した段階で空気漏れがなくなるものをシール性能が優れるとして「B」と評価した。
間欠運転を16サイクル以上繰り返しても空気漏れがなくならないものをシール性能が劣るとして「C」と評価した。

0034

・保管性能
上記のとおり製造された各タイヤパンクシール材1000gを高さ25cmの容器に入れて、容器内を窒素ガス置換密閉して、容器を70℃の条件下に168時間置く保管性能試験を行った。

0035

・凝固物の発生
上記のとおり保管性能試験を行った後のタイヤパンクシール材を100メッシュでろ過した。
タイヤパンクシール材をろ過し、ろ物として凝固物が残った場合を、タイヤパンクシール材中に凝固物があったとして、「あり」と評価した。
ろ物が何も残らなかった場合をタイヤパンクシール材中に凝固物がなかったとして、「なし」と評価した。

0036

・タイヤパンクシール材の粘度
上記のとおり保管性能試験を行った後のタイヤパンクシール材を用いて、タイヤパンクシール材の上部の粘度と、タイヤパンクシール材の下部の粘度とを、BL型粘度計(ローターNo.2)を用いて20℃の雰囲気下で測定した(単位:mPa・s)。
タイヤパンクシール材の上部とは、タイヤパンクシール材の表面から4〜6cmの深さにある部分である。タイヤパンクシール材の下部とは、容器の底面から4〜6cmの高さにある部分である。それぞれの部分からタイヤパンクシール材を抜き取った。
上部の粘度/下部の粘度が1に近いほど、クリームの発生を抑制することができ、保管性能に優れる。

0037

・クリームの発生
上記のとおり保管性能試験を行った後のタイヤパンクシール材を目視で確認した。
タイヤパンクシール材にクリームが発生した場合を「あり」と評価した。
タイヤパンクシール材にクリームがなかった場合を「なし」と評価した。

0038

0039

0040

第1表に示す各成分の詳細は次のとおりである。
・天然ゴムラテックス:HytexHA、野貿易社製、固形分60質量%
・VEVAエマルジョン:エチレン−酢酸ビニル−バーサチック酸ビニル共重合樹脂エマルジョン(スミカフレックス950HQ、住化ケムテックス社製、エチレン:酢酸ビニル:バーサチック酸ビニル=10:5:85、固形分53質量%)
・比較ノニオン性界面活性剤:ポリオキシエチレンラウリルエーテル(商品エマルゲン108、花王社製、HLB=12.1)
・ノニオン性界面活性剤1:ポリオキシエチレンラウリルエーテル(商品名エマルゲン120、花王社製、HLB=13.6)
・ノニオン性界面活性剤2:ポリオキシエチレンラウリルエーテル(商品名エマルゲン123P、花王社製、HLB=16.9)
・ノニオン性界面活性剤3:ポリオキシエチレンラウリルエーテル(商品名エマルゲン130K、花王社製、HLB=18.1)
・有機酸1:酢酸
・有機酸2:シュウ酸
・凍結防止剤:プロピレングリコール(試薬1級、和光純薬社製)

0041

第1表に示す結果から明らかなように、有機酸を含まない比較例1、2は、保管性能試験後、クリームが発生した。
ノニオン性界面活性剤を含まない比較例3は、保管性能試験後、凝固物が発生した。
HLB値が所定の範囲を外れるノニオン性界面活性剤を含む比較例4は、保管性能試験後、凝固物及びクリームが発生した。

実施例

0042

これに対して、実施例1〜6は、凝固物及びクリームの発生を抑制できた。
また、実施例1〜3を比較すると、有機酸の量が多くなるほど、保管性能試験後のタイヤパンクシール材の下部の粘度に対する上部の粘度の比率が1に近くなることが分かった。
保管性能試験後のタイヤパンクシール材の下部の粘度に対する上部の粘度の比率について、実施例2、4、5を比較すると、実施例2、5の結果が実施例4よりも1に近かった。よって、ノニオン性界面活性剤のHLB値が13.6を超える場合、凝固物及び/又はクリームの発生の抑制により優れると考えられる。
実施例2と実施例6とを比較すると、実施例2の方が、保管性能試験後のタイヤパンクシール材の下部の粘度に対する上部の粘度の比率が、実施例6よりも、1に近かった。よって、有機酸としてはモノカルボン酸がジカルボン酸よりも凝固物及び/又はクリームの発生の抑制により優れると考えられる。

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