JP4880983B2 - パンクシーリング剤 - Google Patents

Description

本発明は、パンクしたタイヤをシールする際に使用されるパンクシーリング剤に関する。

パンクが発生した際にその発生箇所をシールするための補修剤として、種々のパンクシーリング剤が知られている（例えば、特許文献１参照）。これらは主に、水性媒質中のコロイド分散系ポリマー（ラテックス）を含む。当該ラテックスとしては、例えば、ポリエチレン−ブタジエンラテックス、ポリ酢酸ビニルラテックス、アクリリック共重合体ラテックス、ニトリルラテックス、ポリクロロプレンラテックス等が用いられる。

上記のようなラテックスを含有するパンクシーリング剤は、そのラテックス粒子のまわりを取り囲んでいる乳化剤の負の電荷同士の反発力により安定している。そして、この反発力よりも大きな力を与えると、粒子同士が接着することになり、ラテックスが凝固する。すなわち、機械的安定性が低いとシール性が高いということがいえる。

一方で、機械的安定性が低いと保存状態でゲル化が進みやすくなり、保存性が低いという問題もある。つまり、シール性と保存性とは二律背反の関係にあり、シール性および保存性がともに良好なパンクシーリング剤の開発は困難といえる。
特許第３２１０８６３号公報

本発明は、上記従来の課題を解決することを目的とする。すなわち、本発明は、シール性および保存性がともに良好なパンクシーリング剤を提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明者らは下記本発明に想到し、当該課題が解決できることを見出した。

すなわち、本発明は、少なくともラテックスを含有するパンクシーリング剤であって、さらに、酸、水溶性有機溶媒および塩からなる群より選択される少なくとも１種を封入するマイクロカプセルを含有し、前記マイクロカプセルのカプセル壁が、ニトリル系共重合体、ホルマリン縮合系樹脂又はポリスチレンからなることを特徴とするパンクシーリング剤である。

本発明は、下記第１〜第３の態様のうち、少なくともいずれかの態様を具備することが好ましい。

（１）第１の態様は、前記マイクロカプセルのカプセル壁が、５ｋｇ／ｃｍ ^２ 以上の力がかかった場合に潰れる態様である。
（２）第２の態様は、前記ラテックスが、ＮＲ、ＳＢＲ、ＮＢＲおよびＢＲからなる群より選択される少なくとも１種である態様である。
（３）第３の態様は、さらに、凍結防止剤を含有する態様である。

本発明によれば、シール性および保存性がともに良好なパンクシーリング剤を提供することができる。

本発明のパンクシーリング剤は、少なくともラテックスを含有するパンクシーリング剤であって、さらに、酸、水溶性有機溶媒および塩からなる群より選択される少なくとも１種（以下、「封入剤」ということがある）を封入するマイクロカプセルを含有する。

ラテックスとしては、ゴムラテックスを使用することが好ましい。ゴムラテックスとしては、種々のラテックスを使用することができるが、より良好なシール性を確保する観点から、ＮＲ（天然ゴム）、脱タンパクＮＲ、ＳＢＲ（スチレン−ブタジエンゴム）、ＮＢＲ（二トリルゴム）、ＩＲ（イソプレンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましく、ＮＲ、ＳＢＲ、ＮＢＲおよびＢＲからなる群より選択される少なくとも１種であることがより好ましい。

１のマイクロカプセル中に封入される封入剤は１種でも２種以上でもよい。また、酸を封入したマイクロカプセル、塩を封入したマイクロカプセルおよび水溶性有機溶媒を封入したマイクロカプセルのうちの２以上をパンクシーリング剤中に含有させてもよい。

本発明においては、マイクロカプセルがパンク穴を通過する際に破裂し、その中に封入された封入剤成分が飛び出して該ラテックスやラテクッスと安定化している成分と反応し、パンク穴を固めてシールする。マイクロカプセルが破裂するのは、走行中にパンク穴が収縮と膨張を繰り返すことで、マイクロカプセルが圧縮されることに起因する。

本発明においては、マイクロカプセルの含有量は、封入剤を含有した状態で０．１〜１０質量％であることが好ましい。マイクロカプセルの含有量が０．１質量％未満であると、シール性が不十分な場合があり、１０質量％を超えると粘性が増加し液の注入性が低下する場合がある。マイクロカプセルの含有量は、０．５〜７．５質量％がより好ましく、１〜５質量％がさらに好ましい。

マイクロカプセルの粒径は、封入剤を含有した状態で１〜１０００μｍが好ましく、５〜５００μｍがより好ましく、１０〜２５０μｍがさらに好ましい。マイクロカプセルの粒径が１μｍ未満では、パンク穴の収縮でもマイクロカプセルが破裂しない場合があり、１０００μｍを超えるとパンク穴を通過することができない場合がある。

マイクロカプセルのカプセル壁の材質としては、５ｋｇ／ｃｍ^２以上の力がかかった場合に潰れるものであれば特に限定はない。本発明において特に好適なものとしては、ニトリル系共重合体やホルマリン縮合系樹脂、ポリスチレン等が挙げられる。

封入剤としての酸は、ラテックスを安定化しているカルボキシル変性基及び／もしくは、アニオン系界面活性剤の硬化を低下させる。酸の存在によりパンクシーリング剤を酸性側にすることで、「−ＣＯＯ⁻＋Ｈ^＋→−ＣＯＯＨ」、または、「−ＳＯ_３ ⁻＋Ｈ^＋→−ＳＯ_３Ｈ」となり、Ｏ⁻の反発力が無くなり、機械的安定性が低下することでシール性が向上する。

当該酸としては、酢酸、ギ酸などの有機酸；塩酸、硝酸、硫酸、炭酸、シュウ酸などの無機酸；を用いることができる。

封入剤としての水溶性有機溶媒は、ラテックスに吸着している界面活性剤等の保護吸着作用を低下させることで、安定化、固まりやすくなりシール性が向上させる。

当該水溶性有機溶媒としては、メタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール、アセトン、アセトアルデヒド、ホルムアルデヒド等の水溶性の有機溶媒を用いることができる。

封入剤としての塩は、ラテックスの電荷を不安定化することで、固まりやすくし、シール性を向上させる。

当該塩としては、食塩（塩化ナトリウム）、塩化カリウム等の塩酸塩；重曹、炭酸ナトリウム等の炭酸塩；硫酸塩；硝酸塩；等の無機物の塩を挙げることができる。また、酢酸塩、ギ酸塩、ヘキシルアミン塩等の有機物の塩を用いることもできる。

上記封入剤をマイクロカプセルに内包する手法について以下に説明する。内包手段としては、一般的なマイクロカプセルの製造方法に見られるように、例えば、カプセル壁の成分となる共重合体や縮合系樹脂と内包される封入剤成分とを混合した後、ホモミキサー等の攪拌手段を用いて分散させ窒素置換したオートクレーブ内で重合させることにより得る手段が挙げられる。

パンクシーリング剤中には、さらに、凍結防止剤を含有させることが好ましい。凍結防止剤としては、特に限定されず、エチレングリコール、プロピレングリコール等を使用することができる。凍結防止剤の含有量は、５〜５０質量％であることが好ましい。５質量％未満では、低温での凍結防止性が十分に得られないことがあり、５０質量％を超えると、ゴムラテックス量に対して、グリコール量が多くなるため、パンク補修時に、凝集したゴムラテックスの粒がグリコール中に分散した状態として存在するため、十分なシール特性が得られないことがある。

本発明のパンクシーリング剤では、希薄化のために、水を含有させることができる。さらにパンクシーリング剤に、通常の分散剤、乳化剤、発泡安定剤、又はアンモニア、苛性ソーダ等のｐＨ調整剤を添加してもよい。また、樹脂系接着剤としては、テルペンフェノール樹脂等のテルペン樹脂やロジン酸エステル樹脂などを使用することができる。

また、短繊維を含有させてもよい。短繊維は、その材質に特に制限はないが、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ポリプロピレン、およびこれら２以上の複合体のいずれかからなることが好ましく、ポリエチレン、ナイロン、ポリプロピレン、およびこれら２以上の複合体のいずれかからなることがより好ましい。かかる短繊維を使用することで、より良好な分離安定性が得られる。

短繊維は、パンクによりタイヤに発生した穴（欠陥部）に入り込んで目詰まりを生じさせて、この穴を迅速、かつ確実に塞ぐ役割を果たす。かかる観点から、パンクシーリング剤中の短繊維の含有量は、０．１〜５質量％であることが好ましく、０．３〜４質量％とすることがより好ましい。

短繊維の長さ（Ｌ）は、０．０５≦Ｌ≦１０ｍｍであることが好ましく、０．０８≦Ｌ≦８ｍｍであることがより好ましい。直径（Ｄ）は、１≦Ｄ≦１００μｍであることが好ましく、３≦Ｄ≦８０μｍであることがより好ましい。

以上のようなパンクシーリング剤によるパンクの修理方法としては、公知の方法を適用することができる。すなわち、まず、パンクシーリング剤が充填された容器をタイヤのバルブ口に差し込み適量を注入する。その後、パンクシーリング剤がタイヤ内面に広がりパンク穴をシールできるようにタイヤを回転させればよい。

本発明のパンクシーリング剤は、種々の空気入りタイヤのパンク修理に適用することができる。例えば、自動車用タイヤ、二輪車用タイヤ、一輪車用タイヤ、車いす用タイヤ、農地作業や庭園作業に使用する車両用タイヤ等が挙げられる。

本発明を下記実施例により具体的に説明するが、本発明は当該実施例に限定されるものではない。

（実施例、比較例および参考例）
下記表１に示す材料を混合して、実施例、比較例および参考例に係るパンクシーリング剤を作製した。なお、マイクロカプセルは、液中乾燥法により作製した。なお、カプセルはポリスチレンを使用した。また、当該マイクロカプセルの粒径は５０μｍとした。

作製したパンクシーリング剤を用いて、パンクシール性の評価を下記のようにして行った。すなわち、１つのタイヤのタイヤトレッド溝部に、直径３ｍｍの釘を踏み抜いて穴をあけ、作製したパンクシーリング剤を注入し、車に装着した。その後、１．３ｋｇｆ／ｃｍ²（１２．７４×１０^−４Ｐａ）の空気圧を維持しながら、約５０ｋｍ／ｈで車を走行させ、１０ｋｍ以内で完全にパンクをシールした場合を「○」、１０ｋｍ以上走行してもシールできなかった場合を「×」として評価した。

なお、参考例のパンクシーリング剤としては、酢酸と実施例で使用したラテックス等成分とを使用直前に別々に注入して混合する２液型を用いた。

表１より、比較例ではシール性が認められなかったのに対し、実施例では参考例と同様に良好なシール性が認められた。当該結果から、実施例は参考例と同等の評価が得られたが、当該実施例は１液型であり、２液型の参考例と比較すると、作業性がよく、１液型キットとする場合にはシステムを簡便にできるというメリットがある。また、使用直前までラテックスと封入剤とは分離しているため、保存性は比較例に比べて良好であった。

Claims (4)

1. 少なくともラテックスを含有するパンクシーリング剤であって、さらに、酸、水溶性有機溶媒および塩からなる群より選択される少なくとも１種を封入するマイクロカプセルを含有し、前記マイクロカプセルのカプセル壁が、ニトリル系共重合体、ホルマリン縮合系樹脂又はポリスチレンからなることを特徴とするパンクシーリング剤。
2. 前記マイクロカプセルのカプセル壁は、５ｋｇ／ｃｍ^２以上の力がかかった場合に潰れることを特徴とする請求項１に記載のパンクシーリング剤。
3. 前記ラテックスが、ＮＲ、ＳＢＲ、ＮＢＲおよびＢＲからなる群より選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１又は２に記載のパンクシーリング剤。
4. さらに、凍結防止剤を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のパンクシーリング剤。