(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２５重量％〜７５重量％の、１０５０秒を超える機械的安定性を有する天然ゴムラテックスと、
２５重量％〜７５重量％の不凍水溶液と、
を含むパンクシーリング組成物であって、
前記不凍水溶液が、該溶液の重量基準で１０重量％〜５０重量％の水と、２０重量％〜６０重量％のグリセリンと、２０重量％〜６０重量％のプロピレングリコールとを含み、
前記不凍水溶液はエチレングリコールを含まない、パンクシーリング組成物。
【請求項２】
前記天然ゴムラテックスが凝固剤を実質的に含まない、請求項１に記載のパンクシーリング組成物。
【請求項３】
前記天然ゴムラテックスが高度に濾過されている、請求項２に記載のパンクシーリング剤。
【請求項４】
前記天然ゴムラテックスの平均粒子径が４００ミクロン以下である、請求項１に記載のパンクシーリング組成物。
【請求項５】
前記天然ゴムラテックスが天然ゴムとアンモニアとを含む、請求項１に記載のパンクシーリング組成物。
【請求項６】
４０重量％〜６０重量％の前記天然ゴムラテックスと、４０重量％〜６０重量％の前記不凍水溶液とを含む、請求項１に記載のパンクシーリング組成物。
【請求項７】
前記不凍水溶液が、該溶液の重量基準で１５重量％〜３５重量％の水と、３０重量％〜４５重量％のグリセリンと、３０重量％〜４５重量％のプロピレングリコールとを含む、請求項１に記載のパンクシーリング組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本特許出願は、２０１５年４月１日付けで出願された米国仮特許出願第６２／１４１，３７７号、及び２０１６年２月２９日付けで出願された米国特許出願第１５／０５７，０１５号に対する優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、タイヤのパンクを修理するための環境に優しいシーリング組成物に関する。
【背景技術】
【０００３】
様々な既知のタイヤシーラントには、不凍剤としてエチレングリコールが含まれている。不凍剤は、−３０℃以下に達することもある冬の低温でもシーラントを有効にするために必要なものである。しかしながら、エチレングリコールは環境に対して毒性である。
【０００４】
様々な改良型タイヤシーラントでは、エチレングリコールよりも環境的に安全な他の有機不凍剤が使用される。特許文献１及び特許文献２（ともにCegelski et al．による）には、少なくともゴムラテックスと不凍剤とを含むパンクシーリング組成物が開示されている。この不凍剤は、グリセリン、酢酸カリウム、又は好適に水と混合したグリセリン及び酢酸カリウムの溶液であり得る。Sulemanjiに対して発行された特許文献３には、少なくともゴムラテックスと不凍水溶液とを含むパンクシーリング組成物が開示されている。不凍水溶液は、トリメチルグリセリン、ジメチルスルホキシド、及びそれらの組合せからなる群から選択される不凍剤を含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，３８８，０４１号
【特許文献２】米国特許第７，８６８，０６１号
【特許文献３】米国特許第８，７７２，３７０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
既知の改良型タイヤシーラントは、様々な利点を有するが、通常特に極めて低い温度では、エチレングリコール系のタイヤシーラントの粘度に及ばない。粘度プロファイルがエチレングリコールを含有するタイヤシーラントに匹敵する環境に優しいタイヤシーラント組成物が必要とされ、すなわち求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、改良されたタイヤ修理用のパンクシーリング剤に関する。パンクシーリング剤は、約２５重量％〜７５重量％の天然ゴムラテックスと、約２５重量％〜７５重量％の不凍水溶液とを含む。天然ゴムラテックスは、凝固剤を実質的に含まない高度に濾過された天然ゴムラテックスであることが好適である。不凍水溶液は、該溶液の重量基準で約１０重量％〜５０重量％の水と、約２０重量％〜６０重量％のグリセリンと、約２０重量％〜６０重量％のプロピレングリコールとを含む。
【０００８】
不凍水溶液は、既知のエチレングリコール系不凍液の粘度に匹敵する粘度プロファイルを有するように設計される。エチレングリコールを排除することにより、不凍水溶液は、エチレングリコール系不凍液よりも環境に優しいものになる。不凍水溶液の望ましい粘度プロファイルに起因して、パンクシーリング剤は−３０℃以下の温度でも有効である。
【０００９】
高度に濾過された天然ゴムラテックスは、メッシュフィルターに通して濾過することで、凝固剤を除去するとともに、好適には約４００ミクロン以下の平均粒子径をもたらすことができる。これにより、コア及びシールを取り外すことなく、タイヤのバルブステムを通して環境に優しいパンクシーリング剤を注入することが可能になる。さらにこれらの成分を組み合わせることで、シーラントの粘度が比較的低くてもタイヤのパンクが非常に効果的に封止される。
【００１０】
上記を考慮すると、本発明の特徴及び有利点は、注入し易く、広範な使用温度に亘って有効である、タイヤ修理用の環境に優しい高性能シーラントを提供することである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の環境に優しいパンクシーリング組成物は、約２５重量％〜７５重量％、好適には約３０重量％〜７０重量％、又は約３５重量％〜６５重量％、又は約４０重量％〜６０重量％、又は約４５重量％〜５５重量％の天然ゴムラテックスを含む。天然ゴムラテックスは、凝固剤を実質的に含まないものとし、平均粒子径が約４００ミクロン以下であることが好適である。これは、天然ゴムラテックスをメッシュスクリーンに通して濾過することで、高度に濾過された天然ゴムラテックスを調製することにより実現することができる。メッシュスクリーンの孔径は約３００〜５００ミクロン、好適には約４００ミクロンとすることができる。天然ゴムラテックスをポンプでメッシュスクリーンに通すことで、天然ゴムラテックスがコア及びシールを取り外すことなくタイヤのバルブステムに流すことが可能である微細な自由流動状態となる。高度に濾過された天然ゴムラテックスを生分解性とすることもできる。
【００１２】
天然ゴムラテックスは、一実施形態では、約５５重量％〜６５重量％の天然ゴムと、最大約０．２５重量％のアンモニアとを含み、実質的に残りは水である。上記のように高度に濾過された１つの好適な天然ゴムラテックスは、ＣＥＮＴＥＸ  ＨＦという商品名でCentrotrade Rubber, Inc.から販売されている。ＣＥＮＴＥＸ  ＨＦは、総固形分が約６１重量％〜６３重量％であり、乾燥天然ゴム分が約５９重量％〜６１重量％であり、アンモニア分が約０．６０重量％〜０．８０重量％であり、実質的に残りは水であり、また生分解性である。
【００１３】
本発明の環境に優しいパンクシーリング組成物は、約２５重量％〜７５重量％、好適には約３０重量％〜７０重量％、又は約３５重量％〜６５重量％、又は約４０重量％〜６０重量％、又は約４５重量％〜５５重量％の不凍水溶液を含む。不凍水溶液は、約１０重量％〜５０重量％の水、好適には約１５重量％〜３５重量％の水と、約２０重量％〜６０重量％のグリセリン、好適には約３０重量％〜４５重量％のグリセリンと、約２０重量％〜６０重量％のプロピレングリコール、好適には約３０重量％〜４５重量％のプロピレングリコールとを含む。不凍水溶液はエチレングリコールを含まず、またパンクシーリング組成物はエチレングリコールを含まない。
【００１４】
環境に優しいパンクシーリング組成物は、任意に無機粉末、好適には平均粒径が約１５０ナノメートル以下又は約１００ナノメートル以下の超微細な無機粉末を含んでいてもよい。無機粉末は、パンクシーリング組成物の最大約５重量％、好適には約０．５重量％〜２．５重量％で存在し得る。好適な無機粉末としては、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、二酸化ケイ素、二酸化チタン、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化アルミニウム等が挙げられるが、これらに限定されない。存在する場合、超微細な無機粉末を高度に濾過された天然ゴムラテックスと組み合わせることで、パンクしたタイヤの強固な長期の封止の形成及び修理が容易となる。また、超微細な無機粉末及び高度に濾過された天然ゴムラテックスの両方の粒子径が制御されていることから、この場合であっても、パンクシーリング組成物をタイヤのバルブステムに流すことを、コア及びシールを取り外すことなく実現することができる。
【実施例】
【００１５】
環境に優しいパンクシーラント組成物を、下記の成分を下記の百分率にて混合することにより調製した。
【００１６】
【表１】
0006802182.tif 000002
【００１７】
５バッチの高度に濾過された天然ゴムラテックスであるＣＥＮＴＥＸ（商標）  ＨＦは、供給業者により機械的安定性について試験された。高度に濾過された天然ゴムラテックスの各バッチにて、少量（約１％）の天然ゴムラテックスの凝固により示されるラテックスの不安定化が認められるまで、撹拌を１４０００ｒｐｍで行った。撹拌の開始から凝固の開始までの時間を秒単位で測定した。
【００１８】
５バッチのそれぞれを上記の配合に従ってタイヤシーラントにした。タイヤシーラントをタイヤに注入するために、それぞれのタイヤシーラントを、Illinois Tool Works Inc.から供給されているＯＥＭコンプレッサーキットとともに使用されるＯＥＭボトルに入れた。タイヤシーラントの入ったボトルを７０℃のオーブンにて２４時間調整した。タイヤのバルブも７０℃に調整した。それぞれ、コア及びシールを取り外すことなくバルブステムを通してタイヤシーラントを注入した。
【００１９】
それぞれのタイヤシーラントについて注入圧を測定した。最大圧は、注入プロセスを始動するのに必要となる初期圧とした。降下圧は、始動後に注入プロセスを維持するのに必要な圧力とした。下記表１に示されるように、高度に濾過された天然ゴムラテックスの１０５０秒を超えるより高い機械的安定性が、概して注入圧の低下により示されるようにより容易な注入をもたらした。
【００２０】
【表２】
0006802182.tif 000003
【００２１】
エチレングリコールを含む従来のパンクシーリング組成物で使用されるものと同じ器具及び技法を用いて、タイヤのバルブステムを通して本パンクシーリング組成物を注入することができる。パンクシーリング組成物は、バルブステムのコア及びシールを取り外すことなく注入することができる。
【００２２】
本明細書に記載の本発明の実施形態が現時点では好ましいが、本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく、様々な変更及び改良を加えることができる。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲により規定されるが、等価物の意味及び範囲内にある全ての変更も本発明の範囲に包含されることが意図される。以下、本発明の実施形態の例を列記する。
［１］
約２５重量％〜約７５重量％の、約１０５０秒を超える機械的安定性を有する天然ゴムラテックスと、
約２５重量％〜約７５重量％の不凍水溶液と、
を含むパンクシーリング組成物であって、
前記不凍水溶液が、該溶液の重量基準で約１０重量％〜５０重量％の水と、約２０重量％〜６０重量％のグリセリンと、約２０重量％〜６０重量％のプロピレングリコールとを含む、パンクシーリング組成物。
［２］
前記天然ゴムラテックスが凝固剤を実質的に含まない、項目１に記載のパンクシーリング組成物。
［３］
前記天然ゴムラテックスが高度に濾過されている、項目２に記載のパンクシーリング剤。
［４］
前記天然ゴムラテックスの平均粒子径が約４００ミクロン以下である、項目１に記載のパンクシーリング組成物。
［５］
前記天然ゴムラテックスが天然ゴムとアンモニアとを含む、項目１に記載のパンクシーリング組成物。
［６］
約４０重量％〜約６０重量％の前記天然ゴムラテックスと、約４０重量％〜約６０重量％の前記不凍水溶液とを含む、項目１に記載のパンクシーリング組成物。
［７］
前記不凍水溶液が、該溶液の重量基準で約１５重量％〜３５重量％の水と、約３０重量％〜４５重量％のグリセリンと、約３０重量％〜４５重量％のプロピレングリコールとを含む、項目１に記載のパンクシーリング組成物。
［８］
約３５重量％〜約６５重量％の天然ゴムラテックスと、
約３５重量％〜約６５重量％の不凍水溶液と、
を含むパンクシーリング組成物であって、
前記不凍水溶液が、該溶液の重量基準で約１５重量％〜３５重量％の水と、約３０重量％〜４５重量％のグリセリンと、約３０重量％〜４５重量％のプロピレングリコールとを含む、パンクシーリング組成物。
［９］
前記天然ゴムラテックスが凝固剤を実質的に含まない、項目８に記載のパンクシーリング組成物。
［１０］
前記天然ゴムラテックスが高度に濾過されている、項目８に記載のパンクシーリング組成物。
［１１］
前記天然ゴムラテックスの平均粒子径が約４００ミクロン以下である、項目８に記載のパンクシーリング組成物。
［１２］
前記天然ゴムラテックスが、約５５重量％〜６５重量％の天然ゴムと、最大約０．２５重量％のアンモニアとを含み、実質的に残りは水である、項目８に記載のパンクシーリング組成物。
［１３］
約４５重量％〜約５５重量％の前記天然ゴムラテックスと、約４５重量％〜約５５重量％の前記不凍水溶液とを含む、項目８に記載のパンクシーリング組成物。
［１４］
前記天然ゴムラテックスの平均粒子径が約４００ミクロン以下である、項目１３に記載のパンクシーリング組成物。
［１５］
約３５重量％〜約６５重量％の、凝固剤を実質的に含まない高度に濾過された天然ゴムラテックスと、
約３５重量％〜約６５重量％の不凍水溶液と、
を含むパンクシーリング組成物であって、
前記天然ゴムラテックスが、該ラテックスの重量基準で約５５重量％〜６５重量％の天然ゴムと、約０．２５重量％未満のアンモニアとを含み、実質的に残りは水であり、
前記不凍水溶液が、該溶液の重量基準で約１５重量％〜３５重量％の水と、約３０重量％〜４５重量％のグリセリンと、約３０重量％〜４５重量％のプロピレングリコールとを含む、パンクシーリング組成物。
［１６］
約４５重量％〜約５５重量％の前記天然ゴムラテックスと、約４５重量％〜約５５重量％の前記不凍水溶液とを含む、項目１５に記載のパンクシーリング組成物。
［１７］
無機粉末を更に含む、項目１５に記載のパンクシーリング組成物。
［１８］
前記無機粉末の平均粒径が約１５０ナノメートル以下である、項目１７に記載のパンクシーリング組成物。
［１９］
前記無機粉末が、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、二酸化ケイ素、二酸化チタン、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化アルミニウム、及びそれらの組合せからなる群から選択される、項目１７に記載のパンクシーリング組成物。
［２０］
約０．５重量％〜２．５重量％の前記無機粉末を含む、項目１７に記載のパンクシーリング組成物。