(57)【要約】【課題】大気中の二酸化炭素を吸収して、環境への負荷を低減することが可能な圧力容器を提供する。【解決手段】少なくとも一部がゴム製であって、二酸化炭素吸収剤を内蔵することを特徴とする圧力容器である。該圧力容器としては、タイヤ１と、リム２とを具え、該タイヤとリムとがなすタイヤ内腔３に二酸化炭素吸収剤４を内蔵するタイヤとリムとの組立体が好ましい。また、前記二酸化炭素吸収剤４としては、ソーダ石灰、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、モノエタノールアミン及びヒンダードアミンが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部がゴム製であって、二酸化炭素吸収剤を内蔵することを特徴とする圧力容器。
【請求項２】
タイヤと、リムとを具え、該タイヤとリムとがなすタイヤ内腔に前記二酸化炭素吸収剤を内蔵することを特徴とする請求項１に記載の圧力容器。
【請求項３】
前記二酸化炭素吸収剤が、ソーダ石灰、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、モノエタノールアミン及びヒンダードアミンからなる群から選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項１に記載の圧力容器。
【請求項４】
前記二酸化炭素吸収剤を、前記圧力容器の内容積１Ｌ当り０.０２ｍｏｌ／当量〜０.１５ｍｏｌ／当量内蔵することを特徴とする請求項１に記載の圧力容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力容器、特には、二酸化炭素を吸収して、環境への負荷を低減することが可能な圧力容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
１８世紀初頭の産業革命以降、石油、石炭、天然ガス等の化石燃料の消費量の増加と共に、大気中の二酸化炭素の濃度が上昇している。また、昨今の世界的な工業化の進展、人口の増加に伴い、化石燃料の消費量は、益々増加しており、その結果として、大気中の二酸化炭素の濃度が急激に上昇している。該二酸化炭素は、地球温暖化の主要な要因の一つとされているため、化石燃料の消費量を抑制することが求められている（下記非特許文献１参照）。
【０００３】
特に、石油等の化石燃料から製造したガソリンや軽油を燃料として使用して、二酸化炭素を含むガスを排出する自動車に対しては、二酸化炭素の排出量の削減が強く求められている。この要求に対して、従来、自動車の燃費向上が精力的に研究されており、その主たる構成部品であるタイヤにおいては、転がり抵抗の低減を目的として様々な研究がなされてきた。
【０００４】
【非特許文献１】電気事業連合会，「原子力図面集」，２００２−２００３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、従来の二酸化炭素削減技術は、専ら二酸化炭素の排出量の削減を目的としており、一定の効果を収めているが、依然として、大気中の二酸化炭素の濃度は上昇しており、新たな解決手段が求められている。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、大気中の二酸化炭素を減少させて、環境への負荷を低減することことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、窒素や酸素等の大気中の主成分はゴムを透過し難いものの、二酸化炭素（ＣＯ2）はゴムを透過し易く、少なくとも一部がゴム製の容器の内部に二酸化炭素吸収剤を配設することで、容器内の二酸化炭素及び容器外から容器内に浸入する二酸化炭素が容器内の二酸化炭素吸収剤に効率的に吸収されることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
即ち、本発明の圧力容器は、少なくとも一部がゴム製であって、二酸化炭素吸収剤を内蔵することを特徴とする。
【０００９】
本発明の圧力容器の好適例としては、タイヤと、リムとを具え、該タイヤとリムとがなすタイヤ内腔に前記二酸化炭素吸収剤を内蔵したタイヤとリムとの組立体が挙げられる。圧力容器がタイヤとリムとの組立体の場合、組立体の使用（転動）に際して、組立体内部の二酸化炭素吸収剤が撹拌されると共に、組立体の内部温度が上昇するため、二酸化炭素と二酸化炭素吸収剤との反応が促進され、二酸化炭素の吸収速度が向上する。
【００１０】
本発明の圧力容器の好適例においては、前記二酸化炭素吸収剤が、ソーダ石灰、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、モノエタノールアミン及びヒンダードアミンからなる群から選択される少なくとも一種である。これら二酸化炭素吸収剤は、二酸化炭素の吸収効率が良好である。
【００１１】
本発明の圧力容器は、前記二酸化炭素吸収剤を、前記圧力容器の内容積１Ｌ当り０.０２ｍｏｌ／当量〜０.１５ｍｏｌ／当量内蔵することが好ましい。この場合、二酸化炭素を十分に吸収できる上、経済性を犠牲にすることもない。ここで、「当量」は、「二酸化炭素吸収剤１分子と反応するＣＯ2分子数」と規定する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、二酸化炭素を吸収して、環境への負荷を低減することが可能な圧力容器、特には、タイヤと、リムとを具え、該タイヤとリムとがなすタイヤ内腔に二酸化炭素吸収剤を内蔵したタイヤとリムとの組立体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明の圧力容器は、少なくとも一部がゴム製であって、二酸化炭素吸収剤を内蔵することを特徴とする。上述のように、窒素や酸素等の大気中の主成分はゴムを透過し難いものの、二酸化炭素はゴムを透過し易い。そのため、容器の外部の二酸化炭素は、容器内外の二酸化炭素の分圧差に起因して、本発明の圧力容器の内部に容易に浸入することができる。また、本発明の圧力容器は、二酸化炭素吸収剤を内蔵するため、容器内の二酸化炭素に加え、容器の外部から浸入してくる二酸化炭素を継続的に吸収・固定することができる。
【００１４】
以下、本発明の圧力容器における二酸化炭素の吸収機構を詳細に説明する。まず、少なくとも一部がゴム製の圧力容器に、ゲージ圧でＰ気圧の大気を充填すると、圧力容器内の絶対圧は１＋Ｐ気圧となり、圧力容器内の二酸化炭素の濃度も、大気中の二酸化炭素の濃度の１＋Ｐ倍となる。この際、圧力容器内の二酸化炭素の分圧は、大気中の二酸化炭素の分圧と等しくなるために、大気のＰ倍分の二酸化炭素が圧力容器の外側に向かって主としてゴム部分を透過する。しかしながら、本発明の圧力容器は、二酸化炭素吸収剤を内蔵するため、大気の１＋Ｐ倍の濃度の二酸化炭素を吸収し、圧力容器内部の二酸化炭素濃度をゼロにしようとする。この際、圧力容器内部の二酸化炭素濃度が大気中の二酸化炭素濃度を下回った時点からは、圧力容器の外部から内部へと二酸化炭素が主としてゴム部分を透過して浸入し、二酸化炭素吸収剤に吸収・固定される。
【００１５】
本発明の圧力容器は、少なくとも一部がゴム製であり、全部がゴム製であってもよいし、ゴム製の部分と、金属、樹脂等の他の材質の部分とから構成されていてもよい。なお、二酸化炭素は主としてゴム製の部分を経て圧力容器の外部から内部に透過するため、本発明の圧力容器は、圧力容器の内面と外面との双方に面するゴム製部分を具えることが好ましい。ここで、ゴム製部分は、天然ゴムや合成ゴム等のゴム成分に、補強性充填剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤等の各種配合剤を配合して調製したゴム組成物を成形、加硫等して作製することができる。
【００１６】
本発明の圧力容器に用いる二酸化炭素吸収剤は、二酸化炭素を吸収できる限り特に限定されるものではない。該二酸化炭素吸収剤として、具体的には、ソーダ石灰、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、モノエタノールアミン及びヒンダードアミン等が好ましい。ここで、ヒンダードアミンとしては、例えば、２-アミノ-２-メチル-１-プロパノール、２-（エチルアミノ）-エタノール、２-（メチルアミノ）エタノール、２-（ジエチルアミノ）-エタノール等が挙げられる。これら二酸化炭素吸収剤は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００１７】
上記二酸化炭素吸収剤は、１ｇ当りの二酸化炭素吸収量が０.２ｇ以上であることが好ましい。二酸化炭素吸収剤の１ｇ当りの二酸化炭素吸収量が０.２ｇ以上であれば、効率的に二酸化炭素を吸収することができる。なお、二酸化炭素吸収剤の１ｇ当りの二酸化炭素吸収量の上限は特に限定されるものではない。
【００１８】
上記二酸化炭素吸収剤の使用量は、特に限定されるものではないが、上記圧力容器の内容積１Ｌ当り０.０２ｍｏｌ／当量〜０.１５ｍｏｌ／当量の範囲が好ましい。二酸化炭素吸収剤の使用量が圧力容器の内容積１Ｌ当り０.０２ｍｏｌ／当量未満では、二酸化炭素の吸収可能量の絶対値が小さいため、二酸化炭素の吸収効果が小さく、一方、０.１５ｍｏｌ／当量を超えると、外部から浸入してくる二酸化炭素の量に対して二酸化炭素吸収剤の量が多すぎ、二酸化炭素吸収剤が無駄になる。
【００１９】
本発明の圧力容器としては、タイヤと、リムとを具え、該タイヤとリムとがなすタイヤ内腔に前記二酸化炭素吸収剤を内蔵したタイヤとリムとの組立体が好ましい。なお、該組立体を構成するタイヤは、主としてゴム製であり、ゴム以外の材料として、スチールコード、有機繊維コード等を含む。タイヤとリムとの組立体は、車両に装着され、車両の走行中は転動するため、内蔵される二酸化炭素吸収剤が撹拌され、二酸化炭素の吸収効率が向上する。更に、走行中、タイヤとリムとの組立体は、発熱するため、タイヤ内腔の温度が上昇し、二酸化炭素吸収剤と二酸化炭素との反応速度が上昇して、二酸化炭素の吸収効率が更に向上する。
【００２０】
上記タイヤとリムとの組立体における二酸化炭素吸収剤の使用量は、特に限定されるものではないが、タイヤ内腔の容積１Ｌ当り０.０２ｍｏｌ／当量〜０.１５ｍｏｌ／当量の範囲が好ましい。二酸化炭素吸収剤の使用量がタイヤ内腔の容積１Ｌ当り０.０２ｍｏｌ／当量未満では、二酸化炭素の吸収可能量の絶対値が小さいため、二酸化炭素の吸収効果が小さく、一方、０.１５ｍｏｌ／当量を超えると、通常の走行条件下で外部から進入してくる二酸化炭素の透過速度とタイヤの寿命から推定される二酸化炭素総量よりも二酸化炭素の吸収可能量が大きくなって、二酸化炭素吸収剤が無駄になるため、経済性が悪くなる。また、二酸化炭素吸収剤の使用量が必要以上に多いと、タイヤとリムとの組立体としての重量が増加し、操縦性に悪影響を及ぼすこともある。
【００２１】
以下に、図を参照しながら、本発明の圧力容器として好適なタイヤとリムとの組立体を詳細に説明する。図１は、本発明のタイヤとリムとの組立体の一例の断面図である。図１に示す組立体は、タイヤ１と、該タイヤ１に組み付けられたリム２とを具え、タイヤ１とリム２とがなすタイヤ内腔３に二酸化炭素吸収剤４を内蔵している。ここで、二酸化炭素吸収剤４は、タイヤ内腔３のいずれかの位置に存在すればよく、特に固定されている必要はない。
【００２２】
また、図示例では、組立体の転動により、二酸化炭素吸収剤４に遠心力が働いているため、二酸化炭素吸収剤４は、タイヤ内腔３のタイヤ径方向外側（トレッド部の内側）の領域に位置しているが、車両の停止によって、組立体の転動も停止した場合、二酸化炭素吸収剤４は、タイヤ内腔３のタイヤ径方向内側（リムのタイヤ内腔に面する側）の領域に移動する。二酸化炭素吸収剤４が固定されていない場合、このような車両の運転及び停止に伴い、二酸化炭素吸収剤４が撹拌されることにより、二酸化炭素吸収剤４と二酸化炭素との反応が促進される利点がある。
【００２３】
図１に示す組立体のタイヤ１は、一対のビード部５及び一対のサイドウォール部６と、両サイドウォール部６に連なるトレッド部７とを有し、前記一対のビード部５間にトロイド状に延在してこれら各部５，６，７を補強するカーカス８と、該カーカス８のクラウン部のタイヤ半径方向外側に位置するベルト９とを具えるが、本発明においては、組立体を構成するタイヤとして、他の構造のタイヤを使用してもよい。
【００２４】
なお、図示例のカーカス８は、一層のカーカスプライからなり、また、上記ビード部５内に夫々埋設した一対のビードコア１０間にトロイド状に延在する本体部と、各ビードコア１０の周りでタイヤ幅方向の内側から外側に向けて半径方向外方に巻上げた折り返し部とからなるが、本発明において、組立体を構成するタイヤのカーカスのプライ数及び構造は、特に限定されない。また、図示例のベルト９は、二枚のベルト層からなるが、本発明において、組立体のタイヤのベルトを構成するベルト層の枚数は、特に限定されない。これらカーカス８及びベルト９はスチールコードや有機繊維コード等の補強コードをコーティングゴムで被覆してなるが、補強コードの存在は二酸化炭素の透過を殆ど阻害しないため、二酸化炭素はタイヤ１を容易に透過する。
【００２５】
一方、本発明の組立体のリム２は、タイヤ１に応じて規格により定められ、該規格としては、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ、ＥＴＲＴＯ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＭＡＮＵＡＬ、ＴＲＡ（ＴＨＥ ＴＩＲＥ ａｎｄ ＲＩＭ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ ＩＮＣ.）ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ等が挙げられ、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫで代表すれば、一般情報に記載された適用リムである。リム２の材質としては、スチール、アルミニウム等の金属が挙げられる。なお、リム２は通常金属製であるため、二酸化炭素を殆ど透過させない。
【００２６】
本発明のタイヤとリムとの組立体は、例えば、タイヤ１をリム２に組み付ける際に、タイヤ内腔３に二酸化炭素吸収剤４を充填することで製造できる。タイヤ内腔３に充填する二酸化炭素吸収剤４は、二酸化炭素吸収能を有していればよく、新鮮なものでも、一部使用されたものであってもよい。このようにして、リム組みした後、組立体内に高圧の空気を充填することで、二酸化炭素吸収剤４が組立体内部の二酸化炭素を吸収し、また、外部から浸入してくる二酸化炭素を継続して吸収し、環境への負荷を低減することができる。
【実施例】
【００２７】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【００２８】
サイズ２２５／８０Ｒ１５の空気入りタイヤにサイズ７.０Ｊ−１５のリムを組み込み、図１に示す構造のタイヤとリムとの組立体Ａ〜Ｄを作製した。なお、使用したタイヤは主としてゴム製であり、また、組立体の内容積は５５.３Ｌであった。組立体Ａ〜Ｄの詳細を以下に示す。
【００２９】
（比較例１：タイヤとリムとの組立体Ａ）
窒素置換を実施した後、窒素を２００ｋＰａ充填し、温度２５℃、大気中のＣＯ2濃度６００体積ｐｐｍの雰囲気にて６ヶ月放置した。その後、組立体内部の気体を気体捕集袋に捕集し、大気圧下にてＣＯ2検知管によってＣＯ2濃度を測定したところ、組立体内部のＣＯ2濃度は２００体積ｐｐｍであった。この結果から、６ヶ月後の組立体内部における大気圧解放前の気体には、約６００体積ｐｐｍ相当の二酸化炭素（０.０６５ｇ相当）が存在していたことが分かる。
【００３０】
（実施例１：タイヤとリムとの組立体Ｂ）
窒素置換を実施したタイヤとリムとの組立体内に、ＣＯ2吸収剤としてソーダ石灰粒［和光純薬(株)製, １号等級, 白色粒子状］３００.０ｇを配置した。その後、窒素を２００ｋＰａ充填し、温度４０℃、大気中のＣＯ2濃度６００体積ｐｐｍの雰囲気にて６ヶ月放置した。その後、組立体内部の気体を気体捕集袋に捕集し、大気圧下にてＣＯ2検知管によってＣＯ2濃度を測定したところ、組立体内部のＣＯ2濃度は５０体積ｐｐｍ以下であった。また、回収したソーダ石灰粒の質量を測定した結果、約０.７ｇ増加しており、炭酸カルシウムの含有率は０.６１質量％であった。
【００３１】
（実施例２：タイヤとリムとの組立体Ｃ）
窒素置換を実施したタイヤとリムとの組立体内に、ＣＯ2吸収剤としてソーダ石灰粒［和光純薬(株)製, １号等級, 白色粒子状］３００.０ｇを配置した。その後、窒素を２００ｋＰａ充填し、温度４０℃、大気中のＣＯ2濃度６００体積ｐｐｍの雰囲気にて、ドラム試験機上、時速６０ｋｍ／ｈ、走行距離５００００ｋｍ、約３５日の走行履歴を与えた。組立体内部の温度は７０℃まで上昇し安定化した。走行後、組立体内部の気体を気体捕集袋に捕集し、大気圧下にてＣＯ2検知管によってＣＯ2濃度を測定したところ、組立体内部のＣＯ2濃度は５０体積ｐｐｍ以下であった。また、回収したソーダ石灰粒の質量を測定した結果、約３.５ｇ増加しており、炭酸カルシウムの含有率は３.２７質量％であった。
【００３２】
（タイヤとリムとの組立体Ａ〜Ｃの比較）
組立体Ａと組立体Ｂの比較から、組立体Ａでは６ヶ月間に大気中のＣＯ2濃度と均衡すべくＣＯ2が浸透したのに対し、組立体Ｂでは組立体Ａと同様に浸透したＣＯ2をソーダ石灰粒が吸収することで、組立体内部のＣＯ2濃度がなかなか上昇せず低く維持されるため、ＣＯ2の浸透が継続した結果、約１０倍のＣＯ2を吸収し固定化できた。更に、組立体Ｃは、走行することで、組立体内部の温度上昇の効果により、ＣＯ2の吸収量が大幅に増加した。
【００３３】
（参考例：タイヤとリムとの組立体Ｄ）
まず、窒素置換を実施後、窒素を２５０ｋＰａ充填し、温度４０℃の大気中に２週間放置したところ、組立体の内圧は２４６ｋＰａであった。次に、酸素置換を実施後、酸素を２５０ｋＰａ充填し、温度４０℃の大気中に２週間放置したところ、組立体の内圧は２４５ｋＰａであった。最後に、二酸化炭素置換を実施後、二酸化炭素を２５０ｋＰａ充填し、温度４０℃の大気中に２週間放置したところ、組立体の内圧は１２８ｋＰａであった。これらの結果から、二酸化炭素は、ゴム製のタイヤに対し、極めて容易に透過する気体であることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の圧力容器として好適なタイヤとリムとの組立体の一例の断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  タイヤ
２  リム
３  タイヤ内腔
４  二酸化炭素吸収剤
５  ビード部
６  サイドウォール部
７  トレッド部
８  カーカス
９  ベルト
１０  ビードコア
【図１】
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