JP4557701B2 - シーリング剤の処理方法、及び、シーリング剤処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、使用済みシーリング剤からシーリング剤を回収して処理するシーリング剤処理方法、及び、シーリング剤処理装置に関し、更に詳細には、パンクした空気入りタイヤ内に注入された液状の使用済みシーリング剤を処理するのに最適なシーリング剤処理方法、及び、シーリング剤処理装置に関する。

空気入りタイヤのパンク時対策としてスペアタイヤが乗用車等に搭載されており、パンクした際に運転手がスペアタイヤに付け替えている。

ところで、女性ドライバーの増加に伴い、スペアタイヤに付け替える作業を不要にする対策が従来から望まれていた。また、乗用車等ではスペアタイヤの設置スペースの縮小化、不要化が望まれていた。これらの要望に応じ、近年、ゴムラテックスと空気充填用のコンプレッサとを組み合わせたパンク補修用キットが市販されている。

このキットには、四輪車、二輪車等に装着された空気入りタイヤがパンクした際、この空気入りタイヤ内に注入されるシーリング剤（補修液）が付随している。シーリング剤は、天然ゴムまたは合成ゴム、あるいは両者の混合物とのラテックス、水、エチレングリコールやポリプロピレングリコールなどの不凍液、が配合されたものである。

ところで、空気入りタイヤ内に注入されたこのシーリング剤は、タイヤ交換前に容器に回収することで、シーリング剤の飛散を防ぐことができる。この回収では、タイヤのバルブ取付孔にホース等を接続し、このホース等を経てシーリング剤を容器に回収し、液体のまま工業用廃液として処理している。このため、所定の量に達するまで貯留しておく必要があり、しかも、タイヤ内から回収する作業に時間がかかるという問題があった。

この対策として、有機弱酸水溶液を空気入りタイヤに投入し、使用済みシーリング剤に含まれるゴムラテックスを凝集させてタイヤ内面に付着させると共に分離された水分を中和無害化することが提案されている（例えば特許文献１参照）。

しかし、特許文献１では、各空気入りタイヤ毎に有機弱酸水溶液を投入する必要があり、作業性があまり良くないという難点がある。また、空気入りタイヤ内の使用済みシーリング剤の量が不明であるので、使用済みシーリング剤に含まれるゴムラテックスを全て凝集させると共に分離された水分を全て中和無害化するためには、有機弱酸水溶液の投入量を多めに入れる必要があり、このためコストが嵩むという難点もある。
特開２００２−２２６６３６号公報

本発明は、上記事実を考慮して、低コストで効率良くシーリング剤を回収できるシーリング剤処理方法、及び、使い勝手のよいシーリング剤処理装置を提供することを課題とする。

本発明者は、シーリング剤の主な成分として、ＮＲ、ＮＢＲ、ＳＢＲなどのゴムラテックスが用いられていることに着目した。そして、鋭意検討を重ね、これらのゴムラテックスのうちの少なくとも一部を固化して処理することにより、空気入りタイヤから取り出した使用済みのシーリング剤を効率良く処理できることを考え付いた。そして、ラテックスを固化させるには、酸やアルカリを入れてｐＨを変化させたり、アルコールや電解質を入れてラテックス表面の界面活性剤としての効果を低減させたりすることが有効であることに着目し、更に検討を重ね、本発明を完成するに至った。

請求項１に記載の発明は、天然ゴムおよび合成ゴムを含むラテックスと不凍液とを含有する使用済みシーリング剤に、塩、酸、及び、有機溶剤のうち少なくとも１種を添加することにより固体成分を生成せしめ、前記固体成分と液体成分とを分離する分離工程を含むことを特徴とする。

塩（酸と塩基との反応化合物）としては、食塩（塩化ナトリウム）、重曹（炭酸水素ナトリウム）、塩化カリウムなどの電解質、有機溶剤としては、メタノール、エタノールなどのアルコール、アセトンなどの水溶性有機溶剤が好ましい。これらの中でもその入手容易性などの観点から食塩などの塩類が更に好ましい。

これらの溶液をシーリング剤（補修液）に投入する量は、シーリング剤の配合によって異なるが、例えばラテックス成分が約３０％であるシーリング剤では、シーリング剤５００ｇに対し、飽和食塩水の添加量が５０〜３００ｇの範囲内であり、好ましくは８０〜２００ｇの範囲内である。なお、添加によって溶液成分の白濁が消える最低量であることが好ましい。

固体成分と液体成分とに分離した後、固体成分については、プラスチック材料に添加して補強材の構成材料にする等の再利用を図るか、又は、不燃物として廃棄処分する。液体成分については、工業用廃液として回収し、処理する。

この工業用廃液は、従来に比べ、ラテックス成分が含まれていない。従って、廃液処理が容易である。また、廃液量を従来に比べて大幅に低減させることができる。また、シーリング剤は一般にアルカリ性であるので、酸の量を調整して使用済みシーリング剤を中和することにより、分離された液体成分を無害化することが可能である。

請求項２に記載の発明は、前記使用済みのシーリング剤は、パンクした空気入りタイヤから取り出されていることを特徴とする。

これにより、各空気入りタイヤ内の少量のシーリング剤を効率良く回収して処理することができる。

請求項３に記載の発明は、前記塩として食塩を添加することを特徴とする。

これにより、ラテックス粒子表面を取り巻く安定化剤（界面活性剤）の効果が弱くなり、粒子は凝集を始める。また、塩として食塩を添加する効果として、特殊な薬品を使う必要がないので、作業時の安定性が向上するとともに、現場でも調達することができる。

なお、食塩を固体の状態で添加すると、ラテックスのゲル化が急激に進んでしまい、不均一化してしまうので、食塩水として加えることが好ましい。食塩水の濃度としては、５％以上であることが好ましく、１０％以上であることがより好ましく、飽和食塩水であることが更に好ましい。

請求項４に記載の発明は、前記酸として酢酸を添加することを特徴とする。

酢酸は食酢として広く知られており、酢酸を添加することにより、溶液は中和されてやや酸性となる。これにより、ラテックスを安定化している界面活性剤の効果が弱くなり、ラテックス粒子は凝集を開始し、ゲル化する。

酢酸の濃度としては、５０〜９５％の範囲内であることが好ましい。

請求項５に記載の発明は、前記分離工程の後工程として、前記液体成分から不凍液を分離回収する不凍液再生工程を含むことを特徴とする。

液体成分中に種々の成分が含有されている。この中でも、エチレングリコールやプロピレングリコールといった不凍液は、再利用可能な成分である。従って、このような不凍液を分離回収することで、資源の有効利用を図ることができる。

請求項６に記載の発明は、前記固体成分を再利用する固体成分再利用工程を含むことを特徴とする

固体成分は、主としてラテックスが含有されている。そこで、この固体成分を有効利用できれば、上記不凍液の場合と同様に資源の有効利用を図ることができる。

請求項７に記載の発明は、使用済みシーリング剤を収容すると共に、開閉自在な液排出口を有する外ケースと、前記外ケースの内側に設けられ、液体成分が通過する多数の開口が形成された内ケースと、前記内ケース内に所定の溶液を添加する添加手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項７に記載の発明では、使用済みシーリング剤は外ケースに収容される。また、内ケースには多数の開口が形成されているので、使用済みシーリング剤は内ケース内にも位置している。

ここで、添加手段により内ケース内に所定の溶液を添加する。所定の溶液とは、使用済みシーリング剤のラテックス成分を固化させるための溶液である。

この溶液を添加すると、シーリング剤に含まれるラテックス成分が内ケース内で固化する。

更に、外ケースに設けられた液排出口を開にすることにより、ケース内の液体成分をケース外に排出することができる。従って、液体成分と固体成分とを分離させることができる。

請求項８に記載の発明は、前記シーリング剤回収装置が、さらに、前記使用済みシーリング剤を前記内ケースへ投入する投入口を備えたことを特徴とする。

これにより、効率的に固化させ易い。

請求項９に記載の発明は、前記内ケースがメッシュ状であることを特徴とする。

これにより、多数の開口を容易に形成することができる。

請求項１０に記載の発明は、前記内ケースを回転させることにより遠心力によって前記開口から液体成分を流出させる回転手段が設けられたことを特徴とする。

これにより、液体成分と、内ケース内に形成された固体成分と、を短時間で容易に分離させることができる。

本発明は上記構成としたので、低コストで効率良くシーリング剤を処理でき、また、使い勝手のよいシーリング剤処理装置を実現できる。

以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態（特に分離工程）について説明する。図１に示すように、本発明の一実施形態に係るシーリング剤回収装置１０は、空気入りタイヤから取り出した使用済みの補修液（シーリング剤）を収容する外ケース１２と、外ケース１２の内側に設けられた網目状のメッシュケース１４と、補修液をメッシュケース１４内へ投入する投入口１６と、メッシュケース（内ケース）１４内の補修液を攪拌する攪拌羽１８と、攪拌羽１８を回転させる攪拌用モータ２０と、液体成分をメッシュケース１４内から除去するためにメッシュケース１４を回転させる脱水用モータ２２と、外ケース１２に接続された排水ライン２４と、を備えている。

攪拌用モータ２０及び脱水用モータ２２は、何れも回転数が可変にされている。排水ライン２４には開閉自在な排水栓２６が設けられている。

攪拌用モータ２０の回転数は、均一に攪拌する観点上３００〜１５００ｒｐｍの範囲内であることが好ましい。３００ｒｐｍよりも低いと充分な攪拌効果を得難く、１５００ｒｐｍよりも高いと液が跳ね、均一に攪拌し難い。なお、この回転数は４００〜１０００ｒｐｍの範囲内であることがより好ましい。

脱水用モータ２２は、メッシュケース１４内に生成された固形物を液体から分離させるために設けられており、回転数は３００〜３０００ｒｐｍの範囲内であることが好ましい。３００ｒｐｍよりも低いと充分な脱水効果を得難く、３０００ｒｐｍよりも高いと固形分が偏在したときに均一な回転を得難い。

外ケース１２の容量は特に限定しないが、コンパクト性の観点上、約１Ｌ程度の補修液を処理するのに適した１．５〜２Ｌ程度の容量であることが好ましい。

本実施形態では、空気入りタイヤ内から取り出した使用済みの補修液を投入口（添加手段）１６からメッシュケース１４内へ投入する。更に、攪拌用モータ２０を駆動させて攪拌羽１８を回転させると共に、補修液のラテックス成分を固化させる溶液を投入口１６から必要量だけ投入する。この結果、メッシュケース１４内で、ラテックス成分が固体成分となる。

なお、ここで、「シーリング剤」としては、現在、各種のものが市販されているが、代表的なものとして以下のものを挙げることができる。すなわち、ＮＲ（天然ゴム）または、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＮＢＲ（アクリルニトリル−ブタジエンゴム）等のような合成ゴム、あるいは両者の混合物を含むゴムラテックスが含有されており、水性分散剤又は水性乳剤の状態で加えられる樹脂系接着剤が添加された水性溶液を主体とするものが挙げられる。そして、このような水性溶液中に、グリコール、エチレン−グリコール、プロピレングリコール等の不凍液（凍結防止剤）が含有されている。その他、ｐＨ調整剤、乳化剤、安定剤等が一般的に添加される得ると共に、必要に応じてパンク穴に対するシール性を高めるために、ポリエステル、ポリプロピレン、ガラス等からなる繊維材料又はウィスカー、炭酸カルシウム、カーボンブラック等からなる充填剤（フィラー）、ケイ酸塩やポリスチレンの粒子が添加されている。

本発明では、使用するシーリング剤は、中性または弱アルカリ性（ｐＨ：８〜１１）のシーリング剤を使用することが好ましい。かかるシーリング剤を使用することで、本発明に係る分離工程以外の煩雑な工程を不要とすることができる。

すなわち、このような中性又は略中性のシーリング剤に、特許文献１に記載の酸水溶液を主体とする処理剤を注入しても、シーリング剤を固体成分（ゴムラテックス）と液体成分とに分離することが可能であるが、凝集したゴムラテックスについては酸性溶液を含んだものになり、残りの液体成分は酸性溶液になる。このため、これらを無害化するためには、ゴムラテックス及び液体成分をそれぞれ異なる工程で中和処理しなければならず、シーリング剤を処理するためのコスト及び手間が却って増加してしまう。これに対し、本発明によれば、そのような煩雑な処理を省くことができる。

更に、脱水用モータ２２を駆動してメッシュケース１４を回転させる。この結果、液体成分はメッシュケース１４の外側へ移動させられ、メッシュケース１４内にはメッシュケース１４を通過できない固体成分のみとなる。このようにして、固体成分と液体成分とを分離することができる（分離工程）。

固体成分については、固体成分を再利用する固体成分再利用工程を経て、補強材の構成材料にする等の再利用を図ることができ、再利用できない場合には不燃物として廃棄処分する。再利用の方法としては、上記のようにサーマルリサイクルとして利用してもよい。その他に、ゴム材料の増粘剤をして使用したり、廃タイヤリサイクルゴムと混合して再利用するといった固体ゴムとしてのサーマルマテリアルリサイクルとして利用することもできる。

液体成分については、工業用廃液として回収し、処理する。この工業用廃液は、従来に比べ、ラテックス成分が含まれていない。従って、廃液処理が容易である。また、廃液量を従来に比べて大幅に低減させることができる。

液体成分中の不凍液を有効活用するため、既述の分離工程の後工程として、液体成分から不凍液を分離回収する不凍液再生工程を設けることが好ましい。当該工程における不凍液の分離回収手段としては、膜分離技術を適用することができる。具体的には、精密ろ過膜や逆浸透膜を用いて行うことが好ましい。当該不凍液再生工程を経て得られた不凍液は、必要に応じ種々の公知の添加剤などを加えて、再びパンクシーリング剤の原料として利用することができる。

＜実施例＞
本実施例では、外ケース１２の容量を１．５Ｌ、メッシュケース１４の容量を１．４５Ｌでメッシュ数を１００メッシュ、とした。また、攪拌用モータ２０としては６０Ｗで２００〜１０００ｒｐｍの回転数可変のモータを用い、脱水用モータ２２としては１５０Ｗで５００〜３０００ｒｐｍの回転数可変のモータを用いた。

本実施例では、まず、空気入りタイヤ３０から使用済みの補修液をホース３２で吸引して取り出し（図２参照）、メッシュケース１４内に１Ｌ投入して攪拌用モータ２０を３０００ｒｐｍで回転させて攪拌状態にした。この状態で飽和食塩水１００ｍＬ（温度：２５℃）を徐々にメッシュケース１４内へ投入し、投入完了後５〜１５分間攪拌を続けた。

そして、メッシュケース１４内に収容されている液が白濁していないことを確認し、攪拌を停止した。

更に、排水栓２６を開にし、脱水用モータ２２を回転させることによりメッシュケース１４を回転を開始させた。そして、回転数を８００ｒｐｍから１２００ｒｐｍにまで徐々に上げることにより、短時間で、液体成分と固形成分とに充分に分離させることができた。

その後、液体成分については工業用廃液として処理し、固形成分についてはプラスチックの補強材として再利用できた。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、上記実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。

本発明の一実施形態に係るシーリング剤回収装置の構成を示す側面断面図である。 実施例で、空気入りタイヤ内の使用済みシーリング剤をホースで吸引して取り出すことを示す側面図である。

符号の説明

１０ シーリング剤回収装置
１２ 外ケース
１４ メッシュケース（内ケース）
１６ 投入口（添加手段）
２２ 脱水用モータ（回転手段）
２４ 排水ライン（液排出口）
３０ 空気入りタイヤ

Claims (10)

1. 天然ゴムおよび／または合成ゴムを含むラテックスと不凍液とを含有する使用済みシーリング剤に、塩、酸、及び、有機溶剤のうち少なくとも１種を添加することにより固体成分を生成せしめ、前記固体成分と液体成分とを分離する分離工程を含むことを特徴とするシーリング剤の処理方法。
2. 前記使用済みのシーリング剤は、パンクした空気入りタイヤから取り出されていることを特徴とする請求項１に記載のシーリング剤の処理方法。
3. 前記塩として食塩を添加することを特徴とする請求項１又は２に記載のシーリング剤の処理方法。
4. 前記酸として酢酸を添加することを特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項に記載のシーリング剤の処理方法。
5. 前記分離工程の後工程として、前記液体成分から不凍液を分離回収する不凍液再生工程を含むことを特徴とする請求項１〜４のうち何れか１項に記載のシーリング剤の処理方法。
6. 前記固体成分を再利用する固体成分再利用工程を含むことを特徴とする請求項１〜５のうち何れか１項に記載のシーリング剤の処理方法。
7. 使用済みシーリング剤を収容すると共に、開閉自在な液排出口を有する外ケースと、
   前記外ケースの内側に設けられ、液体成分が通過するための多数の開口が形成された内ケースと、
   前記内ケース内に所定の溶液を添加する添加手段と、
   を備えたことを特徴とするシーリング剤処理装置。
8. さらに、前記使用済みシーリング剤を前記内ケース内へ投入する投入口を備えたことを特徴とする請求項７に記載のシーリング剤処理装置。
9. 前記内ケースがメッシュ状であることを特徴とする請求項７又は８に記載のシーリング剤処理装置。
10. 前記内ケースを回転させることにより遠心力によって前記開口から液体成分を流出させる回転手段が設けられたことを特徴とする請求項７〜９のうち何れか１項に記載のシーリング剤処理装置。

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