JPH0764162B2 - タイヤバランス用組成物 - Google Patents

タイヤバランス用組成物

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JPH0764162B2
JPH0764162B2 JP63025531A JP2553188A JPH0764162B2 JP H0764162 B2 JPH0764162 B2 JP H0764162B2 JP 63025531 A JP63025531 A JP 63025531A JP 2553188 A JP2553188 A JP 2553188A JP H0764162 B2 JPH0764162 B2 JP H0764162B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、自動車車両の車輪組立品のアンバランスを
低減するのに使用する非ニュートン組成物、この組成物
の製法および使用に関する。
（ロ）従来の技術 トラックや車の車輪組立品（タイヤ＋リム）は、不完全
なタイヤまたはリムによるアンバランスが振動の原因と
なり、この振動は、運転者や搭乗者に不快を与える他
に、タイヤの摩耗率ならびにベヤリングなどの機械的な
摩耗を劇的に増大さすことになる。アンバランスは２種
類に区別される。すなわち車輪組立品の回転面での不均
一な重量分布（“重スポット（heavy spot）”）に原因
した静的アンバランスと、車輪組立品の回転面に対し、
不均一な重量分布に原因した動的アンバランスである。
これら２つのアンバランスは、第５図と第６図に図示さ
れる。静的アンバランスがあると、重スポットが道路表
面をヒットするごとにショック波（振動）が発生するで
あろう。そのため動的アンバランスが車輪の振れとなり
次いで振動を与えることになる。
このようなアンバランスは、通常、車輪のリム（第５
図，第６図参照）に鉛の重りを固定し救済される。しか
し、この技術は固定の性質上、荷重の変化、タイヤの不
均一な摩耗又はリム上へのごみの蓄積（これらの２つは
重量分布の変化を生む）などを補償することはできな
い。そのため、鉛の重りによってバランスをとる操作を
タイヤの耐用期間中数回繰り返すことが考えられるが、
このような手法は面倒で、省略されることが多い。その
上、特に重いトラックでは、非かじ取り車軸上のツイン
の車輪へは近づき難いため調整することが非常に難し
く、このような調整を行うことは、たとえ当初のバラン
ス化でも、かかる車輪について省略されることが多く、
かじ取り機能をもつ車輪のバランス取りだけが行われ
る。これから分かるように、結果的にアンバランスのあ
ることがタイヤの寿命を縮めることになるであろう。そ
のため、自動車車両の車輪をバランス化させる改良法と
手段が切に必要になることが明らかであろう。
（ハ）発明が解決しようとする課題 この発明は、車輪組立品のアンバランスによる振動が振
動源（上記の重スポット）から遠ざかるようにタイヤ内
の液体の移動を誘発しうることの発見に基づいている。
しかし、車輪組立品のバランス化をするために“振動
圧”を利用することは（すなわち、重力中心が、回転面
と回転軸との間の交差中にある）決して平凡なことでは
ない。水のような易流動性液体を90km/hに相当する速度
（すなわち、ほぼ１秒当り７回転）で荷重なしで空転す
る標準22″（56cm）のトラックのタイヤに導入したとす
ると、液体の表面が常に回転軸から一定距離にあるよう
に遠心力（125xgのオーダー）により、液体は単にタイ
ヤの内部リムの周りに均一に分布するだけであろう。こ
のような分布で、不均一重量分布を考慮することはでき
ないので、この手法は、不均一重量分布をそのまま悪化
さすにすぎない。たとえば、リムに鉛の重りを付着させ
アンバランスを車輪組立品に導入したとすると、アンバ
ランスは、液体に働く遠心力に明らかに影響せず、その
ため液体分布に影響しない。実際の道の状態をシミレー
トするため車輪組立品を金属ドラムに対して空転さす手
段により組立品に荷重を付すと、強い振動が、重スポッ
トがドラムをヒットするごとに生ずる。上述したよう
に、このような振動は、重スポットから離れた液体に振
動圧を与えるであろう。しかし、易流動性液体（すなわ
ち、短い緩和時間を有するもの）では、振動による動き
は、遠心力によって妨げられ、正味の結果は、バランス
化の効果のない単なる液体の振動であろう。
上記したモデルは、未荷重のタイヤに関するので多様に
単純化されている。実用においては、タイヤは、路面と
接している部分は平らになっており丸くはない。たとえ
ば、22″タイヤを持つ重トラックを考えると、荷重下
で、路面と接するタイヤの平らになった面から車軸まで
の距離は、タイヤの直径的に反対側から車軸までの距離
より約50mm短いことが知られている。タイヤを鉛の重り
によってバランスをとると、このものは堅いリムに付着
されるので車輪が回転しても車輪組立品の重力中心の位
置が変化せず、このようなタイヤは、その重スポットが
路面上を通過した際にアンバランスとなる。これに対
し、鉛の重りを使用する場合とこの発明の最も基本的な
差異は、この発明のバランス化組成物は、タイヤの型が
変化する際組成物の全体の型を変化することである。そ
の上、この発明の組成物は、非常に複雑な型と想定さ
れ、また、車輪組立品の各回転の間、型と分布が小さく
変化することである。つまり、この発明のポリマー含有
組成物は、その重力中心の位置が車輪組立品の重力中心
の位置の変化と同時に（かつ反対方向に）変化しうるも
のである。
（ニ）課題を解決するための手段 上記の問題の解決のため、この出願人は、振動圧による
動きが、ある程度だけ遠心力により相殺されるある種の
非ニュートン粘性組成物を開発した。平衡分布は、複合
材料のチキソトロープ性、振動圧（すなわち振動波の振
幅と振動数）と組成物に及ぼされた遠心力との関係で決
められる。組成物の粘弾性を注意して変えることによ
り、組成物をタイヤへ単に導入するだけで、タイヤ組立
品の完全な自己調整バランス化が達せられる。第１図な
いし第４図はバランス用組成物がどのように働くかを図
示するものである。組成物は、タイヤを取りつける前
に、たとえば、へらの手段で内周面に均一に塗布する。
車輪を２−10km運転するとアンバランスによる全振動が
消滅し、かつタイヤを除き、注意して観察すると、バラ
ンス用組成物のフィルムが重スポットから離れていくに
したがって、徐々に厚くなり、かつ重スポットに対し直
径上に（静アンバランスの場合）または対角上に（動ア
ンバランスの場合）最大厚みに達することが分かる。し
かし、バランス用組成物の層厚みの最大差は、めったに
ほぼ4mmより大きくならない。新たなアンバランスが生
じない（摩耗の結果、荷重の変化などによる）かぎり、
この確立した形状が安定して残る。しかし、新たなアン
バランスが新しい振動を生じ、続いて完全なバランスを
与える新たな形状への動きとなりこれが続くことにな
る。
この出願人は、バランス用組成物の最も重要な流動学的
性質は、所謂降伏応力であることを確立した。満足なバ
ランス性を達成するためには、降伏応力が260Paを越え
てはならないことを見出した。第７図と第８図は粘度／
剪断速度の関係と剪断応力／剪断速度の関係をそれぞれ
表わす曲線を示す。これは、振動圧に応答用のいくらか
高い降伏応力を有する組成物についてである。この振動
圧に応答するためには、あまりにも降伏応力が大き過ぎ
る組成物は除いた。十分機能するバランス用組成物の許
容降伏応力の下限は、実験上ならびに計算により（下記
に略説）30Paのオーダーであることが確立されている。
降伏応力は40Paと150Paの間、特に約120Paであるのが好
ましい。十分機能するバランス用組成物の代表的剪断応
力／剪断速度の曲線を第８図に示す。
有用な降伏応力のインターバルを計算するのに、１つの
単一重スポットに300gの静アンバランス（300gは実際に
みられる最大のアンバランスである）をもつ標準22″ト
ラック用タイヤを用いた。このバランス用組成物による
重スポットをバランス化するためには、バランス用組成
物の傾斜層（例えば第４図）は、300×π2/4グラムの塊
を含むべきで、これは740gとして算出される。バランス
用組成物の層の巾は10cmのオーダーである。フィルムの
厚みは、重スポットの反対側の最も厚い点に直線的に増
加するものと想定して、フィルムは、重スポットの反対
点でほぼ3mmの厚みと計算できる。厚みの差異が、車輪
の回転速度で決定される応力をバランス用組成物に生ず
る。９回転／秒（114km/hに相当）の回転速度で、バラ
ンス用組成物中の3mm深さにおける圧力（軸からタイヤ
の内面へ行く）は、ほぼ6000Pa（Nm-2）である。換言す
ると、振動によって生じたバランス用組成物の転置が組
成物の最も厚い部分と最も薄い部分との間で3mmの厚さ
の差を生むと想定すると、これら２つの部分の間に6000
Paの圧低下があるであろう。車輪のような回転体に対
し、圧低下に対する一般式は次式で表わされる。
ΔＰ＝［ｄ×V2/（12.96×ｒ）］×（ｒ−ri） ｄはバランス用組成物の密度（kg/m3で測定）、Ｖは、k
m/hで測定した自動車のスピードに等しい単位のない
数、ｒはタイヤの内半径、riは回転軸からバランス用組
成物の“トップ”層までの距離。バランス用組成物に働
く実際の応力は一方でバランス用組成物の最小厚み部分
と最大厚み部分との間の距離で定められ、他方で圧低下
（バランス用組成物層の“スロープ”）で定められる。
このような理論的考察から、バランス用組成物で誘因さ
れる遠心力による最大応力（およびバランスを達成する
ために要する組成物の不均一分布）は、22″タイヤを11
4km/hの運転スピードで動かして45Paであると推定され
る。
トラックにおいて、遭遇する通常スピードのインターバ
ルを考慮に入れると、上記の降伏応力インターバルが機
能値として達することができる。
上記粘度基準を満足する組成物を確立するために、出願
者らは純粋なポリマーの広範な試験、ポリマーブレン
ド、ポリマー溶液と種々溶媒、種々溶媒中への種々固体
（粒子又は繊維の形で）の分散及び上記粘度基準を満た
すものすべてについてこれらの組成物の２種以上のブレ
ンドについて徹底的な研究を行ってきた。このような組
成物を試験しているとき、このバランス特性は粘度基準
が適用可能な範囲であることが照明されたとしても優れ
た性能ということとは異なった。しかしながら、まず、
その物質が、通常１−３年のタイヤの耐用期間の間その
バランス特性を必ず保つということが第１に好ましいこ
とであり、車輪におけるアンバランスを取除く能力とい
う本来の機能基準を満足しないものは取除かれる。第２
に、この物質がタイヤの中での実際の使用において遭遇
する上下くり返し温度環境中、すなわち通常、車を発車
させるときに遭遇する最低温度、すなわち約−30℃が下
限、運転中のタイヤの最高温度、すなわち約＋90℃を上
限とする温度範囲で好ましい機能を持つことである。
これらの基準を満たすために、発明者らはトラック又は
自動車タイヤの中で使用してよく機能する自己バランス
性組成物に関し、上記すべての要求を満たすために製造
される（１）任意に水を含有する液状の二価又は三価の
アルコール又はその二量、三量あるいは四量エーテルタ
イプオリゴマー、（２）分散可能な又は好ましくはアル
コール（１）に可溶なポリマーそして（３）親水性繊維
の混合物から成る非ニュートン（一般にチクソトロピッ
ク）組成物を完成している。このアルコール（１）は10
又は20重量％未満の水を含んでいてもよい。このアルコ
ール（１）は一般式HO−（CH（Ｒ）−CH2−Ｏ）ｎ−Ｈ
のジオールが好ましい。ここにおいて、Ｒは水素又はC
1-2のアルキルであり、ｎは１から４までの整数。腐食
の機会を少なくするために、この組成物はpH値が５から
９の範囲、特に６−７が好ましい。
好ましい具体例として、このバランス用組成物にはさら
に（４）水や上記（１）で定義したアルコール中で不溶
な親水性充填剤を含む。
この発明の目的において、繊維成分（３）及び充填剤
（４）に対して適用した“親水性”ということばは、該
当する材料の水に対する接触角θ、普通、その材料の平
滑な表面の上で測定される接触角であるが、20℃におい
て70゜未満、特に20゜と40゜の間である。繊維成分
（３）については、このような接触角特性はもしその繊
維材料が分子中に極性のＮ−又はＯ−を含む基、例えば
アミノ基、カルボニル基、水酸基、カルボキシル基、ス
ルフォキシル基、又は同様の置換基を多分有していると
いうことに関係している。ポリマーについて使われる
“可溶”と“分散可能”ということばはそのポリマーが
アルコール成分（１）（好ましくは水中においても）中
において30重量％特に40重量％までの量が溶解又は分散
可能であることを意味する。
アルコール成分（１）との潜在的な架橋特性のために、
特に興味深いポリマーの種類としては分子の中に遊離の
カルボキシル基を含むものがある。このようなポリマー
を用いることによって、すでに配合を終えた組成物又は
その組成物の製造中のある段階において、このポリマー
とアルコール（１）との間に架橋結合をつくることが可
能であり、そしてこのような架橋はその組成物のチクソ
トロピック特性の“精密な調整”（fine−tuning）を行
うのによい可能性を与える。
使用できるポリマーは例えばメチルセルロースのような
C1-3アルキルセルロース；ヒドロキシエチル又はヒドロ
キシプロピルセルロースのようなヒドロキシ−C1-3アル
キルセルロース；カラゲーナン；グアヤゴム；寒天ゴ
ム；アラビアゴム；ガッチゴム；カラヤゴム；トラガカ
ントゴム；ローカストビーンゴム；タマリンドゴム；キ
サンタンゴム；ペクチン；ポリアクリルアミド；一般式
R1HC＝Ｃ（R2）COOHの酸から得られるポリマー（式中
R1,R2はそれぞれ水素、C1-2アルキル、ヒドロキシ−C
1-4アルキル又はカルボキシ−C1-4アルキル）（例え
ば、ポリアクリル酸又はポリメタクリル酸）；ポリエチ
レングリコール；ポリプロピレングリル；ポリエチレン
オキサイド；ポリビニルアルコール；ポリビニル−ピロ
リドン；でんぷんと変性でんぷん（例えばメチルでんぷ
んのようなC1-3アルキルでんぷん；ヒドロキシエチル又
はヒドロキシプロピルでんぷんのようなヒドロキシ−C
1-3アルキルでんぷん；又はカルボキシメチルでんぷ
ん）；それらの混合物がある。このポリマーはポリマー
含有量が30又は40重量％未満含む水の乳化物として用い
られる。それによって水相は上記（１）のアルコール成
分の水含有量に寄与する。
前述のように、上記実施例の中でも特に好ましいポリマ
ーはカルボキシ基を含むものであり、例えばポリアクリ
ル酸、ポリメタクリル酸、カルボキシメチルセルロー
ス、アルギン酸塩等がある。
上記一般式のジオールは、そのサブユニット中の酸素に
結合している炭素が隣接位置にあるジオールが好まし
く、最もよい性能を与える。上記に与えられた一般式を
有するジオールは、例えばエチレングリコール、ジエチ
レングリコール、トリエチレングリコール、プロピレン
グリコール、ジプロピレングリコールそしてトリプロピ
レングリコール及びそれらの混合物である。
その組成物の繊維成分に関しては、広範囲の種々の合成
繊維と天然繊維がこの発明の組成中への混合のために必
要な親水性を示す。徹底的でも限定的でもないが、列挙
すると例えば、鉱物（例えばロックウール又はアスベク
ト）繊維、ガラス繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊
維、ナイロン繊維、ビスコース繊維、綿、ウール、セル
ロース繊維、絹そして麻繊維及びそれらの混合物があ
る。この発明の組成物のチクソトロピック性に寄与する
繊維としては、その繊維長があまり長過ぎるべきでな
く、0.5−6mmの範囲が好ましく、繊維の厚さは１−25μ
ｍが好ましい。
上述のように、用いるアルコールとポリマー成分が互い
に架橋できるかどうかは特に興味深いものである。従っ
てもし、その繊維成分がこの架橋の中へ少なくとも部分
的に加わることができるのなら、この発明の組成物の非
ニュートン流れを達成するためにより一層寄与できるの
で好ましい。繊維成分の架橋は、もしその繊維の分子が
反応性の水酸基を含んでいるのなら可能であるが、この
理由が無くても、繊維の種類が、ポリサッカライドに基
づくもの、例えばビスコース、綿、セルロースそして麻
繊維が好ましい。
上述した親水性充填剤成分の機能はその１部としてこの
発明の組成物の密度をコントロールできる可能性を与
え、そしてもう１つは、この組成物中にある他の成分の
ための“つなぎ留め”用の材料として寄与することであ
る。充填剤の好ましい種類は、前記定義したアルコール
（１）や、組成物が水を含んでいたり、タイヤの内側に
入れられたときその組成物と接触して少量の水を吸収す
るので、水を含む組成物に不溶の金属オキシド、金属炭
酸塩、金属水酸化物又は金属けい酸塩である。用いられ
る充填剤は、例えばCaCO3、BaCO3、MgO、Fe3O4、カオリ
ン、TiO2、それらの混合物である。この発明の組成物の
層の“底”に充填剤が沈澱しないように、すなわち遠心
力の結果タイヤの内部表面に沈澱しないように、この充
填剤の粒子サイズは５−25μｍの範囲が好ましく、特に
10−15μｍが好ましい。
もし、そのポリマー又は、実際にそうであるが、その繊
維材料がpH−活性（すなわち酸又はアルカリ基を含んで
いる）、であるなら、この発明の組成はさらにpH−緩衝
剤を含むとよい。上述のようにポリマーの好ましい種類
は遊離カルボキシル基を含んでいるので、このようなpH
−緩衝剤は可溶な水酸化物又はアミン又はアミン誘導体
のようなアルカリが好ましい。用いうるこのようなpH−
緩衝剤は、例えばNaOH、NH4OH、トリエタノールアミ
ン、ジエタノールアミン又はそれらの混合物である。
この発明の組成物は30−90重量％のアルコール（１）、
３−40重量％のポリマー（２）、0.5−６重量％の親水
性繊維（３）、０−20重量％充填剤（４）、そして０−
10重量％のpH−緩衝剤を含み、好ましくは50−80重量％
のアルコール（１）、５−20重量％のポリマー（２）、
２−５重量％の繊維（３）、５−15重量％特に５−10重
量％の充填剤（４）、そして０−10重量％のpH−緩衝剤
を含むのがよい。
この発明は、さらにこの発明の非ニュートン流れを示す
タイヤバランス用組成物の製造法に関するものであり、
その構成を次に示す。
（ａ）特定アルコール成分の中へ特定繊維成分を分散さ
せる； （ｂ）特定ポリマー成分を添加する； （ｃ）均一な混合物が得られるまで撹拌し；随意に （ｄ）得られた混合物中に充填剤成分を分散させる。
アルコール中に分散された繊維はアルコール中に６時間
までの範囲、特に４時間までの範囲で浸漬しておくのが
よい。この繊維分散液中へポリマーを溶解する際、繊維
分散液を20と80℃の間の温度にしておくのがよい。この
最終混合（随意に充填剤が添加された後）は通常１時間
までの範囲、特に10−20分間行われる。この全工程は都
合のよいことには通常の混合機のようなものを用いて同
じ装置の中で進めることができる。
好ましい具体例としては、一方をポリマー（遊離カルボ
キシル基を含むとき）そして他方をアルコールや随意に
充填剤成分（遊離水酸基を含むとき）としてこの間に架
橋を進める工程を組込んだ本発明の製造法を確立した。
この架橋はステップ（ｃ）の後でステップ（ｄ）の前
に、ステップ（C1）を更に挿入し種々グループ間の反応
に触媒作用を示す触媒を加えて行われる。この架橋はほ
とんどがエステル結合の形式から成り、その触媒は酸、
特に塩酸又は硫酸のような無機の強酸、又はメタンスル
ホン酸、エタンスルホン酸、三弗化メタンスルホン酸、
三弗化酢酸、三塩化酢酸又はｐ−トルエンスルホン酸の
ような有機酸がよく、とりわけメタンスルホン酸がよ
い。この酸はポリマー100部に対して0.5部までの範囲で
添加され、好ましくは、0.2部までの範囲である。触媒
を添加した後、この混合物は45分間までの範囲の時間、
好ましくは30分間までの範囲（又は混合物の粘度特性
が、所望の粘度に到達するまで）反応させ、適度に反応
が進めばステップ（ｄ）にいく。その後、その触媒は不
活性にされる；その触媒が酸の場合は、触媒の不活性化
は上述したpH−緩衝剤のような塩基で酸を中和すること
によって進められる。この触媒反応ステップや特にこの
具体例における全工程は、架橋反応の制御が容易なこと
と、ゲル状組成物を均一に加温又は冷却するのが困難な
ため室温（20−21℃）で進めるのがよい。上述のように
全架橋工程は、架橋反応を希望の特性に達すれば、随意
に停止させることができるのでこの組成物の粘度特性の
“精密調整”を可能にする。
さらにこの発明は上述のように非ニュートン流れを有す
るバランス用組成物を自動車車輪組立部品として、タイ
ヤの内部表面に適用し、この車輪組立品を自動車に取付
け、そしてこのバランス用組成物がこの車輪組立品をバ
ランスさせることを認めるのに十分な距離だけ車を運転
して、自動車車輪組立品をバランスさせる方法を提供す
る。この組成物は厚さが6mmまでの範囲の層で適用され
る。このように標準22インチトラックタイヤにおいて、
バランス用組成物の適量は800グラム程度である。
この発明を図を参照しながら、さらに説明する。
第１図と第２図は本発明の教示によってアンバランスを
補償した車輪組立品の縦断面の概要図である。
第３図と第４図は本発明の教示によってアンバランスを
補償した車輪組立品を第１図と第２図に対し、垂直にな
っている平面で切断した縦断面の概要図である。
第５図と第６図は従来の鉛の重りを取付けることによっ
てアンバランスを補償した車輪組立品であり、第１図と
第２図に相当する縦断面の概要図である。
第７図と第８図はこの発明のタイヤバランス用組成物の
物理特性をプロットして図示したものである。
各図において、10は回転軸14の上にリム12とタイヤ16が
装着されている車輪組立品を示す。いつも、車輪組立品
はいわゆる重スポットを含む。従来の技術によれば、第
５図と第６図に図示した様にこの重スポット18はリム12
の周囲に取付けられた鉛の重り20によってバランスされ
る。第５図はいわゆる静的アンバランスの場合であり、
重スポット18は車輪組立品の中央回転面の中にあり、バ
ランスは重スポット18に対向した２つのリム端の上に同
量の鉛の重り20を取付けることによって行ってきた。第
６図で図示するようにいわゆる動的アンバランスの場合
には重スポット18は中央回転面の外側に位置し、１つの
鉛の重り20は重スポット18に対して、回転面の逆側で、
かつ重スポットの反対側のリムに取付けられてきた。
第１図ないし第４図においては、アンバランスを補償す
るために、車輪組立品のタイヤの中にこの発明のタイヤ
バランス用組成物22を導入したものを図示する。第１図
に図示した静的アンバランスの場合には、ポリマー組成
物22は、重スポット18の反対側のタイヤ部分にあり、中
央回転面に対して対称の環状層として分布している。第
２図に図示した動的アンバランスの場合は、このバラン
ス用組成物の環状層は中央回転面に対して非対称に位置
し、その重スポットに対して中央回転面の反対側の位置
に最大厚みを持つ。
第３図と第４図はその中央回転面の中にある車輪組立品
の縦断面図であり、これは、第１図と第２図の断面図に
対して垂直な断面を図示されたものである。第３図はこ
の組成物がアンバランスを有しない車輪の中でどのよう
に分布するのかを示すものであり、これに対し第４図は
アンバランスを有する車輪の中でのこの組成物の分布状
態を示す。アンバランスを有しない車輪においては、こ
のバランス用組成物はそのタイヤ内部表面上に均等な層
として分布し、これに対してアンバランスを有する車輪
中におけるバランス用組成物は重スポットの位置で最小
厚さを持ち、重スポットの反対側では最大厚さを持つ層
として分布する。
第７図はよく機能する組成物（☆）とかろうじて機能を
維持している下限の組成物（○）とについて、その剪断
速度SR（S-1）の対数に対する粘度Ｖ（KPa×Ｓ）の対数
の変化をプロットして示す。この測定はコンピューター
処理可能なボーリンVORレオメータシステム（スエーデ
ン、ルンドにあるボーリン レオロジー社製）で行っ
た。このプロット曲線の左端の点は極限粘度（（☆）−
曲線の場合9kPasで、（○）−曲線の場合22kPas）に相
当する。
第８図はよく機能する組成物（☆）と降伏応力値が高過
ぎるため下限の機能である組成物（○）とについて、剪
断速度SR（S-1）に対する剪断応力SS（kPa）の関係を対
数でプロットして示す。このプロット曲線の左端の点は
降伏応力に相当する（（☆）−曲線の場合120Pa,（○）
−曲線の場合260Pa）、すなわちその剪断応力において
その組成物はチクソトロピック変形が起こり、固体状態
から液体状態へ変わる。
（ホ）実施例 この発明をさらに次の実施例によって例証するが、これ
に限定するものではない。
試験方法 総合機能バランス試験 800gの組成物を22インチトラックタイヤの内部の中央周
囲に沿って均一な層になるように塗着し、これをリムの
上に取付け、そしてトラックの前輪軸に装着し、もう１
つの前輪には鉛の重りを用いた従来の方法によってバラ
ンスさせる車輪を装着した。このタイヤ内の圧力を8kPa
に合せ、そして車軸の負荷は４トンであった。このトラ
ックはハンドルで特に大きな振動が感じられないところ
まで、90km/hで運転した（運転距離２−10km）。それか
ら、バランス用組成物を取付けた車輪のリムに300gの鉛
の重りを取付け、そのトラックを90km/hで再び運転した
ところ、最初人為的に創り出したアンバランスのために
前輪から非常に大きな振動が起こった。しかしながら、
もしこのバランス用組成物の機能が良かったのなら、こ
れらの振動は２−10kmの運転後おさまり、このバランス
用組成物がアンバランスを補償するように動いたという
表示となる。次に、鉛の重りを除去し、このトラックを
再び90km/hで運転した。最初、再び前輪から強い振動が
起こったが、もしそのバランス用組成物の機能が良かっ
たときは２−10kmの運転後振動は消えた。このバランス
用組成物の性能は０から５の尺度で等級付けし、ここで
０は振動に対して効果がないことを示し、５は振動を完
全に取り除くことを示す。このように等級３は使用可能
なまずまずの組成物（70−80％バランスできる）、等級
４は満足のいく組成物（81−90％バランスできる）、そ
して等級５は優れた性能をもつ組成物（91−100％バラ
ンスできる）に相当する。
総合耐久試験 実動しているトラックにこのバランス組成物を適用した
タイヤを取付けて、そのタイヤの耐用期間中、月に１回
上述した機能試験を実施することによって、タイヤの耐
用期間中作用するこのバランス用組成物の効果を調べ
た。
タイヤの摩耗に対する効果 この試験ではタイヤの摩耗に対するこのバランス用組成
物の効果について調べた。実動しているトラックの前輪
の１つはこの試験組成物でバランスされ、もう１つの前
輪は鉛のおもりでバランスをとった。月に１回、この前
輪は両前輪に対して完全に、同じ摩擦条件となるように
左右位置を入れ替えた。タイヤの摩耗はタイヤの溝の深
さをマイクロメーターで測定し、溝の深さの減少をmmで
表して判定した。
以下の実施例で使われるものよりも比較的特殊な組成成
分は次の通りである。
（１）繊維成分として：長さ6mm、太さ18μｍのアクリ
ル繊維と、 （２）ポリマー成分として：セルロースエーテル、ダウ
ケミカル社製メトセルMC、メトセルHG、メトセルHB;ユ
ニオンカーバイド社製のポリエチレンオキサイドホモポ
リマー、ポリオックス；フランスのローヌプーラン社
製、キサンタンガム、ロードポール；セコール カルボ
キシメチルセルロースは例えばスエーデンのユデホルム
社製セコールUVG。
架橋型バランス用組成物の総体的製造法（実施例１−
４） 全工程は室温（20−21℃）で行われる。繊維成分はアル
コールの中へしばらく撹拌しながら分散し、４時間その
まま浸しておく。それからこのポリマーを加え、この混
合物はいわゆる“塗料溶解機”（西独のスパンゲンベル
ク社製）の中で均一な混合物になるまで撹拌される（撹
拌時間は15〜60分）。次にポリマー100部当り0.2部のメ
タンスルホン酸を加え、この混合物を30分間撹拌し、そ
れから充填剤を加え充填剤が均一に分散するまで撹拌を
続けた（10−20分間）。最後に、このポリマーのカルボ
キシル基を100％中和するのに必要な中和塩基を加え、
その混合物を完全に中和するまで、すなわち混合物のpH
が安定するまで（15〜60分間）分散機の中で撹拌する。
実施例１ 72kgのジエチレングリコール、3kgのグラスファイバー
（Ｃガラスから製造したグラスファイバー、繊維長２〜
5mm、繊維直径6mm、強い表面陽電荷をもつ；スェーデン
のゲデベロップ社製ウォールミックス2100）、3kgのア
クリル酸ポリマー（B.F.グッドリッチ社製カーボポール
934）、6gのメタンスルホン酸、10kgの沈澱炭酸バリウ
ム（粒子サイズ５〜15μｍ）、12kgの10％水酸化ナトリ
ウム水溶液、を前記総体的製造法に従って混合した。こ
の組成物の降伏応力は210Pa、極度粘度は17kPas（第７
図及び第８図のように測定した）。機能バランス試験に
おける等級は４であった。この等級は全走行87000kmに
わたる13ケ月間の長期耐久性において一定値を維持し
た。摩耗試験においてはこの耐久性試験と並行して行
い、この組成物でバランスをとったタイヤは従来のバラ
ンス車輪よりも９％摩耗が少なかった（摩耗量7.8mmに
対し7.1mm）。さらに、このバランス組成物を適用した
タイヤの摩耗は非常にかたよりがなく、平滑な表面を示
し、その表面を容易に更正することができる。一般的に
言って、更正の容易性はよく機能しているバランス組成
物の一般的性質であることがわかった。一方鉛の重りで
バランスをとったタイヤはいつもかたよりを持って摩耗
し、必然的に表面の更正が非常に困難である。
実施例２ 61.7kgのポリエチレングリコール、3kgのセルロース繊
維（平均直径３μｍ、平均繊維長2.1−2.4mmにコントロ
ールされたもの）、18.3kgのポリアクリル酸エマルジョ
ン（フィラデルフィアのロームアンドハース社製、28％
のポリアクリル酸が水中に乳化したもので品名アクリゾ
ールASE−60）、37gのメタンスルホン酸、10kgの沈澱炭
酸カルシウム（粒子サイズ５〜15μｍ）、8.2kgの８％
水酸化ナトリウム水溶液とを上記のように混合した。こ
の組成物の降伏応力は120Pa、極度粘度は9kPas（第７図
及び第８図のように測定した）。この機能バランス試験
の結果、その等級は５であった。この等級は93000kmに
わたる12ケ月間の長期耐久試験の期間中一定に維持する
ことができた。耐久テストと並行して行われた摩耗試験
では、この組成物を用いてバランスさせたタイヤは従来
の方法でバランスさせたタイヤよりも12％摩耗が少なか
った（従来のもの7.6mm摩耗に対し、この発明のもの6.7
mm摩耗）。
実施例３ 84kgのモノプロピレングリコール、1.5kgの綿（エジプ
ト産の綿を平均繊維長3mmに切断した）、15kgのポリア
クリル酸エマルジョン（フィラデルフィアのロームアン
ドハース社製の水中28％乳化物で品名アクリゾールASE
−75）、30gのメタンスルホン酸、15kgのカオリン（粒
子サイズ15−20μｍ）そして2.5kgトリエタノールアミ
ンを上記の方法で混合した。この組成物の降伏応力は80
Pa、極限粘度は6kPas、機能バランス試験の等級は４で
あった。
実施例４ 84kgのモノプロピレングリコール、1.5kgの綿（エジプ
ト産の綿を平均繊維長3mmにカットした）、17kgのポリ
アクリル酸エマルジョン（フィラデルフィアのロームア
ンドハース社製、水中28％乳化物で品名アクリゾールAS
E−95）、30gのメタンスルホン酸、11kgのマグネタイト
（平均粒子サイズ５μｍ、およその化学式はFe3O4）、
そして9.6kgの10％アンモニウム水を上記方法で混合し
た。この結果得られた組成物は降伏応力130Paを有し、
極限粘度は10kPas（第７図及び第８図の方法によって測
定した）であった。機能バランス試験における等級は５
であった。
非架橋型バランス組成物の製造概要（実施例５−７） 繊維成分は８−20％のアルコール水溶液中で撹拌し、４
時間浸漬放置することによって分散させた。分散液はポ
リマーを溶解するのに適した温度（20〜80℃の間）に加
熱され、そしてポリマーが添加され、この混合物は通称
“塗料溶解機”で均一な混合物が得られるまで（混合時
間0.5−４時間）撹拌された。次に充填剤が添加され、
充填剤が均等に分散するまで混合を続けた（混合時間10
−20分）。
実施例５ 370kgの８％の水と0.8％の塩化ナトリウムを含むエチレ
ングリコール、20kgのセルロース繊維（実施例２で用い
たものと同様のタイプ）、30kgのキサンタンガム（フラ
ンスのローヌ・プーラン社製ロードポール23）、60kgり
カオリン（粒子サイズ15−20μｍ）を前記方法で混合し
た。混合温度は40℃であり、ポリマーを溶解するまで４
時間を要した。このものの降伏応力は98Paであった。機
能バランス試験におけるこの組成物の等級は５であっ
た。この等級は12ケ月の長期耐久テスト中一定に維持す
ることができた。並行して行った摩耗テストでは、鉛の
おもりによってバランスさせたタイプと比べてタイヤの
摩耗量は12％減少した。
実施例６ 85kgの18％の水を含むモノプロピレングリコール、2kg
のセルロース繊維（実施例２で用いたタイプ）、3kgの
ポリオキシエチレンホモポリマー（ユニオンカーバイド
社製ポリオックスWSR−301）、10kgの沈澱炭酸カルシウ
ム（粒子サイズ５−15μｍ）を前記の方法で混合した。
混合温度は21℃、ポリマーを溶解するのに要した時間は
3.5時間であった。この組成物の降伏応力は195Pa、極限
粘度は11kPasであった（第７図及び第８図の方法によっ
て測定）。機能バランス試験におけるこの組成物の等級
は５であった。
実施例７ 85kgの８％の水を含むジエチレングリコール、3kgのセ
ルロース繊維（実施例２で用いたタイプ）、4kgのヒド
ロキシプロピルメチルセルロース（ダウケミカル社製メ
トセル60HG）そして10kgのカオリン（粒子サイズ15−20
μｍ）を上記方法によって混合した。混合温度は90℃、
ポリマーが溶解するまでに要した時間は２時間であっ
た。この組成物の降伏応力は185Pa、極限粘度は10kPas
（第７図及び第８図のように測定した）。この機能バラ
ンス試験における等級は５であった。
【図面の簡単な説明】
第１図と第２図は本発明の教示によってアンバランスを
補償した車輪組立品の縦断面の概要図である。 第３図と第４図は第１図と第２図に対し、垂直になって
いる平面で切断した車輪組立品の縦断面の概要図で、車
輪中における本発明の組成物の分布状態を示すものであ
り、第３図はアンバランスを有しない場合、第４図はア
ンバランスを有する場合である。 第５図と第６図は従来の鉛の重りを取付けることによっ
てアンバランスを補償した車輪組立品であり、第１図と
第２図に相当する縦断面の概要図である。 第７図と第８図はこの発明のタイヤバランス用組成物の
物理特性をプロットして図示したものであり、 第７図はよく機能する組成物（☆）とかろうじて機能を
維持している下限の組成物（○）とについて、その剪断
速度SR（S-1）の対数に対する粘度Ｖ（kPa×Ｓ）の対数
の変化をプロットして示す。このプロット曲線の左端の
点は極限粘度に相当する。 第８図はよく機能する組成物（☆）と降伏応力値が高過
ぎるため下限の機能である組成物（○）とについて、剪
断速度SR（S-1）に対する剪断応力SS（kPa）の関係を対
数でプロットして示す。このプロット曲線の左端の点は
降伏応力に相当する。 10……車輪組立品、12……リム、 14……回転軸、16……タイヤ、 18……重スポット、20……鉛の重り、 22……ポリマー組成物。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｋ 7/02 ＫＣＪ

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（１）任意に水を含有する、液状の二価も
    しくは三価アルコールまたはその二量、三量あるいは四
    量オリゴマー、 （２）上記のアルコール（１）に溶解もしくは分散し、
    かつC1-3アルキルセルロース、ヒドロキシC1-3アルキル
    セルロース、カルボキシメチルセルロース、カラゲーナ
    ン、グアヤゴム、寒天ゴム、アラビアゴム、ガッチゴ
    ム、カラヤゴム、トラガンドゴム、イナゴマ（ロカスト
    ビーン）ゴム、タマリンドゴム、キサンタンゴム、ペ
    クチン、式R1HC＝Ｃ（R2）COOH（式中R1とR2はそれぞ
    れ、水素、C1-2アルキル、ヒドロキシC1-4アルキルまた
    はカルボキシC1-4アルキル）の酸のポリマーならびにこ
    れらの混合物から選択されたポリマー、および （３）ガラス、ビスコース、綿、ウール、セルロース、
    絹、麻の繊維ならびにこれらの混合物から選択された親
    水性繊維からなり、 降伏応力値が−30℃と＋90℃の間の温度で30Paと260Pa
    の間にあるチキソトロープ性タイヤバランス用組成物。
  2. 【請求項２】降伏応力値が40Paと150Paの間にあり、特
    に120Paにある請求項１による組成物。
  3. 【請求項３】アルコール（１）が式HO（CH（Ｒ）−CH2
    −Ｏ）ｎ−Ｈ（式中Ｒは水素またはC1-2アルキル、ｎは
    １〜４の整数）のジオールである請求項１または２に記
    載の組成物。
  4. 【請求項４】５〜９、特に６〜７のpH値を有する請求項
    １〜３のいずれか１つに記載の組成物。
  5. 【請求項５】水とアルコール（１）に不溶な親水性充填
    剤をさらに含有する請求項１〜４のいずれか１つに記載
    の組成物。
  6. 【請求項６】ジオールがエチレングリコール、ジエチレ
    ングリコール、トリエチレングリコール、プロピレング
    リコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレング
    リコールならびにこれらの混合物から選択される請求項
    ３による組成物。
  7. 【請求項７】ポリマー（２）が、メチルセルロース、ヒ
    ドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロ
    ースおよびポリアクリル酸から選ばれる請求項１〜６の
    いずれか１つに記載の組成物。
  8. 【請求項８】親水性繊維が、0.5〜6mmの範囲の長さと１
    〜25μｍの範囲の厚みを有する請求項１〜７のいずれか
    １つに記載の組成物。
  9. 【請求項９】親水性充填剤が、水およびアルコール
    （１）に不溶な、金属のオキシド、炭酸塩、水酸化物ま
    たは硅酸塩である請求項５に記載の組成物。
  10. 【請求項１０】充填剤が、CaCO3,BaCO3,MgO,Fe3O4,カオ
    リン、TiO2またはこれらの混合物から選択される請求項
    ９に記載の組成物。
  11. 【請求項１１】充填剤が、５〜25μｍの範囲、好ましく
    は10〜15μｍの範囲の粒子サイズを有する請求項９また
    は10に記載の組成物。
  12. 【請求項１２】pH緩衝剤をさらに含有する請求項１〜11
    のいずれか１つに記載の組成物。
  13. 【請求項１３】pH緩衝剤が溶解性水酸化物、またはアミ
    ンもしくはアミン誘導体である請求項12に記載の組成
    物。
  14. 【請求項１４】pH緩衝剤が、NaOH,NH4OH、トリエタノー
    ルアミン、ジエタノールアミンまたはこれらの混合物か
    ら選択される請求項13に記載の組成物。
  15. 【請求項１５】アルコール（１）の30〜90重量％、ポリ
    マー（２）の２〜40重量％、親水性繊維（３）の0.5〜
    ６重量％、充填剤（４）の０〜20重量％およびpH緩衝剤
    の０〜10重量％、好ましくは、アルコール（１）の50〜
    80重量％、ポリマー（２）の５〜20重量％、親水性繊維
    （３）の２〜５重量％、充填剤（４）の５〜15重量％特
    に10重量％およびpH緩衝剤の０〜10重量％からなる請求
    項１〜14のいずれか１つに記載の組成物。
  16. 【請求項１６】（１）任意に水を含有する、液状の二価
    もしくは三価アルコールまたはその二量、三量あるいは
    四量オリゴマー、 （２）上記のアルコール（１）に溶解もしくは分散し、
    かつC1-3アルキルセルロース、ヒドロキシC1-3アルキル
    セルロース、カルボキシメチルセルロース、カラゲーナ
    ン、グアヤゴム、寒天ゴム、アラビアゴム、ガッチゴ
    ム、カラヤゴム、トラガンドゴム、イナゴマ（ロカスト
    ビーン）ゴム、タマリンドゴム、キサンタンゴム、ペ
    クチン、式R1HC＝Ｃ（R2）COOH（式中R1とR2はそれぞ
    れ、水素、C1-2アルキル、ヒドロキシC1-4アルキルまた
    はカルボキシC1-4アルキル）の酸のポリマーならびにこ
    れらの混合物から選択されたポリマー、および （３）ガラス、ビスコース、綿、ウール、セルロース、
    絹、麻の繊維ならびにこれらの混合物から選択された親
    水性繊維からなり、 降伏応力値が−30℃と＋90℃の間の温度で30Paと260Pa
    の間にあるチキソトロープ性タイヤバランス用組成物を
    製造する方法において、 （ａ）親水性繊維（３）をアルコール（１）に分散さ
    せ、 （ｂ）ポリマー（２）を加え、 （ｃ）均一な混合物が得られるまで撹拌し、かつ任意に （ｄ）充填剤（４）を混合物に分散させる ことからなるチキソトロプ性タイヤバランス用組成物の
    製造方法。
  17. 【請求項１７】ポリマー（２）が分子中に遊離カルボキ
    シ基を含有し、親水性繊維（３）が任意に遊離水酸基を
    含有し、架橋触媒を加えて架橋反応をさせることからな
    る工程（ｃ）と工程（ｄ）との間の工程（c1）と、上記
    触媒を不活性化することからなる工程（ｄ）後の工程
    （ｅ）を行うことからなる請求項16に記載の方法。
  18. 【請求項１８】架橋触媒が酸であり、その触媒の不活性
    化が酸を塩基で中和することによって行う請求項17に記
    載の方法。
  19. 【請求項１９】（１）任意に水を含有する、液状の二価
    もしくは三価アルコールまたはその二量、三量あるいは
    四量オリゴマー、 （２）上記のアルコール（１）に溶解もしくは分散し、
    かつC1-3アルキルセルロース、ヒドロキシC1-3アルキル
    セルロース、カルボキシメチルセルロース、カラゲーナ
    ン、グアヤゴム、寒天ゴム、アラビアゴム、ガッチゴ
    ム、カラヤゴム、トラガンドゴム、イナゴマ（ロカスト
    ビーン）ゴム、タマリンドゴム、キサンタンゴム、ペ
    クチン、式R1HC＝Ｃ（R2）COOH（式中R1とR2はそれぞ
    れ、水素、C1-2アルキル、ヒドロキシC1-4アルキルまた
    はカルボキシC1-4アルキル）の酸のポリマーならびにこ
    れらの混合物から選択されたポリマー、および （３）ガラス、ビスコース、綿、ウール、セルロース、
    絹、麻の繊維ならびにこれらの混合物から選択された親
    水性繊維からなり、 降伏応力値が−30℃と＋90℃の間の温度で30Paと260Pa
    の間にあるチキソトロープ性タイヤバランス用組成物
    を、タイヤの内面に適用し、車輪組立品を自動車に組入
    れ、バランス用組成物が車輪組立品をバランスさせるの
    に十分な距離、自動車を運転させることからなる自動車
    の車輪組立品のバランスをとる方法。
  20. 【請求項２０】（１）任意に水を含有する、液状の二価
    もしくは三価アルコールまたはその二量、三量あるいは
    四量オリゴマー、 （２）上記のアルコール（１）に溶解もしくは分散し、
    かつC1-3アルキルセルロース、ヒドロキシC1-3アルキル
    セルロース、カルボキシメチルセルロース、カラゲーナ
    ン、グアヤゴム、寒天ゴム、アラビアゴム、ガッチゴ
    ム、カラヤゴム、トラガンドゴム、イナゴマ（ロカスト
    ビーン）ゴム、タマリンドゴム、キサンタンゴム、ペ
    クチン、式R1HC＝Ｃ（R2）COOH（式中R1とR2はそれぞ
    れ、水素、C1-2アルキル、ヒドロキシC1-4アルキルまた
    はカルボキシC1-4アルキル）の酸のポリマーならびにこ
    れらの混合物から選択されたポリマー、および （３）ガラス、ビスコース、綿、ウール、セルロース、
    絹、麻の繊維ならびにこれらの混合物から選択された親
    水性繊維からなり、 降伏応力値が−30℃と＋90℃の間の温度で30Paと260Pa
    の間にあるチキソトロープ性タイヤバランス用組成物
    を、タイヤの内面に有するタイヤを備えてなる自動車の
    車輪組立品。
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