专利名称：轮胎处理组合物、方法及输送系统的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及用于保护充气轮胎不漏失充气的轮胎处理的化学组合物；更具体是涉及一种可流动化学组合物，其包括固体组分，其分散在能够密封轮胎防止这种充气漏失的液体载体中。
背景技术：
人们使用充气轮胎已经有非常长时间，其可为在各种各样的表面和地带上乘坐地面车辆提供有效耐用的支撑和缓冲装置。然而，只要使用充气轮胎，与充气漏失相关的问题就存在。虽然随着时间的流逝轮胎技术已经并将继续改进，但是充气轮胎仍然易于逐渐和/或大量漏失其充气。
在轮胎被刺穿、戳破或其它这类引起轮胎压力降低的损害之后努力寻找车辆充气轮胎的充气大量漏失位置，在致力于密封刺痕或漏洞的过程中，已经研究出了另外的组合物。这些组合物通常是方便的，因为该轮胎不需要大修并且甚至当车辆位于偏远的地区时通常也能够在车辆上处理。然而，最经常使用它们是在轮胎已经漏气之后以使轮胎在继续行进之前必须进行再次充气。一种更好的选择是在被刺穿或破裂发生之前在车辆轮胎内应用的一种处理组合物，以避免轮胎充气漏失。另外还需要一种系统，该系统可提供一定体积的这种轮胎处理组合物和足以处理所有车辆轮胎的分配装置。
常规的轮胎密封剂组合物通常包括一种分散在液体载体中的固体组分，其中该固体组分是用来密封轮胎防止轮胎压力逐渐下降以及在被刺穿、戳破或破裂之前引起充气大量漏失，这样，该轮胎保持充气膨胀并且可继续行进直到找到刺痕、裂缝或断开的地方。由常规组合物所引起的问题包括已经了解的它们会在轮胎里面汇集的事实。这种汇集影响平衡，并因此影响轮胎的乘坐和转动。另外，已知的问题与固体组分在液体载体中分散不适当有关。结果，人们已经知道液体载体和一定量的固体组分会通过轮胎中的刺痕或其它破裂处逸出轮胎而没有按计划密封轮胎。因此，需要一种轮胎处理组合物，其均匀地覆盖轮胎里面并且不在其中汇集。还需要一种轮胎处理组合物，其包括分散在液体载体中的固体组分以使其适当地密封车辆轮胎中的漏洞、刺痕或其它破裂处。
另外，燃料成本的增加已经使人们注意车辆燃料消耗中的低效率问题。一种这样的低效率问题是车辆轮胎充气不当，结果，采用了轮胎压力管理系统来致力于保持适当的车辆轮胎充气以使燃料节约最大化。而且，采用其它气体例如氮气代替空气来给轮胎充气。由于可比较的分子尺寸，使用这些气体来致力于阻止充气随着时间的流逝而逐渐漏失。由使用轮胎处理组合物所引起的问题与轮胎压力管理系统有关是本领域的公知常识。已知可获得的轮胎处理组合物会阻塞轮胎压力管理系统并且使其失效。故需要一种如上所述可有效密封刺痕而不影响轮胎压力管理系统运作、并且适合于与使用另外的充气气体例如氮气相配伍的轮胎处理组合物。
发明概述本发明轮胎处理组合物被加入车辆的一个轮胎或所有轮胎以防止轮胎由于刺痕引起充气逐渐泄漏和/或迅速泄漏而导致充气漏失。在其很基本的实施方案中，本发明轮胎组合物包括分散在液体载体中的固体材料组分。优选该液体载体包含水和二元醇的溶液。该处理组合物中的固体材料通常包括陶瓷和聚合纤维的掺合物。
液体载体使固体材料悬浮和分散在车辆轮胎中以便有助于防止包含在其中的气体泄漏，例如空气、氮气或诸如此类，而使轮胎充气。另外，液体载体有助于将固体材料运送到轮胎中可能发生漏洞或刺穿处以便密封漏洞并防止其中包含的气体泄漏而使轮胎充气。
液体载体的二元醇部分主要作用是使轮胎里面成水合物并且作为处理组合物的防冻剂。关于液体载体，在此使用的术语二元醇包括所有多元醇，特别是烷基多元醇。液体载体包括最终组合物重量的5％-75％的水，优选25％-50％。液体载体中的二元醇浓度为最终组合物重量的5％-75％重量，优选为25％-50％。
液体载体也可以包括其它添加剂，例如抗菌剂、防腐剂、增稠剂、缓冲剂和助剂。优选抗菌剂的浓度为处理组合物重量的0.1％-5％。防腐剂的浓度为总处理组合物重量的0.5％-10％，增稠剂的浓度为总处理组合物重量的0.1％-10％，缓冲剂的浓度为总处理组合物重量的0.25％-10％，助剂可以是染料、加工助剂、或者气味控制剂并且其存在的浓度可以是0.0025％-3.0％。
本发明轮胎处理组合物的固体组分形成密封车辆轮胎中漏洞所必需的堵塞物。优选该固体组分包括至少一种陶瓷纤维与聚合纤维掺合物组合。优选聚合纤维组分是聚乙烯纤维、聚丙烯纤维和丙烯酸纤维的掺合物，更优选的是几种不同的聚合纤维的掺合物。该纤维掺合物的目的是提供一种固体组分，其包括各种长度、厚度、直的和缠结的纤维。此外，制造了某些纤维。
本发明还包括用于轮胎处理组合物的输送系统。通常，对于一般尺寸的客车优选提供八(8)到十六(16)盎司组合物/轮胎。优选将该组合物供应在半加仑容器中，其足以处理典型客车的四(4)个轮胎。可以为SUV’s、小型卡车和商用车提供1-5加仑的较大容器。除了容器之外，该输送系统还包括泵、柔韧的软管和气门系统。
本发明轮胎处理组合物特别适合于与轮胎压力管理系统(TPMS)一起使用。特别是已经发现本发明轮胎组合物不会与该系统的运作相互干扰。
本发明轮胎处理组合物还特别适合于与氮气轮胎充气系统一起使用。用于车辆轮胎的氮气充气系统已经变得越来越普及。如果轮胎被刺穿或者不知何故漏氮气，重新填充轮胎涉及成本问题，本发明有助于防止氮气漏失。
因此本发明的一个目的是提供一种轮胎处理组合物，其可密封有内胎(tube)或无内胎轮胎以防压力减小。
本发明另一目的是提供一种轮胎处理组合物，其可密封轮胎以防随着时间流逝而导致的通常的或渐增的压力减小。
本发明还有另一目的是提供一种轮胎处理组合物，其可密封轮胎以防由于漏洞或刺痕引起压力迅速减小。
本发明又一目的是提供一种可密封刺痕的轮胎处理组合物。
本发明还有另一目的是提供一种制造轮胎处理组合物的方法。
本发明又一目的是提供一种适合于与氮气轮胎压力系统相配伍的轮胎处理组合物。
本发明又一目的是提供一种适合于与轮胎压力管理系统相配伍的轮胎处理组合物。
本发明又一目的是提供一种用于本发明轮胎处理组合物的输送系统。
从以下说明和权利要求书中本领域技术人员可了解本发明轮胎处理组合物的其它目的和优点。
优选实施方案的说明在详细说明本发明之前，重要的是了解本发明的应用不限于在此所述的实施方案和步骤细节，本发明能够是其它实施方案并且能够以各种方式实施或进行。应该理解，在此使用的措辞和术语是用于说明的目的而不是限制。
在第一基本优选的实施方案中，固体材料组分分散在液体载体中。在优选实施方案中，该液体载体包括水和二元醇的溶液。优选处理组合物中的固体材料包括陶瓷和聚合纤维的协同作用掺合物。聚合纤维可包括聚乙烯和/或聚丙烯、聚酯、尼龙聚丙烯酸纤维(polymericacrylic fibers)和/或诸如此类材料的混合物。固体材料也可包括纤维素纤维。
液体载体包括水和至少一种二元醇的溶液。该液体载体的目的是使固体材料悬浮和分散在车辆轮胎中以便有助于防止其中包含的气体泄漏，例如空气、氮气或诸如此类，并且充气该轮胎。气体可能是经过一段时间逐渐泄漏，例如在车轮或气门系统密封处，或者可能是快速且大量地泄漏，例如轮胎刺痕或其它这类破裂导致的结果。此外，该液体载体有助于密封例如车轮和气门系统周围的轮胎以便阻止气体从轮胎逐渐泄漏。该液体载体还有助于将固体材料输送到轮胎中可能发生或刺穿的漏洞，以便密封该漏洞并防止其中包含的气体迅速泄漏而充气该轮胎。
液体载体的二元醇部分的主要作用是使轮胎里面成水合物并且作为该处理组合物的防冻剂。关于液体载体，在此使用的术语二元醇包括所有多元醇，特别是烷基多元醇。该液体载体包括最终组合物重量的5％-75％的水，优选25％-50％。液体载体中的二元醇浓度为最终组合物重量的5％-75％重量，优选为25％-50％。在优选实施方案中，已经发现合适的二元醇可以是乙二醇、二甘醇、丙二醇、三甘醇、一缩二丙二醇、或四甘醇。
液体载体也可以包括其它添加剂，例如抗菌剂(防止生长细菌、真菌、霉、藻类等等)，防腐剂(保护车轮、轮胎气门嘴、压力传感器等等)，增稠剂(控制粘度和可泵抽性以及促进对轮胎壁里面的粘合)，缓冲剂(控制组合物的pH值并为防腐剂成分提供碱性储备)，以及助剂(有助于加工和应用)。优选抗菌剂是一种化合物，其选自商标为Dowacil，Ucarsan，Omacide，Proxel，Bioban和Glutex的材料的混合物。优选实施方案中的防腐剂选自盐，例如亚硝酸盐、硼酸盐、去极化成膜剂、胺化合物和三唑化合物。优选实施方案中的增稠剂选自天然树胶、聚合物、以及天然材料和聚合物的混合物。优选的适宜缓冲剂是伯胺、仲胺和叔胺的混合物。助剂可以是染料、加工助剂、气味控制剂、或者加工助剂。在优选实施方案中，液体载体中的添加剂可以按照以下的重量百分比来添加水5％-75％，最优选25％-50％；乙二醇5％-75％，最优选25％-50％；抗菌剂0.1％-5％，最优选0.2％-2％；防腐剂0.5％-10％，最优选1.0％-5％；增稠剂0.1％-10％，最优选0.2％-5％；缓冲剂0.25％-10％，最优选0.5％-5％；助剂0.025％-3％，最优选0.05％-2％。
本发明轮胎处理组合物的固体组分形成密封车辆轮胎中漏洞、刺痕、裂缝或其它这类破裂所必需的堵塞物。它也密封了轮胎以阻止充气缓慢逐渐漏失。该固体组分包括至少一种陶瓷纤维组分以及聚合纤维的掺合物。一种或多种陶瓷纤维组分是较大颗粒有助于引发堵塞过程。优选聚合纤维组分是聚乙烯纤维、聚丙烯聚酯纤维、丙烯酸(聚丙烯酸)纤维、尼龙等材料的掺合物。该纤维掺合物的目的是提供一种固体组分，其包括各种长度、厚度、直的和/或缠结的纤维。聚乙烯和/或聚丙烯纤维可用于提供各种纤维尺寸，同时丙烯酸纤维有助于形成缠结基体，而聚酯纤维可提供不同的几何结构来促进堵塞。
优选实施方案中所述纤维的特别有效的混合物的组成是直径为0.75-8.0微米并且压紧体积(settle volume)为100-600的陶瓷纤维。[压紧体积是众所周知的用于表示纤维物理尺寸的量度，数值越大表示该纤维的物理尺寸越大，例如直径和/或长度]。
聚合纤维组分包括聚合纤维的协同作用掺合物，其与陶瓷组分一起并分散在液体载体中并且非常适合于密封充气轮胎的刺痕。在优选实施方案中，固体组分的聚合纤维包括聚乙烯、或聚丙烯、或其混合物。优选聚合纤维的物理尺寸是长度为0.4-4.0mm，更优选为长度0.8-2.0mm，以及直径10-30微米。在优选实施方案中，固体组分的聚合纤维还包括聚丙烯酸型纤维。在优选实施方案中，聚丙烯酸纤维包括长度为0.1-10.0mm的纤维，并且直径为0.5-25微米。此外，优选固体组分的聚合纤维包括聚酯型的聚合纤维。优选实施方案中的聚酯纤维包括长度为0.25-3.0mm的纤维，并且直径为0.5-2.5微米。不言而喻的是所列出的聚合纤维的类型是优选实施方案的举例说明而不是限制性的。
本发明轮胎处理组合物的固体组分浓度最优选为该组合物重量的1％-5％，并且最优选为2％-4％重量。然而，不言而喻的是所述的这些重量百分比是举例说明而不是限制性的。对于该组合物中纤维总重量的限制仅考虑流动性或粘度因素。
本发明轮胎处理组合物的一种特别有效的制造方法例子将描述如下。首先，将乙二醇和水加入混合容器中，该容器是尺寸适当的塑料或不锈钢容器，安装有锥形底结构并且在侧面船用型搅拌叶片上具有直边。将搅拌速度调节到可有效地进行混合。其次，将组成为防腐剂组分、抗菌剂组分、pH-缓冲剂成分和流变性控制成分的添加剂包加入，然后将该组合物混合以确保其均匀性。在将添加剂包加入液体载体之后，将纤维包加入，该纤维包组成为已经预先混合好的所有纤维，且其被干混到确保该纤维包一致的程度。继续进行混合直到该组合物是光滑均匀并且不含有大于约3.0mm的颗粒或块。
在采用该方法之后，结果得到了一种特别合适的轮胎处理组合物。然而，不言而喻的是，对于本领域普通技术人员可以对该方法进行各种变化，最终的组合物是一种略有气味的淡白色/淡褐色/淡黄色的不透明粘性液体，它可分散于水中并具有以下某些性质密度约为8.5lb/gal@25C，粘度约为2750cps，沸点大于212F，蒸汽压约为770mmHg，蒸发速率小于1(乙酸丁酯＝1)，VOC含量约为45％，闪点大于200F，pH值范围约为8.0-约11.0，粒度分布成这样即没有大于3.0mm的块。可随意或根据要求加入各种着色剂。
本发明还包括用于轮胎处理组合物的输送系统。优选将该组合物供应在半加仑、1或5加仑容器中，其足以处理标准机动车辆的四(4)个轮胎。除了容器之外，该输送系统还包括泵、柔韧的软管和气门系统。
本发明轮胎处理组合物特别适合于与轮胎压力管理系统(TPMS)一起使用。特别是已经发现本发明轮胎组合物不会与该系统的运作相互干扰。作为使车辆燃料效率最大化的装置，轮胎处理管理系统正变得日益普及起来，特别是作为燃料成本增加的结果。人们预计许多国家的政府管理将需要将这种轮胎压力管理系统作为保存资源和限制污染的一项努力。这种TPMS系统的实例包括由Beru，Schrader，Pacific，及其它提供的直接轮胎压力监控系统，其包括轮胎空气室里面安装到每个车轮的压力传感器/发送器。
本发明轮胎处理组合物还特别适合于与氮气轮胎充气系统一起使用。用于车辆轮胎的氮气充气系统正变得越来越普及。如果轮胎被刺穿或者不知何故漏氮气，重新填充轮胎涉及成本问题。本发明有助于防止氮气漏失。
因此，本发明很适合于实现上述目的和达到上述目标和优点以及其中固有的那些优点。虽然为了该公开的目的已经描述了本发明的优选实施方案，但是对于本领域技术人员显然可进行很多变化和改进。这些变化和改进包含在由所附权利要求书所定义的本发明精神之内。
权利要求
1.一种轮胎处理组合物，其包括悬浮在液体载体中的固体材料，其中所述固体材料包含至少一种陶瓷纤维组分和选自聚乙烯、聚丙烯、聚酯、尼龙和聚丙烯酸的聚合纤维的掺合物。
2.权利要求1中所述的轮胎处理组合物，其中所述固体材料还包括纤维素纤维。
3.权利要求1中所述的轮胎处理组合物，其中所述固体材料包括以下平均尺寸范围陶瓷纤维，其直径为0.75-8.0微米并且压紧体积为100-600；聚乙烯和/或聚丙烯纤维，其直径为10-30微米并且长度为0.4-4.0mm；聚丙烯酸纤维，其直径为0.5-25微米且长度为0.1-10mm；以及聚酯纤维，其直径为0.25-2.5微米并且长度为0.5-2.5mm。
4.权利要求1中所述的轮胎处理组合物，其中所述固体材料包括以下平均尺寸范围陶瓷纤维，其直径为0.75-8.0微米并且压紧体积为100-600；聚乙烯和/或聚丙烯纤维，其直径为10-30微米并且长度为0.4-4.0mm；聚丙烯酸纤维，其直径为0.5-25微米且长度为0.1-10.0mm；以及聚酯纤维，其直径为0.5-2.0微米并且长度为0.25-3.0mm。
5.权利要求1中所述的轮胎处理组合物，其中所述液体载体包含水和至少一种二元醇的溶液，所述二元醇选自乙二醇、二甘醇、丙二醇、三甘醇、一缩二丙二醇和四甘醇。
6.权利要求1中所述的轮胎处理组合物，其中所述液体载体包括抗菌剂、防腐剂、增稠剂、缓冲剂和助剂。
7.权利要求6中所述的轮胎处理组合物，其中所述抗菌剂选自商标为Dowacil，Ucarsan，Omacide，Proxel，Bioban和Glutex的材料的混合物。
8.权利要求6中所述的轮胎处理组合物，其中所述防腐剂选自盐，例如亚硝酸盐、硼酸盐去极化成膜剂、胺化合物和三唑类化合物。
9.权利要求6中所述的轮胎处理组合物，其中所述增稠剂选自天然树胶、聚合物、以及天然材料和聚合物的混合物。
10.权利要求6中所述的轮胎处理组合物，其中所述缓冲剂是胺类。
11.权利要求6中所述的轮胎处理组合物，其中所述助剂选自染料、气味控制剂和加工助剂。
12.权利要求1中所述的轮胎处理组合物，其中所述液体载体包括以下重量百分比的组合物水5％-75％；乙二醇5％-75％；抗菌剂0.1％-5％；防腐剂0.5％-10％；增稠剂0.1％-10％；缓冲剂0.25％-10％；助剂 0.025％-3％。
13.权利要求1中所述的轮胎处理组合物，其中所述液体载体中包括以下重量百分比的组合物水25％-50％；乙二醇25％-50％；抗菌剂0.2％-2％；防腐剂1.0％-5％；增稠剂0.1％-5％；缓冲剂0.5％-5％；助剂 0.05％-2％。
14.权利要求1中所述的轮胎处理组合物，其用于与一种轮胎压力管理系统一起使用。
15.权利要求1中所述的轮胎处理组合物，其用于与一种氮气轮胎压力系统一起使用。
16.权利要求1中所述的轮胎处理组合物，其用于与一种氮气轮胎压力系统和一种轮胎压力管理系统一起使用。
17.权利要求1中所述的轮胎处理组合物，其还包括将足够体积的轮胎处理组合物供应在一种装置中用于处理车辆的轮胎。
18.权利要求17中所述的轮胎处理组合物，其中所述装置包括体积大约半加仑的轮胎处理组合物。
19.权利要求17中所述的轮胎处理组合物，其中所述用于将所述轮胎处理组合物输送到车辆轮胎中的装置包含与所述体积的所述轮胎处理组合物流体连通的泵；与所述泵流体连通的软管；与所述软管流体连通的气门。
全文摘要
一种轮胎处理组合物，其包括悬浮在液体载体中的固体材料。该固体材料的组成为至少一种陶瓷纤维组分和聚合纤维的掺合物，该聚合纤维包括聚乙烯和/或聚丙烯、聚酯、聚丙烯酸和尼龙的各种混合物。该固体材料也可包括纤维素纤维。所述液体载体包括水和至少一种二元醇的溶液，该二元醇例如是乙二醇、二甘醇、丙二醇、三甘醇、一缩二丙二醇或四甘醇。所述液体载体也可包括添加剂例如抗菌剂、防腐剂、增稠剂、缓冲剂和助剂。本发明轮胎处理组合物适合于与一种轮胎压力管理系统或与氮气轮胎压力系统一起使用并且在一种装置中供应足够的体积以用于处理车辆轮胎。
文档编号B60C5/00GK101067073SQ20061012856
公开日2007年11月7日 申请日期2006年8月23日 优先权日2006年5月5日
发明者H·卡茨, C·约维诺, 陈伟, S·布拉维, R·伊安托斯卡 申请人:特兰斯全球化学有限责任公司