(57)【要約】【課題】タイヤに外傷を受けて内圧が低下したタイヤを、走行可能な状態に短時間で確実に復帰させるための修理方法について提案する。【解決手段】車両にリムを介して装着したタイヤが受傷して内圧が大気圧まで低下した際、該車両装着状態のタイヤとリムとで区画されたタイヤ気室に、熱膨張が可能な樹脂による連続相と独立気泡とからなる中空粒子の多数を当該タイヤの使用内圧以上の高圧気体中に収容した耐圧容器から、高圧気体並びに中空粒子を供給し、傷口を中空粒子で塞いだ上で、中空粒子および高圧気体によって使用内圧を付与する。【選択図】        図１
2006116912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両にリムを介して装着したタイヤが受傷して内圧が大気圧まで低下した際、該車両装着状態のタイヤとリムとで区画されたタイヤ気室に、熱膨張が可能な樹脂による連続相と独立気泡とからなる中空粒子の多数を当該タイヤの使用内圧以上の高圧気体中に収容した耐圧容器から、高圧気体並びに中空粒子を供給し、傷口を中空粒子で塞いだ上で中空粒子および高圧気体によって内圧を付与することを特徴とするパンクタイヤの修理方法。
【請求項２】
下記式（Ｉ）に従う中空粒子の充填率を５ｖｏｌ％以上１００ｖｏｌ％以下とすることを特徴とする請求項１に記載のパンクタイヤの修理方法。
記
中空粒子の充填率＝（粒子体積値／タイヤ気室容積値）×１００  ---（Ｉ）
ここで、
粒子体積値：タイヤ気室に配置した全中空粒子の大気圧下での合計体積
と粒子周囲の空隙体積との合計量（ｃｍ３）
タイヤ気室容積値：タイヤとリムとの組立体に空気のみを充填して使用
内圧（kPa）に調整した後、充填空気を内圧が大気圧になるまで排出した
際の充填空気排出量（ｃｍ３）を用いて、次式（II）から求めた値（ｃｍ
３）
タイヤ気室容積値＝（充填空気排出量）／（使用内圧／大気圧）---（II）
なお、式（II）において使用内圧はゲージ圧値（kPa）を、大気圧値
は気圧計による絶対値（kPa）を用いる。
【請求項３】
中空粒子の充填率を１０ｖｏｌ％以上とすることを特徴とする請求項２に記載のパンクタイヤの修理方法。
【請求項４】
前記中空粒子に、ガス成分を液体状態の発泡剤として樹脂に封じ込めた膨張性樹脂粒子を混合して、タイヤ気室に充填することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【請求項５】
前記中空粒子の熱膨張開始温度Ｔｓ２が４０〜２００℃であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【請求項６】
前記中空粒子の熱膨張開始温度Ｔｓ２が４０〜１５０℃であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【請求項７】
前記中空粒子の熱膨張開始温度Ｔｓ２が４０〜１２０℃であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【請求項８】
前記中空粒子の熱膨張開始温度Ｔｓ２が４０〜１００℃であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【請求項９】
中空粒子は、中空部内の圧力をタイヤの使用内圧の７０％以上に調整して用いることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【請求項１０】
中空粒子は、中空部内の圧力をタイヤの使用内圧の８０％以上に調整して用いることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【請求項１１】
中空粒子は、中空部内の圧力をタイヤの使用内圧の９０％以上に調整して用いることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【請求項１２】
中空粒子は、中空部内の圧力をタイヤの使用内圧の１００％以上に調整して用いることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【請求項１３】
タイヤ気室に充填する中空粒子群の平均粒径が４０〜２００μｍの範囲にあり、かつ該中空粒子群の平均真比重が０．０１〜０．０６ｇ／ｃｍ３の範囲にあることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【請求項１４】
中空粒子の中空部内の気体が、窒素、空気、炭素数２から８の直鎖状及び分岐状の脂肪族炭化水素およびそのフルオロ化物、炭素数２から８の脂環式炭化水素およびそのフルオロ化物、そして次の一般式（III）：
Ｒ１−Ｏ−Ｒ２  ----  （III）
（式中のＲ１およびＲ２は、それぞれ独立に炭素数が１から５の一価の炭化水素基であり、該炭化水素基の水素原子の一部をフッ素原子に置き換えても良い）にて表されるエーテル化合物、からなる群の中から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【請求項１５】
中空粒子の連続相である樹脂が、ポリビニルアルコール樹脂、アクリロニトリル系重合体、アクリル系重合体および塩化ビニリデン系重合体のいずれか少なくとも１種から成ることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【請求項１６】
中空粒子の連続相がアクリロニトリル系重合体から成り、該アクリロニトリル系重合体は、アクリロニトリル重合体、アクリロニトリル／メタアクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体、アクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート３元共重合体およびアクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メタクリル酸３元共重合体から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【請求項１７】
タイヤ気室内に、大気圧下での平均嵩比重が該中空粒子の平均真比重よりも大きい発泡体の多数を配置し、傷口の閉塞に中空粒子群と混用することを特徴とする請求項１ないし１６のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【請求項１８】
前記発泡体は、直径が１〜１５ｍｍの略球体形状または一辺が１〜１５ｍｍの立方体形状であり、平均嵩比重が０．０６〜０．３（ｇ／ｃｃ）であり、独立気泡または連通気泡を有するものであることを特徴とする請求項１７に記載のパンクタイヤの修理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外傷を受けてパンク状態に陥ったタイヤを、走行可能な状態に復帰させる修理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤ、例えば乗用車用タイヤにおいては、タイヤ気室内部にゲージ圧で１５０ｋＰａから２５０ｋＰａ程度の圧力下に空気を封じ込めて、タイヤのカーカスおよびベルト等のタイヤ骨格部に張力を発生させ、この張力によって、タイヤへの入力に対してタイヤの変形並びにその復元を可能としている。すなわち、タイヤ気室の内圧が所定の範囲に保持されることによって、タイヤの骨格に一定の張力を発生させて、荷重支持機能を付与するとともに、剛性を高めて、駆動、制動および旋回性能などの、車両の走行に必要な基本性能を付与している。
【０００３】
ところで、この所定の内圧に保持されたタイヤが外傷を受けると、この外傷を介して高圧の空気が外部に漏れ出してタイヤ内圧が大気圧まで減少する、いわゆるパンク状態となるため、タイヤ骨格部に発生させていた張力はほとんど失われることになる。すると、タイヤに所定の内圧が付与されることによって得られる、荷重支持機能や、駆動、制動および旋回性能も失われる結果、そのタイヤを装着した車両は走行不能に陥るのである。
【０００４】
このパンク状態に陥ったタイヤは、その原因となった傷口を塞いでから高圧気体を充填する修理が必要となるため、パンクしたタイヤを車両から外して車両に積載していたスペアタイヤを装着し、パンクタイヤは後日修理場所まで運び修理するのが、パンク時の一般的な対応である。
かようにパンクに対処するのは煩雑であるところから、パンク発生時に、その場で車両に装着したままタイヤを修理することが検討されてきた。その代表的な手法に、いわゆるパンク修理剤がある。
【０００５】
このパンク修理剤を利用する技術は、例えば特許文献１に記載されるように、粘着性のシール液と圧縮した空気を送り込む電動ポンプとを組み合わせたものが一般的であり、電動ポンプを介して空気およびシール液をタイヤ内部に供給し、シール液で傷口を塞ぐとともに空気の充填を行って、受傷後のタイヤを応急的に修理するものである。
【特許文献１】国際公開第２００４／０４８４９３パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、シール液は粘度の高い液体であるため、特に傷口がタイヤの上方にあると傷口に到達させることが難しく、例えばシール液注入後にタイヤを回転する予備走行が必要であったり、シール液が傷口に到達してこれを閉塞するまでに長時間を要する、予備走行にてシールが完了するまでに補充した空気の一部が漏洩する、そして漏洩した空気圧を更に補填する作業が必要となる、などの不利がある。
【０００７】
そこで、本発明は、タイヤに外傷を受けて内圧が低下したタイヤを、走行可能な状態に短時間で確実に復帰させるための修理方法について提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者らは、上記の問題点を解決すべく鋭意検討した結果、パンクの原因となった傷口を、樹脂による連続相と独立気泡とからなる中空粒子を活用することによって瞬時に塞ぐことが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明の要旨構成は、次のとおりである。
（１）[請求項１]  車両にリムを介して装着したタイヤが受傷して内圧が大気圧まで低下した際、該車両装着状態のタイヤとリムとで区画されたタイヤ気室に、熱膨張が可能な樹脂による連続相と独立気泡とからなる中空粒子の多数を当該タイヤの使用内圧以上の高圧気体中に収容した耐圧容器から、高圧気体並びに中空粒子を供給し、傷口を中空粒子で塞いだ上で中空粒子および高圧気体によって内圧を付与することを特徴とするパンクタイヤの修理方法。
【００１０】
（２）下記式（Ｉ）に従う中空粒子の充填率を５ｖｏｌ％以上１００ｖｏｌ％以下とすることを特徴とする上記（１）に記載のパンクタイヤの修理方法。
記
中空粒子の充填率＝（粒子体積値／タイヤ気室容積値）×１００  ---（Ｉ）
ここで、
粒子体積値：タイヤ気室に配置した全中空粒子の大気圧下での合計体積
と粒子周囲の空隙体積との合計量（ｃｍ３）
タイヤ気室容積値：タイヤとリムとの組立体に空気のみを充填して使用
内圧（kPa）に調整した後、充填空気を内圧が大気圧になるまで排出した
際の充填空気排出量（ｃｍ３）を用いて、次式（II）から求めた値（ｃｍ
３）
タイヤ気室容積値＝（充填空気排出量）／（使用内圧／大気圧）---（II）
なお、式（II）において使用内圧はゲージ圧値（kPa）を、大気圧値
は気圧計による絶対値（kPa）を用いる。
【００１１】
（３）中空粒子の充填率を１０ｖｏｌ％以上とすることを特徴とする上記（２）に記載のパンクタイヤの修理方法。
【００１２】
（４）前記中空粒子に、ガス成分を液体状態の発泡剤として樹脂に封じ込めた膨張性樹脂粒子を混合して、タイヤ気室に充填することを特徴とする上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【００１３】
（５）前記中空粒子の熱膨張開始温度Ｔｓ２が４０〜２００℃であることを特徴とする上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【００１４】
（６）前記中空粒子の熱膨張開始温度Ｔｓ２が４０〜１５０℃であることを特徴とする上記（１）ないし（５）のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【００１５】
（７）前記中空粒子の熱膨張開始温度Ｔｓ２が４０〜１２０℃であることを特徴とする上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【００１６】
（８）前記中空粒子の熱膨張開始温度Ｔｓ２が４０〜１００℃であることを特徴とする上記（１）ないし（７）のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【００１７】
（９）中空粒子は、中空部内の圧力をタイヤの使用内圧の７０％以上に調整して用いることを特徴とする上記（１）ないし（８）のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【００１８】
（１０）中空粒子は、中空部内の圧力をタイヤの使用内圧の８０％以上に調整して用いることを特徴とする上記（１）ないし（９）のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【００１９】
（１１）中空粒子は、中空部内の圧力をタイヤの使用内圧の９０％以上に調整して用いることを特徴とする上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【００２０】
（１２）中空粒子は、中空部内の圧力をタイヤの使用内圧の１００％以上に調整して用いることを特徴とする上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【００２１】
（１３）タイヤ気室に充填する中空粒子群の平均粒径が４０〜２００μｍの範囲にあり、かつ該中空粒子群の平均真比重が０．０１〜０．０６ｇ／ｃｍ３の範囲にあることを特徴とする上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【００２２】
（１４）中空粒子の中空部内の気体が、窒素、空気、炭素数２から８の直鎖状及び分岐状の脂肪族炭化水素およびそのフルオロ化物、炭素数２から８の脂環式炭化水素およびそのフルオロ化物、そして次の一般式（III）：
Ｒ１−Ｏ−Ｒ２  ----  （III）
（式中のＲ１およびＲ２は、それぞれ独立に炭素数が１から５の一価の炭化水素基であり、該炭化水素基の水素原子の一部をフッ素原子に置き換えても良い）にて表されるエーテル化合物、からなる群の中から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする上記（１）ないし（１３）のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【００２３】
（１５）中空粒子の連続相である樹脂が、ポリビニルアルコール樹脂、アクリロニトリル系重合体、アクリル系重合体および塩化ビニリデン系重合体のいずれか少なくとも１種から成ることを特徴とする上記（１）ないし（１４）のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【００２４】
（１６）中空粒子の連続相がアクリロニトリル系重合体から成り、該アクリロニトリル系重合体は、アクリロニトリル重合体、アクリロニトリル／メタアクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル／メチルメタクリレート共重合体、アクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート３元共重合体およびアクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メタクリル酸３元共重合体から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする上記（１）ないし（１５）のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【００２５】
（１７）タイヤ気室内に、大気圧下での平均嵩比重が該中空粒子の平均真比重よりも大きい発泡体の多数を配置し、傷口の閉塞に中空粒子群と混用することを特徴とする上記（１）ないし（１６）のいずれかに記載のパンクタイヤの修理方法。
【００２６】
（１８）前記発泡体は、直径が１〜１５ｍｍの略球体形状または一辺が１〜１５ｍｍの立方体形状であり、平均嵩比重が０．０６〜０．３（ｇ／ｃｃ）であり、独立気泡または連通気泡を有するものであることを特徴とする上記（１７）に記載のパンクタイヤの修理方法。
【００２７】
ここで、本文中で記載するタイヤ気室の圧力とは、特に記載しない場合はゲージ圧（ゲージに示される圧力）を指す。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、パンクの原因となった傷口は充填された中空粒子により瞬時に塞がれるため、タイヤに外傷を受けて内圧が低下したタイヤを、走行可能な状態に短時間で確実に復帰させることができる。
【００２９】
また、中空粒子は耐圧容器内でタイヤの使用内圧以上の高圧環境下に収容されて、その中空部の圧力もタイヤの使用内圧の７０％以上になっているため、この耐圧容器からタイヤ内に供給された時点でタイヤの内圧上昇にも寄与させることができ、一定距離の走行を速やかに実現できる。
【００３０】
さらに、充填した中空粒子のうち傷口の閉塞に供した以外の中空粒子はタイヤ気室内に残り、この残存中空粒子は再度の受傷時に傷口の閉塞を担うとともに、低下した内圧を復活する機能をも有しているため、本発明に従う修理を経たタイヤは再度の受傷によっても走行不能に陥ることのない安全タイヤとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に、本発明のパンクタイヤの修理方法について、図１を参照して詳しく説明する。
すなわち、車両にリム１を介して装着したタイヤ２にパンクが発生した場合、このタイヤ２とリム１とで区画されたタイヤ気室に、樹脂による連続相と独立気泡とからなる中空粒子の多数を当該タイヤの使用内圧以上の高圧気体中に収容した耐圧容器から、中空粒子並びに高圧気体を供給する。
具体的には、図１に示すように、耐圧容器として例えばＰＥＴボトル３を使用する。このＰＥＴボトル３の内部には、図２に示すように、中空粒子４と空気や窒素などの気体５とを、タイヤ２の使用内圧以上の圧力下に封じ込めてある。
【００３２】
さらに、ＰＥＴボトル３の開口部６は、図２に示すように、フィルム６ａの溶融接着によるシール構造を有し、タイヤのバルブ１ａに嵌め合わせた際に初めてボトル３の内部との貫通が図られるようになっている。具体的には、フィルム６ａでシールした開口部６に、さらに安全キャップ６ｂを装着し、この安全キャップ６ｂをねじ込むことによって、該キャップ内側の刃６ｃをフィルム６ａに押し付けてフィルムを切り裂くようになっている。その結果、連結ホース６ｄを介してボトル３とタイヤ気室との連通が図られる。
【００３３】
なお、容器開口部のシール方法についてはなんら限定されるものではなく、長期間にわたり高圧下に保持できることと、開口時に漏れなく中空粒子と高圧気体がタイヤ気室内に移送できる構造であればよい。
【００３４】
すなわち、図１に示すように、上記ＰＥＴボトル３をタイヤのバルブ１ａに嵌め合わせると、上記シール構造が開放されてボトル３の内部とタイヤの気室とが連通する結果、タイヤ側に中空粒子４および高圧気体５が流れ込むことになる。これはボトル３の内部とタイヤ２の気室との差圧が解消するまで続くことになる。
【００３５】
かようにタイヤ２の気室内に充填された中空粒子４は、略球形状の樹脂による連続相で囲まれた独立気泡を有する、平均粒径が２０μｍ〜５００μｍ程度の範囲で粒径分布を持った中空体、あるいは独立気泡による小部屋の多数を含む海綿状構造体である。すなわち、該中空粒子４は、外部と連通せずに密閉された独立気泡を内包する粒子であり、該独立気泡の数は単数であってもよいし、複数であってもよい。ここで、『中空粒子群の独立気泡内部』を総称して『中空部』と表現する。また、この中空粒子が独立気泡を有することは、該粒子が独立気泡を密閉状態で内包するための『樹脂製の殻』を有することを指す。さらに、上記の樹脂による連続相とは、この『樹脂製の殻を構成する成分組成上の連続相』を指す。なお、この樹脂製の殻の組成は後述のとおりである。
【００３６】
この中空粒子４の多数個が集合した中空粒子群は、例えば高圧気体とともにタイヤ気室の内側に充填されると、同時に供給される気体がタイヤ気室内から傷口を介してタイヤ外に漏れ出る際の気流に乗って傷口に殺到し、ここを閉塞することになる。
すなわち、傷口はタイヤ気室内の気体が漏れ出る流路となるが、その流路長さはタイヤの肉厚分にほぼ相当する。本発明の中空粒子は、上記流路内において『圧密』状態で入り込んで多数の中空粒子によって流路を詰まらせることができる。更にタイヤ気室内の圧力が大気圧から増圧されると、タイヤ骨格に張力が与えられることにより、傷口の内径は絞り込まれるように減少していく。ゆえに傷口内に圧密状態で入り込んだ中空粒子群には、タイヤ気室内の増圧によりタイヤ側から絞り込まれるように圧縮力が働く。ここで、本発明の中空粒子は、中空部圧力が高いために、この圧縮力に対して中空部圧力に起因する反力が発生するため、圧密の度合いを高めることができ、より大きな内径の傷口においても、タイヤ気室内の気体がほとんど漏れ出さない程度まで傷口を閉塞できるのである。
したがって、パンクの原因となった傷口は、瞬時にかつ確実に中空粒子によって塞ぐことができるのである。
【００３７】
かくして傷口が閉塞されたならば、高圧気体によって内圧を上昇することが可能であり、タイヤの『使用内圧』に達するまで気体を充填することが好ましい。従って、ボトル３内には使用内圧下でタイヤ気室を満たすに足る容積の気体が収容されていることが好ましい。なお、後述する中空粒子による内圧復活機能を併用することができれば、ボトル３内の気体容積量は気室を満たす量未満でも構わない。ここで、『使用内圧』とは、『自動車メーカーが各車両毎に指定した、装着位置ごとのタイヤ気室圧力値（ゲージ圧力値）』を指す。
【００３８】
また、上記した中空粒子４をタイヤ気室に充填するに当たり、下記式（Ｉ）に従う中空粒子の充填率を５ｖｏｌ％以上１００ｖｏｌ％以下とすることが好ましい。
記
中空粒子の充填率＝（粒子体積値／タイヤ気室容積値）×１００  ---（Ｉ）
ここで、粒子体積値は、タイヤ気室に配置した全中空粒子の大気圧下での合計体積と粒子周囲の空隙体積との合計量（ｃｍ３）である。
【００３９】
また、タイヤ気室容積値は、タイヤとリムとの組立体に空気のみを充填して使用内圧（kPa）に調整した後、充填空気を内圧が大気圧になるまで排出した際の充填空気排出量（ｃｍ３）を用いて、次式（II）から求めた値（ｃｍ３）である。
タイヤ気室容積値＝（充填空気排出量）／（使用内圧／大気圧）---（II）
なお式（II）において使用内圧はゲージ圧値（kPa）を、大気圧値は気圧計による絶対値（kPa）を用いる。すなわち、大気圧はゲージ圧で０[ｋPa]で表されるが、大気圧値自体は日々刻々と変動するものであるため、その時点での気圧計から観測される絶対値を用いる。よって、例えばある時の大気圧が１０１３hPaであった場合は、大気圧絶対値として１０１．３kPaを式(II)に用いる。
【００４０】
かように算出される中空粒子の充填率を５ｖｏｌ％以上とするのは、まず５ｖｏｌ％未満であると受傷部の閉塞は問題なく行えるが、中空粒子の絶対量が不足しているために、サイド部が接地しない圧力レベルまでの充分な復活内圧を得ることが難しくなる。充分な復活内圧が得られず走行を継続した場合は、サイド部が路面とによって磨耗し、早期に故障してしまうため好ましくない。
一方、１００ｖｏｌ％以下であれば、本発明の方法によってタイヤ気室内への充填が可能であるが、１００ｖｏｌ％を超えると、充填自体が難しく、更に高い圧力にて中空粒子を圧縮させることが必要となる。そのためには、電動コンプレッサー等の機器が必要となり煩雑となる。
【００４１】
なお、中空粒子をタイヤ気室内に所定充填率で充填するには、次の手法が適している。すなわち、対象となるタイヤ内容積を明確にした上で、体積が既知の中空粒子を収容した透明な容器から、タイヤ気室内に中空粒子を充填し、充填後に容器内に残存する中空粒子体積からタイヤ気室内に充填された中空粒子量を確認する手法が適合する。
【００４２】
ところで、タイヤは、サイズおよびリムとの組合せによってその容積が異なる。また、パンクにより内圧が低下した場合、サイド部が路面に接地する内圧値もタイヤによって異なる。本発明では、パンク受傷後もタイヤを圧力容器として活用する狙いがあること、サイド部が路面に接地する内圧値以下の低内圧走行では、圧力容器であるタイヤが故障してしまうことを鑑み、以下の前提条件が必須となる。
【００４３】
すなわち、既知であるタイヤ／リム組立体の内容積に対し、サイド部が路面に接地しなくなる内圧値以上まで復活内圧を得るに必要な中空粒子体積をあらかじめ求めておき、求めた規定体積以上の中空粒子を充填することである。
本発明では、簡易的作業によって迅速且つ確実に規定体積以上の中空粒子と高圧気体をタイヤ内に充填することが肝要であり、規定体積以上の中空粒子が充填されていれば、容器内に中空粒子が残存したとしても、本発明の効果を充分に発揮することができる。
【００４４】
また、ボトル３の内部とタイヤ２の気室との圧力が平衡になった時点でボトル３から気室内への気体および中空粒子の流動が停止するが、その際、ボトル３の内部に中空粒子４が残存している場合、さらには充填した中空粒子体積が規定体積に満たない場合には、図３に示すように、ボトル３底部に設けたバルブ３ａより高圧気体を補填することによって、残存した中空粒子をタイヤ気室内へ充填する方法が有効である。なお、バルブ３ａには中空粒子４をボトル３外に漏らさないためのフィルター３０を備え、さらに余剰気体をボトル３外にリークさせるバルブコアを有するものが好適である。
或いは図４に示すように、あらかじめ配置した分岐バルブ２０を操作しフィルター３０付流路２０ａからタイヤ内の圧力を一旦開放させタイヤ内を大気圧とする手法も有効である。
さらには、図５に示すように、ボトル３底部側にフィルター３０付開口部３ｂ（または図３に示したフィルター付バルブ３ａでも可）を設け、この開口部３ｂをシール３ｃで塞いでおき、ボトル３の内部とタイヤ２の気室との圧力が平衡になった時点でシール３ｃを剥がして開口部３ｂ（またはバルブ３ａ）を開放することによって、タイヤ内を大気圧とした上で、ボトルを潰す様に変形させながらボトルの容積を変化させることによって、残存する中空粒子をタイヤ内に移送することができる。
【００４５】
ところで、タイヤ気室内に充填した中空粒子は使用内圧以上の高圧下で一定期間耐圧容器内に収容されていたため、その中空部の圧力も周囲と同様に使用内圧以上になっている。かように保管されていた中空粒子は、大気圧となったタイヤ気室に供給された段階では中空部の内圧が中空部内に保持されているが、修理後の走行開始とともに、気室内圧の上昇に寄与することになり、高圧気体と協働して内圧を上昇させることになる。したがって、中空粒子による傷口の閉塞と同時に内圧の上昇もはかられる結果、パンクタイヤの復元が瞬時に完了することになる。以上の中空部の内圧放出のメカニズムについて以下に詳述する。
【００４６】
まず、耐圧容器内に中空粒子および高圧気体を収容することの意義から説明する。
すなわち、中空粒子４は耐圧容器（ＰＥＴボトル）３の内部に高圧気体とともに収容されているが、耐圧容器内に高圧気体とともに収容した当初は、中空粒子の中空部内の圧力（独立気泡内の圧力）が大気圧とほぼ等しく容器内の圧力より小さいために、粒子は体積減少する。この時点での中空粒子の形状は略球形状ではなく、球形状から扁平化して歪んだ形状となっている。この粒子形状が扁平化して歪んだ状態のままの中空粒子をタイヤ内に充填すると、中空部内の圧力（独立気泡内の圧力）が大気圧とほぼ等しい中空粒子であるために、前述した傷口の閉塞機構に比べて閉塞能力が低いレベルに留まることになる。すなわち、閉塞できる傷口の大きさは、小さい場合に限定されてしまう。また、中空粒子がタイヤ外部に噴出することはないにしても、中空粒子が扁平化して歪んだ形状であるためにミクロな通路が多く、よってタイヤ気室内の気体が漏洩することがある。更に、その後の走行により中空粒子は、球形状の場合と比べて粒子同士の衝突やタイヤおよびリム内面との衝突により、破壊しやすくなる。すなわち、中空粒子が扁平化して歪んだ形状では、衝突による入力を均一に分散させることができず、耐久性面で大きな不利をもたらすことになる。よって、再度受傷したときには、中空粒子がその受傷部の閉塞と内圧復活を果たせなくなる、おそれがある。
【００４７】
一方、扁平化して歪んだ中空粒子は、その中空部内の圧力と容器内の圧力との差により体積減少した状態であるわけだが、一定期間にわたり耐圧容器内の圧力を保ち続けることによって、中空粒子の中空部内の圧力、言い換えれば該粒子内の独立気泡内の圧力を、耐圧容器の圧力程度に高めることができる。すなわち、扁平化した中空粒子は変形させられているため、その殻の部分には元の略球形状に戻ろうとする力が働いている。また、扁平化した中空粒子の中空部内の圧力は、耐圧容器内圧力よりも低いことから、その圧力差を解消するために、耐圧容器内の気体の分子が樹脂による連続相の殻を通過して粒子の中空部内に浸透する。さらに、中空粒子の中空部は独立気泡であり、その中の気体は発泡剤に起因するガスで満たされているため、耐圧容器内（粒子周囲の空隙部）の気体とは異なる場合がある。この場合は、上述の単なる圧力差だけではなく気体の分圧差に従いながら、その分圧差を解消するまで耐圧容器内の高圧気体が粒子中空部内へ浸透していく。このように、耐圧容器内の高圧気体は、時間と共に中空粒子の中空部内へ浸透していくため、この中空部内に浸透した分だけ、耐圧容器内の圧力が低下することとなる。よって、中空粒子の中空部内に浸透した分を補うために、高圧気体を充填した上で所望の圧力をかけ続けることにより、所望の使用内圧に調整した内容物を有する耐圧容器を早期に得ることができる。
【００４８】
かように、中空粒子の中空部内の圧力は、耐圧容器内（粒子周囲の空隙部）の圧力に近づきながら、一旦減少した粒子体積を回復していき、粒子形状は扁平化されて歪んだ形状から元の略球形状へと回復していく。この形状を回復していく過程の中で、中空粒子中空部内の圧力が耐圧容器内の圧力に対して少なくとも７０％にまで増加することにより、粒子形状は扁平化した状態から略球形へ回復することが出来、これによって上述した粒子の耐久性を保証することが出来る。
【００４９】
かように、中空粒子をタイヤとは別の耐圧容器内に配置し、粒子周囲の空隙圧力を少なくとも所望のタイヤ気室内の使用圧力に対して７０％以上まで高めた状態に保持し、この圧力をかけ続けたまま該耐圧容器内にて適切な時間保管したうえで、中空粒子の中空部内の圧力が増加した状態の粒子をその周囲の雰囲気と共にタイヤ気室内に供給することによって、上述の粒子体積を回復した中空粒子においては、粒子形状が略球形に回復するため、修理後の走行においてタイヤ転動時の繰り返し変形に伴って粒子に加わる疲労や破壊も大幅に低減できる結果、中空粒子の耐久性が損なわれることはない。中空粒子の耐久性が損われない範囲は、タイヤ気室内の圧力が、装着する車両指定内圧等の所望する高圧下環境のなかで中空粒子の中空部の圧力が所望のタイヤ気室内の圧力に対して少なくとも７０％であることが好ましい。さらには、８０％以上、９０％以上、そして１００％以上と高く設定することが推奨される。
【００５０】
なお、上述の適切な保持時間は、中空粒子の殻の部分、すなわち粒子の連続相に対する空隙気体の透過性と、粒子中空部内の気体と空隙気体との分圧差とを考慮して、設定すればよい。
【００５１】
以上の機構と粒子の形状、体積の変化過程に則り、耐圧容器内（粒子周囲の空隙部）に充填する気体の種類と圧力とを適宜に選択、そして調節することによって、中空粒子の中空部内の圧力を所望の範囲に設定できる。
【００５２】
かように耐圧容器内で調整された中空粒子は、タイヤ気室内へ供給された段階では、その中空部内の圧力（独立気泡中の気泡内圧力）は、上記使用内圧に準じた高い圧力を保ったまま、言い換えれば、粒子体積と中空部圧力を保持したままタイヤ気室内に存在する。更に修理後の走行においては、大気圧近くの低内圧走行であるため、タイヤが大きく撓みながら転動する。よって、タイヤ自身の自己発熱によりタイヤはもとより、タイヤ気室内の温度が大幅に上昇する。以上のように、中空粒子が加熱され体積膨張することにより、粒子周囲の空隙気体を圧縮する事になるため、タイヤ気室の圧力上昇を補助することになり、高圧気体の作用と相まってタイヤ気室の圧力上昇が急激に進行する。その結果、パンクタイヤの復元が早期に完了することになる。
【００５３】
さらに、上記に従って修理されたタイヤは、図５にリム組みした修理後のタイヤ断面を示すように、そのタイヤ気室２ａ内に傷口の閉塞に使用されなかった中空粒子４を含むものであり、この中空粒子４は再度のパンクに対しても上記した傷口の閉塞機能を発揮することは勿論であるが、さらに所定の充填量の下では、パンク時の内圧低下にも対処する内圧復活機能をも付与することができる。そのためには、上述した中空粒子の充填率を５ｖｏｌ％以上とすることが好ましい。
なお、図５において、符号７はビードコア、８はカーカス、９はベルト、１０はトレッドおよび１１はインナーライナーをそれぞれ示す。
【００５４】
次に、上記した中空粒子の充填率を５ｖｏｌ％以上として充填した修理後のタイヤにおいて、修理後の使用から再度受傷した場合の中空粒子の挙動について説明する。
さて、上述した中空粒子群をタイヤ気室内に配置したタイヤとリムとの組立体にあっては、該タイヤが再度受傷すると、中空粒子４相互間の空隙に存在するタイヤ気室内の高圧気体がタイヤの外側に漏れ出る結果、タイヤ気室の圧力は大気圧と同程度の圧力にまで低下する。そして、このタイヤ気室圧力低下の過程において、以下の事がタイヤ気室内で起こる。
【００５５】
まず、タイヤが受傷しタイヤ気室の圧力が低下し始めると、中空粒子の多数が受傷部を閉塞し、急激な気室圧力の低下を抑制する。その一方、気室圧力の低下に伴いタイヤの撓み量は増加し、タイヤ気室容積が減少する。さらに、気室圧力が低下するとタイヤが大きく撓み、タイヤ気室内に配置した中空粒子は、タイヤ内面とリム内面との間に挟まれながら、圧縮とせん断の入力を受けることとなる。
【００５６】
一方、上述の使用内圧下で存在していた中空粒子の中空部内の圧力（独立気泡中の気泡内圧力）は、受傷後も上記使用内圧に準じた高い圧力を保ったまま、言い換えれば、受傷前の粒子体積と中空部圧力を保持したままタイヤ気室内に存在する事となる。よって、さらにタイヤが転動する事により、中空粒子そのものが直接的に荷重を負担しつつ中空粒子同士が摩擦を引き起こし自己発熱するために、タイヤ気室内の中空粒子の温度が急上昇する。そして、該温度が、中空粒子の熱膨張開始温度（Ｔｓ２：該樹脂のガラス転移温度に相当する）を超えると、該粒子の殻は軟化し始める。このとき、中空粒子の中空部内の圧力が使用内圧に準じた高い圧力であるのに加え、中空粒子温度の急上昇によりさらに中空部内圧力が上昇しているために、中空粒子が一気に体積膨張し粒子周囲の空隙気体を圧縮する事になるため、タイヤ気室の圧力を少なくともタイヤのサイド部が接地しなくなるタイヤ気室圧力まで回復させる事ができるのである。
【００５７】
上記の機構によって中空粒子の中空部内の圧力を大気圧以上の高い圧力に設定すれば、内圧復活機能を発現させることができる。
すなわち、前述のサイド部が接地しないタイヤ内圧までタイヤ気室の圧力を復活させるには、前述の中空部内の圧力が使用内圧の少なくとも７０％である中空粒子を、５ｖｏｌ％以上の充填率の下にタイヤ気室内に配置しておくことが肝要であるのは、上述の通りである。
【００５８】
また、前述した内圧復活機能を確実に発現させるためには、該内圧復活機能が発現する前に、受傷部を確実に閉塞する事が肝要である。すなわち、受傷部の閉塞が不完全であると、復活したはずの圧力が受傷部から漏洩してしまう結果、内圧復活機能により得られた圧力がその後の走行能力に一時的にしか貢献できないために、受傷後の走行性能を保証できなくなる恐れがあるからである。該中空粒子は、中空構造による低比重かつ弾力性に富んだ粒子であるために、タイヤが受傷し受傷部から中空粒子周囲の空隙気体が漏洩し始めると、空隙気体の漏洩による流れに乗って即座に受傷部に密集し、受傷部の傷口を瞬時に閉塞する。以上述べたように、中空粒子による受傷部の閉塞機能は、本発明の内圧復活機能を支える必須機能である。
【００５９】
以上述べたように、中空粒子を充填した修理後のタイヤとリムとの組立体では、パンク後の内圧低下に伴うタイヤ気室容積の減少とタイヤの撓み量の増大に伴うタイヤ発熱に加え、中空粒子間の摩擦を引き起こすことで粒子の急激な温度上昇とともに粒子の膨張による内圧復活を果たし、再受傷後の安全走行を実現できる。
【００６０】
また、発明者らは中空粒子の発熱と膨張の実態について鋭意検討し、中空粒子の適正な範囲を見出した。さて、中空粒子はその原料である『膨張性樹脂粒子』を加熱膨張することにより得られ、この膨張性樹脂粒子には膨張開始温度Ｔｓ１が存在する。更に、加熱膨張によって得られた中空粒子を室温から再度加熱すると、中空粒子は更なる膨張を開始し、ここに中空粒子の再膨張開始温度Ｔｓ２が存在する。発明者らは、これまで多くの膨張性樹脂粒子から中空粒子を製造し検討を重ねてきた結果、Ｔｓ１を膨張特性の指標としてきたが、中空粒子の膨張特性の指標としてはＴｓ２が適切であることを見出すに到った。
【００６１】
まず、膨張性樹脂粒子を加熱膨張させる場合における膨張挙動を観察した。膨張性樹脂粒子は膨張する前の段階にあるため、中空粒子の状態に比して粒径が極端に小さく、樹脂製の殻部の厚さが極端に厚い。よって、マイクロカプセルとしての剛性が高い状態にある。したがって、加熱膨張の過程で樹脂製の殻部の連続相がガラス転移点を越えても、更なる加熱により殻部がある程度柔らかくなるまでは、内部ガスの拡張力が殻部の剛性にうち勝つことが出来ない。よって、Ｔｓ１は実際の殻部のガラス点移転よりも高い値を示す。
一方で、中空粒子を再度加熱膨張させる場合では、中空粒子の殻部の厚さが極端に薄く、中空体としての剛性が低い状態にある。したがって、加熱膨張の過程で殻部の連続相がガラス転移点を越えると同時に膨張を開始するため、Ｔｓ２はＴｓ１より低い位置づけとなる。
【００６２】
本発明では、いったん膨張させた中空粒子の更なる膨張特性を活用する場合と、上記に加えて膨張性樹脂粒子の膨張特性をさらに活用する場合があるため、本発明のタイヤにおける内圧復活を議論するには、従来のＴｓ１とＴｓ２とを夫々の場合に応じて使い分けることが肝要である。
すなわち、中空粒子のＴｓ２および膨張性樹脂粒子のＴｓ１は、４０℃以上２００℃以下であることが肝要である。なぜなら、中空粒子のＴｓ２および膨張性樹脂粒子のＴｓ１が４０℃未満では、車両内での耐圧容器の保管温度を鑑みると保管環境下にて膨張する可能性があるからである。
一方２００℃を超えると、パンク受傷後のランフラット走行において、中空粒子の摩擦発熱に起因する急激な温度上昇が起こっても、Ｔｓ２およびＴｓ１に達することが出来ない場合があり、よって目的とする『内圧復活機能』を十分に発現させることが出来なくなる場合がある。
【００６３】
よって、Ｔｓ２およびＴｓ１の範囲は４０℃以上２００℃以下であり、好ましくは１５０℃以下、更に好ましくは１２０℃以下であり、もっとも好ましくは１００℃以下の範囲である。
【００６４】
以上のように、上記した上限値および下限値に従う再膨張開始温度Ｔｓ２を有する中空粒子または、該中空粒子に更に上記した上限値および下限値に従う再膨張開始温度Ｔｓ１を有する膨張性樹脂粒子を添加したものを配置することにより、内圧復活機能を確実に発現させる一方、常用保管での『内圧復活機能保持』が達成される。
【００６５】
この内圧復活機能を強化するために、上記の膨張性樹脂粒子を中空粒子に混在させてタイヤ気室内に充填する場合の膨張性樹脂粒子の混合率は、中空粒子体積の５ｖｏｌ％〜１００ｖｏｌ％の範囲である。すなわち、５ｖｏｌ％未満であると膨張性樹脂粒子を添加した効果が明確に得られない。また、１００ｖｏｌ％を超えると膨張性樹脂粒子の吸熱量が大きくなるために、内圧復活時の増圧速度が緩慢になることがある。その結果、サイド部が路面に接地している時間が長くなる分、圧力容器であるタイヤ自体が故障してしまう懸念があるため好ましくない。
【００６６】
次に、中空粒子の中空部（独立気泡）を構成する気体としては、窒素、空気、炭素数２から８の直鎖状及び分岐状の脂肪族炭化水素およびそのフルオロ化物、炭素数２から８の脂環式炭化水素およびそのフルオロ化物、そして次の一般式（III）：
Ｒ１−Ｏ−Ｒ２----  （III）
（式中のＲ１およびＲ２は、それぞれ独立に炭素数が１から５の一価の炭化水素基であり、該炭化水素基の水素原子の一部をフッ素原子に置き換えても良い）にて表されるエーテル化合物、からなる群の中から選ばれた少なくとも１種が挙げられる。また、タイヤ気室内に充填する気体は空気でも良いが、上記粒子中の気体がフルオロ化物でない場合には、安全性の面から酸素を含まない気体、たとえば窒素や不活性ガス等が好ましい。
【００６７】
尚、独立気泡を有する中空粒子を得る方法は特に限定されないが、発泡剤を用いて『膨張性樹脂粒子』を作製し、これを加熱膨張させる方法が一般的である。この発泡剤としては、高圧圧縮ガス及び液化ガスなどの蒸気圧を活用する手法、熱分解によって気体を発生する熱分解性発泡剤を活用する手法などを挙げることができる。
【００６８】
後者の熱分解性発泡剤には窒素を発生させる特徴のあるものが多く、これらによる発泡によって得られる膨張性樹脂粒子の反応を適宜制御することによって得た粒子は気泡内に主に窒素を有するものとなる。この熱分解性発泡剤としては特に限定されないがジニトロソペンタメチレンテトラミン、アゾジカルボンアミド、パラトルエンスルフォニルヒドラジンおよびその誘導体、そしてオキシビスベンゼンスルフォニルヒドラジンを好適に挙げることができる。
【００６９】
次に、前者の高圧圧縮ガス及び液化ガスなどの蒸気圧を活用して中空粒子となる『膨張性樹脂粒子』を得る手法を説明する。
中空粒子を形成する前記樹脂による連続相を重合する際、炭素数２から８の直鎖状及び分岐状の脂肪族炭化水素およびそのフルオロ化物、炭素数２から８の脂環式炭化水素およびそのフルオロ化物、そして次の一般式（III）：
Ｒ１−Ｏ−Ｒ２----  （III）
（式中のＲ１およびＲ２は、それぞれ独立に炭素数が１から５の一価の炭化水素基であり、該炭化水素基の水素原子の一部をフッ素原子に置き換えても良い）にて表されるエーテル化合物、からなる群の中から選ばれた少なくとも１種を発泡剤として高圧下で液化させ、反応溶媒中に分散させつつ、乳化重合させる手法である。これにより上記に示されるガス成分を液体状態の発泡剤として前術の樹脂連続相にて封じ込めた『膨張性樹脂粒子』を得ることができ、これを加熱膨張させる事によって、所望の中空粒子を得る事が出来る。
【００７０】
また、前記『膨張性樹脂粒子』の表面に、シリカ粒子等のアンチブロッキング剤、カーボンブラック微粉、帯電防止剤、界面活性剤、油剤等をコーティングした上で加熱膨張させることにより、目的の中空粒子を得ることができる。
【００７１】
また、受傷によりタイヤ気室圧力が低下した状態において、該中空粒子によって必要最低限の内圧を付与するには、中空粒子の中空部内に所定圧力で封入された気体が、粒子外部へ漏れ出ないこと、換言すると、中空粒子の殻の部分に相当する樹脂による連続相が気体を透過し難い性質を有することが肝要である。すなわち、連続相を構成する樹脂はガス透過性の低い材質によること、具体的には、アクリロニトリル系共重合体、アクリル系共重合体、塩化ビニリデン系共重合体のいずれか少なくとも１種から成ることが肝要である。これらの材料は、タイヤ変形による入力に対して中空粒子としての柔軟性を有するため、本発明に特に有効である。
【００７２】
とりわけ、中空粒子の連続相には、アクリロニトリル系重合体、アクリル系重合体および塩化ビニリデン系重合体のいずれかを適用することが好ましい。さらに詳しくは、重合体を構成するモノマーが、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、メチルメタクリレート、メタクリル酸、塩化ビニリデンから選択される重合体であり、好ましくはアクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メチルメタクリレート３元共重合体、アクリロニトリル／メタアクリロニトリル／メタクリル酸３元共重合体から選ばれた少なくとも１種がそれぞれ有利に適合する。これらの材料は、いずれもガス透過係数が小さくて気体が透過し難いために、中空粒子の中空部内の気体が外部に漏れ難く、中空部内の圧力を適切に保持することができる。
【００７３】
さらに、中空粒子の連続相は、３０℃におけるガス透過係数が３００×１０-12 （ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ2 ・ｓ・ｃｍＨｇ）以下、好ましくは３０℃におけるガス透過係数が２０×１０-12（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ2・ｓ・ｃｍＨｇ）以下、さらに好ましくは３０℃におけるガス透過係数が２×１０-12（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ2・ｓ・ｃｍＨｇ）以下であることが推奨される。なぜなら、通常の空気入りタイヤにおけるインナーライナー層のガス透過係数は３００×１０-12（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ2・ｓ・ｃｍＨｇ）以下のレベルにあって十分な内圧保持機能を有している実績を鑑み、粒子の連続相についても、３０℃におけるガス透過係数を３００×１０-12（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ2 ・ｓ・ｃｍＨｇ）以下とした。ただし、このガス透過係数のレベルでは、３〜６カ月に１度程度の内圧補充が必要であるから、そのメンテナンス性の点からも、２０×１０-12 （ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ2 ・ｓ・ｃｍＨｇ）以下、さらに好ましくは２×１０-12（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ2・ｓ・ｃｍＨｇ）以下とすることが推奨される。
【００７４】
ここで、本発明に従ってタイヤ気室に中空粒子を充填するにあたり、タイヤが損傷した際のタイヤ受傷部の閉塞機能を高めるために、タイヤ気室内に、大気圧下での平均嵩比重が該中空粒子の平均真比重よりも大きい発泡体の多数を配置し、傷口の閉塞に中空粒子群と混用することが有効である。すなわち、あらかじめタイヤ気室内に発泡体の多数を配置しておくか、或いはパンク後に該中空粒子群と別または一緒に充填する手段が有効である。具体的には、直径が１〜１５ｍｍの略球体形状または一辺が１〜１５ｍｍの立方体形状であり独立または連通気泡を有し、平均嵩比重が０．０６〜０．３ｇ／ｃｃでありかつ粒子の平均真比重よりも大きい嵩比重値である発泡体の多数を加えることにより、該内圧復活機能の発現期間を延ばし、タイヤ受傷後の走行能力を増大させることが可能である。
【００７５】
すなわち、中空粒子は略球形状であるために流動性が高く、よってタイヤバルブ等の内径の小さい導入口からタイヤ気室内部に、容易に配置することができる。その一方、タイヤが受傷したとき、該受傷部からタイヤの外側へ中空粒子がタイヤ気室の高圧気体と共に吹き出ようとして受傷部内面に集まることになる。しかしながら、受傷部内面からタイヤ外周面までの受傷経路は直線ではなく複雑に入り組んだ形状を呈するため、タイヤ内面傷口から入り込んだ該粒子は、該経路の途上行く手を阻まれる結果、多数の中空粒子が受傷部内面に圧縮状態で集合することになり、受傷部が暫定的に閉塞される。ここで、暫定的に閉塞とは、中空粒子そのものの漏洩はないが、該粒子周囲の空隙気体が徐々に漏洩する状態を指す。
【００７６】
その際、受傷部の傷の大きさが極端に大きい場合には、粒子のみによる暫定的閉塞が不完全な場合があり、中空粒子がタイヤ外部に漏れ出してしまう場合がある。このような場合において、上述した発泡体の多数を加えておくことにより、次のように傷口閉塞のレベルを向上させることができる。
まず、上述の発泡体の多数をあらかじめタイヤ気室内に配置しておけば、パンクによるタイヤ気室内の気体の漏洩と共に、該発泡体が傷口内面に密着し、タイヤ気室内の圧力と回転に伴う遠心力とによって、さらに傷口内部に潜り込んだ様態となる。その後の修理により、中空粒子を充填すると、発泡体が潜り込んだ傷口を閉塞する形となり、極めて確実な閉塞状態を得ることができる。
【００７７】
一方、修理後のタイヤにおいては、転動中のタイヤ気室内において、速度に応じた遠心力が発生しており、その遠心力下において嵩比重の大きい該発泡体はタイヤのインナーライナー側へ、そして真比重の小さい該中空粒子は該発泡体よりは回転中心に近い側へ夫々偏在する。この状態においては、もし該粒子のみでは閉塞できない程の大きさの傷を再度受けたとしても、タイヤ内面のインナーライナー面近傍に、該発泡体が多数偏在しているため、該発泡体がタイヤ外部へ吹き出ようとして、受傷部の傷口内面にいち早く密着することによって受傷部を閉塞する事となり、極めて有効である。
【００７８】
特に、該発泡体が連通気泡を持つ発泡体の場合、圧縮性が高く、傷口の形状に密着しやすく、傷口内部まで潜り込み易い事と、結果的に大きな傷口を該発泡体により極めて複雑かつ微細化できる事によって、その複雑・微細化された気体の散逸流路を該中空粒子にて閉塞するに最も適した様態へ変化させることが出来るため、大変有効な手段となる。
【００７９】
また、中空粒子および気体の充填に併用するタイヤ用バルブを有することが好ましい。このタイヤ用バルブは、中空粒子をタイヤ気室内に堰止め、かつ気体のみをタイヤ気室外に通過可能としたフィルターを備えることを特徴とするものである。かようなタイヤ用バルブを取り付けることによって、本発明のタイヤとリムの組立体を製造する際、１つのバルブのみにて中空粒子をタイヤ気室内に配置する事が可能となるため、１つのバルブ穴しか持たない汎用リムをそのまま使用することが出来る。加えて、常用走行におけるタイヤ気室圧力の自然低下に対し、『気体補充作業における中空粒子の漏洩』を防ぐ事が出来、簡便にタイヤ気室圧力をメンテナンスする事を実現できる。
かようなタイヤ用バルブとしては、図６に例示する構造のものを用いることができる。ここで、符号１２が上記フィルターであり、例えば不織布を用いることができる。
【実施例】
【００８０】
パンクタイヤの修理に供する充填材として、表１に示す中空粒子を作製し、それぞれ表１に示す条件に従って図２に示した耐圧容器（ポリエチレンテレフタレート樹脂製）内に収容して表１に示した圧力下にて一定期間保管し、この耐圧容器から中空粒子および高圧気体を供給してパンクタイヤの修理を行った。各修理における傷口の閉塞性、再パンク後の走行能力について調査した結果を表１に併記する。
【００８１】
なお、表１における、中空粒子の連続相を構成する組成物の種類は表２に示すとおりである。この表２に示す膨張性樹脂粒子を加熱して膨張させることによって中空粒子とし、得られた粒子群の平均粒径および平均真比重を測定した結果は表３に示した。表３に示した中空粒子を表１に示す充填率の下で、各タイヤ気室に充填した。なお、タイヤには、排気量１５００ｃｃの乗用車に、１９５／４５ＺＲ１６のタイヤと７．０Ｊ−１６のリムとの組立体を装置し、使用内圧２００kPa下にて、６ｍｍφの釘を踏み抜き受傷させたものを用いた。
【００８２】
ここで、実施例においては所定量の容器内の中空粒子と高圧気体をタイヤ気室内に充填し、充填後のタイヤ気室圧力を求めた。更に速度５０ｋｍ／ｈにて１０ｋｍ走行した後のタイヤ内圧を測定した。傷口の閉塞性は、タイヤ内圧が高いほど傷口閉塞性に優れていることを示す。
また、本発明はコンプレッサー等の圧力補充機器を用いない修理手段であるため、比較例２、３においては、コンプレッサーによる圧力補充を実施した場合を示した。
【００８３】
また、再パンク後の走行能力は、上記タイヤを走行後２４時間放置し、その後６ｍｍφの釘を一度目の受傷とは別の位置にて踏み抜き、３日間放置した。その後、６０ｋｍ／ｈにて最大８０ｋｍの走行を実施し、再パンク後の走行能力について調べた。２度目の受傷（再パンク）後の走行においては、再修理が不能であることを前提とし、中空粒子の追加充填及び高圧気体の再補充を一切行わず、３日間放置後の状態からの走行を実施した。この状況においては、修理場への直行を前提とし、走行距離２０ｋｍ以上を合格とした。
【００８４】
【表１】
2006116912.tif 000003
【００８５】
【表２】
2006116912.tif 000004
【００８６】
【表３】
2006116912.tif 000005
【００８７】
なお、荷重が負荷されていない状態下でタイヤの気室圧力を使用内圧である２００ｋＰａに調整し、気室内の高圧空気を排出させることで気体の排出量を求め、タイヤの気室容積を算出した。その算出結果を、表１に示した。
ここで、タイヤの気室容積の測定は、以下に示す手順によって行った。
〔タイヤ気室容積の測定方法〕
手順１：タイヤとリムの組立体に荷重がかからない状態を保持したまま、常温の空気を充填し、所定内圧（使用内圧）Ｐ２に調整する。このとき、Ｐ２下における目的のタイヤ気室容積をＶ２とする。
手順２：タイヤバルブを開放し、タイヤ気室内の空気を大気圧Ｐ1に放出させつつ積算流量計に流し、充填空気排出量Ｖ１を測定する。なお積算流量計には、品川精機(株)製  ＤＣ  ＤＲＹガスメーター  ＤＣ−２Ｃ、インテリジェントカウンターＳＳＦ  を用いた。
以上の各測定値を用いて、
タイヤ気室容積値＝（充填空気排出量）／（使用内圧／大気圧）---（II）
に従って、使用内圧Ｐ２時のタイヤ気室容積Ｖ２を求めることができる。
なお、式（II）において使用内圧はゲージ圧値（kPa）を、大気圧値は気圧計による絶対値（kPa）を用いた。
【００８８】
また、表１に示したタイヤ気室に配置した容器内の中空粒子の中空部内の圧力は、次のように測定した。
〔中空部内の圧力レベル確認方法〕
容積が既知の容器内に中空粒子を配置し所望の使用内圧Ｐ２に一定期間保った、目的の容器を準備する。容器上のバルブにはフィルターを配置することで、バルブを開放した時、中空粒子が容器内に留まり、高圧の気体だけが排出される状態を得られる。次に、一旦容器の圧力を大気圧とし、再度気体を充填した上でＰ２の５０％に相当する圧力Ｐ５０％に調整し、容器上のバルブを開放して容器内の空気を大気圧Ｐ1に放出させつつ積算流量計に流し、空気排出量Ｖ５０％を測定する。そして、次式
Ｐ５０％下における粒子周囲空隙容積値Ｖ（ｃｍ３）＝
〔空気排出量値Ｖ５０％（ｃｍ３）〕/〔内圧値Ｐ５０％（kPa）/大気圧Ｐ1（kPa ）〕
により、圧力Ｐ５０％における粒子周囲空隙容積値Ｖを求める。同様に、Ｐ３０％、Ｐ７０％、Ｐ８０％、Ｐ９０％等の各圧力水準における粒子周囲空隙容積を算出する。もし、中空部内圧力が容器内の圧力に満たない場合は、中空粒子体積が減少するためその分粒子周囲空隙容積が増加した状態となる。よって、充分に低い圧力水準から上記測定を開始し、粒子周囲空隙容積が増加し始めた水準の圧力をもって、中空粒子の中空部内の圧力レベルとした。
【００８９】
さらに、中空粒子の平均真比重の計測法は、次に示す通りである。
［平均真比重の計測法］
粒子の平均真比重値は、イソプロパノールを用いた、常法である液置換法（アルキメデス法）により測定するのが一般的であり、本発明においても、この常法に従うこととした。
【００９０】
また、中空粒子の平均粒径および粒径分布の計測法は、次に示す通りである。
機器：Ｓｙｍｐａｔｅｃ  Ｇｍｂｈ  社製  レーザ回折式粒度分布測定装置  ＨＥＬＯＳ＆ＲＯＤＯＳシステム
測定条件：２Ｓ−１００ｍｓ/ＤＲＹ
分散圧：２．００ｂａｒ、送り：５０．００％、回転：６０．００％
形状係数：１．００
上記の条件にて測定し、以下の測定値を採用する。
すなわち、体積基準平均粒径を、本発明の平均粒径値（Ｄ５０値）とする。
【００９１】
さらに、各膨張性樹脂粒子の熱膨張開始温度Ｔｓ１及び各中空粒子の再膨張開始温度Ｔｓ２の測定法は、以下に示す通りである。
〔粒子の熱膨張開始温度測定法〕
表２における熱膨張開始温度Ｔｓ１およびＴｓ２は、以下に示す条件にて膨張変位量を測定し、その変位量の立ち上がり時の温度とした。
機器：ＰＥＲＫＩＮ−ＥＬＭＥＲ  ７Ｓｅｒｉｅｓ
“Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍ”
測定条件：昇温速度１０ｋｍ／ｍｉｎ、測定開始温度２５℃、測定終了温度２２０℃、
測定物理量：加熱による膨張変位量を測定。
【００９２】
なお、評価を行うタイヤとリムとの組立体のリム内面には、タイヤ気室圧力をモニターする圧力センサーを組み込み、測定した圧力データの信号を一般に使用されているテレメータを用いて電波伝送し、試験車両内部に設置した受信機にて受信することで圧力の変化を計測しながら、走行試験を実施した。
【００９３】
比較例１では、中空粒子の中空部圧力が低く容器内も大気圧のため高圧気体の流入はない。また、コンプレッサーでの圧力補充をしなかったため、１度目の受傷後の走行にてタイヤからの発熱による増圧は得られるものの閉塞が充分ではなく、また中空部圧力が低いために内圧復活も起こらなかった。よって早期にタイヤ故障に至った。
【００９４】
比較例２および３では、比較例１に比してコンプレッサーでの圧力補充をしたため、１度目の受傷後の走行はできたが、中空部内圧力が低いために充分な閉塞が得られず、１０ｋｍ走行後のタイヤ内圧が低い。タイヤからの発熱により若干の圧力増加があるが、受傷部からの漏洩が大きい。更に２度目の受傷では、比較例１の１度目の受傷の場合と同様に早期に故障に至った。
【００９５】
実施例１，２では、容器内の高圧気体が流れ込むことによる増圧と、中空部内圧力が高いことによって、コンプレッサーによる圧力補充をせずとも、１度目の受傷後の走行が可能であった。また、タイヤからの発熱により一部の中空粒子が膨張し内圧復活できた。２度目の受傷においても、３日間の放置によりタイヤ気室の圧力は低下したが、中空部内の圧力が保持されているため、内圧復活による走行が可能であった。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】パンクタイヤの修理要領を示す図である。
【図２】本発明で使用する耐圧容器の具体的構成を示す断面図である。
【図３】耐圧容器の変形例とフィルター付バルブを搭載した例を示す図である。
【図４】本発明に従う修理後のタイヤの幅方向断面図である。
【図５】本発明に従う修理後タイヤに適用する、中空粒子および気体の充填に併用する『フィルターを備えたタイヤ用バルブ』の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００９７】
１  リム
２  タイヤ
２ａ  タイヤ気室
３  耐圧容器
４  中空粒子
５  気体
６  開口部
７  ビードコア
８  カーカス
９  ベルト
１０  トレッド
１１  インナーライナー層
１２  フィルター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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