パンクシール剤の保管寿命の推定方法
【課題】 クリーム生成に関係するパンクシール剤の保管寿命を容易に推定することができ、パンクシール性能への信頼性の確保。
【解決手段】 静的寿命ＫＡを予測する静的寿命予測ステップと、前記予測した静的寿命ＫＡを車載による加振効果により補正して最終の前記保管寿命ＫＢを推定ステップとを含む。前記静的寿命予測ステップは、生成クリーム量を、保管温度毎の保管期間の関数として求めるクリーム量測定工程、（１）式で示す活性化エネルギＥの算出工程、促進温度Ｔ０でクリーム生成を促進させた試験パンクシール剤の保管期間ｋ０を実車によるシールテストにて求める保管寿命算出工程、Ｅ、Ｔ０、ｋ０と（１）式から度数因子Ａを算出する工程、及びパンクシール剤を実際に保管する地域の期間毎の温度条件を求め、期間毎の静的寿命ｋｉから静的推定実寿命ＫＡである静的寿命を算出する静的寿命算出工程を具える。
ｋ＝Ａ・ｅｘｐ（−Ｅ／ＲＴ） −−−−（１）
【解決手段】 静的寿命ＫＡを予測する静的寿命予測ステップと、前記予測した静的寿命ＫＡを車載による加振効果により補正して最終の前記保管寿命ＫＢを推定ステップとを含む。前記静的寿命予測ステップは、生成クリーム量を、保管温度毎の保管期間の関数として求めるクリーム量測定工程、（１）式で示す活性化エネルギＥの算出工程、促進温度Ｔ０でクリーム生成を促進させた試験パンクシール剤の保管期間ｋ０を実車によるシールテストにて求める保管寿命算出工程、Ｅ、Ｔ０、ｋ０と（１）式から度数因子Ａを算出する工程、及びパンクシール剤を実際に保管する地域の期間毎の温度条件を求め、期間毎の静的寿命ｋｉから静的推定実寿命ＫＡである静的寿命を算出する静的寿命算出工程を具える。
ｋ＝Ａ・ｅｘｐ（−Ｅ／ＲＴ） −−−−（１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パンクしたタイヤに注入することによりそのパンク箇所をシールするパンクシール剤の保管寿命を推定する推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤにパンクが発生したとき、タイヤ内に注入することによってパンク箇所をシールしてタイヤを応急的に修理するパンクシール剤として、天然ゴムラテックスを用いたものが提案されている（例えば特許文献１など参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開９−１１８７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしこの種のものは、長期保管すると、パンクシール剤中のゴム成分の一部が凝集してクリームを生成してしまい、パンクシール性能を損ねるという問題がある。
【０００５】
パンクシーリング剤は、水溶液中に、天然ゴム粒子がイオン斥力によって反発しあって分散浮遊しているエマルジョンであるが、天然ゴム粒子の比重が分散媒である水溶液よりも小さい。そのため、保管中に天然ゴム粒子が次第に浮上していき、これが表面側でのゴム濃度を高め、天然ゴム粒子同士が接触して相変化を起こし、クリームを生成するのである。そして、クリーム生成された劣化したパンクシール剤でパンク修理をする場合、クリーム以外の液相部のみがタイヤ内に注入されるため、ゴム濃度や注入量の不足を招き、パンクシール性能を低下させることとなる。
【０００６】
従って、パンクシール剤では、最低限のパンクシール性能を確保しうる保管寿命を推定することが強く望まれている。しかし、この保管寿命は保管温度や振動等の保管環境に大きく影響されるため、未だ有効な推定方法が見出されておらず、新規な配合のパンクシール剤の開発の大きな妨げとなっている。
【０００７】
本発明は、クリーム生成に関係するパンクシール剤の保管寿命を容易に推定することができ、パンクシール性能への信頼性を高めるとともに、パンクシール剤の研究開発を効率的に行いうるパンクシール剤の保管寿命の推定方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、天然ゴムラテックスを含むパンクシール剤を注入することによりパンクしたタイヤのパンク箇所をシールするパンクシール剤の保管寿命を推定する推定方法であって、
静的保管における静的寿命ＫＡを予測する静的寿命予測ステップと、前記予測した静的寿命ＫＡを車載による加振効果により補正して最終の前記保管寿命ＫＢを推定する加振効果補正ステップとを含み、
前記静的寿命予測ステップは、
（ｉ）異なる複数の保管温度において静的保管するときの、パンクシール剤中のゴム成分の一部が凝集することにより生成されるクリームのクリーム量を、前記保管温度毎の経過した保管期間の関数として求めるクリーム量測定工程、
（ii）前記クリーム量測定工程で求めた保管温度と、クリーム量と、保管期間との関数から、クリーム量がパンクシール剤総容量の１０〜３０％内で選択される基準値での次の（１）式で示す活性化エネルギＥを、アレニウスプロットにより求める活性エネルギ算出工程、
ｋ＝Ａ・ｅｘｐ（−Ｅ／ＲＴ） −−−−（１）
（式中のｋ：反応速度定数、Ａ：度数因子、Ｒ：気体定数、Ｔ：絶対温度）
（iii ）パンクシール剤を熱促進劣化させる反応促進温度Ｔ０でパンクシール剤を静的保管し、前記クリームの生成を促進させた試験パンクシール剤を用いて実車によるシールテストを行い、該シールテストに合格する高温保管期間である前記反応速度定数ｋをｋ０として求める保管寿命算出工程、
（iv）前記活性エネルギ算出工程により求めた活性化エネルギＥと、前記保管寿命算出工程での反応促進温度Ｔ０と、反応速度定数ｋ０とから、前記度数因子Ａを、前記（１）式により算出する度数因子算出工程、及び
（ｖ）パンクシール剤を実際に保管する地域の期間毎の温度条件を求め、期間毎の静的寿命ｋi を、前記温度条件、活性化エネルギＥ、度数因子Ａから前記（１）式を用いて求め、その逆数である劣化度１／ｋi により静的推定実寿命ＫＡである前記静的寿命を算出する静的寿命算出工程を有することを特徴としている。
【０００９】
又請求項２の発明では、前記加振効果補正ステップは、静的保管した場合に生成されるクリーム量ｙa の保管期間ｘa に対する関数ｆ（ｘa ）、及び車載により動的保管した場合に生成されるクリーム量ｙb の保管期間ｘb に対する関数ｆ（ｘb ）を求め、各関数ｆ（ｘa ）、ｆ（ｘb ）から、基準となるクリーム量ｙabが生成されるときの保管期間ｘa0、ｘb0を算出するとともに、この保管期間ｘa0、ｘb0の比ｘb 0 ／ｘa0を加振効果Ｚとして、静的推定実寿命ＫＡを次の（２）式により補正し最終の前記保管寿命ＫＢを求めることを特徴としている。
ＫＢ＝ＫＡ・Ｚ −−−−−（２）
【００１０】
又請求項３の発明では、前記加振効果補正ステップは、静的保管した場合に生成されるクリーム量ｙa の保管期間ｘa に対する関数ｆ（ｘa ）、及び車載により動的保管した場合に生成されるクリーム量ｙb の保管期間ｘb に対する関数ｆ（ｘb ）を求め、各関数ｆ（ｘa ）、ｆ（ｘb ）から、基準となる保管期間ｘabに生成されるクリーム量ｙa0、ｙb0を算出するとともに、このクリーム量ｙa0、ｙb0の比ｙa0／ｙb0を加振効果Ｚとして、静的推定実寿命ＫＡを次の（２）式により補正し最終の前記保管寿命ＫＢを求めることを特徴としている。
ＫＢ＝ＫＡ・Ｚ −−−−−（２）
【００１１】
又請求項４の発明では、前記活性エネルギ算出工程で選択される基準値は２０％であり、かつ前記保管寿命算出工程での反応促進温度Ｔ０は８０゜Ｃであることを特徴と
【００１２】
又請求項５の発明では、前記静的寿命算出工程は、前記静的推定実寿命ＫＡを次の（３）式により求めることを特徴としている。
ＫＡ＝ｎ／Σ（１／ｋi ） −−−−−（３）
（式中のｎ；期間の数）
【発明の効果】
【００１３】
本発明は叙上の如く構成しているため、クリーム生成に関係するパンクシール剤の保管寿命を容易に推定することができ、パンクシール性能への信頼性を高めうるとともに、新配合のパンクシール剤の研究開発を効率化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、パンクシール剤の保管寿命の推定方法（以下、保管寿命推定方法という）を説明するフローチャートであり、本発明の保管寿命推定方法は、天然ゴムラテックスを主成分とした種々のパンクシール剤に適用できる。
【００１５】
なお天然ゴムラテックスは、周知の如く、乳化剤である界面活性剤を少量含む水性媒体（分散媒）中に、ゴム固形分をゴム粒子のかたちで分散させたエマルジョンであり、走行によって速やかにパンク穴に入り込み、このパンク穴を塞ぎ、かつある程度の走行距離までパンクシール性能を保持させるために、前記ゴム固形分のパンクシール剤の全重量に対する配合量は、一般に、２５〜４０重量％程度の範囲に設定されている。又パンクシール剤では、その性能や特性を高めるために通常、前記天然ゴムラテックスに、テルペン系樹脂、フェノール系樹脂、ロジン系樹脂などの粘着付与剤、及びエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール（二価アルコール）である凍結防止剤を適量配合している。
【００１６】
次に、本発明の保管寿命推定方法は、図１に示すように、パンクシール剤の静的保管における静的寿命ＫＡを予測する静的寿命予測ステップＳＡと、この予測した静的寿命ＫＡを車載による加振効果によって補正して最終の保管寿命ＫＢを推定する加振効果補正ステップＳＢとを含んで構成される。
【００１７】
又前記静的寿命予測ステップＳＡは、
（ｉ）異なる複数の保管温度において静的保管するときに生成されるクリームのクリーム量を、前記保管温度毎の経過した保管期間の関数として求めるクリーム量測定工程ＳＡ１、
（ii）前記クリーム量測定工程ＳＡ１で求めた保管温度と、クリーム量と、保管期間との関数から、クリーム量がパンクシール剤総容量の１０〜３０％内で選択される基準値での次の（１）式で示す活性化エネルギＥを、アレニウスプロットにより求める活性エネルギ算出工程ＳＡ２、
ｋ＝Ａ・ｅｘｐ（−Ｅ／ＲＴ） −−−−（１）
（式中のｋ：反応速度定数、Ａ：度数因子、Ｒ：気体定数、Ｔ：絶対温度）
（iii ）パンクシール剤を熱促進劣化させる反応促進温度Ｔ０でパンクシール剤を静的保管し、前記クリームの生成を促進させた試験パンクシール剤を用いて実車によるシールテストを行い、該シールテストに合格する高温保管期間である前記反応速度定数ｋをｋ０として求める保管寿命算出工程ＳＡ３、
（iv）前記活性エネルギ算出工程により求めた活性化エネルギＥと、前記保管寿命算出工程での反応促進温度Ｔ０と、反応速度定数ｋ０とから、前記度数因子Ａを、前記（１）式により算出する度数因子算出工程ＳＡ４、及び
（ｖ）パンクシール剤を実際に保管する地域の期間毎の温度条件を求め、期間毎の静的寿命ｋi を、前記温度条件、活性化エネルギＥ、度数因子Ａから前記（１）式を用いて求め、その逆数である劣化度１／ｋi により静的推定実寿命ＫＡである前記静的寿命を算出する静的寿命算出工程ＳＡ５を具える。
【００１８】
以下に、前記クリーム量測定工程ＳＡ１と、活性エネルギ算出工程ＳＡ２と、保管寿命算出工程ＳＡ３と、度数因子算出工程ＳＡ４と、静的寿命算出工程ＳＡ５とを、具体例を上げてより詳細に説明する。
【００１９】
前記クリーム量測定工程ＳＡ１では、まずパンクシール剤を、異なる複数の保管温度で静的保管する。そしてこのときの保管期間と、保管温度と、生成されるクリームのクリーム量とを、例えば表１の如く測定する。表１では、２５℃、６０℃、８０℃の３つの保管温度を設定し、各保管温度で静的保管したときに生成されるクリームの生成量（クリーム量）を測定したものが例示されている。例えば保管温度が８０℃の場合、保管期間が２ヶ月、３ヶ月、５ヶ月の時点で、それぞれ１１．７％、２１．０％、３４．６％のクリーム量のクリームが生成されていることが示されている。なおクリーム量は、パンクシール剤の総容量に対する容積比（％）で示される。
【００２０】
【表１】
【００２１】
そして前記測定値から、図２に示すように、クリーム量ｙを、前記保管温度毎の保管期間ｘの関数ｆ（ｘ）として求める。図２には、表１の測定値を回帰分析し、保管期間ｘに対するクリーム量ｙの回帰直線ｙ＝ｆ（ｘ）が、保管温度毎に示されている。本例では、 保管温度２５℃のとき、 ｙ＝０．００６２ｘ−０．００１
保管温度６０℃のとき、 ｙ＝０．０４０６ｘ−０．０１２
保管温度８０℃のとき、 ｙ＝０．０７０１ｘ−０．００７
である。
【００２２】
次に、前記活性エネルギ算出工程ＳＡ２では、前記クリーム量ｙの基準値ｙ０を１０〜３０％の範囲の中から設定し、前記クリーム量測定工程ＳＡ１で求めた前記関数ｆ（ｘ）を用いて、前記基準値ｙ０となる保管期間ｘ０を保管温度毎に求める。具体的には、図２及び表２に示すように、まずクリーム量の基準値ｙ０を例えば２０％として設定する。そして基準値ｙ０が２０％となる、保管温度２５℃における保管期間ｘ０1 、保管温度６０℃における保管期間ｘ０2 、及び保管温度８０℃における保管期間ｘ０3 を、それぞれ前記関数ｆ（ｘ）を用いて求める。本例では、ｘ０1 ＝３２．４１９３５、ｘ０2 ＝５．２１４２８６、ｘ０3 ＝２．９５２９２４として求まる。
【００２３】
他方、アレニウス式である次の（１）式は、均一気相および液相反応、不均接触反応、固相反応などの一般の化学反応、並びに拡散及び粘性などの輸送現象にも広く成立することが知られており、本発明に係わるクリームの生成反応にも適用しうる。
ｋ＝Ａ・ｅｘｐ（−Ｅ／ＲＴ） −−−−（１）
（式中のｋ：反応速度定数、Ａ：度数因子、Ｅ：活性化エネルギ、Ｒ：気体定数、Ｔ：絶対温度）
【００２４】
従って、前記静的寿命予測ステップＳＡでは、この（１）式を用いて、反応速度定数ｋに相当する静的寿命を算出する。そのために、まず（１）式における、度数因子Ａ、及び活性化エネルギＥを求める。
【００２５】
活性化エネルギＥは、アレニウスプロットにて求まる。即ち、前記関数ｆ（ｘ）から求めた基準値ｙ０における保管温度毎の保管期間ｘ０の自然対数ｌｎｘ０をとり、これを保管温度を絶対温度に換算した値Ｔの逆数１／Ｔに対してプロットする。そしてこのプロットから得られた直線の勾配から活性化エネルギＥを得る。本例では、図３及び表２に示すように、
保管温度２５℃を絶対温度に換算した値Ｔの逆数１／Ｔ（＝１／２９８＝０．００３３５６）と、保管温度２５℃における保管期間ｘ０1 の自然対数ｌｎｘ０1 （＝ｌｎ３２．４１９３５＝３．４７８７５６）との点ｐ１；
保管温度６０℃を絶対温度に換算した値Ｔの逆数１／Ｔ（＝０．００３００３）と、保管温度６０℃における保管期間ｘ０2 の自然対数ｌｎｘ０2 （＝ｌｎ５．２１４２８６＝１．６５１４０２）との点ｐ２；
保管温度８０℃を絶対温度に換算した値Ｔの逆数１／Ｔ（＝０．００２８３３）と、保管温度８０℃における保管期間ｘ０3 の自然対数ｌｎｘ０3 （＝ｌｎ２．９５２９２４＝１．０８２７９６）との点ｐ３；
をプロットする。そしてその回帰直線（ｙ＝４６７２．９ｘ−１２．２４６）の勾配（−Ｅ／Ｒ）から、−Ｅ＝４６７２．９Ｒが得られ、これに気体定数Ｒ＝８．３１４（単位Ｊ・ｍｏｌ-1・Ｋ-1）を代入して、−Ｅ＝３８．８６９×１０3 （単位Ｊ・ｍｏｌ-1）が得られる。
【００２６】
【表２】
【００２７】
次に、前記度数因子Ａを、前記保管寿命算出工程ＳＡ３と、度数因子算出工程ＳＡ４とにより求める。
【００２８】
前記保管寿命算出工程ＳＡ３では、パンクシール剤を熱促進劣化させる反応促進温度Ｔ０でパンクシール剤を静的保管し、クリームの生成を促進させた試験パンクシール剤を用いて実車によるシールテストを行い、該シールテストに合格する高温保管期間ｋ０を求める。本例では、表３に示すように、パンクシール剤を例えば８０℃の反応促進温度Ｔ０で静的保管する。この反応促進温度Ｔ０としては、特に規制されないが、本例では、前記クリーム量測定工程ＳＡ１で採用した保管温度のうちの最高温度のものを採用している。
【００２９】
又前記シールテストは、本例では、タイヤに例えば直径４．０ｍｍの釘でパンク穴を開け、釘を抜いた後、前記試験パンクシール剤を注入し、かつ内圧を例えば２００ｋＰａまで充填する。その後、規定の走行時間（例えば１０分）を走行させ、そのときの内圧低下量を測定した。本例では、パンク穴を、タイヤ赤道の位置ｐｃ、左右のトレッドショルダの位置ｐｓ１，ｐｓ２、左右の接地端の位置ｐｅ１、ｐｅ２の何れかに形成し、パンク穴がシールできないもの、即ちエアーもれがあるものを不合格としている。表３では、前記シールテストに合格した、８０℃の反応促進温度Ｔ０での高温保管期間ｋ０は、５ヶ月である。
【００３０】
【表３】
【００３１】
又前記度数因子算出工程ＳＡ４では、パンクシール剤が静的保管で寿命となるときの度数因子Ａを求める。前記保管寿命算出工程ＳＡ３により、８０℃の反応促進温度Ｔ０における静的寿命が、少なくとも５ヶ月（高温保管期間ｋ０）であることが分かる。そこで、前記活性エネルギ算出工程ＳＡ２により求めた活性化エネルギＥと、前記保管寿命算出工程ＳＡ３での反応促進温度Ｔ０と、反応速度定数ｋ０とを前記（１）式に代入することにより、静的保管で寿命となるときの度数因子Ａが求まる。本例の如く、−Ｅ＝３８．８６９×１０3 （単位Ｊ・ｍｏｌ-1）、Ｒ＝８．３１４（単位Ｊ・ｍｏｌ-1・Ｋ-1）、Ｔ０＝３５３（単位Ｋ）、ｋ０＝５（ヶ月）の場合、Ａ＝８．９１×１０-6（単位ヶ月）が算出される。
【００３２】
次に、前記静的寿命算出工程ＳＡ５では、パンクシール剤を実際に保管する地域の期間毎の温度条件を求め、期間毎の静的寿命ｋi を、前記温度条件、活性化エネルギＥ、度数因子Ａから前記（１）式を用いて求める。そして、この静的寿命ｋi の逆数である劣化度１／ｋi に基づき、静的推定実寿命である前記静的寿命ＫＡを算出する。
【００３３】
ここで、実際に保管する地域の期間毎の温度条件は、特に規制されることがなく種々のものが要求に応じて採用できる。例えば表４には、温度条件として、神戸地域における各月の平年気温を採用した場合を例示している。なお平年気温とは、気象庁発表の過去３０年間の月別の平均気温を意味する。そしてこの温度条件を絶対温度に換算した値Ｔi 、前記活性化エネルギＥ、度数因子Ａ、気体定数Ｒを前記（１）式に代入することにより、期間毎の静的寿命ｋi を求める。
ｋi ＝Ａ・ｅｘｐ（−Ｅ／ＲＴi ）
例えば１月の静的寿命ｋ1 は、以下の如く求まる。
ｋ1 ＝（８．９１×１０-6）×ｅｘｐ｛−（−３８．８６９×１０3 ）／（８．３１４×２７７．７）｝＝１．８１×１０2
以下、各月の温度条件（平年気温）から、月別の静的寿命ｋ2 〜ｋ12が、同様に求まる。
【００３４】
そして、期間毎（本例では毎月）の静的寿命ｋi の逆数１／ｋi を劣化度１／ｋi とし、その総和Σ（１／ｋi ）を期間の数ｎ（本例では月数ｎ＝１２）で除した平均値｛Σ（１／ｋi ）｝／ｎを求める、そしてその逆数ｎ／Σ（１／ｋi ）を、前記静的推定実寿命ＫＡとするのである。表４から、毎月の平年気温を温度条件として、神戸地域においてパンクシール剤を保管した場合には、その静的保管寿命は約８８ヶ月であると推測される。
【００３５】
【表４】
【００３６】
又実際に保管する地域の期間毎の温度条件として、表５には、神戸地域における毎月の日最高気温の平年気温（過去３０年間の平均値）を採用した場合を例示している。この温度条件から静的推定実寿命ＫＡを求める方法は、毎月の平均気温を温度条件とした上述の場合と同様である。表５から、毎月の日最高気温の平年気温を温度条件として、神戸地域においてパンクシール剤を保管した場合には、その静的保管寿命は約７０ヶ月であると推測される。
【００３７】
【表５】
【００３８】
又表６には、パンクシール剤の保管場所として、セダン車のトランク内を想定した場合を例示している。温度条件としては、例えば月毎に、日最高気温の平均値とセダン車のトランク内での日最高温度の平均値との差を求め、この差を補正値として、前記毎月の日最高気温の平年気温を補正したものを採用している。なお便宜上、７〜８月の夏期（２ヶ月）における、日最高気温の平均値とセダン車のトランク内での日最高温度の平均値との差、及び１２〜１月の冬期（２ヶ月）における、日最高気温の平均値とセダン車のトランク内での日最高温度の平均値との差を求め、前記夏期における差を７〜８月における補正値、冬期における差を１２〜１月における補正値とするとともに、前記夏期における差と冬期における差との差を月割りして、残る２〜６月、及び９〜１１月における補正値としても良い。表６から、毎月のセダン車のトランク内での日最高温度の平均値（補正）を温度条件として、神戸地域においてパンクシール剤を保管した場合には、その静的保管寿命は約５５ヶ月であると推測される。
【００３９】
【表６】
【００４０】
又表７〜１０には、表６における毎月のセダン車のトランク内での日最高温度の平均値（補正）に、さらに安全補正値１０℃、２０℃、３０℃、４０℃をそれぞれ加えたものを温度条件とした場合を例示している。そのときの静的保管寿命は、それぞれ約３３ヶ月、２１ヶ月、１３ヶ月、９ヶ月であると推測される。
【００４１】
【表７】
【００４２】
【表８】
【００４３】
【表９】
【００４４】
【表１０】
【００４５】
又表１１〜１５には、パンクシール剤の保管場所として、１ＢＯＸ車のトランク内を想定した場合を例示しており、温度条件としては、同様に、日最高気温の平均値と１ＢＯＸ車のトランク内での日最高温度の平均値との差を補正値として、毎月の日最高気温の平年気温を補正したもの（表１１）、及びこれを基準として、さらに安全補正値１０℃、２０℃、３０℃、４０℃を加えたものを採用している。そのときの静的保管寿命は、それぞれ約４２ヶ月、２６ヶ月、１６ヶ月、１０ヶ月、７ヶ月であると推測される。
【００４６】
【表１１】
【００４７】
【表１２】
【００４８】
【表１３】
【００４９】
【表１４】
【００５０】
【表１５】
【００５１】
次に、前記加振効果補正ステップＳＢでは、例えば表１６及び図４に示すように、室内などで静的保管した場合に生成されるクリーム量ｙa と、その保管期間ｘa とを測定し、その結果を回帰分析してクリーム量ｙa を保管期間ｘa の関数ｆ（ｘa ）として求めるとともに、車載により動的保管した場合に生成されるクリーム量ｙb と、その保管期間ｘb とを測定し、その結果を回帰分析してクリーム量ｙb を保管期間ｘb の関数ｆ（ｘb ）として求める。なお本例では、動的保管として、例えば２０ヶ月での走行距離が８０，７７８ｋｍ（年間走行距離に換算して４８，４６７ｋｍ）と加振が大な場合と、２０ヶ月での走行距離が１０，８３１ｋｍ（年間走行距離に換算して６，４９９ｋｍ）と加振が小な場合とを測定している。
【００５２】
【表１６】
【００５３】
そして、前記関数ｙa ＝ｆ（ｘa ）、ｙb ＝ｆ（ｘb ）から、加振効果Ｚを求め、先に求めた静的推定実寿命ＫＡを次の（２）式によって補正することにより、最終の保管寿命ＫＢを算出する。
ＫＢ＝ＫＡ・Ｚ −−−−−（２）
【００５４】
ここで、パンクシール剤を車載で保管した場合には、走行時の車体振動によりパンクシール剤が攪拌される結果、浮遊する天然ゴム粒子が分散し、クリームの生成が抑制される効果が生まれる。即ち、走行距離が長く加振効果Ｚが大なほど、クリーム生成抑制効果が大きくなる。従って、この加振効果Ｚは、保管寿命ＫＢの大きなファクターである。
【００５５】
前記加振効果Ｚを求める方法としては、前記関数ｙa ＝ｆ（ｘa ）、ｙb ＝ｆ（ｘb ）から、基準となるクリーム量ｙabが生成されるときの保管期間ｘa0、ｘb0を算出し、この保管期間ｘa0、ｘb0の比ｘb0／ｘa0として加振効果Ｚを求める。或いは、前記関数ｙa ＝ｆ（ｘa ）、ｙb ＝ｆ（ｘb ）から、基準となる保管期間ｘabに生成されるクリーム量ｙa0、ｙb0を算出し、このクリーム量ｙa0、ｙb0の比ｙa0／ｙb 0 として加振効果Ｚを求めることができる。なお基準となるクリーム量ｙab、或いは保管期間ｘabは、特に規制されることなく種々の値を採用できる。
【００５６】
なお図４の場合、走行距離が短く加振が小な動的保管の場合の加振効果Ｚ１は２．７、また走行距離が長く加振が大な動的保管の場合の加振効果Ｚ２は４．５となる。即ち、年間走行距離が約６，５００ｋｍと短いユーザに対しては、約２．７の加振効果Ｚ１で静的寿命ＫＡを補正する必要があり、又年間走行距離が約４８，０００ｋｍと長いユーザに対しては、約４．５の加振効果Ｚ２で静的寿命ＫＡを補正することが必要となる。
【００５７】
なお表１７には、前述の表６〜１５における静的寿命ＫＡを、加振効果Ｚ１で補正した場合の最終の保管寿命ＫＢを示しており、この表から、神戸地域でセダンや１ＢＯＸのトランク内に車載保管した場合、パンクシール剤には、４年（４８ヶ月）以上の保管寿命ＫＢが確保されることが確認できる。しかし、セダンでの車載保管で保管温度が３０℃以上高まると、又１ＢＯＸでの車載保管で保管温度が２０℃以上高まると、保管寿命ＫＢが４年より小に減じてしまうことが確認できる。
【００５８】
【表１７】
【００５９】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の保管寿命の推定方法を説明するフローチャートである。
【図２】生成するクリーム量と、保管温度毎の保管期間との関係を示すグラフである。
【図３】活性エネルギ算出工程を説明するグラフである。
【図４】加振効果補正ステップを説明するグラフである。
【符号の説明】
【００６１】
ＫＡ 静的寿命
ＫＢ 保管寿命
ｋ、ｋ０ 反応速度定数
ｎ 期間の数
ＳＡ 静的寿命予測ステップ
ＳＡ１ クリーム量測定工程
ＳＡ２ 活性エネルギ算出工程
ＳＡ３ 保管寿命算出工程
ＳＡ４ 度数因子算出工程
ＳＡ５ 静的寿命算出工程
ＳＢ 加振効果補正ステップ
ｘ 保管期間
ｙ クリーム量
ｙ０ 基準値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パンクしたタイヤに注入することによりそのパンク箇所をシールするパンクシール剤の保管寿命を推定する推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤにパンクが発生したとき、タイヤ内に注入することによってパンク箇所をシールしてタイヤを応急的に修理するパンクシール剤として、天然ゴムラテックスを用いたものが提案されている（例えば特許文献１など参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開９−１１８７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしこの種のものは、長期保管すると、パンクシール剤中のゴム成分の一部が凝集してクリームを生成してしまい、パンクシール性能を損ねるという問題がある。
【０００５】
パンクシーリング剤は、水溶液中に、天然ゴム粒子がイオン斥力によって反発しあって分散浮遊しているエマルジョンであるが、天然ゴム粒子の比重が分散媒である水溶液よりも小さい。そのため、保管中に天然ゴム粒子が次第に浮上していき、これが表面側でのゴム濃度を高め、天然ゴム粒子同士が接触して相変化を起こし、クリームを生成するのである。そして、クリーム生成された劣化したパンクシール剤でパンク修理をする場合、クリーム以外の液相部のみがタイヤ内に注入されるため、ゴム濃度や注入量の不足を招き、パンクシール性能を低下させることとなる。
【０００６】
従って、パンクシール剤では、最低限のパンクシール性能を確保しうる保管寿命を推定することが強く望まれている。しかし、この保管寿命は保管温度や振動等の保管環境に大きく影響されるため、未だ有効な推定方法が見出されておらず、新規な配合のパンクシール剤の開発の大きな妨げとなっている。
【０００７】
本発明は、クリーム生成に関係するパンクシール剤の保管寿命を容易に推定することができ、パンクシール性能への信頼性を高めるとともに、パンクシール剤の研究開発を効率的に行いうるパンクシール剤の保管寿命の推定方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、天然ゴムラテックスを含むパンクシール剤を注入することによりパンクしたタイヤのパンク箇所をシールするパンクシール剤の保管寿命を推定する推定方法であって、
静的保管における静的寿命ＫＡを予測する静的寿命予測ステップと、前記予測した静的寿命ＫＡを車載による加振効果により補正して最終の前記保管寿命ＫＢを推定する加振効果補正ステップとを含み、
前記静的寿命予測ステップは、
（ｉ）異なる複数の保管温度において静的保管するときの、パンクシール剤中のゴム成分の一部が凝集することにより生成されるクリームのクリーム量を、前記保管温度毎の経過した保管期間の関数として求めるクリーム量測定工程、
（ii）前記クリーム量測定工程で求めた保管温度と、クリーム量と、保管期間との関数から、クリーム量がパンクシール剤総容量の１０〜３０％内で選択される基準値での次の（１）式で示す活性化エネルギＥを、アレニウスプロットにより求める活性エネルギ算出工程、
ｋ＝Ａ・ｅｘｐ（−Ｅ／ＲＴ） −−−−（１）
（式中のｋ：反応速度定数、Ａ：度数因子、Ｒ：気体定数、Ｔ：絶対温度）
（iii ）パンクシール剤を熱促進劣化させる反応促進温度Ｔ０でパンクシール剤を静的保管し、前記クリームの生成を促進させた試験パンクシール剤を用いて実車によるシールテストを行い、該シールテストに合格する高温保管期間である前記反応速度定数ｋをｋ０として求める保管寿命算出工程、
（iv）前記活性エネルギ算出工程により求めた活性化エネルギＥと、前記保管寿命算出工程での反応促進温度Ｔ０と、反応速度定数ｋ０とから、前記度数因子Ａを、前記（１）式により算出する度数因子算出工程、及び
（ｖ）パンクシール剤を実際に保管する地域の期間毎の温度条件を求め、期間毎の静的寿命ｋi を、前記温度条件、活性化エネルギＥ、度数因子Ａから前記（１）式を用いて求め、その逆数である劣化度１／ｋi により静的推定実寿命ＫＡである前記静的寿命を算出する静的寿命算出工程を有することを特徴としている。
【０００９】
又請求項２の発明では、前記加振効果補正ステップは、静的保管した場合に生成されるクリーム量ｙa の保管期間ｘa に対する関数ｆ（ｘa ）、及び車載により動的保管した場合に生成されるクリーム量ｙb の保管期間ｘb に対する関数ｆ（ｘb ）を求め、各関数ｆ（ｘa ）、ｆ（ｘb ）から、基準となるクリーム量ｙabが生成されるときの保管期間ｘa0、ｘb0を算出するとともに、この保管期間ｘa0、ｘb0の比ｘb 0 ／ｘa0を加振効果Ｚとして、静的推定実寿命ＫＡを次の（２）式により補正し最終の前記保管寿命ＫＢを求めることを特徴としている。
ＫＢ＝ＫＡ・Ｚ −−−−−（２）
【００１０】
又請求項３の発明では、前記加振効果補正ステップは、静的保管した場合に生成されるクリーム量ｙa の保管期間ｘa に対する関数ｆ（ｘa ）、及び車載により動的保管した場合に生成されるクリーム量ｙb の保管期間ｘb に対する関数ｆ（ｘb ）を求め、各関数ｆ（ｘa ）、ｆ（ｘb ）から、基準となる保管期間ｘabに生成されるクリーム量ｙa0、ｙb0を算出するとともに、このクリーム量ｙa0、ｙb0の比ｙa0／ｙb0を加振効果Ｚとして、静的推定実寿命ＫＡを次の（２）式により補正し最終の前記保管寿命ＫＢを求めることを特徴としている。
ＫＢ＝ＫＡ・Ｚ −−−−−（２）
【００１１】
又請求項４の発明では、前記活性エネルギ算出工程で選択される基準値は２０％であり、かつ前記保管寿命算出工程での反応促進温度Ｔ０は８０゜Ｃであることを特徴と
【００１２】
又請求項５の発明では、前記静的寿命算出工程は、前記静的推定実寿命ＫＡを次の（３）式により求めることを特徴としている。
ＫＡ＝ｎ／Σ（１／ｋi ） −−−−−（３）
（式中のｎ；期間の数）
【発明の効果】
【００１３】
本発明は叙上の如く構成しているため、クリーム生成に関係するパンクシール剤の保管寿命を容易に推定することができ、パンクシール性能への信頼性を高めうるとともに、新配合のパンクシール剤の研究開発を効率化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、パンクシール剤の保管寿命の推定方法（以下、保管寿命推定方法という）を説明するフローチャートであり、本発明の保管寿命推定方法は、天然ゴムラテックスを主成分とした種々のパンクシール剤に適用できる。
【００１５】
なお天然ゴムラテックスは、周知の如く、乳化剤である界面活性剤を少量含む水性媒体（分散媒）中に、ゴム固形分をゴム粒子のかたちで分散させたエマルジョンであり、走行によって速やかにパンク穴に入り込み、このパンク穴を塞ぎ、かつある程度の走行距離までパンクシール性能を保持させるために、前記ゴム固形分のパンクシール剤の全重量に対する配合量は、一般に、２５〜４０重量％程度の範囲に設定されている。又パンクシール剤では、その性能や特性を高めるために通常、前記天然ゴムラテックスに、テルペン系樹脂、フェノール系樹脂、ロジン系樹脂などの粘着付与剤、及びエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール（二価アルコール）である凍結防止剤を適量配合している。
【００１６】
次に、本発明の保管寿命推定方法は、図１に示すように、パンクシール剤の静的保管における静的寿命ＫＡを予測する静的寿命予測ステップＳＡと、この予測した静的寿命ＫＡを車載による加振効果によって補正して最終の保管寿命ＫＢを推定する加振効果補正ステップＳＢとを含んで構成される。
【００１７】
又前記静的寿命予測ステップＳＡは、
（ｉ）異なる複数の保管温度において静的保管するときに生成されるクリームのクリーム量を、前記保管温度毎の経過した保管期間の関数として求めるクリーム量測定工程ＳＡ１、
（ii）前記クリーム量測定工程ＳＡ１で求めた保管温度と、クリーム量と、保管期間との関数から、クリーム量がパンクシール剤総容量の１０〜３０％内で選択される基準値での次の（１）式で示す活性化エネルギＥを、アレニウスプロットにより求める活性エネルギ算出工程ＳＡ２、
ｋ＝Ａ・ｅｘｐ（−Ｅ／ＲＴ） −−−−（１）
（式中のｋ：反応速度定数、Ａ：度数因子、Ｒ：気体定数、Ｔ：絶対温度）
（iii ）パンクシール剤を熱促進劣化させる反応促進温度Ｔ０でパンクシール剤を静的保管し、前記クリームの生成を促進させた試験パンクシール剤を用いて実車によるシールテストを行い、該シールテストに合格する高温保管期間である前記反応速度定数ｋをｋ０として求める保管寿命算出工程ＳＡ３、
（iv）前記活性エネルギ算出工程により求めた活性化エネルギＥと、前記保管寿命算出工程での反応促進温度Ｔ０と、反応速度定数ｋ０とから、前記度数因子Ａを、前記（１）式により算出する度数因子算出工程ＳＡ４、及び
（ｖ）パンクシール剤を実際に保管する地域の期間毎の温度条件を求め、期間毎の静的寿命ｋi を、前記温度条件、活性化エネルギＥ、度数因子Ａから前記（１）式を用いて求め、その逆数である劣化度１／ｋi により静的推定実寿命ＫＡである前記静的寿命を算出する静的寿命算出工程ＳＡ５を具える。
【００１８】
以下に、前記クリーム量測定工程ＳＡ１と、活性エネルギ算出工程ＳＡ２と、保管寿命算出工程ＳＡ３と、度数因子算出工程ＳＡ４と、静的寿命算出工程ＳＡ５とを、具体例を上げてより詳細に説明する。
【００１９】
前記クリーム量測定工程ＳＡ１では、まずパンクシール剤を、異なる複数の保管温度で静的保管する。そしてこのときの保管期間と、保管温度と、生成されるクリームのクリーム量とを、例えば表１の如く測定する。表１では、２５℃、６０℃、８０℃の３つの保管温度を設定し、各保管温度で静的保管したときに生成されるクリームの生成量（クリーム量）を測定したものが例示されている。例えば保管温度が８０℃の場合、保管期間が２ヶ月、３ヶ月、５ヶ月の時点で、それぞれ１１．７％、２１．０％、３４．６％のクリーム量のクリームが生成されていることが示されている。なおクリーム量は、パンクシール剤の総容量に対する容積比（％）で示される。
【００２０】
【表１】
【００２１】
そして前記測定値から、図２に示すように、クリーム量ｙを、前記保管温度毎の保管期間ｘの関数ｆ（ｘ）として求める。図２には、表１の測定値を回帰分析し、保管期間ｘに対するクリーム量ｙの回帰直線ｙ＝ｆ（ｘ）が、保管温度毎に示されている。本例では、 保管温度２５℃のとき、 ｙ＝０．００６２ｘ−０．００１
保管温度６０℃のとき、 ｙ＝０．０４０６ｘ−０．０１２
保管温度８０℃のとき、 ｙ＝０．０７０１ｘ−０．００７
である。
【００２２】
次に、前記活性エネルギ算出工程ＳＡ２では、前記クリーム量ｙの基準値ｙ０を１０〜３０％の範囲の中から設定し、前記クリーム量測定工程ＳＡ１で求めた前記関数ｆ（ｘ）を用いて、前記基準値ｙ０となる保管期間ｘ０を保管温度毎に求める。具体的には、図２及び表２に示すように、まずクリーム量の基準値ｙ０を例えば２０％として設定する。そして基準値ｙ０が２０％となる、保管温度２５℃における保管期間ｘ０1 、保管温度６０℃における保管期間ｘ０2 、及び保管温度８０℃における保管期間ｘ０3 を、それぞれ前記関数ｆ（ｘ）を用いて求める。本例では、ｘ０1 ＝３２．４１９３５、ｘ０2 ＝５．２１４２８６、ｘ０3 ＝２．９５２９２４として求まる。
【００２３】
他方、アレニウス式である次の（１）式は、均一気相および液相反応、不均接触反応、固相反応などの一般の化学反応、並びに拡散及び粘性などの輸送現象にも広く成立することが知られており、本発明に係わるクリームの生成反応にも適用しうる。
ｋ＝Ａ・ｅｘｐ（−Ｅ／ＲＴ） −−−−（１）
（式中のｋ：反応速度定数、Ａ：度数因子、Ｅ：活性化エネルギ、Ｒ：気体定数、Ｔ：絶対温度）
【００２４】
従って、前記静的寿命予測ステップＳＡでは、この（１）式を用いて、反応速度定数ｋに相当する静的寿命を算出する。そのために、まず（１）式における、度数因子Ａ、及び活性化エネルギＥを求める。
【００２５】
活性化エネルギＥは、アレニウスプロットにて求まる。即ち、前記関数ｆ（ｘ）から求めた基準値ｙ０における保管温度毎の保管期間ｘ０の自然対数ｌｎｘ０をとり、これを保管温度を絶対温度に換算した値Ｔの逆数１／Ｔに対してプロットする。そしてこのプロットから得られた直線の勾配から活性化エネルギＥを得る。本例では、図３及び表２に示すように、
保管温度２５℃を絶対温度に換算した値Ｔの逆数１／Ｔ（＝１／２９８＝０．００３３５６）と、保管温度２５℃における保管期間ｘ０1 の自然対数ｌｎｘ０1 （＝ｌｎ３２．４１９３５＝３．４７８７５６）との点ｐ１；
保管温度６０℃を絶対温度に換算した値Ｔの逆数１／Ｔ（＝０．００３００３）と、保管温度６０℃における保管期間ｘ０2 の自然対数ｌｎｘ０2 （＝ｌｎ５．２１４２８６＝１．６５１４０２）との点ｐ２；
保管温度８０℃を絶対温度に換算した値Ｔの逆数１／Ｔ（＝０．００２８３３）と、保管温度８０℃における保管期間ｘ０3 の自然対数ｌｎｘ０3 （＝ｌｎ２．９５２９２４＝１．０８２７９６）との点ｐ３；
をプロットする。そしてその回帰直線（ｙ＝４６７２．９ｘ−１２．２４６）の勾配（−Ｅ／Ｒ）から、−Ｅ＝４６７２．９Ｒが得られ、これに気体定数Ｒ＝８．３１４（単位Ｊ・ｍｏｌ-1・Ｋ-1）を代入して、−Ｅ＝３８．８６９×１０3 （単位Ｊ・ｍｏｌ-1）が得られる。
【００２６】
【表２】
【００２７】
次に、前記度数因子Ａを、前記保管寿命算出工程ＳＡ３と、度数因子算出工程ＳＡ４とにより求める。
【００２８】
前記保管寿命算出工程ＳＡ３では、パンクシール剤を熱促進劣化させる反応促進温度Ｔ０でパンクシール剤を静的保管し、クリームの生成を促進させた試験パンクシール剤を用いて実車によるシールテストを行い、該シールテストに合格する高温保管期間ｋ０を求める。本例では、表３に示すように、パンクシール剤を例えば８０℃の反応促進温度Ｔ０で静的保管する。この反応促進温度Ｔ０としては、特に規制されないが、本例では、前記クリーム量測定工程ＳＡ１で採用した保管温度のうちの最高温度のものを採用している。
【００２９】
又前記シールテストは、本例では、タイヤに例えば直径４．０ｍｍの釘でパンク穴を開け、釘を抜いた後、前記試験パンクシール剤を注入し、かつ内圧を例えば２００ｋＰａまで充填する。その後、規定の走行時間（例えば１０分）を走行させ、そのときの内圧低下量を測定した。本例では、パンク穴を、タイヤ赤道の位置ｐｃ、左右のトレッドショルダの位置ｐｓ１，ｐｓ２、左右の接地端の位置ｐｅ１、ｐｅ２の何れかに形成し、パンク穴がシールできないもの、即ちエアーもれがあるものを不合格としている。表３では、前記シールテストに合格した、８０℃の反応促進温度Ｔ０での高温保管期間ｋ０は、５ヶ月である。
【００３０】
【表３】
【００３１】
又前記度数因子算出工程ＳＡ４では、パンクシール剤が静的保管で寿命となるときの度数因子Ａを求める。前記保管寿命算出工程ＳＡ３により、８０℃の反応促進温度Ｔ０における静的寿命が、少なくとも５ヶ月（高温保管期間ｋ０）であることが分かる。そこで、前記活性エネルギ算出工程ＳＡ２により求めた活性化エネルギＥと、前記保管寿命算出工程ＳＡ３での反応促進温度Ｔ０と、反応速度定数ｋ０とを前記（１）式に代入することにより、静的保管で寿命となるときの度数因子Ａが求まる。本例の如く、−Ｅ＝３８．８６９×１０3 （単位Ｊ・ｍｏｌ-1）、Ｒ＝８．３１４（単位Ｊ・ｍｏｌ-1・Ｋ-1）、Ｔ０＝３５３（単位Ｋ）、ｋ０＝５（ヶ月）の場合、Ａ＝８．９１×１０-6（単位ヶ月）が算出される。
【００３２】
次に、前記静的寿命算出工程ＳＡ５では、パンクシール剤を実際に保管する地域の期間毎の温度条件を求め、期間毎の静的寿命ｋi を、前記温度条件、活性化エネルギＥ、度数因子Ａから前記（１）式を用いて求める。そして、この静的寿命ｋi の逆数である劣化度１／ｋi に基づき、静的推定実寿命である前記静的寿命ＫＡを算出する。
【００３３】
ここで、実際に保管する地域の期間毎の温度条件は、特に規制されることがなく種々のものが要求に応じて採用できる。例えば表４には、温度条件として、神戸地域における各月の平年気温を採用した場合を例示している。なお平年気温とは、気象庁発表の過去３０年間の月別の平均気温を意味する。そしてこの温度条件を絶対温度に換算した値Ｔi 、前記活性化エネルギＥ、度数因子Ａ、気体定数Ｒを前記（１）式に代入することにより、期間毎の静的寿命ｋi を求める。
ｋi ＝Ａ・ｅｘｐ（−Ｅ／ＲＴi ）
例えば１月の静的寿命ｋ1 は、以下の如く求まる。
ｋ1 ＝（８．９１×１０-6）×ｅｘｐ｛−（−３８．８６９×１０3 ）／（８．３１４×２７７．７）｝＝１．８１×１０2
以下、各月の温度条件（平年気温）から、月別の静的寿命ｋ2 〜ｋ12が、同様に求まる。
【００３４】
そして、期間毎（本例では毎月）の静的寿命ｋi の逆数１／ｋi を劣化度１／ｋi とし、その総和Σ（１／ｋi ）を期間の数ｎ（本例では月数ｎ＝１２）で除した平均値｛Σ（１／ｋi ）｝／ｎを求める、そしてその逆数ｎ／Σ（１／ｋi ）を、前記静的推定実寿命ＫＡとするのである。表４から、毎月の平年気温を温度条件として、神戸地域においてパンクシール剤を保管した場合には、その静的保管寿命は約８８ヶ月であると推測される。
【００３５】
【表４】
【００３６】
又実際に保管する地域の期間毎の温度条件として、表５には、神戸地域における毎月の日最高気温の平年気温（過去３０年間の平均値）を採用した場合を例示している。この温度条件から静的推定実寿命ＫＡを求める方法は、毎月の平均気温を温度条件とした上述の場合と同様である。表５から、毎月の日最高気温の平年気温を温度条件として、神戸地域においてパンクシール剤を保管した場合には、その静的保管寿命は約７０ヶ月であると推測される。
【００３７】
【表５】
【００３８】
又表６には、パンクシール剤の保管場所として、セダン車のトランク内を想定した場合を例示している。温度条件としては、例えば月毎に、日最高気温の平均値とセダン車のトランク内での日最高温度の平均値との差を求め、この差を補正値として、前記毎月の日最高気温の平年気温を補正したものを採用している。なお便宜上、７〜８月の夏期（２ヶ月）における、日最高気温の平均値とセダン車のトランク内での日最高温度の平均値との差、及び１２〜１月の冬期（２ヶ月）における、日最高気温の平均値とセダン車のトランク内での日最高温度の平均値との差を求め、前記夏期における差を７〜８月における補正値、冬期における差を１２〜１月における補正値とするとともに、前記夏期における差と冬期における差との差を月割りして、残る２〜６月、及び９〜１１月における補正値としても良い。表６から、毎月のセダン車のトランク内での日最高温度の平均値（補正）を温度条件として、神戸地域においてパンクシール剤を保管した場合には、その静的保管寿命は約５５ヶ月であると推測される。
【００３９】
【表６】
【００４０】
又表７〜１０には、表６における毎月のセダン車のトランク内での日最高温度の平均値（補正）に、さらに安全補正値１０℃、２０℃、３０℃、４０℃をそれぞれ加えたものを温度条件とした場合を例示している。そのときの静的保管寿命は、それぞれ約３３ヶ月、２１ヶ月、１３ヶ月、９ヶ月であると推測される。
【００４１】
【表７】
【００４２】
【表８】
【００４３】
【表９】
【００４４】
【表１０】
【００４５】
又表１１〜１５には、パンクシール剤の保管場所として、１ＢＯＸ車のトランク内を想定した場合を例示しており、温度条件としては、同様に、日最高気温の平均値と１ＢＯＸ車のトランク内での日最高温度の平均値との差を補正値として、毎月の日最高気温の平年気温を補正したもの（表１１）、及びこれを基準として、さらに安全補正値１０℃、２０℃、３０℃、４０℃を加えたものを採用している。そのときの静的保管寿命は、それぞれ約４２ヶ月、２６ヶ月、１６ヶ月、１０ヶ月、７ヶ月であると推測される。
【００４６】
【表１１】
【００４７】
【表１２】
【００４８】
【表１３】
【００４９】
【表１４】
【００５０】
【表１５】
【００５１】
次に、前記加振効果補正ステップＳＢでは、例えば表１６及び図４に示すように、室内などで静的保管した場合に生成されるクリーム量ｙa と、その保管期間ｘa とを測定し、その結果を回帰分析してクリーム量ｙa を保管期間ｘa の関数ｆ（ｘa ）として求めるとともに、車載により動的保管した場合に生成されるクリーム量ｙb と、その保管期間ｘb とを測定し、その結果を回帰分析してクリーム量ｙb を保管期間ｘb の関数ｆ（ｘb ）として求める。なお本例では、動的保管として、例えば２０ヶ月での走行距離が８０，７７８ｋｍ（年間走行距離に換算して４８，４６７ｋｍ）と加振が大な場合と、２０ヶ月での走行距離が１０，８３１ｋｍ（年間走行距離に換算して６，４９９ｋｍ）と加振が小な場合とを測定している。
【００５２】
【表１６】
【００５３】
そして、前記関数ｙa ＝ｆ（ｘa ）、ｙb ＝ｆ（ｘb ）から、加振効果Ｚを求め、先に求めた静的推定実寿命ＫＡを次の（２）式によって補正することにより、最終の保管寿命ＫＢを算出する。
ＫＢ＝ＫＡ・Ｚ −−−−−（２）
【００５４】
ここで、パンクシール剤を車載で保管した場合には、走行時の車体振動によりパンクシール剤が攪拌される結果、浮遊する天然ゴム粒子が分散し、クリームの生成が抑制される効果が生まれる。即ち、走行距離が長く加振効果Ｚが大なほど、クリーム生成抑制効果が大きくなる。従って、この加振効果Ｚは、保管寿命ＫＢの大きなファクターである。
【００５５】
前記加振効果Ｚを求める方法としては、前記関数ｙa ＝ｆ（ｘa ）、ｙb ＝ｆ（ｘb ）から、基準となるクリーム量ｙabが生成されるときの保管期間ｘa0、ｘb0を算出し、この保管期間ｘa0、ｘb0の比ｘb0／ｘa0として加振効果Ｚを求める。或いは、前記関数ｙa ＝ｆ（ｘa ）、ｙb ＝ｆ（ｘb ）から、基準となる保管期間ｘabに生成されるクリーム量ｙa0、ｙb0を算出し、このクリーム量ｙa0、ｙb0の比ｙa0／ｙb 0 として加振効果Ｚを求めることができる。なお基準となるクリーム量ｙab、或いは保管期間ｘabは、特に規制されることなく種々の値を採用できる。
【００５６】
なお図４の場合、走行距離が短く加振が小な動的保管の場合の加振効果Ｚ１は２．７、また走行距離が長く加振が大な動的保管の場合の加振効果Ｚ２は４．５となる。即ち、年間走行距離が約６，５００ｋｍと短いユーザに対しては、約２．７の加振効果Ｚ１で静的寿命ＫＡを補正する必要があり、又年間走行距離が約４８，０００ｋｍと長いユーザに対しては、約４．５の加振効果Ｚ２で静的寿命ＫＡを補正することが必要となる。
【００５７】
なお表１７には、前述の表６〜１５における静的寿命ＫＡを、加振効果Ｚ１で補正した場合の最終の保管寿命ＫＢを示しており、この表から、神戸地域でセダンや１ＢＯＸのトランク内に車載保管した場合、パンクシール剤には、４年（４８ヶ月）以上の保管寿命ＫＢが確保されることが確認できる。しかし、セダンでの車載保管で保管温度が３０℃以上高まると、又１ＢＯＸでの車載保管で保管温度が２０℃以上高まると、保管寿命ＫＢが４年より小に減じてしまうことが確認できる。
【００５８】
【表１７】
【００５９】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の保管寿命の推定方法を説明するフローチャートである。
【図２】生成するクリーム量と、保管温度毎の保管期間との関係を示すグラフである。
【図３】活性エネルギ算出工程を説明するグラフである。
【図４】加振効果補正ステップを説明するグラフである。
【符号の説明】
【００６１】
ＫＡ 静的寿命
ＫＢ 保管寿命
ｋ、ｋ０ 反応速度定数
ｎ 期間の数
ＳＡ 静的寿命予測ステップ
ＳＡ１ クリーム量測定工程
ＳＡ２ 活性エネルギ算出工程
ＳＡ３ 保管寿命算出工程
ＳＡ４ 度数因子算出工程
ＳＡ５ 静的寿命算出工程
ＳＢ 加振効果補正ステップ
ｘ 保管期間
ｙ クリーム量
ｙ０ 基準値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ゴムラテックスを含むパンクシール剤を注入することによりパンクしたタイヤのパンク箇所をシールするパンクシール剤の保管寿命を推定する推定方法であって、
静的保管における静的寿命ＫＡを予測する静的寿命予測ステップと、前記予測した静的寿命ＫＡを車載による加振効果により補正して最終の前記保管寿命ＫＢを推定する加振効果補正ステップとを含み、
前記静的寿命予測ステップは、
（ｉ）異なる複数の保管温度において静的保管するときの、パンクシール剤中のゴム成分の一部が凝集することにより生成されるクリームのクリーム量を、前記保管温度毎の経過した保管期間の関数として求めるクリーム量測定工程、
（ii）前記クリーム量測定工程で求めた保管温度と、クリーム量と、保管期間との関数から、クリーム量がパンクシール剤総容量の１０〜３０％内で選択される基準値での次の（１）式で示す活性化エネルギＥを、アレニウスプロットにより求める活性エネルギ算出工程、
ｋ＝Ａ・ｅｘｐ（−Ｅ／ＲＴ） −−−−（１）
（式中のｋ：反応速度定数、Ａ：度数因子、Ｒ：気体定数、Ｔ：絶対温度）
（iii ）パンクシール剤を熱促進劣化させる反応促進温度Ｔ０でパンクシール剤を静的保管し、前記クリームの生成を促進させた試験パンクシール剤を用いて実車によるシールテストを行い、該シールテストに合格する高温保管期間である前記反応速度定数ｋをｋ０として求める保管寿命算出工程、
（iv）前記活性エネルギ算出工程により求めた活性化エネルギＥと、前記保管寿命算出工程での反応促進温度Ｔ０と、反応速度定数ｋ０とから、前記度数因子Ａを、前記（１）式により算出する度数因子算出工程、及び
（ｖ）パンクシール剤を実際に保管する地域の期間毎の温度条件を求め、期間毎の静的寿命ｋi を、前記温度条件、活性化エネルギＥ、度数因子Ａから前記（１）式を用いて求め、その逆数である劣化度１／ｋi により静的推定実寿命ＫＡである前記静的寿命を算出する静的寿命算出工程を有することを特徴とするパンクシール剤の保管寿命の推定方法。
【請求項２】
前記加振効果補正ステップは、静的保管した場合に生成されるクリーム量ｙa の保管期間ｘa に対する関数ｆ（ｘa ）、及び車載により動的保管した場合に生成されるクリーム量ｙb の保管期間ｘb に対する関数ｆ（ｘb ）を求め、各関数ｆ（ｘa ）、ｆ（ｘb ）から、基準となるクリーム量ｙabが生成されるときの保管期間ｘa0、ｘb0を算出するとともに、この保管期間ｘa0、ｘb0の比ｘb0／ｘa0を加振効果Ｚとして、静的推定実寿命ＫＡを次の（２）式により補正し最終の前記保管寿命ＫＢを求めることを特徴とする請求項１記載のパンクシール剤の保管寿命の推定方法。
ＫＢ＝ＫＡ・Ｚ −−−−−（２）
【請求項３】
前記加振効果補正ステップは、静的保管した場合に生成されるクリーム量ｙa の保管期間ｘa に対する関数ｆ（ｘa ）、及び車載により動的保管した場合に生成されるクリーム量ｙb の保管期間ｘb に対する関数ｆ（ｘb ）を求め、各関数ｆ（ｘa ）、ｆ（ｘb ）から、基準となる保管期間ｘabに生成されるクリーム量ｙa0、ｙb0を算出するとともに、このクリーム量ｙa0、ｙb0の比ｙa0／ｙb0を加振効果Ｚとして、静的推定実寿命ＫＡを次の（２）式により補正し最終の前記保管寿命ＫＢを求めることを特徴とする請求項１記載のパンクシール剤の保管寿命の推定方法。
ＫＢ＝ＫＡ・Ｚ −−−−−（２）
【請求項４】
前記活性エネルギ算出工程で選択される基準値は２０％であり、かつ前記保管寿命算出工程での反応促進温度Ｔ０は８０゜Ｃであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のパンクシール剤の保管寿命の推定方法。
【請求項５】
前記静的寿命算出工程は、前記静的推定実寿命ＫＡを次の（３）式により求めることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のパンクシール剤の保管寿命の推定方法。
ＫＡ＝ｎ／Σ（１／ｋi ） −−−−−（３）
（式中のｎ；期間の数）
【請求項１】
天然ゴムラテックスを含むパンクシール剤を注入することによりパンクしたタイヤのパンク箇所をシールするパンクシール剤の保管寿命を推定する推定方法であって、
静的保管における静的寿命ＫＡを予測する静的寿命予測ステップと、前記予測した静的寿命ＫＡを車載による加振効果により補正して最終の前記保管寿命ＫＢを推定する加振効果補正ステップとを含み、
前記静的寿命予測ステップは、
（ｉ）異なる複数の保管温度において静的保管するときの、パンクシール剤中のゴム成分の一部が凝集することにより生成されるクリームのクリーム量を、前記保管温度毎の経過した保管期間の関数として求めるクリーム量測定工程、
（ii）前記クリーム量測定工程で求めた保管温度と、クリーム量と、保管期間との関数から、クリーム量がパンクシール剤総容量の１０〜３０％内で選択される基準値での次の（１）式で示す活性化エネルギＥを、アレニウスプロットにより求める活性エネルギ算出工程、
ｋ＝Ａ・ｅｘｐ（−Ｅ／ＲＴ） −−−−（１）
（式中のｋ：反応速度定数、Ａ：度数因子、Ｒ：気体定数、Ｔ：絶対温度）
（iii ）パンクシール剤を熱促進劣化させる反応促進温度Ｔ０でパンクシール剤を静的保管し、前記クリームの生成を促進させた試験パンクシール剤を用いて実車によるシールテストを行い、該シールテストに合格する高温保管期間である前記反応速度定数ｋをｋ０として求める保管寿命算出工程、
（iv）前記活性エネルギ算出工程により求めた活性化エネルギＥと、前記保管寿命算出工程での反応促進温度Ｔ０と、反応速度定数ｋ０とから、前記度数因子Ａを、前記（１）式により算出する度数因子算出工程、及び
（ｖ）パンクシール剤を実際に保管する地域の期間毎の温度条件を求め、期間毎の静的寿命ｋi を、前記温度条件、活性化エネルギＥ、度数因子Ａから前記（１）式を用いて求め、その逆数である劣化度１／ｋi により静的推定実寿命ＫＡである前記静的寿命を算出する静的寿命算出工程を有することを特徴とするパンクシール剤の保管寿命の推定方法。
【請求項２】
前記加振効果補正ステップは、静的保管した場合に生成されるクリーム量ｙa の保管期間ｘa に対する関数ｆ（ｘa ）、及び車載により動的保管した場合に生成されるクリーム量ｙb の保管期間ｘb に対する関数ｆ（ｘb ）を求め、各関数ｆ（ｘa ）、ｆ（ｘb ）から、基準となるクリーム量ｙabが生成されるときの保管期間ｘa0、ｘb0を算出するとともに、この保管期間ｘa0、ｘb0の比ｘb0／ｘa0を加振効果Ｚとして、静的推定実寿命ＫＡを次の（２）式により補正し最終の前記保管寿命ＫＢを求めることを特徴とする請求項１記載のパンクシール剤の保管寿命の推定方法。
ＫＢ＝ＫＡ・Ｚ −−−−−（２）
【請求項３】
前記加振効果補正ステップは、静的保管した場合に生成されるクリーム量ｙa の保管期間ｘa に対する関数ｆ（ｘa ）、及び車載により動的保管した場合に生成されるクリーム量ｙb の保管期間ｘb に対する関数ｆ（ｘb ）を求め、各関数ｆ（ｘa ）、ｆ（ｘb ）から、基準となる保管期間ｘabに生成されるクリーム量ｙa0、ｙb0を算出するとともに、このクリーム量ｙa0、ｙb0の比ｙa0／ｙb0を加振効果Ｚとして、静的推定実寿命ＫＡを次の（２）式により補正し最終の前記保管寿命ＫＢを求めることを特徴とする請求項１記載のパンクシール剤の保管寿命の推定方法。
ＫＢ＝ＫＡ・Ｚ −−−−−（２）
【請求項４】
前記活性エネルギ算出工程で選択される基準値は２０％であり、かつ前記保管寿命算出工程での反応促進温度Ｔ０は８０゜Ｃであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のパンクシール剤の保管寿命の推定方法。
【請求項５】
前記静的寿命算出工程は、前記静的推定実寿命ＫＡを次の（３）式により求めることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のパンクシール剤の保管寿命の推定方法。
ＫＡ＝ｎ／Σ（１／ｋi ） −−−−−（３）
（式中のｎ；期間の数）
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−３５７００（Ｐ２００６−３５７００Ａ）
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２２０６４４（Ｐ２００４−２２０６４４）
【出願日】平成１６年７月２８日（２００４．７．２８）
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２８日（２００４．７．２８）
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Ｆターム（参考）】
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