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ブリヂストンなど、乗用車向け超低燃費タイヤ用ゴムの技術開発に成功

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ブリヂストンなど、乗用車向け超低燃費タイヤ用ゴムの技術開発に成功

ブリヂストンは、NEDOのナノテク・先端部材実用化研究開発の一環として、乗用車向け超低燃費タイヤ用ゴムの技術開発に成功したと発表した。今回の研究では、ゴム材料中の各部材の空間配置をナノサイズで最適化する「三次元ナノ階層構造制御技術」の開発により、従来の乗用車用低燃費タイヤ用ゴム対比でエネルギーロスを44%以上低減、耐摩耗性能を26%以上向上させた。

今後、ブリヂストンが本研究開発で得られた評価・解析・予測法について、自社の材料設計技術である「ナノプロ・テック」と融合させながら、現行の低燃費タイヤ用ゴム開発に適用をしていく。現在市販されている低燃費タイヤ(低燃費タイヤの転がり抵抗ラベリンググレード5AA~AAA相当)対比で転がり抵抗をさらに20%低減したタイヤの開発を目指す。

本プロジェクトでは、NEDOによる支援のもと、ブリヂストン、JSR、東北大学、九州大学、産業技術総合研究所が産学官連携のオープンイノベーション研究体制を構築し、世界最高水準の分析、解析、計算、材料技術を融合させることで目標を達成した。

本技術開発では、「ポリマーブレンド(~1,000nm)」で、最適化末端変性ポリマーによるブレンド形態の制御による耐摩耗性を向上、「充填剤(~100nm)」で専用設備による充填剤の配置最適化で低ロス化を図った。

また、「架橋網目(~10nm)」で、原料ゴムの弾性や強度を確保するために加熱処理等を行う加硫条件の最適化による架橋網目分布の均一化により、更なる低ロス化を図った。これらの三次元ナノ階層構造における機能分担による相反性能制御により、低いエネルギーロスと高い耐摩耗性という、相反する特性を同時に備えたタイヤ用ゴム材料の開発に成功した。

タイヤのライフサイクル各段階におけるCO2排出量を算出すると、「製品の使用段階」が約9割と大半を占めているおり、自動車の低燃費化によるCO2排出量削減に向けた観点からも、タイヤの転がり抵抗低減の取り組みが進められている。タイヤが転動する際にゴムが繰り返し変形することで生じるエネルギーロスは、タイヤ転がり抵抗の約9割を占める。このため、タイヤ転動によるゴム変形のエネルギーロスを小さくすることで転がり抵抗を下げることができる。

従来、ゴムによるタイヤの転がり抵抗低減は、主に充填剤の分散状態を制御することにより行ってきたが、相反する他性能等とのバランスから限界に近づいている。さらなる転がり抵抗低減には、これまでにない全く新しい観点でのゴム材料の技術開発が求められていた。

【参考】
NEDO - 乗用車「超低燃費タイヤ用ゴム」の技術開発に成功

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