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横浜ゴム 世界初 接着劣化を解析し、超ロングライフなタイヤに期待できる技術を開発

2017年5月30日

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2017年5月22日、横浜ゴムは東北大学・多元物質科学研究所・陣内研究室と、日立ハイテクノロジーズと共同で、タイヤ内のゴムとスチールコードの接着劣化を3次元で解析する技術を世界で初めて開発したと発表した。この解析技術により、接着が劣化しにくい材料配合や新素材などの研究が可能となり、耐久性を大幅に高めた高品質タイヤ開発などが期待できる。

タイヤの基本構造・ゴムとスチールコードの接着界面

今回、解析したのはタイヤの補強材として使用されるスチールベルトだ。スチールベルトはゴムとスチールコードを接着してベルト状にしたもので、ゴムとスチールコードの接着保持力がタイヤの耐久・信頼性において極めて重要となるからだ。このため、これまでもスチールコードとゴムの接着界面を解析する研究は行なわれてきたが、2次元の解析ではタイヤが劣化した後の接着界面の正確な把握が困難だったため、タイヤ開発に十分に活かされていなかった。

今回、横浜ゴムは日立ハイテクノロジーズの最新リアルタイム3DアナリティカルFIB-SEM複合装置「NX9000」を活用。「NX9000」は集束イオンビーム(FIB)による数ナノメートル単位での接着界面の断面作製と走査型電子顕微鏡(SEM)による断面画像収集を自動で繰り返し、接着界面の3次元構造を構築できる。これに陣内研究室が開発した画像処理技術を組み合わせることで、劣化した接着界面の正確な把握と劣化によって発生する元素レベルでの組成変化を解析することに成功した。

SEM写真と接着劣化前後の3次元画像

今後はさらに研究を進め、乗用車用タイヤはもちろん、より過酷な条件下で使用されるトラック・バス用タイヤやOR(オフ・ザ・ロード)タイヤの開発でも同技術を活用していくとしている。さらにゴムとスチールコードの接着部材を使用しているタイヤ以外の商品(コンベアベルトなど)への応用も検討していくという。

なお、この技術は2017年5月18日、19日に開催された日本ゴム協会の2017年年次大会で発表された。また、2017年 5月29日から31日に開催される第66回高分子学会年次大会でも発表する予定だ。

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