タイヤ用ゴム内部の特定材料を選択的に観測する手法を確立 ～茨城大学の新たな量子線顕微装置を用いて硫黄架橋の粗密を世界で初観測～
2020年01月23日
住友ゴム工業(株)は、茨城大学との共同研究により、タイヤ用ゴムに含まれるさまざまな材料を選択的に観測できる手法を確立しました。これは茨城大学が新たに開発した量子線顕微装置を用いており、既に製品化されているタイヤ用ゴムそのものの評価が可能になる画期的な手法であり、今後の材料開発への利用が期待されます。この手法を用いて、ゴム内部の硫黄架橋※1の粗い部分・密な部分(粗密)を、世界で初めて※2鮮明に観測することに成功しました。
※1 硫黄を混ぜた生ゴムに、熱と圧力を加えることでゴム内部のポリマー同士を連結させること。これにより高い弾性を持つゴムとなります。
※2 当社調べ。硫黄架橋の粗密をナノレベルで選択的に観測したことについて。
自動車のタイヤ用ゴムは、天然ゴムや合成ゴムなどのポリマー、カーボンやシリカなどの補強材など数十種類の材料からできており、それぞれの材料がタイヤ内部で階層構造を作っています。このため、タイヤ性能の向上にはタイヤ用ゴムの内部の各材料をそれぞれ分けて観察し、その階層構造を明らかにすることが必要となります。特にゴムの弾性を生み出す硫黄架橋の構造は、ゴムの強度や劣化などの経年変化に大きく関係すると考えられていますが、ゴム内部での詳細な構造についてはこれまで未解明でした。
そのような中、茨城大学と共同でタイヤ用ゴム内部の材料を選択的に観測できる手法を確立し、その結果として硫黄架橋の粗密を選択的に観測することが可能となりました。通常の観察では硫黄以外の補強材の情報が混じった画像データしか入手できませんでしたが、この手法を用いることで、硫黄架橋やそのほかの補強材といった特定の成分がそれぞれ色付けされた鮮明な画像を得ることができます。これにより、タイヤそのものの構造を評価することが可能となり、この画像データを活用することで、燃費性能や耐摩耗性能などに優れたタイヤの内部構造を導き出せることから、材料開発の加速化が期待されます。
ご参考 ： 茨城大学プレスリリース
■スチレンブタジエンゴム(SBR)内部の硫黄架橋の粗密観測イメージ
