ニュース
ブリヂストン、天然ゴムの5倍以上の耐亀裂性を持つ新材料「High Strength Rubber」発表会
一般的な合成ゴムと樹脂、触媒から生成
2018年5月18日 00:00
- 2018年5月17日 発表
ブリヂストンは5月17日、タイヤなどに用いられている天然ゴムの代替素材となりうる新たな人工材料「High Strength Rubber」（以下、HSR）を開発したと発表した。HSRは、ブタジエンなどの合成ゴム成分とエチレンなどの樹脂成分を、ガドリニウム（Gd）を配合した同社独自の触媒を用いて共重合（分子レベルで結合）させたもの。生成したHSRは、天然ゴムと比較して耐亀裂性で5倍以上、耐摩耗性で2.5倍以上、引っ張り強度で1.5倍以上の高い耐久性と強度を達成したという。
性能が向上している分、天然ゴムの代替として用いた場合、少量の材料でも従来通りの性能を発揮できることになる。そのため、より軽量にしながら、高強度で耐摩耗性の高い次世代タイヤなどの開発につながる可能性がある。また、触媒の配合によってできあがりの素材特性を変化させられるため、タイヤに限らずその他の分野への応用も期待される。HSRを採用した製品は、早ければ2020年代の登場を見込む。
触媒の工夫で素材の特性を自在にコントロール
ブリヂストンは2016年12月の時点で、イソプレンと独自のGd触媒を重合させることで天然ゴム並みの性能を持つ「新規ポリイソプレンゴム」の開発に成功したことをすでに発表している。今回のHSRはその成果をさらに発展させたもので、生成される物質は「共役ジエン/オレフィン共重合体」と呼ばれる。ごく一般的な合成ゴムとして知られるブタジエンやイソプレンなどと、同じく一般的な樹脂であるエチレンなどを改良型のGd触媒によって共重合させたことで生まれた。
同社 中央研究所 フェローの会田昭二郎氏によると、従来の試験方法でHSRの物性を検証したところ、耐亀裂性においては天然ゴムの5倍となる120万回におよぶ引っ張り試験でも破断することがなかったという。引っ張り強度自体は55％、耐摩耗性は172％それぞれ高く、加えて「静的オゾン劣化試験」においては劣化が見られないため、屋外に長期間放置していても性能が低下しにくい、高い耐候性を兼ね備えることも明らかになったとしている。
元の材料がいずれもありふれたものであることと、レアメタルのなかでも希少性の低いGdをごく少量しか用いないという、資源の入手性の高さがポイントの1つ。また、Gdに配合する配位子（化合物）を工夫することによって、ゴム寄りの特性を持つ素材にしたり、樹脂に近い特性を持つ素材にしたりなど、特性をさまざまに変化させることも可能。その特性変化を「ある程度自在にコントロールし、任意に作り出せるようになった」ことも成果の1つだとした。
会田氏は「強度や耐久性が上がり、材料が少なくなるのでタイヤが軽くなる。それによって車両の燃費が向上し、資源の有効活用やCO2の削減にもつながる」と述べ、同社がCSR（企業の社会的責任）の目標の1つとして掲げる環境負荷低減にも貢献することをアピールした。さらに、HSRを同社が得意とするタイヤ製品だけでなく「いろいろなものに活用したい」という思いから、さまざまな業界から活用アイデアを募るなどして、オープンな姿勢で共同開発などを進めていく方針も明らかにした。
製品への採用に向けては、今後もより適した触媒を追求するとともに、量産の方法・体制の確立などの課題解決が必要であるとのこと。同社 常務執行役員 グローバルイノベーション管掌の松田明氏は、実際の製品に採用されるのは「2020年代になるだろう」と述べるに止めたが、すでにHSRを取り入れたタイヤの試作にも取り組んでおり、近い将来、耐摩耗性や強度が圧倒的に高い次世代タイヤが登場することにも期待が持てそうだ。
