植物

Sep 24, 2023

将来の自動車は自律性とデジタル接続に傾いており、それらの自動車を運ぶタイヤもインテリジェンスとエレクトロニクスのレベルをアップグレードすることが期待されています。 しかし、タイヤの基本、つまりその化学的および物理的構成も、新しい材料と組成によって進化する可能性があります。

材料科学はタイヤ開発の分野であり、業界は近年、信じられないほどの創意工夫と忍耐力を発揮してきました。 石油、鉄鋼、さまざまな繊維は今後もタイヤの組成に使用されますが、大豆、タンポポ、トマト、コケなど、多くの代替品が研究され、将来の製品に使用される可能性があります。

タイヤエンジニアにとって、化学実験室で生まれた材料技術が商品化され、新製品に実装されるのは誇らしい瞬間です。 ユニークな画期的な素材は、特定の企業やタイヤ業界全体にとって前向きなストーリーを前進させるのに役立ちますが、注目すべき成分を含むタイヤは依然として同等以上の性能レベルで機能しなければならないという事実は変わりません。

タイヤにおけるユニークな材料のより重要な例の 1 つは、大豆油におけるグッドイヤーの研究です。 これは、タイヤの石油ベースのオイルの代替における重要なランドマークであり、再生不可能な石油ベースの製品の使用削減に役立つ持続可能性と科学に関する力強いストーリーを提供します。

同社は、United Soybean Board と協力してプロジェクトを推進し、それを単なるビジョン以上のものにしました。 グッドイヤーは、大豆油を含む複数の一般消費者用タイヤを市場に出しており、この技術を他のセグメントにも拡大する計画がある。タイヤにおけるシリカの広範な使用は、現在非常に一般的となっており、代替原材料の別の例によって拡大している。 米加工の副産物である籾殻灰から作られたシリカ製品は、砂ベースのシリカと同様の性能を発揮します。 生物由来の原料は埋め立て地に送られる廃棄物の削減に役立ち、グッドイヤー社と籾殻灰シリカ加工業者がその取り組みを主導してきました。 最近では、このような取り組みにより、グッドイヤーは持続可能な素材を 90% 使用したデモンストレーション用タイヤを開発することができました。

カーボンブラックと同様の基本的なタイヤ成分も研究されています。 回収されたカーボンブラックは、業界の石油化学製品への依存を軽減する機会を提供しており、ミシュランとブリヂストンは、この可能性に関する共同の視点に向けて提携しました。

両社は、タイヤの材料の一部を回収することで、従来のカーボンブラックの一部を置き換えることができると考えている。 彼らは、タイヤやその他のゴム製品からカーボンブラックを再利用する可能性のある道筋を概説しています。リサイクルされたカーボンブラックやその他の取り組みにより、ミシュランは持続可能な材料でタイヤを製造できる能力を証明してきました。 同社は今年、オートバイ用タイヤの一部に持続可能な材料を40％以上組み込むことを達成したと主張している。 これにより、ミシュランは 2030 年までに全製品で平均 40% の持続可能な素材を使用するという目標を前進させることができます。

ブリヂストンも、レーシングタイヤにグアユールを導入することで、すでに実際のタイヤに画期的な素材を使用しています。 一部の競技用タイヤには、アメリカ南西部で生育する耐熱性の砂漠の低木から作られた代替天然ゴムが使用されています。

ブリヂストンは、グアユールゴムには永続的な経済効果をもたらし、海外で調達される天然ゴムの輸送に関連してエネルギーを削減し、その他の環境上の利点をもたらす可能性があると考えています。 同社は、2012 年にグアユールへの取り組みを開始して以来、グアユールの研究と商品化にリソースを注ぎ続けています。

タイヤ材料の代替品として多くの注目を集めているもう 1 つの興味深い植物材料は、TK 種と呼ばれるロシアのタンポポです。 さまざまなタイヤ会社と官民パートナーシップが長年にわたってこの技術の開発を進めてきました。

コンチネンタルタイヤとアポロタイヤはどちらも自転車タイヤの製造にタンポポゴムを使用しています。 アポロは、植物の栽培からタンポポゴムの生産チェーンを確立するために2014年に始まったヨーロッパのコンソーシアムに参加しました。

コンチネンタルは、さまざまな組織と提携して、100% タンポポ天然ゴムで作られたトレッドを備えたタイヤを製造およびテストしました。 同社は10年以内にタンポポをベースにした消費者用タイヤを製造できると信じており、タンポポトラック用タイヤの「有望な」テストを報告している。

課題は、適切な影響を与えるのに十分な量の TK 種タンポポ乳液を植え、成長させ、収穫することです。 利点は明らかです。 ゴムの木は通常、ゴムの生産に必要な乳液を生産するのに 7 年かかりますが、タンポポは 6 か月ごとに収穫できます。 ゴムの木は他の気候にも適応しますが、ゴムの木は「ゴムベルト」として知られる赤道付近の地域でのみ生育できます。

世界的なモデルによると、天然ゴムの市場需要は生産能力を上回る見込みであり、これが原材料の価格の変動と潜在的な不足につながっています。

この暴露により、米国政府は注目し、タンポポゴムの研究を支援する方向に動きました。 グッドイヤーは2022年初頭に、米国国防総省および空軍研究所と協力してタンポポゴムの国内供給源を開発するプログラムを発表した。 この協定は、天然ゴムが軍用、航空機、トラック用タイヤの重要な成分として機能する「戦略的原料」として分類されることと調和している。

目標は、タンポポゴムを使用して軍用機タイヤを製造し、グッドイヤーがオハイオ州のライト・パターソン空軍基地と協力して製造およびテストすることである。 追加のテストで良好な結果が得られれば、タンポポゴムがあらゆるタイヤ用途に使用される可能性があります。

他の場所では、ミネソタ大学の研究者が木や草から自動車用タイヤを製造する技術に取り組んでいます。 このプロジェクトには、天然ゴムのモノマーであるイソプレンを製造する化学プロセスが含まれており、大学は、木や草からのバイオマスの生産は、外観と性能の点で現在のタイヤと同じであると主張しています。 多くのタイヤ会社もこのイソプレン代替分野に取り組んでいます。

官民の取り組みの別の例として、住友ゴム工業は日本の 2 つの大学と協力して、トマト由来の酵素を介して天然ゴムの収量を向上させ、新しい種類の天然ゴムを開発しています。 同社は６月にドイツで開催された国際ゴム会議で発表した。

タイヤ材料分野におけるさらに極端なアイデアについては、近年のジュネーブ モーター ショーで取り上げられたグッドイヤーの遠い未来のコンセプトを検討してください。 これには、サイドウォールに生きた苔が入った、リサイクルされたタイヤ粉から作られた 3D プリント タイヤ「Oxygene」が含まれます。 トレッドを再生する交換可能なカプセルを使用する「reCharge」。 そして「Eagle 360​​ Urban」は、バイオニックスキンとモーフィングトレッドで作られた球体です。

それは把握すべきことがたくさんあります。

10 年以上先のタイヤの性能基準が最も重要になると考えた場合、転がり抵抗、重量、オールシーズングリップとウィンターグリップ、耐パンク性、トレッド寿命といった同じ項目が重要になるでしょう。 はい、パフォーマンスへの期待はトレードオフなしに高まっていますが、タイヤメーカーは創造的な方法で材料科学を進歩させることで時代の先を行っています。