ゴム内部構造の破壊を3次元的に可視化！ タイヤの耐摩耗性アップに貢献：材料技術

住友ゴム工業は、京都大学化学研究所 准教授の小川紘樹氏と共同で、破壊につながるゴム内部構造の分布の違いを3次元的に可視化することに成功したと発表した。

[遠藤和宏，MONOist]

　住友ゴム工業（住友ゴム）は2025年7月23日、京都大学化学研究所 准教授の小川紘樹氏と共同で、破壊につながるゴム内部構造の分布の違いを3次元的に可視化することに成功したと発表した。

　同社はこれまで、大型放射光研究施設「SPring-8」（兵庫県佐用町）を活用し、ゴム内部構造を詳細に解析することで、低燃費性能や耐摩耗性能に優れたタイヤゴム材料の開発を行ってきた。

　タイヤゴムの内部構造は、骨格となるポリマー、補強剤であるシリカやカーボンブラック、機能を向上させる添加剤や架橋剤など十数種類以上の材料で構成されている。従来はタイヤゴムの内部構造を解析する際に、X線を物質に当てて、その跳ね返り方（散乱）を観察することで、物質の中の構造を調べる「小角X線散乱（SAXS）法」を採用していた。SAXS法では、変形によりゴムの内部で破壊が生じても、X線が通過した部分のどこで破壊が発生したのかを特定できなかった。

タイヤゴムの内部構造［クリックで拡大］ 出所：住友ゴム

　そこで住友ゴムは、京都大学化学研究所 准教授の小川氏が開発した計測手法「小角X線散乱コンピュータトモグラフィー（SAXS-CT）法」を用いて2023年5月から協働プロジェクトを進めてきた。SAXS-CT法は、CTスキャンのように物質の周りからX線を当てて、物質に含まれる材料によって散乱されたX線を観察することで、物質中の材料の配置を可視化する。X線透過率も測定できるので、物質の密度を可視化したCT画像（通常のX線CTスキャン画像）も同時に得られる。

これまでの計測手法と今回の計測手法の違い［クリックで拡大］ 出所：住友ゴム

　この手法により両者は、ゴムを変形させた際にどこで破壊が始まるかを3次元的に捉えることに成功した他、ポリマーとシリカが特殊な状態（部分的に並んだ状態）に変化しゴムの破壊が始まるという現象を確認した。

ゴムの破壊につながる内部構造の分布の違いを可視化［クリックで拡大］ 出所：住友ゴム

　今後、住友ゴムは、今回の研究成果をゴム材料開発に活用し、耐摩耗性に優れ、安全で環境負荷低減に貢献するタイヤの開発を推進していく。

　なお、今回の研究は、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）が推進するプロジェクト「NEDO先導研究プログラム」の一環で行われた。

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