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輪胎開發技術

Nano Balance Technology

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1 : 奈米平衡技術
橡膠是輪胎的原材料,由各種材料如碳黑和二氧化矽所
構成。輪胎
的性能是由其分子構造和複合物的複雜特性
所交織形成。
藉由將輪胎的構成材料進行奈米水準(1奈
米=10億分之1米)的「預
測、機能創造、精密控制、觀
察發現」來高精密地開發理想的橡膠
材料。這就是
TOYO TIRES的Nano Balance Technology。

 

2 : 奈米解析[預測驗證]

為了導引出所需要的性能,針對填料¹及聚合物²的配方進行奈米程度的解析。

TOYO TIRES建立了一種繪圖技術「奈米Tan-
Delta(tanδ)模擬技術³」,用來從橡膠的微觀結構中
獲取能量損失的(粘弾性)的主曲線。
藉由這項業內首創的技術,顯示出低燃費性能的「低頻
領域」及溼地抓地性能的「高頻領域」,能夠對橡膠素
材所具有的特性進行圖形化的定量評估,以開發出能夠
平衡低燃費性能與抓地力的最適合複合物。

¹[填料] : 在橡膠裡添加碳黑和二氧化矽之類的原料,
是用來提高強度、加工性、經濟性等複合物的總稱。
²[聚合物] : 是構成天然橡膠及合成橡膠的分子成份。
³[奈米Tan-Delta(tanδ)模擬技術] : 在奈米條件下,
對橡膠材料內部的能量損失參數的模擬分析,
Tan-Delta(tanδ)是用正切函數tangent表示高分
子材料等內部 能量損失的參數。

 

3 : 奈米素材設計[機能創造]
基於奈米Tan-Delta(tanδ)模擬的結果,設計出了具
有高結合力的聚合物。

 

4 : 奈米加工[精確控制]

將通過奈米素材設計所得到的新材料進行最
適合條件的加工,導引出最大極限的性能。

即使使用了優質的原材料,如果沒有使用能導引出其最
大性能的加工技術,是不能取得其最優異的性能。
奈米加工是藉由精密混合、溫度控制二氧化矽的配方,
來精確地控制二氧化矽和偶合計之間的化學反應。
這可以有效率地將二氧化矽與聚合物進行結合,降低能
量的損失。

 

5 : 奈米分析[觀察發現] -1

針對構成輪胎複合物的填料和聚合物的狀態進行奈米程度的精密觀察。

三次元觀察技術的建立,能夠在立體運動中更精確地觀
察輪胎複合物中的網絡結構。
運用Nano Balance Technology作出來的最新複合
橡膠,能夠確保將複合物進行均勻分散的控制。

 

5 : 奈米分析[觀察發現] -2
利用世界最大級別的同步輻射裝置¹「SPring-8²」,建
立了在動態環境中利用X射線取得填料的構造情報的技
術。
不只填料的分散性,還可以進行磨耗性能和耐久性之類
的橡膠加強評估。

¹[同步輻射裝置] : 產生同步輻射的裝置。同步輻射是帶電粒子的運
動速度接近光速在電磁場中偏轉時,沿運動的切線方向發出的一
種電磁輻射。有寬闊的連續光譜、高度準直性及偏振性、高功率
及高亮度。
用於尖端技術的研究:凝態物理、奈米及表面和材料科學、軟物質
科學、分子科學、生物結構及醫學等。
²[SPring-8] : 位於日本兵庫縣佐用町科學公園都市的一座同步輻射
裝置,利用電子加速、儲存而產生多種放射光線以進行尖端的科
學及醫療研究。

 

5 : 奈米分析[觀察發現] -3
隨著奈米分析的進步及發展,建立了「奈米動態搜
索」,能進行橡膠素材的三次元觀察與動態環境下
的橡膠內部構造分析。利用高亮度的X射線來觀察
剎車時橡膠的內部變形情況,確認了基於分子模擬
設計出的橡膠複合物,具有優異的磨擦係數。