Nano Balance Technology

新式的材料設計基礎技術

在奈米尺度下研究與開發全新的橡膠複合物,藉由整合奈米程度的
「分析・解析・素材設計・加工」
4個體系來進行技術開發,以達到
最優良的獨有的材料設計技術。

● 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。

●奈米解析 [預測驗證]

為了導引出所需要的性能,針對填料*1
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量損失(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。

●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。

●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,
是不能取得期最優異的性能。

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
和偶合劑之間的化學反應。

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。

●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。

●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-8*2」,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與耐久性之類的橡膠加強性評估。

*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。

●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,具有優異的摩擦係數。