일본산업뉴스요약

브릿지스톤, 타이어용 합성소재 개발
독자 촉매기술로 고강도 실현

브릿지스톤은 일반적인 고무와 수지를 사용한 타이어용 합성소재를 개발했다. 이 성분을 분자 레벨에서 결합시키는 독자의 촉매기술을 활용했다. 타이어의 원재료인 천연고무는 기후 등으로 생산량이 좌우되기 쉽다. 안정조달 가능한 소재의 개발은 오랜 기간 경영과제가 되었고 이번 개발로 크게 전진했다. 남는 생산 비용의 과제 등을 해소하여 2020년대의 실용화를 목표로 한다.

“매우 범용적인 소재의 조합으로 이만큼 우수한 특성이 나올 지는 상상하지 않았다.” 브릿지스톤의 아이다(会田) 중앙연구소 연구원은 흥분을 감추지 못하며 이야기했다. 신소재 ‘High Strength Rubber(HSR)’은 독자의 중합촉매기술 ‘개량형 Gd촉매’를 활용해 일반적인 고무 성분의 이소프렌과 수지 성분의 에틸렌을 메인으로 분자 레벨에서 결합시켜 만들어냈다.

타이어용 고무는 원재료의 약 60%가 천연고무이다. 천연고무는 합성고무와 비교해 내구성이 높지만 기후 등에 생산량이 영향 받기 쉽다. 브릿지스톤은 천연고무의 대체가 되는 신소재의 연구개발을 추진해왔다. 핵심은 어떻게 천연고무와 같은 수준의 강도를 확보하는 가였다.

이 과제를 해결하는 첫 번째 발걸음이 2016년에 개발한 독자 Gd(가돌리늄) 촉매였다. Gd 촉매를 사용해 이소프렌의 분자 구조를 제어할 수 있지만 섭씨 0℃ 이하에서만 이용할 수 있는 등 장벽이 있었다. 이에 대해 브릿지스톤은 촉매 구조를 연구했다. 공업적으로 일반적인 40℃ 이하에서도 사용할 수 있도록 만들었다.

나아가 이번 Gd 촉매를 사용해 이소프렌과 에틸렌이라는 다른 성분을 하나의 화합물로써 융합하는 것에 성공하고 고무와 같이 부드러움과 수지의 강인함을 가진 HSR의 개발에 이르렀다.

이 HSR은 천연고무를 웃도는 내구성도 가진 것이 밝혀졌다. 천연고무와 비교실험에서는 HSR은 인장강도가 천연고무와 비교해 1.5배 이상, 내마모성은 2.5배 이상, 내균열성은 5배 이상이라는 결과도 나왔다.

천연고무의 대체라는 이점만이 아닌 더욱 얇고 가벼운 타이어의 실현으로 연결해 자동차의 연비 성능 향상에도 기여할 수 있다. 향후 양산화를 위한 파트너와의 연계 등에 나설 의향이다.

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