NEDOなど バイオマス由来のBRでタイヤ試作に成功

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2021年9月2日

 新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)は、産業技術総合研究所(産総研)、先端素材高速開発技術研究組合(ADMAT)、横浜ゴムと共同で、バイオエタノールからのブタジエンの大量合成、ブタジエンゴム(BR)の合成、自動車用タイヤの試作という一連のプロセスの実証に成功した。 

バイオマス由来のブタジエンゴムで試作したタイヤ
バイオマス由来のブタジエンゴムで試作したタイヤ

 ブタジエンは現在、合成ゴムなどの重要な化学原料として石油から生産されているが、バイオマス(生物資源)からタイヤを生産する技術を確立することで、石油依存を低減しCO2削減と持続可能な原料の調達を促進する。

 NEDOは「超先端材料超高速開発基盤技術プロジェクト(超超PJ)」で計算・プロセス・計測の三位一体による有機・高分子系機能性材料の高速開発に取り組み、バイオエタノールからブタジエンの高速・高効率合成技術を開発した。

 2019年には触媒の配合状態や反応条件に関する大量のデータを取得・解析するハイスループットシステムとデータ駆動型学習、触媒インフォマティクスにより、世界最高のブタジエン収率をもつ触媒システムを開発し、BRの合成にも成功。さらに2020年にはブタジエン収率を1.5倍に高めた。

 今回、産総研が、バイオエタノール処理量が従来比約500倍(1L/時)の大型触媒反応装置を設計・製作し、反応温度やエタノール流量などの反応条件の最適化と生成ブタジエンの捕集方法の改良により、連続反応で約20kgのブタジエンを製造。ADMATが生成ブタジエンを蒸留して高純度化し、横浜ゴムが高純度ブタジエンを重合してゴム化した。これと天然ゴムのみで試作したタイヤは、従来の石油由来ゴムを使用したタイヤと同等の性能を示した。

 今後、超超PJでは成果を実用化するための材料設計プラットフォーム構想を進め、その中のハイスループット触媒開発装置群の構築とデータ蓄積をさらに進める。生産性の向上や他の材料開発への適用などを加速させ、サステイナブル資源の社会実装に挑戦し、カーボンニュートラル、脱炭素社会の実現に貢献する。

 

横浜ゴム ゴム・樹脂アロイでホースの大幅軽量化に成功

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2021年8月24日

 横浜ゴムはこのほど、自動車用エアコンホースの50%軽量化に成功したと発表した。2024年の本格的な事業展開を目指す。

 自動車産業は、CASE、MaaS、DXなど大変革の時代を迎えている。さらに世界各国は「2050年までのカーボンニュートラル(CN)達成」に向けて脱炭素化への動きを加速し、次世代環境対応車へのシフトが急進している。こうした中、航続距離の延長や燃費向上の観点から車両の軽量化は課題の1つで、搭載部品への軽量化ニーズはますます高まっている。

 今回、軽量化に成功したホースは、同社の独自技術を駆使して開発したゴム・樹脂ポリマーアロイ(海相が樹脂、島相がゴムの海島構造体)により、ゴムの柔軟性・耐熱性と樹脂の高いガスバリア性を生かし、従来比50%の大幅軽量化を実現。ホース製造には、多量の熱を使う加硫が不要で、CN達成にも貢献する。

 同社のホース配管事業ではゴム製、樹脂製の高圧ホースなど多くの産業用商品を生産販売しており、自動車用エアコンホースは日米などのカーメーカーに納入している。ホースと配管を一体化した設計・評価を強みとし、様々な要求や配管レイアウトに対応。配管はオール樹脂化を進め、ホースと配管の組み合わせでも大幅な軽量化が可能だ。

 今後は、実用化に向けた開発や他の自動車配管への参入など、次世代環境対応に向けて独創的なホース配管の開発を推進していく考えだ。

日本ゼオンなど バイオマスからブタジエンを生成、新技術を共同開発

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2021年4月14日

 日本ゼオンはこのほど、横浜ゴム、理化学研究所(理研)と共同で設置している「バイオモノマー生産研究チーム」の研究により、バイオマス(生物資源)から効率的にブタジエン(BD)を生成できる世界初の新技術を開発したと発表した。

バイオマスからブタジエンを生成
バイオマスからブタジエンを生成

 主に自動車タイヤなどの合成ゴムの主原料であるBDは、現在、ナフサ熱分解の副生成物として工業的に生産されている。バイオマス由来BD生成技術を確立すれば、石油依存度の低減に繋がり、地球温暖化の原因とされるCO2の削減に貢献できる。

 日本ゼオンは2013年より、理研(環境資源科学研究センター)、横浜ゴムとの共同研究で、バイオマスから合成ゴム原料のモノマーを生成できる技術を培ってきた。昨年4月には、理研の「産業界との融合的連携研究制度」を利用して、社会実装に向けた研究を加速させるため「バイオモノマー生産研究チーム」を設置。さらなる高生産酵素と効率的な精製技術確立に向けて各々の知見・技術を有機的に融合して研究を進めてきた。

 今回、同チームは新しい人工代謝経路と酵素で、優れたBD生成能をもつ細胞の創製に成功。これにより、微生物によるバイオ合成から生成されるムコン酸を中間体として経ることが可能となり、また、これまで開発してきた酵素の知見を取り入れることでBDの発酵生産でのコストを大幅に削減することが期待できる。

 これらの成果が今回、ロンドンを拠点とし生物学、化学などの分野の研究論文が掲載されているオンライン専用ジャーナル「ネイチャー・コミュニケーションズ」に掲載される。

 なお、「バイオモノマー生産研究チーム」は、同じく合成ゴムの主原料であるイソプレンについても、2018年に、世界初となる新しい人工経路の構築と高活性酵素の作成により優れたイソプレン生成能をもつ細胞を創製。この細胞内で出発原料であるバイオマス(糖)からイソプレン生成までを一貫して行うことに成功している。ゼオングループはこれからも産官学の垣根を超えた研究に積極的に取り組み、「持続可能な開発目標(SDGs)」達成に貢献していく考えだ。

横浜ゴム タイの金型生産能力増強にジェトロの支援

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2021年3月17日

 横浜ゴムはこのほど、タイヤモールド(金型)生産会社のヨコハマモールド(YMC)がASEANでのサプライチェーン強化を目的にタイのグループ会社ヨコハマモールド・タイランド(YMTC)の生産能力を増強すると発表した。今年末に完了する予定だ。

 YMTCは2018年にタイ・ラヨーン県に設立以来、横浜ゴムの日本、タイ、フィリピン、インドなどのタイヤ生産拠点に乗用車用とライトトラック用のタイヤモールドを供給している。今後、タイヤモールドの供給は日本のYMCと中国のパートナー企業に加え、YMTCを活用してアジア3拠点体制を確立し、ASEANでのより安定的な供給を実現する。

 横浜ゴムは中国、台湾、フィリピン、タイ、ベトナム、インドネシア、インドなどにタイヤとMB(マルチプル・ビジネス)の生産販売拠点をもち、アジア地域の事業強化を進めてきた。今後も生産能力の増強やサプライチェーンの強化などを通じて、ASEAN諸国との相互発展に貢献していく考えだ。

 なお今回の増強は、日本貿易振興機構(ジェトロ)の「海外サプライチェーン多元化等支援事業第3回公募(設備導入補助型)」に採択された。これは、特にアジア地域で生産の多元化などのサプライチェーンを強靭化し、日本とASEANの経済産業協力関係を強化することを目的としたものだ。

横浜ゴム ゴム配合物性値のAI予測システムを独自開発

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2021年3月12日

 横浜ゴムはこのほど、AIを活用したゴムの配合物性値予測システムを独自に開発しタイヤ用ゴムの配合設計への実用を開始したと発表した。

 人がゴムの配合設計パラメーターを入力すると、AIが予測物性値を出力するほか、その確からしさを表示したり、目標物性値に近い配合を探索する機能ももつ。膨大な仮想実験が可能で、開発のスピードアップやコスト削減、高性能な商品の開発に加え、経験の浅い技術者による配合設計が容易になることが期待できる。今後は、ホースやコンベヤベルトなど多岐にわたるゴム商品開発にも利用する。

 同社はマテリアルズ・インフォマティクスによるゴム材料開発技術や、インフォマティクス技術によるタイヤ設計技術など、材料とタイヤの設計開発プロセスでAIを活用した技術開発を進めてきた。今回、同社が昨年10月に策定したAI利活用構想「HAICoLab(ハイコラボ、人とAIの共同研究所))」に基づいて開発した。

 「ハイコラボ」は人間特有のひらめきや発想力とAIが得意とする膨大なデータ処理能力を生かした「人とAIとの協奏」によりデジタル革新を目指す構想で、人が設定する仮説に沿ったデータの生成・収集と、AIによる予測・分析・探索を繰り返すことで、未踏領域の知見の発見を目指す。現在は、プロセスに加え、製品やサービスなどの革新を目指した利活用を進めている。これにより、ユーザーエクスペリエンスの向上とAIやIoTなどの革新技術による新たな未来社会「Society 5・0」の実現に貢献していく考えだ。

横浜ゴム アルプスアルパインとタイヤセンサーの開発を加速

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2019年10月25日

 横浜ゴムは乗用車用タイヤセンサーについて、アルプスアルパインと共同開発を進めていることを、現在開催中の「第46回東京モーターショー2019」のプレスカンファレンスで明らかにした。

 横浜ゴムはタイヤもCASEへの対応とIoT化が必須と考え、同モーターショーでは様々なCASE対応のための新技術を展示している。その中の「Connected(コネクテッド)」では、従来のタイヤ空気圧検知に加えて、摩耗検知と路面検知、それらのデータをデジタルツールで処理・管理していくソリューションビジネスの展開を視野に入れ研究開発を推進する。

 今後は、タイヤから得られたデータをいかにユーザーなどにフィードバックしていくかが必要だとし、そのためのシステムやアプリケーションの開発を重要課題に位置付けた。

 これらの取り組みが新たなタイヤビジネスの付加価値になっていくと予想されるため、タイヤセンサー開発の加速化が急務と判断し、アルプスアルパインと共同開発を進めている。電子部品メーカーのアルプスアルパインは、センサー開発のほか、システム設計力やソフトウェア開発力にも優れており、横浜ゴムは新しいタイヤビジネスモデルでのシナジー効果を狙う。

 横浜ゴムは、2004年に当時では国内タイヤメーカー初となる乗用車向けタイヤ空気圧モニタリングシステム「エアーウォッチ」を開発。また、トラックやバス用のモニタリングシステムは、運行傾向の分析やタイヤ点検時期の通知などユーザーの総合的な車両運行管理のレベル向上と、摩耗したトレッドゴムを新しく貼り替えて再利用するリトレッドタイヤの推進に活用している。

横浜ゴム バイオエタノールからブタジエン生成

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2019年8月7日

 横浜ゴムは産業技術総合研究所(産総研)と先端素材高速開発技術研究組合(ADMAT)と共同で、インフォマティクス(情報科学)を活用し、バイオエタノールからブタジエンを生成する世界最高の生産性を持つ触媒システムを開発した。また、生成したブタジエンを使ったブタジエンゴムの合成にも成功。

 タイヤの主原料の1つで合成ゴムの元となるブタジエンは、現在、石油精製の副産物として工業的に生産されている。バイオマス(生物資源)からの生産技術の確立により、石油への依存度低減やサステナブルな原料調達の促進が期待できる。新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の「超先端材料超高速開発基盤技術プロジェクト(超超PJ)」の委託事業として実施した。

 超超PJでは計算科学や人工知能(AI)を積極的に活用することで、従来の経験と勘を頼りにした材料開発と比べ、開発期間を20分の1に短縮することを目指している。

 今回は超超PJが推進する「計算科学技術」「プロセス技術」「先端計測技術」の三位一体で開発を進めた。まず「計算科学技術」でバイオエタノールからブタジエンをより多く生成できる金属酸化物触媒を探るため、AIを使用した量子化学計算による一次スクリーニングを行った。

 バイオエタノールからブタジエンを生成するには複数段階の反応を経る必要があるが、それを5段階に分けて各段階の反応を緻密に計算したところ、特定の金属酸化物の組み合わせが最適であることを導き出した。

 次にそれらの最適な配合状態や反応条件を探索するため「プロセス技術」「先端計測技術」で、複数の条件下で試験する迅速触媒評価と、それぞれの反応性を高速に計測するハイスループット実験を実施。活性成分の触媒用担体での分布や量などの触媒調製条件、温度などの反応条件で最適解を発見した。世界最高の生産性を持つ、極めて高活性な触媒システムの非常に短期間での発見で、触媒開発におけるインフォマティクスの有用性を実証することにも成功した。

 今後はより高度なAI技術による計算科学をベースとしたキャタリストインフォマティクスの基盤を構築するとともに、多検体高速同時評価と高速計測技術を連携させたハイスループット実験を通して、2030年のバイオマス由来の合成ゴム実用化を目指す。

 

 

横浜ゴム フィリピンのタイヤ生産販売子会社にPVシステム

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2019年7月16日

 横浜ゴムはこのほど、地球温暖化の防止や天然資源の保全活動の一環として、フィリピンのタイヤ生産販売子会社であるヨコハマタイヤフィリピンの生産工場の屋根に太陽光発電(PV)システムを設置し、4日より運転を開始したと発表した。

 設置したPVシステムの出力規模は約4メガワット(直流)で、年間予測発電量は約5363メガワット。発電した電気は同工場で使用し、年間で約2858tCO2の温室効果ガス排出量を削減できる見込み。

 なお、同件はシャープエネルギーソリューションと共同で日本の環境省が実施する「2国間クレジット制度資金支援事業のうち設備補助事業」の採択を受け、また同プロジェクトはフィリピン政府と日本政府の協力の下で実施されている。

 横浜ゴムは、地球温暖化防止の長期目標として「2050年までに当社グループのバリューチェーン全体で排出するCO2総量を基準年(2005年度)比で50%以上削減する」を掲げている。

 目標達成の一環として太陽光発電をはじめとした再生可能エネルギーの活用を進めており、ヨコハマタイヤフィリピン以外に中国の杭州横浜輪胎有限公司、蘇州優科豪馬輪胎有限公司、インドのヨコハマインディア、日本の三重工場、三島工場、研究開発センター「RADIC」にPVシステムを、平塚製造所、新城南工場には太陽光+風力発電システムを導入。

 また、エネルギー効率の良い設備の導入や物流のモーダルシフト化など様々な省エネ活動を強化し、エネルギー使用量の削減に努めている。