炭素繊維産業の苦境と突破の道

最近、江蘇連雲港神鷹自転車有限責任公司は、完全に知的財産権を持つ6キロの炭素繊維自転車を生産しました。主な原料の炭素繊維は全部中復神鷹炭素繊維有限責任公司から提供されました。この自転車はヨーロッパの炭素繊維自転車の品質認証を受けました。価格は同じ種類の炭素繊維自転車の1/3だけです。年間10万台の炭素繊維自転車の一期工事は年内に建設されます。

炭素繊維は私達の日常生活からますます近くなりました。このような髪の毛の細い100倍の繊維状炭素材料は、その密度は鋼の4分の1にも満たないですが、引っ張り強さは鋼の7～9倍で、引っ張り弾性も鋼より高く、炭素繊維はアルミニウムより軽く、鋼より硬いです。

軽量なので、炭素繊維複合材料の品質は鋼鉄の約20%で、繊維等級と方向性によって、鋼材の強度にも似ています。

また、炭素繊維はまだ錆びていません。炭素繊維材料を使って製品の体重を大幅に減らすことができます。そのため、燃料効率を著しく向上させ、その生産した飛行機、自動車を使って、大量の燃料を節約できます。

炭素繊維は高強度、高弾性、耐高温、耐腐食、導電性、熱伝導性などの性能を持っているので、炭素材料の強い抗張力と繊維の柔軟加工性を兼ね備えた二大特徴の化学工業新材料となり、次世代強化繊維である。

現在、炭素繊維は航空宇宙、軍事工業だけでなく、自動車部品、風力発電翼、原子力発電、油田掘削、スポーツ用品、炭素繊維複合コアケーブル及び建築補強材料分野にも大きな応用空間があります。

苦境の一:

生産技術は先進国からはるかに後れている。

炭素繊維の応用分野は国家の国防と軍工に関連しているので、炭素繊維の技術と生産設備の各国はすべて厳格に秘密を守ります。

日本、アメリカなどの主要な生産会社は長い間、高性能特殊なシルク製造技術に対して高度に秘密を守り、譲渡しないだけでなく、高性能の特殊なシルク製品も販売していません。

中国科学院の山西石炭化学研究所の賀福研究員によると、中国T 300通用級の産業化はすでに突破的な進展を遂げ、百トン級と千トン級の炭素繊維はすでに生産に投入された。T 700級は中試増幅を行っており、T 800級は実験室で開発されている。

現在、国内の一つ二つの部門の製品品質はT 300級の性能指標を超えています。T 400級レベルに達しています。小ロットで生産できます。

これは前世紀の80年代の日本の東レ会社の炭素繊維の研究開発の方面のレベルにあります。

全体の状況から見ると、我が国は現在T 300の通用レベルから高性能T 700とT 800の発展に移行期にあります。

しかし、応用分野によって、炭素繊維と複合材料の

苦境二:

規模が小さいので数量が多いです。研究開発を繰り返します。

中国は炭素繊維の研究を始めたのは遅くありませんでした。

上海扶督情報科学技術会社の金秋エネルギー化工スタジオの創始者である銭伯章高工によると、中国は20世紀60年代に中科学院長春応用化学研究所から率先してPAN基炭素繊維の研究を開始し、70年代初めに連続化中試験装置を完成した。

その後、上海合成繊維研究所、中国科学院山西煤化所、北京化工大学、山東工業大学なども研究活動を開始し、80年代半ばに中試を通過し、産業化試生産段階に入り、年産数百キロから数トンの試用装置と年間数十トンの試用装置が相次いで建設された。

しかし、全体として、技術レベル、生産能力、製品品質などは海外の先進レベルと大きな差があります。

21世紀に入ってから、国内の炭素繊維産業の発展が速いです。

2000年から、我が国の炭素繊維は技術の多元化に向かって発展して、もとの硝酸法のもとの糸の製造技術を放棄して、ジメチルスルホンを溶剤の1歩法の湿式法の繊維の技術に採用して成功を獲得します。

現在自主技術を利用して開発された少数の国産炭素繊維製品はすでに国際同種の製品レベルに達しました。

銭伯章の紹介によると、近年、国家の関係部委員会は炭素繊維技術の産業化プロセスを我が国の戦略任務としています。

その後、いくつかの企業が相次いで炭素繊維の生産行列に参加します。

現在、中国には吉林神舟炭素繊維公司、山東天泰新材料株式有限公司、浙江嘉興中宝炭素繊維有限公司、保定白鳥化繊集団、大連興科炭素繊維有限公司、山西恒天紡織新繊維科技有限公司などの生産規格の大きさが一様でない炭素繊維メーカーがあります。合計年間生産能力は2310トンです。

不完全な統計によると、現在建設予定の炭素繊維生産企業は11社あり、合計生産能力は原糸年間生産量7100トン、炭素繊維1560トンで、その中に建設企業は4社で、合計生産能力は原糸年間生産量1100トン、炭素繊維470トンである。

世界を見ると、炭素繊維の生産プロセスが複雑なため、今まで世界規模の企業は12社を超えません。

彼らは日本の東レ、東邦、三菱麗陽、アメリカのシアン工業会社（Cytec）、ヘックセル（Hexcel）会社、卓爾泰克（Zoltek）会社、阿莫科（Amoco）会社、ドイツのSGL、韓国の泰光産業会社及び台湾の台湾塑会社などです。

その中のトップメーカーは日本の三菱麗陽、東邦と東レ、アメリカCytec、Hexcelなどがあります。

2008年、我が国の全面的にスタートし、実施した大型航空機の重要な特別項目の全体的な組み合わせプロジェクトの中で、炭素繊維を含む多くの化学工業新材料プロジェクトが、この特定項目を代表とする国内の各分野における炭素繊維製品の需要の増加に伴って、多くの炭素繊維研究プロジェクトや千トン級産業化プロジェクトが次々とスタートしました。

しかし、中国の炭素繊維業界は自主的な知的財産権を持つ核心産業化技術に欠けているため、産業発展は一足飛びにはならないが、発展のきっかけはすでに来ている。

紹介によると、技術の研究開発から産業化への転換はもっと難しいです。だから、炭素繊維が本当に国産化を実現するにはまだ長い過程が必要です。

市場不足のため、ここ数年来国内で「炭素繊維熱」が現れました。

しかし、現在の国内市場は炭素繊維製品の需要が大きいですが、盲目的な発展には大きなリスクがあり、これらの千トン級プロジェクトは数年後に市場に過剰が発生するのは必然と指摘すべきです。

関連部門の予測によると、世界の炭素繊維の需要は毎年約13%のスピードで急成長し、2010年にはPAN基炭素繊維の世界需要量は5万トンに達し、2012年には6万トンに達し、2018年には10万トンに達すると予想されている。

このため、世界7大炭素繊維メーカー（東レ、東邦、三菱麗陽、SGL、Hexcel、Cytec、Zoltek）は、3～5年以内に78%の増産を計画し、総投資額は87970万ユーロと発表しました。

専門家は、短期的には炭素繊維の供給が需要に追いつかないと予想していますが、2012年には供給が需要を上回る可能性があります。

包囲を突破する道一：

こぶしを握り締めて力を合わせる

どのように供給が需要を上回る見通しの下で、中国の炭素繊維産業のグレードアップの歩速を速めますか？

目下、わが国は高性能PAN基原糸の生産技術を把握し、市場の先頭を占める必要があります。

炭素繊維の生産技術を完備する前提の下で、できるだけ早くPAN基の原糸の製造技術の上で突破を得て、高い品質の上流の製品の生産ラインを発展して、炭素繊維の生産が安定して、製品の優良品質を保証して、それによって肝心な技術の上で国外の封鎖と独占を打ち破ります。

このため、各大科学研究機関、企業は拳をしっかり握って力を合わせて、重複を避けるべきです。

銭伯章は、国家の支援は主に有無相通ずるシステム化研究ネットワークの構築に集中し、同時に投入及び税収、信用などの政策の傾斜を強め、炭素繊維生産企業、原料生産企業及び実力のある投資企業を奨励し、特に開拓性企業の財力に対する傾斜力を高めるべきと提案しています。

我が国は炭素繊維の生産に対して明確な計画と目標任務がありますが、繰り返し導入し、繰り返し研究する現象は依然として非常に深刻です。

国家はいくつかの成功企業を重点的に支援し、共同で協力し、配置を最適化し、資源を統合し、協力して関係を修復し、低レベルの重複建設と盲目的な発展を防止し、より多くの企業が回り道を少なくし、コストを節約する目標を実現しなければならない。

我が国を独立して掌握して、自主的に技術を持って、産業化の発展の国家を実現させます。

銭伯章は同時に国外の先進的な経験を参考にして、産学研用の緊密な結合を強化して、関連している構造を創立して、高い性能の繊維の産業を国家の戦略の高度まで発展させて、我が国の炭素の繊維の産業に急速に健康に発展することができますと提案しています。

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包囲を突破する道二：

循環利用に着目する

近年、海外での炭素繊維技術開発研究は、性能向上とコスト削減に集中しています。

日本の東レは先進的な複合材料市場の発展の需要によって、T 300種類の炭素繊維を段階的に淘汰することを決めました。重点的に引張り強度は4000～5000 MPa、価格はT 300とほぼ同じ炭素繊維品種です。

また、環境にやさしい循環炭素繊維の開発を重視する企業もあります。

東レ、帝人、三菱レイ陽は循環炭素繊維の大規模生産に協力し、高軽量材料のリサイクルを促進する。

炭素繊維製品は特殊な分野に多く使われています。使用寿命と更新周期は厳しく要求されています。大量に廃棄された炭素繊維製品は早急に処理が必要です。

日本の三菱麗陽の見積もりによると、現在全世界で廃棄された炭素繊維は約1万トンで、2010年には2万トンに達するという。

炭素繊維の生産能力の拡大と材料の大量使用を強化するにつれて、環境にやさしい傾向に対して、企業は炭素繊維のリサイクルを重視することを要求します。

先進国はすでにこの仕事を始めました。ドイツTITK研究所が開発した新技術は、切取処理を使わずに廃棄炭素繊維繊維繊維繊維の織物から長さ≧20 mm、長さ30 mm～70 mmの炭素繊維を取得できます。スペインのINASMET輸送安全機構は化学と熱分解処理技術を用いて、炭素繊維－エポキシ複合材料のリサイクルと再利用の新しい方法を開発しました。

東レ、帝人、三菱麗陽は2009年に合弁会社を設立し、飛行機や他の設備から使用済みの炭素繊維を回収し、循環利用する。

循環炭素繊維の年間生産量は初めの数百トンから現在の世界最大の生産量の1000トンに増加します。

現在、我が国は炭素繊維の循環利用の面で、国外の先進理念を参考にして、研究開発の範囲に入れるべきですか？巨人の肩に立って、私達にもっと高くて遠いところを見ることができます。