炭素繊維&Nbsp;底辺からの脫出（1）

先日、江蘇連雲港神鷹自転車有限責任會社は完全に自主的な知的財産権を持つわずか6キロの重さの炭素繊維自転車を生産しました。その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す。この自転車はすでにヨーロッパの炭素繊維自転車の品質を認証しました。価格は同じ種類の輸入炭素繊維自転車の1/3です。年間10萬臺の炭素繊維自転車を生産しております。普通の材質の自転車と比べて、炭素繊維の自転車は軽くて丈夫で、體力を節約する特徴があります。自転車の車體材料としては、炭素繊維応用分野の一例にすぎない。

　　炭素繊維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倍の繊維狀炭素材料は、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體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、耐高溫、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學工業新材料となり、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:生産技術先進國にはるかに後れをとっている。

炭素繊維の応用分野は國家の國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國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會社は長い間、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。

中國科學院の山西石炭化學研究所の賀福研究員によると、中國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、國內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年代の日本の東レ會社の炭素繊維の研究開発の方面のレベルにあります。全體の狀況から見ると、我が國は現在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。

しかし応用分野炭素繊維と複合材料に対する品質要求も異なります。つまり、通用T 300だけでは市場のニーズを満たすことができません。このため、高機能T 700、T 800、T 1000の炭素繊維を開発しなければならないと考えています。彼は例えば、大飛行機を製造するための一次構造材料はT 800 H級とその複合材料P 302（T 800 H/3902-2）を必要とし、炭素繊維複合コアアルミニウム絞ケーブル（ACCC）を製造するためにもT 700 S級が必要である。そのため、高性能炭素繊維の開発が急務となりました。未來の主導的な製品はT 700とT 800級で、T 700級はT 300級に次第に取って代わります。次世代通用の炭素繊維になります。

困難な狀況の2：規模の小さい數量は多く繰り返し研究開発します。

中國は炭素繊維の研究を始めたのは遅くありませんでした。上海扶督情報科學技術會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、中國は20世紀60年代に中科學院長春応用化學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裝置を完成した。その後、上海合成繊維研究所、中國科學院山西煤化所、北京化工大學、山東工業大學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、年産數百キロから數トンの試用裝置と年間數十トンの試用裝置が相次いで建設された。しかし、全體として、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、國內の炭素繊維産業の発展が速く、安徽華皖炭素繊維公司は率先して年間生産500トンの原糸、200トンのPAN基炭素繊維生産裝置を導入し、わが國の炭素繊維及び原糸工業の産業化生産空白を埋めることに成功した。

2000年から、我が國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歩法の濕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數の國産炭素繊維製品はすでに國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、國家の関係部委員會は炭素繊維技術の産業化プロセスを我が國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參加します。現在、中國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、浙江嘉興中寶炭素繊維有限公司、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會社（Cytec）、ヘックセル（Hexcel）會社、卓爾泰克（Zoltek）會社、阿莫科（Amoco）會社、ドイツのSGL、韓國の泰光産業會社及び臺灣の臺灣塑會社などです。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。