炭素繊維&Nbsp;底辺からの脫出（1）

先日、江蘇連雲(yún)港神鷹自転車有限責(zé)任會(huì)社は完全に自主的な知的財(cái)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(fù)神鷹炭素繊維有限責(zé)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(zhì)を認(rèn)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(tái)の炭素繊維自転車を生産しております。普通の材質(zhì)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(jié)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(dá)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(xì)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(qiáng)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(zhì)は鋼鉄の約20%で、繊維等級(jí)と方向性によって、鋼材の強(qiáng)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(jī)、自動(dòng)車を使って、大量の燃料を節(jié)約できます。

炭素繊維は高強(qiáng)度、高弾性、耐高溫、耐腐食、導(dǎo)電性、熱伝導(dǎo)性などの性能を持っているので、炭素材料の強(qiáng)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(xué)工業(yè)新材料となり、次世代強(qiáng)化繊維である。現(xiàn)在、炭素繊維は航空宇宙、軍事工業(yè)だけでなく、自動(dòng)車部品、風(fēng)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(bǔ)強(qiáng)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(shù)先進(jìn)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(shù)と生産設(shè)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(huì)社は長い間、高性能特殊なシルク製造技術(shù)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(xué)院の山西石炭化學(xué)研究所の賀福研究員によると、中國T 300通用級(jí)の産業(yè)化はすでに突破的な進(jìn)展を遂げ、百トン級(jí)と千トン級(jí)の炭素繊維はすでに生産に投入された。T 700級(jí)は中試増幅を行っており、T 800級(jí)は実験室で開発されている。現(xiàn)在、國內(nèi)の一つ二つの部門の製品品質(zhì)はT 300級(jí)の性能指標(biāo)を超えています。T 400級(jí)レベルに達(dá)しています。小ロットで生産できます。これは前世紀(jì)の80年代の日本の東レ會(huì)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(xiàn)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(zhì)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(jī)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(jī)を製造するための一次構(gòu)造材料はT 800 H級(jí)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(jí)が必要である。そのため、高性能炭素繊維の開発が急務(wù)となりました。未來の主導(dǎo)的な製品はT 700とT 800級(jí)で、T 700級(jí)はT 300級(jí)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(guī)模の小さい數(shù)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(bào)科學(xué)技術(shù)會(huì)社の金秋エネルギー化工スタジオの創(chuàng)始者である銭伯章高工によると、中國は20世紀(jì)60年代に中科學(xué)院長春応用化學(xué)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(xué)院山西煤化所、北京化工大學(xué)、山東工業(yè)大學(xué)なども研究活動(dòng)を開始し、80年代半ばに中試を通過し、産業(yè)化試生産段階に入り、年産數(shù)百キロから數(shù)トンの試用裝置と年間數(shù)十トンの試用裝置が相次いで建設(shè)された。しかし、全體として、技術(shù)レベル、生産能力、製品品質(zhì)などは海外の先進(jìn)レベルと大きな差があります。

21世紀(jì)に入ってから、國內(nèi)の炭素繊維産業(yè)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?qū)毪贰ⅳ铯瑖翁克乜嵕S及び原糸工業(yè)の産業(yè)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(shù)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(shù)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(shù)に採用して成功を獲得します。現(xiàn)在自主技術(shù)を利用して開発された少數(shù)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(dá)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(huì)は炭素繊維技術(shù)の産業(yè)化プロセスを我が國の戦略任務(wù)としています。その後、いくつかの企業(yè)が相次いで炭素繊維の生産行列に參加します。現(xiàn)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(guī)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(jì)年間生産能力は2310トンです。不完全な統(tǒng)計(jì)によると、現(xiàn)在建設(shè)予定の炭素繊維生産企業(yè)は11社あり、合計(jì)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(shè)企業(yè)は4社で、合計(jì)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(guī)模の企業(yè)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(yè)會(huì)社（Cytec）、ヘックセル（Hexcel）會(huì)社、卓爾泰克（Zoltek）會(huì)社、阿莫科（Amoco）會(huì)社、ドイツのSGL、韓國の泰光産業(yè)會(huì)社及び臺(tái)灣の臺(tái)灣塑會(huì)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。