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新材料：國産高性能繊維材料産業(yè)の二法門

2023/9/12 21:47:00 0

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　　今年に入ってから、完全性、先進(jìn)性、安全性を持つ現(xiàn)代化産業(yè)システムの建設(shè)を加速させ、ますます重要な位置に置かれてきた。高性能繊維材料は國家の戦略的安全に関わる軍民両用の新型材料であり、國防ハイテク科學(xué)技術(shù)製品の中でかけがえのない重要な材料であり、交通運輸、海洋工事などの重要な分野で不可欠な基礎(chǔ)材料であり、2025を製造する重要な基礎(chǔ)材料であり、その完全性、先進(jìn)性、安全性はさらに注目されている。

　　9月6日、青島で開催された第8回中國先進(jìn)材料産業(yè)博覧會及び軍民両用新材料大會で、中國紡績工業(yè)連合會副會長の端小平対話中國科學(xué)院院士、南京理工大學(xué)教授の陳光、東華大學(xué)教授の徐桂銀、江蘇奧神新材料株式會社理事長の王士華、中國化學(xué)繊維協(xié)會、中國複合材料協(xié)會の技術(shù)専門家、中復(fù)神鷹技術(shù)専門家の張定金、中車青島四方機関車車両株式會社、國家工程研究センターの田愛琴副主任は、どのように自主的に制御可能な先進(jìn)材料現(xiàn)代化産業(yè)體系を建設(shè)するかをめぐって検討を展開した。

　　國産高性能繊維素材が自慢

　　繊維材料分野における「ピラミッド」として、高性能繊維材料の生産技術(shù)、裝備、製品は國際先進(jìn)國に封鎖されてきた。高性能繊維産業(yè)の発展に力を入れ、國外の封鎖と獨占を打破し、我が國の軍事裝備の実力と國民経済の産業(yè)進(jìn)級をさらに向上させ、ずっと我が國の化學(xué)繊維工業(yè)が自主革新、モデルチェンジと進(jìn)級を推進(jìn)する主要な方向であり、そして近年重大な突破を得た。

　　第13次5カ年計畫期間中、我が國の高性能繊維新材料技術(shù)は著実に向上し、航空宇宙飛行、國防軍需産業(yè)、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生などの分野の発展需要を絶えず満たした。炭素繊維のドライスプレー濕式紡績と濕式紡績技術(shù)は徐々に改善され、生産効率はさらに向上し、ハイエンド製品の品種は徐々に豊富になり、T 1000級、M 40、M 40 J、M 55 Jなどの炭素繊維はすでに工程化製造能力を備え、25 K大トウ炭素繊維は産業(yè)化生産を?qū)g現(xiàn)した、千トン級対位芳綸工程化のカギとなる技術(shù)と裝備が突破され、高強度型、高モデル対位芳綸製品が國産化を?qū)g現(xiàn)した、高強度高モードポリイミド繊維、メタアラミド繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、連続玄武巖繊維などは急速な発展を?qū)g現(xiàn)した。

　　炭素繊維はその代表的な材料の一つである。張氏によると、中復(fù)神鷹炭素繊維會社の10年以上の発展は、ちょうど國産炭素繊維産業(yè)全體が「無から有へ」を突破する段階だという。當(dāng)社は自主革新に立腳し、PAN繊維の急速均質(zhì)予備酸化、炭化集積技術(shù)を自主的に開発し、初めて自主知的財産権を持つドライスプレー濕潤紡績の千トン級高強度/百トン級中型炭素繊維の産業(yè)化生産システムを構(gòu)築し、我が國初、世界第三のドライスプレー濕潤紡績技術(shù)の難題を攻撃する企業(yè)となり、革新はT 700級、T 800級、T 1000クラスなどの異なるクラスの炭素繊維の工業(yè)化量産は、國內(nèi)の炭素繊維ハイエンド技術(shù)の空白を埋めることに成功し、海外大手の中國市場での長期獨占を打ち破った。2017年、會社の「ドライスプレー濕式紡績千トン級高強度/百トン級中型炭素繊維産業(yè)化の重要技術(shù)と応用」プロジェクトは國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)歩一等賞を受賞し、我が國の炭素繊維業(yè)界が獲得した最高賞である?，F(xiàn)在、中復(fù)神鷹の炭素繊維は航空宇宙、衛(wèi)星、高速鉄道などの分野で成功している。

　　「開発の過程では、計量ポンプや紡糸板など、國際封鎖のための重要な技術(shù)裝備にも遭遇しました。しかし、皆さんの努力のもとで、これらの問題は解決されました。炭素繊維という分野では、私たちは基本的に『首締め』の問題を解決し、炭素繊維は完全に実現(xiàn)したことを誇りに思っています。國産化した」

　　オガミ新材のポリイミド繊維も典型的な國産化高性能繊維である。王士華氏によると、奧神新材は2006年に東華大學(xué)と共同でポリイミド繊維の研究に従事し、10年以上の発展を経て、世界初の千トン級乾式紡績ポリイミド繊維生産ラインを建設(shè)し、2016年に國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)歩二等賞を受賞し、中國紡績工業(yè)連合會科學(xué)技術(shù)進(jìn)歩一等賞を2回受賞し、50件以上の発明特許を保有している。

　　「ポリイミド繊維の成形は非常に難しく、世界中で本當(dāng)に産業(yè)化を?qū)g現(xiàn)できる企業(yè)は多くありません。これまで、全世界の生産能力も4000トンしかありませんでした?，F(xiàn)在、私たちはさまざまなタイプのポリイミド繊維を生産することができ、高溫ろ過、ガス分離、鉄鋼製錬、ごみ焼卻、特殊防護(hù)などの分野で使用することができます。深加工を経てハニカム材料にした後、航空宇宙分野に応用するために、用途は非常に広い。」王士華紹介。

　　自主的に制御できるには需給雙方が共同で力を発揮しなければならない

　　一代の材料、一代の裝備、一代の産業(yè)。材料は國民経済と人類社會の発展の基礎(chǔ)であり、伝統(tǒng)産業(yè)の革新?グレードアップと戦略的新興産業(yè)の盛んな発展を牽引する先導(dǎo)でもあり、國産先進(jìn)材料を裝備に応用して価値の最大化、持続可能化を?qū)g現(xiàn)することはより重要である。

　　陳光氏は、材料の生産と設(shè)計は、需要牽引、技術(shù)推進(jìn)の原則に従うべきだと述べた。材料の生産者と裝備の設(shè)計者は互いに補完し合っている。材料の生産者は市場の需要に基づいて研究し、裝備の設(shè)計者は獨自の目を持って新しい材料を発見しなければならない。材料の生産者は材料の長所と短所を裝備設(shè)計者に示し、裝備設(shè)計者は知恵によって材料の優(yōu)位性を最大化し、知恵によって材料の劣勢を回避し、同時に材料設(shè)計者に需要を提出しなければならない。

　　端小平氏は、自分を知っていれば百戦危うからず、材料産業(yè)を発展させるには、最も重要なのは材料生産者に格差を見せ、これらの格差に基づいて問題を的確に分析し、解決することだと述べた。このギャップをどのように発見するには、材料使用者の深い參加が必要です。

　　ここ3年來、疫病と中米貿(mào)易摩擦の影響で、輸入に依存していた重要な材料のいくつかが國産化の代替を?qū)g現(xiàn)し、高い認(rèn)可を得た。これには國産炭素繊維が含まれています。2020年、我が國の風(fēng)力発電、太陽光発電、水素エネルギー、宇宙航空、スポーツ用品などの分野で國産炭素繊維の使用が開始され、炭素繊維の全業(yè)界の利益の歴史を創(chuàng)造し、今日まで続いている?！竾b炭素繊維を?qū)g際に応用することで、使用方法は國産炭素繊維の高い価格比を受けている」と端小平氏は紹介した。

　　張氏もデータを用いて近年の國産炭素繊維の使用狀況を確認(rèn)した。「2022年の國産炭素繊維の使用量は4萬5000トンで、輸入量は2萬9000トンしかなく、今年も間違いなく國産は輸入をはるかに上回っている」と同氏は紹介した。我が國の炭素繊維の研究開発には他の國とは比べ物にならない優(yōu)位性があり、我々は炭素繊維を評価するための機構(gòu)を?qū)熼Tにしているだけでなく、炭素繊維企業(yè)にもそれぞれ重點があり、民用に特化しているものもあれば、高性能に特化しているものもあり、ある専門は次世代製品を研究して、この情勢によって、今後我が國の炭素繊維の性能は更に高くて完璧で、使用量は更に大きくて、しかもとても速く世界に向かうことができます。

　　ポリイミドは「高分子材料のピラミッドの先端」と呼ばれ、現(xiàn)在実用化されている最も高溫耐性の高い高分子材料である。王士華氏によると、ポリイミド繊維は比較的軽いため、最初は高溫ろ過材料業(yè)界に使われていたが、その後、航空宇宙、國防軍需産業(yè)などの特殊防護(hù)分野に拡大し始めた。「以前は毎日外で市場を走っていましたが、今は家に座ってお客様の相談を待っています。ポリイミド繊維を試してみる分野が増えています」

　　ポリイミド繊維の生産の自主的制御をどのように実現(xiàn)するかについて、王士華は技術(shù)と裝備、原料、人材から3つの次元で見るべきだと考えており、この3つの條件はすでに備えている。まず、奧神新材は世界初のキロトン級乾式紡績ポリイミド繊維生産ラインを持ち、自主知的財産権の技術(shù)と裝備を持っている。次に、必要な原料はすべて國産石油と化學(xué)工業(yè)製品から來ている。再び、會社は人材陣の建設(shè)を非常に重視し、安定した研究開発陣を持っている。ポリイミド繊維は本當(dāng)に自律的な制御を?qū)g現(xiàn)できると言える。

　　徐桂銀氏は東華大學(xué)に入社して以來、現(xiàn)在の國が高性能繊維材料産業(yè)の人材陣建設(shè)に重視していることを深く感じている。彼は、近年、國は大學(xué)の先生が一線の企業(yè)に沈み、業(yè)界の実際の発展を理解することを奨勵し、大學(xué)も常にプラットフォームを構(gòu)築して企業(yè)家を?qū)W校に誘致し、互いに痛い點を交流し、協(xié)力を展開し、業(yè)界の実際の問題を解決していると紹介した?！笇熼T家に専門的なことをさせることで、産業(yè)の安全性が大幅に向上する」と徐桂銀氏は述べた。

　　端小平氏も、各方面が國産高性能繊維材料を多く考察し、國産企業(yè)に多くの機會を與え、その高性価格比を體験してほしいと呼びかけた。

　　高性能繊維材料の使用者として、田愛琴氏は、近年、軌道交通裝備は高速化、軽量化、グリーン環(huán)境保護(hù)などの方向に発展しており、その中で高性能繊維材料は軌道交通の安全性、信頼性、快適性及び運営効率を保障する上で重要な役割を果たしていると述べた。中車會社のある高速鉄道業(yè)界は現(xiàn)在、革新的な段階に入っており、核心技術(shù)は良い材料を応用し、乗客により満足できる快適さと體験感を與えることだ。次世代の高速鉄道製造に必要な材料は炭素繊維が中心である可能性が高い。將來の炭素繊維は経済的な優(yōu)位性があるとともに、安定した優(yōu)れた性能を維持しなければならないことを望んでおり、斷熱、騒音低減、難燃、耐衝撃など、より多くの外部機能を備えたいと考えている。

　　挑戦を恐れずチャンスを迎える

　　現(xiàn)在、我が國の高性能繊維材料の発展は比較的に速いが、依然として多くの早急な向上が必要な場所が存在する。張氏によると、國際先進(jìn)國と比べて、國産炭素繊維にはまだ小さな差がある。日本の東レのT 1100炭素繊維は十?dāng)?shù)年を経て昨年に千トン級の量産を?qū)g現(xiàn)したが、我が國のT 1000炭素繊維は現(xiàn)在も百トン級であり、時間的に差があり、量的に差があり、重視する必要がある。また、人材チームとデータベースの構(gòu)築にも大きな課題があります。

　　現(xiàn)在の國産高性能繊維材料の発展について、陳光は「チャンスチャレンジ」の4文字で概括した。彼は、挑戦があることはチャンスがあることを意味し、チャンスはいつも準(zhǔn)備のある人に與えられると言った。材料研究開発者は必ず自身のトレーニングを強化し、事前に準(zhǔn)備をして、來るべきチャンスを迎えなければならない。

　　端小平氏は最後に、「中國の先進(jìn)材料は本當(dāng)に質(zhì)の高い発展を?qū)g現(xiàn)し、真の先進(jìn)化を?qū)g現(xiàn)しなければならない。一方では材料研究開発者が持続的に投入し、革新し、長い間功績を立てなければならない。一方で、使用側(cè)も大膽に使用する必要があり、使用してこそ差を知り、問題がどこにあるかを知り、どのように改善するかを知り、どうやって中國の先進(jìn)材料を高めるかを知ることができる」と述べた。需給雙方が手を攜えてこそ、より良い明日があり、より良い未來がある。

（出所：紡績服裝週刊記者-郭春花）