從上世紀(jì)60年代近藤昭男發(fā)明聚丙烯腈(PAN)基碳纖維技術(shù)路線，PAN基碳纖維顯示出了優(yōu)異的性能，但是這種高性能纖維怎么用?能夠用到哪里?可以說真的是無人知曉，日本東麗在取得近藤昭男專利許可、與美國聯(lián)合碳化物公司交換碳化-原絲技術(shù)后，率先實(shí)現(xiàn)了PAN基碳纖維的試生產(chǎn)，并開拓了體育用品的應(yīng)用途徑，后延伸到了航空飛機(jī)等高端應(yīng)用。
本文以東麗公司提供的官方材料為藍(lán)本、按照時(shí)間先后順序，詳細(xì)梳理了該公司碳纖維復(fù)合材料事業(yè)的發(fā)展歷程，以期為國內(nèi)企業(yè)提供一定指導(dǎo)!特別是碳纖維在前期沒有任何市場(chǎng)的情況下，公司始終將碳纖維作為重要新事業(yè)進(jìn)行大量投入和發(fā)展，尤為值得借鑒!
日本東麗碳纖維發(fā)展概述
1961年，日本東麗公司開始碳纖維的研發(fā)研究，當(dāng)時(shí)日本工業(yè)技術(shù)院(現(xiàn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所)大阪工業(yè)技術(shù)試驗(yàn)所的進(jìn)藤昭男博士發(fā)表了以聚丙烯腈(PAN)纖維為原料的碳纖維相關(guān)研究。東麗將基礎(chǔ)研究所成功合成的新化合物 HEN 用于 PAN 的共聚合成分，從中發(fā)現(xiàn)了碳纖維的性能可以得到飛躍性的提高。
1969年，東麗公司組織了全研究所級(jí)別的“CROW 項(xiàng)目”，開發(fā)了一系列與之相關(guān)的基礎(chǔ)技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，東麗與 Union Carbide(聯(lián)合碳化物)公司簽訂了碳化處理技術(shù)和碳纖維原絲的技術(shù)交換合同，并獲得了進(jìn)藤博士授予的基礎(chǔ)專利許可，于 1971 年開始試生產(chǎn)。
東麗公司希望將來有一天將其應(yīng)用于飛機(jī)，但是當(dāng)時(shí)并不存在碳纖維的應(yīng)用市場(chǎng)，于是公司開拓了釣魚竿、高爾夫球桿等用途，一邊維持生產(chǎn)，一邊打磨技術(shù)。
隨后，東麗公司碳纖維復(fù)合材料被用于飛機(jī)上，并且應(yīng)用范圍逐步從次承力結(jié)構(gòu)材料向主承力結(jié)構(gòu)材料擴(kuò)展。在波音 787飛機(jī)上，東麗碳纖維復(fù)合材料得到大量使用，占承力結(jié)構(gòu)用料的一半以上(1 架飛機(jī)約 35 噸)。2011 年波音 787 投入商業(yè)運(yùn)營。
碳纖維從研發(fā)至今的發(fā)展歷程，正是大筆前期投資成就大型新事業(yè)的典型案例。
01、起步之初
1971 年 4 月，東麗公司成立了新事業(yè)推進(jìn)部，該部門是獨(dú)立的不隸屬于任何事業(yè)總部和部門，東麗將其視為帶動(dòng)和統(tǒng)籌新事業(yè)的核心。所謂的新事業(yè)是希望依托東麗的技術(shù)優(yōu)勢(shì)開發(fā)新產(chǎn)品，并且符合市場(chǎng)主導(dǎo)的消費(fèi)需求。
碳纖維復(fù)合材料就是新事業(yè)的代表產(chǎn)品。利用東麗的優(yōu)勢(shì)資源，發(fā)明創(chuàng)造出了世界上原本沒有的新材料，開拓了新市場(chǎng)。該產(chǎn)品從 60 年代初期開始在公司內(nèi)部進(jìn)行研發(fā)，期間從未間斷，即使是處于不景氣時(shí)期，公司內(nèi)部也沒有任何人考慮將其中止。
東麗公司將PAN基高性能碳纖維的商標(biāo)命名為“Torayca”，并在滋賀工廠安裝了試生產(chǎn)設(shè)備，1971 年 8 月開始銷售該產(chǎn)品。1972年 11 月，東麗又在愛媛工廠建設(shè)了月產(chǎn)量 6 噸的生產(chǎn)設(shè)備。
努力擴(kuò)大產(chǎn)能的同時(shí)，東麗還通過 UCC 公司在民用飛機(jī)材料領(lǐng)域構(gòu)建了美國市場(chǎng)的銷售渠道。此外，東麗在日本國內(nèi)也不斷擴(kuò)展碳纖維的體育用途(高爾 夫球桿、釣魚桿、網(wǎng)球拍)和工業(yè)用途。
1981 年 7 月，東麗為了確保歐洲市場(chǎng)的良好發(fā)展，決定與法國政府推薦的 Elf Aquitaine 公司成立合資公司。1982 年 9 月，東麗與該公司簽署了技術(shù)援助協(xié)議，同年 12 月成立了 SOFICAR 公司(Elf Aquitaine 公司 65%、東麗 35%)。不久雙方的合作又加入了新的出資方，原本計(jì)劃與 Hercules 公司合并而受挫的 Pechiney Ugine Kuhlmann公司轉(zhuǎn)而加入了這個(gè)合資項(xiàng)目。于是 SOFICAR 公 司 成 為 3 家 合 資。1985 年 8 月，SOFICAR 公司在西班牙邊境附近的阿比多斯工廠開始投產(chǎn)。
02、破繭之旅
上世紀(jì)八十年代末，東麗公司碳纖維復(fù)合材料迎來了巨大的轉(zhuǎn)機(jī)：美國波音公司宣布，下一代民用客機(jī) 777 的主承力結(jié)構(gòu)計(jì)劃使用碳纖維復(fù)合材料，并且公布了用料規(guī)格。
為了抓住這一機(jī)遇，1988 年 12 月東麗技術(shù)中心將研發(fā) 777 機(jī)型碳纖維預(yù)浸料的技術(shù)指定為“特定緊急課題”，集中各領(lǐng)域的研發(fā)人員投入該項(xiàng)目，并在短時(shí)間內(nèi)開發(fā)出了含層間顆粒的強(qiáng)化型高韌性預(yù)浸料。
1990年4月，東麗獨(dú)家獲得了波音公司主承力結(jié)構(gòu)材料規(guī)格的認(rèn)可，波音公司決定由東麗獨(dú)家提供 777 主承力結(jié)構(gòu)碳纖維預(yù)浸料。為了順利完成這項(xiàng)任務(wù)，東麗在愛媛工廠新增了生產(chǎn)設(shè)備，同時(shí)還決定在美國當(dāng)?shù)厣a(chǎn)。1992 年 5 月，東麗在美國華盛頓州西雅圖市近郊成立了 TCA 公司 ，該公司就設(shè)在波音公司工廠的旁邊。
TCA 公司(現(xiàn)CMA 公司，美國1992 年)
在歐洲市場(chǎng)，法國民航客機(jī)歐洲最大的企業(yè)空中客車公司在開發(fā) A310 機(jī) 型時(shí)，也考慮使用碳纖維復(fù)合材料(CFRP)制作零部件。1987 年，空客的 A320 尾翼采用了SOFICAR 公司(現(xiàn)CFE公司)的預(yù)浸料。此后，東麗取得 了 SOFICAR 公司的經(jīng)營權(quán)(東麗 70%、Atochem 公司 [ 現(xiàn) Arkema 公司 ]30%)，新體制下的 SOFICAR 公司于 1988 年 12 月開始運(yùn)營。1991 年以后，復(fù)合材料事業(yè)的合并收益下滑，因此公司對(duì)愛媛工廠和 SOFICAR 公司的產(chǎn)品品種進(jìn)行了優(yōu)化，并推動(dòng)全球化運(yùn)營，使該業(yè)務(wù)的收益保持了穩(wěn)定。
繼 1992 年位于美國西雅圖生產(chǎn)預(yù)浸料的 TCA 公司成立之后，東麗于 1997 年5月在阿拉巴馬州迪凱特成立了生產(chǎn)碳纖維的 CFA 公 司(現(xiàn) CMA 公司)，該公司主要從事碳纖維“Torayca”的生產(chǎn)和銷售，并于 1999 年投產(chǎn)，東麗也由此確立了跨越日本、歐洲、美國 3 大地區(qū)的全球運(yùn)營體制。2004 年，該公司新增了碳纖維原絲設(shè)備擴(kuò)增了碳化處理設(shè)備，由此在美國構(gòu)建了碳纖維原絲、碳化處理、預(yù)浸料的一條龍生產(chǎn)體系，之后還不斷擴(kuò)大了產(chǎn)能。
2004 年 5 月，東麗與波音公司簽署了長(zhǎng)期供貨基本合同，為 787 機(jī)型主承力結(jié)構(gòu)材料提供碳纖維 UD(單向)預(yù)浸料。2006 年 4 月，波音公司還額外訂購了機(jī)體用碳纖維織物預(yù)浸料，由此雙方簽署了從 2006 年起歷時(shí) 16 年時(shí)間(附帶 5 年 的選購項(xiàng))的長(zhǎng)期綜合供貨合同。波音 787 機(jī)型的結(jié)構(gòu)材料 幾乎全部使用碳纖維復(fù)合材料，其重量超過機(jī)體總重量的一半， 因此預(yù)計(jì)一架飛機(jī)大約使用 35 噸“Torayca”。為此，CFA 公司決定擴(kuò)大碳纖維的產(chǎn)能，并且新增碳纖維原絲的生產(chǎn)。2006 年東麗在美國構(gòu)建了從碳纖維原絲到碳化處理的一條龍 生產(chǎn)。
03、再上臺(tái)階
東麗公司在橫跨日本、美國、歐洲三大地區(qū)持續(xù)擴(kuò)增設(shè)備的同時(shí)，為了滿足以韓國、中國為中心迅速增長(zhǎng)的亞洲需求，將 TAK 公司作為碳纖維的第 4 個(gè)基地。TAK 公司源于1999 年東麗與韓國Saehan 合資成立的 TSI 公司，從多元化發(fā)展的三星集團(tuán)中獨(dú)立出來的第一合成纖維公司在 1997 年更名為 Saehan 公司。恰逢此時(shí)亞洲金融危機(jī)爆發(fā)，受其影響 Saehan 公司不得不進(jìn)行財(cái)務(wù)結(jié)構(gòu)改進(jìn)，并向東麗求助。1999 年，東麗與 Saehan 合資成立了 TSI 公司，2008 年成為東麗的全資子公司，2010 年更名為 TAK 公司。2013 年公司碳纖維生產(chǎn)設(shè)備投產(chǎn)，之后在全球 4 大地區(qū)持續(xù)擴(kuò)增設(shè)備。
在以風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)葉片等為主要用途的大絲束領(lǐng)域，東麗于 2014 年收購了市場(chǎng)份額居全球首位的美國的大絲束碳纖維廠商Zoltek公司。該公司的工廠位于匈牙利和墨西哥，均為從碳纖維原絲到碳化處理的一條龍工廠。東麗在收購后，馬上將墨西哥工廠的產(chǎn)能翻倍，并且進(jìn)一步擴(kuò)增了兩家工廠的設(shè)備，并將業(yè)務(wù)擴(kuò)展至風(fēng)力發(fā)電和汽車車身結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域。隨后Zoltek 公司宣布其墨西哥工廠在 2016 年 4 月將大絲束碳纖維生產(chǎn)能力提高到年產(chǎn) 5000 噸，比原來翻了一倍;2017 年 2 月宣布，再次將產(chǎn)量翻倍，年產(chǎn)量將超過 1 萬噸。
在航空材料領(lǐng)域也取得進(jìn)展，2014 年 11 月，東麗與波音公司之間就供應(yīng)碳纖維預(yù)浸料作為新型波音 777X 飛機(jī)的主翼材料達(dá)成意向，并簽署備忘錄。2015 年 10 月，東麗與波音公司在現(xiàn)有的波音 787 客機(jī)碳纖維復(fù)合材料的供貨合同中，加入了供應(yīng) 777X 材料的長(zhǎng)期供貨合同。根據(jù)該合同，東麗今后對(duì) 787、777X 兩項(xiàng)目的供貨量總額預(yù)計(jì)將超過 110 億美元(以當(dāng)時(shí)匯率計(jì)算為 1.3 萬億 日元)。為此，東麗在美國南卡羅萊納州取得了用地，決定新建設(shè)碳纖維原絲、碳化處理、預(yù)浸料的一條龍生產(chǎn)廠，并計(jì)劃從 2018 年開始依次投產(chǎn)。同時(shí)，2017 年 4 月，東麗將 CFA 公司和 TCA 公司合并，成立了 CMA 公司。東麗計(jì)劃通過對(duì) 美國境內(nèi)的 3 個(gè)基地的一體化事業(yè)運(yùn)營，進(jìn)一步擴(kuò)大事業(yè)發(fā)展。
2015 年東麗公司在意大利成立了 CIT 公司，通過對(duì)行業(yè)內(nèi)公司進(jìn)行收購，成功獲得 Delta-Tech 公司的股份，將其吸收為子公司，并利用并購確保了意大利境內(nèi)的碳纖維織物、碳纖維預(yù)浸料的生產(chǎn)和銷售據(jù)點(diǎn)，在歐洲構(gòu)建了碳纖維復(fù)合材料的產(chǎn)銷一條龍供應(yīng)鏈。在復(fù)合材料方面，東麗在歐洲于2008年向德國 ACE 公司出資，之后于 2011 年與戴姆勒公司合資成立了 EACC 公司。在美國，東麗于 2013 年向 CFRP 汽車零部件一級(jí)供應(yīng)商 PCC公司出資。此外，東麗在日本收購并成立了 TCM 公司之后，在其下的泰國工廠CMTH 公司內(nèi)新建了量產(chǎn)車間，并于 2016 年竣工。
2016 年 在公司成立 90 周年的紀(jì)念大會(huì)上，公司社長(zhǎng)日覺昭廣在大會(huì)致辭中首先鼓勵(lì)員工致力于研究和技術(shù)開發(fā)，然后就全球化經(jīng)營、目光長(zhǎng)遠(yuǎn)、以人為本、努力自助和現(xiàn)場(chǎng)主義等方面進(jìn)行闡述，最后做出如下總結(jié)：東麗集團(tuán)主張‘材料具有從本質(zhì)上改變社會(huì)的力量’，……個(gè)人情緒不要因?yàn)楣蓛r(jià)的短期變動(dòng)而忽起忽落，重要的是努力放眼于中長(zhǎng)期發(fā)展，努力提高企業(yè)價(jià)值……日式 經(jīng)營擁有崇高的倫理觀，我們今后也要將其作為巨大的優(yōu)勢(shì)，時(shí)刻謹(jǐn)記‘不迎合時(shí)代潮流，把握本質(zhì)，懷著長(zhǎng)期愿景來適應(yīng)時(shí)代’，……東麗集團(tuán)將努力取得 100 年甚至 200 年的可持續(xù)性發(fā)展，成為長(zhǎng)盛不衰的受到全世界尊敬的企業(yè)集團(tuán)。”
備注：大部分?jǐn)?shù)據(jù)來自碳纖講材，少部分內(nèi)容原創(chuàng)。
