アラミド紙の応用分野の拡大に伴い、アラミド紙市場は良好な発展見通しが見込まれています。第三者公開データによると、中国のアラミド紙消費量は2017年の2,742トンから2021年には4,215トンに増加し、2028年には12,357トンに達すると予想されています。ハニカム構造は航空宇宙分野における最も優れた耐荷重構造であり、航空機や宇宙船の構造設計において長年にわたり利用され続けるでしょう。
アラミド紙製品概要
アラミド繊維は「芳香族ポリアミド繊維」とも呼ばれ、超高強度、高弾性率、耐高温性、耐酸性・耐アルカリ性、軽量性などの優れた特性を有しています。アラミド繊維は1960年代に米国デュポン社によって開発・実用化されました。アラミド繊維はそのまま最終製品として使用されることはありません。少なくとも、織物や対応する複合材料に加工してから使用される必要があります。アラミド繊維の種類と性能は、最終製品の性能に比較的大きな影響を与えます。アラミド繊維は、オルトアラミド、パラアラミド（アラミド1414、PPTA）、メタアラミド（アラミド1313、PMTA）の3種類に分けられます。これらのうち、工業化されているのは主にメタアラミドとパラアラミドです。純粋なメタ系アラミドから作られたアラミド紙は、高強度、低変形、耐高温性、耐化学腐食性、難燃性、優れた電気絶縁性を備えており、防衛、航空宇宙、高速列車、電気絶縁分野で広く使用されています。パラ系アラミドはメタ系アラミドよりも優れた総合特性を有しており、航空宇宙産業ではミサイルの固体ロケットエンジンシェルや大型航空機の二次構造材（客室ドア、窓、翼関連部品など）、防弾チョッキ、防弾ヘルメット、防刃防刃服、爆弾処理服、高弾性パラシュート、防弾車体、装甲板などの製造に使用されています。
アラミド繊維からアラミドハニカムコア材に至るまで、製紙、熱圧などの一連の製造工程が必要です。工程と生産フローによると、主にアラミド紙、アラミドハニカムコア材などの製品が含まれます。アラミド紙は、紙グレードのアラミド繊維を湿式成形、高温仕上げなどの工程を経て製造される高性能な新素材です。デュポンは1960年代にアラミド紙の開発に成功しました。アラミド紙は、固有の難燃性、絶縁性、耐高温性、高強度などの優れた特性を備えているため、国防、航空宇宙、電力、鉄道輸送、新エネルギー、電子通信などの重要な産業と分野の発展に欠かせない基幹材料となっています。
アラミドハニカムは、アラミド紙を接着、ラミネート、ホットプレス、トリミング、延伸、成形、浸漬、硬化などの一連の複雑なプロセスを経て作られたバイオニック構造です。天然のハニカムの六角形構造を持ち、軽量、高強度、高弾性、強力な構造安定性を備え、遮音、断熱、難燃性の利点があります。軽量で高強度の構造材料（主にコア材料）として使用でき、航空宇宙、鉄道輸送、国防などの重要な分野に応用されています。アラミドハニカムコア材料は、その優れた性能により、航空宇宙、鉄道輸送などの分野で重要な軽量化材料となっています。同時に、プリプレグと組み合わせて、波動吸収の分野で重要な位置を占めています。
ハニカムコア材料をベースとしたハニカムサンドイッチ構造電波吸収体は、重要な構造電波吸収体です。ハニカムサンドイッチ構造電波吸収体は、主にレーダーステルス技術の分野で用いられています。アラミドハニカムに吸収体を含浸させた構造と電波透過板で構成されており、優れた機械的特性と吸収特性を両立しています。アラミドハニカムサンドイッチ構造電波吸収体の吸収特性は、主にハニカム自体の仕様と寸法、および含浸接着剤の配合に依存します。現在、アラミドハニカムサンドイッチ構造電波吸収体は、0～18GHzの周波数帯域において強力な吸収特性を有しています。
主な適用シナリオ
1. アラミド紙の主な応用分野は、製品の機能用途によって異なります。製品の下流応用分野としては、主に電気絶縁材（絶縁材として）とハニカムコア材（構造軽量化材として）が挙げられます。
メタアラミド紙シリーズ製品は主に電気絶縁分野で使用され、少量がハニカムコア材料分野でも使用されています。現在、我が国では変圧器がアラミド紙の用途として最も多く使用されています。同時に、我が国の鉄道電化や都市地下鉄・ライトレールの大規模建設に伴い、高出力牽引変圧器を含む高速鉄道関連機器に対する要求はますます高まっています。
パラ系アラミド紙シリーズ製品は、主にハニカムコア材料の分野で使用されています。メタ系アラミド紙製のハニカムコア材料と比較すると、パラ系アラミド紙製のハニカムコア材料の総合的な機械的特性は大幅に向上しています。強度は同品質の鋼鉄の5倍ですが、密度は鋼鉄の5分の1に過ぎません。しかし、コストが高いため、一般的にはより高い強度が求められるハニカムコア材料の分野で使用されています。
2. アラミドハニカムコア材の主な応用シナリオ
航空分野:アラミド紙ハニカムコア材はパネルと組み合わせてサンドイッチ構造を形成すると、理想的な構造形態の一つとして航空分野で広く使用されています。主な応用部位としては、フラップ、エルロン、垂直尾翼前縁、ラダー、カナード、胴体、ブレード、レドーム、壁パネル、ドア、床などの部品、航空機の大きな剛性と二次荷重支持部品などがあります。航空機複合ハニカムサンドイッチ構造の優先コア材料として、航空機の構造質量を軽減し、機能部品の波動透過、騒音低減、断熱性能を実現できます。統計によると、国産のZ-9航空機には280枚以上のノーメックスハニカムパネルがあり、機体全体の約80％をカバーしています。米国のF-111戦闘機のハニカムパネルは、機体全体の外部面積の90％以上を占めています。 C919は軽量化のニーズに応えるため、機体の複数の部位にハニカムコア材を大量に使用しています。1回の飛行におけるアラミドハニカムコア材の需要は1,000万元を超えると予想されています。
船舶分野:ハニカムサンドイッチ構造は、空母の重量を軽減し、操縦性と耐衝撃性を向上させるだけでなく、耐腐食性と「ステルス性」を大幅に向上させます。近年、各国海軍は水上艦の甲板室、隔壁、航空機天井などの上部構造にハニカムサンドイッチ構造を採用し、艦艇の総合的な性能をあらゆる面で向上させています。米国沿岸警備隊の小型帆船は、アスベスト板の代わりにノーメックス製ハニカム構造を採用しました。これにより、小型帆船の重量が9トン以上軽減されるだけでなく、アスベストによる潜在的な危険性も排除されています。遼寧航空母艦の内装には、10万平方メートルを超えるアラミドシートが使用されており、価格は1平方メートルあたり1,500～2,000元です。中国船舶重工集団公司の主要研究機関は、軽量船舶内装プロジェクトにアラミドハニカムシートを採用し始めているとのことです。
鉄道輸送分野:アラミド材料は高速列車のエネルギー消費と騒音を効果的に低減できます。高速鉄道車両の側面パネル、屋根パネル、座席、仕切り、荷物棚、天窓パネルなどに使用され、車両の軽量化と列車速度の向上を実現しています。時速200キロメートルを超えるEMUは、大量のアラミドハニカム紙材料を使用する必要があります。長春客車工場CRH-5 EMUは、高速列車のサンドイッチ構造材料としてアラミドハニカム材料の使用を推奨しており、10～15mmのアラミドハニカム材料の年間需要は5万平方メートルに達しています。さらに、標準EMU、寝台車、新エネルギー低床車などの新型車両も、軽量化と快適性のニーズを満たすために、内装デザインにアラミドハニカム構造を採用しています。
さらに、アラミド紙ハニカムコア材料は、風力タービンのブレード、船舶やヨット、レーシングボート、スキー、RV などの製品の製造にも使用できます。
業界の需要と供給
1. アラミド繊維の需給
現在、世界のアラミド繊維の生産能力は約14万～15万トンで、そのうち5万トン以上がメタ系アラミド繊維、9万～10万トンがパラ系アラミド繊維です。メタ系アラミド繊維については、中国では約60％が比較的ローエンドの工業用濾過分野に使用されており、ハイエンドの断熱材やハニカムコア材に使用されているのは約10％に過ぎません。パラ系アラミド繊維については、中国では40％が光ファイバーの補強材に使用されています。20％は防弾保護、軍用防弾ヘルメット、手袋などに使用され、20％は自動車用ゴム産業に使用されています。20％は複合材料に使用されています。
2. アラミド紙の需給
アラミド紙：統計によると、世界のアラミド紙の公称生産能力は約2万トン/年、有効生産能力は約1万2000トン/年です。アラミド紙の世界需要は約1万トン/年で、主な市場シェアはデュポンが占めています。中信証券研究院のデータによると、世界のアラミド紙は主に電気絶縁材とハニカムコア材に使用され、それぞれ64％と34％を占めています。世界の消費構造をベンチマークすると、2020年のわが国のアラミド紙需要の90.76％は電気絶縁材によるもので、ハニカム構造材やその他の複合材料の消費量はわずか9.24％です。
現在、中国国内のアラミド紙の主なメーカーはミンシーダです。ミンシーダは中国初のアラミド紙メーカーであり、アラミド紙製品の世界市場シェアは米国デュポンに次ぐ第2位です。
3. アラミドハニカムコア材の需給
100kgのアラミド紙から3立方メートルのハニカムコア材を生産できるという計算によれば、世界のアラミドハニカムの理論的な生産能力は204万立方メートルに達し、中国市場におけるアラミドハニカムの理論的な生産能力は24万立方メートルに達する。有効生産能力に対応するアラミドハニカムコア材は約54,000立方メートルである。
現在、国内のアラミドハニカムコア材の主要メーカーはAVIC Compositesです。AVIC Compositesのハニカム生産は主に北京と南通に拠点を置いており、中でも南通の大型ハニカム生産ラインは国際的に先進的なレベルと高度な自動化を誇ります。製品は主に民間航空機分野向けで、エアバス、ボーイング、ヤキなどの外資系顧客を主な顧客としています。
近年、我が国はアラミド繊維材料とアラミド紙に対する政策支援を継続的に強化してきました。特に、我が国の高速鉄道、国産航空機製造、空母などの装備製造産業の近年の急速な発展は、アラミド絶縁紙とアラミド紙ハニカムコア材料の発展を牽引してきました。
アラミド紙の応用分野の拡大に伴い、アラミド紙市場は良好な発展見通しが見込まれています。第三者公開データによると、中国のアラミド紙消費量は2017年の2,742トンから2021年には4,215トンに増加し、2028年には12,357トンに達すると予想されています。ハニカム構造は航空宇宙分野における最も優れた耐荷重構造であり、航空機や宇宙船の構造設計において長年にわたり利用され続けるでしょう。
