【编者按:一个地区的传统家当如何激活?日本纺织业给出一个很好的答案。2018年日本教授总结了碳纤维技能在日本北陆地区的发展过程,剖析了如何将国家补贴与地方市区政策相结合,以实现当地家当的传统升级。这种实践对中国地方家当升级大有裨益。本文分三次刊发在《知识自动化》,供大家思考。本文为中篇。】
在日本各地,着眼于碳纤维这一前辈材料,致力于形成碳纤维复合股料的产地。特殊是在北陆地区的石川县和福井县,正在以县为中央实行各种方法,取得了巨大的造诣。
从纺织业起步

北陆地区的家当特色就有明显的传统制造色彩。从石川县的制造业紧张行业类别的专业化系数来看(见表1),纤维工业、家具・装备品制造业、生产用机器用具制造业、电子零部件・设备・电子电路制造业、信息通信机器用具制造业的产品出货额达到2以上,特殊是纺织业的奇迹所数和员工数的专业化系数达到2以上;从福井县的制造业紧张行业类别的专业化系数来看,纤维工业、塑料产品制造业、有色金属制造业、电子零部件・设备・电子电路制造业、信息通信机器用具制造业产品出货额达到2以上,特殊是纺织业的奇迹所数达到3.93, 员工数达到6.26, 产品出货额达到10.12,是福井县主要的家当,同时,化学干系家当也发达发展。
表1 两县紧张行业专业化系数(2014 年)
(来源:根据工业统计调查体例)
注:员工数10人以上、比例10%以上、专业化系数2 以上的,表示为灰色。
如上所述,石川县和福井县的纺织业专业化系数较高,纺织业目前仍占很大比例。石川县一贯生产丝织品、长纤维(聚酯、长丝等),合成纤维的出货额超过福井县。石川县有很多大型制造商的生产基地,例如能美市的东丽石川工厂生产锦纶长丝和涤纶长丝、小松市和加贺市的帝人加工丝厂生产工业加工丝。
福井县一带景象温暖湿润,丝织品盛行,从明治年间便是全国屈指一指的纯白纺绸生产地。福井县的纺织业不仅是地区经济,而且引领着日本经济。其余,福井县纺织业的窄纤维极具上风,个中织唛和丝带的产量全国第一。
随着日元走高,以及日本与韩国和中国制造商的竞争加剧,福井县和石川县的纺织业产量和生产额均不才降。为重修不断缩小的纺织业,在石川县和福井县积极采纳各种方法,以石川县工业研究所和福井县工业技能中央为主,将碳纤维作为工业用纺织业的重点之一,包括碳纤维复合股料的研发,以增强“纺织业”的发展和高附加值化,提升竞争力。
2004年,以东丽在北陆地区的贸易公司为中央,形成“东丽合成纤维集群”,总部设在福井市。该集群在2014年由最初的67家企业扩大到89家,之前会员企业紧张位于福井县和石川县,目前已扩大到以岐阜县为中央的东海地区、以及京都邑、广岛县福山市、鸟取县等地。该集群下设包含五个分组的技能・材料开拓小组,个中的高性能纤维分组进行碳纤维开拓。
经济家当省的地区家当集聚前辈示范区项目是振兴纤维产地的方法之一。该项目旨在创造促进工业积累的业务环境,深化并扩大产学研网络,通过升级和利用技能种子来促进新项目。北陆三县县纺织业集群协商会为了振兴纺织业,在2009年根据经济家当省的企业区位促进法,经国家赞许成立了包括北陆三县县的约240家企业在内的产学研联合体,将拥有碳纤维复合股料干系技能种子的企业扩大到全体北陆地区(见图1)。
图1:北陆地区的碳纤维复合股料干系技能种子开拓企业的分布
(来源:根据2016年中部经济家政府材料制)
向高质量出发
石川县碳纤维复合股料的开拓起步较早,从1985年就开始研发沥青基碳纤维开纤技能。当时,日本石油(现为JX Energy)与拥有丰富纤维技能的石川县工业研究所互助,并将研究成果申请联合专利。
之后,在日本石油和新日铁共同出资成立的日本石墨纤维的蜂窝芯材料制造中,采取碳纤维复合股料来制造人造卫星的反射器(电波反射板),并安装在美国的人造卫星上。工业研究所独立研发碳纤维,不受石川县统领。但在1993年由于缺少资金,不得不停息研发。2004年“北陆制造业创生协商会”启动“北陆前辈复合股料研究会”,同期启动东丽合成纤维集群,并在2006年景立碳纤维分组,碳纤维受到了广泛关注。石川县工业研究所直到2006年才规复碳纤维的研发, 2007年利用电源补助金,设置叶片制造试验装置,作为东丽合成纤维集群的活动设备,开始进行碳纤维丝带的开拓。为了构建碳纤维的大型生产基地,2011年石川县工业研究所内开设下一代家当孵化支持中央,并安装碳纤维复合股料的干系设备。
而在2014年5月则大胆地制订“石川县家当发展计策”,将碳纤维复合股料定位为重点家当(见表3)。
石川县为了培养碳纤维复合股料家当,不断加强“人”、“物”、“资金”三个方面的支持政策。
在“人”的方面,设置折衷员,利用文部科学省的地区创新计策支持项目的政府补助金,与研究职员、研究活动、成果的商业化进行对接,是设备共用化的技能支持职员。随着2014年设立ICC,不断增加研究职员,同时,将石川县家当政策机构和家当孵化支持机构的事情职员叮嘱消磨到金泽工业大学的COI研发推进机构,作为后援。
在“物”的方面,详细表示在对付举动步伐的支持。2011年石川县工业研究所设立“石川县下一代家当孵化支持中央”,利用JST的地区产学研共同基地培植项目。并且利用文部科学省的项目,在金泽工业大学设立ICC。2016年获批为文部科学省地区科技示范基地培植项目,利用国家的补助金,在石川县形成研发基地。
在“资金”的方面,2010年石川县和总部位于石川县内的七家金融机构参与设立“石川县下一代家当孵化基金”。2014年,基金规模从130亿日元增加到300亿日元,扩充了石川县下一代家当孵化的产学研互助的支持制度。
随着石川县的企业、大学、公开试验研究机构的互助深入,碳纤维集群的会员已扩大到120家旁边的企业和院所。国产替代效果也非常明显,之前热塑性碳纤维增强复合股料片材一贯从欧洲入口,但从2013年石川县的一村落家当就开始制造并发卖,扩大海内市场。随后Suncorona小田开拓由薄层UD带切割而成的等方性随机薄片,已经作为汽车零件进行商业化。碳纤维自动层压机、激光切割加工机、高循环成型机等设备快速跟上。形势一片大好。
福井县的华美转身
福井县的碳纤维复合股料开拓是在1987年旁边由该县的公开试验研究机构“福井县工业技能中央”开始进行。一开始,就将工业技能中央开拓的开纤技能转移到该县的企业,推进工程化和实用化,实现技能扩散。通过专业技能职员的精心辅导,1995年工业技能中央成功实现碳纤维复合股料加工的核心技能“开纤”的装置化,并取得开纤装置的专利。这使得福井县的很多企业一贯利用该技能进行产品开拓。
只管已独立申请开纤技能的干系专利,供福井县的企业利用。但基于开纤技能的制造工艺的干系知识技能是保密的,并未申请专利。实际上,由于实际制造过程中,须要调度纱线的滚动、摩擦、挠曲量等,纵然公开专利,也很难学到技能。
随后,工业技能中央正在开拓薄层预浸料片(热固性、热塑性)的制造技能,基于高可靠性的开纤技能,生产低本钱、高机器性能的薄层碳纤维片,努力将碳纤维复合股料用于实际生产。目前正针对飞机、汽车、土木工程培植材料领域,进行多项联合研究。因此,工业技能中央内引入了成型设备,为福井县企业的碳纤维复合股料加工供应支持。而对付那些无法进行的片材物理性能测试,则在东京大学、京都大学进行。
与技能推进的是政策的开展。最初工业技能中央的开纤技能持续得到文部科学省的城市区域产学间互助促进项目、经济家当省的地区同盟研发项目、计策性根本技能发展支持项目等,推进了碳纤维复合股料的实际运用。2002年经济家当省的地区同盟研发项目以工业技能中央为主,福井县的中小企业积极参加,并引进福井县以外的大型企业如三菱Rayon、IHI航空航天公司等企业作为顾问加入,实现企业从上游到下贱的垂直整合。而这些中小企业则陆续得到2010年经济家当省的前辈技能示范、评估设备维修费等补助金、创新型低碳技能密集家当海内区位推进项目费补助金等补贴,进行设备投资,实现飞机零件的实际运用。
2010年制订的“福井经济新计策”中基本计策2的重点是:增加“孵化向福井型未来城市供应产品的家当(福井型未来城市提案家当)”的企业,碳纤维是前辈技能、高可靠性的制造业家当之一。2015年修订版“福井经济新计策”中,碳纤维的定位更加明确,与碳纤维大型企业互助,用碳纤维复合股料维修和加固桥梁,开拓“福井发”工艺。而在2015年2月,在工业技能中央设置支持研发和技能经营的“福井碳纤维复合股料研发、技能经营中央”,并不做详细研究,而紧张是供应碳纤维干系的最新信息,并开展学习会。
与此同时,开拓本地大学资源。福井大学作为福井县的工程研究和教诲中央机构,在纤维研究方面一贯比较生动。只管福井大学工学院没有纤维专业,也没有碳纤维干系的教授,而是由物质、生命化学专业来兼顾纤维行业。但是研究生院的工程研究专业中仍旧有纤维尖端工程研究中央。
福井县纺织业的特点是有大量的纱线制造商。但目前,向碳纤维复合股料干系领域进行技能转移的企业,紧张是进行薄板制造等中间工序的中游企业。福井县的碳纤维复合股料紧张用于生产IHI的飞机引擎零件,由福井县的企业Mitsuya和SHINDO与IHI长期联合研究。2010年Mitsuya得到经济家当省的前辈技能示范、评估设备掩护费等补助金,2011年SHINDO也得到该补助金。2015年福井县工业技能中央和Mitsuya、SHINDO,依据“通过公开试验研究机构开拓的碳纤维复合股料技能的对接,进入当地家当的飞机领域”,获选为内阁府的产学研互助功劳者表彰的科学技能政策担当大臣奖。
此外,坂井市的分外纤维加工企业丸八也一贯在开拓碳纤维复合股料,积极接管碳纤维的新技能,与碳纤维制造商互助开拓预浸料,并与化学制造商及东京大学互助开拓热塑性塑料,2015~2016年度被获批为经济家当省地区新生同盟研发项目,以“氢燃料电池汽车用70Mpa级塑料高压容器的研发”为主题,开拓用于燃料电池汽车的氢用碳纤维复合股料高压容器,还开拓了1m宽的UD预浸料片。
总部位于福井市的Sakai Orbex发挥织造技能的上风,生产预浸料片。芦原市的SHINDO通过编织技能,供应碳纤维片的非卷曲面料。Mitsuya则供应UD的热塑性预浸料。福井县有各种生产碳纤维复合股料的中间材料的方法,其技能从福井县工业技能中央传播到当地各企业,企业结合自身上风,产品各有特色。
小记:知识导入 家当升级
关于北陆地区企业的碳纤维复合股料的实用化方法,通过企业案例实践可以看到以下特色。引进碳纤维复合股料这一新技能的契机是:从根本上说,北陆的全体产地对付纺织业的未来都存在危急和焦虑。个中,详细开展碳纤维复合股料开拓的是有一定规模的公司。
关于碳纤维复合股料这一技能的导入路子,由于对每家企业来说碳纤维都是新材料,以是有很多企业在公司内不具有碳纤维的干系知识和技能。因此,积极聘请大学和企业的专家,通过这种方法向公司内输入技能,并将其与公司现有技能相结合。如雇佣生产碳纤维的东丽等大型纺织品企业的技能好手;在在树脂方面由于公司内部没有干系履历技能,则通过寻求与树脂制造商互助进行研发,力求实现实用化。
由于每家公司本身的设备投资和研发用度的包袱都很大,因此积极利用经济家当省和文部科学省的增援方法,扩大设备,推进技能开拓。碳纤维复合股料的开拓花费韶光很长,须要制造机器设备的投资,因此公共增援匆匆成了企业进入新领域的契机。其余,石川县的县政府与大学和企业之间的互助比较频繁。福井县的企业之间没有太多的互助,但以公开试验研究机构为中央,联系不断扩大。可以说,这些地区的网络已经形成了“为地区导入碳纤维复合股料这一新物质”的机遇。
作者:野泽一博(爱媛大学社会共创学部副教授)
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