10月30日，日本东丽(Toray Industries, Inc.)宣布已开发出TORAYCA™T1200碳纤维新品。据悉这是目前世界上强度最高的碳纤维，由东丽在爱媛县雅木町的新工厂开发，可满足从体育休闲到航空航天的全领域需求。

1、TORAYCA™ T1200新品

众所周知，碳纤维强度受其内部缺陷影响巨大，而缺陷主要由纤维基体以及预氧化、碳化、后处理等生产工艺决定。据此，东丽从其专有的纳米级结构控制技术改进入手，从而达到设计并实现碳纤维高韧性内部结构。利用这项技术，东丽公司推出了TORAYCA™ T1200新品。

在性能方面，ORAYCA™ T1200为12K小丝束产品，拉伸强度为8.0千兆帕斯卡(或GPa，约为每平方毫米100千克力)。从表中数据可以发现，新品拉伸强度比TORAYCA™ T1100的7.0GPa高出10%以上，后者是目前抗拉强度最高的。此外拉伸模量高于T800S低于T1100，密度方面稍重于T1100。

从研发历程来看，东丽最早自1971年起销售碳纤维，并早在1986年就开发了TORAYCA™T1000产品，成为当时世界上强度最高的碳纤维，近年来东丽成功将TORAYCA™T1100商业化，进一步提升了产品竞争力。据东丽表示后续将继续致力于提高TORAYCA™碳纤维的性能和供应。

T1000级以上碳纤维作为目前最高性能的碳纤维材料，具有十分高的强度和刚度，可满足苛刻环境中的结构应用需求，广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。

2、日本东丽发展历程

19世纪末，碳纤维走进了人们的视野。托马斯·爱迪生和约瑟夫·斯旺将木棉和竹燃烧后制成的碳纤维作为灯丝，从而发明了电灯。但随着钨灯丝的出现，碳纤维淡出了人们的视野。

20世纪50年代，美国寻找一种耐烧蚀材料用于航天飞机，耐高温、强度高的碳纤维再次进入人们的视野。美国联合碳化物公司开始用粘胶丝作为前驱体生产碳纤维。与此同时，日本大阪工业研究所的近藤昭男也在进行碳纤维的研究。近藤昭男使用聚丙烯腈（PAN）作为前驱体制造碳纤维。研究结果显示，PAN前驱体制造的碳纤维强度和模量远远高于粘胶基。

1959年，近藤昭男将碳纤维的研究结果申请了专利。之后，他又将这项技术授权给日本东丽公司。

碳纤维因强度高、重量轻的特点，早期主要的市场定位一直是航空领域。而欧洲和美国的碳纤维厂商已经将航空领域市场占领，美国的碳纤维出口量大，几乎没有日本公司的立足之地。就在所有人的目光都在美国航空业和军工市场时，日本企业的碳纤维瞄向了体育休闲用品市场。

1972年，来自美国的弗拉德发现使用碳纤维球杆可以将高尔夫球击出比铁杆多30码的距离。碳纤维球杆备受日本球手的欢迎，之后碳纤维的应用迅速扩展到网球拍、滑雪杆和其他体育用品领域。

东丽公司以生产合成纤维起家，其中就包括用于生产碳纤维的PAN原丝。

20世纪60年代，东丽在获取近藤昭男的专利技术后开始研究碳纤维，并于1971年建成了一个小型试验工厂，当年即实现碳纤维Toraca T300的量产。

1974年Toraca市场部建立。东丽的第一款碳纤维产品是钓鱼竿。体育用品市场上的成功带来了东丽碳纤维业务的爆发，东丽公司的市场份额开始扩大。

虽然有钓鱼竿或者高尔夫球杆等的市场需求，但东丽一直没有实现盈利。东丽在碳纤维事业上花了超过1400亿日元从事研究开发，一直都处于亏损状态。实际上，美国杜邦和德国巴斯夫等也曾经想要开发碳纤维，但因为亏损的缘故，都没有坚持下来。东丽虽然牺牲了短期的收益，但是培育出了他人无法企及的业绩。

1970年，东丽与美国联合碳化物公司签署合作协议，获得美国联合碳化物公司的碳化技术，美国联合碳化物公司则代理东丽的碳纤维产品，T300成为美国最畅销的碳纤维。合作到期后，东丽已成为美国碳纤维市场的霸主。

1975年，东丽的碳纤维应用在波音737的次承力部件。自此，东丽与波音两家公司开始了长期合作。1990年，一种新的高强高模碳纤维预浸料在波音777飞机的主承力部件上获得应用。同时，东丽公司还获得了欧洲空客公司的认可。法国政府在1982年建立起自己的碳纤维工厂Soficar，东丽拥有其35%的股份。1987年，东丽的T300获准在空客A320主承力部件中应用。

20世纪80年代末期，Toraca碳纤维利润达到顶峰。随着日本经济在90年代陷入萧条，Toraca碳纤维销售也一落千丈，1993年碳纤维业务差点被卖出去。但是东丽公司没有动摇。他们改变策略，直接投资设立工厂，来加强与波音的合作。

几番寒冬过后，东丽和它的碳纤维迎来了明媚的春天。

从20世纪90年代中期，世界碳纤维的消费量以每年15%的速率增长。波音和空客相继推出787和A350，新机型均采用碳纤维复合材料作为主承力部件，碳纤维复合材料用量达到50%。

随着产能的释放，碳纤维价格下降，出现了包括风力发电和汽车改装在内的新兴市场。

2011年，东丽与戴姆勒公司合资建厂来生产碳纤维部件，当年便进入了稳定的盈利期。

如今，东丽已成为世界第一大碳纤维生产商，牢牢掌控着世界高端碳纤维需求的市场份额。

3、成功绝非偶然

在意识到碳纤维未来巨大市场潜力后，东丽选定了碳纤维事业，之后不管有多困难，都铁了心咬咬牙坚持下来，一直走到今天成为碳纤维的霸主。

10年复10年，东丽何以坚持？

开发出一种商业化材料无疑需要一定的时间甚至是漫长的时间。例如，东丽从1961年开始研究碳纤维，并在10年后，完成了量产的制造设备并实现商业化，可以说从“0”到“1”已经实现。

然而市场并没有预想的那么美，昂贵的制造成本，导致销售根本就是一件困难事情。如何从“1”到“100”成为碳纤维产业最初的共同问题，海外许多化学公司都纷纷取消了碳纤维的开发或减少了研发投入，其中也包括美国杜邦和德国巴斯夫等大企业。

东丽几代社长却都选择了牺牲短期的收益，不断地投入与开展相关工作，并开发出了钓鱼竿和高尔夫球杆应用业务，同时长期开拓碳纤维在航空业中的应用。如今这些纤维已在波音787等各种飞机上广泛使用，同时汽车领域以及新型家电领域，也都开始应用起来。东丽的碳纤维事业从连续亏损，并消耗千亿科研经费，到订单金额万亿计算，花费了近50年时间。

这种发现材料价值的能力以及坚持到底的强烈意志是东丽的研发优势，也是真正的创新得以诞生的背景因素。此外，无论经济形势如何跌宕起伏，企业的管理层都会不断地进行研发投入，许多年以来东丽的研发支出占销售百分比一直未出现重大变化。这也就给予研究人员充分的优良环境，专心耕耘的信心。

4、为何东丽独具慧眼？

1970年，东丽与联合碳化物公司签署合作协议，获得联合碳化物公司的碳化技术。联合碳化物公司代理东丽的碳纤维产品，T300成为美国最畅销的碳纤维。合作到期后，东丽开始自由在美国销售碳纤维。而到了1975年，东丽的碳纤维开始应用在波音737的次承力部件，意味着东丽与波音也早早的开始长期合作。1990年，一种新的高强高模碳纤维预浸料在波音777飞机的主承力部件上获得应用。

同时，东丽公司还获得了欧洲空客公司的认可。法国政府在1982年建立起自己的碳纤维工厂Soficar，东丽拥有其35%的股份。1987年，东丽的T300获准在空客A320主承力部件中应用。在20世纪80年代末期，Toraca碳纤维利润达到顶峰。之后 “失去的十年” 萧条到来，Toraca 碳纤维销售一落千丈。1993年碳纤维业务差点被卖出去。

从20世纪90年代中期，世界碳纤维的消费量每年15%的速率增长。东丽集团改变策略，直接投资设立工厂，以加强与波音公司的联系以及合作。预浸料工厂就设在美国华盛顿州西部港口塔科马港，碳纤维工厂设在阿拉巴马州的迪凯特。如今波音787，整体结构材料的一半左右，将使用碳纤维强化树脂；从而实现机体的轻量化，大约可以节约20%的燃油消耗。

回望过去，似乎东丽在选择与波音合作的时候开始，就已经预见了碳纤维新材料可以带来的节能低碳效果并在航空领域大展身手。而到2014年仅与波音一家的订单金额，就高达1万亿日元。

随着产能的释放，碳纤维价格下降刺激了消费需求，随后出现新兴市场包括风力发电和汽车改装。2011年，东丽与戴姆勒公司建合资工厂来生产碳纤维部件，并且进入了稳定的盈利期。

东丽技术研发的另一大特色是通过不同领域和文化的密切融合来创造新价值。东丽已经将其所有的研发职能集中在 “技术中心” 这样一个组织中。通过使许多领域的专家汇聚在这个统一的研发组织内，同时也能使公司积极利用许多领域的技术和知识来解决单个业务领域中的问题，从而展现出强大的综合实力。

5、东丽的核心技术是什么呢？

东丽集团是一家综合性化工集团企业，在全球26个国家和地区进行着事业运作。东丽集团将纳米技术融入其事业领域之中，并将有机合成化学，高分子化学和生物技术作为其核心技术。

除了作为东丽之根基的纤维及纺织品，塑料及化成品事业之外，东丽同时推进着其他全球重要事业领域，诸如IT相关产品，碳纤维复合材料， 医药和医疗产品，环境与工程包括水处理等事业的发展。

东丽几年来正在通过 “技术中心”，进行技术整合，并期待实现 “绿色创新” 和 “生命创新” （东丽近几年专注的领域）；同时研发费用方面，还是一如既往的大手笔，3年计划研发经费 1800亿，其中50%将用于 “绿色创新” 研发，20%用于 “生命创新” 研发。

而在这一领域，虽然近年来我国碳纤维产量实现了跨越式发展，但在超高端产品方面仍有一定差距。

据不完全统计，2022年我国碳纤维的产能已达11.2万吨，占据全球近1/3。但大部分产能主要还是T300和T700级，高端T800级产品稳定出货还没多少，T1000以上超高强度碳纤维更是长期以来一直由海外龙头企业主导。

不过进入2023年，有多家国内碳纤维头部企业官宣最新量产进度。截止目前，已有多家企业宣布可实现生产，虽距离稳定大规模放量还有一定距离，但未来可期。

文章来源： DT新材料，前沿材料