新繊維：エビカニの殻から海藻まで、青島は海で繊維を探す

紡績は青島の伝統的な優位産業であり、海洋は青島の最大の特色である。両者が衝突して、どのような「火花」を拭くことができますか。

青島大学、明月海藻集団、即発集団、青島源海新科などの青島大学、企業は答えた：海洋に原材料を求め、「新繊維」を開発する。

科学研究者は実験室の基礎研究から始め、硬い骨をかじり、冷たいベンチに座り、多くの重要技術の「0」から「1」への突破を実現した。彼らは海藻、エビカニの殻などを繊維にし、関連技術の成果を日用生活品、服装、ハイエンド設備などに成功的に応用することを推進し、繊維の「第三の来源」を開拓し、我が国の「海上綿倉」建設に可能性を提供した。

　　エビのカニの殻から海藻まで、青島は海で繊維を探しています

繊維は日常的に生産され、生活の中で必ず欠かせない原料であり、主に2つの大きな種類があり、1つは綿麻の毛糸などの天然繊維であり、1つは石油、石炭などを原料として加工された合成繊維である。2種類の繊維には一定の限界があり、綿麻毛糸などは主に地表に由来し、大量の農地を占用する必要があり、生産量は限られている。合成繊維は石油、石炭などの一次エネルギーを消費する必要があり、採油、採炭から精製、最終繊維製品の形成まで、加工過程が複雑で、汚染をもたらしやすい。同時に、合成繊維製品の快適性は相対的に悪く、環境にも優しくなく、無害化処理の難度は大きい。

海は豊富な資源を持つ「宝の鉢」で、海に繊維を求めることができますか。青島大学、企業科学研究者は自分の探索を始めた。彼らは海洋に広く存在する海藻、エビカニの殻などを研究対象に、繊維の「第3の源」を開拓した。

2000年頃から、即発集団はエビやカニなどの海洋生物の甲殻に目を向けていた。ばらばらな研究開発からシステムの推進まで、数年の努力を経て、彼らは「海洋生物甲殻質繊維」を開発した。この繊維は自然界から精製し、研究開発に成功した最初の抗菌防臭機能繊維となり、国家科学技術進歩賞の2等賞を受賞した。その後、即発集団は甲殻質繊維の研究開発に力を入れ続け、2010年に科学技術部国家科学技術支持計画プロジェクト——甲殻質繊維繊維材料加工技術課題を完成した、2012年に開発された「高吸液型キトサン繊維及び医療用繊維」は専門家の鑑定を経て、プロジェクトの全体技術は国際先進レベルに達し、その中の製品の品質は国際先進レベルに達した。「現在、我々はキチン繊維分野で6つの国家発明特許、2つの国外PCT特許を取得している」と、即発グループの新材料研究開発エンジニアの衣宏君氏は紹介した。

海藻繊維の研究は、海外では1940年代に始まったが、実質的な突破は得られなかった。2004年、青島大学海洋繊維新材料研究院院長、省部共同建設国家重点実験室主任夏延致チームは海藻資源を利用した繊維製造の大胆な試みを開始した。彼らは驚いて、海藻繊維が天然の難燃性材料であることを発見した。また、細菌を抑制しカビを防ぐ、環境に優しい無毒、分解可能、快適性が良いなどの利点もある。例えば、細菌抑制において、大腸菌、黄色ブドウ球菌に対する海藻繊維の細菌抑制率は99%に達し、快適性の面では、綿より優れており、カシミヤやシルクに匹敵する。

同時に、海藻繊維の原材料である昆布は比較的容易に入手でき、1ムーの海田では5-10トンの淡乾昆布を生産でき、約1-2トンの繊維級アルギン酸ナトリウムを抽出することができ、99%の繊維級アルギン酸ナトリウムは海藻繊維に加工することができ、副産物はほとんどない。この計算によると、1ムーの海田で製造できる海藻繊維の生産量は、1ムーの綿花の繊維生産量の5倍以上になるだろう。そこで、夏延致チームは海藻繊維の分野で力を出し続け始めた。

全産業チェーンを通じて「海上綿倉」を建設する

海藻繊維に代表される海洋系繊維の天然優位性は明らかであるが、洗濯に弱い、強度が悪い、染色が難しいなどの痛い点もあり、これは海藻繊維の紡績分野での大規模な産業化応用を阻害している。

「我々は重要な技術を突破して、海藻繊維を紡績用繊維にすることができますか？」夏延致はチームメンバーと討論した際、「海上綿倉」建設の構想を提案した。彼はチームを率いて身を投じ、一歩一歩、実験室で実験を繰り返し、研究を繰り返し、重要な技術の「0」から「1」への突破を求めた。

2023年、国家知識産権局は第24回中国特許賞の受賞リストを発表し、夏延致チームが申告した「耐塩、耐洗剤海藻繊維の製造方法」プロジェクトは中国特許銀賞を受賞し、海藻繊維とその織物の洗濯不可の技術的難題を解決し、海藻繊維の洗濯可能時間を数分から70時間以上に引き上げた。繊維衣料などの分野における海藻繊維の大規模な応用のための基礎を築いた。

海藻繊維の強度を綿花の1.2倍から1.5倍に引き上げ、海藻繊維染色のキー技術を開発し、吸水倍率が最高で自己重量の200倍の高吸水海藻繊維を開発した……20年の研究「コールドベンチ」は次々と技術的な突破をもたらし、長年の技術的難関は夏延致チームを海藻繊維分野の世界トップランナーにした。2023年、中国紡績工業連合会が開催した鑑定会で、夏延が先頭に立って完成した「千トン級紡績用海藻繊維産業化プラント技術と装備」プロジェクトは、参加した専門家の「国際的なリード」の評価を得た。

注目すべきは、夏延致チームが技術開発と産業化応用を同時に推進していることだ。「我々はすでに紡績用海藻繊維分野の理論的成果を把握し、洗濯に耐え、染色可能で、強度の高い生産技術技術技術技術装備を開発し、上流で昆布などを利用して繊維級海藻繊維原材料を製造し、中流で海藻繊維を生産、開発し、下流で海藻繊維を利用して各種繊維を製造する全産業チェーンを開通した」と夏延致氏は紹介した。世界的に見て、科学研究機関、企業はそれを行うことができませんでした。

2019年、青島大学、青島秉金資本公司などが共同で設立した青島源海新材料科学技術有限公司（以下「源海新科」と略称する）は世界で唯一の天然難燃性菌抑制機能を持つ紡績服装用海藻繊維の産業化生産ラインを自主的に建設し、2023年7月に科学技術成果の鑑定を通過した。この生産ラインの年間生産能力は5000トンに達し、現在世界で海藻繊維の年間生産能力が最大の生産ラインである。

1つの技術を突破し、より広範な応用

科学技術の成果は「紙面」から「地面」に落ちてこそ、より多くの活力を爆発させ、人類の生活生産に本当に奉仕することができる。1つの技術の突破に伴い、海洋からの繊維の応用範囲もますます広くなっている。

即発グループはすでにキチン繊維を利用してシェルポリ糖針刺不織布、水刺不織布、熱風不織布、繊維混紡糸、生地、織物、マスクなどのシリーズ製品を開発した。一部の製品、特に医療用ドレッシング製品はEU、東南アジア、米国、日本などの国と地域に輸出されている。「現在、キチン繊維は主に疎水性または親水性の医療用ドレッシングを製造するための機能性材料として使用されている。グループの年間使用量は100トン前後だ」と衣宏君は記者に語った。

明月海藻グループでは、海藻繊維はすでに医療用傷跡パッチ、アルギン酸塩絆創膏、マスク布、X−光医療用現像ライン、ゲル膜布などのシリーズ製品を製造するために使用されている。「アルギン酸塩繊維から作られた不織布は医療用ドレッシングの分野で広く応用されており、伝統的な綿糸布と比べて、アルギン酸塩ドレッシングの吸湿性が高く、止血性能がよく、傷口の表面にヒドロゲルを形成することができ、傷口に良好な癒合環境を提供することができ、傷口癒合後に痛みなく除去することができ、傷口癒合を促進する独特な性能を持っている」同グループの担当者が紹介した。

2023年11月、大湾区国際紡績糸博覧会が深センで開催された。源海新科ブースの前はにぎやかで、相談に来たり、協力を相談したりする生地や紡績アパレル企業が後を絶たない。「我々は30以上の海藻繊維製品を展示している。」源海新科投資家兼取締役の王海寧氏によると、現在同社が生産している海藻繊維は衛生看護、紡績服装などの分野だけでなく、難燃工事、生物医療用などの分野にも使用できるという。

しかし、現在、紡績級海藻繊維の全体的な販売量は依然として小さく、規模効果は形成されていない。「2023年の海藻繊維の販売量は約100トン前後で、基本的に損益のバランスをとることができる」と夏延致氏は現在、海藻繊維は「蓄勢待機」の段階にあり、今後広く応用されるにつれて、海藻繊維の生産量は持続的に向上し、産業収益力も大幅に向上するとみている。

（出所：青島日報）