ポリアミドには多くの種類がありますが、ナイロン 12 は優れた性能と幅広い用途で際立っています。

ナイロンとしても知られるポリアミド (PA) は、分子骨格の繰り返し単位にアミド基を含むポリマーです。ナイロンは、さまざまなプラスチックに加工したり、繊維に引き抜いたり、フィルム、コーティング、接着剤に加工したりすることができます。ナイロンは、耐機械性、耐熱性、耐摩耗性などに優れているため、衣料、工業用糸、自動車、機械、電子・電気、運輸、包装産業など幅広い分野で使用されています。
ナイロンのダウンストリーム用途は非常に広い

出典：連創、長江証券研究所の公式ウェブサイト

ナイロンファミリーは成長を続け、特殊ナイロンの性能はより優れています
ナイロンには長い歴史があり、家族が増えています。1935 年に PA66 が実験室で初めて合成され、1938 年にデュポンは世界初の合成繊維の誕生を公式に発表し、ナイロンと名付けました。その後の数十年で、ナイロンファミリーは徐々に発展し、PA6、PA610、PA11 などの新しい品種が登場し続けました。PA6とPA66。成熟した製造プロセスと幅広い用途により、PA6 と PA66 は今でも最も需要の高い 2 つのタイプのナイロン製品です。

ナイロン製品の開発経緯

出典：中国紡績工業研究所、長江証券研究所

ナイロンは、主鎖の化学構造によって、脂肪族、半芳香族、全芳香族などに分けることができます。脂肪族ポリアミドは、メチル鎖セグメントとアミド基が規則正しく交互に結合した直鎖状の高分子材料で、靭性に優れています。主鎖への芳香環の導入は、分子鎖の動きを制限し、ガラス転移温度を上昇させ、それによってナイロン製品の耐熱性と機械的特性を改善します。ポリアミドの原料の一方がベンゼン環を含む場合、半芳香族ポリアミドを調製することができ、両方の原料がベンゼン環を含む場合、全芳香族ポリアミドを調製することができる。半芳香族ポリアミドは耐熱性、機械的特性が向上し、寸法安定性と耐溶剤性に優れていますが、全芳香族ポリアミドは超高強度、高弾性率、耐高温性、耐酸・耐アルカリ性、耐放射線性などの優れた特性を持っていますが、対称性の高い主鎖構造には密なベンゼン環とアミド基が含まれているため、加工性能がわずかに劣り、射出成形が難しく、コストが比較的高くなります。
各種ポリアミドの分子構造

出典：中国紡績工業研究所、「半芳香族ナイロンの構造特性と応用」、長江証券研究所
ポリアミドの分類と特徴

出典：中国繊維産業研究院。半芳香族ナイロンの構造特性と用途、長江証券研究所
新合成モノマーを使用した特殊ナイロンは、従来品種に比べ性能が向上しています。従来のナイロン（PA6、PA66など）は、変性後も親水性が強い、耐熱性が高い、透明性が悪いなどの欠点があり、その適用範囲はある程度限定されていました。したがって、従来のナイロンの欠点を改善し、新しい特性を追加するために、新しい合成モノマーを導入してより多くの使用シナリオに適応させることにより、さまざまな特性を持つ一連の特別なナイロンを得ることができます。これらの特殊ナイロンには、高温ナイロン、長炭素鎖ナイロン、透明ナイロン、バイオベースのナイロン、およびナイロンエラストマーが含まれます。

特殊ナイロンの種類と特徴

出所：アイボンポリマー、長江証券研究所

ロング カーボン チェーン ナイロンの PA12 の利点が強調されています。
ロング カーボン チェーン ナイロンは優れた性能を発揮し、ナイロン 12 は性能とコストの両方の利点を備えています。ナイロン分子骨格の2つのアミド基の間のメチレン長が10以上のナイロンを長炭素鎖ナイロンと呼び、主な種類にはナイロン11、ナイロン12、ナイロン612、ナイロン1212、ナイロン1012、ナイロン1313などがあります。 . ナイロン 12 は、最も広く使用されている長い炭素鎖ナイロンであり、一般的なナイロンの一般的な特性のほとんどに加えて、吸水性が低く、寸法安定性が高く、耐高温性、耐食性が高く、靭性が高く、加工が容易です。その他の利点。別の長炭素鎖ナイロン素材である PA11 と比較すると、PA12 原料ブタジエンの価格は PA11 原料ヒマシ油のわずか 3 分の 1 であり、ほとんどのシナリオで PA11 を置き換えることができ、自動車の燃料パイプに幅広い用途があります。エアブレーキホース、海底ケーブル、3Dプリンティングなど幅広い分野で活躍。

ナイロンの性能比較

出典: ナイロン 12 の開発と応用、Liyue Chemical、Changjiang Securities Research Institute
後で、ナイロン産業の全体像を概説し、ナイロン 12 産業の需要と供給に関する調査に焦点を当てます。
用途は多点開花、ナイロンの需要は旺盛
成長ナイロン市場は順調に成長、特殊ナイロンも好調
ナイロンの世界的な需要は、中国を重要な市場として成長を続けています。レポートとデータによると、世界のナイロン市場規模は 2018 年に 272 億 9000 万ドルに達し、市場規模は今後も 4.3% の複合率で成長し続けると予想され、この数字は 2026 年には 383 億ドルに増加すると予想されています。アジア太平洋地域はナイロンの消費にとって重要な市場ですが、中国市場はさらに重要です。Lingao Consulting のデータによると、2011 年から 2018 年までの中国のナイロン市場規模の複合成長率は 10.0% に達し、2018 年にはナイロン製品の量と価格の上昇により、国内全体の市場規模は 1012 億 3000 万に達しました。元、前年比 30.5% の増加。消費データの観点から見ると、国内経済の急速な発展の恩恵を受けて、2018年の中国のナイロン製品の見かけの消費量は432.7万トンに達し、2011年から2018年までの複合成長率は11.0%に達しました。
中国のナイロン市場規模は拡大を続ける
中国のナイロン産業の見かけの消費量は増加し続けています
出典：Lingao Consulting、長江証券研究所
出所：税関総署長江証券研究院凌奥諮詢

特殊ナイロンの市場規模は 10% 近くを占め、その中でナイロン 12 が最も高い割合を占めています。MRFR のデータによると、2018 年の世界の特殊ナイロン市場規模は 26 億 4,000 万ドルで、全体の約 9.7% を占めています。自動車の軽量化と環境に配慮した省エネへの要求は、特殊ナイロン市場の需要の成長の最大の原動力であり、世界の特殊ナイロン市場は今後も 5.5% の速度で成長し続けると予想されています。ナイロン業界全体よりも高い。特殊ナイロン市場全体で、市場で最大の製品はナイロン12で、プラスチック合金、自動車製造、航空機製造、3D印刷、電子機器、機械機器、医療技術、石油およびガス産業などの分野で使用できます。 、かけがえのない強い。MRFR データによると、世界のナイロン 12 市場規模は 2018 年に 10 億 7000 万ドルに達し、2024 年には 5.2% の複合成長率で 14 億 2000 万ドルまで徐々に成長すると予想されています。

ナイロン 12 の下流用途の分布 (2018)
ナイロン 12 の世界市場規模は着実に拡大 (10 億米ドル)
出典: MRFR分析、長江証券研究所
出典: MRFR分析、長江証券研究所

以下では、自動車、3D 印刷、石油とガスの抽出、および他の多くの分野におけるナイロン 12 の用途を分析します。

需要の伸びは、軽量化のトレンドによって牽引されています
ナイロン 12 の下流の需要構造において、最大の用途市場は自動車製造業であり、自動車製造業におけるナイロン 12 の用途は、2018 年の市場全体の収益の 36.7% を占めています。自動車の軽量化は、今日の主要なトレンドです。自動車業界では、安全性と快適性を損なうことなく車の重量を減らすために、最も主流の解決策は車の金属部品を交換することです。ナイロン 12 は、燃料ライン、クラッチ ライン、真空ブレーキ スーパーチャージャー ライン、エア ブレーキ ライン、バッテリー クーラント ライン、および上記のパイプラインのジョイントを含む、自動車の流体輸送パイプラインで広く使用できます。その安全性と信頼性は優れています。自動車用軽量素材。

自動車におけるナイロン12の応用の一部

出所：UBE ウェブサイト、長江証券研究所

金属やゴム素材と比較して、ナイロン 12 には大きな利点があります。金属素材と比較して、ナイロン12素材は軽量で、車両全体の重量を軽減し、エネルギー消費を削減できます。柔軟性が高く、配置が簡単で、ジョイントを減らすことができ、外部の衝撃によって変形しにくい。優れた耐振動性と耐食性;ジョイントは密閉性が高く、取り付けが簡単です。押し出しは簡単で、プロセスは簡単です。ゴム材料と比較して、ナイロン12材料で作られたパイプラインは、壁が薄く、体積が小さく、軽量であり、スペースの配置に影響しません。優れた弾力性、極端な温度条件下での弾力性と優れた耐老化性を維持できます。加硫不要、組紐追加不要、シンプルな加工技術。

自動車の軽量化や新エネルギー車の普及により、ナイロン12の需要が高まっています。欧州では自動車用ホース（ブレーキパイプ、オイルパイプライン、クラッチホースなど）の約70%がナイロン12素材を使用しており、欧州では自動車用ホースの50%がナイロン12素材を使用しています。アメリカはナイロン12素材を使用。自動車強国の建設を促進するため、SAE China は国家製造力戦略諮問委員会と工業情報化省から委託を受けており、業界の 500 人を超える専門家が「技術」を調査、編集、公開しています。省エネ・新エネルギー車ロードマップ」では、「自動車の軽量化技術」を7大技術ルートの1つに挙げ、2020年に10%、20%、35%の軽量化を目指す目標を掲げ、 2025年と2030年は2015年と比較して、軽量化の傾向が軽量素材の需要の成長を後押しすると予想されます。さらに、新エネルギー車の開発に伴い、ナイロン 12 は、電気およびハイブリッド モデルの両方の燃料システムとバッテリー システムに必要とされています。流行の影響が徐々に収まるにつれて、中国での自動車と新エネルギー車の生産と販売は成長に戻ると予想され、ナイロン12の需要をさらに拡大させ続けます。
中国の自動車生産・販売
中国における新エネルギー車の生産・販売
出典：中国自動車工業会、長江証券研究所
出典：中国自動車工業会、長江証券研究所

かけがえのない 3D プリント材料
3D プリンティングの世界市場は急速に成長しており、中国の工業化のペースは大幅に加速しています。アディティブ マニュファクチャリング (3D プリンティング) は、さまざまな形態の構造組織を迅速に製造できるため、従来の製品設計、プロセス フロー、生産ライン、工場モード、および産業チェーンの組み合わせに大きな影響を与えており、最も代表的なものの 1 つになっています。製造業における破壊的技術に関わり、「第三次産業革命」のコア技術として知られています。Wohlers Associates によると、世界の 3D プリント業界の生産額は、2010 年の 13 億 3000 万ドルから 2018 年には 83 億 7000 万ドルに増加し、CAGR は 25.9% でした。中国の 3D プリント技術は、欧米諸国に比べて遅れて開始されましたが、工業化のペースは近年大幅に加速しています。Prospective Industry Research Institute の統計によると、中国の 3D 印刷産業の市場規模は 2012 年に 1 億 6000 万ドルに達しただけで、2018 年には 20 億 9000 万ドルに急成長しました。
世界の 3D 印刷産業の生産額と成長率
中国の3Dプリンティング市場の規模と成長率
出典：Wohlers Associates、Wind、長江証券研究所
出所：旧産業研究所、長江証券研究所

材料は、3D プリント技術の開発にとって重要な材料基盤です。材料の性能は、3D プリンティングがより広いアプリケーションを持つことができるかどうかを決定し、現在 3D プリンティングの開発を制限しているボトルネックでもあります。Markets and Markets の統計によると、3D プリント材料の世界市場規模は 2018 年に 10 億ドルを超え、2024 年には 45 億ドルを超えると予想されています。Prospective Industry Research Institute のデータによると、中国の 3D プリント材料の規模は2012 年の 2 億 6000 万元から 2017 年には 29 億 9000 万元に急成長を続けており、2024 年には中国の 3D プリント材料の市場規模は 160 億元を超えると予想されています。

世界の 3D プリント材料市場規模 2017-2024 年 (10 億ドル)
2012-2024年中国の3Dプリンティング材料市場規模(億元)
出典: 長江証券研究所、市場と市場
出所：将来産業研究院、長江証券研究院
ナイロン 12 素材は 3D プリントで優れた性能を発揮します。他の材料と比較して、PA12 粉末は、高流動性、低静電気、低吸水性、適度な融点、製品の高い寸法精度などの優れた特性を持ち、耐疲労性と靭性も高い機械的特性を必要とするワークピースのニーズを満たすことができるため、ナイロン 12 は、エンジニアリング プラスチックの 3D プリントに理想的な素材になりつつあります。

3D プリントにおける PA12 の応用

出典: Sculpteo ウェブサイト、長江証券研究所
3D プリント材料の特性比較 (5 点満点)

出典: Sculpteo ウェブサイト、長江証券研究所

Prospective Industry Research Institute の統計によると、PA12 は 2017 年に世界の 3D 印刷業界で 4 番目に大きな材料であり、5.6% を占め、2018 年には中国のナイロン 3D 印刷材料が 14.1% を占めました。将来の国産ナイロン 12 素材の開発は、中国の 3D 印刷産業の発展の基礎を築くでしょう。

2017年の世界の3Dプリンティング材料市場構造
2018年の中国における3Dプリンティング材料の市場構造
出典：前旗産業研究所、長江証券研究所
出所：将来産業研究院、長江証券研究院
石油およびガス輸送産業向けの高性能材料
石油とガスの輸送では、材料に対する要求が非常に高くなります。PA12材料は、陸上および海上のフレキシブルライザー、ガスパイプ、ライニング、鋼管コーティングに長年使用されており、海水の浸食や油流体の腐食を防ぐことができ、海底の石油およびガス製品を輸送するためのフレキシブルライザーの製造に使用されています。混合流体、最大 20bar の圧力での天然ガス分配システムなど、優れた耐用年数と他の材料よりも優れた腐食保護を備え、石油およびガス輸送産業の活発な発展のための高性能材料です。ガス輸送パイプラインとして、PA12 は 10 年以上使用されています。従来の準高圧または高圧ガス輸送で使用される金属パイプと比較して、PA12 ガス パイプラインは、パイプラインの耐用年数を延ばし、パイプラインの敷設とその後のメンテナンスのコストを大幅に削減できます。中国は「第 13 次 5 カ年計画」で、「第 13 次 5 カ年計画」期間中に、約 5,000 キロメートルの原油パイプライン、12,000 キロメートルの精製油パイプライン、40,000 キロメートルの新しい天然ガス幹線とそれを支えるパイプラインを建設することを提案した。構築され、PA12 の開発に新たな弾みをもたらしました。

ドイツ・ベッカムのPA12ガスパイプライン設置場所

出典：長江証券研究所、同社公式サイト
環境にやさしく信頼性の高いケーブルと電線シース
.PA12 は、海底ケーブルやフローティング ケーブルの被覆材、ケーブルの防アリ シース、光ファイバー シースに使用できます。ナイロン 12 は脆化温度が低く、耐候性に優れているため、全気候 (-50 ~ 70 °C) に必要なフィールド専用通信ケーブルの製造に特に適しています。海底ケーブルや浮体式ケーブルの被覆材として使用されるため、海上での特殊な環境や特殊な使用条件を考慮する必要があるため、外径が小さいこと、耐摩耗性があること、一定の水圧に耐えること、十分な引張強度があること、海水中で十分な絶縁抵抗。ナイロン 12 は優れた電気絶縁体であり、湿気による絶縁性能に影響を与えません。長時間水 (または海水) に入れても、絶縁抵抗は非常に高く、少なくとも 1 桁は高くなります。他のナイロン素材よりも、PA12素材のクラッドワイヤーの腐食効果は良好で、3年間変化することなく海底に浸透しています。ケーブル防蚊シースは、以前はPE、殺虫剤を使用したPVC、または真鍮テープのラッピング方法で作成されていましたが、コストが高く、メンテナンスが不便で、環境汚染、生態系への損傷、有効期間の不安定さ、およびその他の欠陥があり、ナイロン12シースの適用は現在より信頼性が高く、環境に優しい方法。また、PA12素材の光ファイバーシースは合成素材の中で信号損失が最も少ないため、光ファイバー通信ケーブルのシースに広く使用されています。
プラスチック光ファイバー（POF）用ナイロン12

出典：長江証券研究所、同社公式サイト

太陽光発電、電気、コーティング、包装、医療分野にはそれぞれの才能があります
近年、電気部品には低騒音が求められ、ナイロン12製の部品は静音化が可能で、テープレコーダーや時計の歯車、電気配線、小型精密機械部品などに広く使用されています。ナイロン 12 の抵抗率は温度によって大きく変化し、保持変化が小さいため、電気毛布や電気カーペットの温度感知コンポーネントの製造に使用できます。
ナイロン12でコーティングされた塗膜は最高の耐摩耗性を備えているため、高級塗料や接着剤の製造によく使用されます。PA12 を新しい食器洗い機のボウル ラックに使用すると、金属製のボウル ラックが高温の洗浄剤の環境で摩耗せず、耐用年数が長くなります。また、公園のベンチなどの屋外用家具にも適用でき、PA12 コーティング後の金属腐食を効果的に防止できます。
PA12 フィルム透明、無毒、水蒸気およびガス (Oz、N2、CO2) 透過率が低く、熱湯で 1 年間保管しても性能は変わらず、ポリエチレンブロー押出複合フィルムを使用してフィルムシートを製造できます。香り、蒸気滅菌耐性、低温良好の利点を備えた食品を保護および包装します。ナイロン12は金属との密着性が良く、食品を接着する際のシール値は100％で、剥離強度が高いです。
PA12 は看護用医療材料としても使用され、カテーテル材料の機械的特性が特に重要であり、製造されたカテーテルは簡単に通す必要がありますが、曲がったり壊れたりすることはありません。PA12 は、医療製品に関する米国食品医薬品局および欧州連合の要件に沿って、破裂圧力が高く、柔軟性が高く、耐薬品性があり、体液との適合性があり、毒性がないため、カテーテル製造に最適な材料です。

外国企業が供給を独占し、国内生産はナイロン産業の急速な発展を突破すると予想され、ハイエンドカテゴリーにはまだギャップがあります
中国のナイロン生産能力は急速に拡大していますが、ハイエンド製品はまだ輸入する必要があります。近年、ナイロン6の主原料であるカプロラクタムの国内供給量の増加と下流需要の急速な引き込みの恩恵を受けて、中国のナイロン生産技術は急速に改善され、生産能力は急速な発展段階に入っています.2018 年、中国のナイロン産業の年間生産能力は 514 万 1000 トンに達し、2011 年から 2018 年までの CAGR=12.7% に達し、生産量も生産能力とともに急速に成長し、2018 年の生産量は 376 万 6000 トン、CAGR=15.8% となった。 2011年から2018年まで。輸出入データの観点から、中国のナイロン産業は純輸入を維持しており、2019年の純輸入量は508,000トンであり、特に一部のハイエンド製品は依然として輸入依存度が高く、将来の輸入代替の余地。
中国のナイロン生産能力は伸び続けている
近年、中国のナイロン産業の輸出入
出典：Lingao Consulting、長江証券研究所
出所：税関総署、長江証券研究所
技術的障壁が高濃度を生み出し、寡占がナイロン 12 市場を独占

ナイロン12の製法はオキシム法が主流であり、技術障壁が高い。ナイロン12は通常、ブタジエンを原料としてシクロドデカトリエン（CDT）とラウロラクタムの開環重縮合により製造され、その製法にはオキシム法、光ニトロソ化法、Snya法があり、オキシム法が主流となっています。酸化オキシム法によるナイロン12の製造は、三重化、接触水素化、酸化、ケト化、オキシム化、ベックマン転位、開環重合などの7つの工程を経る必要があり、全工程でベンゼン、発煙硫酸が使用されます。および他の有毒で腐食性の原材料、開環重合温度は270〜300°Cである必要があり、製造工程は操作が困難です。現在、エボニックに代表されるほとんどのメーカーは、ブタジエンを原料とする主流のプロセスルートを使用しており、日本の宇部興産が英国石油化学会社の技術ライセンスを取得した後、PA12の工業生産を達成するためにシクロヘキサノンを原料とするプロセスルートを採用しました。 .

ナイロン12の合成ルート

出典：長江証券研究所、炭素長鎖ナイロン11、12、1212の開発と応用

寡占の下で、ナイロン12産業の集中度は非常に高いです。20世紀の70年代、ナイロン12はエボニック インダストリーズ(Evonik)の前身であるドイツのデグサ社によって初めて工業化され、その後、スイスのEMS、フランスのアルケマ、日本の宇部興産(UBE)も工業生産のニュースを発表し、四大メーカーは、半世紀近くにわたりナイロン12の製造技術をしっかりと習得してきました。現在、ナイロン 12 の世界の生産能力は年間 10 万トンを超えており、そのうちエボニックは年間約 4 万トンの生産能力を持ち、第 1 位です。2014 年、インビスタはナイロン 12 樹脂市場への参入を目指して、ナイロン 12 の原材料に関する多数の特許を出願しましたが、今のところ生産のニュースはありません。

競争環境が集中しているため、供給側の緊急事態は市場全体の供給に大きな影響を与えます。たとえば、2012 年 3 月 31 日、ドイツのマールにあるエボニックの工場で火災の漏れによる爆発が発生し、8 か月以上にわたって主要な原材料である CDT の生産に影響が及び、CDT の供給が深刻な不足に陥りました。これにより、PA12 の世界的な供給が逼迫し、一部の川下の自動車メーカーが正常に起動できなくなる原因にもなりました。ナイロン 12 の供給が徐々に再開されたのは、2012 年末にエボニック CDT 工場が生産を再開したときでした。

強い需要に応えるために、巨人は生産を拡大する計画を発表しました。PA12 材料に対する下流の強い需要に応えるため、アルケマは 2018 年に、中国の常熟キャンパスで世界の PA12 材料の生産能力を 25% 増強し、2020 年半ばに生産を開始する予定であると発表しました。ドイツのエボニックは、2021 年初めに操業を開始する予定のマール工業団地で、PA12 材料の生産能力を 50% 拡大するための 4 億ユーロの投資も発表しました。

マールの一部の PA12 生産施設
ナイロン 12 業界の集中度は非常に高い
出典: エボニックのウェブサイト、長江証券研究所
出所：長江証券研究所

政策と政策の助けを借りて、国内企業は困難に直面しています

国内企業は長炭素鎖ナイロンに取り組み、いくつかの品種はブレークスルーを起こしました。前世紀の50年代、中国は長炭素鎖ナイロンに代表される特殊なナイロンの生産を現地化しようとし始めましたが、複雑なプロセスルート、過酷な生産条件、多くの合成ステップ、高コストなどの要因により、90年代まで. 、中国の長炭素鎖ナイロンの工業生産は依然として停滞している。「第 9 次 5 カ年計画」の期間中、鄭州大学のナイロン研究チームと中国科学院の微生物学研究所は共同で国家重点科学技術研究計画に着手し、PA1212 を調製する工業生産技術を研究開発しました。ドデカカルボジ酸のバイオ発酵、および山東淄波光通化学会社と協力して工業生産を達成しました。さらに、山東広陰新材料有限公司もPA610、PA612、PA1012およびその他の品種でブレークスルーを達成しました。

PA12 はより難しく、ポリシーの助けを借りてブレークスルーが期待できます。1977年、江蘇淮陰化学工業研究所と上海合成材料研究所が協力して、ブタジエンを原料としたナイロン12の合成を行いました。その後、Baling Petrochemical Co., Ltd. (旧 Yueyang Petrochemical General Plant) は、シクロヘキサノンを原料としてナイロン 12 の小規模な合成研究を実施しましたが、PA12 の合成ルートが 7 段階まであり、バリアが非常に高いため、国内企業はまだ工業生産を達成しておらず、PA12 は依然として輸入に依存しています。近年、中国は特殊なナイロン産業の発展を奨励する政策を継続的に導入し、特殊なナイロン素材の国産化プロセスを積極的に促進し、政策の助けを借りて、国内企業は引き続き困難に直面し、独占パターンを打破することが期待されていますPA12の。

この政策は、長炭素鎖ナイロンなどの特別なナイロン産業の発展を奨励しています。

出典：工業情報化部、中国国際工程諮問有限公司、中国機械工業連合会など、長江証券研究所