2026-07-06
本日、Hainuo Technology の高性能中空ガラス微小球が、*Science and Technology Daily* で「革新的な中国・主要新製品」として再び取り上げられました。
独立した知的財産権を保有し、工業規模の生産を実現した中国初の企業として、Hainuo Technology の独自の製造プロセスは国際独占を打破することに成功し、国内代替のペースを加速させています。
レポートの全文は以下に掲載されており、この「中国の軽量材料」企業の恐るべき能力を目撃してください。
最近、中国国家知識産権局は「国家知識産権実証企業候補リスト（2025～2027年）」を発表し、山西海ヌオ科技有限公司（以下「山西海ヌオ」）もそのリストに掲載された。独立した知的財産権を保有し、高性能中空ガラス微小球（以下、「中空微小球」という）の工業規模生産を達成した最初の国内企業として、山西海諾社の独自の製造プロセスは国際独占を打ち破った。
「10年以上にわたる集中的な研究開発を経て、当社は中空微小球の製造プロセスの開発に成功しました」と同社会長のShen Pengzhan氏は説明した。 「このプロセスを使用して製造された中空微小球の総合的な性能は、国際的に高度なレベルに達しており、特定のモデルは圧縮強度や粒度分布などの主要な指標で世界をリードしています。」
中空微小球は、アルカリ石灰ホウケイ酸ガラスから作られたミクロンサイズの中空球です。不活性ガスが充填されており、外壁が非常に薄く、非常に軽量でありながら耐圧縮性に優れています。 3,800 万個の中空微小球の重さはわずか 1 グラムで、最大圧縮強度は 180 メガパスカルを超えます。中空微小球は、軽量でありながら高強度、断熱性、耐食性、低誘電率という主要な特性により、幅広い用途を備えた先進複合材料産業チェーンにおいて不可欠な主要材料となっています。
海洋石油採掘に不可欠な特殊資材
最近、南シナ海東部にある中国海洋石油総公司（CNOOC）の拠点で、ドリルパイプが深さ1キロ以上の海域に進入していた。現場作業員は、掘削が完了すると、中空の微小球を含むセメントスラリーが坑井と周囲の岩層の間の環状空間に注入され、セメント結合の品質を高め、石油・ガス開発の安全性を確保する低密度で圧縮強度の高いセメントリングを形成すると説明した。
「これは、深海の石油とガスの探査と開発において重要な段階です。深海セメンティングでは、従来の高密度セメントスラリーを使用すると、脆弱な海底地層が簡単に破壊され、掘削液の損失につながる可能性があります」とShen Pengzhan氏は述べています。 「一定の割合で中空微小球をセメントスラリーに添加すると、低密度で高い圧縮強度が得られ、海洋深層井戸をセメントで固定するための技術的要件を満たします。」
長い間、中国の石油採掘に使用される中空微小球は海外から輸入する必要がありました。 「国内市場シェアの75パーセント以上が外国製品によって独占されており、外国企業は厳格な技術禁輸措置を課し、自社製品の使用状況を監視し、未使用の材料や端材の返却を強制した」と山西海ヌオの趙恵龍理事長は認めた。
2015年、山西海ヌオは中空微小球の大量生産で画期的な進歩を遂げ、直ちに中国海洋石油総公司（CNOOC）の浅海にある海洋石油操業基地に供給された。供給量は試行段階の 80 トンから数百トン、さらには数千トンへと毎年増加し、すべての水深の運用範囲をカバーするまでに拡大しました。現在までに、山西海諾は 10,000 トンを超える中空微小球を供給しており、CNOOC のセメンティング作業用に特化した中空ガラス微小球の 100% 供給を達成しています。
「当社が製造する中空微小球は、性能の点では外国製品と同等ですが、価格は輸入価格のわずか 3 分の 1 です」と Shen Pengzhan 氏は述べています。 「さらに重要なのは、海洋オイルセメント材料の分野における主要技術の独立した管理を達成したことです。」
産業上の課題を解決するための何万もの実験
2023年10月、中国国家石油化学工業連合会は、山西海野の「海洋オイルセメント用中空ガラス微小球のエンジニアリング技術と応用」が国際トップレベルに達したと認定した。
海洋オイルセメンティング用の高性能材料である中空ガラス微小球を工業規模で生産することは容易ではありません。 「私たちがこの分野に参入したとき、外国技術の禁輸と国内の工業化の先例の欠如というジレンマに直面しました。私たちは、技術図面がない、既製の設備がない、専門人材がいないという『3つのノー』の状況に陥っていることに気づきました」と沈鵬章氏は回想します。彼は研究開発チームの設立に資金を提供し、工業生産プロセスを解明するための 5 キログラムの試験から始めました。
2009年、太行山脈の奥深くにある山西海犬工場で、研究開発チームは二酸化ケイ素などの原料をスラリーに混合し、粉砕、均質化、焼成などのプロセスを経た後、中空微小球の生成を待った。高温球形化炉を最初に点火し、その後冷却すると、固体または凝集したガラス微小球の山ができました。 「実験から工業生産に移行し、研究を実際の結果に変えるのは、理論的研究ほど簡単ではありません」とシェン・ペンザン氏は述べています。 「中空微小球の原材料の比率がわずかに異なるだけでも、最終製品が大きく異なる可能性があります。焼結温度がほんの数℃高いだけで、中空構造が崩壊する可能性があります。」
実験データが記載された黄ばんだノートの山が高くそびえ立つ一方、欠陥品の山が彼らの精神に重くのしかかっていた。研究開発チームは、小規模から大規模への試行と数万回の試行錯誤を繰り返し、試行とパラメータの調整を繰り返し、2012 年までに中空微小球の工業生産に必要な重要なデータとプロセスをすべて特定しました。つまり、多成分の原料スラリーを調製し、精密スプレー造粒によってグリーンボディを形成し、高温の炎を使用して即座にビーズに強化します。
しかし、製造プロセスにおける画期的な進歩は最初のステップにすぎませんでした。中空マイクロビーズの製造に必要な数十の特殊な機器は、当時中国では入手できませんでした。乾燥装置から中核となるペレット化炉に至るまで、すべてを社内で開発する必要がありました。 1 台のカスタムメイドの乾燥機を開発するために、研究開発チームははるばる江蘇まで赴き、メーカーの技術者と協力してプロトタイプを 6 ～ 7 回改良し、成功を収めました。 「装置の中核となるペレット化炉は、中空マイクロビーズが均一に炎を通過するように、600 ～ 1,000 °C の範囲で炎を正確に制御できなければなりませんでした」と Zhao Huilong 氏は述べています。 「私たちは設計図を作成し、南部の製造業者に製造プロセスを指導しました。最終的に私たちの仕様を満たす炉を製造するまでに、何十回もの修正が必要でした。」
山西海野は、ゼロから始めて段階的に規模を拡大し、5キログラムの試験から数百キログラムを含む小規模試験、そしてトン規模のパイロット試験へと進み、中空微小球に機器を適応させたり、プロセスを一つ一つ安定させるなどの課題に取り組む「段階的スケールアップ」アプローチを採用した。山西海野は2015年に中国初の工業用生産ラインを設立し、2023年には国内唯一の1万トン規模の生産ラインを完成させた。
中空微小球応用のブルーオーシャンへの進出
「当社が山西省高平経済開発区に建設中の海ヌオ高性能中空微小球新素材工業団地は、山西省の今年の省レベルの主要プロジェクトのリストに含まれています。関係当局の支援により、プロジェクト用地は確保されました。現在、環境影響評価やエネルギー効率評価などの準備手続きを最終段階にまとめており、まもなく建設が開始されます。」と趙恵龍氏は述べた。
山西海ヌオは今年、工業団地の建設に7億5000万元を投資しており、設計生産能力は3万トンで、来年完成し稼働する予定だ。 「当社の現在の年間生産能力は15,000トンですが、これに30,000トンが加わることで、この工業団地は世界最大の中空微小球体のスマート生産基地となるでしょう」とZhao Huilong氏は述べた。同氏は、工業団地が完成すれば、中空微小球は石油採掘に使用されるだけでなく、航空宇宙やエレクトロニクスなどの分野での応用も期待されると付け加えた。
この目的を達成するために、山西海ヌオは「アライアンス – 研究機関 – エンジニアリングセンター – ワークステーション」で構成される研究開発枠組みを確立し、基礎研究、工学変革、産業支援をカバーする包括的な産学研究応用マトリックスを形成し、中空微小球の研究開発における革新を継続的に推進している。
山西省海ヌオの中空微小球は、人工知能、半導体、低空経済、現代建築などの分野に拡大している。 「当社はまた、中空微小球固体浮力材料、機械加工可能なポリウレタン木材のような複合材料、および特に5G用途向けに設計された低粒径および低誘電率の高性能中空ガラス微小球を含む、市場デビューとなる9つの新製品を開発しました」とShen Pengzhan氏は述べています。同氏は、いくつかの製品が、BYDや中国航空宇宙科学産業総公司などのクライアントに直接サービスを提供する、複数の分野にわたる大手企業によって大規模用途向けに検証されていると付け加えた。
Shanxi Haino は、中空微小球の製造に特化した国家レベルの「専門的、洗練された、ユニークで革新的な」（SRUI）「小さな巨人」企業であり、「微小球新素材で世界をリードする企業になる」という目標を掲げています。沈鵬章氏は、「我々は引き続き中空微小球新素材の分野で専門知識を深め、それによって国家戦略産業の安全を確保するための新素材の強固な基盤を築くつもりだ！」と述べた。
出典：科学技術日報
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