マスク原料のメルトブロー不織布専用PP材料は買えませんか？石化企業のマスク生産転換のカギとなる原料

新型コロナウイルスの流行後、市場でマスクなど関連医療物資の不足を解消することが焦眉の急となっている。そのため、多くの石化企業は技術的難点の突破を加速させ、マスクの重要原料の生産に転向している。

中国石化：11本のマスク生産ラインのドッキングに成功

聞くところによると、2月7日正午までに、中国石化はパートナーと協力して11本のマスク生産ラインを完成し、間もなく設備のインストールプログラムに入る。初歩的な試算によると、2月10日までに、中国石化はマスクの生産能力の13万枚/日の追加増加を支援し、2月29日には60万枚/日の追加生産能力を実現し、3月10日には100万枚/日以上の追加生産能力を実現する。

2月6日午後、中国石化の公式微博、易派客の公式微信はマスク生産協力を求める文章「私は溶融布を持っていて、誰がマスク機を持っているのか」を発信し、800万回以上のクリック読書、2万5000回の転送を得た。易派客の微信は急速に10万+に達した。微博、微信が発表された後、文中の連絡先の沈さんの電話が急速に爆発し、パートナーも3時間以内に見つかった。

今月15日にはマスクの生産ラインが1本、20日には4本、月末には6本が到着することが分かった。中国石化はこれらの装備を生産許可資格のある企業に供給してエネルギー拡張増産（生産企業が中国石化設備をリースする方式で生産を組織する）に使用し、生産原料を提供する。

同時に、中国石化も3つの地方のマスク生産企業に連絡し、溶融布原料と協調生産設備を提供している。北京市房山区の企業1社は、すぐに供給すれば日産マスク3万5000枚を調達できる。江蘇省の企業1社は、中国石化が原材料を組織し、9日からマスクを1日10万枚生産できるように調整生産を開始した。広東省の1企業、中国石化は協調を通じて、2つの遊休生産ラインを調達し、日産マスク10万枚以上の生産を調整した。3社の企業は累計23万5000枚以上の日産マスクを生産できる。

また、中国石化は中央企業の新興際華傘下マスクメーカーと提携し、生産原料を提供している。今月16日、1本の生産ラインが試運転され、10万枚/日産エネルギーを形成することができ、その後2本の生産ラインがマスク機の入荷後に協力し、生産能力をさらに向上させることができる。

中国石化氏によると、これらの生産された物資はできるだけ湖北省の疫病発生地域に送られ、生産企業の所在地での疫病対策の需要を供給することも考えられるという。

洛陽石化：ハイエンド不織布医療用材料の代替輸入

2月4日、洛陽石化ポリプロピレン倉庫の繁忙な光景は、湖北省に出荷された276トンのポリプロピレン医用材料PPH-Y 35 Xが出庫を組織しており、下流の顧客が医用不織布を生産して使用するために使用されている。

PPH-Y 35 Xは可塑剤、有機スズを含まず、環境に優しく、高配向、低灰分、高強度、紡績性が良いなどの特徴を持ち、国内のハイエンド不織布応用分野の空白を埋め、使い捨て手術服、吸収性縫合糸、尿不湿性、女性衛生用品などの用品生産に広く応用されている。この製品はすでに成熟した生産技術を形成し、下流の顧客に愛顧され、市場の見通しは広い。2019年に洛陽石化はこの製品の3.18万トンを販売し、ポリプロピレンの販売総量の24%を占めた。

「市場が必要とする製品を作り、中国ブランドを作ることは、私とチームがずっと受け継いできた理念である」洛陽石化化学工業技術首席専門家の曹豫新氏はPPH-Y 35 Xの開発の初心を語り、ここ数年、グリーン低炭素消費が主流となり、市場は技術含有量の高いポリプロピレン専用材料の需要量が日増しに増加している。製品構造の最適化、専用材料の研究開発、製品の付加価値の向上は、企業の競争力強化の切実な需要となっている。

市場調査を行った後、彼らは国内の医療、衛生、化学分離などの不織布メーカーが長期にわたり輸入原料を使用しており、しかも国内には輸入製品を交換できるポリプロピレン専用材料がないことを発見し、環境保護型高付加価値ポリプロピレン専用材料の新品に目を向けた。

洛陽石化の既存の14万トン/年ポリプロピレン装置は先進的な国産化第2世代環状管ポリプロピレン技術を採用し、新製品の開発のために条件を創造した。研究開発のペースを速めるために、同社は曹豫新専門家スタジオを設立し、メンバーの責任分業を明確にし、問題を整理し、措置を制定した。試験生産の過程で、彼らは新型触媒を採用し、異なる触媒下のポリプロピレンペレットの性能比較試験を通じて、製品の加工性能と適合性を高めた。彼らは試験過程で下流ユーザーの安定生産に影響する要素を分析し、製品の欠陥を絶えず解消し、品質を向上させた。

「私たちは製品を他のメーカーのポリプロピレン専用材料と研究試験を行った」と曹豫新氏は述べた。「試験はPPH-Y 35 Xの基礎物理性能指標と下流加工性能がいくつかの輸入製品より優れていることを証明した」。

PPH-Y 35 Xは工業拡大生産を実現した後、苦しい市場開拓の道である。どのようにして輸入材料を使い慣れた顧客に国産の新材料を使用させるのか。洛陽石化は「科学研究者+技術者+販売者」の販売モデルを実施し、ユーザーに親切な技術サポートとサービスを提供し、顧客の意見を聴取し、「生産販売研究用」の作業メカニズムを完備させる。彼らはまたユーザーを現場見学に招待し、洛陽石化の生産管理と品質制御システムを理解し、ユーザーに会社と製品に対して心の底があり、心の中に数があるようにした。

現在、PPH-Y 35 Xは華中地区で良好な口コミと市場を持っており、海外会社の同類製品の品質要求を満たし、米国、日本、韓国、EUなどの国と地域の環境保護健康認証を通過し、中国石化を代表して2016年欧州ファインケミカル展、2017年大阪国際ドングリ展に出展した。

ハイエンド不織布の重点生産企業として、洛陽石化リードは国内初の不織布専用ポリプロピレン業界標準を制定し、2019年11月27日に国家標準委員会の専門家による審査を通過した。

燕山石化：深耕医療用市場はグレードアップ需要を満たす

2月8日、燕山石化が緊急排出した2500トンの医療用注射器専用材料ポリプロピレン（PP）K 4912が出荷され、続いて、300トンの医療用注射器専用材料ポリプロピレンK 4925を生産し続け、高品質の医療用材料の供給を確保する。最近、同社は生産・販売の応急調整案を制定し、医療用ナンバープレートのポリプロピレンを優先的に生産し、下流企業に原料の保障を提供した。

現在、燕山石化には3セットのポリプロピレン装置があり、年間生産能力は50万トンで、輸液包装容器、注射器などの医療用品を含む原料を生産することができる。

●  医療用ポリプロピレンの細分化分野に深く入り込む

経済の発展と医療水準の向上に伴い、医薬品、医療用品及び器材市場は急速に拡大している。国家統計局のデータによると、2018年の同市場の取引額は1518億元で、2015 ~ 2018年の年平均成長率は19%だった。その間、医療用プラスチックも急速に発展し、日進月歩の科学技術レベルを借りて、応用範囲は持続的に拡大している。

ポリオレフィンは最も多く応用されている医療用プラスチックであり、その中でポリプロピレンは医療用導管、輸液容器、包装材料、注射器などの分野で大量に応用され、優位性が明らかである。例えば、ポリプロピレン輸液瓶（袋）は化学安定性が良く、脱落物がなく、品質が軽く、衝撃抵抗性能が良いなどの利点があり、ガラス輸液瓶と比べて、長期保存に適し、輸送しやすい。

燕山石化は製品のハイエンド化、差別化の発展傾向を把握し、国内の医療用ポリプロピレンの研究開発と生産の先頭を走っている。1990年代に初めて医療用番号1304、B 205製品の開発に成功した後、同社はまたポリプロピレン医療用輸液包装材B 4902、B 4908、注射器用高透過ポリプロピレンK 4912、K 4912 R、および高流動ポリプロピレンK 4818、K 4925、三元共重合ポリプロピレンF 5606 Y、F 5806 Yなどの医療用番号製品を次々と開発、生産した。これらの製品は輸液瓶、輸液袋、注射器、薬瓶などの医療用消耗品の生産に広く用いられている。

2019年、燕山石化医療用材料の年間生産量は3万トン近く、2020年の生産量は約4万トンと予想されている。

●10年かけて大輸液専用材料を研磨する

医療用市場への参入に成功した背景には、燕山石化の10年以上の努力がある。輸液瓶（袋）を例に、1980年代以来、先進国は徐々にガラスの代わりにポリプロピレンを採用し、輸液包装として使用してきた。国内の輸液包装メーカーも近年プラスチックを広く使用しており、ガラス瓶の姿が見えにくくなってきている。2013年に「中国の合理的な薬品使用」に発表された調査論文の統計によると、我が国の大輸液の異なる包装形式の中で、ペットボトルの使用量は最も多く（55.03%）、次はソフトビニール袋（40.19%）、最も少ないのはガラス瓶（4.78%）だった。プラスチック包装は急速にガラスに取って代わったが、2015年までにこれらの包装の原料は長時間輸入に依存していた。大輸液とは、容量が50ミリリットル以上で、静脈点滴により直接体内に注入される液体滅菌製剤を指す。

医療用材料の認証が多く、敷居が高く、価格が高く、生産量が小さく、ハイエンド専用材料に属する。燕山石化は「医療用ポリオレフィン製品の開発と普及」を重点難関攻略プロジェクトとし、生産技術者は何度も訪問して国内の大輸液顧客に製品試験を提供し、持続的に試験状況を追跡し、積極的に国家権威機関の専門家と試験の詳細を交流した。10年に一剣を磨き、2017年11月、同社のポリプロピレン製品はついに先導薬企業である四川科倫グループで射出成形、吹瓶、装灌試験に成功した。試験製品は一次成形され、各指標は100%生産検査基準に合致した。

燕山石化ポリプロピレンB 4908とB 4902シリーズ製品は大輸液に対して開発された。シリーズ製品は異なる溶融物品質流動速度（MFR）を有し、多種のプロセスルートによる輸液包装生産の需要を満たすことができる。この製品は薬理検査の要求を満たし、安全で無毒で、長期保存に適している。保存時間の増加に伴い、薬液中の微粒子数に変化はなく、人体に悪影響を与えることはない。製品は耐熱性に優れ、透明性が高く、流動性が適切で、製品剛性が高いなどの利点もある。

●国家薬監局の関連審査を通過する

2018年2月12日、燕山石化ポリプロピレンB 4908とB 4902シリーズは国家権威機関の安全性認証を通過し、我が国の医療用ポリプロピレン輸液包装専用材料の長期的な輸入依存局面を打破した。これは、中国の石化医療用ポリプロピレンが再び市場の敷居を越えたことを意味する。

国家権威機関の安全性認証を通過するのは、第一歩にすぎない。医療用包装が接触した薬品は、直接患者の血液に入るため、この種類の製品の参入障壁が高く、検査基準が厳格で、検査周期が長く、関連審査が難しい。国の規定によると、薬企業は医薬品の承認を申請する際、同時に薬包材（医薬品包装材料）の登録番号を活性化しなければ、規則に従って使用することができない。つまり、薬包材と薬品は同時に関連審査を通過しなければ市場に参入できない。

2019年9月、石家荘四薬有限公司は燕山石化医療用ポリプロピレン専用材料B 4902を用いて生産された直立式輸液袋とそれで包装された塩化ナトリウム注射液を採用し、共に国家薬品監督管理局の関連審査を通過した。これは四薬会社が合法的にこの専用材料を輸入の代わりに使用することができることを意味する。燕山石化ポリプロピレンB 4902は我が国の新薬審査制度改革後、初めて関連審査を通過したポリプロピレン輸液包装材料となった。中国石化医療用ポリプロピレン専用材料は徐々に顧客の認可を得て、薬包材市場を開放している。

巴陵石化：医療用SEBSは持続的に突破を得た

このほど、「国家生物医療用材料生産応用モデルプラットフォーム建設」起動会及び実施方案審査会が河南新郷で開催され、巴陵石化万トン級医療用SEBS工業装置建設が国家新材料生産応用モデルプラットフォーム建設プロジェクトに組み入れられた。

SEBSは次世代高性能スチレン系熱可塑性エラストマーであり、耐老化、安全無毒、グリーン環境保護などの特徴を有し、主に薬物包装、医療輸液器具、食品包装などに用いられ、国の戦略的新興産業の重点発展製品である。巴陵石化は2006年に率先して国内で自主知的財産権技術を採用し、SEBS工業化生産を実現した。同社は現在、SEBSの年間生産能力が4万トンを超えており、現在は年産5万トンの同種装置の新設が承認されている。

人々の生活水準と国家環境保護の要求が高まるにつれて、性能の優れたSEBSはポリ塩化ビニルに代わる優れた材料として公認された。医療用輸液管材料の代替品として、毎年医療用SEBSの需要量が大きい。2016年以前、医療用SEBS生産技術は米国と日本の会社に独占され、我が国の関連産業の発展に深刻な影響を与えた。

2007年、巴陵石化は医療用SEBS新品種の研究を開始し、2つの新ブランド製品を開発した。2009年5月、医療用SEBS小試作品の試作に成功した。2010年、同社は国内医療機器業界のトップ企業であるウィゴーグループと協力し、医療用SEBSの研究開発を展開した。この製品は米国USP VI医療用プラスチックの検査に合格し、3種類の医療機器に使用できる（3種類の医療機器は最高レベル）。巴陵石化医療用SEBSを用いて輸液管を生産する際に可塑剤を必要とせず、既存のDEHP（フタル酸エステル）可塑剤を含む軟質ポリ塩化ビニル輸液管の人体への危害を回避した。

2016年上半期、巴陵石化医療用SEBSは工業化量産段階に入り、海外独占を打破し、国内の空白を埋めることに成功した。同年、中国石化と威高集団は戦略的協力協定を締結し、中国のハイエンドと高品質医療用消耗品の戦略計画を重点的に中心に、高付加価値、高性能医療用新材料を共同で開発し、ハイエンドと高品質医療用消耗品の国産化を実現した。

2017年、威高集団が申告した「スチレン系熱可塑性エラストマー、ポリカプロラクトン医療用高分子原材料の研究開発と産業化」が国家重点研究開発計画「生物医療用材料の研究開発と組織器官の修復代替」重点特定項目に選ばれた。巴陵石化はプロジェクトのメンバー部門として、威高グループと手を携えてこのプロジェクトの研究開発を行った。2018年初め、巴陵石化が担当した湖南省戦略新興産業科学技術の難関である「非ポリ塩化ビニル医療用ポリマー材料（SEBS）技術」は、湖南省科学技術庁が組織した現場検収を通過した。

2019年12月、巴陵石化が主導した中国石化科学技術の「十条龍」攻略プロジェクト――医療用消耗品専用高分子材料の開発と応用プロジェクトは順調に「出龍」した。難関攻略期間中、プロジェクトチームは11の医療用消耗品専用ブランドの開発に成功し、製品はすべて関連する医療用検査に合格し、威高グループなど下流企業の規模で応用され、累計生産量は8万トン近く、10件の中国発明特許を申請し、そのうち4件が授権された。

国産医療用消耗品用高分子材料の成功的な開発は、輸入製品の独占的地位を打破し、我が国の医療用材料産業のグレードアップの原材料需給矛盾を緩和し、全国民医療の材料コストを下げることに積極的な役割を果たし、同時に材料分野における中国石化の基礎とハイエンド戦略に成功例を提供した。

一般的な医療用高分子材料

医療用プラスチック製品に使用される高分子材料は100種類近くあり、一般的にはポリ塩化ビニル（PVC）、ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、熱可塑性ポリウレタン（TPU）、ポリカーボネート（PC）、ポリエステル（PET）などが含まれる。一般的なマスク、隔離衣、注射器、輸液袋、マスク、ゴーグル、手袋のほか、人工器官などにも使われている。

●ポリエチレン（PE）

PEは乳白色、無味、無臭、無毒の光沢性ワックス状粒子であり、価格が安く、性能がよく、低密度ポリエチレン（LDPE）、線型低密度ポリエチレン（LLDPE）、高密度ポリエチレン（HDPE）、及び超高分子量ポリエチレン（UHDPE）などの品種を含む。

HDPEの高分子鎖は分岐鎖が少なく、相対的に分子質量、結晶度と密度が高く、硬度と強度が大きく、不透明性が悪く、融点が高く、主に薬瓶、医療用キャップなどの包装に用いられる。HDPEの良好な機械的性能は人工肺、人工気管、人工腎臓、人工尿道などの人工器官の製造にも応用され、外科補修材料にも応用されている。

LDPEには多くの分岐鎖があり、そのため相対分子質量が小さく、結晶度と密度が低く、比較的に良い柔軟性、耐衝撃性と透明性を持ち、吹膜によく用いられ、ポリ塩化ビニルの代替品の一つであり、主にその他の材料と混合して医療用包装袋、静脈注射器などを生産している。使用性能の要件に応じて、HDPEとLDPEの2つの材料を混合して使用することができます。

UHDPEは比較的に高い衝撃強度、低摩擦性、耐応力亀裂性と比較的に良い吸入エネルギー特性を有し、人工膝、肩コネクタなどの理想的な材料となる。

● ポリプロピレン（PP）

PPは無色、無味、無毒で、外観はポリエチレンに似ているが、ポリエチレンより透明で、軽量で、無毒、加工しやすく、衝撃抵抗と撓み抵抗性能が良いなどの利点がある。医療用PPは比較的に高い透明度、比較的に良いバリア性と耐放射性を有し、注射器、マスクなどの医療衛生用品と包装に広く応用されている。

関心の高いマスクを例にとると、医療用マスクは主にPPを原料とする不織布を用いて製造されている。不織布にはスパンボンド不織布（原料溶融指数30〜40）とメルトブロー不織布（原料溶融指数500以上）がある。医療用マスクは一般的にSMSの3層構造である。SMSはそれぞれスパンボンド層（Spunbond）、メルトブロー層（Meltdown）、スパンボンド層（Spunbond）である。

スパンボンド層繊維は直径が20ミクロン前後で比較的粗い。2層のスパンボンド層の主な役割は不織布構造全体を支持することであり、バリアにはあまり役に立たない。溶融スプレー層こそろ過効率と製品価格の主要な影響要素であり、繊維直径は2ミクロン前後であり、スパンボンド層の1/10しかなく、細菌、血液浸透マスクの防止に重要な役割を果たす。研究開発者はさらに細い繊維を開発し、抗菌バリア性を向上させている。

● ポリ塩化ビニル（PVC）

純PVCはランダムな立構に属し、硬くて脆く、ほとんど応用されていない。生産者は異なる添加剤を添加して、必要な物理性能と力学性能を実現することができる。PVCに適量の可塑剤を加えることで、硬軟度の異なる透明な製品を作ることができます。

硬質PVCは可塑剤を含まないか、少量含有しており、引張抵抗、曲げ抵抗、圧力抵抗、衝撃抵抗性に優れており、単独で構造材料として使用することができる。軟PVCは可塑剤を多く含み、柔軟性、破断伸び、耐寒性は増加したが、脆性、硬度、引張強度は低下した。

医療用プラスチック品にPVCが大量に使用されているのは、主にコストが低く、加工しやすいためであり、一般的な製品はホース、呼吸マスクなどである。しかし、可塑剤の使用要件が厳しくなっているため、メーカーも代替案を求めている。

●ポリカーボネート（PC）

PCの典型的な特性は靭性、強度、剛性が良く、かつ蒸気消毒に耐え、これらの特徴によりPCは優先的に血液透析フィルター、外科器具の柄と酸素ガスタンク（外科心臓手術において、この器具は血液中の二酸化炭素を除去し、酸素を増加させることができる）の原料として選択された。PCの応用には無針注射システム、灌流装置、ピストンなども含まれる。

● スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（SEBS）

SEBSは弾力性がよく、破断伸びが大きく、永久変形が小さく、透明度が高く、熱安定性がよく、蒸気とエチレンオキシド及び紫外線消毒を採用でき、自身は無毒、加工しやすいなどの特徴があり、使い捨て輸液器、使い捨て注射器のシールリング、及び血袋、輸液キャップ、止血帯などを作ることができる。

SEBSはしばしば他の成分と混合して使用される。さまざまな用途の要求に応じて、油、その他のポリマー、充填剤、添加剤（酸化防止剤、顔料）などの多種の物質をSEBSに混合することにより、様々なブレンドを製造することができる。

充填油の添加はSEBSの流動性を高め、その加工性能を改善し、ブレンドの硬度を調節し、コストを下げることができる。SEBS油ブレンドの有機溶液は、天然ラテックス製造外科用手袋などの製品の代わりにすることができる。SEBSは不飽和二重結合を含まず、純度が高いため、製造された医療衛生用品は2つの大きな利点を備えている：1つは抗酸化性、抗オゾン性が比較的に良い、第二に、天然ラテックスにはタンパク質が含まれており、一部の患者がアレルギーを起こす可能性がありますが、SEBSはありません。

●アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ABS）

ABSは一定の剛性、硬度、耐衝撃性と耐化学性、耐放射性と耐エチレンオキシド消毒を有する。ABSは医療上で主に外科工具、ドラムクリップ、プラスチック針、ツールボックス、診断デバイス、補聴器ハウジング、特にいくつかの大型医療機器のハウジングに使用されている。

● ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）

ポリテトラフルオロエチレン樹脂は白色不透明なワックス状粉末であり、優れた耐高温、耐低温、化学腐食性、耐湿性、耐摩耗性を有し、しかも無毒、生体適合性が良く、潤滑であり、摩擦係数は低く、ポリエチレンの1/5にすぎない。

これらの優れた性能に基づいて、PTFEは外部で皮膚に接触するための医療衛生用品のほか、人体に直接移植し、人工血管、鼻の整形などに使用することができ、また生物化学分析及び生物化学合成装置の機能素子、細胞、組織などの培養装置などに使用することができる。