从上世纪60年代近藤昭男发明聚丙烯腈(PAN)基碳纤维技术路线，PAN基碳纤维显示出了优异的性能，但是这种高性能纤维怎么用?能够用到哪里?可以说真的是无人知晓，日本东丽在取得近藤昭男专利许可、与美国联合碳化物公司交换碳化-原丝技术后，率先实现了PAN基碳纤维的试生产，并开拓了体育用品的应用途径，后延伸到了航空飞机等高端应用。
本文以东丽公司提供的官方材料为蓝本、按照时间先后顺序，详细梳理了该公司碳纤维复合材料事业的发展历程，以期为国内企业提供一定指导!特别是碳纤维在前期没有任何市场的情况下，公司始终将碳纤维作为重要新事业进行大量投入和发展，尤为值得借鉴!
日本东丽碳纤维发展概述
1961年，日本东丽公司开始碳纤维的研发研究，当时日本工业技术院(现产业技术综合研究所)大阪工业技术试验所的进藤昭男博士发表了以聚丙烯腈(PAN)纤维为原料的碳纤维相关研究。东丽将基础研究所成功合成的新化合物 HEN 用于 PAN 的共聚合成分，从中发现了碳纤维的性能可以得到飞跃性的提高。
1969年，东丽公司组织了全研究所级别的“CROW 项目”，开发了一系列与之相关的基础技术。在此基础上，东丽与 Union Carbide(联合碳化物)公司签订了碳化处理技术和碳纤维原丝的技术交换合同，并获得了进藤博士授予的基础专利许可，于 1971 年开始试生产。
东丽公司希望将来有一天将其应用于飞机，但是当时并不存在碳纤维的应用市场，于是公司开拓了钓鱼竿、高尔夫球杆等用途，一边维持生产，一边打磨技术。
随后，东丽公司碳纤维复合材料被用于飞机上，并且应用范围逐步从次承力结构材料向主承力结构材料扩展。在波音 787飞机上，东丽碳纤维复合材料得到大量使用，占承力结构用料的一半以上(1 架飞机约 35 吨)。2011 年波音 787 投入商业运营。
碳纤维从研发至今的发展历程，正是大笔前期投资成就大型新事业的典型案例。
01、起步之初
1971 年 4 月，东丽公司成立了新事业推进部，该部门是独立的不隶属于任何事业总部和部门，东丽将其视为带动和统筹新事业的核心。所谓的新事业是希望依托东丽的技术优势开发新产品，并且符合市场主导的消费需求。
碳纤维复合材料就是新事业的代表产品。利用东丽的优势资源，发明创造出了世界上原本没有的新材料，开拓了新市场。该产品从 60 年代初期开始在公司内部进行研发，期间从未间断，即使是处于不景气时期，公司内部也没有任何人考虑将其中止。
东丽公司将PAN基高性能碳纤维的商标命名为“Torayca”，并在滋贺工厂安装了试生产设备，1971 年 8 月开始销售该产品。1972年 11 月，东丽又在爱媛工厂建设了月产量 6 吨的生产设备。
努力扩大产能的同时，东丽还通过 UCC 公司在民用飞机材料领域构建了美国市场的销售渠道。此外，东丽在日本国内也不断扩展碳纤维的体育用途(高尔 夫球杆、钓鱼杆、网球拍)和工业用途。
1981 年 7 月，东丽为了确保欧洲市场的良好发展，决定与法国政府推荐的 Elf Aquitaine 公司成立合资公司。1982 年 9 月，东丽与该公司签署了技术援助协议，同年 12 月成立了 SOFICAR 公司(Elf Aquitaine 公司 65%、东丽 35%)。不久双方的合作又加入了新的出资方，原本计划与 Hercules 公司合并而受挫的 Pechiney Ugine Kuhlmann公司转而加入了这个合资项目。于是 SOFICAR 公 司 成 为 3 家 合 资。1985 年 8 月，SOFICAR 公司在西班牙边境附近的阿比多斯工厂开始投产。
02、破茧之旅
上世纪八十年代末，东丽公司碳纤维复合材料迎来了巨大的转机：美国波音公司宣布，下一代民用客机 777 的主承力结构计划使用碳纤维复合材料，并且公布了用料规格。
为了抓住这一机遇，1988 年 12 月东丽技术中心将研发 777 机型碳纤维预浸料的技术指定为“特定紧急课题”，集中各领域的研发人员投入该项目，并在短时间内开发出了含层间颗粒的强化型高韧性预浸料。
1990年4月，东丽独家获得了波音公司主承力结构材料规格的认可，波音公司决定由东丽独家提供 777 主承力结构碳纤维预浸料。为了顺利完成这项任务，东丽在爱媛工厂新增了生产设备，同时还决定在美国当地生产。1992 年 5 月，东丽在美国华盛顿州西雅图市近郊成立了 TCA 公司 ，该公司就设在波音公司工厂的旁边。
TCA 公司(现CMA 公司，美国1992 年)
在欧洲市场，法国民航客机欧洲最大的企业空中客车公司在开发 A310 机 型时，也考虑使用碳纤维复合材料(CFRP)制作零部件。1987 年，空客的 A320 尾翼采用了SOFICAR 公司(现CFE公司)的预浸料。此后，东丽取得 了 SOFICAR 公司的经营权(东丽 70%、Atochem 公司 [ 现 Arkema 公司 ]30%)，新体制下的 SOFICAR 公司于 1988 年 12 月开始运营。1991 年以后，复合材料事业的合并收益下滑，因此公司对爱媛工厂和 SOFICAR 公司的产品品种进行了优化，并推动全球化运营，使该业务的收益保持了稳定。
继 1992 年位于美国西雅图生产预浸料的 TCA 公司成立之后，东丽于 1997 年5月在阿拉巴马州迪凯特成立了生产碳纤维的 CFA 公 司(现 CMA 公司)，该公司主要从事碳纤维“Torayca”的生产和销售，并于 1999 年投产，东丽也由此确立了跨越日本、欧洲、美国 3 大地区的全球运营体制。2004 年，该公司新增了碳纤维原丝设备扩增了碳化处理设备，由此在美国构建了碳纤维原丝、碳化处理、预浸料的一条龙生产体系，之后还不断扩大了产能。
2004 年 5 月，东丽与波音公司签署了长期供货基本合同，为 787 机型主承力结构材料提供碳纤维 UD(单向)预浸料。2006 年 4 月，波音公司还额外订购了机体用碳纤维织物预浸料，由此双方签署了从 2006 年起历时 16 年时间(附带 5 年 的选购项)的长期综合供货合同。波音 787 机型的结构材料 几乎全部使用碳纤维复合材料，其重量超过机体总重量的一半， 因此预计一架飞机大约使用 35 吨“Torayca”。为此，CFA 公司决定扩大碳纤维的产能，并且新增碳纤维原丝的生产。2006 年东丽在美国构建了从碳纤维原丝到碳化处理的一条龙 生产。
03、再上台阶
东丽公司在横跨日本、美国、欧洲三大地区持续扩增设备的同时，为了满足以韩国、中国为中心迅速增长的亚洲需求，将 TAK 公司作为碳纤维的第 4 个基地。TAK 公司源于1999 年东丽与韩国Saehan 合资成立的 TSI 公司，从多元化发展的三星集团中独立出来的第一合成纤维公司在 1997 年更名为 Saehan 公司。恰逢此时亚洲金融危机爆发，受其影响 Saehan 公司不得不进行财务结构改进，并向东丽求助。1999 年，东丽与 Saehan 合资成立了 TSI 公司，2008 年成为东丽的全资子公司，2010 年更名为 TAK 公司。2013 年公司碳纤维生产设备投产，之后在全球 4 大地区持续扩增设备。
在以风力发电涡轮机叶片等为主要用途的大丝束领域，东丽于 2014 年收购了市场份额居全球首位的美国的大丝束碳纤维厂商Zoltek公司。该公司的工厂位于匈牙利和墨西哥，均为从碳纤维原丝到碳化处理的一条龙工厂。东丽在收购后，马上将墨西哥工厂的产能翻倍，并且进一步扩增了两家工厂的设备，并将业务扩展至风力发电和汽车车身结构等领域。随后Zoltek 公司宣布其墨西哥工厂在 2016 年 4 月将大丝束碳纤维生产能力提高到年产 5000 吨，比原来翻了一倍;2017 年 2 月宣布，再次将产量翻倍，年产量将超过 1 万吨。
在航空材料领域也取得进展，2014 年 11 月，东丽与波音公司之间就供应碳纤维预浸料作为新型波音 777X 飞机的主翼材料达成意向，并签署备忘录。2015 年 10 月，东丽与波音公司在现有的波音 787 客机碳纤维复合材料的供货合同中，加入了供应 777X 材料的长期供货合同。根据该合同，东丽今后对 787、777X 两项目的供货量总额预计将超过 110 亿美元(以当时汇率计算为 1.3 万亿 日元)。为此，东丽在美国南卡罗莱纳州取得了用地，决定新建设碳纤维原丝、碳化处理、预浸料的一条龙生产厂，并计划从 2018 年开始依次投产。同时，2017 年 4 月，东丽将 CFA 公司和 TCA 公司合并，成立了 CMA 公司。东丽计划通过对 美国境内的 3 个基地的一体化事业运营，进一步扩大事业发展。
2015 年东丽公司在意大利成立了 CIT 公司，通过对行业内公司进行收购，成功获得 Delta-Tech 公司的股份，将其吸收为子公司，并利用并购确保了意大利境内的碳纤维织物、碳纤维预浸料的生产和销售据点，在欧洲构建了碳纤维复合材料的产销一条龙供应链。在复合材料方面，东丽在欧洲于2008年向德国 ACE 公司出资，之后于 2011 年与戴姆勒公司合资成立了 EACC 公司。在美国，东丽于 2013 年向 CFRP 汽车零部件一级供应商 PCC公司出资。此外，东丽在日本收购并成立了 TCM 公司之后，在其下的泰国工厂CMTH 公司内新建了量产车间，并于 2016 年竣工。
2016 年 在公司成立 90 周年的纪念大会上，公司社长日觉昭广在大会致辞中首先鼓励员工致力于研究和技术开发，然后就全球化经营、目光长远、以人为本、努力自助和现场主义等方面进行阐述，最后做出如下总结：东丽集团主张‘材料具有从本质上改变社会的力量’，……个人情绪不要因为股价的短期变动而忽起忽落，重要的是努力放眼于中长期发展，努力提高企业价值……日式 经营拥有崇高的伦理观，我们今后也要将其作为巨大的优势，时刻谨记‘不迎合时代潮流，把握本质，怀着长期愿景来适应时代’，……东丽集团将努力取得 100 年甚至 200 年的可持续性发展，成为长盛不衰的受到全世界尊敬的企业集团。”
备注：大部分数据来自碳纤讲材，少部分内容原创。
