複合材料を身近に：Covestro Maezioイノベーションの挑戦

以前、CovestroのMaezio連続繊維強化熱可塑性（CFRTP）材料と、HaierハイエンドCasarteエアコンへの採用についてブログを書きました。Maezioは今、中国スポーツウェアブランドBmaiの限定版ランニングシューズのシャンク（中底芯）にも採用されています。

「Covestroは2011年から上海にグローバル本社を置いています」と、上海在住のCovestroシニアVPグロースベンチャーDavid Hartmann氏。「世界金融危機後、中国が我々製品の最大単一市場であることを認識し、欧州のみに本社を置いてここでビジネス開発するのは不可能だと判断しました。」したがって、ドイツと米国に確立された拠点がある一方、Maezio熱可塑性複合材の重心はアジアに強く傾いています。

China First

「消費財で最も先進的でエキサイティングな開発が中国にあると見ています」とHartmann氏。「理由の一つは、中国消費者が非常に寛容だということ。新技術を試し、次のイテレーションへ移行する意欲があります。イテレーション速度に追いつければ、新機会を容易に創出できます。」

パートナーシップとサプライチェーン全体での協業は材料サプライヤーにとって常に鍵でしたが—DuPont時代、直接Nomex紙顧客、コアメーカー、パネルファブリケーター、Boeing/Airbusと協業—Covestroの中国でのアプローチは一歩前進しています。「Bmaiとのパートナーシップでは、デジタルコミュニケーションアプリで設計情報を1日2-3回やり取りしました。成功だけでなく失敗も共有することが重要です。これは欧米標準では非常に非典型的です。」

もう一つの非典型的アプローチは、中国最大B2BデジタルマーケットプレイスAlibaba 1688.comプラットフォームで中国市場を直接サンプリングすること。「これは単なる販売チャネルではありません」とHartmann氏。「製品をよりアクセスしやすくし、顧客が材料を試しやすくし、熱可塑性複合材の採用促進につながります。」幅120mmユニディレクショナルカーボンファイバー/ポリカーボネートテープ1kg/33mスプールを488元で提供。これが1688.com唯一のMaezio製品ですが、Covestroはテーラーメイドサイズシート、幅120-730mmテープ、3k織布代替品も商品化済みです。

みんなのための性能

この新レベルのパートナリングの理由の一つは、複合材が非常にテーラーメイド可能—Covestroはチューナブル（調整可能）という表現を好みます—だからです。「ミッドソール製造時、一方向の剛性と他方向の柔軟性を精密にチューニングします」とHartmann氏。「シューズ分野で協業する全顧客/パートナー—複数いますが—に対し、そのシューズが達成すべき目標に基づき、わずかに異なる性能エンベロープをエンジニアリングしています。熱可塑性複合材なら、これを大規模に実現できます。」

同氏はCovestroが多様な材料で長年シューズ分野に携わっており、熱硬化性複合材は1980年代に遡ることを指摘。「Nikeがシャンクとソールで使用していましたが、主に見た目目的でした」とHartmann氏回想。「そしてNike Vaporfly 4%が登場、2時間マラソン突破支援シューズとして設計されました。ランニングでは、あなたと路面の間にあるのはシューズだけです。Nikeはそのシューズでの複合材とその他技術使用で、ランナーのエネルギー4%を還元すると主張。今ではこのシューズ着用ランナーが最大4%アドバンテージを得るデータが十分にあります。」

しかしBmaiとCovestroは、エリートアスリートだけでなく、誰もがこの性能アドバンテージにアクセスできるようにしたいと考えています。「ここでBmaiとMaezioグループが繋がります」とHartmann氏。「Bmaiはユニークな企業です」とCovestroグローバル製品エキスパートCholthee Chandrachoti氏。「中国トップアスレチックブランドからスピンオフしたが、ほぼカウンターカルチャーとして立ち上げました。（注：Bmaiを英訳すると『be yourself』。）北京最大レクリエーションパーク内にオフィスを構え、全従業員にランニング目標があります。アスレチックパフォーマンスをみんなに開放することに超コミットしており、誰もが速く走り、自己ベストを達成する権利があると強調します。」中国では年間1,000回以上のマラソンが開催されるようになりました。

従来消費者用途の変革

アスレチックパフォーマンスの民主化というアイデアは興味深いです。「女性向けソリューション、ハイヒール高性能化などの要望をすでに受けています」とChandrachoti氏。「前足部には柔軟性、土踏まずにはより高い剛性、踵へ向かうにつれ更なるサポートが必要。しかしメーカーは多くの異なる材料と部品で組み立てたくありません。ワンパーツで実現したい。Maezioでこれが可能です。」

Hartmann氏はミッドソール、トウキャップ、アッパー、アウトソールなど多様なシューズ部品への展開可能性を列挙。「ミッドソールはクッションとアウトソールの間にあります」と同氏説明。「シューズデザイナーは、シューズを支える高密度材料を求めつつ、クッション性と耐久性など機能も寄与させたいと考えています。」Chandrachoti氏は回内（プロネーション）をもう一つの重要機能として追加。これは整形外科的健康、安定性、運動時コントロールに影響します。プロネーションは歩行・走行時の足の左右動き。オーバープロネート（内側へ通常より多く回る）なら、衝撃を均等分散し安定性付与が必要。アンダープロネート（内側へ通常より少なく回る）なら、余分な垂直力と衝撃吸収のため更なるクッション性が必要。「シューズメーカーは、特定動作や使用プロファイル向けに剛性、クッション性、柔軟性を高めたいと考えています」と同氏。「このチューナビリティは従来材料とそれらの重量で制限されてきました。熱可塑性複合材は両課題への解決策を提供します。」

これはBmaiにとって熱可塑性複合材への初挑戦、一種のテストケースでした。「目標は価格を手頃に保つこと。Bmaiは実店舗が少なく、売上70%がオンライン。わずかな店舗は『体験センター』と呼ばれ、製品教育を提供。」Bmaiは広告や大型マーケティングに多額を費やさないため、平均シューズ価格は100ドル未満です。

マトリックス選択肢と持続可能性

ポリカーボネート（PC）は、Covestroが豊富な専門知識と能力を持つため、Maezio製品で最初に商品化された材料です。「Bmai向けソリューションはPCでしたが、シューズ向けに多様な材料をスクリーニング中です」とChandrachoti氏。「テスト中は10種類の材料で、熱可塑性ポリウレタン（TPU）も含みます。」

リサイクル性について、Hartmann氏は2024年までにEUが使い捨てプラスチック禁止を目指すことを指摘。「リサイクルグレードPCは既に市場にあり、Maezioへの適用を検討中ですが、バリューチェーン全体が関わるため初期パートナーが必要です。独力では不可能です。」熱可塑性複合材は、スクラップをチップ化して再成形または射出成形コンパウンド化できるため、熱硬化性より持続可能性ポテンシャルが高いと主張。「Maezioクローズドループリサイクルには専用バリューチェーン構築が必要」とHartmann氏。「しかしHaierとの取り組みでまさにそれを実現しました。8か月間、中国の多数パートナーに技術チームがアクセスしプログラムを成功させました。しかし、そのようなパートナーシップと持続可能性こそ、化学と複合材業界双方の未来です。」

他用途と産業

Hartmann氏はMaezioが幅広い用途で軽量ソリューションを提供すると見ています。「複数のアクティブな商用自動車プログラム進行中、主要ノートPCメーカーほぼすべてと商談中。」ノートPC業界は「薄く軽く」を求めつつ、外装は電子機器保護に十分な剛性が必要。従来マグネシウム合金をノートPC外装に使用してきたが、サプライチェーン課題があり、Maezioは多様な表面仕上げを含む興味深い設計柔軟性を提供します。

バッテリーパックとラゲージも開発中用途。「ラゲージでは、独自の美的魅力と機能性、軽量性を提供します」とHartmann氏。「深絞り構造成形課題も解決しました。コーナー—スーツケースコーナーと呼ばれる—は非常に難易度が高いです。これを達成したとき、大きな達成感があり、業界ニーズへの対応能力も示せました。」この成形性はバイクやその他スポーツ用品へのMaezio展開も支援しています。

高性能、大量生産、低価格？

Maezioの現在すべての開発プログラムが、比較的大量生産される消費財向けなのは興味深いです。「靴インソールやノートPCカバーのような小型部品では、年間生産量は数百万単位です」とHartmann氏。「ここ熱可塑性複合材の利点が発揮されます。熱硬化性ではこの量産は非常に困難でした。我々の材料なら問題ありません。」なぜか？高速成形サイクルが可能だから、典型的に1-2分、秒単位まで短縮可能。「それでも新規参入として、これら産業と市場を学び、彼らが何を必要とし、我々が要件を満たすために何をすべきかをより良く理解することが仕事だと感じています。」

Hartmann氏は「Made in China」の意味が変わりつつあると指摘。「ここで非常に強いデザインへのフェティシズムがありますが、それは民主化への欲求と結びついています。目標は、誰もがスタイルとパフォーマンスにアクセスできることです。」中国電子機器メーカーXiaomiを好例として挙げます。「高品質エレクトロニクスを低価格で生産することで知られています」と同氏説明。「利益率5%のみを目標とし、大規模顧客層を狙っています。Maezioで、Covestro CFRTPはこの市場と製品進化に歩調を合わせています。ランボルギーニ価格なしで、複合材が提供するデザイン、性能、ライフスタイル優位性を人々が体験できるようにしています。」