臺灣地區的碳纖維產業發展相對來說也比較早,在先有雞還是先有蛋的問題上,沒有太多糾結。臺灣的碳纖維產業的發展是從應用端先發展起來的。
一、臺灣地區碳纖維復合材料的發展
在1970年代,因為雙R公司撞鳥事件造成的危機的連鎖反應,對全球碳纖維產業產生了不良反應。一位美國企業家Jim Flood發現碳纖維在高爾夫球桿上應用的優點,開始了碳纖維在體育用品上的重視和發展。而彼時,也正是臺灣經濟開始騰飛的年代,首先從碳纖維的應用開始,而選擇的突破口就是體育用品。那時有一家光男公司,開發的鋁制網球拍,開始橫掃世界網壇。而公司創始人羅光南賺了大錢,累積了足夠的資本后,并沒有固步自封。一次羅光男在紐約的運動器材展瞥見一支剛剛問世、尚未量產的碳拍。羅光男以他敏銳的直覺,認定眼前這一支量輕、強度佳的產品將會是網球拍的未來!找到當時在洛克希德(Lockheed)工作的一位臺灣留學生鐘秀雄(HarveyChung)。這位新竹中學畢業、來自竹南鄉下的臺灣學子,因緣際會地加入當年研發碳纖維的先驅、美國氰胺公司第一批研發樹脂基體的團隊。經過幾家參與早期復材工業研發的前導企業的歷練后,成為華人在這個尖端材料產業的佼佼者。
他在和羅光南先生溝通過過程中,提出了欲做碳纖維球拍,必先做預浸料的觀點。但當年那個年代,作預浸料談何容易,工藝不成熟,沒有設備,進口是天價,怎么辦?鐘秀雄根據自己的理解畫了個概念示意圖,傳給了光男公司。光男公司的老師傅張混湖先生,憑著多年打鐵所累積對機器的直覺,就找來一臺車床,在車床的旋轉軸上掛上一個鐵筒作滾筒,然后用橫向移動的車刀去帶動碳纖維,并且把樹脂溶于溶劑,對碳纖維進行浸潤,邊轉邊帶,就這樣打造了第一部的滾筒纏繞機。由于結構設計的需要,預浸布必需裁成不同的角度。張混湖靈機一動,想到把角度線直接刻在滾筒上,然后沿線割下來,就變成有角度的平行四邊形,再剪裁之后就成了有角度的預浸料。
預浸料搞出來了,球拍怎么做?最初光男公司用預先填充的發泡劑,加熱后發泡,產生一定壓力,將預浸料撐開,定型。這也是早期的碳拍會有吱吱的聲響、重量無法適當控制的原因。但人的智慧是無群的,他們想到了“吹氣模壓”的方法,但當時的吹氣模壓要啥沒啥,怎么辦?他們找到了食品公司的人,要來了熱狗腸衣,當作吹氣的管子,這就是今天氣袋的原型,而且好像還支持了好多年。??,今天做碳纖維吹氣模壓的伙計,拿到氣袋,會不會有食欲?隨著產業的發展,這一技術逐漸成熟起來。并成為臺灣碳纖維體育制品崛起的技術基礎。
后來因為種種原因光南公司倒閉,出來的工程師以及其他四散八方,就有如把整籃的種子灑向了肥沃的土壤,創業成功的例子比比皆是,如拓凱公司的沈總原來就是從光男出來的。正是由光男公司開創的基礎,造成了臺灣復合材料工業百花齊放的盛況。而后隨著大陸的經濟發展,很多臺灣公司來到福建,廣東等地開廠,又帶動了大陸碳纖維體育制品的發展。所以,2018年的統計數據表明,碳纖維在體育用品中的用量14300噸,僅次于風電和航空航天,而這14300噸中,臺灣6500,大陸7000,整個大中華區13500噸,占9成以上的絕對優勢。
目前臺灣從事碳纖維復合材料的公司又很多,其中知名的有:
1. 拓凱公司
拓凱公司目前是臺灣地區從事碳纖維復合材料最大的公司,其創始人沈文正先生原來是光男公司的銷售干將。目前在中國的臺、港、大陸和美國有5家生產廠,從業人員多達6000余人,擁有較為齊全的復材成型工藝和設備,產品多樣化,其中碳纖維醫療床板、網球拍和自行車產品居世界首位,有5種國際名牌碳纖維網球拍的50%是由該公司生產。此外,還有防護產品(各種頭盔)、消音產品、電子產品(筆記本電腦外殼、印刷線路基板)、飛機部件(MD-11排氣管、內裝材料等)、汽車部件(傳動軸、油箱、外殼)等,還和漢翔合作生產碳纖維航空座椅。在大陸有廈門新凱從事碳纖維復合材料制品生產。
2. 復盛集團
復盛集團是臺灣地區著名的跨國公司,最初從事空壓機開發,1977年進入運動器材事業部成立,使復盛成為全球領先的高爾夫球頭以及魚竿的生產廠商。現在復盛全球當之無愧的高爾夫球頭第一生產商,在全球的高爾夫球頭生產領域市場占有率第一。在中國大陸,中國臺灣,越南等地擁有多家生產廠,其中中山廣盛是其主要生產基地。
3. 明安公司
明安成立于1976年,1987年開始,明安公司就開始與世界上最頂尖的自行車廠商共同開發生產碳纖維自行車,目前生產高爾夫球頭、球桿、高爾夫球、碳纖維自行車架、零配件等,以及電子產品用碳纖維復合材料。
4. 森湖公司
森湖公司從1974年便開始生產木制網球拍,目前已發展成為年產碳纖維復合材料(CFRP)網球拍60萬支、高爾夫球桿30萬支、棒球棒30多萬支(世界最大)等多品種運動器材的生產廠家,自己擁有預浸料生產線。
5. 波力公司
波力公司成立于1982年,是一家專業生產制造碳纖維網球拍、壁球拍(回力球拍)、羽毛球拍、高爾夫球桿頭、自行車架、滑板、乒乓球拍、曲棍球桿、滑雪桿、棒球棒等運動器材的臺灣企業。目前在大陸深圳,寧波有多家企業。
6. 龍臺公司
龍臺公司立于一九七三年, 以生產網球拍為主, 其材料由開始的木拍轉成鋁拍, 再由鋁拍轉成現在的碳纖維拍。主要開發生產碳纖維網球拍、羽毛球拍、壁球拍、回力球拍、沙灘拍、曲棍球桿、高爾夫球桿球頭、滑雪板、滑雪桿、滑板車、滑水桿、滑水槳、滑水把、弓把及配件、自行車車架前叉部件、汽車管板配件、樂器配件、文具、運動鞋墊、管材、板材、健身器材、水上運動用品、家電外殼、機車配件、滾筒、電熱產品、醫療器材管板配件、家具、辦公用品、高溫排氣管、眼鏡框、風葉、鉤桿零件、碳纖維預浸材料、玻璃纖維預浸材料等。目前在大陸有深圳龍億和惠州龍億。
臺灣地區的復合材料企業眾多,其中主要以體育制品為主,但遺憾的就是主要以OEM為主,自主品牌缺乏,這是未來發展需要注意的地方。
二、臺灣地區碳纖維及技術的發展
隨著臺灣地區碳纖維體育用品的壯大,對碳纖維的需求也逐漸增大,而國際碳纖維供應的不穩定,臺灣地區開始開發碳纖維。而臺塑成為其中的佼佼者。1981年臺灣臺塑設立碳纖研究中心,1984年臺灣臺塑與美國Hitco 公司進行技術合作。1980年代末期終于擁有從聚丙烯腈的聚合和紡絲到碳纖維的制備技術。早期質量一般,但臺灣地區體育用品需求多,慢慢磨合,終于成為僅次于東麗(含卓爾泰克)、帝人、三菱的全球第四大。隨著全球風電大發展,臺塑還開發出應用葉片生產的大絲束碳纖維,并成為主要供應商之一。目前臺塑集團碳纖維TAIRYFIL(臺麗)年產能達到8750噸,而且是幾大碳纖維企業中從煉化,原絲,碳纖維生產產業鏈齊全的唯一企業。
臺灣地區碳纖維還有一家規模不大的企業值得一提,就是臺灣永虹。其創始人王智永博士時研究碳納米管的微波熱處理應用技術,后來進入臺灣工研院作為研究院,繼續微波熱處理技術,并將課題范圍有碳納米管擴展到各類纖維的制備上。2008年臺灣工研院推動了一項低成本碳纖維制造科研項目,王智永作為炭化階段的負責人參與其中,并考慮應用微波加熱技術來降低碳化成本。他用自己開發的小型微波加熱系統炭化過程中,發現這種方式炭化后的碳纖維模量都異乎尋常的高,普遍都在300GPa以上,最高的能到400GPa。他決定利用自己熟悉的微波加熱技術來生產高模量碳纖維,但強度低。后來他利用自己開發的微波設備對市售碳纖維,發現可以把普通T700提高到T800及以上。后來他和人合伙成立了臺灣永虹開發專門設備。后來永虹還把自己開發的設備推薦給紹興精功碳纖維,近年精功碳纖維發展很快,不知有沒有其功績。目前其開發的設備還擁有碳纖維復材的回收,特別是其構思是開發回收車輛,可以上門回收,車上回收,值得期待。
臺灣地區碳纖維及復材的發展較早,后來隨著其產業轉移到大陸,也推動大陸的相關產業發展,并培養了一大批人才,同時很多企業來到大陸后其自身的發展又得到了進一步提升和壯大。中國碳纖維產業的發展,也在兩岸的合作中壯大,同時也將由更多的機會。
部分資料來源于臺灣清華大學社會學研究所 吳泉源《臺灣網球拍產業發展史回顧》
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