碳纖維市場

市場概況

市場概況

未來10年,因應航太空運客機極高等工程應用面之擴展,碳纖複材市場將成長至30億美元。其中中高等模數等級碳纖於複合材料市場中需求將大幅成長。 國際市場中高模數碳纖以日本商品為主(Toray,Toho,Mitsubishi),主導市場供應及價格,無法大量普及供給。 中高模數碳纖維與低模數碳纖維現存高價位差異(2倍以上),成本限制使得產品設計面產生困難,無法普及於市場。

碳纖維概況

複合材料應用之層面既深且廣,足以影響人們之各個生活面,但分析材料組成,複合材料能充分發揮其長處且展現各種特性,追根究底在複合材料之強化物(Reinforcement)。這些強化物之種類可謂琳瑯滿目,但以其材質、種類等分類,舉其重要者不外是碳纖維(石墨纖維)、玻璃纖維及克拉纖維等三種,其他纖維因價格高,產量少,多數僅供研究或特殊用途,碳纖維、玻璃纖維及克拉纖維構成現今複合材料補強物之三大主流,尤其是碳纖維和玻璃纖維幾佔整個強化纖維之全部。

強化物顧名思義即在補強材料之強度、勁度,或某特定功能,其作用譬如人體之骨骼,建築物之鋼筋等具支撐人體肌肉或強化房子之功能,且忍受外界所加諸之負載。它可改變原材之機械性質、物理性質或化學性質等,其改變量之大小與所使用之強化物種類、類型及用量有關,此類型包括纖維是連續性、非連續性、短纖維、顆粒或鬚晶等,用量少則10~20%,多則60~70%。強化物之加入,在機械強度之提昇大致皆有正面之效果,且其效應隨著纖維加入量之增加而增加。

碳纖維生產之發源地在日本,故早期日本為碳纖維生產之主要國家,其產量佔全世界60%以上,相反地美國為碳纖維主要之消費國,全世界約60%碳纖維為美國所用。美國因應本國在軍事及太空應用之大量需求,許多大公司亦相繼投入生產行列,目前由於碳纖維在各行各業之需要,全世界許多國家皆競相投資或擴充產能。台灣在1986年自美國買得碳纖維生產技術,由台灣生產之PAN纖維束燒成碳纖維,提供國內生產球拍、釣魚桿及CFRP產品之用。這些生產碳纖維之公司有的因應市場需要而擴充產能,或合併其他公司,有的公司因經營不善而宣佈停產。國際間之經濟狀況及市場變化萬千,有幸存留下來的,或繼續經營者,莫不提高碳纖維品質,尤其是向高強度高模數碳纖維為生產之目標。

碳纖維應用

國際油價在上周創下了歷史新高,也加強了人們對於節能的需求,碳纖維因為其特殊的物理性,漸漸受到重視,碳纖維用途廣泛,包括航空、工業以及運動器材都大量使用,在節能方面更是值得注意,碳纖維重量僅僅是鋁的一半、或是鋼鐵的五分之一,然而硬度卻是鋼鐵的十倍,根據實驗證明一公分的碳纖維能夠吊起一.五噸的重物,又輕又有韌性的產品當然對於節能有重要的效益。

A380客機的地板面積比起波音七四七多出了近一半的空間,可以容納八五0名乘客,測試油耗卻比七四七客機省下一三%,換算平均每個人運送一百公里用油量不到三公升,實際拿來與一般家庭房車的油耗相比,幾乎已經沒有太多差距,而到二0一0年才會推出的A350客機,每人每百公里的油耗預計還會下降至二.五升左右,幾乎可以跟現在的小汽車來媲美;能夠有如此節能的表現,空中巴士集團就表示,省油主要是因為機身大量採用碳纖維材質和省油技術。

此外碳纖維還應用在風力發電的風扇、汽車用的複合材料剎車片、甚至高科技的Fl賽車的車身就是用碳纖維所打造。

至於終端的應用面,台灣不少下游廠商都陸續進入量產高爾夫球桿頭代工大廠大田,轉投資成立櫻之田,目前針對以碳纖維材質來開發運動相關用品,目前已有曲棍球桿、滑雪板、弓箭及腳踏車等相關碳纖維產品和成雖然在衛浴設備等相關本業未來成長性只能維持穩定,不過新事業部門科技陶瓷處近幾年投入研究後倒是很值得期待,該部門開發出碳纖維複合材料的商品,主要應用在在軍需及消費性電子產業。

和成0四年成立科技陶瓷處,取得高性能抗彈陶瓷技術,研發的抗彈陶磁片及鋼板已通過國內相關檢測,可運用到防彈衣上,巨大則是與工研院合作碳纖維複材研發,除了自行車相關材料使用外,還有碳纖維補強片,主要用在修補建築物裂痕,目前積極開發產能,並計畫提供予NB等電子產品使用。