散發時代光芒的玻璃

 
2016/01/15 范賢娟 | 特約文字編輯     690
 
古老產業的時代風貌

玻璃是一種透明、不透氣,又具有一定硬度的材料,主要成份是平常的砂石,經過高溫後急速冷卻而成形。其發展歷史與人類文明緊緊相依,可以上溯到千年以前。早期的玻璃比較脆,不耐高溫,僅能當裝飾品或陪葬品,但經過不斷改進後,玻璃製品逐漸進入高階的瓶、罐、杯等應用。隨著文明演進,玻璃用途更加廣泛,舉凡門窗、鏡子、電燈、櫥窗、茶几面、魚缸、眼鏡、手錶、溫度計、紅綠燈等這些充斥在人們四週的物件莫不皆為玻璃製品。

到了十七世紀科技興起,工業發達了,玻璃又被大量應用在光學、理化器材,以及工業用途上。時至今日資通訊時代,玻璃更廣泛地應用於光電子產品當中,如光纖通訊、電腦、手機、相機、平板等,這使得玻璃的需求逐漸擴大。

然而在傳統領域中,也會因時代的進步而對其有更新的要求,例如建築用玻璃,以往僅要求單純的透光即可,至現今已演變為多效能的建築帷幕需求,希望其能有隔音、隔熱、高採光、抗風壓等特性,甚且還演進為不需使用窗簾,大多是依照使用者的需求以電壓去控制窗戶的透光度。因為其所展現的質感,提升了建築物的價值,因此有建商就以「窗戶的品質決定住宅的價值」為訴求作宣傳。很明顯的,玻璃的這項新應用進化了這個傳統產業。

臺灣的玻璃工業

臺灣的玻璃產業在清朝時就已引進,日據時代則加以產業化、自動化,戰後雖仍有多家玻璃工廠,但是技術卻落後世界水準。最近臺灣加入世界貿易組織,面對了全球化的國際競爭,地域性保護的優勢不再,玻璃業者體認到為了自身的永續生存,必須不斷研發新技術,累積競爭力,積極轉型升級成高品質、多樣化與顧客導向的產品,才不至於陷入經營危機。

苗栗市聯合科技大學理工學院楊希文院長體認到這個問題的嚴重性,因此邀請了校內外相關專長的教授,一起成立「先進特用玻璃技術與製造合作聯盟」,提供先進特用玻璃技術製造與應用的交流平臺,善用產官學研各界資源去做玻璃資源的垂直與平行整合與運作,讓廠商可以獲得相關的專業知識、玻璃製程與檢測技術,還可提供專業人才的招募與培訓訊息、專業諮詢,並藉由定期出版的電子刊物,掌握到最新的趨勢與資訊。
 
為傳統產業加入知識與技術

楊院長表示,玻璃材料的檢測服務與專業諮詢,對會員很有幫助,因為這些檢測設備都很昂貴,不是單一中小企業可以獨力負擔的。但如果不做檢測,則廠商只能以土法煉鋼的方式去嘗試製作。反之,若參與了聯盟則可以較優惠的價錢來檢測玻璃產品的黏度、透光度、機械強度、耐化學侵蝕等特性,同時也能獲得相關知識,更容易找到最佳化的配方與程序。

對此楊院長也對國內一家相當具規模的玻璃廠作了善意的提醒,認為該公司的規模,應有自己的研發部門,不該省下採購基本的檢測設備的預算。顯然他對不同公司有不同的期待,小公司是該多幫助,但成長到一定規模楊院長也會希望對方能升級,在公司內部培養研發意識、並願意投入研發經費,從長期的角度來厚植自身的實力。
目前聯盟成員除了工研院之外,有21家公司,聯盟會針對廠商不同的需求提供客製化的協助方式,例如協助廠商去國外參展,或蒐尋相關專利以作佈局,或協助其自動化,或協助特定玻璃配方的研發或向政府單位申請專案經費等。如何找到對企業有幫助的方式,這就需要經常接觸溝通,累積互信。由於考量交通成本,因此聯盟服務的廠商以中北部為主。  

目前還有一家新創公司在醞釀中,聯盟更是全力提供支持,讓他們在學校裡有獨立空間從事研發,還協助其徵才、尋找資源。楊院長很看好他們未來的發展,但也擔心過早曝光會被大廠夾殺,因此只能低調予以協助。
 
市場有冷熱,研究要耐得住寂寞

楊院長投入玻璃領域已有廿年以上的經驗,在過去這方面被視為是傳統產業,很少學者會有興趣,但他的指導教授鼓勵他:不論哪一行,只要做到專業,成為專家,就不會被淘汰。因此他秉持教誨長久耕耘這冷門行業,如今果然看到市場需求已慢慢活絡起來。

面對國內產業升級的需求,他的專業可提供很大的幫助,譬如當廠商想要提升玻璃的透明度,強度、或是控制熱膨脹系數等要求時,他都可以提供專業的建議,讓廠商很快找到適合自己的製程,縮短摸索時間,降低成本。

而他也因為對玻璃產業有充分的了解,因此會更審慎地考慮各項決策。例如玻璃是可以回收的,在聯盟中就有廠商是經營回收玻璃再製作成建材、鋪路材料,或在灰沉的色彩中加入了閃爍的光芒。但是強度增加三、四倍的膠合玻璃因為中間有層高分子塑膠物質,因此無法回收,所以在回收的時候要注意,甚至在一開始的時候就應該讓使用者了解,才能作出友善環境的抉擇。

此外玻璃的製造環境惡劣,溫度高且辛苦,年輕人不喜從事,故目前正面臨人力逐漸老化的窘境,因此楊院長希望能幫廠商自動化,以減少工人的辛苦,並能提升企業的產能。另外玻璃屬於高耗能產業,如何節能,也是他念茲在茲的事情。
 
高端的市場利基

楊院長自身也有技術受到市場的注意,他的團隊最近開發出「輻射劑量玻璃」的製作技術,這是種能累積計算周遭受到輻射量的一種材料,若配戴在有暴露輻射危險的人員身上,定期去偵測其遭受的輻射劑量,便可了解人身上所累積的輻射含量是否會超過安全標準。楊院長研究團隊所採用的技術與目前市面上競爭對手的方式相較,其計讀再現性佳、計量線性度高,而且也比較敏感。

楊院長此一特出的研究論文受到歐洲核子研究組織(CERN)的注意,他們主動與他接觸,希望能採購這樣的材料來製作工作人員的名牌,及檢視工作環境場域的輻射劑量,以確保工作人員的安全。

這讓楊院長相當鼓舞,為了對此項應用的醫學理論能有更深入的了解,他邀請了陽明大學生物醫學影像暨放射科學系的許世明教授,以及中興大學物理系鄭建宗教授一起加入研發,深入解決此項技術商品化所面臨的各項問題。若CERN的訂單可以成真,對產品將是個很好的認證與宣傳,後續的行銷將更具說服力。
在團隊的研究當中,發現輻射劑量玻璃雖然利潤已經不錯了,但只有單項產品仍不足以支撐一家公司。楊院長注意到如果能再製作計讀機器,或者生產機台,或許會更理想。不過這已經超過他的玻璃專業,尚需結合更多專業的人一起參與,需要更長的時間去醞釀。

從楊院長的訪談當中可以發現,這項古老的工業到了現代,不但沒有走下坡,反而衍生了很多的機會,端看怎麼去了解市場需要而加以研發,才可找到利基。楊院長建議年輕人不需要追求大量生產的迷思,而該思考如何運用已知的知識找到高端市場的需求。

或許有人認為玻璃產業是過了成熟期的技術,但現今新的應用、多元的需求,卻讓玻璃又再次散發出吸引人的光芒。
 
註:楊希文教授研究團隊獲科技部103年度「產學技術聯盟合作計畫」補助(計畫名稱:電化學技術應用產學小聯盟,執行期間:2014/02/01~2015/01/31)。科技部推動「產學技術聯盟合作計畫」之目的,係為促使大專校院及學術研究機構有效運用研發能量,以其已建立之核心技術與相關之上中下游業界建構技術合作聯盟,以協助產業界提昇競爭能力及產品價值。