從FilmTech Japan 2015看高功能性材料發展趨勢(上)

刊登日期:2015/12/21
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陳世明 / 工研院材化所
     
本文是筆者今年十月參加日本大阪FilmTech展,針對基調及特別演講蒐集之資訊所作的整理及報導,由於當日演講及簡報係以日文呈現,且無即席口譯,而本人不諳日語,只能儘量將其重點內容表達清楚,若有些誤失,還請見諒。
 
高機能膜展基調講演
(一)FUJIFILM公司高機能材料研究所 — 伊藤 忠所長
創立於1934年的FUJIFILM公司,目前集團年營業額(2015年3月)達2兆4,926億日元,營業利益為1,724億日元,從業員數約7.9萬人。FUJIFILM公司從創立至今之營運可概分為創成期、擴大期及第二創業期等三個時期。
   
若以材料之發展面向來看,FUJIFILM公司在創成期是以銀鹽材料為主,由於2000年以後彩色軟片每年以20%之比率急速下滑,FUJIFILM公司在第二創業期所使用之材料變多變廣,所踏入之產業也更廣泛。例如2000年其寫真相關事業之營業額佔總體之54%(當時總體營業額1兆3,488億日元) ,目前其寫真相關事業之營業額已降至總體的14%左右(但總體營業額已成長至2兆4,926億日元)。筆者覺得這是一個很好的結構轉型成功之企業範例,且新事業並不脫離其原有之核心技術,例如其粒子合成技術、氧化還原控制技術、奈米分散技術、精密成形技術、機能性高分子、機能性分子、製膜技術、攝像技術、系統設計、MEMS技術、精密塗佈技術、生醫工程技術等,都是由寫真基盤技術向上發展而成之核心技術群,從核心技術群開發不同產業之產品,是目前FUJIFILM公司仍迄立不搖之成功策略。圖一為FUJIFILM公司核心技術群與產品開發之關聯圖。
 
伊藤 忠所長的重點演講在機能性膜材。機能性膜材有二項特色:一是提供機能性之可能性,另一是捲對捲(Roll to Roll)大面積生產之可能性優勢。FUJIFILM公司在機能性膜材之戰略是此等材料之複合化度越高,則其附加價值越高,而此高附加價值之實現透過以下四個程序來達成:①.特徵素材之發現及合成該素材;②.將素材薄膜複合化;③.圖案及構造化之控制;④.實現其特徵機能性。
 

圖一、FUJIFILM公司核心技術群與產品開發之關聯圖
                 
上述材料乃透過奈米粒子之特徵機能性,包含光學、電子(0維粒子) ,偏光、異方電導性、機械特性(一維粒子),光干涉、遮蔽性複合機能化(二維粒子)等與機能高分子整合而成機能性膜材。伊藤 忠所長舉出了如下幾個實例。
1. 遮熱/斷熱之膜材NASIP (奈米銀粒子之配列設計及功能化)
此膜材主要成分為六角型片狀奈米銀粒子,並經由粒子大小、配列設計與其製程控制達成其遮熱/斷熱之功能。由於奈米銀粒子間之電漿子效應,不同大小之片狀奈米銀粒子可反射不同波長之紅外光,而此膜材欲阻斷700-1,100nm波長之近紅外光,因此合成出圖二之厚度10nm、長度120-150nm之片狀奈米銀粒子。
 
   
圖三、FUJIFILM公司高記錄容量之磁帶中之奈米BaFe粒子
               
此膜材主要具有遮熱/斷熱之功能,據稱在正午時刻可使室內溫度降低約5度C,而其可見光之透過度仍可維持70-80%,且其不會遮蔽無線電波,即不會影響室內人員窗外穿透視覺及手機無線通話之需求----以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

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