劉志宏 / 工研院機械所
由RX JAPAN Ltd.所主辦之2022日本高機能薄膜技術展(FILMTECH JAPAN )，於去年12月7日在日本東京登場，為期三天。此展會為日本規模最大的高機能性應用材料展會，除FILMTECH之外，包含高機能塑膠展(PLASTIC JAPAN)、高機能陶瓷展(CERAMIC JAPAN)、高機能金屬展(METAL JAPAN)、高機能黏著展(JOINING JAPAN)、塗料表面處理展(Paint & Coating JAPAN)等專業展會亦同步舉行。由於此為材料應用之最具規模展覽，3天展會據官方表示共吸引來自全球超過20個國家及超過千家相關應用廠商參展與會，近6萬名參觀者蒞臨會場交流(圖一)。
綜觀展會領域(包括電子、汽車、建材與包材、醫藥及食品包裝等)，可概分為材料(塑膠、金屬、陶瓷及功能性材料等)、製程與加工設備(電漿、雷射、熱處理與光學加工技術)及分析檢測(缺陷檢查、膜度及硬度等分析裝置)等。其中，因應新興產業之應用及環保、低碳排、低能耗及環境友善等趨勢，包括生物可分解之材料應用(如包裝袋材質)、木質再生材料等，複合式及異質材料的共同使用應用，將成為次世代產品開發與加工製程/設備須考量的議題，且異質材料間之黏著及加工極為重要。本文將概要介紹展會之材料發展趨勢及電漿加工應用等議題，以供讀者與產業先進做為未來產品研發的參考依據。
材料發展趨勢
針對次世代產品使用對環境友善之材料的議題，會場中有多家廠商因應機能性需求，而使用複合式或以新材料的導入或添加方式以為因應，如再生紙製備CD盒、再生性原料如木質素料(DAICEL株式會社與京都大學合作，如圖二)與稻穀混合製成杯子/蓋子及包裝袋，甚至相關日常生活用之產品等。而這些取自於大自然具持續的再生原料，包括奈米纖維(Cellulose Nanofiber; CNF)可從木材分解/溶解而來，它可當作生質(Biomass)補強材料，用以取代較具污染性之碳纖維補強材。此外，如圖三(a)所示為大王製紙公司應用於汽車產業車體與內裝之相關部件等，除可輕量化車體重量，亦能減少耗能，該公司也運用造紙技術致力開發具有多種機能性的紙基材料，於汽車產業外，亦已廣泛用於食品包裝、運動載具(如圖三(b))及電子產品等領域。
圖二、DAICEL株式會社與京都大學合作開發之木質素料相關產品
圖三、大王製紙公司(a)汽車產業應用展場現況及(b)CNF材料相關應用產品
電漿加工應用
如上所述，因應新興產業與次世代產品於機能性(如材料表面親疏水特性)、環保低碳排及環境友善等需求，複合式或異質材料的使用已成趨勢。然，其介面特性(如黏著性)變為重要課題之一。電漿(Plasma)技術為一乾式製程，且其加工特性僅作材料之表面進行改質(包括鍍膜、蝕刻及表面性質修飾)而不影響整體材料的特性，廣泛為產業所應用。若以操作環境而言，又可分為常壓(或稱大氣壓; AP)電漿及真空電漿(多用於光電半導體等產業)。本次展會因著重於塑膠、黏著及塗料表面處理等，與會參展之多家電漿相關應用展商皆為大氣壓電漿，包括Plasmatreat、WEDGE、FUJI、Kasuga Denki(春日電機株式會社)、RAYON、Tocalo、兼松KGK株式會社及丸文株式會社等。以下將著重於德商Plasmatreat與活躍於展場的WEDGE、FUJI及春日電機株式會社做概要介紹，期提供予相關應用廠商參考。
1. Plasmatreat
為德國大廠，亦為國際知名之常壓電漿設備廠。圖五為Plasmatreat於展場展示汽車產業相關之應用，包括車燈模組黏著與車體鈑金前處理的應用，而因應處理區域大小與尺寸，會場展示多種形式的噴嘴供使用者運用。圖六為該公司針對材料進行常壓電漿之親水性處理示意圖，藉由材料表面Functional Group的修飾(亦即增加含氧官能基)與增加微奈米級的表面粗糙度來提升材料表面親水性，以進行後續製程應用，如圖七為燃料電池模組密封時需強化黏著特性，藉以提升 ---以上為部分節錄內容，完整資料請見下方附檔。
圖五、 Plasmatreat於展會現場之汽車產業應用展示
圖六、 Plasmatreat常壓電漿材料表面親水性改質之示意圖