光学設計と多孔質制御で先端産業を拓く高機能フィルム―東洋紡／中興化成工業【第17回 高機能素材Week レポート第2回】

材料技術および加工機械・技術の総合展「高機能素材Week」が開催されました。次世代モビリティや半導体の微細化、スマートデバイスの進化に伴い、基盤となる機能性フィルムには、耐熱性、光学特性、微細構造の精密な制御が求められています。今回は、独自の光学特性によって半導体露光工程や車載センサー周辺部材の可能性を広げる東洋紡のポリ乳酸フィルム技術と、優れた通気性・防水性を両立して電子機器や自動車部品の要求に応える中興化成工業のPTFE多孔質フィルム技術を取り上げ、進化を続ける高機能フィルムの最前線を紹介します。

環境対応素材として広く認知されるポリ乳酸ですが、ブースでの取材を通じて見えてきたのは、短波長UVから赤外域まで、幅広い波長域の光を透過する独自の光学特性です。特に、既存のPETフィルムでは吸収されてしまう短波長域のUVを透過する点は、露光工程を伴う先端用途への展開可能性を広げます。

さらに、PETフィルムにはない「フッ素樹脂に次ぐ低屈折率（1.46）」も特長の一つです。一般的なポリ乳酸フィルムと比べて耐熱性や力学特性も向上しており、現在は半導体後工程やモビリティなどの成長分野を対象に、工業用高機能フィルムとしての用途開発が進められています。

半導体後工程の微細化を支えるDFR基材としての提案

特に現場で強い反響を得ているのが、半導体向けドライフィルムレジスト（DFR）用基材への適用です。半導体の高集積化により配線微細化が求められる中、露光光源の短波長化が有効な手段となりますが、従来のPET基材では短波長UVが吸収されやすく、使用できる光源に制約がありました。本開発品は短波長UV（波長248nmのKrFレーザー）を含む広波長域で高い透過性を備えており、更には低屈折率による焦点ズレの抑制など、高精細なパターン描画への貢献が期待できます。ロール・ツー・ロール（RtoR）加工に必要なフィルム強度を延伸によって確保しつつ、欠陥のない透明性も両立させるというシビアな条件調整に、メーカー独自のノウハウが光っています。

車室内LiDARを後押しするガラス中間膜への挑戦

モビリティ領域では、次世代LiDARの車室内（フロントガラス内側）設置構想に向けたアプローチが目を引きます。LiDARが用いる赤外線レーザー（905nmや1550nm）を阻害しない高い透過率と、ガラスに近い屈折率が最大の武器となります。ガラス中間膜に特有の密着性や加工性が要求される領域ですが、コーティング技術による表面改質や2軸延伸技術による力学物性制御などでの対応を視野に、市場やユーザーへの要求特性のヒアリングが精力的に進められています。

中興化成工業が展示している「C-Porous™（シポラス）」は、PTFE（四フッ化エチレン樹脂）100%の多孔質フィルムです。無数の気孔により、水や液体の侵入を防ぎつつ空気や音を通す特性を持ちます。基本となる「SEF-010」シリーズは耐薬品性や耐熱性に加え、高い通気性と撥水性を備えており、スマートフォンやイヤホンなどの防水・通音膜、自動車部品のエアベントなどに採用されています。

同社はPTFE多孔質フィルム市場において後発となりますが、顧客側で自由に加工できるよう原反（ロール状）のままで提供するなど、他社が対応しにくい柔軟な条件でニッチなニーズに応えている点が特徴です。また、PET不織布やPETメッシュと複合した製品、撥油性を付与した製品などのラインナップを揃え、自動車分野などへの展開も進めています。

フィルム材料は、既存の枠を超えた光学設計や微細な多孔質制御を施すことで、先端半導体プロセスや次世代モビリティのセンシング、高度な防水通気といった成長分野のキーマテリアルとして進化を続けています。現場のシビアな要求を的確に捉え、独自の加工ノウハウで具現化する両社の取り組みは、高付加価値化を目指すものづくりの現場に多くのヒントを与えてくれます。