DNPs umweltfreundliche Technologien zur Erreichung der Klimaneutralität

An den Produktionsstandorten von DNP betreiben wir stets technologische Forschung und Entwicklung unter dem Gesichtspunkt: „Wie können wir neuen Wert schaffen?“ In den letzten Jahren ist es darüber hinaus unerlässlich geworden, auch den Aspekt der Nachhaltigkeit zu berücksichtigen.

Da die Gesellschaft als Ganzes nach nachhaltigen Produkten und Dienstleistungen mit geringen Umweltauswirkungen strebt, um Klimaneutralität zu erreichen, arbeitet DNP daran, Produkte und Dienstleistungen zu entwickeln, die dazu beitragen, die Umweltauswirkungen entlang der gesamten Lieferkette zu reduzieren, sowie die technologischen Innovationen umzusetzen, die diese unterstützen.

Im Hinblick auf die „Fertigung“ haben wir fünf Richtlinien (Abbildung 1) festgelegt – „nachhaltige Rohstoffbeschaffung“, „Verringerung des Rohstoffverbrauchs“, „Verringerung der Umweltauswirkungen während der Nutzung“, „Langzeitnutzung“ und „Recycling und Wiederverwendung“ –, die den Nutzungsszenarien im Leben der Menschen Rechnung tragen, und fördern gruppenweit verschiedene Maßnahmen.

Im Bereich „Materialien“, der eng mit der gesamten Lieferkette verknüpft ist, konzentriert sich DNP auf die Entwicklung und Herstellung einer Vielzahl umweltfreundlicher Materialien. Um Treibhausgasemissionen zu reduzieren, ist es effektiv, Biomassekunststoffe aus pflanzlichen Rohstoffen anstelle von herkömmlichen, erdölbasierten Kunststoffen zu verwenden.

Im Jahr 2006 entwickelte DNP eine Biomasse-Kunststoffverpackung unter Verwendung pflanzlicher Materialien und entwickelte 2011 "DNP Plant-Derived Packaging Biomatec®" (Abbildung 2) unter Verwendung von aus Zuckerrohr gewonnenen Materialien und arbeitet seither an der Kommerzialisierung.

Während der Entwicklungsphase führten wir Vor-Ort-Untersuchungen auf Zuckerrohrplantagen in den Anbauländern durch, basierend auf einer Lebenszyklusanalyse (LCA), die die Auswirkungen auf Ökosysteme und die Umwelt quantitativ bewertet. Wir untersuchten auch die Auswirkungen des Wasserverbrauchs, da das Produkt aus Pflanzen hergestellt wird.

Das fertiggestellte, pflanzenbasierte Verpackungsmaterial „DNP Plant-Derived Packaging Material Biomatec®“ weist dieselben physikalischen Eigenschaften wie erdölbasierte Kunststoffe auf und ist daher umweltfreundlich, wenn es anstelle herkömmlicher Verpackungen verwendet wird. Es wird bereits für eine Vielzahl von Inhalten eingesetzt und erweitert erfolgreich sein Anwendungsgebiet.

Der Entwicklungsschwerpunkt lag auf der Herstellung eines Produkts aus pflanzlichen Rohstoffen, das die gleichen Funktionen wie Produkte aus erdölbasierten Rohstoffen aufweist. Da die Funktionalität von Kunststoffen bei Verwendung pflanzlicher Rohstoffe eingeschränkt ist, war der Einsatz einer über viele Jahre in Forschung und Entwicklung entwickelten Verarbeitungstechnologie ^*1 erforderlich, um der Verpackung die notwendigen Funktionen, wie z. B. mechanische Eigenschaften (Siegelnahtfestigkeit, Stoßfestigkeit usw.) und Barriereeigenschaften, zu verleihen.

• 1. Konvertierungstechnologie = Materialverarbeitungstechnologie zur Formveränderung oder Kombination von Materialien. Dies umfasst Verarbeitungstechnologien für Materialien wie Papier und Folie, einschließlich Folienherstellung, Beschichtung, Laminierung, Formgebung, Transfer, Schneiden, Polieren, Beutelherstellung, Formen und Buchbinden.

DNP nutzt sein umfangreiches Wissen aus der Entwicklung von Verpackungen für Lebensmittel und Alltagsgegenstände, um dem Bedürfnis nach Klimaneutralität gerecht zu werden und umweltfreundliche Materialien in einer Vielzahl von Bereichen zu entwickeln, von Wohnraumprodukten wie Boden- und Wandmaterialien bis hin zu Elektronikprodukten.

Wir werden beispielsweise Biomasseprodukte mit den erforderlichen Funktionen in Auto-Schiebedächer, Seitenblende, Innenausstattungsmaterialien usw. integrieren. Wir werden auch die umweltfreundliche Entwicklung vieler Produkte, wie z. B. IC-Karten, fördern, um die Umweltbelastung zu reduzieren.

Man kann sagen, dass umweltfreundliche Materialien heute eine unverzichtbare Voraussetzung für alle Branchen sind. Wir leben nicht mehr in einer Zeit, in der Produkte allein aufgrund ihres Preises oder ihrer Funktionalität ausgewählt werden. Um schnell auf diese Bedürfnisse reagieren und sie sogar antizipieren zu können, wird DNP die Entwicklung und das Bewusstsein für Biokunststoffe fördern.

DNP stellt Halbleiterprodukte her, indem es Mikrofabrikationstechnik eine Art Drucktechnologie, anwendet und weiterentwickelt und sich außerdem in der technologischen Forschung und Entwicklung engagiert, mit dem Ziel, in diesem Bereich Klimaneutralität zu erreichen.

Die Verbreitung von KI (Künstlicher Intelligenz) und 5G-Kommunikationsdiensten hat in den letzten Jahren zu einem kontinuierlichen Anstieg des Stromverbrauchs von Rechenzentren geführt. Prognosen zufolge werden Rechenzentren bis 2030 etwa 10 % des weltweiten Stromverbrauchs ausmachen. Dies hat den Bedarf an der Entwicklung von Technologien verstärkt, die die normalerweise widersprüchlichen Anforderungen an „höhere Leistung“ und „geringeren Stromverbrauch“ bei Halbleiterprodukten erfüllen können.

Als Antwort auf dieses Problem arbeitet DNP als eines der Unternehmen in einem Konsortium, das von der New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) unterstützt wird, an der Forschung und Entwicklung eines „Interposers für die Montage mit hoher Dichte“ (Abbildung 3), der die Verdrahtung auf der Platine verkürzt und den elektrischen Widerstand reduziert, wodurch leistungsstarke, kompakte Halbleiterprodukte ermöglicht werden.

DNP ist für die Entwicklung des Interposers verantwortlich, der der Schlüssel dazu ist, indem er Halbleiterchips eng und hochdicht verbindet und den durch Verdrahtungsverschleiß bedingten Widerstandsanstieg unterdrückt und so übermäßigen Stromverbrauch verhindert. Die verschiedenen Technologien von DNP, wie beispielsweise die Entwicklung einer einzigartigen Verdrahtungsschutzfolie, werden in der hochdichten Gehäusetechnik eingesetzt.

Um den Energieverbrauch bei der Halbleiterfertigung weiter zu senken, entwickeln wir zudem die Nanoimprint-Lithografie ^*2, eine Fertigungstechnologie, die feinste Strukturen durch Prägen wie mit einem Stempel überträgt. Durch Simulationen mit Partnerunternehmen konnten wir den Energieverbrauch im Fertigungsprozess bisher auf etwa ein Zehntel des bisherigen Niveaus reduzieren, und die Kommerzialisierung rückt näher.

• 2：「ナノインプリントリソグラフィ」の節電効果について詳しくはこちらをご覧ください。
  DNP Features　半導体製造のカーボンニュートラルを加速する「ナノインプリントリソグラフィ」

Ähnlich wie Halbleiter gelten auch Batterien für Elektrofahrzeuge als Schlüsselfaktor für die Klimaneutralität. DNP brachte Ende der 1990er-Jahre erfolgreich einen Batteriebeutel für Lithium-Ionen-Batterien auf den Markt. Dieser Beutel besteht aus mehreren Lagen Kunststofffolie, wodurch er vielfältige Funktionen erfüllt und den Vorteil bietet, leichter als herkömmliche Metallgehäuse zu sein und eine größere Formfreiheit zu ermöglichen.

Wir beliefern derzeit Batteriehersteller in Japan und im Ausland mit diesem Produkt und haben uns den größten Marktanteil weltweit gesichert. Durch die Kombination der grundlegenden Technologien, die auf dieser Erfolgsgeschichte beruhen, arbeiten wir an der Entwicklung von Elektrofahrzeugbatterien der nächsten Generation.

Eine zentrale Herausforderung in diesem Bereich ist die Realisierung von Schnellladung und hoher Leistung, die für die breite Akzeptanz von Elektrofahrzeugen unerlässlich sind. Aktuelle Batterien, die Elektrolyte und organische Lösungsmittel enthalten, können sich erhitzen und entzünden, wenn sie innerhalb kurzer Zeit große Energiemengen speichern oder diese schlagartig abgeben. Dies dürfte auch bei Mobilgeräten der Fall sein, da 5G-Kommunikationsdienste die Datenmenge pro Zeiteinheit erhöhen werden. Daher betrifft dieses Problem nicht nur Elektrofahrzeuge, sondern die gesamte soziale Infrastruktur.

Um dieses Problem zu lösen, forscht und entwickelt das Lithium-Ionen-Batterie-Materialbewertungs- und Forschungszentrum (LIBTEC), ein Technologie-Forschungsverbund aus Industrie, Regierung und Wissenschaft, an dem auch DNP beteiligt ist, derzeit an ^{Festkörperbatterien}. Festkörperbatterien sind aufgrund des Verzichts auf brennbare Lösungsmittel äußerst feuerbeständig, lassen sich ohne Kühlung schnell aufladen und bieten zudem eine höhere Leistung als herkömmliche Batterien.

• ３：「全固体電池」の開発について詳しくはこちらをご覧ください。
  DNP Features　ノーベル化学賞の吉野彰理事長に訊く【前編】環境問題をリチウムイオン電池が解決?!

Aufbauend auf den in diesem Projekt gewonnenen Erkenntnissen betreibt DNP unabhängig Forschung zur Entwicklung von Verpackungsmaterialien und Fertigungstechnologien für Batterien der nächsten Generation.

Angesichts des Ziels der „Klimaneutralität bis 2050“ ist die Verwirklichung einer nachhaltigen Gesellschaft zu einem dringenden Thema geworden, und diese Perspektive des „Denkens aus der Perspektive der Menschen und der Gesellschaft“ deckt sich mit der Philosophie, die DNP seit seiner Gründung vertritt.

Durch die Anwendung und Weiterentwicklung unserer Stärken im Bereich Druck und Information (P&I) sowie durch unser breites Produkt- und Dienstleistungsangebot in den Geschäftsbereichen Information und Kommunikation, Lifestyle und Industrie sowie Elektronik verfolgten wir stets das Ziel, gesellschaftliche Herausforderungen zu lösen und die Erwartungen der Menschen zu erfüllen. Die „Umweltvision 2050 der DNP-Gruppe“ kann als Ausdruck dieses Bestrebens verstanden werden.

Aus technologischer Sicht halte ich zwei Ansätze für notwendig: erstens einen Pionieransatz, der neue Bereiche erschließt, die sich die Menschen jener Zeit niemals hätten vorstellen können, und zweitens einen vertiefenden Ansatz, der konkrete Produkte und Dienstleistungen in diesen Bereichen schafft.

Die verschiedenen Technologien, die wir bisher besprochen haben – wie Konvertierung, Materialentwicklung, Herstellung elektronischer Module und Mikrofertigung – basieren allesamt auf Verarbeitungstechniken aus dem Druckwesen. Die treibende Kraft hinter unserer Expansion in ein breites Spektrum Unternehmensbereich, die auf unseren technologischen Stärken beruht, ist die technologische Innovation durch kontinuierliche Weiterentwicklung und Vertiefung. Die Weiterentwicklung wird von der Entwicklungsabteilung am Hauptsitz geleitet, die als Drehscheibe für die interne Zusammenarbeit dient. Die Vertiefung hingegen erfolgt durch die einzelnen Geschäftsbereiche, die Kontakt zu Kundenunternehmen und dem Markt pflegen und die damit verbundenen Herausforderungen kennen. Man könnte sagen, dies ist der Prozess der Zusammenarbeit aus der Perspektive jedes einzelnen Bereichs.

Die bis 2030 angestrebten Ziele für nachhaltige Entwicklung (SDGs) umfassen unter anderem „konkrete Maßnahmen zur Bekämpfung des Klimawandels ergreifen“ und „verantwortungsvoller Konsum und Produktion“. Seit 2022 rücken Schlagwörter wie „kohlenstofffreie Gesellschaft“ und „Fertigung von CPS (Fertigungssysteme basierend auf der Interaktion zwischen Cyberspace und physischem Raum)“ in den Fokus, und der „gesunde Menschenverstand“ der Fertigungsindustrie steht vor einem grundlegenden Wandel.

Angesichts dieser Situation sind wir der Ansicht, dass der Wert und die Erwartungen an Technologie höher sind als je zuvor. Mit der umfassenden Stärke von „All DNP“ möchten wir unsere Kompetenz im Bereich „technologischer Fähigkeiten, die in Mensch und Gesellschaft verwurzelt sind“ nutzen, um die Herausforderung der Gestaltung einer neuen und besseren Zukunft weiter voranzutreiben.