탄소 중립 실현을 위한 DNP의 환경 배려 기술

DNP의 모노즈쿠리의 현장에서는 항상, 「새로운 가치를 제공하기 위해서 어떻게 할까라고 하는 시점」으로 기술 연구 개발을 진행하고 있습니다. 최근에는 이것에 더해 「서스테너빌리티(지속 가능성)에 공헌하는 시점」이 빠뜨릴 수 없습니다.

카본뉴트럴의 실현을 위해, 환경 부하가 낮은 지속 가능한 제품·서비스가 사회 전체에서 요구되고 있는 가운데, DNP는 공급 체인 전체를 통해 환경 부하 저감에 공헌하는 제품·서비스의 개발 및 그것을 지원하는 기술 혁신에 임하고 있습니다.

특히 「모노즈쿠리」에 대해서는, 사람들의 생활 속에서의 이용 씬도 시야에 넣어, 「지속 가능한 원재료의 조달」 「원재료 사용량의 삭감」 「사용시의 환경 부하 저감」 「장기 사용」 「리사이클·리유스」라고 하는 5개의 방침(그림 1)을 내걸고, 그룹 전체에서 다양한 시책을 추진하고 있습니다.

공급망 전체에 깊이 관여하는 '재료' 분야에서 DNP는 다양한 환경 배려 재료의 개발·제조에 주력하고 있습니다. 온실가스 배출량을 줄이려면 기존의 석유 유래 플라스틱이 아닌 식물 유래 원료를 사용한 바이오 매스 플라스틱을 사용하는 것이 효과적입니다.

DNP는 2006년에 식물 유래의 원료를 사용한 바이오매스 플라스틱 패키지를 개발하고, 2011년에는 사탕수수 유래의 원료를 사용한 「DNP 식물 유래 포장재 바이오매텍®」(그림 2)을 개발하여 실용화를 진행해 왔습니다.

개발에 있어서는, 생태계나 환경에 미치는 영향을 정량적으로 평가하는 LCA(라이프·사이클·아세스먼트)에 근거해, 생산국의 사탕수수 농원에서 현지 조사를 실시. 아울러 식물을 원료로 하고 있기 때문에 수자원의 소비에 의한 영향도 조사하고 있습니다.

완성된 「DNP 식물 유래 포장재 바이오매텍®」은 석유 유래 플라스틱과 물성이 변하지 않고, 지금까지의 패키지로 치환하는 것만으로 환경에 배려할 수 있어 현재, 다양한 내용물에 적용해, 용도를 넓히는 데 성공하고 있습니다.

개발에 중시한 것은 식물 유래의 원재료라도 석유 유래의 원재료로 만든 것과 동등한 기능을 가진 제품으로 하는 것. 식물 유래의 원재료를 사용하면 플라스틱으로서의 기능이 한정되기 때문에, 오랜 연구개발에서 길러 온 컨버팅 기술 ^※1에 의해, 「기계적 특성(씰 강도, 내충격성 등)」, 「배리어성」등의 패키지에 필요한 기능을 부여할 필요가 있었습니다.

• 1 : 컨버팅 기술 = 재료의 형태를 바꾸거나 복합하는 등의 재료 가공 기술. 제막·코팅·라미네이트·부형·전사·절단·연마·제봉지·성형·제본 등, 종이나 필름 등의 소재의 가공 기술을 가리킨다.

DNP는 식품이나 일용품 등의 패키지에서 얻은 탄소 중립 실현의 요구에 부응하는 풍부한 지견을 강점으로 바닥재와 벽면재 등의 생활 공간용 제품, 일렉트로닉스 제품까지 폭넓은 분야에서 환경 배려 재료를 전개하고 있습니다.

예를 들어, 자동차의 선루프나 도어 위의 레인 바이저, 내장재 등에도 필요한 기능을 부여한 바이오매스 제품을 침투시켜 갑니다. 또한 IC카드 등 많은 제품으로 환경에 배려한 개발을 진행시켜 환경부하의 저감에 연결해 나갈 것입니다.

「환경에 배려한 재료」인 것은, 지금은 모든 산업이 요구하는 필수 조건이라고 할 수 있습니다. 단순히 "싸다" "기능이 좋다"만으로는 더 이상 선택되지 않는 시대입니다. 이러한 요구에 신속하게 대응하고, 더욱 선취할 수 있도록, DNP는 바이오매스 플라스틱의 개발·인지 확대에 임해 갑니다.

DNP는 인쇄 기술의 하나인 미세 가공 기술을 응용·발전시켜 반도체 관련 제품을 제조하고 있으며, 이 분야에서도 탄소 중립 실현을 향한 기술 연구 개발에 임하고 있습니다.

최근 AI(인공지능)와 5G 통신 서비스의 확산에 따라 데이터센터의 전력소비량이 계속 상승하고 있으며, 2030년에는 세계의 소비전력의 약 10%를 데이터센터가 차지한다는 예측도 있습니다. 거기서 요구되고 있는 것이, 반도체 제품의 「고성능화」와 「전력 소비량의 저감」이라고 하는 본래라면 상반되는 조건을 양립하는 기술의 개발입니다.

이 과제에 대해 DNP는 국립연구개발법인 신에너지·산업기술종합개발기구(NEDO)가 지원하는 공동사업체의 1사로서 기판의 배선을 짧게 하여 전기저항을 억제하고, 고성능이면서 소형인 반도체 제품을 실현하는 「고밀도 실장용 중계 부재(인터포저)」(그림 3)의 연구 개발에 임하고 있습니다.

DNP는, 그 열쇠가 되는, 반도체 칩을 근거리에서 고밀도에 접속해, 한층 더 배선 열화에 의한 저항 상승을 억제하는 것으로 여분의 전력을 소비하지 않게 하는 「중계 부재(인터포저)」의 개발을 담당하고 있습니다. 독자적인 배선 보호막을 개발하는 등, DNP의 다양한 기술이 「고밀도 실장」에 활용되고 있습니다.

또, 반도체 제품 제조시의 소비 전력을 억제하기 위해, 미세한 패턴을 한코처럼 압착시켜 전사 가공을 실시하는 제조 기술 「나노 임프린트 리소그래피 ^※2」의 개발에도 임하고 있습니다. 현재까지, 관계 각사와의 시뮬레이션에 있어서, 제조 공정의 소비 전력을 약 10분의 1로 억제하는 데 성공하고 있어, 제품화의 목표도 서 있습니다.

• 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」

반도체와 마찬가지로 EV용 배터리도 카본 뉴트럴의 실현을 향한 중요한 영역의 하나로 꼽히고 있습니다. DNP는 1990년대 후반에 리튬 이온 배터리용 배터리 파우치의 실용화에 성공했습니다. 이것은 플라스틱 필름을 다층화하여 다양한 기능을 갖게 한 것으로 기존의 금속 캔보다 가볍고 형상의 자유도가 높다는 강점을 가지고 있습니다.

현재는, 이 제품을 국내외의 전지 메이커에 제공해 세계 톱 쉐어를 획득하고 있습니다. 이러한 실적과 관련된 요소 기술을 융합하여 차세대 EV용 배터리의 개발에 임하고 있습니다.

이 분야에서 큰 과제가 되고 있는 것이, EV의 보급에 빠뜨릴 수 없는 「급속 충전」과 「고출력」의 실현입니다. 전해액이나 유기 용제를 내포하는 구조의 현재의 배터리에서는, 단시간에 큰 에너지를 모으거나 단번에 방출하면 고온이 되어 발화할 우려가 있습니다. 5G 통신 서비스로 단위 시간당 데이터량이 늘어나는 모바일 단말기 등에서도 마찬가지이기 때문에 EV에 머무르지 않는 사회 인프라 전반에 관련된 과제가 되고 있습니다.

이 과제를 해결하기 위해 현재 DNP도 참가하는 산관학 제휴의 기술연구조합 리튬이온전지 재료평가연구센터(LIBTEC)가 연구개발을 추진하고 있는 것이 「전고체전지 ^※3」입니다. 전고체 전지는, 인화성 용매를 사용하지 않기 때문에 내화성이 높고, 냉각 등의 구조를 필요로 하지 않고 급속 충전이 가능해, 종래 이상의 고출력에도 대응할 수 있습니다.

• 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?!

DNP는 이 프로젝트에서 기른 지견도 활용하면서 독자적인 대처로서 차세대 전지용 포장재의 개발과 제조 기술의 연구를 진행하고 있습니다.

「2050년 카본 중립」이라는 목표를 향해, 지속 가능한 사회의 실현이 긴급한 과제가 되고 있습니다만, 이러한 “사람이나 사회를 기점으로 생각한다”시점은, DNP가 창업 이래 내걸어 온 이념과 겹칩니다.

「P&I」 즉 인쇄와 정보(Printing & Information)의 강점을 응용·발전시켜, 정보 커뮤니케이션이나 생활·산업, 일렉트로닉스의 사업 부문에서, 폭넓은 제품·서비스를 제공해 온 길에는, 항상 사회 과제를 해결해, 사람들의 기대에 부응한다고 하는 생각이 있었습니다. 「DNP 그룹 환경 비전 2050」도, 이 생각을 재구축한 것이라고 말할 수 있습니다.

기술적인 관점에서 보면, 거기에 두 가지 접근법이 필요하다고 생각합니다. 우선, 그 시대를 사는 사람에게는 상상할 수 없는 새로운 영역을 개척하는 「개척」의 어프로치이며, 또 하나는, 개척한 영역에서 구체적인 제품·서비스를 낳는 「심화」의 어프로치입니다.

지금까지 말한 컨버팅이나 재료 개발, 전자 모듈 제조나 미세 가공 등의 다양한 기술도 인쇄 공정의 가공 기술로부터 발전시켜 온 것입니다. 기술을 강점으로 광범위한 사업 영역을 형성에 이른 원동력은 이 '개척'과 '심화'의 반복에 의한 기술혁신에 불과합니다. 「개척」은, 사내 제휴의 허브인 본사의 개발 부문이 주체가 되어, 「심화」는, 고객 기업이나 마켓과의 접점을 가져, 거기로부터의 과제를 인식하고 있는 각 사업부가 주체가 되어, 각각의 입장으로부터 제휴해 온 행보라고도 할 수 있을 것입니다.

2030년 달성을 목표로 하는 SDGs에서는 '기후변화에 구체적인 대책을', '만드는 책임을 맡는 책임' 등의 목표가 내걸리고 있습니다. 또, 2022년의 현시점에서는, 「탈탄소 사회」나 「제조업 CPS(사이버 공간과 물리 공간의 상호 작용을 전제로 한 제조 시스템)」라고 하는 키워드가 중목을 모아, 제조업의 “상식”도 크게 바꾸려고 하고 있습니다.

이러한 상황을 바탕으로 기술의 가치, 기술에 대한 기대는 그 어느 때보다 높아지고 있다고 실감하고 있습니다. 「올 DNP」의 종합력 속에서 “사람과 사회에 뿌리를 둔 기술력”을 강점으로, 새롭고 보다 좋은 미래의 창출을 향한 도전을 한층 더 추진해 나가고 싶습니다.