在政府于2020年10月宣布的“2050年碳中和”之前,DNP于同年3月制定了“DNP集团环境愿景2050”,旨在实现“脱碳社会”,“循环型社会”和“自然共生社会”。促进这一愿景并创造具体产品和服务的主要优势是我们在制造领域培养的技术能力。这次,由研发和商业化推进中心基础技术开发总部领导的Hiroyuki Kusukawa (Hiroyuki Kusukawa) 将介绍DNP环保技术和环保产品/服务的一部分。
考虑整个供应链可持续性的时代
研发和商业化推进中心基础技术开发总部:Hiroyuki Kusukawa总经理
在DNP制造领域,我们始终从“如何提供新价值”的角度推动技术研发。近年来,除此之外,“有助于可持续发展 (可持续性) 的观点”是不可或缺的。
为了实现碳平衡,全社会都在追求低环境负荷的可持续的产品和服务,DNP在整个供应链中致力于开发有助于降低环境负荷的产品和服务,以及支持这些产品的技术革新。
特别是关于“制造”,考虑到人们生活中的使用场景,“采购可持续原材料”,“减少原材料使用”,“减少使用时的环境负担”,“长期使用”我们制定了五项政策 (图1),“回收/再利用”,并在整个集团内推广各种措施。
图1:努力减少DNP对整个供应链的环境影响
其中,“环保材料的利用”以生物质材料的利用为中心,通过使用植物来源而不是石油来源的原料来减少环境负担,以及政府的绿色增长战略“半导体/信息通信工业领域”的技术研发,也被认为是电动汽车 (EV:电动汽车) 和家用/工业蓄电池的“汽车/蓄电池工业领域”。我们将介绍这些最新成就。
环保材料的应用事例——通过组合必要材料实现“生物量塑料”的多功能化
在与整个供应链密切相关的“材料”领域,DNP专注于开发和制造各种环保材料。为了减少温室气体排放,使用由植物原料制成的生物质塑料而不是传统的石油塑料是有效的。
2006年,DNP开发了一种使用植物衍生原料的生物质塑料包装,并于2011年开发了“DNP植物衍生包装材料生物技术®” (图2),使用甘蔗衍生原料我们一直在推动实际应用。
在开发过程中,根据LCA (生命周期评估) 对生产国甘蔗种植园进行了实地调查,定量评估对生态系统和环境的影响。同时,因为是以植物为原料,所以也在调查水资源消耗带来的影响。
完成的“DNP植物衍生包装材料生物技术®”不会改变石油衍生塑料的物理性质,只需将其更换为传统包装即可考虑环境,目前已应用于各种内容物,我们成功地扩大了应用范围。
图2:“DNP植物衍生包装材料生物技术®”的生命周期
通过使用从甘蔗 (废糖蜜) 中提炼糖作为原料的一部分来减少使用的石油资源量。它还在甘蔗生长时吸收二氧化碳,因此有助于在产品的整个生命周期中实现碳中和。
强调发展的是使植物衍生的原料具有与石油衍生原料相同的功能。如果使用植物原料,塑料的功能就会受到限制,因此需要通过长年研究开发中积累的转换技术※1,赋予“机械性能(密封强度、抗冲击性等)”、“阻隔性”等包装必要的功能。
- 1:转换技术=改变材料形状、复合等材料加工技术。制膜、涂布、覆膜、赋型、转印、切割、研磨、制袋、成型、装订等纸张、薄膜等原材料的加工工艺。
DNP凭借从食品和日用品等包装中获得的满足实现碳中和需求的丰富知识,在地板材料和墙壁材料等生活空间产品,电子产品等广泛领域开展环保材料。
例如,我们将把具有必要功能的生物质产品融入汽车天窗、车门侧遮阳板、内饰材料等产品中。我们还将推动IC卡等众多产品的环保开发,以减少对环境的影响。
“环保材料”现在是所有行业所要求的必要条件。这是一个不再仅仅通过“便宜”和“功能好”来选择的时代。DNP将致力于生物质塑料的开发和认知扩展,以便我们能够快速响应这些需求并进一步预测。
半导体与信息通信产业领域开发案例——低耗电的“高密度封装”等
DNP运用和开发微细加工技术一种印刷技术)来制造半导体相关产品,并且还从事旨在实现该领域碳中和的技术研究和开发。
近年来,随着AI (人工智能) 和5G通信服务的普及,数据中心的功耗持续上升,并且还预测到2030年数据中心将占据全球功耗的10%左右。所寻求的是开发能够平衡半导体产品“高性能”和“降低功耗”的矛盾条件的技术。
针对这一问题,作为新能源和工业技术开发组织 (NEDO) 支持的联合实体之一,DNP缩短了电路板布线,降低了电阻,高性能我们正致力于“用于高密度安装的转接元件 (转接板) ” (图3) 的研究和开发,以实现小型半导体产品。
DNP负责开发“转接元件 (转接板) ”,通过在短距离内以高密度连接半导体芯片,这是关键,并进一步抑制由于布线劣化引起的电阻增加,从而不消耗额外的电力我在做。DNP的各种技术,例如开发自己的布线保护膜,都在“高密度安装”中发挥作用。
图3:用于高密度安装的中间件 (转接板) 概述
封装技术通过在一块板上以高密度安装具有不同功能的多个半导体芯片 (例如CPU (中央处理单元) 和存储器) 来提高处理速度。由DNP开发的“转接板”在电连接 (中继) 多个半导体芯片和基板中起重要作用。
另外,为了降低半导体产品制造时的耗电量,还在积极开发“纳米压印光刻※2 ”制造技术,将微细图案像印章一样压着进行转印加工。到目前为止,在与相关公司的模拟中,我们成功地将制造过程的功耗降低到约1/10,并且已经建立了商业化的前景。
- 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」
汽车蓄电池产业领域开发案例:快速充电高输出的“全固体电池包材”等
与半导体一样,EV电池也是实现碳中和的重要领域之一。DNP在20世纪90年代后半期成功地将锂离子电池的电池袋商业化。它是将塑料薄膜多层化,具有多种功能,与传统的金属罐相比,具有重量轻,形状自由度高的优点。
目前,我们通过向日本和海外的电池制造商提供该产品,赢得了世界上最大的市场份额。我们融合与这些成就相关的关键技术,致力于下一代EV电池的开发。
锂离子电池用电池袋
该领域的一大课题是实现EV普及所不可或缺的“快速充电”和“高输出”。在当前具有包含电解质或有机溶剂的结构的电池中,如果在短时间内累积大量能量或一次释放,则存在高温和点火的危险。由于5G通信服务增加了单位时间数据量的移动终端等也假设了同样的情况,因此它已成为超越EV的整个社会基础设施的问题。
为了解决这个问题,锂离子电池材料评估研究中心 (LIBTEC),一个工业,政府和学术界合作的技术研究协会,DNP目前正在参与“全固态电池*3“。由于全固态电池不使用易燃溶剂,因此耐火性高,无需冷却等机制即可快速充电,并且可以处理比以前更高的输出。
- 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?!
图4:全固态电池概述
通过在正极和负极中使用粉末状固体电解质而不是易燃溶剂,电池的安全性大大提高。
在利用该项目培养的知识的同时,DNP正在推动下一代电池包装材料的开发和制造技术的研究,作为一项独特的举措。
利用技术的力量创造未来,DNP的挑战
实现可持续发展的社会是实现“2050年碳中和”目标的紧迫问题,但这种“从人和社会的角度思考”的观点是DNP自成立以来提出的理念。它重叠。
通过运用和发展我们在印刷和信息领域的优势,并在信息通信、生活方式与工业以及电子业务部门提供广泛的产品和服务,我们始终怀揣着解决社会问题、满足人们期望的愿景。“DNP集团2050年环境愿景”正是对这一愿景的重新诠释。
从技术角度来看,我认为有两种方法是必要的。首先,它是一种“发展”的方法,开辟了生活在那个时代的人们无法想象的新领域,另一种是“深化”的方法,在开拓领域创造具体的产品和服务。
我们目前讨论的各种技术,例如转换、材料开发、电子模块制造和微加工,都是从印刷加工技术发展而来的。我们能够凭借自身技术优势拓展到广泛业务领域,其驱动力正是通过不断“开发”和“深化”实现的技术创新。“开发”由总部研发部门主导,该部门是内部协作的中心;而“深化”则由各个业务部门主导,这些部门与客户公司和市场保持联系,了解由此产生的问题。可以说,这是各个部门从自身角度出发的协作过程。
在旨在实现2030年可持续发展目标的可持续发展目标中,设定了“气候变化具体措施”和“负责创造责任”等目标。截至2022年,“脱碳社会”和“制造业CPS (基于网络空间与物理空间相互作用的制造系统) ”等关键词引起了公众的关注,制造业的“常识”也发生了巨大变化。我即将到来。
基于这种情况,我意识到技术的价值和对技术的期望比以往任何时候都在增加。在“全DNP”的综合实力中,我们希望通过“植根于人和社会的技术能力”的优势,进一步推动创造新的更美好未来的挑战。
大日本印刷株式会社
研究开发·事业化推进中心基础技术开发本部本部长
楠川宏之 (Kusukawa Hiroyuki)
1985年进入大日本印刷株式会社。在微型产品研究所从事液晶显示器用彩色滤光片的开发。之后,他主要负责显示器部件的研发,如等离子显示器面板背板和触摸面板基板。自2011年以来,他负责研发中心中长期新产品的开发。他还在外部技术研究协会工作,如“下一代印刷电子技术研究协会”主任,“技术研究协会单层CNT融合新材料研究与开发组织”主任,“技术研究协会锂离子电池材料评估研究中心”指导委员会成员。经验。自2021年10月起担任现职。
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DNP Features编辑部2022年3月22日