2013年11月04日08:39
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有一家过去以胶卷为主业的企业，如今在新的舞台上也大放异彩。这就是把功能性材料作为重点业务的富士胶片公司。本文将通过介绍该公司的举措，为您探寻富士胶片在其他领域发挥其独有技术力的秘诀。
2013年9月3日，一家曾经光鲜亮丽的大企业终于告别了破产保护，重返市场。这家企业就是美国的伊士曼柯达公司。该公司因业绩恶化，于2012年1月申请了破产保护，同年2月宣布退出数码相机业务。2013年1月，该公司以5.27亿美元的总价，转让了多达1100项的图像专利。该公司把发展重点放在了以商用印刷为中心的企业业务上。
每当提起柯达的困境，作为其同行的富士胶片的良好业绩一定会被拿来做对比（图1）。
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图1：兴衰分明的“前”胶卷厂商 曾在胶卷行业竞争的富士胶片与柯达如今是兴衰分明。 |
二者的处境之所以差距悬殊，原因恐怕就在于是否把胶卷领域积累的大量技术和知识运用到了其他领域。在察觉到胶卷的衰退后，富士胶片就把用途广泛的功能性材料业务视为“支撑未来发展的重要领域”，积极开展研发。该公司的努力，换来了众多独特的材料和部件。
富士胶片的实力令竞争对手甘拜下风。在胶卷领域，该公司的对手只有柯达，但功能性材料领域却是老牌企业云集。某材料厂商的高管感叹道，在这样的情况下，“富士胶片的提案也常常令人感到吃惊”。
下面，就让我们分析一下能够接连推出新材料的富士胶片的开发实力是从何而来的。通过该公司的举措可以发现，只要是独特性高的技术，在其他领域也完全可以打出一片天。
把照片领域的技术经验运用于其他领域
富士胶片强大的秘诀，是把在胶卷领域培育出的独特的技术经验运用到了与照片相隔甚远的许多其他用途。因为是用不同于已有厂商技术来制造材料，所以材料的性能和功能也常常超出以往。
做到这一点的大前提，是要拥有很多其他公司难以模仿的独特的材料技术。富士胶片正式开展功能性材料业务是在胶卷需求达到顶峰的2000年左右。在寻找“新饭碗”的时候，该公司注意到了胶卷材料的特殊性。
制作胶卷要使用100多种材料。富士胶片在该领域开发了丰富的材料和技术，而且还拥有高超的制造和设计技术，能够均匀形成厚度仅为100μm～200μm的20个不同薄层。这些要素的组合成了孕育新材料的原动力。
之所以能够向广泛领域提供新材料，很大一部分原因是富士胶片把“客户需求”作为了出发点。机动灵活是该公司的特点，如果发现某种材料还有着与原本的用途完全不同的强烈需求，该公司马上就会转换方针。捕捉客户需求的敏锐嗅觉赋予了该公司灵巧的“步法”。
利用胶片技术形成布线
富士胶片对于客户需求的敏锐，通过透明导电膜“EXCLEAR”的事例就可看出（图2）。这是一种用于触摸面板的材料，用来替代现在主流的ITO（氧化铟锡）薄膜。在富士胶片的各种功能性材料中，EXCLEAR收到的客户咨询尤其多。富士胶片于2012年11月开始生产这种薄膜，2013年6月，该公司投资约10亿日元，使产能增加到了现在的两倍。
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图2：性能超越ITO薄膜 透明导电膜“EXCLEAR”具有可以三维加工的特点（a）。与使用ITO的透明薄膜相比，EXCLEAR可以在保持高透明性的同时，赋予导电性（b）。可以使用照片感光材料的生产线（c）。 |
其实，这款产品的前身是等离子显示器使用的抗噪膜。当富士胶片在为等离子显示器市场的前景担忧时，该公司在展会等场合听说有厂商需要ITO薄膜的替代品，于是便把开发的方向转向了这里。
客户对ITO薄膜不满是因为在立体形状上形成触摸面板时，布线有可能发生断裂。富士胶片想到了抗噪膜使用的技术，只要略微调整薄膜的制造工序，就能用Ag（银）描绘出像ITO一样的网眼图案，制造出透明薄膜。由于使用的是展延性优良的Ag，因此无需担心布线断裂，而且，透明度检测结果显示，这种薄膜在保持透明度约为90％的情况下还能降低电阻值。因为不使用稀有金属In（铟），所以供应方面也没有隐患。
实现这种部件的关键，是在PET薄膜上形成微细Ag布线的技术，这源于胶卷的制造技术。实际上，EXCLEAR的制造工序除了曝光形成布线图案之外，其他大多都沿用了胶片的制造工序。估计富士胶片在涂布的材料和方法等方面也有不少经验，ITO薄膜厂商等其他企业难以效仿。富士胶片还积极开拓新用途，“正考虑在屏蔽GHz频带电磁波的薄膜、局部加温的柔性加热器等用途投入实用”。
兼顾性能与耐久性
富士胶片还在为未来扩大市场铺路搭桥。该公司着眼于有机EL面板和照明必不可少的部件，开发出了“超级阻挡膜”（图3）。
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图3：实现高阻气性 透明的阻气膜“超级阻挡膜”实现了10-6g/（m2·day）的低水汽透过率（a）。适用于需要高水汽阻隔性的有机EL元件等（b）。 |
该部件是应客户的强烈要求开发的。有机EL的发光元件在接触水汽后会发生缺陷，无法均匀发光。要想避免这一点，就必须使用水汽阻隔性极高，而且既薄又轻的薄膜。另外，考虑到对于柔性显示器的支持，薄膜最好是柔软的。
富士胶片给出的答案是超级阻挡膜，这种薄膜透过的水量减少到了10-6g/（m2·day）。其他公司其实也有性能相同的薄膜，但在耐久性方面于超级阻挡莫差距很大。富士胶片的产品能够耐受10万次的弯曲试验，而竞争对手的产品只要略微弯曲就有可能出现劣化。
这样的差距源于富士胶片积累的薄膜技术。制造不透水的柔软薄膜只要把可阻隔水的无机物层与柔软的聚合物（有机）层交替层叠即可。但通常来说，这样的薄膜在弯曲时，层与层的界面容易出现破裂和剥离。富士胶片利用胶卷设计中的技术经验，开发出了各层界面不会出问题的构造。
涉足再生医疗及环境用途
富士胶片进军备受期待的新领域的速度也非常快。该公司与其他公司一样，把医疗与健康、环境与能源视为将来的重点发展领域，早早就在公司内筛选出了这些市场可以使用的技术，并推出了相关产品和样品。
在医疗领域投入的材料之一，是再生医疗的基础材料（培养细胞时的基底材料）“重组肽（RCP）”。这得益于基础材料经常使用胶原蛋白，而胶原蛋白恰好是胶卷感光层的基本材料，属于富士胶片擅长设计和制造的领域。据该公司介绍，其开发的材料“构造与人体胶原蛋白非常相似，细胞贴附性强，可以作为高度安全的再生医疗基础材料使用”。
在环境与能源领域，该公司计划在2014年之前投产能够选择性反射特定波长光线的薄膜（图4）。这种薄膜能以nm为单位改变反射光的波长，富士胶片期待将其用于传感器等其他用途。这种薄膜的用途之一是用作贴在窗户上反射红外线的隔热膜。这也是长年开发与光打交道的胶片的积累。该公司虽然没有透露制造方法的详细情况，但根据介绍，这种薄膜是由已知的材料和结构组合而成的。
与现有产品相比，这种薄膜的特点在于良好的易用性。开发出的薄膜即使从基板上剥离打薄，或是粉碎作为颜料使用，仍能保持效果，使用范围非常广泛。因为完全不含金属，所以也不存在屏蔽手机信号的问题。
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图4：光的反射/透射自由自在 通过多层组合，可以反射或透射要求的光谱的光线（a，b）。比如，可以选择性反射阳光中的红外部分（c）。 |
该公司其实早已拥有能反射近红外光的薄膜产品。该产品是与琳得科合作开发的，已于2012年5月投入实用。这款产品的价格较低，与高功能的波长选择反射薄膜瞄准的是不同领域。该产品是利用“等离子体共振” （金属微粒中的电子与光相互作用，使光发生反射的现象。）来反射红外光（图5），充分利用了在制造胶卷过程中千锤百炼出的均匀涂布Ag的技术。
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图5：使用Ag纳米颗粒的窗用隔热膜 在薄膜上涂覆胶卷使用的Ag纳米颗粒，像铺石子路一样。使透明薄膜能够反射太阳热。 |
凭借超高性能用于意外用途
即便是以技术为先、作为“技术种子”开发的材料，只要具有出色的性能，也能开创崭新的用途。富士胶片为喷墨打印机的打印头开发的压电（压电）材料实现了接近以往产品2倍的压电常数。看中该产品的车载设备厂商打算将其用于平视显示器（HUD）。
这是一种在锆钛酸铅（PZT）中添加Nb（铌）的材料（图6），有望在2014年内投入量产。压电常数d31为250pm/V，与以往PZT的130pm/V左右相比，几乎是其两倍。
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图6：实现高压电常数的PZT薄膜 通过在PZT中添加Nb开发出了拥有高压电常数的材料（a）。将其作为执行器使用时，可以在较低的驱动电压下，实现较大的扫描角度（b，c）。 |
该材料成功满足了驱动微镜（HUD扫描影像时使用的部件）的必要条件。使用过去的材料驱动微镜时，无法实现高频工作时必需的光学扫描角度。而富士胶片的开发品“可以实现几倍于以往产品的角度，完全能够满足要求”。
这种材料的制造方法与胶卷等富士胶片擅长的技术没有直接关系。使用的是溅射法，在PZT中添加了约13％的Nb。虽然早就有研究表明，在PZT中添加Nb能够提高压电常数，但富士胶片表示：“使用溶胶凝胶法的传统制造方法添加3％左右的Nb便会析出。”该公司通过使用RF磁控溅射法，成功制造出了添加高浓度Nb的PZT薄膜。除了拥有很高的压电常数以外，极化方向从制作PZT薄膜时开始就保持统一也是这种材料的一大特点。一般的PZT在烧结状态下无法发挥压电体的作用，通常需要进行“极化处理”，通过加载高电压使极化方向一致。而富士胶片开发材料无需极化处理。富士胶片还强调：“因为稳定度高，所以即使退火温度高于居里点，也无需担心去极化。因此还支持回流焊封装。”(日经技术在线！ 供稿)
