2013年11月04日08:39
【相關(guān)新聞】
日本大型綜合貿(mào)易公司熱衷“鹽”業(yè)務(wù)
十年展望：中國的經(jīng)濟(jì)增長率會(huì)降至多少？
城市管理新潮流：行政委托民企，削減經(jīng)費(fèi)又提升服務(wù)
有一家過去以膠卷為主業(yè)的企業(yè)，如今在新的舞臺(tái)上也大放異彩。這就是把功能性材料作為重點(diǎn)業(yè)務(wù)的富士膠片公司。本文將通過介紹該公司的舉措，為您探尋富士膠片在其他領(lǐng)域發(fā)揮其獨(dú)有技術(shù)力的秘訣。
2013年9月3日，一家曾經(jīng)光鮮亮麗的大企業(yè)終于告別了破產(chǎn)保護(hù)，重返市場。這家企業(yè)就是美國的伊士曼柯達(dá)公司。該公司因業(yè)績惡化，于2012年1月申請了破產(chǎn)保護(hù)，同年2月宣布退出數(shù)碼相機(jī)業(yè)務(wù)。2013年1月，該公司以5.27億美元的總價(jià)，轉(zhuǎn)讓了多達(dá)1100項(xiàng)的圖像專利。該公司把發(fā)展重點(diǎn)放在了以商用印刷為中心的企業(yè)業(yè)務(wù)上。
每當(dāng)提起柯達(dá)的困境，作為其同行的富士膠片的良好業(yè)績一定會(huì)被拿來做對比（圖1）。
 |
|
圖1：興衰分明的“前”膠卷廠商 曾在膠卷行業(yè)競爭的富士膠片與柯達(dá)如今是興衰分明。 |
二者的處境之所以差距懸殊，原因恐怕就在于是否把膠卷領(lǐng)域積累的大量技術(shù)和知識(shí)運(yùn)用到了其他領(lǐng)域。在察覺到膠卷的衰退后，富士膠片就把用途廣泛的功能性材料業(yè)務(wù)視為“支撐未來發(fā)展的重要領(lǐng)域”，積極開展研發(fā)。該公司的努力，換來了眾多獨(dú)特的材料和部件。
富士膠片的實(shí)力令競爭對手甘拜下風(fēng)。在膠卷領(lǐng)域，該公司的對手只有柯達(dá)，但功能性材料領(lǐng)域卻是老牌企業(yè)云集。某材料廠商的高管感嘆道，在這樣的情況下，“富士膠片的提案也常常令人感到吃驚”。
下面，就讓我們分析一下能夠接連推出新材料的富士膠片的開發(fā)實(shí)力是從何而來的。通過該公司的舉措可以發(fā)現(xiàn)，只要是獨(dú)特性高的技術(shù)，在其他領(lǐng)域也完全可以打出一片天。
把照片領(lǐng)域的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用于其他領(lǐng)域
富士膠片強(qiáng)大的秘訣，是把在膠卷領(lǐng)域培育出的獨(dú)特的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用到了與照片相隔甚遠(yuǎn)的許多其他用途。因?yàn)槭怯貌煌谝延袕S商技術(shù)來制造材料，所以材料的性能和功能也常常超出以往。
做到這一點(diǎn)的大前提，是要擁有很多其他公司難以模仿的獨(dú)特的材料技術(shù)。富士膠片正式開展功能性材料業(yè)務(wù)是在膠卷需求達(dá)到頂峰的2000年左右。在尋找“新飯碗”的時(shí)候，該公司注意到了膠卷材料的特殊性。
制作膠卷要使用100多種材料。富士膠片在該領(lǐng)域開發(fā)了豐富的材料和技術(shù)，而且還擁有高超的制造和設(shè)計(jì)技術(shù)，能夠均勻形成厚度僅為100μm～200μm的20個(gè)不同薄層。這些要素的組合成了孕育新材料的原動(dòng)力。
之所以能夠向廣泛領(lǐng)域提供新材料，很大一部分原因是富士膠片把“客戶需求”作為了出發(fā)點(diǎn)。機(jī)動(dòng)靈活是該公司的特點(diǎn)，如果發(fā)現(xiàn)某種材料還有著與原本的用途完全不同的強(qiáng)烈需求，該公司馬上就會(huì)轉(zhuǎn)換方針。捕捉客戶需求的敏銳嗅覺賦予了該公司靈巧的“步法”。
利用膠片技術(shù)形成布線
富士膠片對于客戶需求的敏銳，通過透明導(dǎo)電膜“EXCLEAR”的事例就可看出（圖2）。這是一種用于觸摸面板的材料，用來替代現(xiàn)在主流的ITO（氧化銦錫）薄膜。在富士膠片的各種功能性材料中，EXCLEAR收到的客戶咨詢尤其多。富士膠片于2012年11月開始生產(chǎn)這種薄膜，2013年6月，該公司投資約10億日元，使產(chǎn)能增加到了現(xiàn)在的兩倍。
 |
|
圖2：性能超越ITO薄膜 透明導(dǎo)電膜“EXCLEAR”具有可以三維加工的特點(diǎn)（a）。與使用ITO的透明薄膜相比，EXCLEAR可以在保持高透明性的同時(shí)，賦予導(dǎo)電性（b）�？梢允褂谜掌泄獠牧系纳a(chǎn)線（c）。 |
其實(shí)，這款產(chǎn)品的前身是等離子顯示器使用的抗噪膜。當(dāng)富士膠片在為等離子顯示器市場的前景擔(dān)憂時(shí)，該公司在展會(huì)等場合聽說有廠商需要ITO薄膜的替代品，于是便把開發(fā)的方向轉(zhuǎn)向了這里。
客戶對ITO薄膜不滿是因?yàn)樵诹Ⅲw形狀上形成觸摸面板時(shí)，布線有可能發(fā)生斷裂。富士膠片想到了抗噪膜使用的技術(shù)，只要略微調(diào)整薄膜的制造工序，就能用Ag（銀）描繪出像ITO一樣的網(wǎng)眼圖案，制造出透明薄膜。由于使用的是展延性優(yōu)良的Ag，因此無需擔(dān)心布線斷裂，而且，透明度檢測結(jié)果顯示，這種薄膜在保持透明度約為90％的情況下還能降低電阻值。因?yàn)椴皇褂孟∮薪饘買n（銦），所以供應(yīng)方面也沒有隱患。
實(shí)現(xiàn)這種部件的關(guān)鍵，是在PET薄膜上形成微細(xì)Ag布線的技術(shù)，這源于膠卷的制造技術(shù)。實(shí)際上，EXCLEAR的制造工序除了曝光形成布線圖案之外，其他大多都沿用了膠片的制造工序。估計(jì)富士膠片在涂布的材料和方法等方面也有不少經(jīng)驗(yàn)，ITO薄膜廠商等其他企業(yè)難以效仿。富士膠片還積極開拓新用途，“正考慮在屏蔽GHz頻帶電磁波的薄膜、局部加溫的柔性加熱器等用途投入實(shí)用”。
兼顧性能與耐久性
富士膠片還在為未來擴(kuò)大市場鋪路搭橋。該公司著眼于有機(jī)EL面板和照明必不可少的部件，開發(fā)出了“超級(jí)阻擋膜”（圖3）。
 |
|
圖3：實(shí)現(xiàn)高阻氣性 透明的阻氣膜“超級(jí)阻擋膜”實(shí)現(xiàn)了10-6g/（m2·day）的低水汽透過率（a）。適用于需要高水汽阻隔性的有機(jī)EL元件等（b）。 |
該部件是應(yīng)客戶的強(qiáng)烈要求開發(fā)的。有機(jī)EL的發(fā)光元件在接觸水汽后會(huì)發(fā)生缺陷，無法均勻發(fā)光。要想避免這一點(diǎn)，就必須使用水汽阻隔性極高，而且既薄又輕的薄膜。另外，考慮到對于柔性顯示器的支持，薄膜最好是柔軟的。
富士膠片給出的答案是超級(jí)阻擋膜，這種薄膜透過的水量減少到了10-6g/（m2·day）。其他公司其實(shí)也有性能相同的薄膜，但在耐久性方面于超級(jí)阻擋莫差距很大。富士膠片的產(chǎn)品能夠耐受10萬次的彎曲試驗(yàn)，而競爭對手的產(chǎn)品只要略微彎曲就有可能出現(xiàn)劣化。
這樣的差距源于富士膠片積累的薄膜技術(shù)。制造不透水的柔軟薄膜只要把可阻隔水的無機(jī)物層與柔軟的聚合物（有機(jī)）層交替層疊即可。但通常來說，這樣的薄膜在彎曲時(shí)，層與層的界面容易出現(xiàn)破裂和剝離。富士膠片利用膠卷設(shè)計(jì)中的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)出了各層界面不會(huì)出問題的構(gòu)造。
涉足再生醫(yī)療及環(huán)境用途
富士膠片進(jìn)軍備受期待的新領(lǐng)域的速度也非�？�。該公司與其他公司一樣，把醫(yī)療與健康、環(huán)境與能源視為將來的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，早早就在公司內(nèi)篩選出了這些市場可以使用的技術(shù)，并推出了相關(guān)產(chǎn)品和樣品。
在醫(yī)療領(lǐng)域投入的材料之一，是再生醫(yī)療的基礎(chǔ)材料（培養(yǎng)細(xì)胞時(shí)的基底材料）“重組肽（RCP）”。這得益于基礎(chǔ)材料經(jīng)常使用膠原蛋白，而膠原蛋白恰好是膠卷感光層的基本材料，屬于富士膠片擅長設(shè)計(jì)和制造的領(lǐng)域。據(jù)該公司介紹，其開發(fā)的材料“構(gòu)造與人體膠原蛋白非常相似，細(xì)胞貼附性強(qiáng)，可以作為高度安全的再生醫(yī)療基礎(chǔ)材料使用”。
在環(huán)境與能源領(lǐng)域，該公司計(jì)劃在2014年之前投產(chǎn)能夠選擇性反射特定波長光線的薄膜（圖4）。這種薄膜能以nm為單位改變反射光的波長，富士膠片期待將其用于傳感器等其他用途。這種薄膜的用途之一是用作貼在窗戶上反射紅外線的隔熱膜。這也是長年開發(fā)與光打交道的膠片的積累。該公司雖然沒有透露制造方法的詳細(xì)情況，但根據(jù)介紹，這種薄膜是由已知的材料和結(jié)構(gòu)組合而成的。
與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，這種薄膜的特點(diǎn)在于良好的易用性。開發(fā)出的薄膜即使從基板上剝離打薄，或是粉碎作為顏料使用，仍能保持效果，使用范圍非常廣泛。因?yàn)橥耆缓饘�，所以也不存在屏蔽手機(jī)信號(hào)的問題。
 |
|
圖4：光的反射/透射自由自在 通過多層組合，可以反射或透射要求的光譜的光線（a，b）。比如，可以選擇性反射陽光中的紅外部分（c）。 |
該公司其實(shí)早已擁有能反射近紅外光的薄膜產(chǎn)品。該產(chǎn)品是與琳得科合作開發(fā)的，已于2012年5月投入實(shí)用。這款產(chǎn)品的價(jià)格較低，與高功能的波長選擇反射薄膜瞄準(zhǔn)的是不同領(lǐng)域。該產(chǎn)品是利用“等離子體共振” （金屬微粒中的電子與光相互作用，使光發(fā)生反射的現(xiàn)象。）來反射紅外光（圖5），充分利用了在制造膠卷過程中千錘百煉出的均勻涂布Ag的技術(shù)。
 |
|
圖5：使用Ag納米顆粒的窗用隔熱膜 在薄膜上涂覆膠卷使用的Ag納米顆粒，像鋪石子路一樣。使透明薄膜能夠反射太陽熱。 |
憑借超高性能用于意外用途
即便是以技術(shù)為先、作為“技術(shù)種子”開發(fā)的材料，只要具有出色的性能，也能開創(chuàng)嶄新的用途。富士膠片為噴墨打印機(jī)的打印頭開發(fā)的壓電（壓電）材料實(shí)現(xiàn)了接近以往產(chǎn)品2倍的壓電常數(shù)。看中該產(chǎn)品的車載設(shè)備廠商打算將其用于平視顯示器（HUD）。
這是一種在鋯鈦酸鉛（PZT）中添加Nb（鈮）的材料（圖6），有望在2014年內(nèi)投入量產(chǎn)。壓電常數(shù)d31為250pm/V，與以往PZT的130pm/V左右相比，幾乎是其兩倍。
 |
|
圖6：實(shí)現(xiàn)高壓電常數(shù)的PZT薄膜 通過在PZT中添加Nb開發(fā)出了擁有高壓電常數(shù)的材料（a）。將其作為執(zhí)行器使用時(shí)，可以在較低的驅(qū)動(dòng)電壓下，實(shí)現(xiàn)較大的掃描角度（b，c）。 |
該材料成功滿足了驅(qū)動(dòng)微鏡（HUD掃描影像時(shí)使用的部件）的必要條件。使用過去的材料驅(qū)動(dòng)微鏡時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)高頻工作時(shí)必需的光學(xué)掃描角度。而富士膠片的開發(fā)品“可以實(shí)現(xiàn)幾倍于以往產(chǎn)品的角度，完全能夠滿足要求”。
這種材料的制造方法與膠卷等富士膠片擅長的技術(shù)沒有直接關(guān)系。使用的是濺射法，在PZT中添加了約13％的Nb。雖然早就有研究表明，在PZT中添加Nb能夠提高壓電常數(shù)，但富士膠片表示：“使用溶膠凝膠法的傳統(tǒng)制造方法添加3％左右的Nb便會(huì)析出。”該公司通過使用RF磁控濺射法，成功制造出了添加高濃度Nb的PZT薄膜。除了擁有很高的壓電常數(shù)以外，極化方向從制作PZT薄膜時(shí)開始就保持統(tǒng)一也是這種材料的一大特點(diǎn)。一般的PZT在燒結(jié)狀態(tài)下無法發(fā)揮壓電體的作用，通常需要進(jìn)行“極化處理”，通過加載高電壓使極化方向一致。而富士膠片開發(fā)材料無需極化處理。富士膠片還強(qiáng)調(diào)：“因?yàn)榉�(wěn)定度高，所以即使退火溫度高于居里點(diǎn)，也無需擔(dān)心去極化。因此還支持回流焊封裝。”(日經(jīng)技術(shù)在線！ 供稿)
