第２章 技術開発の課題と展開 第１章で解析した結果から、積層体の構造のうち注目される４つの構造の積層体と積層 体を横断的にみるために層間の結合状態に特徴のある積層体を取り上げ以下に紹介する。 表 2-1 に取り上げた項目とその理由を示す。 表 2-1 選定技術 項目 選定のポイント 発泡体層積層体は、建材や運輸関連などを中心に幅広い分野で使用 されるとともに出願件数も積層体の用途の４分の１を占めている。 熱伝導機能を有する 機能的にも断熱特性を中心に多くの機能を付与することができる。 発泡体層積層体 また、調査期間中平均して多数の出願がみられる。 軽量化機能を有する ハニカム層積層体 調査期間中平均して出願がみられ、コアと面材との組合せ次第で、 軽量化を中心として種々の特性を付与することが可能である。 ダンボールに代表される波形変形シートは、扱いやすさからその用 途範囲は極めて広く、用途に応じた機能を付与する目的で出願がみ 波形変形シート層積 られる。用途の拡大とともに、出願の伸びが期待される。 層体 積層体の特徴は、複数の層が一体化して要求機能に対応するという ことである。従って、層間の結合状態は、積層体の構造を横断的に 層間の結合に特徴の みる場合に重要な要素である。 ある積層体 容器 容器は、軽量、形状の多様性、耐破損性、外観などの観点から今後 とも使用量の増加が見込まれる有望分野であり、最近になって出願 が増加している。 以上の各項目より代表的な特許を選び出し、おのおのの特許内容から各項目の発明の目 的・効果と改良のための方法・手段との関連性を表わしたマトリックスを作成した。また､ 要求される機能および用途別の技術がどのように発展してきたかが分かるように、おのお のの特許の関連性を示した技術展開図を簡単な概略とともに作成した。 なお、本章に掲載した特許は、上記積層体およびその関連技術について技術的に特徴の あるものを抽出したものであり、権利関係を分析したものではない。権利調査を行う場合 は、別途調査が必要である。 また､係属中の特許については、その後権利化されるか否かを示すものではない。 101 2.1 技術発展図 2.1.1 熱伝導機能を有する発泡体層積層体 発泡体層積層体は、その特性を活かして建築用の断熱材料、包装用材料あるいは緩衝材 料として広く利用されてきたものである。図 2.1.1-1 および図 2.1.1-2 は、熱伝導機能を 有する発泡体層積層体を２つのコンセプトに大別して、その技術の発展図を示したもので ある。 図 2.1.1-1 熱伝導機能を有する発泡体層積層体の用途別特許 建材 強度・剛性 特公平6-49297 他３件 防火 特公平2-11421 他２件 水蒸気透過 特公昭61-22622 他４件 遮光 実公平1-20114 他２件 防音 実公昭62-17237 他２件 吸音 特公平4-61766 他２件 乗心地 特許 2942897 他２件 運輸関連 熱伝導機能を有す る発泡体層積層体 包装材 容器 特公昭60-36375 他４件 実公平4-14332 他１件 特殊用途 高温用 特公平4-31299 他７件 極低温用 特公昭62-32844 他３件 真空断熱 特公昭62-60594 他３件 環境対策 特開平8-110153 他２件 発泡体層積層体において熱伝導機能という場合は､断熱機能を意味する場合がほとんど である。１つ目のコンセプトは、建材や運輸関連などの用途のように、一般的には大気温 度における発泡体層積層体の用途に関するものである。これらの用途においては、断熱機 能以外に用途に応じてその他の機能も要求されている。例えば、建材については、強度・ 剛性や防火機能と並んで光や音をさえぎるための研究開発がなされている。また､運輸関連 においては、防音や乗り心地の向上を目指した発泡体層積層体の活用が図られている。さ らに、容器や包装材においてはガス、紫外線あるいは電磁波などの遮蔽と断熱機能などの ために発泡体層積層体の有効利用が図られている。 ２つ目のコンセプトは、高温や低温など大気温度ではない温度領域における発泡体層積 層体の使用や放熱あるいは真空断熱など特殊な用途に関するものである。これらの用途に 102 対しては、使用される状況､目的および効果に対して方法､手段に工夫がこらされていると ともに、特に高温断熱の場合には断熱層にたまった熱の放出に関しても興味のある研究開 発が行われている。また、以前から使用されてきた真空断熱に関しても、断熱効率を上げ るために発泡体層積層体を活用することに関してさまざまな工夫がなされている。 さらに地球環境対策として、これまで発泡剤として用いられてきたフロンに代わる発泡 剤の適用に関する研究開発が進められている。 発泡体層積層体は、積層体の中で最も多く使用されているものであり、その機能を生か して１つの積層体が、唯一の用途にのみ用いられるだけではなく他の用途にも用いられる 場合が多々ある。 図 2.1.1-3 に熱伝導機能を有する発泡体層積層体のいくつかの特許について関連技術と 利用分野の広がりを示す。例えば､熱可塑性ポリエステル樹脂とエチレン系重合体混合物を 1.1∼60 倍に発泡させた発泡層とで構成した積層体（特公平 6-104353）の場合は､断熱性能 だけでなく熱可塑性ポリエステル樹脂の特性である耐熱性を活かして多くの分野において 利用することが出来る。その利用分野としては、断熱材として建材分野､自動車､電車､船舶 などの内装材､冷凍食品容器､構造材として建築物の壁､間仕切り､サンダル､靴底などの緩 衝材、カメラ、電子部品など精密機器の包装材、その他にも浮揚材､各種容器のパッキング 材､ケーブルなどの被覆材､各種スポーツ用品､玩具などの雑貨物などをあげることができ る。 また、軟質合成樹脂からなる上下のフィルムの間にアルミニウムの箔状の反射フィルム と軟質合成樹脂発泡シートを積層した内装用断熱シート（実公昭 64-4512）は、アルミニ ウムの箔状体による輻射熱の透過の遮断と、発泡シートによる熱伝導防止との相乗効果に よる断熱効果に加えて、その柔軟性の特徴を活かして内装用断熱シートとしてだけではな く、保温または保冷を必要とする食品の輸送用材、レジャー用のケースさらに食品類以外 の分野における断熱用材として広く利用することができる。 さらに、硬質ウレタン樹脂発泡体とフェノール樹脂発泡体とを一体発泡させた発泡体層 積層体（特許第 2595658）は、建築構造物や温､冷水配管､浴槽タンクなどの断熱材､鉄道車 両などの断熱や気密保持を目的とした床下地材などに広く用いることができる。 103 図 2.1.1-2 熱伝導機能を有する発泡体層積層体の技術発展図(1/6) 年月は出願月または優先権主張月 ‘85 ‘80 強度・剛性 特公平 6-49297 89.06 東洋ゴム 表面の不燃紙をガラス不織 布と接着し、かつガラス不織 布をフェノール樹脂発泡体 と接触させ、発泡体表面でガ ラス繊維とフェノール樹脂 との FRP 層を形成する｡ 特公昭 62-6980 82.10 日本バイリーン フェノール樹脂発泡 体中にガラス繊維を 均一に分散する｡ 現在の技術を 支える特許 防火 水蒸気透過 特公昭 62-6980 特公平 2-11421 82.09 アキレス 芯材にレゾール型フ ェノール樹脂発泡体 を使用し、紙、構成 樹脂フィルム、鉄箔 を順次積層したシー トを表面材および裏 面材とする｡ 建 実公昭 60-8995 77.07 松下電工 発泡体層の片面 に多数凹設され た空気室の開口 側をシート材で 密封する｡ 特公平 3-55306 86.12 日東紡績 小野田セメント フェノール樹脂フォ ームを芯材とし、そ の片面または両面に 珪酸化カルシウム等 からなる無機質シー トを接合する｡ 特公昭 61-22622 81.04 松下電工 軟質ウレタンフォー ムとフィルムとの間 にお互いに独立した 複数の空気室および お互いに連続した連 通空気室とを形成す る｡ 材 現在の技術を 支える特許 結露防止 遮光 防音 実公平 1-20114 83.10 積水化成品工業 ポリスチレン系樹脂 発泡シートの少なく とも一面に全光線透 過 率 50 ％ 以 上 の 塩 化ビニル系樹脂フィ ルム層を積層する ｡ 実公昭 62-17237 80.04 石川 尭 軟質繊維板とイソシ アネートをベースと する樹脂からなる独 立気泡を形成する合 成樹脂発泡体とを一 体に成形する｡ 特公平 1-32064 84.02 積水化成品工業 スチレン系樹脂の発 泡したシートまたは ボードを表面に配し、 その間にエチレン、プ ロピレンなどの重合 体の発泡したフィル ムまたはシートを挟 む｡ 特公平 2-51385 84.06 積水化学工業 多数の微小貫通孔を設 けた独立気泡性発泡シ ートを金属板に貼着す る｡ 特公平 4-2098 84.03 旭ファイバーグラス 一対の金属板と発泡 フェノール樹脂との 間にグラスウール層 を設ける｡ 104 特許 2595658 88.05 ブリヂストン 硬質ウレタン樹 脂発泡体とフェ ノール樹脂発泡 体とを一体発泡 する｡ 図 2.1.1-2 熱伝導機能を有する発泡体層積層体の技術発展図(2/6) 年月は出願月または優先権主張月 ‘95 特開平 8-174732 94.12 群栄化学工業 ハニカムコアのセル内 をフェノール樹脂発泡 体で充填するとともに、 成形物の表面材を材質 がマット状繊維物の材 質と異なる材料で被覆 した自動車用｡ 特開平 6-344459 93.06 積水化学工業 表裏に貫通する小孔およ び裏面まで貫通しない小 孔を多数有する低密度ポ リエチレン発泡体を接着 シートを介して金属板に 積層する｡ 特開平 10-29258 96.07 三菱化学 高発泡層の両面に低発 泡層を積層した芯材と 表面材の金属薄板との 間に無発泡層を介在さ せる｡ 特開平 11-291425 98.08 積水化学工業 発泡性複合シートを加熱 発泡させて、シート厚み 方向に直立したラグビー ボール状に並ぶ気泡を形 成する｡ 特開平 9-88250 96.06 古河電気工業 金属板、アクリル酸エステ ル系共重合体の樹脂層、金 属シートおよび発泡体シ ートをこの順序に積層し て一体化する｡ 特開平 8-283050 95.04 ブリヂストン ガラス板体の間に ポリウレタンフォ ームを対流防止層 として挿入する｡ 特開平 11-131689 97.10 ダウ化工 シリカ粉末を含有する マット材質を表面に設 けたプラスチックフィ ルムを含む表面材を、拡 散光透過性硬質プラス チック発泡板に積層す る｡ 特開平 10-30301 96.07 三菱マテリアル ハニカム構造体を芯 材とし、その表裏面を セメント、石膏等の水 硬性物質を主原料と する板材で挟着する｡ 105 図 2.1.1-2 熱伝導機能を有する発泡体層積層体の技術発展図(3/6) 年月は出願月または優先権主張月 ‘75 ‘85 吸音 運 特公平 4-23911 87.07 日本インサルテック 全体を加圧加熱し て、熱硬化性樹脂の 硬化と軟質ウレタン フォームシートの軟 化融着とを同時に行 い、一体成形した車 両用吸音断熱体｡ 輸 特公平 4-61766 84.02 住友化学工業 発 泡 倍 率 が 2.5 倍 以 下で、発泡セルが細か く均一なポリプロピ レン系発泡層の両面 または片面をポリプ ロピレン製無発泡層 で被覆した自動車用 内装材｡ 関 連 特公平 4-61766 包 装 材 特公昭 60−36375 78.08 古河電気工業 ポリオキシジア ゾール系樹脂の ゲル状繊維のシ ートの両側にポ リオキシジアゾ ール系樹脂のゲ ル状フィルムを 適当な圧力で圧 着し加熱乾燥す る｡ 実公昭 64-4512 83.04 ミツウマ 軟質合成樹脂フ ィルムとアルミ ニウムの箔状の 反射フィルムと 軟質合成樹脂か らなる発泡シー トと軟質合成樹 脂フィルムとを 順次積層する｡ 特公平 6-33195 86.06 イビデン 発泡体内部の本 体と同質の炭化 収率を有する炭 素質または黒鉛 質の被膜を形成 し、発泡成形体 と被膜とを一体 化させる｡ 容 器 実公平 4-14332 84.06 大日本印刷 スチレン系樹脂発 泡シート、気体遮蔽 性を有するフィル ムおよび遮光性を 有するフィルムを 積層した材料を積 層する｡ 106 実公平 6-11183 87.12 日本スチレンぺーパー ガスバリヤー層を含む 上層シートと下層シー トとにおいてポリオレ フィン系樹脂発泡体を 上層シートまたは下層 シートの凹凸上表面に 積層する｡ 特公平 4-46748 88.11 旭化成工業 耐熱性合成樹脂フィ ルムと塩化ビニリデ ン系樹脂層とを接着 剤層を介して接着し、 ポリプロピレン系架 橋発泡シートを塩化 ビニリデン系樹脂層 に接着する｡ 図 2.1.1-2 熱伝導機能を有する発泡体層積層体の技術発展図(4/6) 年月は出願月または優先権主張月 ‘95 特公平 8-2606 90.06 積水化成品工業 軟質スポンジに発 泡性フェノール樹 脂原液を含浸させ た後、この両面に補 強繊維を配置し型 内で原液を発泡硬 化させる｡ 乗り心地 特許 2942897 90.01 日本無機 インシュレータ本 体に熱可塑性合成 樹脂フィルムを介 して軟質ポリウレ タンフォームの表 皮材を積層する｡ 特許 2513565 92.09 日本特殊塗料 特定の樹脂発泡 性ビーズをコー ティングした拘 束層を用いて内 装材とする｡ 特許 2601786 92.09 池田物産 合成樹脂含浸ポリウ レタン発泡体シート に架橋構造を有する ポリウレタンエラス トマーを含浸した繊 維シートを重合し所 定の形状に成形する｡ 特開平 9-277412 96.04 アルテック 発泡体ポリスチレン 層とポリスチレンフ ィルム層との中間層 にアクリル共重合物 層を設けて非帯電性 複合発泡ポリスチレ ンシートを形成する｡ 107 ‘75 図 2.1.1-2 熱伝導機能を有する発泡体層積層体の技術発展図(5/6) 年月は出願月または優先権主張月 ‘85 高温用 特公平 4-31299 85.05 鈴木 貞夫 ウレタン樹脂系ま たはフェノール樹 脂系発泡体に耐火 性、耐薬品性を有 する無機質シート を積層複合させ る｡ 特公平 6-59726 87.02 川崎製鉄 川崎重工業 炭素繊維強化炭素 板と、炭素微小中 空体および樹脂か らなる成形体とを 焼成して得られた カーボンフォーム とを積層一体化す る｡ 放熱 特公平 4-31299 特公平 6-104353 87.12 昭和電工 熱可塑性ポリエス テル樹脂とエチレ ン系重合体混合物 を 1.1∼60 倍に発 泡させた発泡層と から構成する ｡ 特許 2505556 87.12(優) エム・アー・エヌ・テク ノロジー・アクチエンゲ ゼルシャフト（ドイツ） 多層断熱体パケットを高 反射性でガス透過性の箔 で分離し、内部表面から 外部表面にむけて繊維充 填物の中の繊維径を大き くするかまたは密度を減 少させた宇宙飛行体用加 熱遮断材｡ 特 殊 用 極低温用 途 真空断熱 特公昭 62-32844 80.01 東洋ゴム ポリイソシアネ ート系の断熱性 硬質発泡体の両 面に、繊維層を介 して合板を設け、 これらを接着剤 で一体的に強固 に接合した超低 温用断熱材｡ 特公昭 62-60594 79.05 日本酸素 連続開気孔構造の アルカリ土類金属 ケイ酸塩成形体の 気孔内部を真空に 保持し、これを金 属箔等の積層体で 真空包装した充填 体ユニットを用い た真空構造体｡ 特公昭 62-778 81.02 川崎重工業 明星工業 発泡樹脂製断熱材 に、適当な間隔を隔 てて肉厚方向に貫 通またはほぼ貫通 する状態で複数の 樹脂製の補強柱状 部材を傾斜姿勢で 埋入した超低温用 液化ガス用断熱材｡ 特公平 5-57105 83.01 松下電器産業 ラミネートフィル ム容器の熱融着密 封層フィルムを高 密度ポリエチレン またはポリプロピ レンとした真空断 熱板｡ 108 特公平 2-47346 82.07 ダウ化工 硬質合成樹脂発 泡板を全層また は大部分の層で 断熱層とし、幅、 長さ方向の伸度 が ８ ∼ 60 ％ の 高 伸度の発泡体層 を設けた低温断 熱用複合板 ｡ 図 2.1.1-2 熱伝導機能を有する発泡体層積層体の技術発展図(6/6) 年月は出願月または優先権主張月 ‘95 特許 2974721 90.03 ブリヂストン 少なくとも一面に金属箔 反射層を備えた無機質繊 維材料よりなる断熱層と 軟質ポリウレタンフォー ムよりなる吸音層を一体 に張り合わせる｡ 特開平 11-241428 98.02 三菱重工業 二つの表板の間に低 温側にポリウレタン フォーム高温側にグ ラスウールを配置し た耐熱断熱材｡ 特開平 8-238707 95.03 信越化学工業 わずかな力で変形に 追従できるとともに 冷却部分と集積回路 素子との接触を十分 に確保し、集積回路で 発生した熱を冷却部 に伝えることのでき る集積回路の冷却構 造用材｡ 特開平 9-60143 95.08 積水化学工業 表面に溝を形成 した発泡体と表 面材とを貼着す ることにより通 気路を形成した 放熱性能の高い 断熱パネル｡ 特開平 7-61493 93.08 ダウ化工 複数のスリットを有する 板状ポリスチレン発泡体 からなる低温側断熱層と これに積層した常温側断 熱層との積層界面に補強 用メッシュを介在させ る｡ 特開平 10-86255 96.09 日本バフテム 表面全体に針状の穴を 開けた硬質ポリウレタ ンフォーム板をコア材 としガスバリヤー性フ ィルムの容器で覆い、 その内部を減圧して密 封した真空断熱材｡ 特開平 7-332587 94.06 旭化成工業 気 孔 径 １ ∼ 20μ m、 連 続気泡率 90∼100％、 密度 20∼100kg/m 3 の 熱可塑性樹脂多孔質体 シートを、ガスバリヤ ー性包装材にて真空包 装した真空断熱材 ｡ 環境 対策 特開平 3-152160 89.10(優) ビーエーエスエフ アクチエンゲルシャ フト(ドイツ) ノンフロン系発泡剤 としてシクロペンタ ンおよびシクロヘキ サンを利用する｡ 特開平 8-110153 94.10 松下冷機 発泡剤成分として 少なくとも一成分 以上のフルオロヨ ードカーボンまた はハイドロフルオ ロヨードカーボン を適用する｡ 現在の技術を 支える特許 109 特開平 10-81776 96.08 ザ、セロテックスコ ーポレーション （米国） 発泡剤としてオゾ ン層破壊性のクロ ロフルオロカーボ ンを使用せずに独 立気泡硬質ポリマ ーフォームを形成 特開平 11-248344 98.02 日立製作所 シクロペンタンと 水混合系を用い て、高速でウレタ ン充填量の低減お よび熱漏洩量低減 による省エネタイ プの断熱箱を形成 する｡ 図 2.1.1-3 熱伝導機能を有する発泡体層積層体の利用分野と関連技術(1/2) ＜利用分野＞ <関連技術＞ 断熱材： 高分子材料技術 建材、自動車､電車､船舶など の内装材、冷凍食品容器、各 高分子材料加工技術 種パイプカバーなど 構造材： 伝熱技術 特公平 6-104353 建築物の壁､間仕 積層物 切り､サンダル､ 靴底など 建築技術 車両製造技術 緩衝材および電装材： カメラなどの精密機械 の包装材､食品などの 食品加工技術 包装材など 電装材加工技術 その他： 精密機械製造技術 浮揚材、布紙代用材､各種容器のパッ キング材､ケーブルの被覆材､各種ス 包装技術 ポーツ用品、玩具などの雑貨物 高分子材料技術 高分子材料 加工技術 断熱材： 特許 2595658 建材、鉄道車 発泡積層体 両、冷水配管、 浴槽タンクな 伝熱技術 ど 建築技術 構造材： 車両製造技術 建築構造物な ど 製缶技術 配管技術 その他： 気密性保持のための床下材など 包装技術 110 図 2.1.1-3 熱伝導機能を有する発泡体層積層体の利用分野と関連技術(2/2) ＜利用分野＞ ＜関連技術＞ 高分子材料技術 実公昭 64-4512 内装用断熱シート 断熱材： 生鮮食品､保 温･保冷食品類 高分子材料 加工技術 の食品輸送の 断熱材、内装用 断熱シートな ど 伝熱技術 建築技術 包装材： 生鮮食品輸送 用包装材､冷 車両製造技術 凍食品輸送用 包装材、レジ 食品加工技術 ャーボックス など 包装技術 111
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