●Fターム (FT)
1.4 技術開発の課題と解決手段
1.4.5 金属・セラミックス混合被膜
金属・セラミックス混合皮膜の課題と解決手段を図1.4.5に示す。さらに、具体的課題 および解決手段に対応する出願状況を表1.4.5‑1に示す。また、課題と解決手段に対応す る出願人状況を表1.4.5‑2に示す。
4 27 3 13 9 2 8 1 1
13 1 20 8 6
5 3 3 3
1 1 2 2
1 1 1 3 1 2
5 7 7 2 4 2
1 8 9 2 4 1
1
4 1 3 1 1 1 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
図 1.4.5 金属・セラミックス混合皮膜の課題と解決手段
装 置 の 構 成 ・ 構 造
成 膜 条 件 の 制 御
前 処 理 ・ 後 処 理
成 膜 操 作
皮 膜 の 構 造
皮 膜 の 構 成
皮 膜 原 料 の 選 択
皮 膜 の 材 質 ・ 特 性
基 体 表 面 の 性 状
基 体 材 質 の 選 定
解決手段
基体の特性 皮膜の特性 成膜操作・装置
機械的機能の付与 熱的・化学的 機能の付与 複合機能の付与 意匠性・電磁 気的機能の付与 皮膜の品質向上 密着性の向上 被覆物の品質向上 成膜操作・制 御性の向上 コスト低減・
生産性の向上 課 題 経 済 性 の 向 上 品 質 の 向 上
1991 年 １ 月 以 降 出 願 さ れ 2003 年 ７ 月 ま で に 公 開 さ れ た 特 許 ・ 実 用 新 案
表 1.4.5‑1 金属・セラミックス混合皮膜の課題と解決手段に対応する出願件数
基 体 形 状
・ 組 成
・ 構 造 の 調 整
基 体 表 面 特 性 の 調 整
・ 改 質
皮 膜 材 質
・ 組 成 の 改 善
皮 膜 特 性 の 設 定
原 料 材 質
・ 組 成 の 選 択
原 料 粒 子 の 粒 径
・ 構 造
被 膜 部 位
・ 範 囲 の 特 定
複 層 / 皮 膜 の 組 合 せ
傾 斜 組 成 層
繰 返 し / 交 互 積 層
中 間 層 の 材 質
・ 組 成
・ 構 造
下 地 層 の 材 質
・ 組 成
・ 構 造
皮 膜 組 織 の 構 造
結 晶 粒 子 の 形 状
分 散 構 造
そ の 他 の 構 造
成 膜 方 法
・ 工 程 の 選 択
成 膜 条 件 の 操 作
基 体 表 面 の 硬 化
基 体 表 面 の 清 浄 化
・ 平 滑 化 等
膜 質 の 改 善
皮 膜 表 面 の 硬 化
・ 改 質
温 度
・ 圧 力 の 制 御
時 間
・ 流 量 等 の 制 御
装 置 の 構 成
装 置 の 構 造
摺動特性の向上 3 1 1 2 1
耐摩耗性の向上 1 2 22 2 2 4 5 2 4 2 1 1 5 1 1
硬度・強度の向上 1 1 1 2
欠損性・なじみ性等の 機能付与
耐熱性の向上 2 2 2 1 1 2 1
断熱特性の向上 1 1 1 1 1 1
熱疲労・溶損性等の特
性向上 1 1
耐腐食性の向上 9 1 1 2 8 1 1 1 1 4 その他の化学的機能
の向上
5 1 2 1 2 1 2
電磁気的機能の付与 1 1 2
意匠性の付与 2
耐割れ性・耐剥離性等
の改善 1 1 1
耐劣化性・耐汚れ性の 防止
皮膜品質の向上 1 1 1 1 2
膜厚特性の向上 皮膜表面品質の向上
5 3 1 3 4 2 1 2 1 1 2 2
信頼性の向上 1 1
安定性・安全性の向上 7 3 4 1 2 2
取扱性等の向上 1
被覆物の性能向上 1 1
被覆物の高精度化
適用性の拡大等 1
成膜精度の向上 成膜操作の信頼性・安
全性の向上 1
制御性の向上 成膜条件の緩和
成膜効率の向上 1 1 2 1 1 1 1
稼働率の向上 1
成膜コストの削減 2 1
被覆物・装置に対する コスト削減
成 膜 条 件 の 制 御
装 置 の 構 成
・ 構 造 成
膜 操 作
前 処 理
・ 後 処 理
機械的機能 の付与
熱的・化学 的機能の付 与
皮 膜 の 構 成
皮 膜 の 構 造 基
体 表 面 の 性 状
皮 膜 の 材 質
・ 特 性
皮 膜 原 料 の 選 択
被覆物の品 質向上
成膜操作・
制御性の向 上
コスト低 減・生産性 の向上 複合機能の付与 意匠性・電 磁気的機能 の付与
皮膜の品質 向上
密着性の向上
解決手段
課題
金属・セラミックス混合皮膜においては、機械的機能の付与および熱的・化学的機能の 付与が主な課題となっている。
これらの課題に対する解決手段としては、皮膜の材質や特性の選択および皮膜の構成に よるものが多い。次いで、皮膜の構造によるものおよび前処理・後処理によるものとなっ ている。
出願企業の面で見ると、トーカロ、新日本製鐵および日鉄ハードの出願件数が多い。
トーカロは、表面改質特に溶射技術による表面改質を得意とする開発主導型企業で、機 械的機能、熱的・化学的機能の付与、密着性の向上および被覆物の品質向上を中心として 幅広く開発課題を取上げている。解決手段も、皮膜の特性によるものおよび前処理・後処 理を中心とした成膜操作によるものなど広い範囲に及んでいる。さらに、出願件数のうち 約３分の１は、他の企業との共同出願であり、他の企業と組んで溶射による表面処理に対 処していることが分かる。
新日本製鐵においては、機械的機能の付与が最も多い課題であり、次いで被覆物の品質 向上および密着性の向上が取上げられている。機械的機能の付与に対しては、皮膜の構成 および皮膜の特性による解決手段の適用が最も多い。被覆物の品質向上および密着性の向 上に対しては、皮膜の特性を中心とした解決の試みがなされている。
日鉄ハードにおいては、熱的・化学的特性の付与が最も多い課題となっている。新日本 製鐵の関係会社として、熱処理用ハースロールや連続鋳造用モールドの耐熱性・耐食性の 向上などに当たっていることが、その背景であると思われる。解決手段としては、皮膜の 材質・特性によるものおよび皮膜の構成によるものが多い。
表 1.4.5‑2 金属・セラミックス混合皮膜の課題と解決手段に対応する出願人(1/4)
解 決 手 段
基 体 の 特 性 皮 膜 の 特 性
課 題
基 体 表 面 の 性
状 皮 膜 の 材 質 ・ 特 性 皮 膜 原 料 の 選
択 皮 膜 の 構 成 皮 膜 の 構 造
機械的機能の付与
4
新 日 本 製 鐵 2 神 戸 製 鋼 所 日 立 ツ − ル
27 リ ケ ン 3 住 友 金 属 工 業 2
新 日 本 製 鐵 + 日 鉄 ハ − ド 2
石 川 島 播 磨 重 工 業 2 シ ッ プ ・ ア ン ド ・ オ − シ ャ ン 財 団 +ト − カ ロ +新 潟 鉄 工 所
ト ヨ タ 自 動 車 + ア イ シ ン 高 丘 ユ ナ イ テ ッ ド ・ テ ク ノ ロ ジ − ズ
ユ ニ オ ン ・ カ − バ イ ド コ − テ ィ ン グ ズ ・ サ − ビ ス ・ テ ク ノ ロ ジ − 三 菱 マ テ リ ア ル 住 友 金 属 工 業 + 大 阪 富 士 工 業
住 友 金 属 鉱 山 新 日 本 製 鐵 第 一 高 周 波 工 業 田 中 貴 金 属 工 業 東 芝
産 業 技 術 総 合 研 究 所 + 日 本 パ − カ ラ イ ジ ン グ + 不 二 越 +日 立 精 機
日 鉄 ハ − ド
日 本 ピ ス ト ン リ ン グ 日 本 ピ ス ト ン リ ン グ + ス ル ザ − メ テ コ ジ ャ パ ン 日 立 金 属
日 立 製 作 所 日 立 造 船
3
ス ル ザ − メ テ コ ジ ャ パ ン + 日 陽 エ ン ジ ニ ア リ ン グ フ ジ ミ イ ン コ
− ポ レ − テ ッ ド
日 鉄 ハ − ド + 三 井 造 船
13
新 日 本 製 鐵 4
エ ム ・ ア − ・ エ ヌ ・ ベ
− ・ オ グ ・ ド バ ル ド ベ デ ィ − ゼ ル
ケ ン ナ メ タ ル ト ヨ タ 自 動 車
山 田 金 属 防 蝕 + 松 元 講 一 +福 岡 県
積 水 化 学 工 業 第 一 高 周 波 工 業 東 芝 機 械
日 本 碍 子 +ト − カ ロ 名 機 製 作 所
9
帝 国 ピ ス ト ン リ ン グ 2
ト ヨ タ 自 動 車 ユ ナ イ テ ッ ド ・ テ ク ノ ロ ジ − ズ 住 友 電 気 工 業 新 日 本 製 鐵 日 本 ピ ス ト ン リ ン グ
日 立 ツ − ル 名 機 製 作 所
熱的・化学的機能の付与
13
日 鉄 ハ − ド 3
プ ラ ク ス エ ア ・ エ ス ・ テ ィ − ・ テ ク ノ ロ ジ − メ タ ラ ミ ッ ク ス 三 島 光 産 三 菱 重 工 業 新 日 本 製 鐵 太 平 洋 セ メ ン ト 東 芝
東 芝 タ ン ガ ロ イ 日 立 製 作 所 日 立 造 船 +宇 部 興 産
1
エ ア ・ プ ロ ダ ク ツ ・ ア ン ド Ｃ Ｈ Ｅ Ｍ
20
住 友 金 属 鉱 山 4 日 鉄 ハ − ド 2 日 立 製 作 所 2 Ｊ Ｆ Ｅ
ジ ョ ン ソ ン ・ マ シ − ス ネ ク マ ・ モ ト ウ − ル テ − ピ 工 業
バ ブ コ ッ ク 日 立 三 菱 重 工 業 +東 北 電 力 新 日 本 製 鐵
神 戸 製 鋼 所
村 田 ボ − リ ン グ 技 研 第 一 高 周 波 工 業 日 本 ピ ス ト ン リ ン グ 立 石 電 機
8
ト − カ ロ 2 東 芝 2
ト − カ ロ + 住 友 化 学 工 業
プ ラ ス テ イ ク ・ フ レ イ ム コ − ト ・ シ ス テ イ ム ズ ホ イ ザ − ・ ウ ン ト 日 鉄 ハ − ド + パ ウ レ ッ ク ス
品質の向上
複合機能の付与
5
プ ラ ク ス エ ア ・ エ ス ・ テ ィ − ・ テ ク ノ ロ ジ − 2 神 戸 製 鋼 所
東 芝 日 鉄 ハ − ド
3
科 学 技 術 振 興 機 構 第 一 高 周 波 工 業 日 立 製 作 所
3 東 芝 2 神 戸 製 鋼 所
表 1.4.5‑2 金属・セラミックス混合皮膜の課題と解決手段に対応する出願人(2/4)
解 決 手 段
成 膜 操 作 ・ 装 置
課 題 成 膜 操 作 前 処 理 ・ 後 処 理 成 膜 条 件 の 制 御 装 置 の 構 成 ・ 構 造
機械的機能の付与
2
近 畿 高 エ ネ ル ギ
− 加 工 技 術 研 究 所
大 豊 工 業
8 Ｊ Ｆ Ｅ ト − カ ロ
旭 硝 子 セ ラ ミ ッ ク ス 住 友 重 機 械 鋳 鍛 + 住 友 重 機 械 工 業 +市 井 一 男 神 戸 製 鋼 所 +ト − カ ロ 村 田 ボ − リ ン グ 技 研 日 鉄 ハ − ド
日 立 製 作 所
1
三 島 光 産 +新 日 本 製 鐵
1
フ リ − ド ・ ク ル ッ プ
熱的・化学的機能の付与
6
ト − カ ロ 2 日 鉄 ハ − ド 2 Ｊ Ｆ Ｅ
ト − カ ロ +新 日 本 製 鐵
品質の向上
複合機能の付与
3
ト − カ ロ 新 日 本 製 鐵
石 油 産 業 活 性 化 セ ン タ
− +出 光 興 産
表 1.4.5‑2 金属・セラミックス混合皮膜の課題と解決手段に対応する出願人(3/4)
解 決 手 段 基体の特性 皮 膜 の 特 性
課 題
基 体 表 面 の 性
状 皮 膜 の 材 質 ・ 特 性 基 体 表 面 の 性
状 皮 膜 の 材 質 ・ 特 性 基 体 表 面 の 性 状
意匠性・電磁気的機能の付与
1
山 口 県
1
松 下 電 器 産 業 2
セ イ コ − 電 子 工 業 モ エ ン
皮膜の品質向上
1
プ ラ ク ス エ ア ・ エ ス ・ テ ィ − ・ テ ク ノ ロ ジ −
1
信 越 化 学 工 業 1
日 立 製 作 所
3
Ｊ Ｆ Ｅ + 第 一 高 周 波 工 業
第 一 高 周 波 工 業 + 光 栄 精 工
日 本 タ ン グ ス テ ン + 光 栄 精 工
密着性の向上
5
プ ラ ク ス エ ア ・ エ ス ・ テ ィ − ・ テ ク ノ ロ ジ − 新 潟 鉄 工 所 +ト − カ ロ 新 日 本 製 鐵 +フ ジ コ − 帝 国 ク ロ ム + ト ヨ タ 自 動 車 +日 本 ユ テ ク
日 本 碍 子
7
三 菱 マ テ リ ア ル 神 戸 ツ ー ル ズ
三 菱 重 工 業 新 日 本 製 鐵
新 日 本 製 鐵 +三 島 光 産 神 戸 製 鋼 所
東 芝
東 芝 タ ン ガ ロ イ 7
三 菱 マ テ リ ア ル 2 ト − カ ロ フ ジ コ − 新 日 本 製 鐵 東 芝
東 芝 タ ン ガ ロ イ
品質の向上
被覆物の品質向上
1 加 藤 発 条
8
Ｊ Ｆ Ｅ + プ ラ ク ス エ ア エ ス ・ テ ィ − ・ テ ク ノ ロ ジ −
ト − カ ロ + ベ ス ビ ウ ス ジ ャ パ ン + ベ ス ビ ウ ス ・ フ ラ ン ス
ブ リ ヂ ス ト ン 新 日 本 製 鐵
新 日 本 製 鐵 +日 鉄 ハ − ド 石 川 島 播 磨 重 工 業 太 平 洋 セ メ ン ト 日 新 製 鋼
9
Ｊ Ｆ Ｅ +ト − カ ロ ト − カ ロ
ト ヨ タ 自 動 車 + 中 部 助 川 興 業 +宇 部 興 産 兼 房
住 友 金 属 工 業 新 日 本 製 鐵 + プ ラ ク ス エ ア 工 学
中 部 助 川 興 業 + ト ヨ タ 自 動 車
日 立 製 作 所 ス ズ キ
2
住 友 金 属 工 業 新 日 本 製 鐵
成膜操作・制御性の向上
経済性の向上
コスト低減・生産性の向上
4
帝 国 ピ ス ト ン リ ン グ 2 三 島 光 産
東 芝 タ ン ガ ロ イ
1
川 崎 重 工 業 3
フ ォ − ド ・ モ − タ − 三 島 光 産
日 立 建 機
1
石 川 島 播 磨 重 工 業