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技術 担持体のための熱的な吹付け方法及び該方法を実施するための装置

出願人 ハイデルベルガードルツクマシーネンアクチエンゲゼルシヤフト
発明者 ウドティットゲマイアー
出願日 1998年9月11日 (22年3ヶ月経過) 出願番号 1998-258424
公開日 1999年6月22日 (21年6ヶ月経過) 公開番号 1999-165478
状態 未査定
技術分野 印刷版及びその材料 鋳造前の予備処理と金属の鋳造 溶射または鋳込みによる被覆
主要キーワード 結合シーム 形状賦与 シリンダピン シリンダ周面 ソリッド材料 圧縮空気接続 円筒軸線 放射法
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年6月22日)のものです。
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図面 (5)

課題

熱的に吹付けられたエンドレスな層を製造する方法と装置を提供すること。

解決手段

まずできるだけ丸い縁が生ぜしめられるように基体(5)の表面をコンディショニングし、このようにコンディショニングされた周面(8)に分離剤を施したあとで、金属/金属合金又は流動性合金を、回転させられた基体(5)の、コンディショニングされかつ被覆された円筒周面(8)の上に、吹付けヘッド(11)を送って吹付け、最後に、得られた吹付け層(14)を基体(5)から剥離すること。

概要

背景

DE4140768C2号明細書には印刷機版胴のために金属製の材料から成るオフセット版を製造する方法が開示されている。まず、板が版胴の周囲と幅に相当する寸法で切られかつ少なくとも一方の端面側に見当合わせ装置が設けられる。次いで切離された切片製版にとって一般的な形式被覆されかつ露光され、次いで方形の板には溶接装置において曲げることで円筒形の形が与えられ、正しい見当張設される。切片の互いに向き合った縁は、互いに長手方向にシーム溶接される。この場合、溶接プロセスはそれぞれ上側と下側とに凹面状の溶接シームが生じるように行なわれる。板状の切片を被覆しかつ露光する他に、これによって得られた印刷版は版胴の上で被覆されかつ露光されることができる。

この製造方法の欠点は、あとで直径をもたらす板状の切片の延ばされた長さが、正確に平行で1/10mmよりもはっきりと高い精度で切離される必要があることである。さらに溶接の際に熱が導入されることによって溶接シーム範囲において材料に長手方向の歪みが生じる。この歪みは溶接シームに沿って両側に波状性をもたらす。このようにして製造されたスリーブを用いた場合には、この不可避の波状性はシーム範囲において、閉じこめられた空気をもたらす。この閉じこめられた空気はスリーブの上に外側から押圧力が作用するとスリーブの下で移動する。この結果、スリーブは円筒体の上で回動させられることになる。このためにこの方法で製造されたスリーブの口径を後から補正する付加的な作業工程が必要になる。

DE3908999C2号には円筒体と円筒体を被覆する方法が開示されている。この場合には被覆材料として、駆進剤と阻害剤を混合させた流動性フォームが、回転と送りとを使って円筒体の上にほぼ螺旋状に施される。スリーブ材料としては金属アルミニウム又は炭素繊維補強されたプラスチックが使用される。プラスチックスリーブの使用はもちろん欠点を有している。例えばプラスチックスリーブにおいて金属製スリーブと比較し得る座着強度を達成するためには、著しくわずかな弾性モジュールに直面して壁厚を大きく製作されなければならない。例えば処理しようとする機能層に熱を加えた場合により高い温度に晒される大きい壁厚は、温度に対し敏感であり、これは寸法精度の損失と高い内部応力の形成をもたらす惧れがある。

EP0421145A2号並びにEP0715966A1号からはスリーブ状のゴム布であって、輪転印刷機ゴム胴側方から取付けられるものが公知である。ゴム被覆ニッケルスリーブの上に施されている。ニッケルスリーブはガルヴァニ法で製作される。ニッケル浴に入れられた母円筒においては、薄いニッケル膜析出される。このニッケル膜はあとで必要な壁厚に達した後、母円筒から剥離される。この方法を使ってニッケルスリーブを製作することは、高い電流消費を結果としてもたらしかつきわめて時間がかかる。

熱的な吹付け法は今日では、機械コンポーネント移植組織又は建築コンポーネント等の種々の構成部材を多くの工材で被覆するために使用される。被覆に際して使用される吹付け法と吹付け添加剤使用分野に大きく関連する。熱的な吹付けの典型的な使用分野としては摩耗及び腐蝕保護、修理被覆並びに熱的又は電気的な絶縁の他に、これらの組合せが考えられる。

要求の多い被覆課題を解決するための前述の一般的な吹付け技術の目的はこれまでは、被覆しようとする構成部分に、形成された層ができるだけ良好に付着するようにすることであった。

概要

熱的に吹付けられたエンドレスな層を製造する方法と装置を提供すること。

まずできるだけ丸い縁が生ぜしめられるように基体(5)の表面をコンディショニングし、このようにコンディショニングされた周面(8)に分離剤を施したあとで、金属/金属合金又は流動性の合金を、回転させられた基体(5)の、コンディショニングされかつ被覆された円筒周面(8)の上に、吹付けヘッド(11)を送って吹付け、最後に、得られた吹付け層(14)を基体(5)から剥離すること。

目的

本発明の課題は、前述の公知技術の弱点と欠点及び吹付け法の使用に基づき、グラフィック工業において伝達担持体、印刷版、胴張り及びそれに類似したものを製作するために、強度及び剛性が適正化されたベース担持体スリーブを安価に提供することである。

効果

実績

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請求項1

熱的に吹付けられたエンドレスな層を製造する方法であって、以下の方法段階、つまり、できるだけ丸い縁を有する形状賦与基体(5)の表面(8)をコンディショニングすること、このようにコンディショニングされた形状賦与基体(5)の表面(8)の上に分離剤を施すこと、形状賦与基体(5)を回転させかつ吹付けヘッド(11)を送って形状賦与基体(5)のコンディショニングされた表面(8)に金属/金属合金又は流動性合金を吹付けること、得られた吹付け層(14)を形状賦与基体(5)から剥離すること、を特徴とする、担持体のための熱的な吹付け方法

請求項2

材料の吹付けを火炎吹付け法にしたがって行なう、請求項1記載の方法。

請求項3

材料の吹付けをアーク吹付け法で行なう、請求項1記載の方法。

請求項4

材料の吹付けを高速火炎吹付け方法で行なう、請求項1記載の方法。

請求項5

材料の吹付けをプラズマ吹付け方法にしたがって行なう、請求項1記載の方法。

請求項6

吹付けられる材料が酸化物である、請求項2から5までのいずれか1項記載の方法。

請求項7

吹付けられる材料がカーバイトである、請求項2から5までのいずれか1項記載の方法。

請求項8

吹付けられる材料がセラミック金属混合物である、請求項2から5までのいずれか1項記載の方法。

請求項9

形状賦与基体(5)の表面(8)のコンディショニングを放射法で行なう、請求項1記載の方法。

請求項10

形状賦与基体(5)の表面(8)の粗面度がRz25μmである、請求項9記載の方法。

請求項11

形状賦与基体(5)の表面(8)の放射ガラス球で行なう、請求項9記載の方法。

請求項12

放射法の放射圧が2.5と3.5バールの間である、請求項9記載の方法。

請求項13

形状賦与基体(5)のコンディショニングされた表面(8)が5μmまでの厚さの分離剤層を備えている、請求項1記載の方法。

請求項14

分離剤がグラファイトである、請求項13記載の方法。

請求項15

分離剤がシリコンである、請求項13記載の方法。

請求項16

分離剤がテフロンである、請求項13記載の方法。

請求項17

吹付け層(14)の厚さが0.1と0.6mmの間である、請求項1記載の方法。

請求項18

形状賦与基体が支持円筒(5)と引抜円板(19)とを有し、支持円筒(5)と引抜き円板(19)との間に偏向面取部(23)が形成されており、該偏向面取部(23)が、熱的に施された吹付け層(14)に狭窄個所(30)を生ぜしめる、請求項1記載の方法を実施する装置。

請求項19

支持円筒(5)と引抜き円板(19)が互いに相対運動可能である、請求項18記載の装置。

請求項20

支持円筒(5)と引抜き円板(19)との間に膨張室(22)が存在している、請求項18記載の装置。

請求項21

リング状のギャップ(29)が1つの端面(27)で円筒側でかつ1つの端面(28)で円板側で制限されている、請求項18記載の装置。

請求項22

リング状のギャップ(29)が熱的に吹付けられた層(14)の狭窄個所(30)の下側の偏向面取部(23)に開口している、請求項18記載の装置。

請求項23

支持円筒(5)が端面側に1つの偏向面取部(23.1)を有している、請求項18記載の装置。

請求項24

引抜き円板(19)が1つの端面側に偏向面取部(23.2)を有している、請求項18記載の装置。

請求項25

熱的に吹付けられた材料から成り、材料厚さが0.1と0.6mmとの間である、輪転印刷機の胴に張設されるスリーブ形のエンドレス物体

技術分野

0001

本発明は担持体を製造する熱的な吹付け方法と該方法を実施するための装置とに関する。この場合、得られた担持体は特にグラビア工業界で使用される。

背景技術

0002

DE4140768C2号明細書には印刷機版胴のために金属製の材料から成るオフセット版を製造する方法が開示されている。まず、板が版胴の周囲と幅に相当する寸法で切られかつ少なくとも一方の端面側に見当合わせ装置が設けられる。次いで切離された切片製版にとって一般的な形式被覆されかつ露光され、次いで方形の板には溶接装置において曲げることで円筒形の形が与えられ、正しい見当張設される。切片の互いに向き合った縁は、互いに長手方向にシーム溶接される。この場合、溶接プロセスはそれぞれ上側と下側とに凹面状の溶接シームが生じるように行なわれる。板状の切片を被覆しかつ露光する他に、これによって得られた印刷版は版胴の上で被覆されかつ露光されることができる。

0003

この製造方法の欠点は、あとで直径をもたらす板状の切片の延ばされた長さが、正確に平行で1/10mmよりもはっきりと高い精度で切離される必要があることである。さらに溶接の際に熱が導入されることによって溶接シーム範囲において材料に長手方向の歪みが生じる。この歪みは溶接シームに沿って両側に波状性をもたらす。このようにして製造されたスリーブを用いた場合には、この不可避の波状性はシーム範囲において、閉じこめられた空気をもたらす。この閉じこめられた空気はスリーブの上に外側から押圧力が作用するとスリーブの下で移動する。この結果、スリーブは円筒体の上で回動させられることになる。このためにこの方法で製造されたスリーブの口径を後から補正する付加的な作業工程が必要になる。

0004

DE3908999C2号には円筒体と円筒体を被覆する方法が開示されている。この場合には被覆材料として、駆進剤と阻害剤を混合させた流動性フォームが、回転と送りとを使って円筒体の上にほぼ螺旋状に施される。スリーブ材料としては金属アルミニウム又は炭素繊維補強されたプラスチックが使用される。プラスチックスリーブの使用はもちろん欠点を有している。例えばプラスチックスリーブにおいて金属製スリーブと比較し得る座着強度を達成するためには、著しくわずかな弾性モジュールに直面して壁厚を大きく製作されなければならない。例えば処理しようとする機能層に熱を加えた場合により高い温度に晒される大きい壁厚は、温度に対し敏感であり、これは寸法精度の損失と高い内部応力の形成をもたらす惧れがある。

0005

EP0421145A2号並びにEP0715966A1号からはスリーブ状のゴム布であって、輪転印刷機ゴム胴側方から取付けられるものが公知である。ゴム被覆ニッケルスリーブの上に施されている。ニッケルスリーブはガルヴァニ法で製作される。ニッケル浴に入れられた母円筒においては、薄いニッケル膜析出される。このニッケル膜はあとで必要な壁厚に達した後、母円筒から剥離される。この方法を使ってニッケルスリーブを製作することは、高い電流消費を結果としてもたらしかつきわめて時間がかかる。

0006

熱的な吹付け法は今日では、機械コンポーネント移植組織又は建築コンポーネント等の種々の構成部材を多くの工材で被覆するために使用される。被覆に際して使用される吹付け法と吹付け添加剤使用分野に大きく関連する。熱的な吹付けの典型的な使用分野としては摩耗及び腐蝕保護、修理被覆並びに熱的又は電気的な絶縁の他に、これらの組合せが考えられる。

0007

要求の多い被覆課題を解決するための前述の一般的な吹付け技術の目的はこれまでは、被覆しようとする構成部分に、形成された層ができるだけ良好に付着するようにすることであった。

発明が解決しようとする課題

0008

本発明の課題は、前述の公知技術の弱点と欠点及び吹付け法の使用に基づき、グラフィック工業において伝達担持体、印刷版、胴張り及びそれに類似したものを製作するために、強度及び剛性が適正化されたベース担持体スリーブを安価に提供することである。

課題を解決するための手段

0009

本発明の課題は請求項1の特徴によって解決された。

0010

本発明による解決策から得られる利点は多面的な性格をもっている。従来熱的な吹付け法で形成された層とは異なって本発明による方法で製造された層は、この場合には単に形状賦与しか行なわれない部体から簡単に剥離できる。吹付け方法で生じる延性弾性的な層はソリッド材料にきわめて似ておりかつこのようにして得られた部体に、その簡単な取扱いを可能にする弾性を与える。部体の延性はグラフィック機械の胴に該部体を被せ嵌めるためにこれを拡張させることを可能にする。延性の部体を拡張するために必要な、圧力下にある媒体遮断したあとで前記部体はプレス座で円筒体の周面に保持される。この場合には本発明によるスリーブ状の部体が被せ嵌められるのは伝達胴であることも、版胴であることもできる。オフセット法の他に本発明によって得られたスリーブ状の部体を凹版印刷法にて使用することも考えられる。

0011

本発明の思想の根底を成す別の構成では、金属又は金属合金又は流動性の合金の吹付けは火炎吹付け法で行なうことができる。火炎吹付け法の他にアーク吹付け方法並びに高速度火炎吹付け方法を使用することができる。金属又は金属合金又は流動性の合金の他に、吹付けようとする材料は酸化物であるか又はカーバイド又はセラミック金属混合物(Cermets)であることもできる。製造しようとする熱的な吹付け層のためにこれに形状賦与する基体の周面を準備するためにはこの周面はコンディショニングされなければならない。このためには放射法が用いられる。放射法によっては粗面度を決定する隆起部が丸い輪郭を有している点ですぐれている周面粗面度がもたらされる。形状賦与部体の周面の粗面度はRz25μmである。粗い周面を生ぜしめるために放射法で有利に使用される材料は、ガラス球である。ガラス球を吹付けるために放射法で使用される圧力は2.5バールと3.5バールとの間である。本発明によって製作された熱的な吹付け層を形状賦与基体の周面から剥離することを容易にするためには、形状賦与基体のコンディショニングされた周面は厚さ5μmまでの分離剤層を備える。分離剤粉末状のグラファイト塵であるか又はシリコンを使用することができる。さらに分離剤としてテフロンを使用することもできる。このような形式の形状賦与基体の周面を前処理したあとで、0.1mmと0.6mmとの間の厚さで、熱的に施される吹付け層が形成される。

0012

熱的な吹付け法を実施する本発明の装置は支持円筒引抜円板とを有する形状賦与基体を有している。この場合、支持円筒と引抜き円板との間には偏向面取部が形成されている。この偏向面取部は熱的に施された吹付け層に狭窄部を生ぜしめる。支持円筒と引抜き円板との間には膨張室が設けられている。この膨張室は引抜き円板又は支持円筒を通って圧力負荷可能である。支持円筒と引抜き円板との間のリング状のギャップは支持円筒と引抜き円板とのそれぞれ1つの端面によって制限されている。リング状のギャップは熱的に吹付けられた材料の狭窄部の下で偏向面取部の範囲に開口している。

0013

空気ギャップの構成を改善しかつ支持円筒の周面から熱的に吹付けられた層を容易に剥離するためには、支持円筒も引抜き円板も端面側に先細部を備えている。

0014

本発明の方法と本発明の装置とのさらなる詳細は添付図面とこれに関する説明とで開示してある。

発明を実施するための最良の形態

0015

図1には本発明による方法を実施するための装置が概略的に開示されている。

0016

吹付けステーション1は機械フレーム2内にて受容尖端3もしくは4に回転可能に支承された基体を有している。この基体は支持円筒5と引抜き円板とを有している(図2参照)。施そうとする熱的な吹付け層に形を賦与する基体は受容尖端3,4に回転可能に支承され、詳細に図示されていない駆動装置により回転させられる。支持円筒5はシリンダピン6で受容尖端3に受容されている。円筒端面はこの受容尖端3に向けられている。支持円筒5の軸線に対して平行には往復台9が配置されている。この往復台9は機械フレームにおける案内10内で送り方向13に走行可能である。往復台9の上には吹付けヘッド11が配置されている。この吹付けヘッド11は供給導管15を介して、吹付けようとする材料を基体の周面8に施す。送り速度と形状賦与する基体の回転数とに基づき、吹付け層14が0.1と0.6mmとの間の厚さ範囲で形成される。この場合、吹付け層はソリッド材料にきわめて似てきわめて延性でかつ弾性的である。このように製作された、つながった材料から成るエンドレスなスリーブは、以後詳細に既述するように、支持円筒5の周面から剥離される。

0017

図2には施そうとする吹付け層に形状を賦与する基体が縦断面図で示されている。

0018

縦断面で示された形状賦与基体は、端面7にシリンダピン6がある支持円筒5を有している。支持円筒5は端面と周面8とにより制限されかつ案内棒17が貫通する中空室を有している。支持円筒5のリング状に延びる端面27には引抜き円板19の対応するリング状の端面28が接触している。成形部18を備えた、既に述べた案内棒17が同様に貫通する引抜き円板19は、圧力媒体用の接続部20を備えている。圧力媒体用のこの接続部20は、支持円筒5と引抜き円板19との間の膨張室22に開口する通路21を有している。膨張室22は図1では不作用状態22.1で示されている。支持円筒5もしくは引抜き円板19の前述の端面27,28によって形成されたギャップ29は円筒軸線を中心としてリング状に延びる間隙を形成する。この間隙は支持円筒5から引抜き円板19への移行部における偏向面取部に開口している。円筒側には偏向面取部23.1が設けられ、円板側には偏向面取部23.2が設けられており、これらの偏向面取部23.1,23.2は、支持円筒5と引抜き円板19とが互いに接触した状態で連続的な偏向面取部23を形成する。この結果、熱的な吹付け層14には狭窄個所30が形成される。

0019

さらに補完的に述べておくが、案内棒17の上で引抜き円板19の行程を制限するためにはナット24と対抗ナット25がストッパとして設けられ、膨張室22を圧力媒体で圧力負荷した場合に支持円筒5に対して相対的な引抜き円板19の移動距離が変化させられるようになっている。

0020

図2に示された状態、熱的な吹付け層を施す前の状態では、支持円筒5の表面は放射方法によってコンディショニングされる。一般的な形式では放射方法によっては付着を最適化する目的で下地面が粗面化される。これは何らかの手段で可能であるように鋭利な縁で表面を粗面化することを意味する。しかしながら、吹付け層14の容易な剥離性保証するためにはできるだけ縁の丸い粗面度が生ぜしめられなければならない。したがって支持円筒5の表面は、規定された大きさのガラス球と2.5と3.5バールの間の放射圧を用いた放射法で形成される。この方法で生ぜしめられる粗面深さRzはRz25μmである。

0021

前述の形式で支持円筒5の周面8を粗面化したあとで、このようにコンディショニングされた周面8には分離剤が施される。これは5μmまでの膜で施される。分離剤、例えばグラファイト、シリコン又はテフロンのような分離剤の適用は高速で基体の下地衝突する吹付け粒子が機械的に喰い込み、支持円筒5の周面に焼付くことを阻止する。施された分離剤は吹付け層14が冷えたあとで、該吹付け層14が基体の周面8から剥離することを助ける。

0022

図3においては形状賦与基体の上に施された吹付け層が、形成された狭窄部30と共に示されている。

0023

コンディショニングされ、Rz=25μmの粗面度を有し、分離剤を備えた支持円筒5の周面8には、図3の配置によれば、形状賦与基体の回転と吹付け体11の送りのもとで、吹付け層14が施される。

0024

支持円筒5と引抜き円板19との間にある膨張室22は不作用状態22.1にある。つまり膨張室22は圧力媒体によっては負荷されていない。支持円筒5と引抜き円板19とにおける先細範囲23.1と23.2とによって形成された偏向面取部23においては吹付け層14に狭窄部30が形成されている。引抜き円板19の周面は吹付け層14を施す前に表面コンディショニングされていない。したがって引抜き円板19の周面の粗面度は支持円筒5の周面8よりも高い。これは形状賦与基体の引抜き円板19の上にある吹付け層部分が剥離に対して高い抵抗を示すことを意味する。まだ不作用状態22.1にある膨張室22は支持円筒5もしくは引抜き円板19の端面27もしくは28によって規定された間隙29を介して、偏向面取部23のほぼ真中で、該偏向面取部23と接続されている。

0025

図4には膨張室の負荷によって部分的に剥離された、一体の熱的な吹付け層が示されている。

0026

引抜き円板19は通路21を介して膨張室22を負荷する圧力媒体で負荷されている。膨張室22において形成される圧力によって、支持円筒5と引抜き円板19との間には面圧が生じる。これによって支持円筒5と引抜き円板19との端面27,28の間の間隙29が拡げられる。間隙29を通って圧力媒体は連続したスリーブ形の吹付け層14の下に達し、該吹付け層14の下側14.2を負荷する。

0027

圧力媒体による間隙29の形成開始にあたって、吹付け層14が衝撃的に負荷されることを回避するためには、偏向面取部23で狭窄部30の形をした付加的な長さが生ぜしめられる。圧力媒体で負荷された場合、この狭窄部30が延長される。吹付け層14は水平方向に延び、水平方向の間隙26の形成を可能にする。これによって圧力媒体は吹付け層14の下面14.2の下を完全に移動することができ、この形式で吹付け層14が支持円筒5の周面8から剥離される。

0028

図4に示された状態では、吹付け層14の支持円筒5を覆う範囲が支持円筒5の周面8から剥離させられているのに対し、引抜き円板19の上にある吹付け層部分は大きな摩擦に基づきまだ引抜き円板19の周面19の上に付着している。

0029

ナット24と対抗ナット25との組合せは、支持円筒5に対して引抜き円板19が成形部18を備えた案内棒17の上で移動する距離を制限する。

0030

このような形式で製作された結合シームのないスリーブは延性の弾性的な性質を有し、本発明による先に述べた形式で、公知技術により公知であるガルヴァニ方式で母円筒から費用をかけて分離されるニッケルスリーブに較べて、著しくコスト的に有利に製作可能である。製作しようとするスリーブ状の部体の材料厚さは0.1mmと0.6mmとの間で調節可能で、しかも形状賦与基体の回転数と送りとに依存して吹付けヘッド11の材料放出に関連して調節可能である。吹付けられた金属又は吹付けられた金属合金から前述の壁厚さで製作されたスリーブの上には、例えばオフセット法に必要な伝達層を施すか又は凹板印刷に使用するための胴張を製作することができる。さらに有端の版板の代わりに、スリーブ状の版として印刷機において使用することも可能である。

図面の簡単な説明

0031

図1形状賦与基体の上に吹付け層を熱的に施すための設備の構造を概略的に示した図。
図2支持円筒と引抜き円板とから成る形状賦与基体の長手縦断面図。
図3形成された狭窄部を有する、形状賦与基体の上に施された吹付け層を示した図(膨張室は負荷されていない)。
図4膨張室の負荷によって部分的に剥離された熱的な吹付け層を示した図。

--

0032

1吹付けステーション、 2機械フレーム、 3受容尖端、 4 受容尖端、 5支持円筒、 6シリンダピン、 7シリンダ端面、 8シリンダ周面、 9往復台、 10 案内、 11吹付けヘッド、 12 吹付け方向、 13送り方向、 14吹付け層、 14.1 上面、 14.2下面、 15供給導管、 16円筒軸線、 17案内棒、 18ねじ山、 19引抜き円板、 20圧縮空気接続部、 21通路、 22空気室、 22.1不作用状態、 22.2膨張状態、 23偏向面取部、24ナット、 25対抗ナット、 26 空隙、 27 端面、 28端面、 29間隙、 30狭窄部

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