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技術 伸縮性及び冷感に優れたナイロン潜在捲縮糸

出願人 コーロンファッションマテリアルインコーポレイテッド
発明者 イドンウンノドンヒュンパクノウー
出願日 2014年3月13日 (7年2ヶ月経過) 出願番号 2015-562923
公開日 2016年5月26日 (4年11ヶ月経過) 公開番号 2016-515171
状態 特許登録済
技術分野 複合繊維 ポリアミド
主要キーワード エネルギー節減効果 ポリマー単量体 圧出機 試験生地 ティーシャツ 収縮ポリマー 摩擦抵抗性 生地素材
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(2016年5月26日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題・解決手段

本発明は伸縮性及び冷感に優れたナイロン潜在捲縮糸に関するもので、ナイロン6ランダムコポリマー(A)とナイロン6及びナイロン66の中で選択された1種のポリマー(B)が原糸の断面上にサイドバイサイド形状に複合紡糸されていることを特徴とする。本発明に係るナイロン潜在捲縮糸は染色性染色堅牢度及び伸縮性に優れ、公定水分率が高いので、良好な冷感を発現する。また、本発明に係るナイロン潜在捲縮糸は製造コストが低く、生産性が高いので、原糸均一性優秀である。そのため、本発明に係るナイロン潜在捲縮糸は、伸縮性透湿防水ポリウレタンフィルムと共に使用するアウトドアウェア生地素材として特に有用である。

概要

背景

ナイロン伸縮糸ポリエステル系の伸縮糸に類似した生産技術を有している。しかし、使用用途において、ポリエステル系の伸縮糸は大部分ティーシャツジャケットズボンなどの用途に広く使用され、最近は他の素材との複合糸用途に使用される。しかし、ナイロン伸縮糸は主にアウトドアウェア及びインナーウェア下に主に用いられ、使用用途における差を有している。

しかし、ポリエステル高伸縮糸伸縮性透湿防水ポリウレタンフィルムと共に用いる生地用素材として使用する場合は、染色堅牢度に問題が発生し、染色性耐摩擦性冷感などが低下する問題がある。

その結果、最近はアウトドアウェア用素材等には、ナイロン伸縮糸の使用が大きく増加する趨勢にある。

ナイロン伸縮糸を製造するために使用する第1番目の従来技術としは、ナイロン66を仮撚工程のうち、高い温度で延伸、仮撚処理してナイロン66伸縮糸を製造する方法がある。

前述の従来方法は、溶融点が高いナイロン66半延伸糸(POY)を高温ピン仮撚方式またはディスク仮撚方式などで低速仮撚して未配向原糸物理的方法にてクリンプを形成する方法であり、製造したナイロン66伸縮糸は高いクリンプ率を有し、生地上で伸縮性を発現する。

しかし、前述した第1番目の従来方法の場合、韓国では衣類用としてナイロン66生産せず、高価の原料であるヘキサメチレンジアミンの使用によって、ナイロン6に比べて相対的に高価で輸入している。そのため、製造コストが上昇し、高温で低速仮撚するため生産性が低下する。また、高温で高いクリンプ率を有しなければならないため、原糸に不均一が発生する確率が高くなるなどの問題がある。

ナイロン伸縮糸を製造するために使用する第2番目の従来技術としては、収縮率において互いに4〜5%程度の差があるナイロン66ポリマーとナイロン6ポリマーを原糸の断面上にサイドバイサイド形状に複合紡糸して、ナイロン潜在捲縮糸を製造する方法がある。

しかし、前述した第2番目の従来方法は、ナイロン66ポリマーとナイロン6ポリマーとの間の収縮率差が4〜5%程度に低いため、自然にクリンプの発現が難しく、原糸状態のクリンプ発生より生地上でのクリンプ発生が著しく低下する問題がある。

ナイロン伸縮糸を製造するために使用するまた他の従来技術としては、相対粘度RV)が相異なナイロンポリマーを原糸の断面上にサイドバイサイド形状に複合紡糸してナイロン潜在捲縮糸を製造する方法もある。しかし、ナイロンは3,000m/分以上の紡糸速度高速紡糸する。そのため、相対粘度差によって紡糸口金の下部で糸の曲げ現象が発生したり、紡糸速度が低下して紡糸性及び製糸性が大きく低下して商業的な規模の生産が難しい問題がある。

概要

本発明は伸縮性及び冷感に優れたナイロン潜在捲縮糸に関するもので、ナイロン64ランダムコポリマー(A)とナイロン6及びナイロン66の中で選択された1種のポリマー(B)が原糸の断面上にサイドバイサイド形状に複合紡糸されていることを特徴とする。本発明に係るナイロン潜在捲縮糸は染色性、染色堅牢度及び伸縮性に優れ、公定水分率が高いので、良好な冷感を発現する。また、本発明に係るナイロン潜在捲縮糸は製造コストが低く、生産性が高いので、原糸均一性優秀である。そのため、本発明に係るナイロン潜在捲縮糸は、伸縮性透湿防水ポリウレタンフィルムと共に使用するアウトドアウェア用生地素材として特に有用である。

目的

本発明の目的は、染色性、染色堅牢度及び伸縮性に優れ、公定水分率が高いので、良好な冷感を発現し、原糸の均一性に優れたナイロン潜在捲縮糸を、低い製造コストと高い生産性で製造することができる、伸縮性及び冷感に優れたナイロン潜在捲縮糸を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

ナイロン6ランダムコポリマー(A)とナイロン6及びナイロン66の中で選択された1種のポリマー(B)が原糸の断面上にサイドバイサイド形状に複合紡糸されていることを特徴とする伸縮性及び冷感に優れたナイロン潜在捲縮糸

請求項2

ナイロン64ランダムコポリマー(A)は、ナイロン4単量体であるピロリドン10〜30モル%と、ナイロン6単量体であるカプロラクタム70〜90モル%で構成され、分子量が70,000〜120,000g/モルであり、多分散指数(Polydispersityindex)が1〜2であることを特徴とする請求項1に記載の伸縮性及び冷感に優れたナイロン潜在捲縮糸。

請求項3

原糸の断面上にサイドバイサイド形状に複合紡糸されているナイロン64ランダムコポリマー(A)に対する、ナイロン6及びナイロン66の中で選択された1種のポリマー(B)の重量割合が25〜50:75〜50であることを特徴とする請求項1に記載の伸縮性及び冷感に優れたナイロン潜在捲縮糸。

請求項4

ナイロン潜在捲縮糸は、沸騰水収縮率が30〜50%であり、クリンプ率が20〜50%であり、公定水分率が5〜8%であることを特徴とする請求項1に記載の伸縮性及び冷感に優れたナイロン潜在捲縮糸。

請求項5

ナイロン64ランダムポリマー(A)は、硫酸粘度法で測定した相対粘度RV)が2.4〜3.0であり、溶融点が150〜190℃であり、比重が1.11〜1.13g/cm3であることを特徴とする請求項1に記載の伸縮性及び冷感に優れたナイロン潜在捲縮糸。

請求項6

ナイロン6及びナイロン66の中で選択された1種のポリマー(B)は、硫酸粘度法で測定した相対粘度(RV)が2.4〜2.7であることを特徴とする請求項1に記載の伸縮性及び冷感に優れたナイロン潜在捲縮糸。

技術分野

0001

本発明は伸縮性及び冷感に優れたナイロン潜在捲縮糸に関するものであり、より詳細には、原糸の断面上で(i)ナイロン6ランダムコポリマーと(ii)ナイロン6ポリマーまたは、ナイロン66ポリマーがサイドバイサイド(side by side)形状に複合紡糸されることで、染色性染色堅牢度及び伸縮性に優れ、公定水分率が高いので、良好な冷感(cool touch)を発現する伸縮性ナイロン潜在捲縮糸に関するものである。

背景技術

0002

ナイロン伸縮糸ポリエステル系の伸縮糸に類似した生産技術を有している。しかし、使用用途において、ポリエステル系の伸縮糸は大部分ティーシャツジャケットズボンなどの用途に広く使用され、最近は他の素材との複合糸用途に使用される。しかし、ナイロン伸縮糸は主にアウトドアウェア及びインナーウェア下に主に用いられ、使用用途における差を有している。

0003

しかし、ポリエステル高伸縮糸は伸縮性透湿防水ポリウレタンフィルムと共に用いる生地用素材として使用する場合は、染色堅牢度に問題が発生し、染色性、耐摩擦性、冷感などが低下する問題がある。

0004

その結果、最近はアウトドアウェア用素材等には、ナイロン伸縮糸の使用が大きく増加する趨勢にある。

0005

ナイロン伸縮糸を製造するために使用する第1番目の従来技術としは、ナイロン66を仮撚工程のうち、高い温度で延伸、仮撚処理してナイロン66伸縮糸を製造する方法がある。

0006

前述の従来方法は、溶融点が高いナイロン66半延伸糸(POY)を高温ピン仮撚方式またはディスク仮撚方式などで低速仮撚して未配向の原糸に物理的方法にてクリンプを形成する方法であり、製造したナイロン66伸縮糸は高いクリンプ率を有し、生地上で伸縮性を発現する。

0007

しかし、前述した第1番目の従来方法の場合、韓国では衣類用としてナイロン66生産せず、高価の原料であるヘキサメチレンジアミンの使用によって、ナイロン6に比べて相対的に高価で輸入している。そのため、製造コストが上昇し、高温で低速仮撚するため生産性が低下する。また、高温で高いクリンプ率を有しなければならないため、原糸に不均一が発生する確率が高くなるなどの問題がある。

0008

ナイロン伸縮糸を製造するために使用する第2番目の従来技術としては、収縮率において互いに4〜5%程度の差があるナイロン66ポリマーとナイロン6ポリマーを原糸の断面上にサイドバイサイド形状に複合紡糸して、ナイロン潜在捲縮糸を製造する方法がある。

0009

しかし、前述した第2番目の従来方法は、ナイロン66ポリマーとナイロン6ポリマーとの間の収縮率差が4〜5%程度に低いため、自然にクリンプの発現が難しく、原糸状態のクリンプ発生より生地上でのクリンプ発生が著しく低下する問題がある。

0010

ナイロン伸縮糸を製造するために使用するまた他の従来技術としては、相対粘度RV)が相異なナイロンポリマーを原糸の断面上にサイドバイサイド形状に複合紡糸してナイロン潜在捲縮糸を製造する方法もある。しかし、ナイロンは3,000m/分以上の紡糸速度高速紡糸する。そのため、相対粘度差によって紡糸口金の下部で糸の曲げ現象が発生したり、紡糸速度が低下して紡糸性及び製糸性が大きく低下して商業的な規模の生産が難しい問題がある。

発明が解決しようとする課題

0011

本発明の目的は、染色性、染色堅牢度及び伸縮性に優れ、公定水分率が高いので、良好な冷感を発現し、原糸の均一性に優れたナイロン潜在捲縮糸を、低い製造コストと高い生産性で製造することができる、伸縮性及び冷感に優れたナイロン潜在捲縮糸を提供することにある。

課題を解決するための手段

0012

前述したような目的を達成するために、本発明では、ナイロン64ランダムコポリマー(A)とナイロン6及びナイロン66の中で選択された1種のポリマー(B)が原糸の断面上にサイドバイサイド形状に複合紡糸してナイロン潜在捲縮糸を製造する。

0013

ナイロン64ランダムコポリマー(A)は、ナイロン4単量体であるピロリドン10〜30モル%と、ナイロン6単量体であるカプロラクタム70〜90モル%で構成される。

発明の効果

0014

本発明に係るナイロン潜在捲縮糸は、染色性、染色堅牢度及び伸縮性に優れ、公定水分率が高いので、良好な冷感を発現する。

0015

また、本発明に係るナイロン潜在捲縮糸は、製造コストが低く、生産性が高いと共に、原糸均一性にも優れている。

0016

そのため、本発明に係るナイロン潜在捲縮糸は、伸縮性透湿防水ポリウレタンフィルムと共に使用するアウトドアウェア用生地素材として特に有用である。

発明を実施するための最良の形態

0017

以下、添付した図面などを通じて本発明を詳細に説明する。

0018

本発明に係るナイロン潜在捲縮糸は、図1及び図2に示すように、ナイロン64ランダムコポリマー(A)とナイロン6及びナイロン66の中で選択された1種のポリマー(B)が原糸の断面上にサイドバイサイド形状に複合紡糸されていることを特徴とする。

0019

図1及び図2は本発明に係るナイロン潜在捲縮糸の断面を示す概略図である。

0020

ナイロン64ランダムコポリマー(A)は、ナイロン4単量体であるピロリドン10〜30モル%と、ナイロン6単量体であるカプロラクタム70〜90モル%で構成され、分子量が70,000〜120,000g/モルであり、多分散指数(Polydispersity index)が1〜2である。

0021

ナイロン64ランダムコポリマー(A)は、カプロラクタムと2−ピロリドン陰イオン加重合に製造されて決定化度が50%以下に低く、溶融点が低いと共に、水分率が高い。そのため、エンジニアリングプラスチックとして使用することが難しい。しかし、適正な強度及び伸度を備えて衣類用に用いるのに適している。

0022

これに対して、ナイロン46ポリマーは1、4−ジアミノブタンアジピン酸重縮合により製造されて常温加圧されたナイロンのうち、決定化度が最も高く、溶融点が高いと共に、摩擦抵抗性に優れ、変形係数が低く、オイル及びグリースに対する抵抗性に優れるので、エンジニアリングプラスチックに主に使用している。

0023

本発明は原糸の断面上にサイドバイサイド形状に複合紡糸されているナイロン64ランダムコポリマー(A)に対する、ナイロン6及びナイロン66の中で選択された1種のポリマー(B)の重量割合は、25〜50:75〜50であることが好ましい。

0024

本発明に係るナイロン潜在捲縮糸は、沸騰水収縮率が30〜50%であり、クリンプ率が20〜50%であり、公定水分率が5〜8%である。

0025

ナイロン64ランダムポリマー(A)は、硫酸粘度法で測定した相対粘度(RV)が2.4〜3.0で溶融点が150〜190℃であり、比重が1.11〜1.13g/cm3である。

0026

ナイロン6及びナイロン66の中で選択された1種のポリマー(B)は、硫酸粘度法で測定した相対粘度(RV)が2.4〜2.7である。

0027

ナイロン64ランダムコポリマー(A)は、ナイロン6ポリマーの単量体であるカプロラクタムとナイロン4ポリマー単量体であるピロリドンの含量を70〜90モル%対10〜30モル%の比で陰イオンまたはバルク重合して得られる。カプロラクタムのモル比が増加するほどナイロン6の性質が強くなり、溶融点が上昇する効果を示すが、公定水分率が減少して前述の性質において一般ナイロン6及びナイロン66と等しくなる短所を有している。ピロリドンはセルロースから酵素の分解により得ることができ、生化学系(bio−based)物質とも広く知られている。ナイロン4はブチロラクタム(butyrolactam)の重合体(2−pyrrolidinone或いはα−pyrrolidoneとも呼ぶ)として特定条件下に2−ピロリドン(2−pyrrolidone)環(ring)が開環しながら重合体を形成すると知られている。このように生成された高収縮ポリマーは、一般原糸で紡糸する際に、沸騰水収縮率が30%〜60%の収縮率を有し、溶融点15が0〜190℃であり、硫酸粘度法を使用して測定した相対粘度(RV)が2.4〜3.0の範囲を有する。このような相手粘度は、ナイロン6、ナイロン66に類似した相手粘度を有しているため、潜在捲縮糸を製造する際に、紡糸性を良好にさせ、既存の複合紡糸設備を用いても大きく改造することなく原糸を製造することが可能である。

0028

ナイロン4単量体であるピロリドンは生花学界(bio−based)原料であり、親環境素材として使用が可能である。最近化石燃料枯渇による高油価時代に、親環境素材に対して関心を有している消費者急増している。また衣類用に使用することで、自然環境破壊しないというイメージを有している物質であって、資源枯渇予想される今後に使用する未来纎維として適合である。

0029

しかし、純粋ナイロン4は溶融点が高いため、溶融紡糸する際に、加工のためのプロセッシング温度と分解温度の範囲が非常に類似して、加工が不可能である短所を有している。また水分率が高いため、エンジニアリングプラスチックとしては不適合である。

0030

ナイロン4を衣類用に使用する時には、アミド(amide)基が一般ナイロンに比べて多く含有されているため、親水的性質が強い。従って、本発明はナイロン4とナイロン6を一定の割合で共重合させたナイロン64ランダムコポリマーを用いて、溶融点を低くし、プロセッシング温度を確保して決定性コントロールすることで、高収縮性能が発現できるようにした。ナイロン4とナイロン6の共重合体である高収縮ポリマーを使用し、サイドバイサイド複合紡糸を用いる場合、表面に現われる高収縮ポリマーによって水分含有量が増加する。従って、服が人肌に触れる時、肌触りを柔らかくし、高い水分含有率によって、快適さを感じることができる。また人肌の水分を吸収、維持することで、いつも快適さを感じるのみでなく、一般ナイロンに比べて高い水分含有率によって、夏季には冷感を発現することも可能である。一般的にセルロース系列の纎維がより優れた冷感を発現することも、これと同じ脈絡である。

0031

またナイロン64ランダムコポリマーは紡糸性が安定的であり、低い紡糸温度を有している。ナイロン6と複合紡糸する場合には、ナイロン66より低い紡糸温度でも紡糸が可能であるため、エネルギー節減効果も提供することができる。

0032

同一モル量のナイロン6とナイロン4が共重合されたナイロン64、及びナイロン610の場合には、このような高収縮な特徴が現われなく、むしろ水分含有率が低下する。しかし、ナイロン64ランダムコポリマーの場合は、ポリマー内の分子鎖の形成がランダに変えて、高収縮性が現われる。これによって、サイドバイサイド複合紡糸を行う時には、バイメタルの形態でナイロン4共重合体の方に収縮が多く進行され、潜在巻軸のような効果を示すことができる。加工によって、収縮率に差があれば、スパイラル構造の原糸を用いてスプリングのような構造を形成するようになり、生地の製織後加工する際には、収縮加工を通じて伸縮性能を有する生地の製造が可能である。また2個のポリマーがナイロン系列であるので酸性染料で染色が可能であり、染色サイトであるアミン基が多量含有されているので、染色性や堅牢度に優れた潜在捲縮糸の製造が可能である。

0033

以下、実施例及び比較実施例を通じて本発明を具体的に説明する。

0034

しかし、本発明の保護範囲が以下の実施例のみに限定して解釈されるものでない。

0035

[実施例1]
ピロリドン30モル%とカプロラクタム70モル%を陰イオン重合して得て、溶融点が170℃であり、相対粘度(RV)が2.6であるナイロン64ランダムコポリマー(random co−polymer)と相対粘度(RV)が2.6であるナイロン6をサイドバイサイド複合紡糸方式で、それぞれの圧出機を用いて、260℃の紡糸温度で吐出させた。紡糸パック内で50:50の重量比複合されるように紡糸した後、冷却チャンバを用いて冷却/凝固させた。3000m/分の速度で第1ゴデットロールと第2ゴデットロールを通して巻き取って、85デニール/24フィラメント半延伸糸を製造した。

0036

このように巻き取った半延伸糸を延伸巻取機を用いて、紡糸速度500m/分と延伸比1.26で延伸させ、70デニール/24フィラメントスペック延伸糸を巻き取ってナイロン潜在捲縮糸を製造した。

0037

[比較実施例1]
ナイロン66を一般的なナイロン第1ヒーター半延伸糸(POY)製造設備を用いて、紡糸速度3000m/分ので半延伸糸85デニール/24フィラメントを製造した。第1ヒーターの温度を220℃以上にセットして、延伸比1.3、紡糸速度300m/分でピン仮撚タイプの仮撚機を通過させて、70デニール/24フィラメントの高伸縮撚糸を製造した。

0038

[比較実施例2]
ナイロン6とナイロン66をそれぞれの圧出機を用いて吐出させ、紡糸パック内で50:50の面積比に複合されるように紡糸した。以後、冷却チャンバを用いて冷却/凝固させ、3000m/分の速度で第1ゴデットロールと第2ゴデットロールを通して巻き取って半延伸糸を製造した。

0039

このように巻き取った半延伸糸を延伸巻取機を用いて、紡糸速度700m/分と延伸比1.23で延伸し巻き取って高伸縮糸を製造した。

0040

0041

表1の物性はそれぞれ以下のような方法で評価した。

0042

(沸騰水収縮率測定方法(自社方式))
1)枠体に測定しようとする試料を20回巻き取った後、クリップを両方に挟んで試料を準備する。一つのサンプル当たり3個の試料を制作する。
2)両端を縛り50cmの長さになるようにし、一定の初期荷重を付与して長さを測定する。
−初期荷重は試験糸太さ(denier)の1/10gにする。
−例えば、試験糸が50デニールであれば、5gの重り吊り下げる。
測定長さ:L0
3)恒温恒湿雰囲気下で24時間放置する。
−約25℃、65%
−初期荷重はそのまま維持。
4)放置後試験糸の長さを測定する。
−測定長さ:L1
−初期荷重はそのまま維持。
5)遅延計算
遅延(L2)=(L0−L1)/L0×100(%)
6)遅延試験糸(L2)を沸騰水(90〜95℃)に30分間浸漬させる。
−試験糸全体を沸騰水に浸漬する。
−初期荷重はそのまま維持(初期荷重における重りが底に触れないように注意)。
7)試験糸を取り出して水分を拭き取り、恒温恒湿雰囲気下で24時間放置する。
−約25℃、65%
−初期荷重はそのまま維持。
8)放置後試験糸の長さを測定する。
−測定長さ:L3
−初期荷重はそのまま維持。
9)沸騰水計算式
沸騰水収縮率(L4)=(L2−L3)/L2×100(%)

0043

(クリンプ率測定法
1.試料準備−枠体に測定しようとする試料を10回巻き取った後、クリップを両方に挟んで試料を準備する。一つのサンプル当たり3個の試料を制作する。
2.水蒸気槽(Steam bath)の温度が所定温度に到逹すると、クリップに輪を嵌めて、水蒸気槽に入れることができるようにしたグラスガイドに試料を入れて、水蒸気槽に慎重に持ち上げて入れる。
3.20分間沸騰水で処理してから、試料を取り出して水分を取り除いて12時間放置する。
4.初期荷重−表示den/25g、静荷重−表示den*2gを計算して次のような式で測定する。
5.静荷重+初期荷重を付与し、2分後に長さを測定する−L
6.静荷重を取り除いて初期荷重のみで3分後に長さを測定する−L1
7.計算式
クリンプ率=(L−L1)/L×100

0044

(冷感測定法)
1.実験環境:20℃、65%RH
2.実験器機KES−F7 Thermo Labo II(Kalto Tech)
3.Qmax値単位センサーに生地が接触する時、温度補正のために投入する瞬間電力量を測定した値。
4.試料準備:試験丸編機(circular knitting machine)を使用し、試験生地を編んで精錬、染色を同様に進行した後、改幅して、試験片を準備する。

0045

本発明のナイロン潜在捲縮糸は衣類用原糸、特にアウトドアウェア用生地素材として有用である。

図面の簡単な説明

0046

本発明に係るナイロン潜在捲縮糸の断面を示す概略図である。
本発明に係るナイロン潜在捲縮糸の断面を示す概略図である。
製織、加工前である本発明のナイロン潜在捲縮糸の電子顕微鏡写真である。
製織、加工処理された本発明ナイロン潜在捲縮糸の電子顕微鏡写真である。

0047

Aナイロン64ランダムポリマー
B ナイロン6ポリマーまたはナイロン66ポリマー

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