透明樹脂の高性能化と材料設計 - toray201706-05 (june 2017) 表1...
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透明樹脂の高性能化と材料設計
技術情報事業部 吉崎 理華、山本 美夏
要 旨 TRC 技術情報事業部では、透明樹脂の高性能化と材料設計に注目し、その技術動向や研究開発事例
を中心に調査し、書籍「透明樹脂の高性能化と材料設計」を 2017 年 4 月に発刊した。本稿はその調査結果
をもとに、技術開発の現状を俯瞰した結果について紹介するものである。
1. はじめに
高透明材料と言えばガラスを連想するのが一般的であ
るが、最近の樹脂分野の研究開発による技術の進歩に
より、ガラスから透明樹脂や透明フィルムの樹脂材料
に置き換わってきている。TRC 技術情報事業部では、
透明樹脂に注目して調査を行い、とりまとめた書籍「透
明樹脂の高性能化と材料設計 1)」を 2017 年 4 月に発刊
した。本稿は、当該書籍で取り上げた最近の国内特許
出願からみた応用分野と技術課題（書籍第 1 章）の一
部について紹介する。
2. 透明樹脂の応用分野と技術課題
表 1 は、最近の国内特許出願（公開特許公報：2011.1
～2016.6）の内容より、対象としている透明樹脂の応
用分野を抽出したものである。ディスプレイ関連やレ
ンズといった光学材料分野、太陽電池、有機 EL、LED
における透明封止材や透明基板（例えば光ディスク）
などの電子・電気デバイス分野、さらに食品包装に用
いられる包装・保護フィルム分野、ガラス代替の窓材
や各種グレージング材分野（例えば自動車、建築関連）
など多様な分野で、透明樹脂や透明フィルムの特徴を
活かした活発な改良研究や応用開発が展開されている。
The TRC News, 201706-05 (June 2017)
表 1 透明樹脂･フィルムの応用分野1)
The TRC News, 201706-05 (June 2017)
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透明樹脂は、それぞれの応用分野で高透明性を維持
すると同時に各種の技術課題をかかえており、その研
究・開発が活発に行われている。表 2 に、透明樹脂・
フィルムに関する最近の特許出願の内容より、主な技
術課題（透明性以外）とその具体例をまとめた。
3. 透明樹脂の技術開発の動向
透明樹脂として使用される樹脂は各種の熱可塑性樹脂
（プラスチックス）が主である。機能を付与した積層
フィルムのような材料では、透明樹脂としての熱可塑
性樹脂がベース樹脂として使用される場合が多い。
一方、熱硬化性樹脂（熱やエネルギー線による硬化
系）は、単独で透明樹脂として用いられる場合もある
が、機能の付与を目的とした積層用材料として表面加
工用材料やコーティング材料として用いられる場合が
多い。
透明樹脂・フィルムに関する最近の出願特許（公開
特許公報 2011～2016 年）の件数を樹脂系別（熱可塑性
樹脂系、熱硬化性樹脂系、複合化樹脂・改質剤系）に
分類すると、熱可塑性樹脂に関する出願が約 74％と大
半を占めていた。樹脂の形態別分類をみると、「フィル
ム」に関する出願が「シート・成形体」に関する出願
件数より多く（全体で約 1.6 倍）、透明樹脂のフィルム
としての技術開発が活発に行われていることを示して
いる。
また、樹脂の複合化や樹脂への改質剤添加によって
透明樹脂の特性を改良しようとする出願もあり、樹脂
の種類や組成の検討のみでは解決できない場合の手段
として特定の樹脂と他成分（金属、金属酸化物などの
無機化合物、粒子、繊維、フィラーなど）との複合化
も活発に検討されている。
書籍「透明樹脂の高性能化と材料設計」では、熱可
塑性樹脂、熱硬化性樹脂、複合化樹脂および改質剤に
分けて分析しているが、本稿では、複合化樹脂および
改質剤に関する調査結果について紹介する。
3.1 有機・無機複合樹脂
無機化合物や有機金属錯体などを樹脂と複合化した
有機・無機複合樹脂に関する出願では、例えばハード
コートフィルムにおけるブロッキングや傷付きの防止
と透明性の両立 2)、透明封止材における強度特性（繰
り返し歪みや剥離強度など）と透明性の両立 3,4）など、
トレードオフの関係にある特性の改良が検討されてい
る。
3.2 粒子による複合化
無機微粒子やポリマー微粒子などの粒子による樹脂
の複合化に関する出願は全体の約 46％あり、最も多く
検討されている系である。微粒子の種類や形状を対象
樹脂に応じて選択し、透明性を維持しつつ各種の性能
を改良しようとするものである。
例えば、樹脂にアクリル変性シリカ微粒子を配合し
て透明性と耐擦傷性の両立を図るもの 5)、重合性化合
物にシリカ微粒子 6)やコロイダルシリカ 7)を配合し硬
化させることにより透明導電フィルムの性能と透明性
（全光線透過率向上）の両立や反射防止フィルムの低
表 2 透明樹脂フィルム・シート成形体の樹脂系別開発状況１）
－複合樹脂系および改質剤の出願件数（特許出願内容より件数抽出：2011.1～2016.6）
金属酸化物複合、他
有機金属錯体複合
無機微粒子（金属酸化物、ガラス、カーボン、他）
ポリマー微粒子（架橋系を含む）
機能付与粒子（導電性被覆）
粒子形状の特殊化（中空、球状、他）
ガラス繊維
キトサン、ナノセルロース、他
フィラーの複合化（一般、カーボン、他）
紫外線吸収剤
光安定剤（ヒンダードアミン、他）
複屈折低下剤（フルオレン化合物、他）
帯電防止剤
イオン液体
繊維の複合化
改質剤
有機・無 機複
合樹脂
粒子の複合化
1232
13
2
412
71
127
611
111
1
1
4
1
212
1
4
1
212
熱可塑系主剤
熱硬化系主剤
樹脂一般系主剤
製造工程、積層構成
表面処理・コーティング
熱可塑系
主剤
熱硬化系
主剤
樹脂一般
系主剤
製造工程、
積層構成
表面処理・
コーティング
The TRC News, 201706-05 (June 2017)
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屈折率化と透明性の両立を図るもの、ポリエステル樹
脂に架橋ポリマー粒子を配合し金属化合物を配合する
ことなく分散性が良好な透明樹脂 8)を得るもの、など
がある。樹脂に配合する粒子の形状に関する出願では、
例えば中空粒子の配合による透明断熱性樹脂組成物 9)
や多孔質粒子の配合による取扱性を改善した光学用透
明樹脂組成物 10)などがある。
3.3 繊維などによる複合化
樹脂に各種の繊維を配合した複合化に関する出願は、
例えば、樹脂にガラス繊維を配合し寸法安定性や機械
的特性を改良する表示素子用透明基板 11)や、樹脂にセ
ルロース微細繊維（ナノセルロース）を配合し物性を
改良する高透明度の複合化樹脂 12)などに関する出願が
ある。繊維以外では、フィラーの配合系に関する出願
もみられる。例えば、樹脂に層状ケイ酸塩 13)を配合し
ガスバリア性を改良した透明樹脂フィルムや、層状複
水酸化物 14)を配合し EL 素子の封止性を改良するもの
などがある。
3.4 改質剤
樹脂に改質剤を配合し特定の機能の付与を図る出願
もみられる（7 件、13％）。例えば、紫外線吸収剤を配
合した耐黄変性の偏光板保護フィルム 15)、光安定剤（ヒ
ンダードアミンなど）を配合した耐候性に優れるハウ
ストンネル用透明フィルム 16)や、イオン液体を配合し
発光効率を改善した太陽電池用透明モジュール 17)など
が出願されている。
4. 透明樹脂に関する出願人
表 3 は、透明樹脂に関する最近の特許出願の出願人別
状況を熱可塑性樹脂系および熱硬化性樹脂系に分け、
上位 5 社についてまとめたものである。各表は使用樹
脂系で分類しているが、内容的には樹脂および樹脂組
成物を主に出願対象とするものと、フィルムやシー
ト・成形体の構成や製造方法を主に出願対象とするも
のとが含まれている。表に示すように、熱可塑性樹脂
系と熱硬化樹脂系では出願人の構成が異なっており、
会社ごとの主要な技術分野の違いを反映している。
5. おわりに
透明樹脂材料は、樹脂のもつ特徴（軽量化、易加工性、
高靱性、低価格など）により光学的 IT 機器や包装容
器などにおいて高い需要がある。用途に応じて要求が
異なることから材料が多岐にわたっており、加工技術
（コーティング、接着、バリア加工技術）、用途別設計
技術など種々の面から活発な技術開発が展開されてい
る。(株)東レリサーチセンターでは、今後も先端素材
や新技術、基盤技術をテーマとして取り上げ、研究開
発･技術開発に役立つ書籍を発刊していきたいと考え
ている。
表 3 出願人上位企業(熱可塑性樹脂系および熱硬化性樹脂系)1)
（特許出願内容より件数抽出：2011.1～2016.6）
出 願 人件
数
一
般
ポ
リ
オ
レ
フ
ィン
ポ
リ
（メ
タ
）ア
ク
リ
レー
ト
ポ
リ
カー
ボ
ネー
ト
ポ
リ
エ
ス
テ
ル
生
分
解
性
樹
脂
ポ
リ
ア
ミ
ド
ポ
リ
イ
ミ
ド
そ
の
他
出 願 人件
数
一
般
（メ
タ
）ア
ク
リ
レー
ト
エ
ポ
キ
シ
シ
リ
コー
ン
（ポ
リ
シ
ロ
キ
サ
ン
）
シ
ル
セ
ス
キ
オ
キ
サ
ン
架
橋
ポ
リ
オ
レ
フ
ィン
日東電工 20 9 1 1 8 1 凸版印刷 11 8 3
三菱樹脂 20 2 6 1 2 5 3 1 日油 8 6 2
三菱化学 17 4 12 1 大日本印刷 6 4 1 1
住友化学 15 11 1 2 1 積水化学工業 5 3 1 1
東レ 15 1 5 9 日東電工 5 2 3
主な熱硬化性樹脂系（内訳）主な熱可塑性樹脂系（内訳）
The TRC News, 201706-05 (June 2017)
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引用文献 1) “透明樹脂の高性能化と材料設計”(2017), 東レリ
サーチセンター．
2) 特開 2014-228833
3) 特開 2014-154766
4) 特開 2014-022643
5) 特開 2014-040496
6) 特開 2015-107557
7) 特開 2015-166449
8) 特開 2014-118493
9) 特開 2014-009261
10) 特開 2015-107606
11) 特開 2015-074755
12) 特開 2014-181270
13) 特開 2015-193227
14) 特開 2016-029137
15) 特開 2014-142630
16) 特開 2014-183805
17) 特開 2015-232140
吉崎 理華（よしざき りか）
技術情報事業部 部長代理
趣味：JAZZ & Champagne (every other day)
山本 美夏（やまもと みか）
技術情報事業部 出版グループリーダー
趣味：菜園、山登り
東レリサーチセンター 技術書籍のご紹介
http://www.trcbook.com/
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「透明樹脂の高性能化と材料設計」（2017 年４月）
体裁 A4 判 279 ページ
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