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審決分類 審判 査定不服 2項進歩性 特許、登録しない。 H02N
管理番号 1354812
審判番号 不服2018-11333  
総通号数 238 
発行国 日本国特許庁(JP) 
公報種別 特許審決公報 
発行日 2019-10-25 
種別 拒絶査定不服の審決 
審判請求日 2018-08-21 
確定日 2019-08-29 
事件の表示 特願2015-243115「摩擦帯電現象を利用する発電機」拒絶査定不服審判事件〔平成29年 6月22日出願公開、特開2017-112658〕について、次のとおり審決する。 
結論 本件審判の請求は、成り立たない。 
理由 第1 手続の経緯
本願は、平成27年12月14日の出願であって、その手続の経緯は以下のとおりである。
平成29年11月16日付け:拒絶理由通知書
平成30年 1月18日 :意見書、手続補正書の提出
平成30年 5月28日付け:拒絶査定
平成30年 8月21日 :審判請求書、手続補正書の提出

第2 平成30年8月21日にされた手続補正についての補正の却下の決定
[補正の却下の決定の結論]
平成30年8月21日にされた手続補正(以下「本件補正」という。)を却下する。

[理由]
1 本件補正について(補正の内容)
(1)本件補正後の特許請求の範囲の記載
本件補正により、特許請求の範囲の請求項1の記載は、次のとおり補正された。(下線部は、補正箇所である。)
「摩擦帯電現象を利用する発電機であって、
少なくとも一方の主面に第1素材の不規則形状の多孔質層が露出する導電性シートと、
前記導電性シートの前記多孔質層に対向する第2素材の絶縁性シートと、を備えており、
前記第1素材と前記第2素材が、摩擦帯電列において異なる位置にあり、
前記第1素材が、ベーマイトである、発電機。」

(2)本件補正前の特許請求の範囲
本件補正前の、平成30年1月18日にされた手続補正により補正された特許請求の範囲の請求項1の記載は次のとおりである。
「摩擦帯電現象を利用する発電機であって、
少なくとも一方の主面に第1素材の多孔質層が露出する導電性シートと、
前記導電性シートの前記多孔質層に対向する第2素材の絶縁性シートと、を備えており、
前記第1素材と前記第2素材が、摩擦帯電列において異なる位置にあり、
前記第1素材が、ベーマイトである、発電機。」

2 補正の適否
本件補正は、本件補正前の請求項1に記載された発明を特定するために必要な事項である「多孔質層」について、「不規則形状の」という限定を付加するものであって、補正前の請求項1に記載された発明と補正後の請求項1に記載される発明の産業上の利用分野及び解決しようとする課題が同一であるから、特許法17条の2第5項第2号の特許請求の範囲の減縮を目的とするものに該当する。
そこで、本件補正後の請求項1に記載される発明(以下「本件補正発明」という。)が同条第6項において準用する同法第126条第7項の規定に適合するか(特許出願の際独立して特許を受けることができるものであるか)について、以下、検討する。

(1)本件補正発明
本件補正発明は、上記1(1)に記載したとおりのものである。

(2)引用文献の記載事項
ア 引用文献1
(ア)原査定の拒絶の理由で引用された本願の出願日前に頒布された又は電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった引用文献である、米国特許出願公開第2014/0338458号明細書(2014年(平成26年)11月20日公開。以下「引用文献1」という。)には、図面とともに、次の記載がある({ }内は当審で作成した仮訳である。また、下線は、理解の一助のために当審が付与したものである。)。
a「[0004] The present invention relates to electric power generators and, more specifically, to generators that derive power from mechanical contact between surfaces.」
｛[0004] 本発明は電力発生器に関し、より具体的には、表面の間の機械的接触から電力を誘導する発生器に関する。｝

b「[0009] The triboelectric effect is a type of contact electrification in which certain materials become electrically charged after they come into contact with another such as through friction. It is the mechanism though which static electricity is generated. The triboelectric effects associated electrostatic phenomena are the most common electrical phenomena in daily life, from walking to driving. However, the triboelectric effect has been largely ignored as an energy source for electricity. Some electrostatic micro-generators have been developed and used in research relating to micro-electro-mechanical systems (MEMS), but such designs rely on an extra voltage source to charge electrode plates instead of harnessing triboelectric effect, leading to complicated structures and fabrication processes.
[0010] Previously demonstrated triboelectric generators require periodic contact and vertical separation of two materials that have opposite triboelectric polarities, making it only applicable to harvest energy from intermittent impact or shock. Such systems typically include a cavity with a constantly changing volume, which makes packaging difficult and limits applications in atmospheres with high humidity, corrosive chemicals or gases, and in water or other liquids.
[0011] Therefore, there is a need for triboelectric nanogenerators with increased power output.」
｛[0009] 摩擦電気効果は、ある複数の材料が摩擦のように互いに接触した後、それらの材料が電荷を帯びるようになる、接触帯電の一種である。これは、静電気が発生されることを通じたメカニズムである。静電現象に関連づけられる摩擦電気効果は、日常生活において、歩行から運転まで、日常で最も一般的な電気的現象である。しかし、摩擦電気効果は、発電のためのエネルギー源としてほとんど無視されている。微小電気機械システム(MEMS)に関する研究において、幾つかの静電マイクロ発電機が開発され、使用されてきたが、そのような設計は、摩擦電気効果を利用する代わりに、電極板をチャージするための外部電圧源に依存しており、複雑な構造及び製造工程を招いていた。
[0010] 以前に実証された摩擦電気発電機は、反対の摩擦帯電極性を有する2つの材料の周期的な接触及び分離を必要とし、それは断続的な衝突または衝撃からエネルギーを得るためにのみ適用可能である。このようなシステムは、典型的には、絶えず変化する体積を有する空洞を含み、それはパッケージ化を困難とし、高湿度、腐食性薬品や気体の雰囲気中で、及び水中または他の液体中での適用を制限する。
[0011] 従って、増加された電力出力を有する摩擦電気ナノ発電機が必要とされている。｝

c 「[0049] As shown in FIG. 1A, one embodiment of a triboelectric generator 100 includes a first contact charging member 110 that has a first substrate material layer 112, which could include poly(4,4'-oxydiphenylene-pyromellitimide) (which is sold under the trademark “Kapton”), adjacent to a second substrate material layer 113, which can include a material such as SiO2. The first contact charging member 110 also includes a first contact layer 114, which could include, for example, PDMS, PTFE, FEP, PVC, and a Polyimide, or any material that has a triboelectric series rating indicating a propensity to gain electrons due to a contacting event. …A second contact charging member 120 includes an electrically conductive metal layer (which could include a material such as aluminum, a metal or a conductive polymer) that has a triboelectric series rating indicating a propensity to lose electrons when contacted by the first contact layer 114. …
[0050] As shown in FIGS. 1B-1E, triboelectric nanogenerator 100 generates current by applying a cycled compressive force onto the whole area of the device, so that the bending plates will be periodically pressed to flatten and contact closely with each other, as shown in FIG. 1B. Once released, as shown in FIG. 1C, the two plates will separate apart due to the stored elastic energy and revert instantaneously back to their original arch shape due to resilience. A cycled generation of the potential difference between the two electrodes 112 and 120 drives the flow of electrons through the load 10. At the original state before the contact of the triboelectric films (as shown in FIG. 1A), there is no charge transferred, thus no electric potential. Upon the pressing of the two films towards each other, they will be brought fully into surface contact (as shown in FIG. 1B) and possibly relative sliding would occur, which results in electrons being transferred from a material in the positive side of the triboelectric series to the one in the negative side in the series. Accordingly, electrons will be injected from the aluminum surface 120 to PDMS surface 114, leaving positive charges on aluminum foil 120.」
｛[0049] 図1Aに示すように、摩擦電気発電機100の1つの実施形態は、第1の基板材料層112を有する第1の接触帯電部材110であって、それは、ポリ(4,4'-オキシジフェニレン-ピロメリットイミド)(商標"Kapton"で販売されている)を含むことができ、またそれは第2の基板材料層に隣接し、SiO2などの材料を含むことができる。第1の接触帯電部材110はまた、第1の接触層114を含み、それは、例えば、PDMS、PTFE、FEP、PVC、およびポリイミド、または接触事象に起因して電子を獲得する傾向を示す摩擦帯電列を有する任意の材料を含むことができる。…第2の接触帯電部材120は、第1接触層114に接触したときに、電子を失う傾向を示す摩擦帯電列を有する導電性金属層(アルミニウム、金属または導電性ポリマーなどの材料を含むことができる)を含む。…
[0050] 図1B-1Eに示すように、摩擦電気ナノ発電機100は装置の全領域に繰り返し圧縮力を印加することにより電流を発生させ、曲がり板は周期的に互いに近接して平坦かつ接触するように押圧されて、図1Bのようになる。一旦解放されると、図1Cに示すように、2枚のプレートが蓄積された弾性エネルギーのために互いに分離し、弾力によって元のアーチ形状に瞬間的に戻ることになる。二の電極112と120との間の電位差の周期生成は負荷10を通る電子の流れを駆動する。摩擦電気フィルム(図1Aに示すように)の接触前の最初の状態で、移動された電荷がないので、電位がない。二枚のフィルムを互いに向かって押圧する際、それらは十分な面接触(図1Bに示されるように)をもたらし、場合によって相対的な摺動が生じることもあり、摩擦帯電列の正側の材料から摩擦帯電列の負側の材料に電子が移動する。従って、電子は、アルミニウム面120からPDMS面114に注入され、アルミニウムフォイル120に正の電荷を残すことになる。｝

d 「[0058] In one experimental embodiment, the nanogenerator has a layered structure with two substrates. Polymethyl methacrylate (PMMA) was selected as the material for substrates due to its decent strength, light weight, easy processing, and low cost. On the lower side, a layer of contact electrode is prepared. The contact electrode plays dual roles of electrode and contact surface. It consists of a gold thin film and gold nanoparticles coated on the surface. Alternatively, nanoparticles of non-precious metals can also be used as replacements. They modify the surface both physically and chemically. …
[0059] The electric energy generation process can be explained by the coupling between triboelectric effect and electrostatic effect. At the original position, a separation distance is maintained by springs. When an external impact is applied onto one of the substrates, the gold and PDMS are brought into contact. According to the triboelectric series that ranks materials' tendency to gain or lose electrons, electrons are injected from gold into PDMS, resulting in surface triboelectric charges, which are retained on the PDMS. …
[0060] The nanogenerator's electric output is strongly related to the contacting force, yielding higher output with larger force. At a force as small as 10 N, the nanogenerator can still produce Isc ranging from 160μA to 175μA. When the force increases to 500 N, the electric output reaches a saturated value, producing a peak Isc of 1.2 mA. This result is due to increased contact area with larger force. The two contacting surfaces are neither absolutely flat nor smooth. Surface roughness may be caused by inherent curvature of the substrates, nanoparticle modification, and fabrication defects such as particle contamination from the air. At small contacting force, the surface roughness prevents fully intimate contact between the contact electrode and the PDMS, leaving some areas untouched. With increased force, due to elastic property, the PDMS can deform and fill more vacant space, thus leading to larger contact area. As a result, the electric output increases until all the vacant space is completely filled by the PDMS, reaching a saturated limit.」
｛[0058] 1つの実験的実施形態において、ナノ発電機は、2枚の基板を積層した構造を有している。ポリメチルメタクリレート(PMMA)は、その適正な強度、軽量、加工の容易さ、および低コストのために基板材料として選択された。下側では、接触電極の層が用意される。接触電極は、電極と接触面の二重の役割を果たす。それは金薄膜の表面にコーティングされた金ナノ粒子から構成されている。あるいは、非貴金属のナノ粒子はまた、代替物として使用することができる。これらは、表面を物理的に及び化学的に修正する。…
[0059] 電気エネルギー生成プロセスは、摩擦電気効果及び静電効果の間の結合によって説明することができる。初期位置においては、ばねによって分離の距離が維持される。外部衝撃が、一方の基板上に適用される場合、金とPDMSとは接触する。材料の電子を得るかまたは失う傾向に順番付けする摩擦帯電列に従い、電子は金からPDMSに注入され表面摩擦電気帯電となり、PDMS上に保持される。…
[0060] ナノ発電機の電気出力は接触力に強く関連して、大きな力で高い出力が得られる。10Nの小さな力で、ナノ発電機は、160μAから175μAの幅のIscを生み出す。力が500Nまで増加すると、電気出力は飽和値に達し、1.2mAのピークIscを生み出す。この結果は、より大きな力による接触面積の増大に起因する。2つの接触面は、完全に平らまたは平滑でない。表面粗さは、基材の固有の湾曲、ナノ粒子修正、空気からの粒子汚染などの製造欠陥によって引き起こされることがある。小さな接触力では、表面粗さは、接触電極とPDMSとの間の完全で緊密な接触を妨げ、いくつかの領域は接触されない。力の増加とともに、弾性特性のために、PDMSは変形し、より空隙を埋め、したがってより大きな接触面積をもたらすことができる。その結果、すべての空隙は、PDMSが完全充填され、飽和限界に達するまで電気出力が増加する。｝

e 「[0065] The unprecedentedly high power output of the nanogenerator is mainly attributed to three factors. …Also, the surface modification by gold nanoparticles plays an important role for the output enhancement. It can offer five-fold increase on the current output compared to the device without modification. Physically, the bumpy surface of the nanoparticle provides a larger contact area than a flat surface does. Chemically, the as-synthesized gold nanoparticles are positively charged in nature. The pre-carried positive charges may be able to add up with triboelectric charges upon contact, leading to a largely enhanced surface charge density and thus a substantially higher electric output.」
｛[0065] ナノ発電機の従来にない高い電力出力は、主として三つの要因によるものである。…また、金ナノ粒子による表面修正は、出力向上のために重要な役割を果たす。これは修正なしの装置に比べて、出力電流に5倍の増加を提供することができる。物理的には、ナノ粒子の凹凸面は、平坦面に比べてより多くの接触面積を提供する。化学的には、合成された金ナノ粒子は、元来プラスに帯電される。担持正電荷は、接触時に摩擦帯電電荷が合算されることと、大いに改善された表面電荷密度および実質的により高い電気出力をもたらすことができてもよい。｝

f 「[0079] In an experimental embodiment of such a dielectric-dielectric system, the sliding-triboelectric nanogenerator includes two plates (71 mmx50 mm) with glass slides as the supporting substrates to ensure the surface flatness. Polyamide 6,6 (Nylon) and polytetrafluoroethylene (PTFE) films, the two polymers at the opposite ends of the triboelectric series, are chosen as the triboelectric layers adhered on surfaces of the glass slides for effective electrification during sliding.」
｛[0079] このような絶縁体-絶縁体システムの実験的な実施形態では、摺動摩擦電気ナノ発電機は、表面平坦性を確保する支持基材としてスライドガラスを用いて2枚のプレート(71mmx50mm)を有している。ポリアミド6,6(ナイロン)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルムの二つの摩擦帯電列において反対の側にあるポリマーが、摺動中に効果的な帯電のためにスライドガラスの表面上に接着された摩擦電気層として選択される。｝

g 「[0116] While many different materials can be organized according to a triboelectric series, the following is one representative example of a triboelectric series:
[0117] Asbestos
[0118] Glass
[0119] Mica
[0120] Nylon
[0121] Lead
[0122] Silk
[0123] Aluminum
[0124] Steel
[0125] Wood
[0126] Lucite
[0127] Amber
[0128] Hard Rubber
[0129] Mylar
[0130] Nickel
[0131] Copper
[0132] Silver
[0133] Brass
[0134] Synthetic Rubber
[0135] Gold, Platinum
[0136] Sulfur
[0137] Acetate, Rayon
[0138] Polyester
[0139] Celluloid
[0140] Polystyrene
[0141] Orlon, Acrylic
[0142] Polyvinylidene chloride (Saran)
[0143] Polyurethane
[0144] Polyethylene
[0145] Polypropylene
[0146] Polyvinylchloride (Vinyl)
[0147] PTFE
[0148] Silicon
[0149] Teflon
[0150] Silicone Rubber」
｛[0116] 多くの異なる材料が、摩擦帯電列に従って整理することができるが、以下は、摩擦帯電列の一つの代表例である:
[0117] アスベスト
[0118] ガラス
[0119] マイカ
[0120] ナイロン
[0121] 鉛
[0122] 絹
[0123] アルミニウム
[0124] 鋼
[0125] 木材
[0126] ルーサイト
[0127] 琥珀
[0128] 硬質ゴム
[0129] マイラー
[0130] ニッケル
[0131] 銅
[0132] 銀
[0133] 黄銅
[0134] 合成ゴム
[0135] 金、プラチナ
[0136] 硫黄
[0137] アセテート、レーヨン
[0138] ポリエステル
[0139] セルロイド
[0140] ポリスチレン
[0141] オーロン、アクリル
[0142] ポリ塩化ビニリデン(サラン)
[0143] ポリウレタン
[0144] ポリエチレン
[0145] ポリプロピレン
[0146] ポリ塩化ビニル(ビニル)
[0147] PTFE
[0148] シリコン
[0149] テフロン
[0150] シリコンゴム｝

h 「[0151] As shown in FIG. 13 , one embodiment of a triboelectric power system 1300 includes a triboelectric generator 1310 , an integrated rechargeable energy storage unit 1330 and a power management circuit 1340 that delivers current from the triboelectric generator 1310 to the energy storage unit 1330 with the proper characteristics (e.g., current direction, voltage, etc.). In this embodiment, the triboelectric generator 1310 includes a first triboelectric member 1312 and an oppositely disposed second triboelectric member 1322 . The first triboelectric member 1312 includes a first dielectric layer 1314 (which can include, for example, a Kapton film). …This embodiment operates in a manner similar to the embodiment shown in FIGS. 1A-1D . A nano-scale texture applied a selected on of the first conductive electrode layer 1316 and the second dielectric layer 1324 to improve triboelectric charge exchange efficiency.」
｛[0151] 図13に示すように、摩擦電気電力システム1300の1つの実施形態は、摩擦電気発電機1310、統合された再充電可能なエネルギー貯蔵ユニット1330と、電力管理回路1340摩擦発生部1310から電流を供給して、適正な特性(例えば、電流、電圧、など)を有するエネルギー貯蔵装置1330を含む。この実施形態では、摩擦電気発電機1310は、第1摩擦電気部材1312と対向して配置された第2摩擦電気部材1322が設けられている。第1摩擦電気部材1312は、第1絶縁体層1314(例えば、カプトン(Kapton)フィルムを含むことができる)を含む。…この実施形態は、図1A-1Dに示した実施例と同様に動作する。ナノスケールテクスチャは、第1導電性電極層1316と第2絶縁体層1324のうちの選択された一つの上に、摩擦電気電荷の交換効率を向上させるために適用される。｝

i 「[0163] A nanoscale texture can be applied at least a selected one of the first dielectric layer 1612 , the second dielectric layer 1622 , the second electrode grid 1615 and the third electrode grid 1623 to improve triboelectric charge transfer efficiency. The nanoscale texture can be formed by applying PTFE nanoparticles the first dielectric layer 1612 and to the second dielectric layer 1622 . As shown in FIG. 16E , this embodiment can be stacked in many layers to achieve enhanced electrical effects.」
｛[0163] 摩擦電気電荷の移動効率を向上させるために、ナノスケールテクスチャは、第1絶縁体層1612、第2絶縁体層1622、第2電極グリッド1615、および第3電極グリッド1623の少なくとも選択された1つに適用される。ナノスケールテクスチャは、第1絶縁体層1612および第2絶縁体層1622にPTFEナノ粒子を塗布することにより形成することができる。図16Eに示すように、本実施形態では、高められた電気的効果を達成するために多数の層で積層することができる。｝

j 「[0177] As shown in FIG. 18A-B , one embodiment of a generator 1800 for harvesting energy from a shoe having a sole includes at least one first triboelectric member 1810 and at least one second triboelectric member 1820 . In one representative embodiment, the first triboelectric member 1810 includes a first substrate 1812 and an aluminum layer 1814 (to which a nanoscale texture may be applied to improve charge transfer efficiency) disposed on the first substrate 1812 . The second triboelectric member 1824 includes a second substrate 1822 , a PTFE layer 1824 (to which a nanoscale texture may also be applied to improve charge transfer efficiency) disposed on the first substrate 1822 and a copper electrode layer 1826 disposed between the second substrate 1822 and the PTFE layer 1824 . The first member 1810 is hingedly attached to the second member 1820 and several pairs of these members can be attached to each other to form a zig-zag device (as shown in FIG. 18B ). The natural springiness of the substrate materials at the joints maintain separation between the first triboelectric member 1810 and the second triboelectric member 1820 when the force is not applied therebetween.
[0178] As shown in FIG. 19 , this type of triboelectric generator 1800 can be placed in the sole 1900 of a shoe and used for powering devices (e.g., a cell phone). Several triboelectric generators 1800 can be used as sensors to detect characteristics of how the wearer of the shoe moves. For example, this embodiment could be used diagnostically as a sensor for sports training
[0179] One experimental embodiment included a power-generating shoe insole with built-in flexible multi-layered triboelectric generators. The triboelectric generators were enclosed in an insole to harvest energy from foot pressure during normal walking Each of the triboelectric generators included three layers that were fabricated on a single flexible substrate that had a zigzag shape. Through parallel connection, electricity simultaneously produced from all of the three layers could add up together. Under pressure exerted from human body, each triboelectric generator could generate maximum open-circuit voltage of 220 V and short-circuit current of 600 μA. Equipped with this insole, a fully packaged self-lighting shoe was developed. Commercial LED bulbs were directly powered during normal walking
[0180] In this experimental embodiment, one contact surface was polished aluminum foil, which also served as an electrode. The other contact surface was a PTFE thin film. Copper was applied to the back of the PTFE film as another electrode. Surface morphology modification were performed on the aluminum foil through wet chemical etching to creating dense nano-pores (a nanoscale texture) for enhancing charge transfer with the PTFE film.」
｛[0177] 図18A-Bに示すように、ソールを有する靴からエネルギーを得るための発電機1800の一実施形態は、少なくとも1つの第1摩擦電気部材1810及び少なくとも1つの第2摩擦電気部材1820を含んでいる。1つの代表的な実施形態では、第1摩擦電気部材1810は、第1基板1812及び第1基板1812上に配置されたアルミニウム層1814(電荷移動効率を改善するためにナノスケールテクスチャが適用されてもよい)を含む。第2摩擦電気部材1824は、第2基板1822、第1基板1822上に配置されたPTFE層1824(ナノスケールテクスチャはまた、電荷移動効率を改善するために適用することができる)と、第2の基板1822とPTFE層1824との間に配置された銅電極層1826とを備えている。第1部材1810は、第2部材1820にヒンジ結合されており、これらの部材のいくつかの対は、ジグザグ装置(図18Bに示すように)を形成するように互いに取り付けられることができる。ジョイントにおける基板材料の自然の弾力性は、外力が適用されない場合、第1摩擦電気部材1810及び第2摩擦電気部材1820との間の分離を維持する。
[0178] 図19に示すように、このタイプの摩擦電気発電機1800は、靴のソール1900内に設置され、電力供給装置(例えば、携帯電話)のために使用することができる。いくつかの摩擦電気発電機1800は、靴の着用者がどのように移動するかの特性を検出するためのセンサとして使用することができる。例えば、本実施形態は、スポーツトレーニング用センサとして診断的に使用することができる。
[0179] 1つの実験的実施形態では、ビルトインされ柔軟な多層の摩擦電気発電機を備えた発電する靴の中敷を含んでいた。摩擦電気発電機は、通常の歩行の間に足の圧力からエネルギーを得るために中敷内に封入した。摩擦電気発電機のそれぞれは、ジグザグ形状を有する単一の柔軟な基板上に実装された三つの層を含んでいた。並列接続によって、三つの層の全てから同時に生成された電力は、一緒にして加算できる。人体からの押圧力により、各摩擦電気発電機は、最大で220Vの開回路電圧と600μAの短絡電流を発生させることができる。この中敷に装備されることにより、完全なパッケージの自己発光型の靴が開発された。市販のLED電球は、通常歩行時に直接電力供給された。
[0180] この実験的実施形態においては、1つの接触面は研磨されたアルミニウムフォイルであり、それは電極としても機能する。他方の接触面はPTFE薄膜であった。銅が、別の電極として、PTFE膜の裏面に適用された。PTFE膜との電荷移動を高めるために、緻密なナノ細孔(ナノスケールテクスチャ)を生成するための湿式化学エッチングを通じてアルミニウムフォイル上に、表面形態修正が実行された。｝
(なお、上記段落[0177]の「第1基板1822上に配置されたPTFE層1824」は、「第2基板1822上に配置されたPTFE層1824」の誤記と認める。)

(イ)上記記載及び図面を総合的に参照すると、引用文献1には、次の技術的事項が記載されていると理解できる。
a 段落[0004],[0009]-[0010],[0049],[0177]-[0180]の記載から、引用文献1に記載された技術は、摩擦電気効果を利用する摩擦電気発電機に関するものであること。

b 段落[0177]-[0178]及び図18A,18Bの記載から、ソールを有する靴からエネルギーを得るための摩擦電気発電機の一実施形態では、一面にアルミニウムのナノスケールテクスチャが適用されるアルミニウム層1814と、前記アルミニウム層1814のナノスケールテクスチャに対向するPTFEのPTFE層1824と、を備え、ヒンジ結合を用いてジグザグ装置(図18Bに示すように)を形成するように互いに取り付けられること。

c 段落[0179]-[0180]の記載から、靴の中敷内に封入された摩擦電気発電機の一実施形態では、ジグザグ形状を有する単一の柔軟な基板上に実装された三つの層を含む摩擦電気発電機であって、1つの接触面は湿式化学エッチングにより緻密なナノ細孔(ナノスケールテクスチャ)が生成されたアルミニウムフォイルであり、他方の接触面はPTFE薄膜であること。また、この一実施形態の摩擦電気発電機は、ジグザグ形状を有する基板上に実装された三つの層を含むものであるから、対向する層の配置等は上記bのソールを有する靴からエネルギーを得るための摩擦電気発電機の実施形態と同様と解され、1つの接触面にアルミニウムの湿式化学エッチングによる緻密なナノ細孔(ナノスケールテクスチャ)が生成されたアルミニウムフォイルと、アルミニウムフォイルの湿式化学エッチングによる緻密なナノ細孔(ナノスケールテクスチャ)に対向するPTFEのPTFE薄膜とを備えること。

d 段落[0049]-[0050]及び図1A-Eの記載から、別の摩擦電気発電機の実施形態では、PDMS、PTFE等の接触事象に起因して電子を獲得する傾向を示す摩擦帯電列を有する任意の材料を含む接触層114を有する第1接触帯電部材110と、第1接触層114に接触したときに、電子を失う傾向を示す摩擦帯電列を有する導電性金属層(アルミニウム、金属または導電性ポリマーなどの材料を含むことができる)を含む第2接触帯電部材120との接触と分離を繰り返すことにより、電子が第2接触帯電部材120から第1接触帯電部材110に移動し、電界が生じること。

e 段落[0058]-[0060],[0065]の記載から、別の摩擦電気発電機の実施形態に用いられる金薄膜の表面にコーティングされた金ナノ粒子を有する接触電極に関して、金ナノ粒子の凹凸面は、平坦面に比べてより多くの接触面積を提供し、より高い電気出力をもたらすことができること。

f 段落[0079]、[0116]-[0150]の記載から、絶縁体-絶縁体システムを用いた摩擦電気発電機において、摩擦帯電列において反対の側にある材料を使用すると効果的であること。

g 段落[0151]の記載から、別の摩擦電気電力システムの実施形態の導電性電極層又は絶縁体層に適用されたナノスケールテクスチャは、摩擦電気電荷の交換効率を向上させること。

h 段落[0163]、図16の記載から、 別の摩擦電気発電機の実施形態では、絶縁体にPTFEナノ粒子を塗布することにより形成されるナノスケールテクスチャは、摩擦電気の電荷移動効率を向上させることができること。

i 上記b、d、及び技術常識から、アルミニウムとPTFEとが、摩擦帯電列で異なる位置にあること。

(ウ)上記(ア)、(イ)から、引用文献1には、次の発明(以下「引用発明」という。)が記載されている。
「摩擦電気効果を利用する摩擦電気発電機であって、
1つの接触面にアルミニウムの湿式化学エッチングによる緻密なナノ細孔(ナノスケールテクスチャ)が生成されたアルミニウムフォイルと、
アルミニウムフォイルの湿式化学エッチングによる緻密なナノ細孔(ナノスケールテクスチャ)に対向するPTFEのPTFE薄膜と、を備えており、
前記アルミニウムと前記PTFEが、摩擦帯電列において異なる位置にある、
摩擦電気発電機。」

イ 引用文献2
(ア)本願の出願日前に頒布された又は電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった特開2000-314897号公報(以下「引用文献2」という。)には、次の記載がある。
a 「【0019】
【発明の実施の形態】LCD素子の配線材料にAl配線の使用は、配線の低抵抗化を図る上で極めて優れていることは既述した。そして、本発明におけるAl配線のヒロック発生は、Al配線の上部に形成したAl以外の金属薄膜からなる上層と、Al配線の側面にベーマイト処理によって形成したアルミナ層により抑制することができる。」

b 「【0038】ベーマイト処理は、80℃以上の純水または水蒸気にAlを曝すことで、Al表面を化成処理する方法である。これにより、Al-0.6aｔ%Nd表面にアルミナ層の被膜を形成した。
【0039】図2は、Al配線のベーマイト処理時間(80℃の純水中への浸漬時間)と配線膜厚との関係を示すグラフである。ベーマイト処理時間2分未満ではAl表面にはバリヤー型と呼ばれる非常に緻密な被膜が形成されるが、それ以上の処理時間では、ポーラス型と呼ばれる粗で表面凹凸の被膜となるため、急速に被膜が成長しその後飽和する。」

(イ)上記記載及び図面を総合的に参照すると、引用文献2には、次の技術が記載されている。
「Al配線にベーマイト処理を行うと形成されるベーマイト被膜は、バリヤー型と呼ばれる非常に緻密な被膜か、又はポーラス型と呼ばれる粗で表面凹凸の被膜であること。」

ウ 引用文献3
(ア)本願の出願日前に頒布された又は電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった特開2007-250376号公報(以下「引用文献3」という。)には、次の記載がある。
a 「【0007】
特許文献1には、活物質ペーストによるアルミニウム集電体箔の溶出の防止、ならびに、乾燥後のペーストとアルミニウム集電体箔との密着性を向上させる目的から、アルミニウムなどの集電体箔の表面に予めベーマイト皮膜又はクロム酸化物皮膜を形成させておいてから、活物質ペーストを塗布、乾燥するリチウムイオン電池用正極板の製造方法が開示されている。」

b 「【0010】
ベーマイト皮膜の耐アルカリ性にバラツキが生じるのは、以下のような原因によるものであると考えられる。一般にベーマイト皮膜は、多孔性の上層と緻密な下層(緻密な酸化皮膜層をバリア層と呼ぶ。)から成り、耐アルカリ性を発揮するのはこのバリア層と考えられる。また、ベーマイト皮膜は、熱水浸漬法や高温水蒸気による暴露法で形成されるが、アルミニウム箔表面には微細な凹凸や微量の付着物(圧延油等)が存在するため、熱水や水蒸気のアルミニウム箔表面との接触に微視的な差異が生じる。その結果、アルミニウム箔と接するバリア層に微細な欠陥が発生し、その欠陥が耐アルカリ性に大きな影響を及ぼし、結果的にバラツキを生じ、歩留まりを低下させるものである。」

(イ)上記記載及び図面を総合的に参照すると、引用文献3には、次の技術が記載されている。

「一般にアルミニウム箔表面に形成されるベーマイト皮膜は、多孔性の上層と緻密な下層から成ること。」

(3)引用発明との対比
ア 本件補正発明と引用発明とを対比する。本件補正発明と引用発明とを、その機能、構造又は技術的意義を考慮して対比すると、引用発明における「摩擦電気効果」は、本件補正発明における「摩擦帯電現象」に相当し、以下同様に、「1つの接触面」は「少なくとも一方の主面」に、「アルミニウム」は「第1素材」に、「生成された」は「露出する」に、「アルミニウムフォイル」は「導電性シート」に、「PTFE」は「第2素材」に、「PTFE薄膜」は「絶縁性シート」に、「摩擦電気発電機」は「発電機」にそれぞれ相当する。
また、アルミニウムの湿式化学エッチングにより緻密なナノ細孔を生成する際、それが不規則形状の多孔質層となることは出願時の技術常識であるから、引用発明における「湿式化学エッチングによる緻密なナノ細孔(ナノスケールテクスチャ)」は本件補正発明の「不規則形状の多孔質層」に相当する。

イ 以上のことから、本件補正発明と引用発明との一致点及び相違点は、次のとおりである。
【一致点】
「摩擦帯電現象を利用する摩擦電気発電機であって、
少なくとも一方の主面に第1素材の不規則形状の多孔質層が露出する導電性シートと、
前記導電性シートの前記第1素材に対向する第2素材の絶縁性シートと、を備えており、
前記第1素材と前記第2素材が、摩擦帯電列において異なる位置にある、発電機。」

【相違点】
「第1素材」に関して、本件補正発明は、ベーマイトであるのに対して、引用発明は、アルミニウムである点。

(4)判断
以下、相違点について検討する。
ア アルミニウムの表面処理において、表面を多孔質層とするためにベーマイト処理によりベーマイトを形成することは引用文献2、引用文献3に記載されるように周知である(以下、「周知技術」という。)。

イ そして、引用発明におけるアルミニウムの湿式化学エッチングにより生成された緻密なナノ細孔(ナノスケールテクスチャ)は、多孔質であることにより接触面積が増大し、高い電気出力を達成する、又は摩擦電気の電荷移動効率を向上させるためのものであることが理解できるから、引用発明において、多孔質を形成する手段として湿式化学エッチングに代えて前記周知技術を適用し、本件補正発明の前記相違点に係る構成とすることに格別の困難性はない。そして、第1素材をベーマイト、第2素材をPTFEとした際、両者が摩擦帯電列において異なる位置にあることは明らかである。

ウ 請求人は審判請求書において、引用文献1では、「図8Bのように、一方の表面のナノスケールテクスチャの凸部と他方の表面のナノスケールテクスチャの凸部とが接触するように、両方の表面のナノスケールテクスチャの形状が厳密に設計され、電荷伝達効率を向上させて摩擦帯電効果を高めてい」ると言及しているが、上述のとおり(上記(2)ア(イ)e、hも参照)、ナノスケールテクスチャとしては湿式化学エッチングによる緻密なナノ細孔やナノ粒子の塗布も想定され、「アルミニウム層1814にベーマイト処理を施すことは、電荷伝達効率を向上させるという目的に反することとな」り、「引用文献1の技術に、引用文献2?4のベーマイト処理を適用することについて阻害する事情がある」という請求人の主張にも理由がない。

エ また、請求人は審判請求書において、第1素材として無機酸化物の正帯電性がアルミニウムの正帯電性よりも高いために引用文献1?4と比較して有利な効果があると主張するが、上記(2)ア(イ)d、fのとおり、引用文献1には互いに反対側の摩擦帯電列である二種の材料を用いることが効果的である旨記載されており、またPTFEが高い負の帯電性を有するのに対して、ベーマイトが高い正帯電性を有することは出願人も言及するように出願時の技術常識であるから、本件補正発明の奏する作用効果は、引用発明及び周知技術の奏する作用効果から予測される範囲内のものにすぎず、格別顕著なものということはできない。

オ したがって、本件補正発明は、引用発明及び周知技術に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものであり、特許法29条2項の規定により、特許出願の際独立して特許を受けることができないものである。

3 本件補正についてのむすび
よって、本件補正は、特許法17条の2第6項において準用する同法126条7項の規定に違反するので、同法159条1項の規定において読み替えて準用する同法53条1項の規定により却下すべきものである。
よって、上記補正の却下の決定の結論のとおり決定する。

第3 本願発明について
1 本願発明
平成30年8月21日にされた手続補正は、上記のとおり却下されたので、本願の請求項に係る発明は、平成30年1月18日にされた手続補正により補正された特許請求の範囲の請求項1ないし6に記載された事項により特定されるものであるところ、その請求項1に係る発明(以下「本願発明」という。)は、その請求項1に記載された事項により特定される、前記第2[理由]1(2)に記載のとおりのものである。

2 原査定の拒絶の理由
原査定の拒絶の理由は、この出願の請求項1に係る発明は、本願の出願日前に頒布された又は電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった下記の引用文献1に記載された発明及び周知技術に基づいて、その出願前にその発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法29条2項の規定により特許を受けることができない、というものである。

引用文献1:米国特許出願公開第2014/0338458号明細書

3 引用文献
原査定の拒絶の理由で引用された引用文献1及びその記載事項は、前記第2の[理由]2(2)に記載したとおりである。

4 対比・判断
本願発明は、前記第2の[理由]2で検討した本件補正発明から、多孔質が「不規則形状」であるとの限定事項を削除したものである。
そうすると、本願発明の発明特定事項を全て含み、さらに他の事項を付加したものに相当する本件補正発明が、前記第2の[理由]2(4)に記載したとおり、引用発明及び周知技術に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものであるから、本願発明も、引用発明及び周知技術に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものである。

第4 むすび
以上のとおり、本願発明は、特許法29条2項の規定により特許を受けることができないから、他の請求項に係る発明について検討するまでもなく、本願は拒絶されるべきものである。

よって、結論のとおり審決する。
 
審理終結日 2019-06-28 
結審通知日 2019-07-02 
審決日 2019-07-18 
出願番号 特願2015-243115(P2015-243115)
審決分類 P 1 8・ 121- Z (H02N)
最終処分 不成立  
前審関与審査官 津久井 道夫  
特許庁審判長 柿崎 拓
特許庁審判官 久保 竜一
上田 真誠
発明の名称 摩擦帯電現象を利用する発電機  
代理人 特許業務法人快友国際特許事務所  

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