JP2003165860A - 難燃性樹脂発泡体 - Google Patents

難燃性樹脂発泡体

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JP2003165860A JP2001368317A JP2001368317A JP2003165860A JP 2003165860 A JP2003165860 A JP 2003165860A JP 2001368317 A JP2001368317 A JP 2001368317A JP 2001368317 A JP2001368317 A JP 2001368317A JP 2003165860 A JP2003165860 A JP 2003165860A
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Tomohiro Taruno
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い難燃性を有するとともに、環境への負荷
が少なく、しかも高発泡で柔軟性に優れた樹脂発泡体を
得る。 【解決手段】 難燃性樹脂発泡体は、下記の(イ)〜
(ハ)成分を含有することを特徴とする。[(イ)熱可
塑性ポリマー;(ロ)金属水酸化物;(ハ)カーボンブ
ラック]。前記(ロ)成分である金属水酸化物が、下記
式(1)で表される複合化金属水酸化物であってもよ
い。 m(Mab)・n(Qde)・cH2O (1) [上記式中、MとQは互いに異なる金属元素であり、Q
は周期律表のIVa、Va、VIa、VIIa、VIII、Ib及
びIIbから選択された族に属する金属元素である。m、
n、a、b、c、d、eは正数であって、互いに同一の
値であってもよく、異なる値であってもよい]

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、環境に負荷の少な
いノンハロゲンの材料を使用した難燃性に優れた樹脂発
泡体に関するものである。この樹脂発泡体は、例えば、
電子機器等の内部絶縁体、緩衝材、遮音材、断熱材、食
品包装材、衣用材、建材用など、柔らかさやクッション
性の要求される用途に好適に用いられる。
【0002】
【従来の技術】電子機器等の内部絶縁体、緩衝材、遮音
材、断熱材、衣用材、建材用等として用いられる発泡体
には、部品として組み込まれている場合にそのシール性
という観点から、柔らかさ、クッション性および断熱性
等に優れるという特性が要求される。これまでこのよう
な特性を有する樹脂発泡体が種々提案されている。
【0003】樹脂発泡体等の発泡体材料は、例えば、水
密、気密、断熱、防音、緩衝等の目的で様々な部位に使
用されているが、電子機器用途などのように、使われる
部位によっては、材料に難燃性を要求されることもあ
り、材料の難燃化が種々検討されている。しかし、樹脂
発泡体は熱可塑性ポリマーで構成されているため燃えや
すいという欠点を有している。そのため、特に電子機器
用途等では、難燃性の付与が不可欠である。
【0004】発泡体では、もともとの素材にもよるが、
一般的に難燃剤として、塩素化ポリエチレン、塩素化パ
ラフィン、デカブロモジフェニルエーテル、三酸化アン
チモンから選択された1種または2種以上の化合物と、
水酸化アルミニウムとを併用して難燃化する方法が広く
用いられていた。しかし、難燃剤として塩素系材料を使
用すると、発泡体からの塩素イオンの発生により腐食の
原因となりやすく、また、デカブロモジフェニルエーテ
ルは焼却の際のダイオキシンの発生が懸念され環境問題
により、その使用は望ましくないと考えられる。また、
三酸化アンチモンは環境負荷物質であり有害物質である
ため、その使用は望ましくない。そのため、これらの化
合物を含んでいない難燃剤が検討されている。例えば、
水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウムなどの金属水
酸化物を配合することにより、難燃性を付与させる試み
が行われているが、従来から用いられているハロゲン系
化合物より難燃性に劣り、ハロゲン系化合物と同等の難
燃性を付与させるにはかなりの量の配合量を必要とし、
発泡成形に関して成形性が劣る。
【0005】一方、内部に気泡を有する発泡体を形成す
る方法として、一般的には物理発泡法及び化学発泡法が
行われている。物理発泡とは、炭化水素系あるいはクロ
ロフルオロカーボン系の低沸点液体をポリマーに含浸さ
せた後、ポリマーを加熱することで、内部に含浸させた
低沸点液体をガス化させ、これを駆動力としてポリマー
を発泡させる手法である。また化学発泡とは、ポリマー
に熱分解型発泡剤を添加した樹脂組成物を加熱し、該分
解型発泡剤の分解により発生したガスにより気泡形成を
行う手法である。しかしながら、物理発泡による技術に
は、発泡剤として用いる物質の可燃性や毒性、及びオゾ
ン層破壊などの環境への影響が懸念される。また、化学
発泡法では、発泡ガスの残渣が発泡体中に残存するた
め、特に低汚染性の要求が高い電子機器用途において
は、腐食性ガスやガス中の不純物による汚染が問題とな
る。なお、これらの物理発泡法及び化学発泡法では、い
ずれにおいても微細な気泡構造を形成することは難し
く、特に300μm以下の微細気泡を形成することはで
きないとされている。
【0006】近年、微細気泡構造を有する発泡体を得る
方法として、不活性ガスを高圧下でポリマーに溶解させ
た後、急激に圧力を低下させて発泡構造を形成する方法
が提案されている。例えば、特開平6−322168号
公報には、圧力容器に熱可塑性ポリマーを仕込み、ポリ
マーの軟化点まで加熱しながら高圧ガスを仕込み、その
後圧力を低下させて気泡を形成させる方法が開示されて
いる。しかし、この方法では、減圧する際、ポリマーが
溶融状態にあるため、ポリマーが膨張し易くなり、得ら
れる発泡体の気泡径が大きくなりやすい。また、通常、
ガラス転移温度が150℃以上のポリマーを用いるた
め、室温では柔軟性が低い。従って、電子機器用の防音
材として使用するには、形状追随性、クッション性の点
から問題がある。また、特開平10−168215号公
報には、熱可塑性ポリウレタンからなるシートに、加圧
下で無機ガスを含浸させた後、加熱することにより発泡
させる熱可塑性ポリウレタン発泡シートの製造法が開示
されている。しかし、これらの公報には、難燃化の手法
については何ら開示も示唆もされていない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、高い難燃性を有するとともに、高発泡で柔軟性に優
れ、且つ環境への負荷が少ない難燃性樹脂発泡体を提供
することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するため鋭意検討した結果、環境への負荷が少
ない難燃剤として用いられる金属水酸化物をカーボンブ
ラックと組み合わせて用いると、従来のような金属水酸
化物のみを使用した場合と比較して大幅に難燃性を改良
することができ、しかも難燃剤の配合量を減量すること
ができ、また環境への負荷が低減され、さらには発泡時
における樹脂の流動性が確保され、その結果、高発泡で
難燃性及び柔軟性に優れた樹脂発泡体が得られることを
見出し、本発明を完成させた。
【0009】すなわち、本発明は、下記の(イ)〜
(ハ)成分を含有することを特徴とする難燃性樹脂発泡
体を提供する。 (イ)熱可塑性ポリマー (ロ)金属水酸化物 (ハ)カーボンブラック
【0010】前記(ロ)成分である金属水酸化物として
は、下記式(1)で表される複合化金属水酸化物を好適
に用いることができる。 m(Mab)・n(Qde)・cH2O (1) [上記式中、MとQは互いに異なる金属元素であり、Q
は周期律表のIVa、Va、VIa、VIIa、VIII、Ib及
びIIbから選択された族に属する金属元素である。m、
n、a、b、c、d、eは正数であって、互いに同一の
値であってもよく、異なる値であってもよい]
【0011】前記式(1)で表される複合化金属水酸化
物中の金属元素を示すMが、アルミニウム、マグネシウ
ム、カルシウム、ニッケル、コバルト、スズ、亜鉛、
銅、鉄、チタン及びホウ素からなる群から選択された少
なくとも一つの金属であることが好適である。また、前
記式(1)で表される複合化金属水酸化物中の金属元素
を示すQが、鉄、コバルト、ニッケル、パラジウム、銅
及び亜鉛からなる群から選択された少なくとも一つの金
属であることが好適である。
【0012】このような難燃性樹脂発泡体は、前記
(イ)〜(ハ)成分を含む混合物に、高圧の不活性ガス
を含浸させた後、減圧する工程を経て形成することがで
きる。前記不活性ガスとしては二酸化炭素又は窒素が好
適である。
【0013】なお、本明細書では、「熱可塑性ポリマ
ー」を通常の熱可塑性樹脂のほか、ゴム・エラストマー
や熱可塑性エラストマーをも含む広い意味に用いる。ま
た、ホウ素(B)も金属元素に含めるものとする。
【0014】
【発明の実施の態様】[(イ)熱可塑性ポリマー]本発
明の難燃性樹脂発泡体を構成する(イ)熱可塑性ポリマ
ーとしては、発泡体を形成可能なポリマーであれば特に
限定されない。このような熱可塑性ポリマー(イ)とし
ては、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレ
ン、直鎖状ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、エチレン又はプロピレンと他のα−オレフィ
ンとの共重合体などのポリオレフィン系ポリマー;ポリ
スチレン、ABS樹脂等のポリスチレン系ポリマー;ポ
リメチルメタクリレート;ポリ塩化ビニル;ポリフッ化
ビニル;アルケニル芳香族樹脂;6−ナイロン、66−
ナイロン、12−ナイロンなどのポリアミド;ポリエチ
レンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなど
のポリエステル;ビスフェノールA系ポリカーボネート
などのポリカーボネート;ポリアセタール;ポリフェニ
レンスルフィド;エチレンと酢酸ビニル、アクリル酸、
アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸エス
テル、ビニルアルコール等との共重合体(エチレン系共
重合体);エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−
プロピレン−ジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共
重合体、ポリブテン、ポリイソブチレン、塩素化ポリエ
チレンなどのオレフィン系エラストマー;スチレン−ブ
タジエン−スチレン共重合体、スチレン−イソプレン−
スチレン共重合体、スチレン−イソプレン−ブタジエン
−スチレン共重合体、それらの水素添加物ポリマーなど
のスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱
可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラスト
マー、アクリル系熱可塑性エラストマーなどの各種熱可
塑性エラストマーが挙げられる。これらの熱可塑性ポリ
マーは単独で又は2種以上を混合して使用できる。
【0015】これらの中でも、(i)熱可塑性エラスト
マー、(ii)ポリプロピレンなどのポリオレフィン系ポ
リマー、(iii)ゴム(エラストマー)又は熱可塑性エ
ラストマーを含む熱可塑性ポリマー(例えば、エチレン
−プロピレン共重合体等のオレフィン系エラストマー
と、ポリプロピレン等のポリオレフィン系ポリマーとの
混合物)などが好適である。
【0016】[(ロ)金属水酸化物]本発明の難燃性樹
脂発泡体を構成する(ロ)金属水酸化物としては、加熱
することによって水分を放出し、消炎することが可能な
金属水酸化物を用いることができる。このような金属水
酸化物(ロ)における金属元素としては、アルミニウム
(Al)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(C
a)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、スズ(S
n)、亜鉛(Zn)、銅(Cu)、鉄(Fe)、チタン
(Ti)、ホウ素(B)等があげられる。中でも、アル
ミニウム、マグネシウムなどが好ましい。
【0017】金属水酸化物(ロ)は、1種の金属元素で
構成されていてもよく、2種以上の金属元素で構成され
ていてもよい。本発明では、1種の金属元素で構成され
た金属水酸化物としては、例えば、水酸化アルミニウ
ム、水酸化マグネシウムなどが好適に用いられる。
【0018】本発明では、2種以上の金属元素で構成さ
れた金属水酸化物である複合化金属水酸化物も好適に用
いることができる。このような複合化金属水酸化物とし
ては、例えば、前記式(1)で表される複合化金属水酸
化物が好ましい。前記式(1)で表される複合化金属水
酸化物において、金属元素を示すMとしては、アルミニ
ウム(Al)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(C
a)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、スズ(S
n)、亜鉛(Zn)、銅(Cu)、鉄(Fe)、チタン
(Ti)、ホウ素(B)等があげられる。中でも、マグ
ネシウムなどが好ましい。前記Mは1種の金属元素で構
成されていてもよく、2種以上の金属元素で構成されて
いてもよい。
【0019】また、前記式(1)で表される多面体形状
の複合化金属水酸化物中のもう一つの金属元素を示すQ
は、周期律表のIVa、Va、VIa、VIIa、VIII、I
b及びIIbから選ばれた族に属する金属である。例え
ば、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(N
i)、パラジウム(Pd)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)
等が挙げられる。中でも、ニッケル、亜鉛等が好まし
い。前記Qは1種の金属元素で構成されていてもよく、
2種以上の金属元素で構成されていてもよい。
【0020】複合化金属水酸化物は、多面体形状を有し
ていてもよく、薄平板形状を有していてもよい。多面体
形状の複合化金属水酸化物を用いると、高発泡の樹脂発
泡体を得ることができる。このような結晶形状が多面体
形状を有する複合化金属水酸化物は、公知の方法により
製造できる(特開2000−53875号公報等参
照)。例えば、複合化金属水酸化物の製造工程における
各種条件等を制御することにより、縦、横とともに厚み
方向(c軸方向)への結晶成長が大きい、所望の多面体
形状、例えば、略12面体、略8面体、略4面体等の形
状を有する複合化金属水酸化物を得ることができる。
【0021】上記多面体形状を有する複合化金属水酸化
物の具体的な代表例としては、sMgO・(1−s)N
iO・cH2O[0<s<1、0<c≦1]、sMgO
・(1−s)ZnO・cH2O[0<s<1、0<c≦
1]、sA123・(1−s)Fe23・cH2O[0
<s<1、0<c≦3]等が挙げられる。これらのなか
でも、sMgO・(1−s)Q1O・cH2O[但し、Q
1はNi又はZnを示し、0<s<1、0<c≦1であ
る]で表される複合化金属水酸化物、例えば、酸化マグ
ネシウム・酸化ニッケルの水和物、酸化マグネシウム・
酸化亜鉛の水和物が特に好ましく用いられる。
【0022】金属水酸化物(ロ)の平均粒子径(平均粒
径)は、例えば、0.5〜10μm程度、好ましくは
0.6〜6μm程度である。平均粒径は、例えばレーザ
ー式粒度測定器により測定できる。なお、平均粒径が1
0μmを超えると、高発泡の樹脂発泡体が得られ難くな
る。
【0023】なお、金属水酸化物(ロ)は、表面処理が
施されていてもよい。また、金属水酸化物(ロ)は単独
で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
【0024】上記金属水酸化物(ロ)の含有量は、熱可
塑性ポリマー(イ)100重量部に対して30〜200
重量部(好ましくは50〜150重量部)程度である。
この含有量が少なすぎると難燃化効果が小さくなり、逆
に多すぎると、成形性が低下し、高発泡の樹脂発泡体が
得られ難くなる。
【0025】[(ハ)カーボンブラック]本発明の難燃
性樹脂発泡体を構成する(ハ)カーボンブラックは、特
に限定されず、一般的にゴムやプラスティックの補強に
用いられているものから適宜選択することができる。カ
ーボンブラック(ハ)としては、例えば、オイルファー
ネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラッ
ク、チャンネルブラック、ケッチェンブラックなどが挙
げられる。カーボンブラック(ハ)は単独で又は2種以
上組み合わせて使用することができる。カーボンブラッ
ク(ハ)としては、オイルファーネスブラック、アセチ
レンブラック、ケッチェンブラックを好適に用いること
ができる。
【0026】カーボンブラック(ハ)の含有量は、熱可
塑性ポリマー(イ)100重量部に対して1〜20重量
部(好ましくは3〜15重量部)程度である。この含有
量が少なすぎると、難燃化効果が小さくなり、または金
属水酸化物(ロ)の使用量をそれほど低減させることが
できない。逆に多すぎると、成形性が低下し、高発泡の
樹脂発泡体が得られ難くなる。
【0027】また、カーボンブラック(ハ)と、金属水
酸化物(ロ)との割合は、前者/後者(重量部)=1/
100〜20/100、好ましくは3/100〜15/
100程度である。
【0028】本発明の難燃性樹脂発泡体は、前記(イ)
成分、(ロ)成分および(ハ)成分のほか、必要に応じ
て、添加剤が添加されていてもよい。添加剤の種類は特
に限定されず、発泡成形に通常使用される各種添加剤を
用いることができる。このような添加剤として、例え
ば、気泡核剤、結晶核剤、可塑剤、滑剤、着色剤、紫外
線吸収剤、酸化防止剤、充填剤、補強剤、帯電防止剤等
が挙げられる。添加剤の添加量は、気泡の形成等を損な
わない範囲で適宜選択でき、通常の熱可塑性エラストマ
ー等の熱可塑性ポリマーの成形に用いられる添加量を採
用できる。
【0029】[難燃性樹脂発泡体の製造]本発明の難燃
性樹脂発泡体を製造する方法としては、物理的方法、化
学的方法等、発泡成形に通常用いられる方法が採用でき
る。一般的な物理的方法は、クロロフルオロカーボン類
または炭化水素類などの低沸点液体(発泡剤)をポリマ
ーに分散させ、次に加熱し発泡剤を揮発させることによ
り気泡を形成させるものである。また化学的方法は、ポ
リマーベースに添加された化合物(発泡剤)の熱分解に
より生じたガスによりセルを形成し、発泡体を得る方法
である。最近の環境問題などに鑑みると、物理的手法が
好ましい。
【0030】特に本発明では、セル径が小さくセル密度
の高い発泡体が得られることから、高圧の不活性ガスを
発泡剤として用いる方法、例えば、(イ)〜(ハ)成分
を含む混合物に、高圧の不活性ガスを含浸させた後、減
圧する工程を経て、発泡体を形成する方法が好ましい。
具体的には、(イ)〜(ハ)成分を含む混合物に、不活
性ガスを高圧下で含浸させるガス含浸工程と、該工程後
に圧力を低下させて樹脂を発泡させる減圧工程、及び必
要に応じて加熱により気泡を成長させる加熱工程を経て
形成する方法などが挙げられる。この場合、予め成形し
た未発泡成形物を不活性ガスに含浸させてもよく、ま
た、溶融した熱可塑性ポリマー(イ)を含む混合物
((ロ)成分及び(ハ)成分を含む)に不活性ガスを加
圧状態下で含浸させた後、減圧の際に成形に付してもよ
い。これらの工程は、バッチ方式、連続方式の何れの方
式で行ってもよい。
【0031】バッチ方式によれば、例えば以下のように
して発泡体を形成できる。すなわち、まず、単軸押出
機、二軸押出機等の押出機を使用して、ポリオレフィン
樹脂、熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性ポリマー
(イ)を含む混合物を押し出すことにより、未発泡成形
物(発泡体成形用樹脂シート等)を形成する。或いは、
ローラ、カム、ニーダ、バンバリ型の羽根を設けた混練
機を使用して、ポリオレフィン樹脂、熱可塑性エラスト
マーなどの熱可塑性ポリマー(イ)を含む混合物を均一
に混練しておき、これを熱板のプレス機を用いてプレス
成形し、熱可塑性ポリマーを基材樹脂として含む未発泡
成形物(発泡体成形用樹脂シート等)を形成する。そし
て、得られた未発泡成形物を耐圧容器中に入れ、高圧の
不活性ガスを導入し、該不活性ガスを未発泡成形物中に
含浸させる。この場合、未発泡成形物の形状は特に限定
されず、ロール状、板状等の何れであってもよい。ま
た、高圧の不活性ガスの導入は連続的に行ってもよく不
連続的に行ってもよい。十分に高圧の不活性ガスを含浸
させた時点で圧力を解放し(通常、大気圧まで)、基材
樹脂中に気泡核を発生させる。気泡核はそのまま室温で
成長させてもよく、また、必要に応じて加熱することに
よって成長させてもよい。加熱の方法としては、ウォー
ターバス、オイルバス、熱ロール、熱風オーブン、遠赤
外線、近赤外線、マイクロ波などの公知乃至慣用の方法
を採用できる。このようにして気泡を成長させた後、冷
水などにより急激に冷却し、形状を固定化する。
【0032】一方、連続方式によれば、例えば以下のよ
うにして発泡体を形成できる。すなわち、単軸押出機、
二軸押出機等の押出機を使用して、熱可塑性ポリマー
(イ)を含む混合物を混練しながら高圧の不活性ガスを
注入し、十分にガスを熱可塑性ポリマー中に含浸させた
後、押し出して圧力を解放し(通常、大気圧まで)、発
泡と成形とを同時に行い、場合によっては加熱すること
により気泡を成長させる。気泡を成長させた後、冷水な
どにより急激に冷却し、形状を固定化する。
【0033】前記不活性ガスとしては、上記熱可塑性ポ
リマーに対して不活性で且つ含浸可能なものであれば特
に制限されず、例えば、二酸化炭素、窒素、空気等が挙
げられる。これらのガスは混合して用いてもよい。これ
らのうち、二酸化炭素、窒素が好ましく、特に、発泡体
の素材として用いる熱可塑性ポリマーへの含浸量が多
く、含浸速度の速い二酸化炭素が好適である。
【0034】熱可塑性ポリマーに含浸させる際の不活性
ガス(二酸化炭素など)は超臨界状態であるのが好まし
い。超臨界状態では、ポリマーへのガスの溶解度が増大
し、高濃度の混入が可能である。また、含浸後の急激な
圧力降下時には、前記のように高濃度であるため、気泡
核の発生が多くなり、その気泡核が成長してできる気泡
の密度が気孔率が同じであっても大きくなるため、微細
な気泡を得ることができる。なお、二酸化炭素の臨界温
度は31℃であり、臨界圧力は7.4MPaである。
【0035】なお、前記ガス含浸工程における圧力は、
例えば6MPa以上(例えば6〜100MPa程度)、
好ましくは8MPa以上(例えば8〜100MPa程
度)である。圧力が6MPaより低い場合には、発泡時
の気泡成長が著しく、気泡径が大きくなりすぎる。これ
は、圧力が低いとガスの含浸量が高圧時に比べて相対的
に少なく、気泡核形成速度が低下して形成される気泡核
数が少なくなるため、1気泡あたりのガス量が逆に増え
て気泡径が極端に大きくなるからである。また、6MP
aより低い圧力領域では、含浸圧力を少し変化させるだ
けで気泡径、気泡密度が大きく変わるため、気泡径及び
気泡密度の制御が困難になりやすい。
【0036】また、ガス含浸工程における温度は、用い
る不活性ガスや熱可塑性ポリマーの種類等によって異な
り、広い範囲で選択できるが、操作性等を考慮した場
合、例えば10〜350℃程度である。例えば、シート
状などの未発泡成形物に不活性ガスを含浸させる場合の
含浸温度は、バッチ式では10〜200℃程度、好まし
くは40〜200℃程度である。また、ガスを含浸させ
た溶融ポリマーを含む混合物を押し出して発泡と成形と
を同時に行う場合の含浸温度は、連続式では60〜35
0℃程度が一般的である。なお、不活性ガスとして二酸
化炭素を用いる場合には、超臨界状態を保持するため、
含浸時の温度は32℃以上、特に40℃以上であるのが
好ましい。
【0037】前記減圧工程において、減圧速度は、特に
限定されないが、均一な微細気泡を得るため、好ましく
は5〜300MPa/秒程度である。また、前記加熱工
程における加熱温度は、例えば、40〜250℃程度、
好ましくは60〜250℃程度である。
【0038】本発明における発泡体は、平均気泡径が
0.1〜300μm、好ましくは5〜250μm、さら
に好ましくは30〜200μmの微細な気泡サイズを有
することができる。また、相対密度(発泡後の密度/未
発泡状態での密度)は、0.3以下(例えば、0.00
2〜0.3程度)、好ましくは0.25以下(例えば、
0.005〜0.25程度)であってもよい。さらにま
た、50%圧縮したときの対反発荷重(「50%圧縮荷
重」と称する場合がある)が20N/cm2以下(例え
ば、0.1〜20N/cm2程度)、特に15N/cm2
以下(例えば、0.3〜15N/cm2程度)であるこ
とが好ましい。このような発泡体は特に柔軟性に優れ
る。
【0039】上記の平均気泡径、相対密度及び50%圧
縮荷重は、用いる不活性ガス及び熱可塑性ポリマーや熱
可塑性エラストマーの種類に応じて、例えば、ガス含浸
工程における温度、圧力、時間などの操作条件、減圧工
程における減圧速度、温度、圧力などの操作条件、減圧
後の加熱温度などを適宜選択、設定することにより調整
することができる。
【0040】こうして得られる難燃性樹脂発泡体は、発
泡時に樹脂の流動性が確保され、気泡の成長が阻害され
ないためか、十分な発泡倍率が得られ、高い柔軟性が付
与される。例えば、相対密度が、0.01〜0.10程
度、好ましくは0.01〜0.06程度の樹脂発泡体が
得られる。相対密度とは下記式により算出される値をい
う。 相対密度(−)=(発泡体の密度)÷[発泡させる前の
シート(樹脂成形体)の密度]
【0041】また、(ロ)金属水酸化物を、(ハ)カー
ボンブラックと組み合わせて用いているので、難燃性を
大きく改善することができ、例えば、金属水酸化物の使
用量を減少させても、難燃化効果の低下が抑制又は防止
される。しかも、樹脂の流動性を確保しつつ発泡させる
ことができる。そのため、高発泡で、且つ優れた柔軟性
を有している難燃性樹脂発泡体が得られる。
【0042】さらにまた、本発明の難燃性樹脂発泡体
は、従来の塩素系樹脂やアンチモン系等の難燃剤のみを
含有する発泡体と比較して安全性が高く、環境への負荷
も少ない。
【0043】なお、本発明の難燃性樹脂発泡体は、平均
気泡径が0.1〜300μmの範囲の微細な気泡サイズ
とすることができ、また、相対密度が0.3以下で、5
0%圧縮した時の対反発荷重が20N/cm2以下とな
るように調整することができるため、柔軟性があり、し
かも難燃性を有するため、発泡体残渣などが存在せずク
リーンな発泡体である。そのため、電子機器等の内部に
用いる防音材として好適に用いることができる。
【0044】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はこれらの実施例により限定される
ものではない。なお、発泡体の相対密度、50%圧縮荷
重、平均気泡径は、以下の方法により求めた。
【0045】(相対密度)相対密度は下記式により求め
た。 相対密度(−)=(発泡体の密度)÷(発泡させる前の
シートの密度) (50%圧縮荷重)直径30mmの円形状に切り出した
試験片を、複数枚重ねて厚みを約25mmとし、圧縮速
度10mm/minで50%まで圧縮したときの応力を
単位面積(cm2)当たりに換算して、50%圧縮荷重
とした。 (平均気泡径)作成した発泡シートを液体窒素中で凍結
して割断し、断面を走査型電子顕微鏡(SEM)(Hita
chi-570)を用い、加速電圧10kVにて観察し、得ら
れた観察像から画像処理により平均気泡径を求めた。 (酸素指数)JIS K 7201に準じて、発泡させ
る前の混合樹脂の酸素指数を測定した。 (難燃性)1mmの厚さにスライスし、UL94規格
(HF−1)に準じて、発泡体の燃焼試験を行い、難燃
性の判定(合格又は不合格)をした。
【0046】(実施例1)密度が0.9g/cm3、2
30℃のメルトフローレートが4であるポリプロピレン
50重量部と、JIS−A硬度が69のオレフィン系エ
ラストマー50重量部と、オイルファーネス法により製
造されたカーボンブラック10重量部と、MgO・Ni
O・H2Oの式で表される多面体形状の複合化金属水酸
化物(平均粒径0.7μm)100重量部とを、ローラ
型の翼を設けたラボプラストミル(東洋精機製作所製)
により180℃の温度で混練した後、180℃に加熱し
た熱板プレスを用いて厚さ0.5mm、φ80mmのシ
ート状に成型した。このシートを耐圧容器に入れ、15
0℃の雰囲気中、15MPaの加圧下で、10分間保持
することにより、二酸化炭素を含浸させた。次いで、急
激に減圧することにより、オレフィン系ポリマーによる
発泡体を得た。この発泡体は、表1に示されるように、
相対密度が0.033であり、平均セル径が83μmで
あり、50%圧縮荷重が2.49N/cm2であった。
【0047】(実施例2)密度が0.9g/cm3、2
30℃のメルトフローレートが4であるポリプロピレン
30重量部と、JIS−A硬度が69のオレフィン系エ
ラストマー70重量部と、オイルファーネス法により製
造されたカーボンブラック10重量部と、MgO・Ni
O・H2Oの式で表される多面体形状の複合化金属水酸
化物(平均粒径0.7μm)100重量部とを、ローラ
型の翼を設けたラボプラストミル(東洋精機製作所製)
により180℃の温度で混練した後、180℃に加熱し
た熱板プレスを用いて厚さ0.5mm、φ80mmのシ
ート状に成型した。このシートを耐圧容器に入れ、15
0℃の雰囲気中、15MPaの加圧下で、10分間保持
することにより、二酸化炭素を含浸させた。次いで、急
激に減圧することにより、オレフィン系ポリマーによる
発泡体を得た。この発泡体は、表1に示されるように、
相対密度が0.045であり、平均セル径が93μmで
あり、50%圧縮荷重が1.49N/cm2であった。
【0048】(実施例3)密度が0.9g/cm3、2
30℃のメルトフローレートが4であるポリプロピレン
50重量部と、JIS−A硬度が69のオレフィン系エ
ラストマー50重量部と、オイルファーネス法により製
造されたカーボンブラック5重量部と、MgO・NiO
・H2Oの式で表される多面体形状の複合化金属水酸化
物(平均粒径0.7μm)100重量部とを、ローラ型
の翼を設けたラボプラストミル(東洋精機製作所製)に
より180℃の温度で混練した後、180℃に加熱した
熱板プレスを用いて厚さ0.5mm、φ80mmのシー
ト状に成型した。このシートを耐圧容器に入れ、150
℃の雰囲気中、15MPaの加圧下で、10分間保持す
ることにより、二酸化炭素を含浸させた。次いで、急激
に減圧することにより、オレフィン系ポリマーによる発
泡体を得た。この発泡体は、表1に示されるように、相
対密度が0.026であり、平均セル径が80μmであ
り、50%圧縮荷重が2.10N/cm2であった。
【0049】(実施例4)密度が0.9g/cm3、2
30℃のメルトフローレートが4であるポリプロピレン
40重量部と、JIS−A硬度が69のオレフィン系エ
ラストマー60重量部と、オイルファーネス法により製
造されたカーボンブラック10重量部と、MgO・Ni
O・H2Oの式で表される多面体形状の複合化金属水酸
化物(平均粒径0.7μm)120重量部とを、ローラ
型の翼を設けたラボプラストミル(東洋精機製作所製)
により180℃の温度で混練した後、180℃に加熱し
た熱板プレスを用いて厚さ0.5mm、φ80mmのシ
ート状に成型した。このシートを耐圧容器に入れ、15
0℃の雰囲気中、15MPaの加圧下で、10分間保持
することにより、二酸化炭素を含浸させた。次いで、急
激に減圧することにより、オレフィン系ポリマーによる
発泡体を得た。この発泡体は、表1に示されるように、
相対密度が0.045であり、平均セル径が75μmで
あり、50%圧縮荷重が1.45N/cm2であった。
【0050】(比較例1)密度が0.9g/cm3、2
30℃のメルトフローレートが4であるポリプロピレン
50重量部と、JIS−A硬度が69のオレフィン系エ
ラストマー50重量部と、MgO・NiO・H2Oの式
で表される多面体形状の複合化金属水酸化物(平均粒径
0.7μm)110重量部とを、ローラ型の翼を設けた
ラボプラストミル(東洋精機製作所製)により180℃
の温度で混練した後、180℃に加熱した熱板プレスを
用いて厚さ0.5mm、φ80mmのシート状に成型し
た。このシートを耐圧容器に入れ、150℃の雰囲気
中、15MPaの加圧下で、10分間保持することによ
り、二酸化炭素を含浸させた。次いで、急激に減圧する
ことにより、オレフィン系ポリマーによる発泡体を得
た。この発泡体は、表1に示されるように、相対密度が
0.046であり、平均セル径が90μmであり、50
%圧縮荷重が3.10N/cm2であった。
【0051】(比較例2)密度が0.9g/cm3、2
30℃のメルトフローレートが4であるポリプロピレン
50重量部と、JIS−A硬度が69のオレフィン系エ
ラストマー50重量部と、MgO・NiO・H2Oの式
で表される多面体形状の複合化金属水酸化物(平均粒径
0.7μm)120重量部とを、ローラ型の翼を設けた
ラボプラストミル(東洋精機製作所製)により180℃
の温度で混練した後、180℃に加熱した熱板プレスを
用いて厚さ0.5mm、φ80mmのシート状に成型し
た。このシートを耐圧容器に入れ、150℃の雰囲気
中、15MPaの加圧下で、10分間保持することによ
り、二酸化炭素を含浸させた。次いで、急激に減圧する
ことにより、オレフィン系ポリマーによる発泡体を得
た。この発泡体は、表1に示されるように、相対密度が
0.040であり、平均セル径が90μmであり、50
%圧縮荷重が2.95N/cm2であった。
【0052】実施例1〜4および比較例1〜2により得
られた発泡体について、発泡させる前の混合樹脂におけ
る混合樹脂の酸素指数(JIS K 7201に準じ
る)と、難燃性(UL94規格(HF−1)に準じる)
とを評価したところ、表1に示される結果が得られた。
【0053】
【表1】
【0054】表1より、本発明に相当する実施例の樹脂
発泡体、すなわち難燃剤としての金属水酸化物及びカー
ボンブラックが併用されている樹脂発泡体は、比較例の
樹脂発泡体と比較して、高発泡で柔軟性に優れている。
また、相対密度も小さい。もちろん、優れた難燃性を有
している。
【0055】
【発明の効果】本発明の難燃性樹脂発泡体は、高い難燃
性を有するとともに、高発泡で柔軟性も優れている。ま
た、環境への負荷も少ない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 101/00 C08L 101/00 (72)発明者 樽野 友浩 大阪府茨木市下穂積一丁目1番2号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 金田 充宏 大阪府茨木市下穂積一丁目1番2号 日東 電工株式会社内 Fターム(参考) 4F074 AA08B AA09B AA17 AA17A AA18 AA19 AA19A AA20 AA20A AA21 AA21A AA22A AA24 AA24A AA24B AA25 AA25A AA26 AA26A AA29 AA32 AA32A AA32B AA32D AA35 AA36 AA36A AA38 AA41A AA42A AA47 AA47A AA48 AA48A AA57 AA66 AA70 AA71 AA78 AA87 AC02 AC17 AC19 AC20 AC21 AE01 AF01 AG10 BA31 BA32 BA33 CA21 CA22 CA25 CB51 CB52 CB53 CC22X CC25X CC32X CC32Z CC34X CC34Y CC42Z CC45Z CC46Z CC49Z CC55Z DA02 DA03 DA18 DA32 DA33 DA35 DA37 DA38 DA58 4J002 BB021 BB051 BB061 BB071 BB081 BB111 BB151 BB171 BB181 BB241 BC001 BC021 BD031 BD131 BE031 BF031 BG041 BG061 BN151 BP011 CB001 CF031 CF061 CF071 CG011 CK021 CL011 CL031 CN011 DA037 DE076 DE086 DE096 DE106 DE116 DE136 DE146 DK006 FD136 FD137 GG01 GG02 GL00 GQ00 GQ01

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の(イ)〜(ハ)成分を含有するこ
    とを特徴とする難燃性樹脂発泡体。 (イ)熱可塑性ポリマー (ロ)金属水酸化物 (ハ)カーボンブラック
  2. 【請求項2】 (ロ)成分である金属水酸化物が、下記
    式(1)で表される複合化金属水酸化物である請求項1
    記載の難燃性樹脂発泡体。 m(Mab)・n(Qde)・cH2O (1) [上記式中、MとQは互いに異なる金属元素であり、Q
    は周期律表のIVa、Va、VIa、VIIa、VIII、Ib及
    びIIbから選択された族に属する金属元素である。m、
    n、a、b、c、d、eは正数であって、互いに同一の
    値であってもよく、異なる値であってもよい]
  3. 【請求項3】 式(1)で表される複合化金属水酸化物
    中の金属元素を示すMが、アルミニウム、マグネシウ
    ム、カルシウム、ニッケル、コバルト、スズ、亜鉛、
    銅、鉄、チタン及びホウ素からなる群から選択された少
    なくとも一つの金属である請求項2記載の難燃性樹脂発
    泡体。
  4. 【請求項4】 式(1)で表される複合化金属水酸化物
    中の金属元素を示すQが、鉄、コバルト、ニッケル、パ
    ラジウム、銅及び亜鉛からなる群から選択された少なく
    とも一つの金属である請求項2又は3記載の難燃性樹脂
    発泡体。
  5. 【請求項5】 式(1)で表される複合化金属水酸化物
    の平均粒径が0.5〜10μmである請求項2〜4の何
    れかの項に記載の難燃性樹脂発泡体。
  6. 【請求項6】 (イ)〜(ハ)成分を含む混合物に、高
    圧の不活性ガスを含浸させた後、減圧する工程を経て形
    成された発泡体である請求項1〜5の何れかの項に記載
    の難燃性樹脂発泡体。
  7. 【請求項7】 不活性ガスが二酸化炭素又は窒素である
    請求項6記載の難燃性樹脂発泡体。
  8. 【請求項8】 含浸時の不活性ガスが超臨界状態である
    請求項6又は7記載の難燃性樹脂発泡体。
  9. 【請求項9】 平均気泡径が0.1〜300μmであ
    り、相対密度が0.3以下である請求項1〜8の何れか
    の項に記載の難燃性樹脂発泡体。
  10. 【請求項10】 50%圧縮した時の対反発荷重が20
    N/cm2以下である請求項1〜9の何れかの項に記載
    の難燃性樹脂発泡体。
  11. 【請求項11】 (イ)成分である熱可塑性ポリマー
    が、(i)熱可塑性エラストマー、(ii)ポリオレフィ
    ン系ポリマー、及び(iii)ゴム又は熱可塑性エラスト
    マーを含む熱可塑性ポリマーから選択されたポリマーで
    ある請求項1〜10の何れかの項に記載の難燃性樹脂発
    泡体。
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