JPH08290510A - 緩衝材 - Google Patents
緩衝材Info
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- JPH08290510A JPH08290510A JP7123146A JP12314695A JPH08290510A JP H08290510 A JPH08290510 A JP H08290510A JP 7123146 A JP7123146 A JP 7123146A JP 12314695 A JP12314695 A JP 12314695A JP H08290510 A JPH08290510 A JP H08290510A
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Abstract
衝材の衝撃吸収効率に優れた緩衝材を提供することにあ
る。 【構成】衝撃吸収効率に優れた異形セル構造を有する熱
可塑性プラスチック発泡成形体のスラブ19Aを主体と
して任意の形状に成形し易い熱可塑性プラスチックビー
ズ発泡成形体9Bをこれに付加して任意形状の緩衝材1
9を製造する。
Description
車のバンパー、自動車のシートのヘッドレスト、自動車
のドアの側面衝突用緩衝材等に用いられる緩衝材に関す
るものである。
レタン発泡体が用いられていた。しかしポリウレタン発
泡体は熱硬化性であるからスクラップの再使用が困難で
あり、最近ではポリプロピレンビーズ発泡成形体、ポリ
エチレンビーズ発泡成形体、ポリスチレンビーズ発泡成
形体等の熱可塑性プラスチックビーズ発泡成形体が用い
られるようになった。上記熱可塑性プラスチックビーズ
発泡成形体の通性として小さな圧縮歪の差でもビーズ発
泡成形体に及ぼされる圧縮応力に大きな変化を生じ、そ
して応力−歪み関係におけるヒステレシス損失が小さく
上記緩衝材の用途としては衝撃吸収性に乏しいと云う問
題点があった。このような熱可塑性プラスチックビーズ
発泡成形体の通性は衝撃力即ち圧縮応力によって破壊さ
れにくい略球形のセル構造を有することが原因である。
そこで上記熱可塑性プラスチックビーズ発泡成形体に代
えて熱可塑性プラスチック溶融発泡成形体のような異形
セル構造を有するプラスチック発泡成形体を上記緩衝材
の材料として用いることが提案されている。このような
異形セル構造は圧縮応力によってセル構造が破壊され易
く、その結果ヒステレシス損失が大きく衝撃吸収性に富
む。
するプラスチック発泡成形体は熱可塑性プラスチック溶
融物に発泡剤を添加して成形型に注入し発泡成形を行な
う方法、モノマーやプレポリマーに硬化剤や発泡剤を添
加して成形型に注入し発泡成形を行なう方法等によって
製造されるが、殆どがブロックとして成形され、該ブロ
ックをスライスしてスラブとして提供されており、任意
形状の成形物は簡単に製造されにくゝ高価になる。
を解決するための手段として、異形セル構造を有するプ
ラスチック発泡成形体スラブを主体とし、該スラブに所
定形状に成形した熱可塑性プラスチックビーズ発泡成形
体を付加した緩衝材を提供するものであり、該異形セル
構造を有するプラスチック発泡成形体はポリスチレンの
溶融発泡成形体であり、該熱可塑性プラスチックビーズ
発泡成形体はポリスチレンビーズ発泡成形体であること
が望ましく、また発泡成形体は圧縮歪が5%で圧縮応力
が0.5kgf/cm2 以上でありかつ圧縮歪が5%から少
なくとも15%の範囲で圧縮応力の変化率が20%以下
であることが望ましい。
スチック発泡成形体は例えば熱可塑性プラスチック溶融
物に発泡剤を添加して成形型に注入し発泡成形を行なう
方法(溶融発泡成形法)、熱可塑性プラスチックのオル
ガノゾルに発泡剤を添加してゲル化発泡成形を行なう方
法(ゲル化発泡成形法)、モノマーやプレポリマーに硬
化剤や発泡剤を添加して成形型に注入し硬化発泡成形を
行なう方法(硬化発泡成形法)等によって製造される。
おいて用いられる熱可塑性プラスチックとしては、例え
ばポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチ
レン−プロピレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリビニ
ルエーテル、ポリp−メチルスチレン、塩化ビニリデン
共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−
アクリル酸共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、
ポリアクリル樹脂、ポリメタクリル樹脂、熱可塑性ポリ
エステル、熱可塑性ポリアミド、ポリブタジエン、ポリ
−1,4−トランスブタジエン、スチレンーブタジエン
共重合体、アクリロニトリルースチレンーブタジエン共
重合体、アクリロニトリルーブタジエン共重合体、ポリ
アセタール、ポリカーボネート、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、ポリスルホン、
ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリ
フェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリエーテル
エーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリ
エーテルイミド、ポリアミノビスマレイミド、メチルペ
ンテンコポリマー、セルロースアセテート等がある。上
記熱可塑性プラスチックは廃材の再生品であってもまた
二種以上混合されてもよい。
価なポリスチレンがある。特に該ポリスチレン製品の廃
材、特にポリスチレンビーズ発泡成形体は包装材や断熱
材等に大量生産されているが、その廃材は溶融して成形
用ペレットとしてもポリスチレン成形品の用途が限られ
ており、再利用率が極めて低く、廃材の処理が大きな社
会問題となっているので、上記溶融発泡成形体やゲル化
発泡成形体の材料としてポリスチレンビーズ発泡成形体
等のポリスチレン製品の廃材を利用することは極めて望
ましいことである。
ラスチックの溶融物に2,2’−アゾビスイソブチロニ
トリル、p,p’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒ
ドラジド)、p,p’−オキシビス(ベンゼンスルホニ
ルセミカルバジド)、N・N’−ジメチル−N・N’−
ジニトロソテレフタルアミド、ジアゾアミノベンゼン、
1・1’−アゾビスホルムアミド、アゾジカルボンアミ
ド等の化学発泡剤あるいはプロピレン、ブチレン、ペン
タン、塩化メチレン、モノクロロジフルオロメタン、ジ
クロロフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ク
ロロホルム、テトラフルオロメタン、1,1,2−トリ
クロロ−1,2,2−トリフルオロエタン、1,1,1
−トリクロロ−2,2,2−トリフルオロエタン、1,
1−ジクロロ−1,2,2,2−テトラフルオロエタ
ン、1,2−ジクロロ−1,1,2,2−テトラフルオ
ロエタン、1,2−ジフルオロエタン、ブロモトリフル
オロエタン、1,1,2,2−テトラクロロ−1,2−
ジフルオロエタン、1,1,1,2−テトラクロロ−
2,2−ジフルオロエタン等の低沸点溶剤、窒素、アル
ゴン等の不活性ガス、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニ
ウム、重炭酸アンモニウム、亜硫酸アンモニウム等の無
機塩類等の発泡剤を混合して射出装置や押出装置等によ
って成形型に注入し発泡成形を行なう。
プラスチック粉末をDOP、DBP等の可塑剤やN−ヘ
キサン、シクロヘキサノン、ガソリン、灯油等の有機溶
剤に分散、膨潤あるいは溶解せしめたオルガノゾルに溶
融発泡成形法に用いた発泡剤と同様な発泡剤を混合して
射出装置、押出装置あるいは鋳込等によって成形型内に
注入しゲル化発泡成形を行なう。
剤を使用した場合には、該化学発泡剤の分解温度以上の
温度を適用して発泡成形を行なう。またいずれの発泡成
形法においても整泡剤として、例えばポリオキシアルキ
レンアルキルエーテルポリオキシアルキレンアルキルフ
ェノール、脂肪酸アルキレンオキシド付加物、ポリオキ
シアルキレン脂肪酸エステル、アルキルシランアルキレ
ンオキシド付加物、ポリオルガノシロキサンアルキレン
オキシド付加物、ポリオキシエチレンポリオキシプロピ
レン共重合体、ソルビタンモノラウレート、ソルビタン
モノパルミテート、セチルジメチルベンジルアンモニウ
ムクロライド、オクタデシルジメチルベンジルアンモニ
ウムクロライド、オクタデカノール−9−ジメチルエチ
ルアンモニウムブロマイド、ジイソブチルフェノキシエ
チルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ジメチ
ルポリシロキサン系界面活性剤、ジメチルポリシロキサ
ン−ポリオキシアルキレン共重合体等の界面活性剤等が
添加されてもよく、更に所望なれば例えば炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウ
ム、亜硫酸カルシウム、燐酸カルシウム、水酸化カルシ
ウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、酸化
マグネシウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、アルミ
ナ、シリカ、ケイ藻土、ドロマイト、石膏、タルク、ク
レー、アスベスト、マイカ、ガラス繊維、ケイ酸カルシ
ウム、ベンナイト、ホワイトカーボン、カーボンブラッ
ク、鉄粉、アルミニウム粉、石粉、高炉スラグ、フライ
アッシュ、セメント、ジルコニア粉等の無機充填剤、木
綿、麻、羊毛等の天然繊維、ポリアミド繊維、ポリエス
テル繊維、アクリル繊維、ビスコース繊維、アセテート
繊維、塩化ビニル繊維、塩化ビニリデン繊維等の有機合
成繊維、アスベスト繊維、ガラス繊維、炭素繊維、セラ
ミック繊維、金属繊維、ウィスカー等の無機繊維、リン
ター、リネン、サイザル、木粉、ヤシ粉、クルミ粉、で
ん粉、小麦粉等の有機充填材等の補強材を添加して形状
保持性、寸法安定性、圧縮および引張強度等を向上せし
めてもよいし、また更に難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸
収剤、帯電防止剤、結晶化促進剤、染料、顔料等の着色
剤、DOP、DBP等の可塑剤等の添加剤を添加しても
よい。
タン発泡体である。ポリウレタン発泡体の硬化発泡成形
においては、例えばトリレンジイソシアナート、パラフ
ェニレンジイソシアナート、2,4−トルエンジイソシ
アナート、2,6−トルエンジイソシアナート、ヘキサ
メチレンジイソシアナート、1,4−ナフタレンジイソ
シアナート、4,4’−ジフェニルジイソシアナート、
4,4’−ジフェニルメタンジイソシアナート、3,
3’−ジメチル−4,4’−ジフェニルジイソシアナー
ト、3,3’−ジメチル−4,4’−ジフェニルメタン
ジイソシアナート、3,3’−ジメトキシ−4,4’−
ジフェニルジイソシアナート、2−クロロ−1,4−フ
ェニルジイソシアナート、1−クロロ−2,4−フェニ
レンジイソシアナート、m−フェニレンジイソシアナー
ト、p−フェニレンジイソシアナート、2,2’,5,
5’−テトラメチル−4,4’−ビフェニレンジイソシ
アナート、m−キシリレンジイソシアナート、ω−キシ
リレンジイソシアナート、ω’−キシリレンジイソシア
ナート等のポリイソシアナートおよびこれらの化合物と
ポリエチレンアジペート、ポリテトラヒドロフラン、
1,4−ブタンジオール、1,4−シスブテンジオー
ル、1,5−ジヒドロキシエトキシナフタリン、1,4
−ブチンジオール、ポリエステル、ポリ(オキシプロピ
レン)ポリオール、ポリ(オキシエチレン−プロピレ
ン)ポリオール、アクリルポリオール、ヒマシ油ダイマ
ー、トール油ダイマー等のポリオールのアダクトと1,
4−ブタンジオール、1,4−シスブテンジオール、
1,4−ブチンジオール、ポリ(オキシエチレン)ポリ
オール、ポリ(オキシプロピレン)ポリオール、ポリ
(オキシエチレン−プロピレン)ポリオール、アクリル
ポリオール等のポリオールを混合し、更に溶融発泡成形
に使用される発泡剤と同様な発泡剤、または水と、所望
なればジブチルチンジラウレート、スタナスオクトエー
ト、ナトリウムo−フェニルフェネート、テトラ(2−
エチルヘキシル)チタネート、鉛2−エチレンヘキソエ
ート、第二鉄2−エチレンヘキソエート、コバルト2−
エチレンヘキソエート、ナフテン酸亜鉛、カリウムオレ
ート、三塩化アンチモン、塩化第二錫、塩化第二鉄、ト
リエチルアミン、トリエチレンジアミン等の硬化促進
剤、更には溶融発泡成形に使用されると同様な整泡剤、
補強材、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止
剤、染料、顔料等の着色剤、鉱油、植物油等の潤滑剤等
の添加剤を添加し、該原料混合物を成形型に注入して発
泡硬化させる。本発明においてはポリウレタン発泡体と
して主に半硬質のものが用いられる。
および硬化発泡成形体は異形セル構造を有し、主として
ブロック状に成形され、該ブロック状成形体をスライス
してスラブとして提供される。
のキャビティーを有する成形型内に上記異形セル構造を
有するプラスチック発泡成形体スラブをインサートし、
更に該成形型内に熱可塑性プラスチック発泡性ビーズの
予備発泡体を充填し、該成形型を水蒸気等で加熱して該
ビーズを完全発泡せしめると共に相互に融着せしめる。
上記熱可塑性プラスチック発泡性ビーズとは、上記溶融
発泡成形に使用されると同様な熱可塑性プラスチックに
上記溶融発泡成形に使用されると同様な発泡剤を混合し
たビーズである。
は任意形状に成形しにくいので安価なスラブとして使用
し、該プラスチック発泡成形体スラブを主体として該ス
ラブに所定形状に成形した熱可塑性プラスチックビーズ
発泡成形体を付加して所望の形状の緩衝材を得る。該ビ
ーズ発泡成形体は任意形状に成形することが容易であ
る。このようにして得られた緩衝材は主体が異形セル構
造を有するプラスチック発泡成形体からなるので、衝撃
力によってセル構造が破壊され易くしたがって応力−歪
関係におけるヒステレシス損失が大きく衝撃吸収性に富
む。また外殻が熱可塑性プラスチックビーズ発泡成形体
からなるので、任意形状に成形し易くかつ該ビーズ発泡
成形体によって基部の異形セル構造を有するプラスチッ
ク発泡成形体が保護され壊滅を防止される。本発明では
望ましい異形セル構造を有するプラスチック発泡成形体
スラブの力学的挙動は、初期変形、即ち5%の圧縮歪に
おいて圧縮応力が0.5 kgf/cm2以上であるフック的
な弾性挙動を示し、その後圧縮歪が5%から少なくとも
15%の範囲で圧縮応力の変化率が20%以下に止まる
非フック的な弾性挙動を示すことである。このような力
学的挙動を付与するには、緩衝材の密度が0.005〜
0.5g/cm3 好ましくは0.01〜0.1g/cm3 で
あることが望ましい。このように本発明の緩衝材は大き
な衝撃力によって初期変形が小さく、かつ構造破壊に伴
いヒステレシス損失が大きくなり、衝撃吸収性に富む。
される。図において(1) はヘルメットであり本体(2) の
前面には前面カバー(3) 、両側面には耳カバー(4) が取
付けられ、該本体(2) の内周には緩衝材(5) が取付けら
れている。該緩衝材(5) は図2に示すように複数個の半
硬質ポリウレタン発泡体スラブ(5A)を無端状に配置し、
該スラブ(5A)間にポリスチレンビーズ発泡成形体(5B)を
充填して略環状に成形したものである。該半硬質ポリウ
レタン発泡体スラブ(5A)は4,4’−ジフェニルメタン
ジイソシアナート45重量部、分岐度のやゝ高いポリオ
キシプロピレンエーテルポリオール100重量部、シリ
コン安定剤6重量部、水1重量部、スタナスオクトエー
ト0.25重量部の混合物を成形型に充填し、常温で硬
化発泡成形したブロックをスラブにスライスしたもので
あり、密度は86kg/m3 である。
る。図3に示す自動車(10)において、図4に示すように
フロントドア(7) およびリヤドア(8) のインナパネル(9
A)とアウタパネル(9B)との間には補強材としての鉄パイ
プ(11)が挿入され、更に該鉄パイプ(11)の上下の乗員保
護域には緩衝材(17)が挿入されており、更にダッシュパ
ネル(12)の下部、天井(13)下側にも緩衝材(18,19) が挿
入されており、また更にフロントフレーム(14)、センタ
ーフレーム(15)、リヤフレーム(16)等にも緩衝材(20)が
挿入されている。該緩衝材(17,18,19,20) は図5〜図7
に示すようにポリスチレン溶融発泡成形体のスラブ(17
A,18A,19A,20A) を主体とし、それにポリスチレンビー
ズ発泡成形体(17B,18B,19B,20B) を付加して所定形状に
成形されている。本実施例のポリスチレン溶融発泡成形
体のスラブ(17A,18A,19A,20A) は再生ポリスチレン溶融
物に10%のアゾジカルボンアミドを混合し、180℃
の温度で発泡射出成形することによってブロックを成形
し、該ブロックをスライスしてスラブとすることによっ
て製造される。その密度は0.09g/cm3 である。本
実施例で使用するポリスチレン溶融発泡成形体とポリス
チレンビーズ発泡成形体の応力−歪曲線を図9に示す。
図9によればポリスチレン溶融発泡成形体(実線グラ
フ)は圧縮歪5%で3 kgf/cm2 の高い圧縮応力を示
し、その後圧縮歪15%まで圧縮応力は若干減少傾向に
あり、その変化値ΔSは約−0.25 kgf/cm2 であ
り、圧縮応力の変化率は約8.3%であった。一方ポリ
スチレンビーズ発泡成形体(点線グラフ)の場合は圧縮
歪5%で圧縮応力は略1.3 kgf/cm2 と低く、その後
圧縮応力は増加傾向にあり、圧縮歪15%においての圧
縮応力の変化値ΔSは約+0.4 kgf/cm2 であり、圧
縮応力の変化率は約31%であった。
例が示される。図において(22)はフロントバンパー、(2
3)はリヤバンパーであり、該バンパー(22,23) は図10
に示すようにプラスチック外皮(24)と緩衝材であるコア
(25)とからなり、該コア(25)は図11に示すように5%
の2,2’−アゾビスイソブチロニトリルを混合したポ
リプロピレン溶融物の発泡成形体スラブ(25A) と、該ス
ラブ(25A) に付加されるポリプロピレン発泡成形体(25
B) とによって構成され、該溶融物発泡成形体の密度は
0.05g/cm3 である。
に成形容易でかつ極めて衝撃吸収性の高い緩衝材が得ら
れる。
る。
を示すものである。
3実施例を示すものである。
ク発泡成形体(溶融発泡成形体) 5B,17B,18B,19B,20B 熱可塑性プラスチックビーズ発泡
成形体
Claims (3)
- 【請求項1】異形セル構造を有するプラスチック発泡成
形体スラブを主体とし、該スラブに所定形状に成形した
熱可塑性プラスチックビーズ発泡成形体を付加したこと
を特徴とする緩衝材 - 【請求項2】該異形セル構造を有するプラスチック発泡
成形体はポリスチレンの溶融発泡成形体であり、該熱可
塑性プラスチックビーズ発泡成形体はポリスチレンビー
ズ発泡成形体である請求項1に記載の緩衝材 - 【請求項3】該発泡成形体は圧縮歪が5%で圧縮応力が
0.5 kgf/cm2 以上でありかつ圧縮歪が5%から少な
くとも15%の範囲で圧縮応力の変化率が20%以下で
ある請求項1または2に記載の緩衝材
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---|---|---|---|
JP12314695A JP3526960B2 (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 緩衝材 |
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---|---|---|---|
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP12314695A Expired - Fee Related JP3526960B2 (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 緩衝材 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2005519252A (ja) * | 2002-03-08 | 2005-06-30 | ナムローゼ・フェンノートシャップ・ベーカート・ソシエテ・アノニム | 補強衝撃ビーム |
JP2006123892A (ja) * | 2003-05-14 | 2006-05-18 | Kyoraku Co Ltd | 自動車の衝撃吸収体 |
-
1995
- 1995-04-21 JP JP12314695A patent/JP3526960B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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