JP2001353993A - インキ追従体およびこれを備えた水性ボールペン - Google Patents
インキ追従体およびこれを備えた水性ボールペンInfo
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Abstract
性に加え、ペン体仕様や、筆記流量、筆記速度によらず
安定した追従性を有し、筆記途中でのインキ追従体不足
が起因するインキの逆流や、ペン体に加えられた衝撃に
よりインキ追従体が飛散せず、インキとインキ追従体の
逆転も起こさない水性ボールペン用インキ追従体および
これを備えた水性ボールペンを提供すること。 【解決手段】 温度25℃、角周波数0.1〜650r
ad/secの周波数領域におけるtanδの値が0.
1〜2であることを特徴とする水性ボールペン用インキ
追従体およびこれを備えた水性ボールペン。
Description
インキ追従体およびインキ収容管内のインキ尾端部に前
記インキ追従体を具備する水性ボールペンに関する。
形態をもつ油性ボールペンの粘度が3Pa・sec〜2
0Pa・secであるのに対して、50mPa・sec
〜3Pa・secと低いため、ペンを上向きまたは横向
きに放置した場合には、インキが漏出してしまう。ま
た、軽度な衝撃でもインキが飛散し、手や服を汚してし
まう恐れがあるため、これを防止すべく追従体が備えら
れている。
周波数領域から高周波数領域にかけてtanδの大幅な
増加を示すインキ追従体が紹介されている。ここで、t
anδは〔損失弾性率/貯蔵弾性率〕を意味する値であ
り、この値が大きいこと(tanδ>1)は、流動性が
高いこと(あるいは粘性体)を示し、小さいこと(ta
nδ<1)は、固体状(あるいは弾性体)に近いことを
示す。
特にインキ消費量の多い(太字などの)擬塑性水性ボー
ルペンなどで使用すると、筆記途中でインキの追従難に
よる筆記描線のカスレを誘発させたり、インキ消費時に
インキ追従体の一部がインキ収容管内壁に付着残留し、
結局、筆記途中でインキ追従体不足に陥り、インキが逆
流したり、また、インキ追従体不足の影響により筆記流
量が不安定になるなどの問題がある。さらに、太字以外
の仕様であっても、筆記速度を高めたりすると、同様の
問題が発生する。これらの様な問題は、低周波数領域
と、高周波数領域でtanδに大きな差があるインキ追
従体を使用した為、ペン先太さ(筆記流量)や筆記速度
を変化させた際にフォロワー自身の追従挙動が変わった
ことが原因であると考えられる。
を上回ると、インキ消費に伴うインキ追従体のインキ収
容管内での追従応答性が劣り、またペン先に衝撃を加え
た際に、インキ追従体が飛散しやすくなる等の問題が発
生してしまう。さらに、tanδが2を上回った場合、
使用するインキとの組み合わせによっては、ペン体を高
温下でペン先を上向きにして保存すると、インキ追従体
がペン先側へ移動し、インキがリフィール後端部から逆
流してしまうなどの不具合(これをインキとインキ追従
体の逆転という)が発生してしまう。
問題を解決することであり、ペン体仕様や、筆記流量、
筆記速度によらず安定した追従性を有し、筆記途中での
インキ追従体不足が起因するインキの逆流や、ペン体に
加えられた衝撃によりインキ追従体が飛散せず、インキ
とインキ追従体の逆転が起こらないインキ追従体および
これを備えた水性ボールペンを提供することである。ま
た、インキ追従体の本来の機能として、インキと外気を
遮断してインキ揮発を防止すること(揮発防止性)、上
向き筆記時にインキの漏出がない水性ボールペンを提供
することである。
解決するため鋭意研究を行なった結果、インキ追従体の
tanδを特定の周波数領域で0.1〜2になるように
物性をコントロールする事により、目的のインキ追従体
を得ることに成功し、本発明を完成するに至った。
(8)に存する。 (1) 温度25℃、角周波数0.1〜650rad/
secの全周波数領域におけるtanδの値が0.1〜
2であることを特徴とする水性ボールペン用インキ追従
体。 (2) 角周波数600rad/secと0.06ra
d/secにおけるtanδの比(600rad/se
c÷0.06rad/sec)が2.5以下であること
を特徴とする上記(1)に記載のインキ追従体。 (3) 角周波数0.06rad/secから650r
ad/secまでのtanδ値の最大値と最小値の比
(最大tanδ÷最小tanδ)が10以下であること
を特徴とする上記(1)または(2)に記載のインキ追
従体。 (4) 温度25℃、剪断速度200sec-1における
粘度が1000〜10000mPa・secであること
を特徴とする上記(1)ないし(3)のいずれかに記載
のインキ追従体。 (5) 温度25℃、剪断速度1〜400sec-1にお
ける粘度が5Pa・sec以下の非水溶性有機溶剤より
なる基油と、増粘剤とを含有してなるものである上記
(1)ないし(4)のいずれかに記載のインキ追従体。 (6) 増粘剤が、燐酸エステルのカルシウム塩、微粒
子シリカ、ポリスチレン−ポリエチレン/ブチレンゴム
−ポリスチレンのブロックコポリマー、ポリスチレン−
ポリエチレン/プロピレンゴム−ポリスチレンのブロッ
クコポリマー、水添スチレンブタジエンラバー、スチレ
ン−エチレンブチレン−オレフィン結晶のブロックコポ
リマー、オレフィン結晶−エチレンブチレン−オレフィ
ン結晶のブロックコポリマー、ポリスチレン−ブタジエ
ンゴム−ポリスチレンのブロックコポリマー、ポリスチ
レン−イソプレンゴム−ポリスチレンのブロックコポリ
マーおよびアセトアルコキシアルミニウムジアルキレー
トよりなる群から選ばれる1種または2種以上であるこ
とを特徴とする上記(5)に記載のインキ追従体。 (7) 上記(1)乃至(6)のいずれかに記載のイン
キ追従体を具備する水性ボールペン。 (8) 温度25℃、剪断速度384sec-1における
粘度が5〜300mPa・secのインキ組成物を内蔵
する上記(7)に記載の水性ボールペン。
追従体は、そのtanδの値が0.1〜650rad/
secの全周波数領域において0.1〜2(より好まし
くは0.1〜1.5)であることを特徴とする。上記
0.1〜650rad/secの間における特定の周波
数領域でtanδが2を上回ると、そのインキ追従体を
用いて、特にインキの消費量の多い(太字などの)擬塑
性水性ボールペンなどで使用すると、筆記途中でインキ
追従難による筆記描線カスレを誘発させたり、インキ消
費時にインキ追従体の一部がインキ収容管内壁に付着残
留し、結局筆記途中でインキ追従体不足に陥り、インキ
が逆流したり、また、インキ追従体不足の影響により筆
記流量が不安定になるなどの問題がある。また、太字以
外の仕様であっても、筆記速度を高めたりすると、同様
の問題が発生する。また、0.1〜650rad/se
cの間における全ての周波数領域で、tanδが2を上
回ると、インキ消費に伴うインキ追従体のインキ収容管
内での追従応答性が劣り、またペン体に衝撃を加えた際
に、インキ追従体が飛散しやすくなる等の問題が発生し
てしまう。
おける特定の周波数領域、あるいは全ての周波数領域で
tanδが0.1を下回ると、インキ追従体の弾性がか
なり強くなるため、インキ収容管への充填が困難とな
り、実用性がなくなる。
数600rad/secと0.06rad/secとの
tanδの比〔すなわち、tanδ値(600rad/
sec)÷tanδ値(0.06rad/sec)〕が
2.5以下(より好ましくは2以下)であることを特徴
とする。さらに、本発明の別の好ましい態様では、角周
波数0.06rad/sec〜650rad/secの
tanδ値の最大値と最小値の比〔すなわち、(0.0
6rad/sec〜650rad/secの最大tan
δ値)÷(0.06rad/sec〜650rad/s
ecの最小tanδ値)〕が10以下(より好ましくは
5以下)であることを特徴とする。tanδの比〔ta
nδ値(600rad/sec)÷tanδ値(0.0
6rad/sec)〕が2.5を越えたり、tanδの
比〔(0.06rad/sec〜650rad/sec
の最大tanδ値)÷(0.06rad/sec〜65
0rad/secの最小tanδ値)〕が10を越えた
りすると、そのインキ追従体を用いた擬塑性水性ボール
ペンで低速、高速の両方で筆記する場合、インキ追従体
のインキ消費に伴う追従応答性が変わり、以下のような
問題が発生してしまう。すなわち、低速筆記時にはイン
キ追従体の追従応答性が比較的良いため、筆記流量過多
による描線乾燥性の低下やボテの発生などの不具合を招
く可能性があり、高速筆記時には、インキ追従体が粘ち
ょう体の物性に近づき、追従応答性が劣るため、インキ
追従難による筆記描線のカスレが発生するという問題が
生じる。このため、理想の水性ボールペン用インキ追従
体としては、比較的追従応答性の良い低tanδを有
し、かつ、筆記速度を変化させても追従挙動が変わらな
い、ほとんどの周波数において比較的一定のtanδを
持つものが好ましいといえる。
剪断速度200sec-1において、1000〜10,0
00mPa・secであることが好ましく、2000〜
8000mPa・secならば、より好ましい。粘度が
1000mPa・secを下回ると、ペン体に衝撃を加
えた際に容易にインキ追従体が飛散し、インキがペン体
外へ漏れだし、衣服など周囲を汚染してしまう可能性が
ある。また外気温度の高い環境でペン体を保管した際に
も同様の不具合が発現してしまう。一方、粘度が10,
000mPa・secを上回ると、筆記した際のインキ
への追従が困難になり、描線のカスレが発生してしま
う。
べるように、追従体に使用する基油および増粘剤の種類
や配合量を適切に選択することにより、また場合によ
り、適切な製造条件を選択することにより、得られるも
のである。
は、25℃における粘度が1〜400sec-1の剪断速
度下で5Pa・sec以下の非水溶性有機溶剤を用いる
ことが好ましい。本発明のインキ追従体に用いる基油の
性質としては、水に不溶もしくは難溶であることが当然
要求されるが、本発明の特徴たる逆流による後端からの
インキ漏出防止効果を得るために基油に求められる最も
重要な要素は、その粘度値である。基油となるべき溶剤
は、ほぼニュートニアン粘性(剪断速度にかかわらず粘
度が一定)を示すため、その粘度測定は1〜400se
c-1の範囲であれば、どの剪断速度下で行なってもよい
が、25℃における粘度が5Pa・sec以下のものを
用いることが好ましく、より好ましくは同2Pa・se
c以下のものであり、更に好ましくは同0.5〜1.5
Pa・secのものである。粘度が5Pa・secを越
えた基油を含むインキ追従体は、その高剪断域での粘度
が高くなるため、インキ収容管への充填性が劣り、また
それを用いた水性ボールペンで筆記すると、インキ追従
性が低下し、カスレが発生しやすくなる等の問題が生じ
る。
値が前記範囲に入るよう調整して用いることが好まし
い。基油となるべき具体的溶剤としては、例えば、ポリ
ブデン(分子量約600以上)、鉱油、シリコーンオイ
ル等が挙げられる。数平均分子量が600未満のポリブ
テンなど2〜3年間に数重量%に及ぶ揮発がおこる溶剤
は、ボールペンの経時的な性能を考慮した場合には好ま
しいものとはいえない。この目安としては、50℃雰囲
気中で直径40mm程度のシャーレに約10gの単独ま
たは混合系の基油をとり、開放系で約2ヶ月間放置した
ときの揮発減量が約1重量%以下のものが好ましい。ま
た、酸化などで粘度が増加するものも好ましくない。好
ましいポリブテンの市販品としては、例えば、ニッサン
ポリブテン200N、ポリブテン30N(日本油脂株式
会社製;商品名)、ポリブテンHV−15(日本石油化
学株式会社製;商品名)、35R(出光興産株式会社
製;商品名)などが挙げられる。好ましい鉱油の市販品
としては、例えば、ダイアナプロセスオイルMC−32
S,MC−W90(出光興産株式会社製;商品名)など
が挙げられる。好ましいシリコーンオイルの市販品とし
ては、例えば、TFS451シリーズ、TSF456シ
リーズ、TSF458シリーズ(いずれも東芝シリコ−
ン株式会社製;商品名)などが挙げられる。
として、例えば、燐酸エステルのカルシウム塩、微粒子
シリカ、ポリスチレン−ポリエチレン/ブチレンゴム−
ポリスチレンのブロックコポリマー及び/またはポリス
チレン−ポリエチレン/プロピレンゴム−ポリスチレン
のブロックコポリマー、水添スチレンブタジエンラバ
ー、スチレン−エチレンブチレン−オレフィン結晶のブ
ロックコポリマー、オレフィン結晶−エチレンブチレン
−オレフィン結晶のブロックコポリマー、ポリスチレン
−ブタジエンゴム−ポリスチレンのブロックコポリマ
ー、ポリスチレン−イソプレンゴム−ポリスチレンのブ
ロックコポリマー、アセトアルコキシアルミニウムジア
ルキレート等を使用することが好ましい。これらは二種
以上を組み合わせて用いることもできる。
とに大別することができ、ポリスチレン−ポリエチレン
/ブチレンゴム−ポリスチレンのブロックコポリマー、
ポリスチレン−ポリエチレン/プロピレンゴム−ポリス
チレンのブロックコポリマー、水添スチレンブタジエン
ラバー、スチレン−エチレンブチレン−オレフィン結晶
のブロックコポリマー、オレフィン結晶−エチレンブチ
レン−オレフィン結晶のブロックコポリマー、ポリスチ
レン−ブタジエンゴム−ポリスチレンのブロックコポリ
マー、ポリスチレン−イソプレンゴム−ポリスチレンの
ブロックコポリマー等はポリマー系増粘剤に、また、燐
酸エステルのカルシウム塩、微粒子シリカ、アセトアル
コキシアルミニウムジアルキレート等は非ポリマー系増
粘剤に、それぞれ分類できる。
ましい市販品としては、例えば、Crodax DP−
301LA(クローダジャパン株式会社製;商品名)等
が挙げられる。
水性微粒子シリカがあり、親水性シリカの好ましい市販
品としては、例えば、AEROSIL−300、AER
OSIL−380(日本アエロジル株式会社製;商品
名)等が挙げられ、疎水性シリカの好ましい市販品とし
ては、例えば、AEROSIL−974D、AEROS
IL−972(日本アエロジル株式会社製;商品名)等
が挙げられる。
ム−ポリスチレンのブロックコポリマーの好ましい市販
品としては、例えば、クレイトン FG−1901X、
クレイトンG−1650、クレイトンG−1651、ク
レイトンG−1652、クレイトンG−1654X、ク
レイトンG−1657X、クレイトンG−1726X、
クレイトンFG−1092X(いずれも、シェルジャパ
ン株式会社製;商品名)、セプトン8007、セプトン
8004、セプトン8006(いずれも株式会社クラレ
製;商品名)、タフテックM−1943、タフテックM
−1911、タフテックM−1913(いずれも、旭化
成工業株式会社製;商品名)などが挙げられる。
ゴム−ポリスチレンのブロックコポリマーの好ましい市
販品としては、例えば、クレイトンG−1730(シェ
ルジャパン株式会社製;商品名)、セプトン2002、
セプトン2005、セプトン2006、セプトン200
7、セプトン2043、セプトン2063、セプトン2
104,セプトン4033、セプトン4055、セプト
ン4077(いずれも株式会社クラレ製;商品名)など
が挙げられる。
市販品としては、例えば、DYNARON1320P、
DYNARON1321P(いずれもJSR株式会社
製;商品名)、タフテックH1062、タフテックH1
052、タフテックH1141、タフテックH104
1、タフテックH1053、タフテックH1043、タ
フテックH1272(いずれも旭化成工業株式会社製;
商品名)などが挙げられる。スチレン−エチレンブチレ
ン−オレフィン結晶のブロックコポリマーの好ましい市
販品としては、例えば、DYNARON4600P(J
SR株式会社製;商品名)等が挙げられる。
フィン結晶のブロックコポリマーの好ましい市販品とし
ては、例えば、DYNARON6200P(JSR株式
会社製;商品名)等が挙げられる。
レンのブロックコポリマーの好ましい市販品としては、
クレイトンD−1101、クレイトンD−1102、ク
レイトンD−1155、クレイトンD−KX405、ク
レイトンD−KX408、クレイトンD−KX410、
クレイトンD−KX414、クレイトンD−KX65
S、クレイトンD−KX403P、クレイトンD−KX
139S、クレイトンD−KX155P、クレイトンD
−1118、クレイトンD−1116、クレイトンD−
1188X、クレイトンD−1122X、クレイトンD
−1300X、カリフレックスTR−1101S、カリ
フレックスTR−1184、カリフレックスTR−11
86、カリフレックスTR−4113P、カリフレック
スTR−4122P、カリフレックスTR−4260P
(いずれも、シェルジャパン株式会社製;商品名)、タ
フプレン−A、タフプレン−125、タフプレン−12
6、タフプレン−315、ソルプレン−T−411、ソ
ルプレン−T−414、ソルプレン−T−416、ソル
プレン−T−406、ソルプレン−T−475、アサプ
レン−T−475、アサプレン−T−420、アサプレ
ン−T−430、アサプレン−T−431、アサプレン
−T−432、アサプレン−T−436(いずれも旭化
成工業株式会社製;商品名)、JSR−TR−100
0、JSR−TR−2000、JSR−TR−200
3、JSR−TR−2250、JSR−TR−260
1、JSR−TR−2606、JSR−TR−278
7、JSR−TR−2827、JSR−TR−260
0、JSR−TR−1086、JSR−TR−1600
(いずれも、JSR株式会社製;商品名)、ユーロプレ
ンSOLT−161(東ソー株式会社製;商品名)等が
挙げられる。
レンのブロックコポリマーの好ましい市販品としては、
クレイトンD−KX−400P、クレイトンD−111
3X、クレイトンD−1114X、クレイトンD−11
25X、クレイトンD−1320X、クレイトンD−1
107、クレイトンD−1112、クレイトンD−11
13、クレイトンD−1117、クレイトンD−111
9、クレイトンD−1124、クレイトンD−116
1、クレイトンD−1111、クレイトンD−KX40
6、クレイトンD−KX603、カリフレックスTR−
1107(いずれも、シェルジャパン株式会社製;商品
名)、ソルプレン−418(旭化成工業株式会社製;商
品名)、JSR−SIS−5000(JSR株式会社
製;商品名)、Quintac−3421、Quint
ac−3422、Quintac−3435、Quin
tac−3530、Quintac−3450(日本ゼ
オン株式会社製;商品名)等を挙げることができる。
ートの好ましい市販品としては、例えば、プレンアクト
AL−M(味の素ファインテクノ株式会社製;商品名)
などが挙げられる。
ecの全周波数領域におけるインキ追従体のtanδを
2以下に調整する目的で配合する。これらの増粘剤を適
量配合し、適切な増粘方法を採用することで、弾性また
は構造粘性を付与させる効果があり、配合量や増粘方法
をコントロールすることで、tanδを2以下に調整す
る事が可能である。また必要に応じて、粘土増粘剤や金
属石鹸を上記増粘剤と併用することもできる。なお、2
種以上の増粘剤を混合して配合する場合、その組合せに
よっては、増粘剤同士の相互作用によりtanδ値が変
化することがあるので、組合せには注意が必要である。
る場合、インキ追従体全量に対して、燐酸エステルのカ
ルシウム塩は2〜30重量%程度(より好ましくは2〜
25重量%)、微粒子シリカは2〜20重量%程度(よ
り好ましくは3〜12重量%)、ポリスチレン−ポリエ
チレン/ブチレンゴム−ポリスチレンのブロックコポリ
マー及び(または)ポリスチレン−ポリエチレン/プロ
ピレンゴム−ポリスチレンのブロックコポリマーは0.
3〜15重量%程度(より好ましくは0.3〜10重量
%)、水添スチレンブタジエンラバーは1〜20重量%
程度(より好ましくは2〜15重量%)、スチレン−エ
チレンブチレン−オレフィン結晶のブロックコポリマ
ー、オレフィン結晶−エチレンブチレン−オレフィンの
結晶ブロックコポリマーは1〜25重量%程度(より好
ましくは1〜20重量%)、ポリスチレン−ブタジエン
ゴム−ポリスチレンのブロックコポリマーは、1〜20
重量%(より好ましくは1〜15重量%)、ポリスチレ
ン−イソプレンゴム−ポリスチレンのブロックコポリマ
ーは、1〜25重量%(より好ましくは2〜20重量
%)、アセトアルコキシアルミニウムジアルキレートは
1〜20重量%程度(より好ましくは2〜15重量%)
配合することが好ましい。それぞれの材料において、上
記配合量を下回ると、充分な粘弾性が付与されず、ペン
体として使用した際、軽度な衝撃を加えただけで、イン
キ追従体が飛散し、逆流が発生してしまうことがある。
また環境温度を変えたことなどによって、インキ追従体
の粘度が低下した際は、ペン先を上向きに放置しただけ
で逆流が発生してしまう場合もある。一方、上記配合量
を上回ると、適正粘弾性の範囲を上回ってしまうため、
インキ追従体が硬くなり、ペン体として筆記した際に、
インキの追従性不良による描線のカスレを誘発してしま
うことがある。
(粘土増粘剤、金属石鹸など)、インキ追従体の追従性
向上剤(界面活性剤など)、酸化防止剤等を配合するこ
とができる。ただし、増粘助剤、追従性向上剤、酸化防
止剤などの中には、tanδを大幅に上げてしまうもの
もあり、これらを必要以上に配合すると増粘剤を所定量
配合してもtanδが2を上回る可能性があるので、こ
れらを配合する際には注意が必要である。
製法は、例えば疎水性シリカなどの無機増粘剤を用いる
場合、基油、界面活性剤などのすべてのインキ追従体成
分を室温で予備混練し、ロールミル、ニーダーなどの分
散機で混練するというきわめて単純な方法を採用でき
る。また、室温下で溶解、分散が困難なポリマーなどを
添加する際は、必要に応じて、加熱撹拌、加熱混練等す
る事が出来る。また、製造されたインキ追従体を、更に
ロールミル、ニーダーなどの分散機で再混練したり、加
熱したりすることで、角周波数0.1〜650rad/
secにおけるtanδを0.1〜2に調整することも
可能である。より具体的に説明すると、前記ポリマー系
の増粘剤を使用した場合、製造したインキ追従体のta
nδ値が予想よりも低くなった場合は、例えば、ロール
ミル、ニーダー等の分散機で再混練し、増粘構造を崩す
ことでtanδ値を高めることができ、逆にtanδ値
が予想よりも高くなった場合は、例えば、増粘剤(ポリ
マー)のガラス転移点以上に再加熱することにより、ポ
リマーの増粘機構が向上し、増粘構造が強固になり、t
anδを低めることができる。また、無機系の増粘剤を
使用した場合は、製造したインキ追従体のtanδが予
想よりも低くなった際は、例えば、インキ追従体を基油
で希釈して粘度調整を行なうことができる。また、ta
nδが予想よりも高くなった場合は、例えば、ニーダー
その他の攪拌機等で再分散させて増粘構造を再形成させ
ることにより、tanδを低めることができる。また、
使用するペン体のインキ収容管の内径に応じて、更に適
切なtanδ範囲のインキ追従体を選択することが好ま
しい。例えば、インキ収容管の内径が太め(例えば3.
5mmを越えるもの)の場合は、比較的tanδの低い
インキ追従体(tanδが0.1〜1程度)を使用した
方が好ましく、また、インキ収容管内径が細め(例え
ば、3.5mm以下のもの)の場合は、比較的tanδ
の高いインキ追従体(0.5〜2程度)を使用した方が
好ましく、これによって速書筆記性や落下衝撃耐性でバ
ランスのとれた性能を発揮させることができる。また、
インキ収容管の内径が太めの場合は、インキ追従体のt
anδをコントロールする以外に、インキ追従体中に、
例えばポリエチレン、ポリプロピレン等の材質の円柱
状、パイプ状、球状などの樹脂成形部材等を入れること
により、落下衝撃耐性を向上させることも可能である。
成物は、その粘度が、温度25℃において、384se
c-1の剪断速度下で5〜300mPa・secになるよ
うに調整されたものであることが好ましい。粘度が5m
Pa・secより小さい場合は、ペン先からインキが漏
れだしやすく、描線上に過剰のインキが付着してしまう
等、安定した描線が得られない場合がある。また、30
0mPa・secを越えると定規で直線を筆記するよう
な高速筆記でカスレ、線切れなどの現象が起ることがあ
る。
調整剤を配合できるが、その例としては、ポリアクリル
酸、ポリメタクリル酸のアルカリ塩やアクリル酸または
メタクリル酸含有共重合体のアルカリ塩、スチレンとマ
レイン酸の共重合体のアルカリ塩、酢酸ビニルとクロト
ン酸の共重合体のアルカリ塩、変性ポリビニルアルコー
ルを含有するビニルアルコール、メチルビニルエーテル
とマレイン酸の共重合体、酸化ポリアルキレンの誘導
体、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、
カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、アラビア
ゴム、セラックのアルカリ塩、酸化ポリエチレン、アル
ギン酸ナトリウム、トラガントガム、グァーガム、カラ
ヤガムなどが挙げられる。
る全ての染料、酸化チタンおよび従来公知の無機系およ
び有機系顔料、樹脂エマルションを染料で着色した擬似
顔料、白色系プラスチック顔料等の全てが使用可能であ
る。
ン、フオキシン、ウォーターイエロー#6−C、アシッ
ドレッド、ウォーターブルー#105、ブリリアントブ
ルーFCF、ニグロシンNB等の酸性染料や、ダイレク
トブラック154、ダイレクトスカイブルー5B、バイ
オレットBB等の直接染料、ローダミン、メチルバイオ
レット等の塩基性染料を挙げることが出来る。
ラック、金属粉などが挙げられる。有機系顔料として
は、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、キレートア
ゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリノン顔
料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、染料レー
キ、ニトロ顔料、ニトロソ顔料などが挙げられる。具体
的には、カーボンブラック、チタンブラック、亜鉛華、
べんがら、酸化クロム、鉄黒、コバルトブルー、酸化鉄
黄、ビリジアン、硫化亜鉛、リトポン、カドミウムエロ
ー、朱、カドミウムレッド、黄鉛、モリブデードオレン
ジ、ジンククロメート、ストロンチウムクロメート、ホ
ワイトカーボン、クレー、タルク、群青、沈降性硫酸バ
リウム、バライト粉、炭酸カルシウム、鉛白、紺青、マ
ンガンバイオレット、アルミニウム粉、真鍮粉等の無機
顔料、C.I.ピグメントブルー 1、C.I.ピグメントブル
ー 15、C.I.ピグメントブルー 17、C.I.ピグメン
トブルー 27、C.I.ピグメントレッド 5、C.I.ピグ
メントレッド 22、C.I.ピグメントレッド 38、C.
I.ピグメントレッド 48、C.I.ピグメントレッド4
9、C.I.ピグメントレッド 53、C.I.ピグメントレッ
ド 57、C.I.ピグメントレッド 81、C.I.ピグメン
トレッド 104、C.I.ピグメントレッド146、C.I.
ピグメントレッド 245、C.I.ピグメントイエロー
1、C.I.ピグメントイエロー 3、C.I.ピグメントイエ
ロー 12、C.I.ピグメントイエロー 13、C.I.ピグ
メントイエロー 14、C.I.ピグメントイエロー 1
7、C.I.ピグメントイエロー 34、C.I.ピグメントイ
エロー 55、C.I.ピグメントイエロー 74、C.I.ピ
グメントイエロー 83、C.I.ピグメントイエロー 9
5、C.I.ピグメントイエロー 166、C.I.ピグメント
イエロー 167、C.I.ピグメントオレンジ 5、C.I.
ピグメントオレンジ 13、C.I.ピグメントオレンジ
16、C.I.ピグメントバイオレツト 1、C.I.ピグメン
トバイオレツト3、C.I.ピグメントバイオレツト 1
9、C.I.ピグメントバイオレツト 23、C.I.ピグメン
トバイオレツト 50、C.I.ピグメントグリーン 7等
が挙げられる。
り適宜増減することができるが、インキ全量に対して
0.1〜40重量%が好ましい。
として、例えば、プロピレングリコールやグリセリン、
ポリエチレングリコールなどの多価アルコール類、グリ
セリンのアルキレンオキサイド付加物およびトリメチロ
ールプロパンのアルキレンオキサイド付加物からなる
群、およびこれらの混合物などを使用出来る。
するための界面活性剤として、例えば、ポリオキシエチ
レンラウリルエーテルなどポリオキシエチレン、ポリオ
キシプロピレンもしくはポリオキシエチレンポリオキシ
プロピレンの誘導体、テトラグリセリルジステアレート
などグリセリン、ジグリセリンもしくはポリグリセリン
の誘導体、ソルビタンモノオレートなど糖類の誘導体、
パーフルオロアルキル燐酸エステルなどフッ素化アルキ
ル基を有する界面活性剤、ジメチルポリシロキサンのポ
リエチレングリコール付加物などのポリエーテル変性シ
リコーン、硬化ヒマシ油、燐酸エステル型界面活性剤、
フッ素系界面活性剤、カリセッケンなどが挙げられる。
て、例えば、スチレンマレイン酸のアンモニウム塩、ス
チレンアクリル酸のアンモニウム塩などの水溶性高分子
などを使用できる。また、揮発抑制物質として、例え
ば、マルチトールを主成分とする還元糖、ソルビトール
を主成分とする還元糖、還元オリゴ糖、還元マルトオリ
ゴ糖、還元デキストリン、還元マルトデキストリン、α
−サイクロデキストリン、β−サイクロデキストリン、
マルトシルサイクロデキストリンなどが使用できる。さ
らに、防錆剤として、例えば、ベンゾトリアゾール、サ
ポニン類等、pH調整剤として、例えば、水酸化カリウ
ム、りん酸カリウム等、防腐剤として、例えば、ナトリ
ウムオマジン、1,2−ベンゾイソチアゾリン等をそれ
ぞれ使用することが出来る。
キ組成物は、上記成分を必要に応じて加熱溶解、混合撹
拌、ろ過などを行う事により、容易に製造することが出
来る。また製造に際しては、他の水性ボールペンインキ
の製造法と比べて特に注意するべきことはなく、撹拌温
度、ろ過方法などが水性ボールペンインキとして常識的
な範囲であれば何ら問題はない。
ンとして一般的な構成、例えば、インキ収容管と、これ
に内蔵されたインキ組成物およびインキ追従体を含む構
成を採用することができ、その製造は常法に従い行なう
ことが可能である。
詳細に説明するが、本発明はこれらに制約されるもので
はない。
インキを次に示すように調製した。 <インキ1> 染料 :ウォーターブラックR455 7.0重量% (オリエント化学工業株式会社製;商品名) 染料 :ウォーターイエロー6C 1.0重量% (オリエント化学工業株式会社製;商品名) 液体媒体 :プロピレングリコール 20.0重量% 粘度調整剤 :キサンタンガム KELZAN HP 0.2重量% (三晶株式会社製;商品名) 界面活性剤 :オレイン酸カリウム 0.5重量% 防腐剤 :ナトリウムオマジン 0.1重量% 防錆剤 :ベンズトリアゾール 0.1重量% イオン交換水: 残 部 以上の配合物を撹拌後ろ過し、温度25℃、剪断速度3
84sec-1における粘度が10mPa・secの水性
ボールペン用黒インキを得た。
84sec-1における粘度が70mPa・secの水性
ボールペン用黒インキを得た。
84sec-1における粘度が50mPa・secの水性
ボールペン用黒インキを得た。
で、実施例1〜18および比較例1〜12の水性ボール
ペン用インキ追従体を調製した。それぞれのインキ追従
体についての調製は、下記A〜Dの調製法の中で最も適
切と考えられる方法を1つ選択し、採用した(各インキ
追従体の調製法は、表中に記載した)。なお、表中の追
従体の配合量は重量%である。各インキ追従体と前記の
インキ1、2または3をボール径1.0mmの水性ボー
ルペン体に充填し、それぞれのペン体において下記項目
の試験を行った。その結果を後記表5〜8に示す。
ミキサーにて高速で約120分間攪拌し、その後ロール
処理を1回行い、真空脱泡し、インキ追従体を得た。 B法:基油と増粘剤(および添加剤)を調合し、150
〜180℃でミキサーにて高速で約120分間撹拌し、
室温まで冷却後、ロール処理を1回行い、インキ追従体
を得た。 C法:基油と増粘剤(および添加剤)を調合し、160
℃〜170℃でミキサーにて高速で約180分間攪拌
し、室温まで冷却後、ニーダーで約60分間混錬を行
い、インキ追従体を得た。 D法:基油と増粘剤(および添加剤)を調合し、150
〜180℃でミキサーにて高速で約120分間攪拌し、
室温まで冷却後、ロール処理を3回行いインキ追従体を
得た。
名) 注2:ダイアナプロセスオイル PW−380(出光興
産株式会社製;商品名) 注3:ニッサンポリブテン015N(日本油脂株式会社
製;商品名) 注4:Crodax DP−30(クローダジャパン株
式会社製;商品名) 注5:AEROSIL−974D(日本アエロジル株式
会社製;商品名) 注6:セプトン8007(株式会社クラレ製;商品名) 注7:セプトン2063(株式会社クラレ製;商品名) 注8:タフテックH1141(旭化成工業株式会社製;
商品名) 注9:DYNARON4600P(JSR株式会社製;
商品名) 注10:DYNARON6200P(JSR株式会社
製;商品名) 注11:アサプレンT−431(旭化成工業株式会社
製;商品名) 注12:ソルプレン−418(旭化成工業株式会社製;
商品名) 注13:プレンアクト AL−M(味の素ファインテク
ノ株式会社製;商品名) 注14:Benton34(ウィルバーエリス株式会社
製;商品名) 注15:エフトップ EF−801(三菱マテリアル株
式会社製;商品名)
(東京計器株式会社製) 測定条件(周波数依存性): コーン :3°*R14 剪断時間 :200sec-1 測定時間 :600sec 測定温度 :25℃
ンドで2倍速と通常速度でそれぞれ筆記し、各筆記描線
を下記の基準で判定した。 ○ :スムースに安定して筆記できる。 △ :2倍速筆記で線切れが起きる。 × :通常に筆記してもインキが追従せず線切れが起こ
る。
2cmの杉板上へ1回落下させ、落下後のペン体を目視
で観察し、インキ追従体のインキ収容管外への飛散の度
合いを下記の基準で判定した。 ○ :インキ追従体の飛散がなく、インキとインキ追従
体の界面も鮮明である。 △ :インキ追従体の飛散はみられないが、インキとイ
ンキ追従体の界面がペン体落下前と比べてやや乱れてい
る。 × :明らかにインキ追従体の飛散が認められ、インキ
がチューブ外へ逆流している。
ューブへの付着性 各ペン体をISO規格に準拠した筆記用紙に、筆記試験
機にて下記条件で終筆まで「らせん筆記」し、筆記後の
リフィールチューブを目視で観察し、インキ追従体のチ
ューブ内壁への付着性を下記の基準で判定した。 ○ :インキ追従体のチューブ内壁への付着性がほとん
ど認められない。 ○’:インキ追従体のチューブ内壁への付着がわずかに
みられる。 △ :インキ追従体のチューブ内壁への付着が明らかに
認められる。 × :インキ追従体がチューブ内壁へ全て付着してしま
い、筆記途中でインキ追従体不足に陥った。
(キャップ側)を上向きにして一ヶ月間放置し、取り出
した後、リフィールを目視で観察し、インキ追従体がペ
ン先側へ移動したかどうか(インキ追従体の逆転がある
かどうか)を判定した。 ○ :インキ追従体の逆転が認められない。 × :インキ追従体の逆転が認められる。
機にて下記条件で終筆まで「らせん筆記」し、100m
ごとの筆記流量の推移と描線状態を下記の基準で評価し
た。 筆記条件 筆記速度:4.5m/分 筆記角度:60° 筆記荷重:100g ○ :流量が安定しており、終筆までカスレや濃度ムラ
が発生しない。 ○’:流量が僅かにばらついているが、終筆までカスレ
や濃度ムラは発生しない。 △ :流量に多少乱れが生じ、わずかにカスレや濃度ム
ラがみられる。 × :流量に大きなバラツキがみられ、明らかなカスレ
や濃度ムラが認められる。
側)を上向きにして一ヶ月間放置し、取り出し後リフィ
ールを目視で観察し、インキ追従体の油のインキ中への
混入、及びリフィール外への油の漏れだしの有無を判定
した。 ○ :油のインキ中への混入、あるいはリフィール外へ
の漏れだしが認められない。 × :油のインキ中への混入、あるいはリフィール外へ
の漏れだしが認められる。
ボールペンは、追従体として必要な全ての性能を満足で
きる優れたものであるといえる。
能であるインキと外気を遮断してインキ揮発を防止した
り(揮発防止性)、上向き筆記時等にインキの漏出を防
止できることに加え、ペン体仕様や、筆記流量、筆記速
度などの条件によらず安定した追従性を有するため、こ
れを具備した水性ボールペンは、筆記途中でのインキ追
従体不足に起因するインキの逆流や、ペン体に加えられ
た衝撃によりインキ追従体が飛散することがなく、イン
キとインキ追従体の逆転も起こることがない。
Claims (8)
- 【請求項1】 温度25℃、角周波数0.1〜650r
ad/secの全周波数領域におけるtanδの値が
0.1〜2であることを特徴とする水性ボールペン用イ
ンキ追従体。 - 【請求項2】 角周波数600rad/secと0.0
6rad/secにおけるtanδの比(600rad
/sec÷0.06rad/sec)が2.5以下であ
ることを特徴とする請求項1記載のインキ追従体。 - 【請求項3】 角周波数0.06rad/secから6
50rad/secまでのtanδ値の最大値と最小値
の比(最大tanδ÷最小tanδ)が10以下である
ことを特徴とする請求項1または2記載のインキ追従
体。 - 【請求項4】 温度25℃、剪断速度200sec-1に
おける粘度が1000〜10000mPa・secであ
ることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかの項に
記載のインキ追従体。 - 【請求項5】 温度25℃、剪断速度1〜400sec
-1における粘度が5Pa・sec以下の非水溶性有機溶
剤よりなる基油と、増粘剤とを含有してなるものである
請求項1ないし3のいずれかの項に記載のインキ追従
体。 - 【請求項6】 増粘剤が、燐酸エステルのカルシウム
塩、微粒子シリカ、ポリスチレン−ポリエチレン/ブチ
レンゴム−ポリスチレンのブロックコポリマー、ポリス
チレン−ポリエチレン/プロピレンゴム−ポリスチレン
のブロックコポリマー、水添スチレンブタジエンラバ
ー、スチレン−エチレンブチレン−オレフィン結晶のブ
ロックコポリマー、オレフィン結晶−エチレンブチレン
−オレフィン結晶のブロックコポリマー、ポリスチレン
−ブタジエンゴム−ポリスチレンのブロックコポリマ
ー、ポリスチレン−イソプレンゴム−ポリスチレンのブ
ロックコポリマーおよびアセトアルコキシアルミニウム
ジアルキレートよりなる群から選ばれる1種または2種
以上であることを特徴とする請求項5記載のインキ追従
体。 - 【請求項7】 請求項1乃至6のいずれかの項に記載の
インキ追従体を具備する水性ボールペン。 - 【請求項8】 温度25℃、剪断速度384sec-1に
おける粘度が5〜300mPa・secのインキ組成物
を内蔵する請求項7記載の水性ボールペン。
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