JP2020037206A - 複合射出成形方法及び複合射出成形装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図10において、第1の射出ユニット101は、スキン層材料樹脂108を射出するものである。第2の射出ユニット102はコア層材料樹脂109を射出するものである。キャビティ103は固定側金型104と可動側金型105とによって形成されている。
固定側金型104の樹脂注入口(スプルーブッシュ)104aには、固定型111が射出されており、この固定型111の先端のノズル口に対して切り替えバルブ110で、第1の射出ユニット101、第2の射出ユニット102の何れか一方のみが択一的に連通可能とされている。
したがって、スキン層材料の表面はヒケによる凹部やシワの発生がなく、良質な成形品を得ることができる。特許文献1及び特許文献2は同様の技術が開示されている。ところが、スキン層材料樹脂108の温度を、熱エネルギを供給して上昇させても、被成形体が形成されると、今度は被成形体を冷却し、与えた熱エネルギを冷却媒体に廃棄している。よって、それだけ、熱エネルギの無駄となる。
また、上記コア層射出部は、前記スキン層中にコア層を形成するペレットをシリンダ内でスクリューを回転しながら加熱し、前記ペレットを溶かし、溶かした前記ペレットを必要に応じて射出する機構であり、通常、再生材が使用される。
特に、上記コア層射出部は、コア層が1層のみでなく、複数層の場合も存在する。
更に、前記コア層の温度を前記スキン層の温度以下とし、特定の速度で圧力をかけて前記スキン層を射出し、前記スキン層を形成する合成樹脂の表面張力と金型内空間の抵抗で表面に転写されながら流動し、前記スキン層の流れの中で前記コア層を射出するものである。
また、上記コア層射出部は、前記スキン層中にコア層を形成するペレットをシリンダ内でスクリューを回転しながら加熱し、前記ペレットを溶かし、溶かした前記ペレットを必要に応じて機構であり、通常、再生材が使用される。
特に、上記コア層射出部のコア層は、1層のみでなく複数層の場合も存在する。
コア層の温度をスキン層の温度以下とし、特定の速度で圧力をかけて前記スキン層を射出し、前記スキン層を形成する合成樹脂の表面張力と金型内空間の抵抗で表面に転写されながら流動し、その前記スキン層の流れの中で前記コア層を射出するものである。
上記スキン層射出部は、前記コア層射出部から送給された前記コア層の溶融樹脂の温度を、熱源から熱エネルギを供給されてスキン層の温度を上昇させる前記コア層射出部に直列形成されたものである。
特に、上記コア層射出部のコア層は、1層のみでなく複数層の場合も存在する。
更に、前記コア層の温度を前記スキン層の温度以下とし、特定の速度で圧力をかけて前記スキン層を射出し、前記スキン層を形成する合成樹脂の表面張力と金型内空間の抵抗で表面に転写されながら流動し、その前記スキン層の流れの中で前記コア層を追うように射出するものである。
更にまた、上記コア層射出部から送給された前記コア層の溶融樹脂の温度に熱エネルギを供給する熱源は、スキン層の温度を上昇させるもので、熱エネルギ源とすることができる。
そして、前記スキン層の温度を前記コア層の温度以上の温度とするとは、前記コア層の温度の方が、前記スキン層の温度よりも低いことを意味する。
また、スキン層材料樹脂に与える温度制御において、複数回スキン層の温度を上昇させて、その後、全体の冷却を行うという熱エネルギの無駄が生じないから、省エネタイプのサンドイッチ成形及びそのサンドイッチ成形を含む複合射出成形方法を行うことができる。
特に、コア層の温度を低く、スキン層の温度を高く設定することにより、温度勾配をコア層の温度以下にでき、温度エネルギーの排出がスキン層から外部の金型に排出される。即ち、特定の速度で圧力をかけてスキン層をスキン層射出部で射出成形する。スキン層はスキン層を形成する合成樹脂の表面張力と金型内空間の抵抗で表面に転写されながら流動し、その連続した流れの中で後から温度の低いコア層の合成樹脂が追う構造となっている。
特に、この発明の複合射出成形方法は、高速化が可能であるから、ハイスピード生産システム化することができる。
また、スキン層材料樹脂に与える温度制御において、複数回スキン層の温度を上昇させて、その後、全体の冷却を行うという熱エネルギの無駄が生じないから、省エネタイプのサンドイッチ成形を行うことができる。
特に、コア層の温度を低く、スキン層の温度を高く設定することにより、温度勾配をコア層の温度をスキン層以下にでき、温度エネルギーの排出がスキン層から外部の金型に排出される。即ち、特定の速度で圧力をかけてスキン層をスキン層射出部で射出成形する。 スキン層はスキン層を形成する合成樹脂の表面張力と金型内空間の抵抗で表面に転写されながら流動し、その連続した流れにコア層の合成樹脂が追う構造となっている。特に、この発明の複合射出成形方法は、高速化が可能であるから、ハイスピード生産システム化することができる。
更に、前記コア層の温度を前記スキン層の温度以下とし、特定の速度で圧力をかけて前記スキン層を射出し、前記スキン層を形成する合成樹脂の表面張力と金型内空間の抵抗で表面に転写されながら流動し、その前記スキン層の流れの中で前記コア層を追うように射出するものである。
更にまた、コア層の温度を低く、スキン層の温度を高く設定することは、金型で成形した熱エネルギがスキン層のみを冷却の対象とし、スキン層から金型に熱伝統し、冷却できればよい。
特に、この発明の複合射出成形装置は、高速化が可能であるから、ハイスピード生産システム化することができる
図1は本実施の形態の複合射出成形方法の切断線A−Aで切断した図2に示す断面構成図において、本実施の形態の複合射出成形方法は、基本的構成を図1のコア層射出部15に示す説明図の如く構成されている。
図1乃至図4において、複合射出成形装置の図2の機台1は、コンクリートベース等の上に設ける鉄性の基体で、一般の射出成形機の基体と同様である。型締め装置2は機台1に固定され、図示しない油圧で成形金型3を駆動し、1対の金型、即ち、上金型3A及び下金型3Bを開閉するものである。
主シリンダ4はその外周に配設した外部ヒータ5によって加熱される加熱筒であり、主スクリュー6は主シリンダ4の内部の合成樹脂材料を、その長さ方向の中心軸を中心に回転及び中心軸に沿って往復動するものである。
ホッパ8は合成樹脂材料のペレットを供給するものであり、ペレットシリンダ11に収容されたペレットスクリュー10は、ペレット駆動用電動モータ9によって外部ヒータ5によってスキン層Sを形成するペレットを加熱し、溶かした前記ペレットを必要に応じて射出する主シリンダ4に供給される。
ここでスキン層Sを形成するペレットを主シリンダ4内で主スクリュー6を回転しながら加熱し、前記ペレットを溶かし、溶かしたペレットを必要に応じて射出するコア層射出部15を構成している。
本実施の形態のコア層射出部15は、スキン層Sを形成するペレットを主シリンダ4内で主スクリュー6を回転しながら加熱し、前記ペレットを溶かし、溶かした前記ペレットを必要に応じて射出する機構であり、通常、PPS、PBT、PTO等のエンジニアリングプラスチックまたはその再生材が使用される。
図1乃至図4において、主シリンダ34はその外周に配設した外部ヒータ35によって加熱される加熱筒であり、主スクリュー36は主シリンダ34の内部の合成樹脂材料を、その長さ方向の中心軸を中心に回転及び往復動するものである。
ホッパ38は合成樹脂材料のペレットを供給するものであり、ペレットシリンダ41に収容されたペレットスクリュー40は、ペレット駆動用電動モータ39によって外部ヒータ35でスキン層Sを形成するペレットを加熱し、溶かした前記ペレットを必要に応じて射出する主シリンダ34に供給される。
ここでスキン層Sを形成するペレットを主シリンダ34内で主スクリュー36を回転しながら加熱し、前記ペレットを溶かし、溶かした前記ペレットを必要に応じて射出するスキン層射出部45を構成している。
本実施の形態のスキン層射出部45は、スキン層Sを形成するペレットを主シリンダ34内で主スクリュー36を回転しながら加熱し、前記ペレットを溶かし、溶かした前記ペレットを必要に応じて射出する構成をしている。
また、スキン層射出部45は、スキン層Sを形成するペレットを主シリンダ34内で主スクリュー36を回転しながら加熱し、前記ペレットを溶かし、溶かした前記ペレットを必要に応じて射出する機構であり、通常、PPS、PBT、PTO等のエンジニアリングプラスチックまたはそのバージン材が使用される。
まず、ホッパ8にコア層Cを形成する再生材のペレットを供給し、主駆動用モータ13を駆動し、主シリンダ4内で主スクリュー6を回転しながら外部ヒータ5で加熱し、ペレットを溶かし、溶かしたペレットを必要に応じて射出する状態を維持する。なお、本発明を実施する場合のコア層Cの層数は、格別特定されるものではなく1以上であればよい。
同時に、ホッパ38にスキン層Sを形成するバージン材のペレットを供給し、主駆動用モータ33を駆動し、主シリンダ34内で主スクリュー36を回転しながら外部ヒータ35で加熱し、ペレットを溶かし、溶かしたペレットを必要に応じて射出する状態を維持する。
このとき、スキン層射出部45から射出する溶融樹脂と、コア層射出部15から射出する溶融樹脂とは、スキン層射出部45から射出する溶融樹脂の温度が最初高く、スキン層射出部45の温度とは温度勾配が低くなっており、溶融状態で柔らかい溶融樹脂をスキン層S、溶融状態で柔らかくない溶融樹脂をその内部のコア層等のコア層Cの成形に使用できる。
溶融樹脂の温度は、ノズル14及び/またはノズル44、固定側金型のスプルーブッシュ49の保持された固定型51、ゲート27,48等に温度等の物理的性状を検出するセンサが配設されている。
また、コア層射出部15側の射出シリンダ12によってロッド16が主スクリュー6の中心軸に沿って平行に移動すると、ゲート27を閉じる。そして、ロッド16が主スクリュー6の中心軸に沿って平行に移動すると、ゲート27,48を開とする。但し、コア層射出部15側の射出される樹脂は、ランナー26を介してスキン層射出部45に供給している。
発明者らの実験によれば、コア層射出部15からコア層C、スキン層射出部45からスキン層Sを同時に射出するよりも、射出成形の最初からコア層Cをスキン層射出部45のスキン層Sで包み込むのが望ましい。
また、スキン層射出部15から射出する溶融樹脂の温度が最初は高く設定されていても、徐々に金型3及びコア層等のコア層Cに熱が伝わるから、冷却水等の冷却媒体で冷却されるよりも、スキン層射出部45は溶融樹脂温度がコア層射出部15よりも温度が高いと、見栄え良く転写し、ガラス繊維等をコア層Cに用いたときには機械的強度が高くなる。
加えて、スキン層射出部45及び/またはコア層射出部15で射出した溶融樹脂温度を、再加熱することなく使用できる。また、コア層射出部15は、射出成形により順次大きくなるから、それに伴ってスキン層Sが転写し、表面にしわが入ることが防止される。また、射出する場合のスキン層Sとコア層Cの温度は、金型によって冷却されるよりも温度勾配が小さいから、スキン層Sの見栄えが良くなる。なお、従来例のように、切り替えバルブ110(図8参照)を設ける必要性がなくなる。
更にまた、本発明は、スキン層射出部45を外表面から射出し、スキン層射出部45からのスキン層Sでコア層Cを包むものであるから、スキン層Sの見栄えが良くなり、更に、コア層であるコア層Cに発泡材料を使用すれば、軽量化、ソフト感が得られる。
前記スキン層射出部45及び/またはコア層射出部15で射出した溶融樹脂温度を再加熱することなく使用することができる。また、コア層射出部15は、射出成形により順次大きくなるから、それに伴ってスキン層Sが転写し、表面にしわが入ることが防止される。また、射出する場合のスキン層Sとコア層Cの温度は、金型3によって冷却されるよりも温度勾配が小さいから、スキン層Sの見栄えが良くなる。なお、切り替えバルブ110を設ける必要性がなくなる。
即ち、スキン層射出部45とコア層射出部15の溶融樹脂の溶融樹脂温度により、溶融状態で流動性に富む柔らかい溶融樹脂をスキン層Sの成形に、溶融状態で流動性に欠く柔らかくない溶融樹脂をその内部のコア層Cの成形に使用するもので、両合成樹脂の軟化温度以上でスキン層Sとコア層Cを形成する。このとき、スキン層射出部45とコア層射出部15の溶融樹脂の溶融樹脂温度により、温度の高いものでスキン層Sを形成し、温度の低いものでコア層Cを形成するものである。特に、スキン層射出部45で射出した溶融樹脂温度を再加熱することなく使用するものである。
また、上記実施の形態では、スキン層射出部45及びコア層射出部15を別々の主シリンダ4,34として実施する事例で説明したが、スキン層射出部45及びコア層射出部15を複数本以上とすることができ。また、スキン層射出部45とコア層射出部15との結合は、Y字型に限定されるものではなく構成できる。
更に、溶融状態で高温度の溶融樹脂をスキン層の成形に、溶融状態で低温度の溶融樹脂を前記スキン層に包まれた内部の層の成形に使用する場合の、溶融状態で高温度とは、得ようとするスキン層の状態の温度以上を意味し、溶融状態で低温度とはその温度以下の温度を意味する。
本実施の形態のコア層射出部とスキン層射出部は、並列的に配設されているが、直列的配置としても実施できる。
次の事例は、コア層射出部とスキン層射出部の直列的配置の事例である。
以下、本発明の実施の形態2について図面に基づいて説明するが、実施の形態2において、実施の形態1の図示の同一記号及び同一符号は、同一または相当する機能部分であるから、ここでは重複する説明を省略する。
実施の形態1で説明したように、ペレットシリンダ11,41内でペレットスクリュー10,40がペレット駆動用電動モータ9,39の回転力によって回転され、これによってペレットが主シリンダ64(実施の形態1の主シリンダ4,34)に搬送される。
また、コア層射出部65から送給されたコア層Cの溶融樹脂の温度CT℃を、バンドヒータ70の熱源から熱エネルギを供給し、スキン層Sの溶融樹脂の温度ST℃を上昇させるコア層射出部65に直列形成されてなるスキン層射出部75を構成している。
但し、スキン層Sの溶融樹脂温度ST℃はコア層Cの溶融樹脂の温度CT℃と等しいか、それ以上に大きい値である。
なお、このとき、コア層Cの溶融樹脂は、温度を上げたスキン層Sと連続して送給される溶融樹脂で、基本的には、コア層Cの溶融樹脂によってスキン層S及びコア層Cが成形されて、成形品となる。
したがって、スキン層Sの溶融樹脂の温度ST℃は、コア層Cの溶融樹脂の温度CT℃よりも高いので、スキン層Sの熱エネルギは上金型3A及び下金型3Bからなる成形金型3によって急激に冷却される。低いコア層Cの溶融樹脂は、高い熱エネルギが上金型3A及び下金型3Bからなる成形金型3によって放出された後、スキン層Sとコア層Cの熱エネルギが成形金型3によって放出されることになる。
よって、初期段階にはスキン層Sのみの冷却を行い、また、コア層Cの溶融樹脂を限界まで低くすることができるから、1個の成形品に要する時間が短くなり、ハイスピード成形を行うことができる。
特に、スキン層射出部45は、熱源のバンドヒータ70から熱エネルギを供給する構成及び溶融樹脂加熱通路63を形成した補助金型62を有している構成に主な違いがある。溶融樹脂加熱通路63にある溶解樹脂温度の上昇手段にある。なお、コア層Cの温度は低いほど望ましいが、流動性を有していればよい。
更に、コア層Cの温度をスキン層Sの温度以下とし、特定の速度で圧力をかけてスキン層Sを射出し、スキン層Sを形成する合成樹脂の表面張力と金型3内の空間の抵抗で表面に転写されながら流動し、そのスキン層Sの流れの中でコア層Cがスキン層Sを追いかけるように射出するものである。
更にまた、コア層Cの温度を低く、スキン層Sの温度を高く設定することは、金型3で成形した熱エネルギがスキン層Sのみを冷却の対象とし、スキン層Sとから金型3に熱伝統し、冷却できればよい。
また、主シリンダ4内でペレットスクリュー10等のスクリューを回転させながらペレットを過熱し、溶融し、その溶融した前記ペレットを必要に応じて所定の溶融樹脂温度で射出するコア層Cを形成するコア層射出部15と、コア層射出部15から射出されたコア層Cの溶融樹脂の温度を、熱源から熱エネルギの供給を受けてスキン層Sの温度を上昇させるコア層射出部15に直列形成されたスキン層射出部45とを具備し、スキン層Sの温度をコア層Cの温度以上の温度とし、特定の速度で圧力をかけてスキン層Sを射出し、表面のスキン層Sに転写されながら流動させ、そのスキン層Sの流れの中でコア層Cを追うように射出するもので、しかも、スキン層Sとコア層とを交互に形成するという1サイクル射出成形で、スキン層Sの流れの中でコア層Cを追って形成するものであるから、熱源等の選択により、単純化及び高速化が可能である。
特に、この実施の形態の複合射出成形方法、複合射出成形装置は、高速化が可能であるから、ハイスピード生産システムとすることができる。
3A 上金型
3B 下金型
4,34 主シリンダ
5,35 外部ヒータ
6,36 主スクリュー
8,38 ホッパ
9,39 ペレット駆動用電動モータ
10,40 ペレットスクリュー
11,41 ペレットシリンダ
12,32 射出シリンダ
13,33 主駆動用モータ
14,44 ノズル
15,65 コア層射出部
45,75 スキン層射出部
62 補助金型
63 溶融樹脂加熱通路
70 バンドヒータ
C コア層
S スキン層
Claims (3)
- スキン層を形成するペレットをシリンダ内でスクリューを回転しながら加熱し、前記ペレットを溶かし、溶かした前記ペレットを必要に応じて射出するスキン層射出部と、
前記スキン層中にコア層を形成するペレットをシリンダ内でスクリューを回転しながら加熱し、前記ペレットを溶かし、溶かした前記ペレットを必要に応じて射出するコア層射出部とを具備し、
前記スキン層射出部の溶融樹脂と前記コア層射出部の溶融樹脂の溶融温度の温度基準により、流動性に富む柔らかい溶融樹脂をスキン層の成形に、柔軟性に欠く柔らかくない溶融樹脂をその内部のコア層の成形に使用することを特徴とする複合射出成形方法。 - スキン層を形成するペレットをシリンダ内でスクリューを回転しながら加熱し、前記ペレットを溶かし、溶かした前記ペレットを必要に応じて射出するスキン層射出部と、
前記スキン層中にコア層を形成するペレットをシリンダ内でスクリューを回転しながら加熱し、前記ペレットを溶かし、溶かした前記ペレットを必要に応じて射出するコア層射出部とを具備し、
前記スキン層射出部の溶融樹脂と前記コア層射出部の溶融樹脂の溶融温度により、最適スキン層を得る溶融温度を決定し、前記スキン層射出部の射出と同時、または前記スキン層射出部の射出から遅れた後同時に、高温度の溶融樹脂をスキン層の成形に、低温度の溶融樹脂を前記スキン層に包まれたコア層の成形に使用することを特徴とする複合射出成形方法。 - シリンダ内でスクリューを回転させながらペレットを過熱し、溶融し、その溶融した前記ペレットを必要に応じて所定の溶融樹脂温度で射出するコア層を形成するコア層射出部と、
前記コア層射出部から射出された前記コア層の溶融樹脂の温度を、熱源から熱エネルギの供給を受けてスキン層の温度を上昇させ、前記コア層射出部に直列形成されたスキン層射出部とを具備し、
前記スキン層の温度を前記コア層の温度以上の温度とし、特定の速度で圧力をかけて前記スキン層を射出し、表面のスキン層に転写されながら流動させ、その前記スキン層の流れの中で前記コア層を追うように射出することを特徴とする複合射出成形装置。
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JP2003062864A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-05 | Toshiba Mach Co Ltd | 射出成形機用ノズル |
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C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22 Effective date: 20211207 |
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C23 | Notice of termination of proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C23 Effective date: 20220222 |
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C03 | Trial/appeal decision taken |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C03 Effective date: 20220329 |
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C30A | Notification sent |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C3012 Effective date: 20220329 |