JP5051030B2 - ガスバリア性積層体 - Google Patents
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1. 基材、エポキシ樹脂硬化物層ならびに印刷層が順次積層されている積層体であって、該エポキシ樹脂硬化物層がエポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤からなるエポキシ樹脂組成物を主成分とするものであり、かつ該エポキシ樹脂硬化剤が下記の(A)と(B)と(D)の反応生成物、又は(A)と(B)と(C)と(D)の反応生成物であることを特徴とするガスバリア性積層体。
(A)メタキシリレンジアミン又はパラキシリレンジアミン
(B)ポリアミンとの反応によりアミド基部位を形成し、且つオリゴマーを形成し得る、少なくとも1つのアシル基を有する多官能性化合物
(C)炭素数1〜8の一価カルボン酸及び/又はその誘導体
(D)ポリアミンとの反応により式(1)で示されるカーバメート部位を形成する、式(2)で示されるカーボネート部位を少なくとも1つ有する官能性化合物
3. 前記エポキシ樹脂組成物中のエポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤の配合割合が、エポキシ樹脂中のエポキシ基に対するエポキシ樹脂硬化剤中の活性水素の当量比(活性水素/エポキシ基)として、0.2〜5.0の範囲であることを特徴とする第1項又は第2項記載のガスバリア性積層体。
4. (A)と(B)と(D)の反応、又は(A)と(B)と(C)と(D)の反応を行う際の(A)の活性水素数に対する、(B)の炭素−炭素二重結合数、(B)のアシル基数の2倍、(C)のカルボキシル基及びその誘導官能基の数ならびに(D)のカーボネート部位数の和の比が、0.25〜0.99の範囲であることを特徴とする第1項〜第3項のいずれかに記載のガスバリア性積層体。
5. 前記エポキシ樹脂硬化物層の酸素透過係数が、10.0ml・mm/(m2・day・MPa)以下である第1項〜第4項のいずれかに記載のガスバリア性積層体。
6. 前記(A)が、メタキシリレンジアミンである第1項〜第5項のいずれかに記載のガスバリア性積層体。
7. 前記(B)多官能性化合物が、アクリル酸、メタクリル酸及び/又はそれらの誘導体である第1項〜第5項のいずれかに記載のガスバリア性積層体。
8. 前記(C)炭素数1〜8の一価カルボン酸及び/又はそれらの誘導体が、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、乳酸、グリコール酸、安息香酸及び/又はその誘導体である第1項〜第5項のいずれかに記載のガスバリア性積層体。
9. 前記(D)が、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、トリメチレンカーボネート、1,2−ブチレンカーボネート及び/又はグリセリンカーボネートである第1項〜第5項のいずれかに記載のガスバリア性積層体。
10. 前記エポキシ樹脂硬化剤が、(a)メタキシリレンジアミンと、(b)アクリル酸、メタクリル酸及び/又はそれらの誘導体と、(d)エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、トリメチレンカーボネート、1,2−ブチレンカーボネート及び/又はグリセリンカーボネートとの反応生成物である請求項1〜4のいずれかに記載のガスバリア性積層体。
11. 前記(a)と(b)と(d)の反応モル比((a)対(b)対(d))が1対0.7〜0.95対0.1〜0.7の範囲である第10項に記載のガスバリア性積層体。
12. 前記エポキシ樹脂がメタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミノ基を有するエポキシ樹脂、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサンから誘導されたグリシジルアミノ基を有するエポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタンから誘導されたグリシジルアミノ基を有するエポキシ樹脂、パラアミノフェノールから誘導されたグリシジルアミノ基及び/又はグリシジルオキシ基を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールAから誘導されたグリシジルオキシ基を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールFから誘導されたグリシジルオキシ基を有するエポキシ樹脂、フェノールノボラックから誘導されたグリシジルオキシ基を有するエポキシ樹脂及びレゾルシノールから誘導されたグリシジルオキシ基を有するエポキシ樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1つの樹脂である第1項〜第11項のいずれかに記載のガスバリア性積層体。
13. 前記エポキシ樹脂が、メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミノ基を有するエポキシ樹脂、及び/又はビスフェノールFから誘導されたグリシジルオキシ基を有するエポキシ樹脂を主成分とするものである第1項〜第11項のいずれかに記載のガスバリア性積層体。
14. 前記エポキシ樹脂が、メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミノ基を有するエポキシ樹脂を主成分とするものである第1項〜第11項のいずれかに記載のガスバリア性積層体。
15. 第1項又は第2項に記載の積層体を製造する際に、基材もしくは基材上に形成された無機酸化物からなる蒸着層上にエポキシ樹脂組成物を塗布、乾燥し、次いで該エポキシ樹脂組成物上に印刷層を形成することを特徴とするガスバリア性積層体の製造方法。
(A)メタキシリレンジアミン又はパラキシリレンジアミン、
(B)ポリアミンとの反応によりアミド基部位を形成し、且つオリゴマーを形成し得る、少なくとも1つのアシル基を有する多官能性化合物、
(C)炭素数1〜8の一価カルボン酸及び/又はその誘導体、
(D)ポリアミンとの反応により上記式(1)で示されるカーバメート部位を形成する、上記式(2)で示されるカーボネート部位を少なくとも1つ有する官能性化合物。
反応容器に1モルのメタキシリレンジアミンを仕込んだ。窒素気流下60℃に昇温し、0.88モルのアクリル酸メチルを1時間かけて滴下した。生成するメタノールを留去しながら165℃まで昇温し、2.5時間165℃を保持した。100℃まで冷却し、固形分濃度が65重量%になるように所定量のメタノールを加え、65℃に冷却した後、溶融したエチレンカーボネート0.27molを30分かけて滴下し、5時間65℃に保持し、エポキシ樹脂硬化剤Aを得た。
反応容器に1モルのメタキシリレンジアミンを仕込んだ。窒素気流下60℃に昇温し、0.93モルのアクリル酸メチルを1時間かけて滴下した。生成するメタノールを留去しながら165℃まで昇温し、2.5時間165℃を保持した。100℃まで冷却し、固形分濃度が65重量%になるように所定量のメタノールを加え、エポキシ樹脂硬化剤Bを得た。
ポリウレタン樹脂からなる主剤(東洋モートン(株)製;TM−329)を50重量部及びポリイソシアネート樹脂からなる硬化剤(東洋モートン(株)製;CAT−8B)を50重量部含む酢酸エチル溶液(固形分濃度;25重量%)を作製し、よく攪拌し、ウレタン系接着剤塗布液を得た。
<ポットライフ (hr)>
エポキシ樹脂、エポキシ樹脂硬化剤、溶剤を混合した溶液(塗料溶液)を25℃に保持した。ザーンカップNo.3にて粘度を30分毎に測定し、保持時間とザーンカップ粘度(秒)との関係を調べた。塗料溶液を調製してからザーンカップ粘度20秒に到達するまでの時間をポットライフとした。
<ガスバリア性>
酸素透過率測定装置(モダンコントロール社製、OX−TRAN10/50A)を使用して、フィルムの酸素透過率(ml/m2・day・MPa)を23℃、相対湿度60%の条件下で測定した。
<耐屈曲性>
ゲルボーフレックステスター(理学工業社製)を用いて360℃のひねりを50回加えたフィルムの酸素透過率(ml/m2・day・MPa)を23℃、相対湿度90%の条件下で測定した。
メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミノ基を有するエポキシ樹脂(三菱ガス化学(株)製;TETRAD−X)を50重量部及びエポキシ樹脂硬化剤Aを245重量部、メタノールを980重量部、酢酸エチルを118重量部(固形分濃度;15重量%)、シリコン系消泡剤(ビック・ケミー社製;BYK065)を0.1重量部、シランカップリング剤(チッソ(株)製;サイラエースS330)を2重量部加えよく攪拌し、ザーンカップ(No.3)粘度11秒(25℃)の塗布液A(エポキシ樹脂組成物)を得た。
基材として厚み12μmのシリカ蒸着ポリエステルフィルム(三菱樹脂(株)製テックバリアL)を用い、版深26μmロールを使用して蒸着層に塗布液Aを塗布し、70℃の乾燥オーブンで乾燥させた後、グラビアインキ(NT−ハイラミック−701R白;大日精化工業(株)製、NT―ハイラミックハードナー;大日精化工業(株)製5%入り)を酢酸エチル/MEK/IPA=4/4/2の混合溶剤を加えてザーンカップ(No.3)粘度16秒(25℃)に調整して塗工液Aを調製し、版深26μmロールを使用してエポキシ樹脂組成物塗布面に塗工液Aを塗布し、70℃の乾燥オーブンで乾燥後、巻き取り速度120m/minで巻取り、印刷層を有するガスバリアフィルム(ガスバリア性積層体)を得た。
このガスバリアフィルムにウレタン系接着剤を140線/inch深さ75μmグラビアロールを使用して接着剤を塗布し(塗布量:2.5 g/m2(固形分))、次いで60℃(入り口付近)〜90℃(出口付近)の乾燥オーブンで乾燥させた後、厚み40μmの直鎖状低密度ポリエチレンフィルム(東セロ(株)製TUX−MCS)を70℃に加熱したニップロールにより貼り合わせ、巻取り速度120m/minで巻取り、40℃で2日間エージングすることによりラミネートフィルムを得た。
得られたラミネートフィルムについて、そのガスバリア性、耐屈曲性を評価した。結果を表1に示す。エポキシ樹脂硬化物層中の(1)式の骨格構造の含有率は62.0重量%であった。また、エポキシ樹脂硬化物層の厚みは1.0μmであり、酸素透過率から計算される酸素透過係数は0.3ml・mm/m2・day・MPa(23℃60%RH)であった。
厚み12μmのシリカ蒸着ポリエステルフィルムの代わりに、厚み12μmのアルミナ蒸着ポリエステルフィルム(東レフィルム加工(株)製バリアロックス1011HG)を使用した以外は実施例1と同様の方法でラミネートフィルムを作製した。結果を表1に示す。
厚み12μmのシリカ蒸着ポリエステルフィルムの代わりに、厚み12μmのシリカ−アルミナ二元蒸着ポリエステルフィルム(東洋紡績(株)製エコシアールVE100)を使用した以外は実施例1と同様の方法でラミネートフィルムを作製した。結果を表1に示す。
厚み12μmのシリカ蒸着ポリエステルフィルムの代わりに、厚み15μmのシリカ蒸着ナイロンフィルム(三菱樹脂(株)製テックバリアNR)を使用した以外は実施例1と同様の方法でラミネートフィルムを作製した。結果を表1に示す。
厚み12μmのシリカ蒸着ポリエステルフィルムの代わりに、厚み12μmのアルミナ蒸着ポリエステルフィルム(凸版印刷(株)製GL−AEH)を使用し、シランカップリング剤チッソ社製サイラエースS330の代わりに東レダウコーニングシリコーン社製Z−6050を使用した以外は実施例1と同様の方法でラミネートフィルムを作製した。結果を表1に示す。
アンカーコート装置、単軸押出機、Tダイ、冷却ロール及びスリッター及び巻取機からなる押出ラミネーター装置を用い、実施例1のガスバリアフィルムの印刷面に、200線/inch深さ38μmグラビアロールを使用し、アンカーコート剤として塗布液Aを塗布した(塗布量:1.1 g/m2(固形分))。次いで該フィルムを80℃の乾燥オーブンで乾燥させた後、シーラント層として繰り出される厚み40μmの直鎖状低密度ポリエチレンフィルム(東セロ(株)製TUX−MCS)との間に低密度ポリエチレンフィルム(日本ポリエチレン(株)製ノバテックLC−600A)を厚さ20μmで押出ラミネートし、巻取り速度100m/minで巻取り、40℃で1日間エージングすることによりラミネートフィルムを得た。
厚み12μmのシリカ蒸着ポリエステルフィルムの代わりに、厚み15μmの延伸ナイロンフィルム(東洋紡績(株)製ハーデンフィルムN1102)を使用した以外は実施例1と同様の方法でラミネートフィルムを作製した。結果を表1に示す。
厚み12μmのシリカ蒸着ポリエステルフィルムの代わりに、厚み12μmの延伸ポリエステルフィルム(東洋紡績(株)製エステルフィルムE5100)を使用した以外は実施例1と同様の方法でラミネートフィルムを作製した。結果を表1に示す。
厚み12μmのシリカ蒸着ポリエステルフィルムの代わりに、厚み20μmの延伸ポリプロピレンフィルム(東洋紡績(株)製パイレンフィルムP2161)を使用した以外は実施例1と同様の方法でラミネートフィルムを作製した。結果を表1に示す。
メタノールを478重量部、酢酸エチルを63重量部(固形分濃度;25重量%)とし、版深26μmロールの代わりに版深13μmロールを使用した以外は実施例1と同様の方法でラミネートフィルムを作製した。結果を表1に示す。
塗布液A(エポキシ樹脂組成物)を塗布しなかったこと以外は実施例1と同様にしてラミネートフィルムを作製した。結果を表1に示す。
厚み12μmのシリカ蒸着ポリエステルフィルムの代わりに、厚み12μmのアルミナ蒸着ポリエステルフィルム(東レフィルム加工(株)製バリアロックス1011HG)を使用した以外は比較例1と同様の方法でラミネートフィルムを作製した。結果を表1に示す。
厚み12μmのシリカ蒸着ポリエステルフィルムの代わりに、厚み12μmの延伸ポリエステルフィルム(東洋紡績(株)製エステルフィルムE5100)を使用した以外は比較例1と同様の方法でラミネートフィルムを作製した。結果を表1に示す。
エポキシ樹脂硬化剤Aの代わりにエポキシ樹脂硬化剤Bを163重量部用い、メタノールを365重量部、酢酸エチルを47重量部用いた以外は実施例1と同様の方法でラミネートフィルムを作製した。結果を表1に示す。
厚み12μmのシリカ蒸着ポリエステルフィルムの代わりに、厚み20μmのPVAコート延伸ポリプロピレンフィルム(東セロ(株)製A―OP―BH)を使用した以外は比較例1と同様の方法でラミネートフィルムを作製した。結果を表1に示す。
Claims (15)
- 基材、エポキシ樹脂硬化物層ならびに印刷層が順次積層されている積層体であって、該エポキシ樹脂硬化物層がエポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤からなるエポキシ樹脂組成物を主成分とするものであり、かつ該エポキシ樹脂硬化剤が下記の(A)と(B)と(D)の反応生成物、又は(A)と(B)と(C)と(D)の反応生成物であることを特徴とするガスバリア性積層体。
(A)メタキシリレンジアミン又はパラキシリレンジアミン
(B)ポリアミンとの反応によりアミド基部位を形成し、且つオリゴマーを形成し得る、少なくとも1つのアシル基を有する多官能性化合物
(C)炭素数1〜8の一価カルボン酸及び/又はその誘導体
(D)ポリアミンとの反応により式(1)で示されるカーバメート部位を形成する、式(2)で示されるカーボネート部位を少なくとも1つ有する官能性化合物
- 前記基材と前記エポキシ樹脂硬化物層との間に無機酸化物からなる蒸着層を有する請求項1記載のガスバリア性積層体。
- 前記エポキシ樹脂組成物中のエポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤の配合割合が、エポキシ樹脂中のエポキシ基に対するエポキシ樹脂硬化剤中の活性水素の当量比(活性水素/エポキシ基)として、0.2〜5.0の範囲であることを特徴とする請求項1又は2記載のガスバリア性積層体。
- (A)と(B)と(D)の反応、又は(A)と(B)と(C)と(D)の反応を行う際の(A)の活性水素数に対する、(B)の炭素−炭素二重結合数、(B)のアシル基数の2倍、(C)のカルボキシル基及びその誘導官能基の数ならびに(D)のカーボネート部位数の和の比が、0.25〜0.99の範囲であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のガスバリア性積層体。
- 前記エポキシ樹脂硬化物層の酸素透過係数が10.0ml・mm/(m2・day・MPa)以下である請求項1〜4のいずれかに記載のガスバリア性積層体。
- 前記(A)が、メタキシリレンジアミンである請求項1〜5のいずれかに記載のガスバリア性積層体。
- 前記(B)多官能性化合物が、アクリル酸、メタクリル酸及び/又はそれらの誘導体である請求項1〜5のいずれかに記載のガスバリア性積層体。
- 前記(C)炭素数1〜8の一価カルボン酸及び/又はそれらの誘導体が、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、乳酸、グリコール酸、安息香酸及び/又はその誘導体である請求項1〜5のいずれかに記載のガスバリア性積層体。
- 前記(D)が、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、トリメチレンカーボネート、1,2−ブチレンカーボネート及び/又はグリセリンカーボネートである請求項1〜5のいずれかに記載のガスバリア性積層体。
- 前記エポキシ樹脂硬化剤が、(a)メタキシリレンジアミンと、(b)アクリル酸、メタクリル酸及び/又はそれらの誘導体と、(d)エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、トリメチレンカーボネート、1,2−ブチレンカーボネート及び/又はグリセリンカーボネートとの反応生成物である請求項1〜4のいずれかに記載のガスバリア性積層体。
- 前記(a)と(b)と(d)の反応モル比((a)対(b)対(d))が1対0.7〜0.95対0.1〜0.7の範囲である請求項10に記載のガスバリア性積層体。
- 前記エポキシ樹脂がメタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミノ基を有するエポキシ樹脂、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサンから誘導されたグリシジルアミノ基を有するエポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタンから誘導されたグリシジルアミノ基を有するエポキシ樹脂、パラアミノフェノールから誘導されたグリシジルアミノ基及び/又はグリシジルオキシ基を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールAから誘導されたグリシジルオキシ基を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールFから誘導されたグリシジルオキシ基を有するエポキシ樹脂、フェノールノボラックから誘導されたグリシジルオキシ基を有するエポキシ樹脂及びレゾルシノールから誘導されたグリシジルオキシ基を有するエポキシ樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1つの樹脂である請求項1〜11のいずれかに記載のガスバリア性積層体。
- 前記エポキシ樹脂が、メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミノ基を有するエポキシ樹脂、及び/又はビスフェノールFから誘導されたグリシジルオキシ基を有するエポキシ樹脂を主成分とするものである請求項1〜11のいずれかに記載のガスバリア性積層体。
- 前記エポキシ樹脂が、メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミノ基を有するエポキシ樹脂を主成分とするものである請求項1〜11のいずれかに記載のガスバリア性積層体。
- 請求項1又は2に記載の積層体を製造する際に、基材もしくは基材上に形成された無機酸化物からなる蒸着層上にエポキシ樹脂組成物を塗布、乾燥し、次いで該エポキシ樹脂組成物上に印刷層を形成することを特徴とするガスバリア性積層体の製造方法。
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