JP6755494B2 - 水性塗料組成物 - Google Patents
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Description
ところで、天然ゴムは、他のゴムと比較して、一般的にグリーンストレングス(生ゴム強度)が高いことが知られている。このため、乾燥して人の肌表面に貼り付いた天然ゴムの皮膜が収縮すると、肌表面に所謂つっぱり感や痛み等の不快感が生じる。また、肌表面が炎症を起こし、長期間の使用が困難になる場合がある。
前記水性イソプレンゴムラテックス中の前記イソプレンゴム成分は、合成イソプレンゴムであることが好ましい。
さらに、前記イソプレンゴム成分とは異なる第2の合成ゴム成分を有する第2の水性合成ゴムラテックスを含有し、前記水性イソプレンゴムラテックス中の当該イソプレンゴム成分の重量(I)と、当該第2の水性合成ゴムラテックス中の当該第2の合成ゴム成分の重量(II)とが、重量(I)/重量(II)=(10/90)〜(90/10)(重量比)の範囲であることが好ましい。
前記第2の水性合成ゴムラテックス中の前記第2の合成ゴム成分は、結合アクリロニトリル含量15重量%〜50重量%のアクリロニトリル−ブタジエンゴムを含むことが好ましい。
さらに、合成樹脂成分を有する合成樹脂エマルジョンを含有することが好ましい。
また、前記合成樹脂エマルジョン中の前記合成樹脂成分は、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル系共重合体、酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
さらに、保湿剤を含有することが好ましい。
増粘剤、分散剤、界面活性剤および消泡剤のうち少なくとも1種類を含有することが好ましい。
被塗布体の表面に形成された前記イソプレンゴム成分を含むゴム皮膜が剥離可能であることが好ましい。
本実施の形態が適用される水性塗料組成物は、水性イソプレンゴムラテックスと着色剤とを含有する。かかる水性塗料組成物を、例えば、人の肌表面等の被塗布体の表面に塗布して乾燥すると、これらに含有されるイソプレンゴム成分によって、被塗布体の塗布面上にゴム皮膜が形成される。ゴム皮膜は被塗布体の表面に定着し、伸縮性、柔軟性を示す。
本実施の形態で使用する水性イソプレンゴムラテックスは、イソプレンゴム成分の微粒子が水中に微分散し、コロイド状の安定な懸濁液となっているものである。かかる水性イソプレンゴムラテックスは、固形分としてイソプレンゴム成分を、通常、25重量%以上、好ましくは45重量%以上を含む。但し、固形分としてイソプレンゴム成分は、通常、75重量%以下、好ましくは70重量%以下である。
本実施の形態におけるイソプレンゴム成分を構成するイソプレンゴムとしては、イソプレン(2−メチル−1,3−ブタジエン)単量体の重合体、イソプレン単量体及び必要に応じてイソプレン単量体と共重合可能な他の単量体との共重合体(これらを合わせて「合成イソプレンゴム」と記す。)、天然ゴムが挙げられる。これらの中でも、天然ゴムと比較してグリーンストレングス(生ゴム強度)が低い合成イソプレンゴムが好ましい。イソプレンゴム成分中の合成イソプレンゴムの割合は、60重量%以上が好ましく、90重量%以上がより好ましく、100重量%が特に好ましい。
本実施の形態が適用される水性塗料組成物は、水性イソプレンゴムラテックスに加えて、さらに、イソプレンゴム成分とは異なる第2の合成ゴム成分を有する第2の水性合成ゴムラテックスを含有することができる。
イソプレンゴム成分と第2の合成ゴム成分と(以下、これらをまとめて「ゴム成分」と記すことがある。)を組み合わせることにより、被塗布体の塗布面上に形成されるゴム皮膜の性能を改良することができる。また、一般に、イソプレンゴム成分は感圧凝固性が高いことにより、被塗布体への塗布時にシェアが過度にかかると凝固しやすい傾向がある。このため、第2の合成ゴム成分と組み合わせることにより、イソプレンゴム成分の凝固性を緩和することができる。
以下、水性ニトリルゴムラテックスについて説明する。
本実施の形態で使用する水性ニトリルゴムラテックスは、ニトリルゴム成分を構成するゴムの微粒子が水中に微分散し、コロイド状の安定な懸濁液となっているものである。かかる水性ニトリルゴムラテックスは、固形分としてニトリルゴム成分を、通常、35重量%以上、好ましくは45重量%以上含む。但し、固形分としてニトリルゴム成分は、通常、75重量%以下、好ましくは70重量%以下である。
本実施の形態におけるニトリルゴム成分を構成するニトリルゴムとしては、シアノ基含有エチレン性不飽和単量体、共役ジエン単量体及び必要に応じてこれらと共重合可能なエチレン性不飽和単量体を重合して得られる共重合体が挙げられる。
シアノ基含有エチレン性不飽和単量体としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、フマロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、α−シアノエチルアクリロニトリル等を挙げることができる。これらのシアノ基含有エチレン性不飽和単量体は単独で又は2種以上を組合せて用いることができる。これらの中でも、特にアクリロニトリルが好ましく用いられる。
本実施の形態において、共役ジエン単量体の使用割合は、通常、全単量体の50重量%以上、好ましくは55重量%以上である。但し、通常、95重量%以下、好ましくは90重量%以下である。共役ジエン単量体の使用割合が過度に少ないと、ゴム皮膜の柔軟性が低下する傾向がある。共役ジエン単量体の使用割合が過度に多いと、ゴム皮膜の耐油性が低下する傾向がある。
本実施の形態が適用される水性塗料組成物は、必要に応じて合成樹脂成分を有する合成樹脂エマルジョンを含有することができる。合成樹脂成分を有する合成樹脂エマルジョンを加えることにより、被塗布体の塗布面に形成されるゴム皮膜の強度が増大し、また、耐候性や剥離性が改良される傾向がある。
本実施の形態で使用する合成樹脂エマルジョンは、合成樹脂成分の微粒子が水中に微分散し、コロイド状の安定な懸濁液となっているものである。
合成樹脂エマルジョン中に分散している合成樹脂成分としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル系共重合体等のアクリル酸エステル系ポリマー;酢酸ビニル樹脂等の酢酸ビニルホモポリマー;エチレン−酢酸ビニル樹脂等の酢酸ビニルコポリマー等が挙げられる。さらに、ウレタン系ポリマー、エポキシ系ポリマー等も例示される。これらは単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。これらの中でも、アクリル酸エステル系ポリマーが好ましい。
本実施の形態が適用される水性塗料組成物は、着色剤として、顔料、染料、その他の着色剤を使用することができる。以下、これらについて説明する。
顔料としては、無機顔料および有機顔料が挙げられる。
無機顔料としては、具体的には、亜鉛華、鉛白、リトポン、二酸化チタン、沈降性硫酸バリウムおよびバライト粉、シリカ、炭酸カルシウム、カオリン、焼成カオリン、ケイソウ土、タルク、水酸化アルミニウム等の白色顔料;鉛丹、酸化鉄、クロムバーミリオン等の赤色顔料;黄鉛、亜鉛黄等の黄色顔料;ウルトラマリン青、プロシア青(フェロシアン化鉄カリ)等の青色顔料;カーボンブラック等の黒色顔料が挙げられる。これらは単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
多環顔料としては、銅フタロシアニンブルー(Pigment Blue 15)、銅フタロシアニングリーン(Pigment Blue 7)、低塩素化銅フタロシアニン(臭素化塩素化銅フタロシアニン)(Pigment Blue 36)、無金属フタロシアニン(Pigment Blue 16)等の縮合環化合物からなるフタロシアニン顔料が挙げられる。さらに、黄色顔料(イソインドリノン、キノフタロン、イソインドリン、アントラキノン、アントロン、キサンテン)、橙色顔料(ジケトピロロピロール、ペリレン、アントラキノン(アントロン)、ペリノン、キナクリドン、インジゴイド)、赤色顔料(アントラキノン、キナクリドン、ジケトピロロピロール、ペリレン、ペリノン、インジゴイド)、紫(菫)色顔料(ジオキサジン、キナクリドン、ペリレン、インジゴイド、アントラキノン(アントロン)、キサンテン)、青色顔料(アントラキノン、インジゴイド)、緑色顔料(アゾメチン、ペリレン)等が挙げられる。これらは単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
動物性顔料としては、コチニール(赤色)、ケルメスレーキ、チリアンパープル、セピア(黒っぽい茶色)等が挙げられる。これらは単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
染料としては、天然染料、合成染料が挙げられる。
天然染料としては、具体的には、カロチン(ニンジン)、キソントフィル(クチナシ)、フラボン(コガネバナ)、フラボノール(ヤマモモ)、アントシアニン(赤キャベツ)、カルコン(紅花)、ナフトキノン(紫根)、アントラキノン(茜、コチニール)、タンニン(五倍子、ビンロウジ)、インジゴ(藍、貝紫)、ベンゾビラン(スオウ)、アルカロイド(キハダ)、ジケトン(ウコン)等が挙げられる。尚、括弧内は、天然染料が含まれる植物名である。これらは単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
直接染料として、Direct Yellow 12、Direct Yellow 28、Direct Yellow 96、Direct Orange 39等が挙げられる。建染染料としては、C.I.Vat Yellow 33、C.I.Vat Brown 1、C.I.Vat Red 1、C.I.Vat Violet 9、C.I.Vat Blue 4、C.I.Vat Blue 6、C.I.Vat Blue 20、C.I.Vat Green 1、C.I.Vat Green 3、C.I.Vat Black 8、C.I.Vat Black 25等が挙げられる。これらは単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
さらに、その他の着色剤としては、例えば、マイカ、金粉、銀粉、ラメ、アルミニウム粉末等が挙げられる。また、アルミニウムフレーク、蓄光性顔料等も使用可能である。
本実施の形態が適用される水性塗料組成物には、必要に応じて保湿剤、安定剤、増粘剤、防腐剤、pH調整剤その他の配合剤を配合することができる。尚、本実施の形態が適用される水性塗料組成物には、ゴム成分を硬化反応により硬化させる加硫剤を配合しないことが好ましい。加硫剤を配合しない場合、被塗布体の塗布面上に形成されるゴム皮膜の伸縮性や柔軟性が保たれ、柔らかい質感を残すことができる。以下、これらの配合剤について説明する。
本実施の形態が適用される水性塗料組成物を、例えば、フェイスペイントやボディペイント等として人の肌表面に塗布する用途に使用する場合、保湿剤が配合されることが好ましい。保湿剤が配合されることにより、配合しない場合と比較して、人の肌表面の保湿性や、肌のクッション性が高められる効果を奏する。また、前述した着色剤を溶解する溶剤的機能が発揮される。
本実施の形態が適用される水性塗料組成物には、通常、安定剤が配合される。安定剤としては、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤、アセチレン系界面活性剤を挙げることができる。安定剤を配合することにより、配合しない場合と比較して、着色剤の分散性が高められる。また、ゴム成分と他の配合剤(例えば、防腐剤等)との相溶性が改善される。
本実施の形態が適用される水性塗料組成物には、増粘剤が配合されることが好ましい。増粘剤を配合することにより、配合しない場合と比較して、水性塗料組成物にタレが生じない程度に適度な粘性(チキソ性)が付与され、被塗布体の表面にゴム皮膜を容易に形成することができる。
本実施の形態で使用する増粘剤は、ポリアクリル酸系、セルロース系樹脂、増粘多糖類、ウレタン変性ポリエーテル、ポリアミノプラストールエーテル、アルカリ増粘型、ポリエーテル系会合性増粘剤、ポリアミノプラストールエーテル系会合性増粘剤、無機系鉱物等が挙げられる。
本実施の形態が適用される水性塗料組成物には、通常、防腐剤が配合される。配合される防腐剤としては、化粧品用、工業用が挙げられる。化粧品用防腐剤としては、例えば、メチルパラベン、エチルパラベン、プロピルパラベン、ブチルパラベン、フェノキシエタノール、ペンタンジオール、ソルビン酸、1,3−ブチレングリコール等が挙げられる。
本実施の形態が適用される水性塗料組成物を人の肌表面に使用する場合は、pH調整剤が配合されることが好ましい。個人差はあるが、通常、人の皮膚の緩衝能により、表面のpH値は一時的にpH6.5〜pH7.5程度に上昇するが、その後、徐々に元のpH値に戻ると言われている。しかし、人の肌表面は弱酸性であるため、水性塗料組成物を塗布することにより、人の肌表面のpH値が過度に上昇することは好ましくない。そこで、pH調整剤を配合することにより、人の肌の表面状態に合わせて水性塗料組成物のpH値を調整することができる。
本実施の形態が適用される水性塗料組成物は、前述の水性イソプレンゴムラテックスと必要に応じて配合される第2の水性合成ゴムラテックスと、合成樹脂エマルジョンと、着色剤及びその他の配合剤を均一に混合することにより得られる。混合方法としては、例えば、ニーダー、ディスパー等の分散機を用いて、水性イソプレンゴムラテックスと必要に応じて第2の水性合成ゴムラテックス、合成樹脂エマルジョン、着色剤及びその他の配合剤を逐次添加し撹拌する方法;水に着色剤及びその他の配合剤を添加し、これらを予め均一に混合した後、これに水性イソプレンゴムラテックスと必要に応じて第2の水性合成ゴムラテックス、合成樹脂エマルジョンを逐次添加し撹拌する方法等が挙げられる。
本実施の形態が適用される水性塗料組成物は、天然ゴムラテックスを主成分として使用している従来技術と比較して、ゴム皮膜のグリーンストレングス(生ゴム強度)の低下が期待できるので、例えば、スポーツ観戦、イベント又はお祭り等における応援やファッションとして、顔面、腕、体部を装飾するフェイスペイントやボディペイントとして使用される。また、爪を装飾するネイルペイントとしても利用が可能である。さらに、例えば、ニトリルゴムを使用する場合は、油性物質に対する耐油性が向上しているので、鉄、アルミニウム、亜鉛等の金属板、ガラス板、プラスチック板等の基材の表面被覆用として使用することも可能である。加えて、マスキング用途として、例えば、ネイルアート作業者の指先の保護、染料使用者の爪先の保護、治療中の爪の保護、フェイスパック等が挙げられる。また、ゴム風船(ラテックスバルーン)の表面装飾、窓ガラスや壁等の室内装飾用途等が挙げられる。
引張り試験に用いた試験片は以下の通りに調製した。未加硫の合成イソプレンゴム(IR)のラテックス(IRラテックス:住友精化株式会社製セポレックスIR100H)と未加硫の天然ゴムラテックス(NRラテックス)とを、ガラス板(縦13cm×横18cm)上にそれぞれ40gずつ流延し、25℃にて17時間乾燥した後、合成イソプレンゴム(IR)と天然ゴム(NR)の未加硫ゴムシートをそれぞれ得た。
次に、これらの未加硫ゴムシートから、JIS K6251に準拠して3号ダンベル型試験片を調製し、引張り速度500mm/minの条件で引張り試験を行った。結果を表1に示す。
本実施の形態が適用される水性塗料組成物の人の皮膚への刺激性を評価するために、24時間閉塞ヒトパッチテストを行った。使用した水性塗料組成物(検体1:実施例1)の組成を表2に示す。
(1)IRラテックス:合成ポリイソプレンラテックス(住友精化株式会社製セポレックスIR100H)
(2)NBRラテックス:アクリロニトリル−ブタジエンゴムラテックス(日本ゼオン株式会社製Nipol LX531B、結合アクリロニトリル量31重量%〜36重量%)
(3)顔料:酸化チタン
(4)界面活性剤:ポリオキシエチレンアルキルエーテル
(5)CMC:カルボキシメチルセルロース
(6)1,3−BG:1,3−ブチルグリコール
24時間閉塞ヒトパッチテストの被験者として健常な男女20名を用いた。被験者リストを表4に示す。
24時間閉塞ヒトパッチテストの使用材料として、パッチテスト用テープ及びチャンバー(株式会社スマートプラクティスジャパン製パッチテストユニット)を使用した。
撮影機器として、デジタルカメラ(CANON EOS 80D(W))及びレンズ(CANON EF−S60mm F2.8 MACRO USM)を用いた。
表4に示した年齢20歳〜60歳の男女の被験者について24時間閉塞ヒトパッチテストを行った。
パッチテストは、パッチテストユニットのチャンバー上の濾紙に、検体1(水性塗料組成物)と陰性対照物質C1〜C3の其々15μLを塗布し、これを被験者の背部に24時間閉塞貼付した。貼付24時間経過後にパッチテストユニットを被験者の背部から剥がして除去し、除去60分後と除去24時間後に判定し撮影した。
パッチテスト判定基準を表5に示す。また、香粧品の皮膚刺激指数による分類を表6に示す。
ここで、パッチテストに使用した検体1(水性塗料組成物)により形成されるゴム皮膜(イソプレンゴム/NBR皮膜)1.6gと、検体1からNBRを除いた水性塗料組成物により形成されたイソプレンゴム皮膜1.6gとについて、それぞれオレイン酸23gに3時間浸漬し、その後、浸漬前後の重量変化を測定した。尚、オレイン酸は人の皮脂成分の代表的な一つであるので、これを膨潤試験に使用した。
その結果、イソプレンゴム皮膜の重量増加率が3.11重量%であり、検体1により形成したイソプレンゴム/NBR皮膜の重量増加率が2.42重量%であった。これにより、イソプレンゴムとNBRとを組み合わせることにより、イソプレンゴム皮膜の耐油性が向上することが分かる。
パッチテストユニット除去60分後及び除去24時間後の判定において、反応の強い評点を総和し被験者数で除した値を百分率で表したものを指数とした。指数が小さい程、皮膚に対する刺激が小さい。
皮膚刺激指数=(評点総和/被験者数)×100
結果を表7に示す。
Claims (7)
- 合成イソプレンゴムからなるイソプレンゴム成分を有する水性イソプレンゴムラテックスと、
アクリロニトリル−ブタジエンゴム成分を有する第2の水性合成ゴムラテックスと、
着色剤と、を含有し、
前記水性イソプレンゴムラテックス中の前記イソプレンゴム成分の重量(I)と、前記第2の水性合成ゴムラテックス中の前記アクリロニトリル−ブタジエンゴム成分の重量(II)とが、重量(I)/重量(II)=(10/90)〜(90/10)(重量比)の範囲である
ことを特徴とする水性塗料組成物。 - 前記第2の水性合成ゴムラテックス中の前記アクリロニトリル−ブタジエンゴム成分は、結合アクリロニトリル含量15重量%〜50重量%のアクリロニトリル−ブタジエンゴムを含むことを特徴とする請求項1に記載の水性塗料組成物。
- さらに、合成樹脂成分を有する合成樹脂エマルジョンを含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の水性塗料組成物。
- 前記合成樹脂エマルジョン中の前記合成樹脂成分は、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル系共重合体、酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項3に記載の水性塗料組成物。
- さらに、保湿剤を含有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の水性塗料組成物。
- 増粘剤、分散剤、界面活性剤および消泡剤のうち少なくとも1種類を含有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の水性塗料組成物。
- 被塗布体の表面に形成された前記イソプレンゴム成分を含むゴム皮膜が剥離可能であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の水性塗料組成物。
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