JPH08222193A - ボタン形アルカリ電池 - Google Patents
ボタン形アルカリ電池Info
- Publication number
- JPH08222193A JPH08222193A JP5179395A JP5179395A JPH08222193A JP H08222193 A JPH08222193 A JP H08222193A JP 5179395 A JP5179395 A JP 5179395A JP 5179395 A JP5179395 A JP 5179395A JP H08222193 A JPH08222193 A JP H08222193A
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- JP
- Japan
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- negative electrode
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- electrode terminal
- copper
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-
- Y02E60/12—
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- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 負極活物質として無水銀の亜鉛を用いるボタ
ン形アルカリ電池において、電池内における水素ガスの
発生を抑制し、貯蔵中の容量劣化が少ないボタン形アル
カリ電池を提供する。 【構成】 負極活物質として無水銀の亜鉛を用いるボタ
ン形アルカリ電池において、負極端子板の負極剤と接す
る面を、銅含有率が９０重量％以上で、鉛含有率が０．
８〜１．５重量％、スズ含有率が３．５〜５．８重量
％、リン含有率が０．０３〜０．３５重量％の銅合金で
構成する。
ン形アルカリ電池において、電池内における水素ガスの
発生を抑制し、貯蔵中の容量劣化が少ないボタン形アル
カリ電池を提供する。 【構成】 負極活物質として無水銀の亜鉛を用いるボタ
ン形アルカリ電池において、負極端子板の負極剤と接す
る面を、銅含有率が９０重量％以上で、鉛含有率が０．
８〜１．５重量％、スズ含有率が３．５〜５．８重量
％、リン含有率が０．０３〜０．３５重量％の銅合金で
構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、負極活物質として無水
銀の亜鉛を用いるボタン形アルカリ電池に関し、さらに
詳しくは、電池内における水素ガスの発生を抑制し、貯
蔵中の容量劣化が少ないボタン形アルカリ電池に関する
ものである。
銀の亜鉛を用いるボタン形アルカリ電池に関し、さらに
詳しくは、電池内における水素ガスの発生を抑制し、貯
蔵中の容量劣化が少ないボタン形アルカリ電池に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ボタン形アルカリ電池では、亜
鉛をそのまま負極活物質として用いると、亜鉛がアルカ
リ電解液中で水素ガスを発生しながら溶解する、いわゆ
る自己腐食を起こすため、従来は、水銀でアマルガム化
した亜鉛を負極活物質として用いることによって、亜鉛
の自己腐食を抑制していた。
鉛をそのまま負極活物質として用いると、亜鉛がアルカ
リ電解液中で水素ガスを発生しながら溶解する、いわゆ
る自己腐食を起こすため、従来は、水銀でアマルガム化
した亜鉛を負極活物質として用いることによって、亜鉛
の自己腐食を抑制していた。
【０００３】しかしながら、最近は、環境汚染防止の観
点から、無水銀化が強く要請され、無水銀でも自己腐食
の少ない亜鉛が作製されていて、マンガン乾電池では既
に無水銀化が実施され（特開昭６２−４０１６３号公
報）、アルカリ電池においても、無水銀化が検討されて
いる。しかし、ボタン形アルカリ電池では、無水銀の亜
鉛を使用すると、貯蔵中に亜鉛がアルカリ電解液中で水
素ガスを発生して自己腐食を起こし、電池のふくれや容
量劣化を引き起こすという問題を解消することができな
かった。
点から、無水銀化が強く要請され、無水銀でも自己腐食
の少ない亜鉛が作製されていて、マンガン乾電池では既
に無水銀化が実施され（特開昭６２−４０１６３号公
報）、アルカリ電池においても、無水銀化が検討されて
いる。しかし、ボタン形アルカリ電池では、無水銀の亜
鉛を使用すると、貯蔵中に亜鉛がアルカリ電解液中で水
素ガスを発生して自己腐食を起こし、電池のふくれや容
量劣化を引き起こすという問題を解消することができな
かった。
【０００４】そのため、負極端子板の負極剤と接する面
に銅を用いたり、亜鉛を鉛、インジウム、ビスマス、ス
ズ（錫）などの水素過電圧の高い金属と合金化すること
によって、水素ガスの発生を抑制し、電池のふくれや容
量劣化を防止することが試みられている（たとえば、特
開平６−１３０７１号公報）。
に銅を用いたり、亜鉛を鉛、インジウム、ビスマス、ス
ズ（錫）などの水素過電圧の高い金属と合金化すること
によって、水素ガスの発生を抑制し、電池のふくれや容
量劣化を防止することが試みられている（たとえば、特
開平６−１３０７１号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、無水銀
の亜鉛を負極活物質として用いるボタン形アルカリ電池
では、上記のように負極端子板の負極剤と接する面に銅
を用い、負極活物質として亜鉛と水素過電圧の高い金属
との合金粉末を用いただけでは、貯蔵中の容量劣化が大
きく、容量劣化の少ないボタン形アルカリ電池を得るこ
とができなかった。
の亜鉛を負極活物質として用いるボタン形アルカリ電池
では、上記のように負極端子板の負極剤と接する面に銅
を用い、負極活物質として亜鉛と水素過電圧の高い金属
との合金粉末を用いただけでは、貯蔵中の容量劣化が大
きく、容量劣化の少ないボタン形アルカリ電池を得るこ
とができなかった。
【０００６】この原因について、本発明者らが検討した
ところ、無水銀の亜鉛を負極活物質として用いたボタン
形アルカリ電池では、貯蔵中に負極端子板の銅面から水
素ガスが発生し、これが電池の容量を大きく劣化させる
ことが判明した。このような負極端子板の銅面からの水
素ガスの発生は、負極端子板の銅と負極活物質の亜鉛と
が局部電池を形成することによって引き起こされるもの
と考えられる。そして、その結果、無水銀の亜鉛を負極
活物質として用いたボタン形アルカリ電池では、腕時計
や電子露出計などに使用する場合に要求されるような長
寿命が得られないという問題があった。
ところ、無水銀の亜鉛を負極活物質として用いたボタン
形アルカリ電池では、貯蔵中に負極端子板の銅面から水
素ガスが発生し、これが電池の容量を大きく劣化させる
ことが判明した。このような負極端子板の銅面からの水
素ガスの発生は、負極端子板の銅と負極活物質の亜鉛と
が局部電池を形成することによって引き起こされるもの
と考えられる。そして、その結果、無水銀の亜鉛を負極
活物質として用いたボタン形アルカリ電池では、腕時計
や電子露出計などに使用する場合に要求されるような長
寿命が得られないという問題があった。
【０００７】したがって、本発明は、無水銀の亜鉛を負
極活物質として用いるボタン形アルカリ電池において、
電池内における水素ガスの発生を抑制し、貯蔵中の容量
劣化が少ないボタン形アルカリ電池を提供することを目
的とする。
極活物質として用いるボタン形アルカリ電池において、
電池内における水素ガスの発生を抑制し、貯蔵中の容量
劣化が少ないボタン形アルカリ電池を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、負極活物質と
して無水銀の亜鉛を用いるボタン形アルカリ電池におい
て、負極端子板の負極剤と接する面を、銅含有率が９０
重量％以上で、鉛含有率が０．８〜１．５重量％、スズ
（錫）含有率が３．５〜５．８重量％、リン（燐）含有
率が０．０３〜０．３５重量％の銅合金で構成すること
によって、無水銀の亜鉛を含有する負極剤と接する負極
端子板からの水素ガスの発生を効果的に抑制し、貯蔵中
の容量劣化が少ないボタン形アルカリ電池が得られるよ
うにしたものである。
して無水銀の亜鉛を用いるボタン形アルカリ電池におい
て、負極端子板の負極剤と接する面を、銅含有率が９０
重量％以上で、鉛含有率が０．８〜１．５重量％、スズ
（錫）含有率が３．５〜５．８重量％、リン（燐）含有
率が０．０３〜０．３５重量％の銅合金で構成すること
によって、無水銀の亜鉛を含有する負極剤と接する負極
端子板からの水素ガスの発生を効果的に抑制し、貯蔵中
の容量劣化が少ないボタン形アルカリ電池が得られるよ
うにしたものである。
【０００９】本発明において、負極端子板の負極剤と接
する面を構成する銅合金は、銅含有率が９０重量％以上
であることを必要とするが、これは銅含有率が９０重量
％より少ない場合は、銅以外の成分である鉛、スズ、リ
ンなどの含有率との関係から、機械的強度や加工性が低
下するおそれがあるからである。
する面を構成する銅合金は、銅含有率が９０重量％以上
であることを必要とするが、これは銅含有率が９０重量
％より少ない場合は、銅以外の成分である鉛、スズ、リ
ンなどの含有率との関係から、機械的強度や加工性が低
下するおそれがあるからである。
【００１０】また、上記銅合金は鉛含有率が０．８〜
１．５重量％、スズ含有率が３．５〜５．８重量％、リ
ン含有率が０．０３〜０．３５重量％であることを必要
としているが、これは次の理由によるものである。すな
わち、鉛含有率が０．８重量％より少ない場合は負極端
子板からの水素ガスの発生を充分に抑制することができ
ず、鉛含有率が１．５重量％より多くなると負極端子板
の機械的強度が低下するおそれがある。スズ含有率が
３．５重量％より少ない場合は負極端子板からの水素ガ
スの発生を充分に抑制することができず、スズ含有率が
５．８重量％より多くなると負極端子板を作製する際の
加工性が悪くなるおそれがある。リン含有率が０．０３
重量％より少ない場合は銅と合金化する際の合金性に問
題があり、リン含有率が０．３５重量％より多くなると
負極端子板の機械的強度が低下するおそれがある。
１．５重量％、スズ含有率が３．５〜５．８重量％、リ
ン含有率が０．０３〜０．３５重量％であることを必要
としているが、これは次の理由によるものである。すな
わち、鉛含有率が０．８重量％より少ない場合は負極端
子板からの水素ガスの発生を充分に抑制することができ
ず、鉛含有率が１．５重量％より多くなると負極端子板
の機械的強度が低下するおそれがある。スズ含有率が
３．５重量％より少ない場合は負極端子板からの水素ガ
スの発生を充分に抑制することができず、スズ含有率が
５．８重量％より多くなると負極端子板を作製する際の
加工性が悪くなるおそれがある。リン含有率が０．０３
重量％より少ない場合は銅と合金化する際の合金性に問
題があり、リン含有率が０．３５重量％より多くなると
負極端子板の機械的強度が低下するおそれがある。
【００１１】そして、上記銅合金は、上記のように鉛を
０．８〜１．５重量％、スズを３．５〜５．８重量％、
リンを０．０３〜０．３５重量％含有する結果、銅の含
有率の最も高い場合は９５．６７重量％になる。
０．８〜１．５重量％、スズを３．５〜５．８重量％、
リンを０．０３〜０．３５重量％含有する結果、銅の含
有率の最も高い場合は９５．６７重量％になる。
【００１２】負極端子板は、上記のように負極剤と接す
る面を銅含有率が９０重量％以上で、鉛含有率が０．８
〜１．５重量％、スズ含有率が３．５〜５．８重量％、
リン含有率が０．０３〜０．３５重量％の銅合金で構成
するが、通常、その本体部分はステンレス鋼で構成さ
れ、外面側、すなわち、負極剤と接する面と反対側の面
はニッケルで構成される。ただし、これらは必ずしも限
定されるものではない。
る面を銅含有率が９０重量％以上で、鉛含有率が０．８
〜１．５重量％、スズ含有率が３．５〜５．８重量％、
リン含有率が０．０３〜０．３５重量％の銅合金で構成
するが、通常、その本体部分はステンレス鋼で構成さ
れ、外面側、すなわち、負極剤と接する面と反対側の面
はニッケルで構成される。ただし、これらは必ずしも限
定されるものではない。
【００１３】つぎに、本発明のボタン形アルカリ電池の
一例を図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明はこ
の例示のもののみに限定されることはない。
一例を図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明はこ
の例示のもののみに限定されることはない。
【００１４】図１は本発明のボタン形アルカリ電池の一
例を概略的に示す部分断面図であり、図２は図１中のＡ
部拡大図である。
例を概略的に示す部分断面図であり、図２は図１中のＡ
部拡大図である。
【００１５】図中、１は酸化第一銀、二酸化マンガン、
酸化第二銀、水酸化ニッケルなどの正極活物質と、カー
ボンブラック、グラファイト、黒鉛のような導電助剤と
の混合粉末を円板上に加圧成形することによって作製さ
れ、これにアルカリ電解液の一部を含浸させてなる正極
合剤であり、２はこの正極合剤１と負極剤３との間に介
在するセパレータであって、このセパレータ２は、たと
えば親水処理された微孔性ポリプロピレンフィルムとセ
ロファンフィルムとビニロン−レーヨン混抄紙のような
吸液層とを積み重ねたものである。３は無水銀の亜鉛か
らなる負極活物質と必要に応じて添加するポリアクリル
酸ソーダ、カルボキシメチルセルロースなどのゲル化剤
を含み、これにアルカリ電解液の大半量を注入してなる
負極剤である。
酸化第二銀、水酸化ニッケルなどの正極活物質と、カー
ボンブラック、グラファイト、黒鉛のような導電助剤と
の混合粉末を円板上に加圧成形することによって作製さ
れ、これにアルカリ電解液の一部を含浸させてなる正極
合剤であり、２はこの正極合剤１と負極剤３との間に介
在するセパレータであって、このセパレータ２は、たと
えば親水処理された微孔性ポリプロピレンフィルムとセ
ロファンフィルムとビニロン−レーヨン混抄紙のような
吸液層とを積み重ねたものである。３は無水銀の亜鉛か
らなる負極活物質と必要に応じて添加するポリアクリル
酸ソーダ、カルボキシメチルセルロースなどのゲル化剤
を含み、これにアルカリ電解液の大半量を注入してなる
負極剤である。
【００１６】４は正極合剤１およびセパレータ２を内填
させた鉄製で表面にニッケルメッキを施した正極缶で、
その開口部に負極剤３が内填された負極端子板５をポリ
エチレン、ポリプロピレンなどの各種樹脂またはゴムか
らなる断面Ｌ字状の環状ガスケット６を介装して嵌合さ
せ、正極缶４の開口端部を内方に締め付けて環状ガスケ
ット６を負極端子板５に当接させることによって封口
し、電池内部を密閉構造にしている。
させた鉄製で表面にニッケルメッキを施した正極缶で、
その開口部に負極剤３が内填された負極端子板５をポリ
エチレン、ポリプロピレンなどの各種樹脂またはゴムか
らなる断面Ｌ字状の環状ガスケット６を介装して嵌合さ
せ、正極缶４の開口端部を内方に締め付けて環状ガスケ
ット６を負極端子板５に当接させることによって封口
し、電池内部を密閉構造にしている。
【００１７】負極端子板５は、図２に示すように、ステ
ンレス鋼板７の外面側に美観ないし耐腐食性を満足させ
るニッケル層８を設け、内面側、すなわち負極剤３と接
する面に銅合金層９を設けたものであり、上記銅合金層
９は銅含有率が９０重量％以上で、鉛含有率が０．８〜
１．５重量％、スズ含有率が３．５〜５．８重量％、リ
ン含有率が０．０３〜０．３５重量％の銅合金で構成さ
れるものである。そして、この負極端子板５は、通常、
ステンレス鋼板７、ニッケル層８および上記特定の銅合
金層９からなるクラッド板を絞り加工することによって
周辺折り返し部１０を有する形状に作製されたものであ
る。また、図示していないが、負極端子板５の周辺折り
返し部１０およびその近傍の銅合金層９の表面にはベン
ゾトリアゾールなどのトリアゾール系化合物を主成分と
する防錆被膜を設けて、耐漏液性を高めている。
ンレス鋼板７の外面側に美観ないし耐腐食性を満足させ
るニッケル層８を設け、内面側、すなわち負極剤３と接
する面に銅合金層９を設けたものであり、上記銅合金層
９は銅含有率が９０重量％以上で、鉛含有率が０．８〜
１．５重量％、スズ含有率が３．５〜５．８重量％、リ
ン含有率が０．０３〜０．３５重量％の銅合金で構成さ
れるものである。そして、この負極端子板５は、通常、
ステンレス鋼板７、ニッケル層８および上記特定の銅合
金層９からなるクラッド板を絞り加工することによって
周辺折り返し部１０を有する形状に作製されたものであ
る。また、図示していないが、負極端子板５の周辺折り
返し部１０およびその近傍の銅合金層９の表面にはベン
ゾトリアゾールなどのトリアゾール系化合物を主成分と
する防錆被膜を設けて、耐漏液性を高めている。
【００１８】
【実施例】つぎに、実施例をあげて本発明をより具体的
に説明する。ただし、本発明は実施例に例示のものに限
定されることはない。
に説明する。ただし、本発明は実施例に例示のものに限
定されることはない。
【００１９】実施例１〜４および比較例１〜４ ニッケル層／ステンレス鋼（ＳＵＳ−３０４）板／銅合
金層からなるクラッド板をプレス機で打ち抜き、図１に
示すような周辺折り返し部を有する形状に加工して、負
極端子板を作製した。上記負極端子板の銅合金の組成は
表１〜２に示す通りである。
金層からなるクラッド板をプレス機で打ち抜き、図１に
示すような周辺折り返し部を有する形状に加工して、負
極端子板を作製した。上記負極端子板の銅合金の組成は
表１〜２に示す通りである。
【００２０】正極活物質としては酸化第一銀を用い、負
極活物質としては無水銀の亜鉛を用い、電解液としては
酸化亜鉛を５重量％溶解した３５重量％水酸化カリウム
水溶液を用い、かつ上記の負極端子板を用いて、図１に
示す構造で、外径６ｍｍ、厚さ２．６ｍｍのボタン形ア
ルカリ電池を作製した。
極活物質としては無水銀の亜鉛を用い、電解液としては
酸化亜鉛を５重量％溶解した３５重量％水酸化カリウム
水溶液を用い、かつ上記の負極端子板を用いて、図１に
示す構造で、外径６ｍｍ、厚さ２．６ｍｍのボタン形ア
ルカリ電池を作製した。
【００２１】得られた電池について、ガス発生量と容量
保持率を調べ、その結果をそれぞれの電池に応じて表１
〜２に示した。
保持率を調べ、その結果をそれぞれの電池に応じて表１
〜２に示した。
【００２２】ガス発生量は、各電池を６０℃で４０日間
貯蔵し、貯蔵後の電池を流動パラフィンを充填したメス
シリンダ中で分解し、発生したガスを捕集して測定した
ものである。容量保持率は、貯蔵前の各電池１００個ず
つを２０℃、１５ｋΩで放電させて放電容量を測定し、
また上記とは別の電池１００個ずつを６０℃で４０日間
貯蔵した後２０℃、１５ｋΩで放電させて放電容量を測
定し、貯蔵前の放電容量に対する貯蔵後の放電容量の割
合を次の式により求めたものである。
貯蔵し、貯蔵後の電池を流動パラフィンを充填したメス
シリンダ中で分解し、発生したガスを捕集して測定した
ものである。容量保持率は、貯蔵前の各電池１００個ず
つを２０℃、１５ｋΩで放電させて放電容量を測定し、
また上記とは別の電池１００個ずつを６０℃で４０日間
貯蔵した後２０℃、１５ｋΩで放電させて放電容量を測
定し、貯蔵前の放電容量に対する貯蔵後の放電容量の割
合を次の式により求めたものである。
【００２３】
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】表１に示す実施例１〜４の電池の特性と表
２に示す比較例１〜４の電池の特性との対比から明らか
なように、実施例１〜４の電池は、ガス発生量が少な
く、容量保持率が高く、貯蔵による容量劣化が少なかっ
た。
２に示す比較例１〜４の電池の特性との対比から明らか
なように、実施例１〜４の電池は、ガス発生量が少な
く、容量保持率が高く、貯蔵による容量劣化が少なかっ
た。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、無水
銀の亜鉛を負極活物質として用いるボタン形アルカリ電
池において、負極端子板の負極剤と接する面を、銅含有
率が９０重量％以上で、鉛含有率が０．８〜１．５重量
％、スズ含有率が３．５〜５．８重量％、リン含有率が
０．０３〜０．３５重量％の銅合金で構成することによ
って、電池内における水素ガスの発生を抑制し、貯蔵中
の容量劣化が少ないボタン形アルカリ電池を提供するこ
とができた。
銀の亜鉛を負極活物質として用いるボタン形アルカリ電
池において、負極端子板の負極剤と接する面を、銅含有
率が９０重量％以上で、鉛含有率が０．８〜１．５重量
％、スズ含有率が３．５〜５．８重量％、リン含有率が
０．０３〜０．３５重量％の銅合金で構成することによ
って、電池内における水素ガスの発生を抑制し、貯蔵中
の容量劣化が少ないボタン形アルカリ電池を提供するこ
とができた。
【図１】本発明のボタン形アルカリ電池の一例を概略的
に示す部分断面図である。
に示す部分断面図である。
【図２】図１中のＡ部拡大図である。
１ 正極合剤 ２ セパレータ ３ 負極剤 ４ 正極缶 ５ 負極端子板 ６ 環状ガスケット ７ ステンレス鋼板 ８ ニッケル層 ９ 銅合金層
Claims (1)
- 【請求項１】 負極活物質として無水銀の亜鉛を用いる
ボタン形アルカリ電池において、負極端子板の負極剤と
接する面を、銅含有率が９０重量％以上で、鉛含有率が
０．８〜１．５重量％、スズ含有率が３．５〜５．８重
量％、リン含有率が０．０３〜０．３５重量％の銅合金
で構成したことを特徴とするボタン形アルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5179395A JPH08222193A (ja) | 1995-02-15 | 1995-02-15 | ボタン形アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5179395A JPH08222193A (ja) | 1995-02-15 | 1995-02-15 | ボタン形アルカリ電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08222193A true JPH08222193A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=12896827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5179395A Withdrawn JPH08222193A (ja) | 1995-02-15 | 1995-02-15 | ボタン形アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08222193A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012067903A3 (en) * | 2010-11-17 | 2012-07-19 | Luvata Appleton Llc | Alkaline collector anode |
| CN113528887A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-10-22 | 镇江天一合金材料有限公司 | 一种基于稀土改性的高性能磷铜合金 |
-
1995
- 1995-02-15 JP JP5179395A patent/JPH08222193A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012067903A3 (en) * | 2010-11-17 | 2012-07-19 | Luvata Appleton Llc | Alkaline collector anode |
| CN103370828A (zh) * | 2010-11-17 | 2013-10-23 | 诺而达阿普尔顿有限责任公司 | 碱性集电极阳极 |
| US9601767B2 (en) | 2010-11-17 | 2017-03-21 | Luvata Appleton Llc | Alkaline collector anode |
| CN113528887A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-10-22 | 镇江天一合金材料有限公司 | 一种基于稀土改性的高性能磷铜合金 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020507 |