JPH0694065B2 - 鉄鋳物用▲ろ▼過材 - Google Patents
鉄鋳物用▲ろ▼過材Info
- Publication number
- JPH0694065B2 JPH0694065B2 JP60101072A JP10107285A JPH0694065B2 JP H0694065 B2 JPH0694065 B2 JP H0694065B2 JP 60101072 A JP60101072 A JP 60101072A JP 10107285 A JP10107285 A JP 10107285A JP H0694065 B2 JPH0694065 B2 JP H0694065B2
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- Japan
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- molten metal
- porous body
- ceramic porous
- ceramic
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D43/00—Mechanical cleaning, e.g. skimming of molten metals
- B22D43/001—Retaining slag during pouring molten metal
- B22D43/004—Retaining slag during pouring molten metal by using filtering means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は耐熱衝撃性、熱間強度に優れ、鉄鋳物の熔湯を
良好に過し得る鉄鋳物用過材に関する。
良好に過し得る鉄鋳物用過材に関する。
従来の技術 従来より、内部連通空間を有する三次元網状の格子構造
をなし、内部を流体が通過する際に流体が格子に衝突を
繰り返しながら流動するようにしたセラミック多孔体、
例えば合成樹脂発泡体から得られるセラミックフォーム
やヌードル状のセラミックをランダムに重ね合せ、或い
は巻くなどして形成したフォーム状セラミックヌードル
等は溶融金属の過材として好適に用いられることが知
られている(特公昭57−35047号、同35049号)。セラミ
ック多孔体をこのような溶融金属の過材として用いる
場合、アルミニウム等の通常の溶融金属を過するに際
しては、数十トンから数百トンの溶融金属を過する必
要から、過材の溶融金属通過面の面積を大きくする
(通常直径900〜3600cmの大きさ)ことによって単位時
間当たりの通過量を多くし、また溶融金属中の夾雑物の
除去率を高く維持する必要から、過材内部での溶融金
属の通過線速度を低くしている。そして、過材をフィ
ルターチャンバー又はタンヂッシュに装着する場合は、
溶融金属による過材への機械的衝撃を避けるため、
過材のフィルターチャンバー又はタンヂッシュへの装着
構造を直接過材上に溶融金属が落下しないような構造
にすると共に、上述したように溶融金属が通過する面の
表面積を大きくした過材への熱衝撃を緩和するため、
過材を装着するフィルターチャンバー又はタンヂッシ
ュを溶融金属の溶融温度付近まで予熱し、これにより
過材の破損を防止することが行なわれている。
をなし、内部を流体が通過する際に流体が格子に衝突を
繰り返しながら流動するようにしたセラミック多孔体、
例えば合成樹脂発泡体から得られるセラミックフォーム
やヌードル状のセラミックをランダムに重ね合せ、或い
は巻くなどして形成したフォーム状セラミックヌードル
等は溶融金属の過材として好適に用いられることが知
られている(特公昭57−35047号、同35049号)。セラミ
ック多孔体をこのような溶融金属の過材として用いる
場合、アルミニウム等の通常の溶融金属を過するに際
しては、数十トンから数百トンの溶融金属を過する必
要から、過材の溶融金属通過面の面積を大きくする
(通常直径900〜3600cmの大きさ)ことによって単位時
間当たりの通過量を多くし、また溶融金属中の夾雑物の
除去率を高く維持する必要から、過材内部での溶融金
属の通過線速度を低くしている。そして、過材をフィ
ルターチャンバー又はタンヂッシュに装着する場合は、
溶融金属による過材への機械的衝撃を避けるため、
過材のフィルターチャンバー又はタンヂッシュへの装着
構造を直接過材上に溶融金属が落下しないような構造
にすると共に、上述したように溶融金属が通過する面の
表面積を大きくした過材への熱衝撃を緩和するため、
過材を装着するフィルターチャンバー又はタンヂッシ
ュを溶融金属の溶融温度付近まで予熱し、これにより
過材の破損を防止することが行なわれている。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、鉄鋳物の注形においては、数十kgの熔湯
を短時間で砂型内に注湯する場合が多いので、過材も
しくはその近傍を予熱することができず、また熔湯を流
れとして過材中を通過させるような熔湯の落下衝撃を
避けるためのスペースが取り難い場合が多く、このため
融点以上に加熱された熔湯を室温の過材の上に直接落
下させて数秒から数十秒の短時間で過を完了させる方
法が採用されていた。それ故、鉄鋳物の熔湯を過する
セラミツク多孔体製の過材は、厳しい熱衝撃によって
破損し、また熔湯の機械的衝撃によって破損するという
問題があった。
を短時間で砂型内に注湯する場合が多いので、過材も
しくはその近傍を予熱することができず、また熔湯を流
れとして過材中を通過させるような熔湯の落下衝撃を
避けるためのスペースが取り難い場合が多く、このため
融点以上に加熱された熔湯を室温の過材の上に直接落
下させて数秒から数十秒の短時間で過を完了させる方
法が採用されていた。それ故、鉄鋳物の熔湯を過する
セラミツク多孔体製の過材は、厳しい熱衝撃によって
破損し、また熔湯の機械的衝撃によって破損するという
問題があった。
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、鉄鋳物用の熔
湯を過する場合に、上述したような熱衝撃や機械的衝
撃による破損を防止することができ、鉄鋳物の熔湯を良
好に過することができる鉄鋳物用過材を提供するこ
とを目的とする。
湯を過する場合に、上述したような熱衝撃や機械的衝
撃による破損を防止することができ、鉄鋳物の熔湯を良
好に過することができる鉄鋳物用過材を提供するこ
とを目的とする。
問題点を解決するための手段及び作用 即ち、本発明は上記目的を達成するため、内部連通空間
を有する三次元網状の格子構造をなすセラミック多孔体
からなる鉄鋳物用過材において、セラミック多孔体が
炭化珪素を70重量%以上、酸化アルミニウムを2〜20重
量%及び酸化珪素を3〜20重量%含有し、かつリン酸塩
を実質的に含有しない組成を有すると共に、内部連通空
間の長径が1〜8mmであることを特徴とする鉄鋳物用
過材を提供するものである。
を有する三次元網状の格子構造をなすセラミック多孔体
からなる鉄鋳物用過材において、セラミック多孔体が
炭化珪素を70重量%以上、酸化アルミニウムを2〜20重
量%及び酸化珪素を3〜20重量%含有し、かつリン酸塩
を実質的に含有しない組成を有すると共に、内部連通空
間の長径が1〜8mmであることを特徴とする鉄鋳物用
過材を提供するものである。
本発明過材によれば、セラミック多孔体を上記の特定
の組成に構成し、かつ鉄鋳物用過材として適した空孔
径(内部連通空間径)としたことにより、熱間強度が高
く、熱膨張率が低く、熱伝導率が高く、しかも室温強度
も高く、耐熱衝撃性に優れているので、過材の破損を
可及的に防止して鉄鋳物の熔湯を過し得ると共に、熔
湯を短時間で確実に過することができる。
の組成に構成し、かつ鉄鋳物用過材として適した空孔
径(内部連通空間径)としたことにより、熱間強度が高
く、熱膨張率が低く、熱伝導率が高く、しかも室温強度
も高く、耐熱衝撃性に優れているので、過材の破損を
可及的に防止して鉄鋳物の熔湯を過し得ると共に、熔
湯を短時間で確実に過することができる。
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の鉄鋳物用過材は、内部連通空間を有する三次
元網状の格子構造をなすセラミック多孔体からなるもの
であるが、この種のセラミック多孔体としては、合成樹
脂発泡体にセラミック泥漿を付着させ、これを乾燥、焼
結することによって得られるセラミックフォームやヌー
ドル状セラミックをランダムに重ね合せ或いは巻くなど
して形成したフォーム状セラミックヌードルなどが挙げ
られ、特にセラミックフォーム、なかでもセル膜のない
軟質ポリウレタンフォームから得られる正十二面体の篭
型格子構造を有するセラミックフォームが好適に用いら
れる。
元網状の格子構造をなすセラミック多孔体からなるもの
であるが、この種のセラミック多孔体としては、合成樹
脂発泡体にセラミック泥漿を付着させ、これを乾燥、焼
結することによって得られるセラミックフォームやヌー
ドル状セラミックをランダムに重ね合せ或いは巻くなど
して形成したフォーム状セラミックヌードルなどが挙げ
られ、特にセラミックフォーム、なかでもセル膜のない
軟質ポリウレタンフォームから得られる正十二面体の篭
型格子構造を有するセラミックフォームが好適に用いら
れる。
而して、本発明過材は、このようなセラミック多孔体
を構成するセラミックの組成を炭化珪素を主成分とし、
セラミック全体の70%(重量%、以下同じ)以上含有さ
せると共に、酸化アルミニウムを2〜20%、酸化珪素を
3〜20%含有させるようにしたものである。即ち、炭化
珪素の量を70%以上とすることにより、セラミック多孔
体の格子の熱間強度が増大し、熔湯のヘッド及び流動抵
抗の結果として発生する重力に高温において確実に耐え
ることができると共に、熱伝導率が大きくなりかつ熱膨
張率が小さくなって、耐熱衝撃性が著るしく向上する。
また、焼成時に炭化珪素が酸化して生成する酸化珪素の
ムライト化を推進するため、酸化アルミニウムが2〜20
%含有していることが必要である。
を構成するセラミックの組成を炭化珪素を主成分とし、
セラミック全体の70%(重量%、以下同じ)以上含有さ
せると共に、酸化アルミニウムを2〜20%、酸化珪素を
3〜20%含有させるようにしたものである。即ち、炭化
珪素の量を70%以上とすることにより、セラミック多孔
体の格子の熱間強度が増大し、熔湯のヘッド及び流動抵
抗の結果として発生する重力に高温において確実に耐え
ることができると共に、熱伝導率が大きくなりかつ熱膨
張率が小さくなって、耐熱衝撃性が著るしく向上する。
また、焼成時に炭化珪素が酸化して生成する酸化珪素の
ムライト化を推進するため、酸化アルミニウムが2〜20
%含有していることが必要である。
更に、酸化珪素を3〜20%含有させることにより、室温
強度を保持し、熔湯を過材上に落下せしめた場合の機
械的衝撃性に確実に耐えることができるものである。従
って、本発明過材によれば、鉄鋳物の熔湯を室温の
過材の上に直接落下させて過を行なうような場合で
も、その熱衝撃による破損、熔湯の機械的衝撃による破
損を防止することができる。
強度を保持し、熔湯を過材上に落下せしめた場合の機
械的衝撃性に確実に耐えることができるものである。従
って、本発明過材によれば、鉄鋳物の熔湯を室温の
過材の上に直接落下させて過を行なうような場合で
も、その熱衝撃による破損、熔湯の機械的衝撃による破
損を防止することができる。
これに対し、炭化珪素量が70%より少ない場合は、セラ
ミック多孔体の格子の熱間強度が小さくなり、耐熱衝撃
性も低下する。また、酸化アルミニウム量が2%より少
ない場合は、焼成時における酸化珪素のムライト化効果
が劣る。酸化珪素は特に200℃前後の熱膨張率を上昇せ
しめるので、耐熱衝撃性の面では好ましいとはいえない
が、その含有量が3%より少ない場合はセラミック多孔
体の室温強度が低下し、熔湯を過材上に落下させたと
きの機械的衝撃性に耐えられない。更に、酸化アルミニ
ウム及び酸化珪素がそれぞれ20%を超えると耐熱性及び
熱間強度が低下し、上記いずれの場合も本発明の目的を
達成し得ない。
ミック多孔体の格子の熱間強度が小さくなり、耐熱衝撃
性も低下する。また、酸化アルミニウム量が2%より少
ない場合は、焼成時における酸化珪素のムライト化効果
が劣る。酸化珪素は特に200℃前後の熱膨張率を上昇せ
しめるので、耐熱衝撃性の面では好ましいとはいえない
が、その含有量が3%より少ない場合はセラミック多孔
体の室温強度が低下し、熔湯を過材上に落下させたと
きの機械的衝撃性に耐えられない。更に、酸化アルミニ
ウム及び酸化珪素がそれぞれ20%を超えると耐熱性及び
熱間強度が低下し、上記いずれの場合も本発明の目的を
達成し得ない。
なお、上記各成分のより好ましい範囲は、炭化珪素が75
〜95%、酸化アルミニウムが2〜10%、酸化珪素が3〜
10%である。
〜95%、酸化アルミニウムが2〜10%、酸化珪素が3〜
10%である。
また、本発明においては、セラミック組成中にリン酸塩
が含有すると酸化アルミニウムと反応してリン酸アルミ
ニウムを生成し、これが200℃前後の熱膨張率を著るし
く増大せしめるので、リン酸塩を実質的に含まない組成
にするものである。
が含有すると酸化アルミニウムと反応してリン酸アルミ
ニウムを生成し、これが200℃前後の熱膨張率を著るし
く増大せしめるので、リン酸塩を実質的に含まない組成
にするものである。
更に、本発明過材を構成するセラミック多孔体は、そ
の熱膨張係数が100〜220℃の温度範囲の平均で8.5×10
-6/℃以下、より望ましくは6.5×10-6/℃以下とするこ
とが好ましく、これによって耐熱衝撃性を更に向上させ
ることができる。
の熱膨張係数が100〜220℃の温度範囲の平均で8.5×10
-6/℃以下、より望ましくは6.5×10-6/℃以下とするこ
とが好ましく、これによって耐熱衝撃性を更に向上させ
ることができる。
本発明過材は、セラミック多孔体を以上のような組成
に形成すると共に、セラミック多孔体の内部連通空間の
長径(格子が形成する空孔の長径)を1〜8mmに形成す
るもので、これにより鉄鋳物の熔湯を短時間で良好に
過し得るものである。これに対し、長径が1mmより小さ
いと熔湯の流動抵抗が大きくなり、注湯に時間がかかる
ので、注湯が完了する前に熔湯が硬化し、不良品が発生
する場合が多発し、また8mmを超えると熔湯の流動抵抗
が低く過ぎて熔湯中の酸化物が湯口上部に浮上するタイ
ミングが取れず、かつセラミック多孔体の格子表面積が
小さくなり、熔湯中の酸化物を付着除去する効果が低下
し、いずれも本発明の目的を達成し得ない。なお、空孔
直径のより好ましい範囲は2〜8mmである。
に形成すると共に、セラミック多孔体の内部連通空間の
長径(格子が形成する空孔の長径)を1〜8mmに形成す
るもので、これにより鉄鋳物の熔湯を短時間で良好に
過し得るものである。これに対し、長径が1mmより小さ
いと熔湯の流動抵抗が大きくなり、注湯に時間がかかる
ので、注湯が完了する前に熔湯が硬化し、不良品が発生
する場合が多発し、また8mmを超えると熔湯の流動抵抗
が低く過ぎて熔湯中の酸化物が湯口上部に浮上するタイ
ミングが取れず、かつセラミック多孔体の格子表面積が
小さくなり、熔湯中の酸化物を付着除去する効果が低下
し、いずれも本発明の目的を達成し得ない。なお、空孔
直径のより好ましい範囲は2〜8mmである。
また、セラミック多孔体は、鉄鋳物の熔湯をより良好に
過する点から、嵩密度0.3〜0.6g/cm3に形成すること
が好ましい。更に、過材の形状は適宜選定され、例え
ば円柱状、錐台状、逆錐台状等の形状に形成できる。
過する点から、嵩密度0.3〜0.6g/cm3に形成すること
が好ましい。更に、過材の形状は適宜選定され、例え
ば円柱状、錐台状、逆錐台状等の形状に形成できる。
なお、本発明において、セラミック多孔体を製造する方
法としては通常採用されている方法を用いることができ
る。
法としては通常採用されている方法を用いることができ
る。
また、本発明過材の使用態様も制限はなく、通常の
過方法が採用されるが、熔湯を室温の過材の上に直接
落下させて数秒及至数十秒の短時間で過を完了する方
法が有効に採用され得る。
過方法が採用されるが、熔湯を室温の過材の上に直接
落下させて数秒及至数十秒の短時間で過を完了する方
法が有効に採用され得る。
〔実施例1〜6、比較例1〜5〕 第1表に示す割合で、炭化珪素、アルミナ、シリカ粉末
100重量部にポリビニルアルコール5重量部、消泡剤0.1
重量部及び水25重量部を添加し、高粘性のセラミック泥
漿を作成した。内部連通空間の長径が6mmの三次元網状
骨格構造のポリウレタンフォームをこの泥漿に含浸し
た。含浸後、余剰な泥漿をロールにより除去し、60℃で
16時間乾燥した。次いで1280℃で20分間焼成し、セラミ
ック多孔体を得た。
100重量部にポリビニルアルコール5重量部、消泡剤0.1
重量部及び水25重量部を添加し、高粘性のセラミック泥
漿を作成した。内部連通空間の長径が6mmの三次元網状
骨格構造のポリウレタンフォームをこの泥漿に含浸し
た。含浸後、余剰な泥漿をロールにより除去し、60℃で
16時間乾燥した。次いで1280℃で20分間焼成し、セラミ
ック多孔体を得た。
得られたセラミック多孔体の強度は3点曲げ方法で行な
った。熱間たわみは第1図に示す方法で行ない、耐熱性
の評価とした。この場合、サンプル1(厚さ21mm、巾35
mm、長さ120mm)を支持体2,2(支持体2,2間の距離100m
m)上に乗せ、1400℃に30分間保持した場合のたわみ量
(Δl)を測定した。熱膨張係数は熱機械分析装置によ
り250℃〜室温間を測定し耐熱衝撃性の評価とした。こ
れらの結果を第1表に示す。
った。熱間たわみは第1図に示す方法で行ない、耐熱性
の評価とした。この場合、サンプル1(厚さ21mm、巾35
mm、長さ120mm)を支持体2,2(支持体2,2間の距離100m
m)上に乗せ、1400℃に30分間保持した場合のたわみ量
(Δl)を測定した。熱膨張係数は熱機械分析装置によ
り250℃〜室温間を測定し耐熱衝撃性の評価とした。こ
れらの結果を第1表に示す。
また、内部連通空間の径が、6,0.8,9mmのポリウレタン
フォームを用い、実施例1と同じ条件でセラミック多孔
体を作成し、鉄鋳物(ダクタイル)による通湯性を評価
した。結果を第2表に示す。
フォームを用い、実施例1と同じ条件でセラミック多孔
体を作成し、鉄鋳物(ダクタイル)による通湯性を評価
した。結果を第2表に示す。
発明の効果 以上説明したように、本発明の鉄鋳物用過材は、熱間
強度、耐熱衝撃性に優れ、熔湯が直接落下しても破損し
難いものであり、このように破損を防止して短時間で良
好な過を達成することができるものである。
強度、耐熱衝撃性に優れ、熔湯が直接落下しても破損し
難いものであり、このように破損を防止して短時間で良
好な過を達成することができるものである。
【図面の簡単な説明】 第1図は耐熱性の評価を得るための熱間たわみを示す方
法である。
法である。
Claims (1)
- 【請求項1】内部連通空間を有する三次元網状の格子構
造をなすセラミック多孔体からなる鉄鋳物用過材にお
いて、セラミック多孔体が炭化珪素を70重量%以上、酸
化アルミニウムを2〜20重量%及び酸化珪素を3〜20重
量%含有し、かつリン酸塩を実質的に含有しない組成を
有すると共に、内部連通空間の長径が1〜8mmであるこ
とを特徴とする鉄鋳物用過材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60101072A JPH0694065B2 (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | 鉄鋳物用▲ろ▼過材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60101072A JPH0694065B2 (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | 鉄鋳物用▲ろ▼過材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61259870A JPS61259870A (ja) | 1986-11-18 |
| JPH0694065B2 true JPH0694065B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=14290897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60101072A Expired - Lifetime JPH0694065B2 (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | 鉄鋳物用▲ろ▼過材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0694065B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5190897A (en) * | 1989-08-08 | 1993-03-02 | Foseco International Limited | Ceramic foam filters |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1546833A (en) * | 1923-06-30 | 1925-07-21 | Carborundum Co | Refractory article and method of making the same |
| JPS5321008B2 (ja) * | 1972-07-18 | 1978-06-30 | ||
| JPS58151382A (ja) * | 1982-02-26 | 1983-09-08 | 株式会社ブリヂストン | 多孔セラミツク構造物 |
| JPS59111967A (ja) * | 1982-12-17 | 1984-06-28 | 株式会社ブリヂストン | セラミック多孔体 |
| EP0126847A1 (de) * | 1984-02-17 | 1984-12-05 | Georg Fischer Aktiengesellschaft | Keramikfilter |
-
1985
- 1985-05-13 JP JP60101072A patent/JPH0694065B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61259870A (ja) | 1986-11-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |