JP2000252044A - 面状発熱体及びその製造方法 - Google Patents
面状発熱体及びその製造方法Info
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- JP2000252044A JP2000252044A JP11053890A JP5389099A JP2000252044A JP 2000252044 A JP2000252044 A JP 2000252044A JP 11053890 A JP11053890 A JP 11053890A JP 5389099 A JP5389099 A JP 5389099A JP 2000252044 A JP2000252044 A JP 2000252044A
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- heating element
- polymer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低温域から使用温度近くまでの抵抗の温度変
化を少なくし、課電時の抵抗安定性を向上させることの
できる面状発熱体を提供する。 【解決手段】 テトラフルオロエチレン−プロピレン共
重合体とフッ化ビニリデン系樹脂粉末からなるポリマ
ー、前記ポリマーの１００重量部に対して少なくとも
０．５重量部を含む架橋助剤、及び導電性付与材を混和
した組成物を溶媒に分散させて塗料とする。この塗料を
耐熱性のＰＰＳ基板１に塗布し、発熱体３ａ，３ｂとす
る。ついで、発熱体３ａ，３ｂを塗布したＰＰＳ基板１
を放射線で架橋し、さらに前記フッ化ビニリデン系樹脂
粉末の融点以上に加熱して硬化させる。これにより、低
温域から使用温度近くまでの抵抗値の温度変化を小さく
することができる。
化を少なくし、課電時の抵抗安定性を向上させることの
できる面状発熱体を提供する。 【解決手段】 テトラフルオロエチレン−プロピレン共
重合体とフッ化ビニリデン系樹脂粉末からなるポリマ
ー、前記ポリマーの１００重量部に対して少なくとも
０．５重量部を含む架橋助剤、及び導電性付与材を混和
した組成物を溶媒に分散させて塗料とする。この塗料を
耐熱性のＰＰＳ基板１に塗布し、発熱体３ａ，３ｂとす
る。ついで、発熱体３ａ，３ｂを塗布したＰＰＳ基板１
を放射線で架橋し、さらに前記フッ化ビニリデン系樹脂
粉末の融点以上に加熱して硬化させる。これにより、低
温域から使用温度近くまでの抵抗値の温度変化を小さく
することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、面状発熱体及びそ
の製造方法に関し、特に、ヒータ等の電気暖房器具に用
いられる面状発熱体及びその製造方法に関する。
の製造方法に関し、特に、ヒータ等の電気暖房器具に用
いられる面状発熱体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気を用いた暖房器具に用いられるヒー
タ(electric heater) は、火災等に対する高度の安全性
が要求される。そこで、ニクロム線を用いたヒータとは
異なり、周囲温度の上昇に伴って電気抵抗が上昇し、発
熱量を低下させる機能、すなわち、ＰＴＣ（Positive T
emperature Coefficient）特性を持った発熱体が広く用
いられている。耐熱性を有する発熱体組成物として、従
来より、シリコーンゴムに導電性付与材を添加し、架橋
したものが知られている。
タ(electric heater) は、火災等に対する高度の安全性
が要求される。そこで、ニクロム線を用いたヒータとは
異なり、周囲温度の上昇に伴って電気抵抗が上昇し、発
熱量を低下させる機能、すなわち、ＰＴＣ（Positive T
emperature Coefficient）特性を持った発熱体が広く用
いられている。耐熱性を有する発熱体組成物として、従
来より、シリコーンゴムに導電性付与材を添加し、架橋
したものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の面状発
熱体によると、シリコーンゴムを用いた場合、高温部で
も十分な出力を与えようとすると、低温での抵抗の温度
依存性が大き過ぎるため、低温域の抵抗が異常に低くな
る。その結果、電源スイッチオン時の突入電流が大きく
なり、これに伴って課電時の抵抗の長期安定性が劣ると
いう問題がある。
熱体によると、シリコーンゴムを用いた場合、高温部で
も十分な出力を与えようとすると、低温での抵抗の温度
依存性が大き過ぎるため、低温域の抵抗が異常に低くな
る。その結果、電源スイッチオン時の突入電流が大きく
なり、これに伴って課電時の抵抗の長期安定性が劣ると
いう問題がある。
【０００４】したがって、本発明の目的は、低温域から
使用温度近くまでの抵抗の温度変化を少なくし、課電時
の抵抗安定性を向上させることのできる面状発熱体及び
その製造方法を提供することにある。
使用温度近くまでの抵抗の温度変化を少なくし、課電時
の抵抗安定性を向上させることのできる面状発熱体及び
その製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、第１の特徴として、耐熱性の基板と、テ
トラフルオロエチレン−プロピレン共重合体とフッ化ビ
ニリデン系樹脂粉末からなるポリマー、前記ポリマーの
１００重量部に対して少なくとも０．５重量部を含む架
橋助剤、及び導電性付与材を混和した組成物を溶媒に分
散させたものを前記基板に所定の形状に塗布した後、放
射線で架橋し、前記フッ化ビニリデン系樹脂粉末の融点
以上に加熱して形成した発熱部を備えたことを特徴とす
る面状発熱体を提供する。
達成するため、第１の特徴として、耐熱性の基板と、テ
トラフルオロエチレン−プロピレン共重合体とフッ化ビ
ニリデン系樹脂粉末からなるポリマー、前記ポリマーの
１００重量部に対して少なくとも０．５重量部を含む架
橋助剤、及び導電性付与材を混和した組成物を溶媒に分
散させたものを前記基板に所定の形状に塗布した後、放
射線で架橋し、前記フッ化ビニリデン系樹脂粉末の融点
以上に加熱して形成した発熱部を備えたことを特徴とす
る面状発熱体を提供する。
【０００６】この構成によれば、テトラフルオロエチレ
ン−プロピレン共重合体に粉末にしたフッ化ビニリデン
系樹脂をブレンドすることにより、フッ化ビニリデン系
樹脂の粉末はテトラフルオロエチレン−プロピレン共重
合体に内に均一に分散され、フッ化ビニリデン系樹脂の
融点近くまでの発熱部の抵抗変化を小さくすることがで
きる。この結果、電源スイッチを入れた際の発熱部への
突入電流が低減され、長期間の課電による使用でも、出
力の安定性が高められる。
ン−プロピレン共重合体に粉末にしたフッ化ビニリデン
系樹脂をブレンドすることにより、フッ化ビニリデン系
樹脂の粉末はテトラフルオロエチレン−プロピレン共重
合体に内に均一に分散され、フッ化ビニリデン系樹脂の
融点近くまでの発熱部の抵抗変化を小さくすることがで
きる。この結果、電源スイッチを入れた際の発熱部への
突入電流が低減され、長期間の課電による使用でも、出
力の安定性が高められる。
【０００７】本発明は、上記の目的を達成するため、第
２の特徴として、テトラフルオロエチレン−プロピレン
共重合体とフッ化ビニリデン系樹脂粉末からなるポリマ
ーと、前記ポリマーの１００重量部に対して少なくとも
０．５重量部を含む架橋助剤と、導電性付与材とを混和
した組成物を溶媒に分散して塗料にし、前記塗料を耐熱
性の基板上に塗布し、前記塗料を塗布した基板を放射線
で架橋し、前記架橋後の基板を前記フッ化ビニリデン系
樹脂粉末の融点以上に加熱することを特徴とする面状発
熱体の製造方法を提供する。
２の特徴として、テトラフルオロエチレン−プロピレン
共重合体とフッ化ビニリデン系樹脂粉末からなるポリマ
ーと、前記ポリマーの１００重量部に対して少なくとも
０．５重量部を含む架橋助剤と、導電性付与材とを混和
した組成物を溶媒に分散して塗料にし、前記塗料を耐熱
性の基板上に塗布し、前記塗料を塗布した基板を放射線
で架橋し、前記架橋後の基板を前記フッ化ビニリデン系
樹脂粉末の融点以上に加熱することを特徴とする面状発
熱体の製造方法を提供する。
【０００８】この方法によれば、粉末にしたフッ化ビニ
リデン系樹脂とテトラフルオロエチレン−プロピレン共
重合体をブレンドすることにより、フッ化ビニリデン系
樹脂の粉末はテトラフルオロエチレン−プロピレン共重
合体に均一に分散され、フッ化ビニリデン系樹脂の融点
近くまでの発熱部の抵抗変化が小さくなる。この結果、
電源スイッチを入れた際の発熱部への突入電流が低減さ
れ、長期間の課電による使用でも、出力の安定性が高め
られる。
リデン系樹脂とテトラフルオロエチレン−プロピレン共
重合体をブレンドすることにより、フッ化ビニリデン系
樹脂の粉末はテトラフルオロエチレン−プロピレン共重
合体に均一に分散され、フッ化ビニリデン系樹脂の融点
近くまでの発熱部の抵抗変化が小さくなる。この結果、
電源スイッチを入れた際の発熱部への突入電流が低減さ
れ、長期間の課電による使用でも、出力の安定性が高め
られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明の面状発熱体及びその製造方法は、
テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体と、フッ
化ビニリデン系樹脂粉末からなるポリマー１００重量部
に対し、架橋助剤を少なくとも０．５重量部を含み、か
つ、導電性付与材を混和した組成物を溶媒に分散させて
塗料とし、この塗料を所定の形状を有する基板に塗付
し、さらに、放射線により架橋を行った後、前記フッ化
ビニリデン系樹脂粉末の融点以上で加熱を施して面状発
熱体を形成している。
て説明する。本発明の面状発熱体及びその製造方法は、
テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体と、フッ
化ビニリデン系樹脂粉末からなるポリマー１００重量部
に対し、架橋助剤を少なくとも０．５重量部を含み、か
つ、導電性付与材を混和した組成物を溶媒に分散させて
塗料とし、この塗料を所定の形状を有する基板に塗付
し、さらに、放射線により架橋を行った後、前記フッ化
ビニリデン系樹脂粉末の融点以上で加熱を施して面状発
熱体を形成している。
【００１０】フッ化ビニリデン系樹脂は、常温で完全に
溶解させる溶媒は存在しない。しかし、粉末状にするこ
とによって、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重
合体中に均一に分散させることができる。これは結晶を
持つことから、テトラフルオロエチレン−プロピレン共
重合体に適量をブレンドすることにより、フッ化ビニリ
デン系樹脂の融点近くまでの抵抗値の変化を少なくする
ことができる。その結果、電源スイッチを入れた際の突
入電流が低減され、長期間の課電による使用でも、出力
の安定性を向上させることができる。
溶解させる溶媒は存在しない。しかし、粉末状にするこ
とによって、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重
合体中に均一に分散させることができる。これは結晶を
持つことから、テトラフルオロエチレン−プロピレン共
重合体に適量をブレンドすることにより、フッ化ビニリ
デン系樹脂の融点近くまでの抵抗値の変化を少なくする
ことができる。その結果、電源スイッチを入れた際の突
入電流が低減され、長期間の課電による使用でも、出力
の安定性を向上させることができる。
【００１１】フッ化ビニリデン系樹脂粉末としては、フ
ッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレ
ン共重合樹脂などの粉末を用いることができる。これら
は、いずれも結晶融点を持ち、その結晶融点は９０〜１
８０℃の範囲にある。また、フッ化ビニリデン系樹脂粉
末は、入れ過ぎると使用温度を越えてからの電気抵抗の
立上りが少なくなり、安全性が問題となる。最適なブレ
ンド量は、１０〜３０％の範囲である。樹脂粉末の粒径
は小さいほど好ましいが、最大でも２０μｍを越えない
ことが望ましい。
ッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレ
ン共重合樹脂などの粉末を用いることができる。これら
は、いずれも結晶融点を持ち、その結晶融点は９０〜１
８０℃の範囲にある。また、フッ化ビニリデン系樹脂粉
末は、入れ過ぎると使用温度を越えてからの電気抵抗の
立上りが少なくなり、安全性が問題となる。最適なブレ
ンド量は、１０〜３０％の範囲である。樹脂粉末の粒径
は小さいほど好ましいが、最大でも２０μｍを越えない
ことが望ましい。
【００１２】テトラフルオロエチレン−プロピレン共重
合体を溶解する溶媒としては、酢酸ブチル、テトラヒド
ロフラン、ジメチルアセトアミドなどがあげられる。導
電性付与材としては、粒径が１〜１０μｍのグラファイ
トまたは、グラファイト化カーボンファイバを用いるこ
とができる。これらは、一種または粒径の異なる数種を
併用してもよい。また、カーボンブラックなどと組合せ
ることも可能である。導電性付与材の添加量は、ポリマ
ー１００重量部に対し、５０〜２００重量部の範囲内が
適している。
合体を溶解する溶媒としては、酢酸ブチル、テトラヒド
ロフラン、ジメチルアセトアミドなどがあげられる。導
電性付与材としては、粒径が１〜１０μｍのグラファイ
トまたは、グラファイト化カーボンファイバを用いるこ
とができる。これらは、一種または粒径の異なる数種を
併用してもよい。また、カーボンブラックなどと組合せ
ることも可能である。導電性付与材の添加量は、ポリマ
ー１００重量部に対し、５０〜２００重量部の範囲内が
適している。
【００１３】架橋助剤としては、トリアリルイソシアヌ
レート、トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリ
テートテトラアリルピロメリテート、液状ポリブタジエ
ンなどを用いることができる。これらの内、特に、トリ
アリルイソシアヌレートは有効である。なお、架橋を放
射線架橋に規定したのは、化学架橋では十分な架橋度が
得られないためである。
レート、トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリ
テートテトラアリルピロメリテート、液状ポリブタジエ
ンなどを用いることができる。これらの内、特に、トリ
アリルイソシアヌレートは有効である。なお、架橋を放
射線架橋に規定したのは、化学架橋では十分な架橋度が
得られないためである。
【００１４】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。表
１は本発明による一実施例の成分表を示す。
１は本発明による一実施例の成分表を示す。
【表１】
【００１５】また、表２は本発明による面状発熱体の効
果（抵抗変化率、課電時の抵抗安定性）を示す。
果（抵抗変化率、課電時の抵抗安定性）を示す。
【表２】
【００１６】図１は本発明の面状発熱体の実施例を示
す。この面状発熱体の構成を製造方法と共に説明する。
まず、酢酸ブチルを溶媒として、表１に示した配合剤を
塗料用の三本ロール混練機を用いて撹絆し、発熱体組成
物を作製した。次に、厚さ５０μｍのＰＰＳ（Polyphen
ylenesulfide：ポリフェニレンスルファイド) フィルム
１の端部に、フェノール樹脂をバインダーとした銀電極
塗料（Ａｇ塗料）を長方形にスクリーン印刷した。この
後、１５０℃の温度雰囲気で３０分の加熱を行い、上記
銀電極塗料を硬化させ、電極２ａ，２ｂを形成した。次
に、上記撹絆によって得た発熱体組成物をＰＰＳフィル
ム１上にメタルマスク法により、発熱部３ａ，３ｂとな
る２本の帯状の印刷を１０ｍｍ間隔で行った。ついで、
８０℃の温度雰囲気で３分間の乾燥処理を行い、約４０
μｍｍ厚の発熱部３を形成した。更に、２０Ｍrad の電
子線を照射して架橋をおこなった。ついで、片面に接着
層を持った第２のＰＰＳフィルムを１８０℃で熱融着し
て絶縁被膜層４を形成した。このようにして、本発明に
よる面状発熱体１０を完成させた。
す。この面状発熱体の構成を製造方法と共に説明する。
まず、酢酸ブチルを溶媒として、表１に示した配合剤を
塗料用の三本ロール混練機を用いて撹絆し、発熱体組成
物を作製した。次に、厚さ５０μｍのＰＰＳ（Polyphen
ylenesulfide：ポリフェニレンスルファイド) フィルム
１の端部に、フェノール樹脂をバインダーとした銀電極
塗料（Ａｇ塗料）を長方形にスクリーン印刷した。この
後、１５０℃の温度雰囲気で３０分の加熱を行い、上記
銀電極塗料を硬化させ、電極２ａ，２ｂを形成した。次
に、上記撹絆によって得た発熱体組成物をＰＰＳフィル
ム１上にメタルマスク法により、発熱部３ａ，３ｂとな
る２本の帯状の印刷を１０ｍｍ間隔で行った。ついで、
８０℃の温度雰囲気で３分間の乾燥処理を行い、約４０
μｍｍ厚の発熱部３を形成した。更に、２０Ｍrad の電
子線を照射して架橋をおこなった。ついで、片面に接着
層を持った第２のＰＰＳフィルムを１８０℃で熱融着し
て絶縁被膜層４を形成した。このようにして、本発明に
よる面状発熱体１０を完成させた。
【００１７】以上の様にして作製した面状発熱体１０を
恒温槽に入れ、０℃、８０℃、１２０℃、１６０℃、お
よび２００℃の各温度における抵抗値を測定した。各々
の抵抗を０℃のときの抵抗と比較した結果は、表１に示
す通りである。ついで、１００Ｖの断続課電（３０分間
課電した後１５分間の切断の繰り返し）を１００００サ
イクル実施し、面状発熱体１０の抵抗値の変化（Ｒ80／
Ｒ0 、Ｒ120 ／Ｒ0 、Ｒ160 ／Ｒ0 、Ｒ200 ／Ｒ0 ）を
調べた。
恒温槽に入れ、０℃、８０℃、１２０℃、１６０℃、お
よび２００℃の各温度における抵抗値を測定した。各々
の抵抗を０℃のときの抵抗と比較した結果は、表１に示
す通りである。ついで、１００Ｖの断続課電（３０分間
課電した後１５分間の切断の繰り返し）を１００００サ
イクル実施し、面状発熱体１０の抵抗値の変化（Ｒ80／
Ｒ0 、Ｒ120 ／Ｒ0 、Ｒ160 ／Ｒ0 、Ｒ200 ／Ｒ0 ）を
調べた。
【００１８】表１から明らかなように、本発明の範囲内
にある実施例１，２の組成にした場合、いずれも１２０
℃までの比抵抗が小さく、したがって突入電流が少なく
なり、しかも課電時の抵抗安定性が非常に優れている。
これに対し、シリコーンゴムをマトリックスにした比較
例１は、１２０℃までの比抵抗が非常に大きく、低温域
での突入電流が大きくなり、課電時の抵抗安定性に劣っ
ている。更に、比較例２は、フッ化ビニリデン系樹脂粉
末を含まないテトラフルオロエチレン−プロピレン共重
合体単独系を用いた例であるが、比較例１と同様に１２
０℃までの比抵抗が非常に大きく、課電時の抵抗安定性
に劣ることがわかる。
にある実施例１，２の組成にした場合、いずれも１２０
℃までの比抵抗が小さく、したがって突入電流が少なく
なり、しかも課電時の抵抗安定性が非常に優れている。
これに対し、シリコーンゴムをマトリックスにした比較
例１は、１２０℃までの比抵抗が非常に大きく、低温域
での突入電流が大きくなり、課電時の抵抗安定性に劣っ
ている。更に、比較例２は、フッ化ビニリデン系樹脂粉
末を含まないテトラフルオロエチレン−プロピレン共重
合体単独系を用いた例であるが、比較例１と同様に１２
０℃までの比抵抗が非常に大きく、課電時の抵抗安定性
に劣ることがわかる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の面状発熱体
及びその製造方法によれば、粉末にしたフッ化ビニリデ
ン系樹脂とテトラフルオロエチレン−プロピレン共重合
体をブレンドすることにより、フッ化ビニリデン系樹脂
の粉末はテトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体
に内に均一に分散され、フッ化ビニリデン系樹脂の融点
近くまでの発熱部の抵抗変化が小さくなるので、電源ス
イッチを入れた際の発熱部への突入電流が低減され、長
期間の課電による使用でも、出力の安定性が高められ
る。
及びその製造方法によれば、粉末にしたフッ化ビニリデ
ン系樹脂とテトラフルオロエチレン−プロピレン共重合
体をブレンドすることにより、フッ化ビニリデン系樹脂
の粉末はテトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体
に内に均一に分散され、フッ化ビニリデン系樹脂の融点
近くまでの発熱部の抵抗変化が小さくなるので、電源ス
イッチを入れた際の発熱部への突入電流が低減され、長
期間の課電による使用でも、出力の安定性が高められ
る。
【図１】本発明による面状発熱体の実施例を示す平面図
である。
である。
１ ＰＰＳフィルム ２ａ，２ｂ 電極 ３ａ，３ｂ 発熱部 ４ 絶縁被膜層 １０ 面状発熱体
Claims (4)
- 【請求項１】 耐熱性の基板と、 テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体とフッ化
ビニリデン系樹脂粉末からなるポリマー、前記ポリマー
の１００重量部に対して少なくとも０．５重量部を含む
架橋助剤、及び導電性付与材を混和した組成物を溶媒に
分散させたものを前記基板に所定の形状に塗布した後、
放射線で架橋し、前記フッ化ビニリデン系樹脂粉末の融
点以上に加熱して形成した発熱部を備えたことを特徴と
する面状発熱体。 - 【請求項２】 前記架橋助剤は、トリアリルイソシアヌ
レート、トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリ
テートテトラアリルピロメリテート、又は液状ポリブタ
ジエンであることを特徴とする請求項１記載の面状発熱
体。 - 【請求項３】 前記フッ化ビニリデン系樹脂粉末は、そ
の混和量が１０〜３０％であることを特徴とする請求項
１記載の面状発熱体。 - 【請求項４】 テトラフルオロエチレン−プロピレン共
重合体とフッ化ビニリデン系樹脂粉末からなるポリマー
と、前記ポリマーの１００重量部に対して少なくとも
０．５重量部を含む架橋助剤と、導電性付与材とを混和
した組成物を溶媒に分散して塗料にし、 前記塗料を耐熱性の基板上に塗布し、 前記塗料を塗布した基板を放射線で架橋し、 前記架橋後の基板を前記樹脂粉末の融点以上に加熱する
ことを特徴とする面状発熱体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11053890A JP2000252044A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 面状発熱体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11053890A JP2000252044A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 面状発熱体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000252044A true JP2000252044A (ja) | 2000-09-14 |
Family
ID=12955331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11053890A Pending JP2000252044A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 面状発熱体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000252044A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020521272A (ja) * | 2017-05-24 | 2020-07-16 | ベバスト エスエーＷｅｂａｓｔｏ ＳＥ | 加熱装置、それを製造する方法及び動作させる方法、並びにその使用 |
-
1999
- 1999-03-02 JP JP11053890A patent/JP2000252044A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020521272A (ja) * | 2017-05-24 | 2020-07-16 | ベバスト エスエーＷｅｂａｓｔｏ ＳＥ | 加熱装置、それを製造する方法及び動作させる方法、並びにその使用 |
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