JP3119309B2 - 水栓金具及びその内蔵部品の表面処理方法 - Google Patents
水栓金具及びその内蔵部品の表面処理方法Info
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- JP3119309B2 JP3119309B2 JP03293468A JP29346891A JP3119309B2 JP 3119309 B2 JP3119309 B2 JP 3119309B2 JP 03293468 A JP03293468 A JP 03293468A JP 29346891 A JP29346891 A JP 29346891A JP 3119309 B2 JP3119309 B2 JP 3119309B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種の水栓具において
内部流路に臨む表面の腐食を効果的に防げるようにした
表面処理方法に関する。
内部流路に臨む表面の腐食を効果的に防げるようにした
表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】単水栓や湯水混合栓等の各種の水栓具
は、金具製品としたものが一般的であり、その本体は主
に銅や銅合金又はステンレス材が従来から広く利用され
ている。これらの素材の中で、ステンレス材は銅や銅合
金に比べると、加工性に劣るほか価格的にも高いので、
素材としては銅や銅合金が好ましいとされている。
は、金具製品としたものが一般的であり、その本体は主
に銅や銅合金又はステンレス材が従来から広く利用され
ている。これらの素材の中で、ステンレス材は銅や銅合
金に比べると、加工性に劣るほか価格的にも高いので、
素材としては銅や銅合金が好ましいとされている。
【０００３】ステンレス材では腐食防止のための処理は
さほど重要ではないが、銅や銅合金の場合では、耐食性
を向上させるためにめっきを施すことが必要である。た
とえば、銅または銅合金の場合では、ＮｉやＣｒ等によ
るめっき処理が行われる。
さほど重要ではないが、銅や銅合金の場合では、耐食性
を向上させるためにめっきを施すことが必要である。た
とえば、銅または銅合金の場合では、ＮｉやＣｒ等によ
るめっき処理が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】単水栓や湯水混合栓等
はその据付け条件によって様々な水質の水や湯に内部流
路が曝される。たとえば、上水よりも腐食性が遙に高い
中水等の水質条件の場合であれば、銅や銅合金は腐食を
生じやすい。このため、内部の弁等を移動させるための
部材が水栓具の本体の内壁に沿って摺動するような構造
の場合では、本体側の摺動面の腐食によって摺動抵抗が
増大し、機能障害を招くことになる。
はその据付け条件によって様々な水質の水や湯に内部流
路が曝される。たとえば、上水よりも腐食性が遙に高い
中水等の水質条件の場合であれば、銅や銅合金は腐食を
生じやすい。このため、内部の弁等を移動させるための
部材が水栓具の本体の内壁に沿って摺動するような構造
の場合では、本体側の摺動面の腐食によって摺動抵抗が
増大し、機能障害を招くことになる。
【０００５】また、銅や銅合金を素材としたときにその
生地にＮｉめっきを施す場合では、このＮｉめっきの層
が薄ければ、十分な耐食性は得られない。これに対し、
めっき層を厚くして耐食性を上げることはできるが、水
栓の内部で動く部材とこれを摺動面で受ける本体との壁
との間の寸法公差を超えかねない。このため、めっき層
を厚くする場合では、摺動部材が動き難くなる等の機能
上の問題を生じてしまう。
生地にＮｉめっきを施す場合では、このＮｉめっきの層
が薄ければ、十分な耐食性は得られない。これに対し、
めっき層を厚くして耐食性を上げることはできるが、水
栓の内部で動く部材とこれを摺動面で受ける本体との壁
との間の寸法公差を超えかねない。このため、めっき層
を厚くする場合では、摺動部材が動き難くなる等の機能
上の問題を生じてしまう。
【０００６】更に、銅や銅合金の生地にＣｒめっき或い
は生地上に他のめっきを施してその上にＣｒめっきを施
した場合では、高電流密度部分にクラックが発生しやす
い。このため、中水等の腐食性の高い水質条件下では、
クラック部分から生地または下地のめっきの腐食が進行
していくことになり、耐食性の面で十分でない。
は生地上に他のめっきを施してその上にＣｒめっきを施
した場合では、高電流密度部分にクラックが発生しやす
い。このため、中水等の腐食性の高い水質条件下では、
クラック部分から生地または下地のめっきの腐食が進行
していくことになり、耐食性の面で十分でない。
【０００７】このように、銅や銅合金を素材としたと
き、ＮｉやＣｒめっきでは、十分な耐食性が得られると
は限らず、また摺動部品のようにその表面が摩耗しやす
い部材について腐食を防ぐためのめっき層を厚くするよ
うな処理をすれば、機能障害を招くという問題がある。
き、ＮｉやＣｒめっきでは、十分な耐食性が得られると
は限らず、また摺動部品のようにその表面が摩耗しやす
い部材について腐食を防ぐためのめっき層を厚くするよ
うな処理をすれば、機能障害を招くという問題がある。
【０００８】本発明において解決すべき課題は、水栓金
具及びその内蔵部品の腐食を比較的薄くかつ均一な厚み
のめっき層で防げるようにし、特に摺動部材の摩耗や腐
食を抑えて機能障害の発生もないようにすることにあ
る。
具及びその内蔵部品の腐食を比較的薄くかつ均一な厚み
のめっき層で防げるようにし、特に摺動部材の摩耗や腐
食を抑えて機能障害の発生もないようにすることにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、銅または銅合
金を素材とする水栓具の本体及びその内蔵部品に対し
て、素材生地の表面に０．５〜２ミクロンの厚さのＳｎ
−Ｎｉ合金めっき層を施し、このＳｎ−Ｎｉ合金めっき
層の表面に電解クロメート被膜を形成することを特徴と
する。
金を素材とする水栓具の本体及びその内蔵部品に対し
て、素材生地の表面に０．５〜２ミクロンの厚さのＳｎ
−Ｎｉ合金めっき層を施し、このＳｎ−Ｎｉ合金めっき
層の表面に電解クロメート被膜を形成することを特徴と
する。
【００１０】更に、本発明においては、上記のように素
材生地上にＳｎ−Ｎｉ合金めっき層を施すのみではな
く、素材表面が粗かったりピンホールがある恐れのある
場合は、素材上にまずＮｉめっきを施し、素材表面を平
滑化し且つ耐久性を持たせることもできる。
材生地上にＳｎ−Ｎｉ合金めっき層を施すのみではな
く、素材表面が粗かったりピンホールがある恐れのある
場合は、素材上にまずＮｉめっきを施し、素材表面を平
滑化し且つ耐久性を持たせることもできる。
【００１１】
【作用】従来から広く知られているＮｉめっきを施して
から無水クロム酸，クロム酸塩または重クロム酸塩を含
む水溶液中で陰極電解処理を施したＮｉめっき層とクロ
メート被膜では、Ｎｉめっき層からピンホールを完全に
消滅させることは不可能である。これに対して、Ｓｎ−
Ｎｉ合金めっきでは、めっき皮膜がＳｎ−Ｎｉの微細な
結晶粒から成り、ピンホールが少なくまた不動態化皮膜
を作りやすいため、生地の腐食を抑えることができる。
更に、Ｓｎ−Ｎｉ合金めっきは、Ｃｒめっき等に比べる
とクラックが発生し難く、めっき層の厚みが比較的均一
にできるという特性を備えている。
から無水クロム酸，クロム酸塩または重クロム酸塩を含
む水溶液中で陰極電解処理を施したＮｉめっき層とクロ
メート被膜では、Ｎｉめっき層からピンホールを完全に
消滅させることは不可能である。これに対して、Ｓｎ−
Ｎｉ合金めっきでは、めっき皮膜がＳｎ−Ｎｉの微細な
結晶粒から成り、ピンホールが少なくまた不動態化皮膜
を作りやすいため、生地の腐食を抑えることができる。
更に、Ｓｎ−Ｎｉ合金めっきは、Ｃｒめっき等に比べる
とクラックが発生し難く、めっき層の厚みが比較的均一
にできるという特性を備えている。
【００１２】このようなＳｎ−Ｎｉ合金めっき層の表面
に対して電解クロメート被膜を施すと、Ｓｎ−ＮｉとＣ
ｒとの薄い化合物がめっき表面に形成されるため、耐食
性の向上が図られる。
に対して電解クロメート被膜を施すと、Ｓｎ−ＮｉとＣ
ｒとの薄い化合物がめっき表面に形成されるため、耐食
性の向上が図られる。
【００１３】図１は表面処理後の表面の組成を示す説明
図であり、銅または銅合金の生地１の表面にＳｎ−Ｎｉ
合金めっき層２が形成され、更にその表面にクロメート
被膜３を形成している。Ｓｎ−Ｎｉ合金めっき層２の厚
さは、０．５〜２ミクロンであり、好ましくは１〜１．
５ミクロンである。なお、この組成のほかに、生地１の
表面に厚さが２〜５ミクロン程度のＮｉめっき層を形成
するようにし、このＮｉめっき層の上にＳｎ−Ｎｉ合金
めっき層２及びクロメート被膜３をそれぞれ形成するよ
うにしてもよい。
図であり、銅または銅合金の生地１の表面にＳｎ−Ｎｉ
合金めっき層２が形成され、更にその表面にクロメート
被膜３を形成している。Ｓｎ−Ｎｉ合金めっき層２の厚
さは、０．５〜２ミクロンであり、好ましくは１〜１．
５ミクロンである。なお、この組成のほかに、生地１の
表面に厚さが２〜５ミクロン程度のＮｉめっき層を形成
するようにし、このＮｉめっき層の上にＳｎ−Ｎｉ合金
めっき層２及びクロメート被膜３をそれぞれ形成するよ
うにしてもよい。
【００１４】このような組成に対し、Ｓｎ−Ｎｉ合金め
っき層２の厚さが０．５ミクロンよりも薄いと、摺動面
の摩耗によって生地が露出し、腐食の原因となる。ま
た、Ｓｎ−Ｎｉ合金めっき層２の厚さが２ミクロンより
も大きいと、めっき薬液の消費量が増えるため経済的で
なく同時に部品の寸法公差に適合し得なくなる。
っき層２の厚さが０．５ミクロンよりも薄いと、摺動面
の摩耗によって生地が露出し、腐食の原因となる。ま
た、Ｓｎ−Ｎｉ合金めっき層２の厚さが２ミクロンより
も大きいと、めっき薬液の消費量が増えるため経済的で
なく同時に部品の寸法公差に適合し得なくなる。
【００１５】
【実施例】本発明の方法を図２に示す湯水混合栓の部品
のめっきに適用した例について説明する。
のめっきに適用した例について説明する。
【００１６】図において、湯水混合栓の本体１０は銅合
金を素材として形成したものであり、自動温度調整機能
のための部品を摺動部材として組み込んでいる。自動温
度調整機能は、ハンドル１１によって温度設定可能とし
たもので、水側と湯側の流路に連通した弁体１２，この
弁体１２を温度変化に応じて軸線方向に移動させる感温
体１３ａを備えた駆動筒１３，この駆動筒１３を保持す
ると共に軸線方向に移動可能として弁体１２側を向く面
を水側の弁座とした保持筒１４及び弁体１２を受ける湯
側の弁座環１５を主な部材として備えている。そして、
これらの弁体１２，保持筒１４及び弁座環１５は本体１
０の内周壁を摺動面としてそれぞれの軸線方向に移動可
能に組み込まれ、駆動筒１３は保持筒１４の内周壁に同
様に摺動可能に収納されている。
金を素材として形成したものであり、自動温度調整機能
のための部品を摺動部材として組み込んでいる。自動温
度調整機能は、ハンドル１１によって温度設定可能とし
たもので、水側と湯側の流路に連通した弁体１２，この
弁体１２を温度変化に応じて軸線方向に移動させる感温
体１３ａを備えた駆動筒１３，この駆動筒１３を保持す
ると共に軸線方向に移動可能として弁体１２側を向く面
を水側の弁座とした保持筒１４及び弁体１２を受ける湯
側の弁座環１５を主な部材として備えている。そして、
これらの弁体１２，保持筒１４及び弁座環１５は本体１
０の内周壁を摺動面としてそれぞれの軸線方向に移動可
能に組み込まれ、駆動筒１３は保持筒１４の内周壁に同
様に摺動可能に収納されている。
【００１７】これらの弁体１２やその他の摺動部材はい
ずれも銅または銅合金を素材とし、次の要領によってめ
っき処理を施した。
ずれも銅または銅合金を素材とし、次の要領によってめ
っき処理を施した。
【００１８】（１）ＮａＯＨ等の水溶液中に部材を１０
分間浸漬してアルカリ洗浄を行い、生地表面の油や汚れ
を除去する。
分間浸漬してアルカリ洗浄を行い、生地表面の油や汚れ
を除去する。
【００１９】（２）めっきの密着性を向上させるため、
アルカリ洗浄の後、Ｈ2 ＳＯ4 溶液中で３０秒間酸洗浄
して生地表面を活性化させる。
アルカリ洗浄の後、Ｈ2 ＳＯ4 溶液中で３０秒間酸洗浄
して生地表面を活性化させる。
【００２０】（３）以下の条件で生地表面にＳｎ−Ｎｉ
の合金めっき層を形成した。なお、処理時間を適切にす
ることによって、Ｓｎ−Ｎｉ合金めっき層の厚さが０．
５〜２ミクロンのものが得られた。
の合金めっき層を形成した。なお、処理時間を適切にす
ることによって、Ｓｎ−Ｎｉ合金めっき層の厚さが０．
５〜２ミクロンのものが得られた。
【００２１】浴組成： Ｋ4 Ｐ2 Ｏ7 ・３Ｈ2 Ｏ（２リン酸カリウム）：２７５
グラム／リットル ＳｎＣｌ2 ・２Ｈ2 Ｏ（塩化第一錫） ： ２０
グラム／リットル ＮｉＣｌ2 ・６Ｈ2 Ｏ（塩化ニッケル） ： ３３
グラム／リットル グリシン ： ２０
グラム／リットル 浴温：摂氏５０度 電流密度：０．３Ａ／ｄｍ2 処理時間：６〜２４分 （４）以下の条件で電解クロメート処理を行いＳｎ−Ｎ
ｉ合金めっき層の表面に厚さが約５００オングストロー
ムのクロメート被膜を形成した。
グラム／リットル ＳｎＣｌ2 ・２Ｈ2 Ｏ（塩化第一錫） ： ２０
グラム／リットル ＮｉＣｌ2 ・６Ｈ2 Ｏ（塩化ニッケル） ： ３３
グラム／リットル グリシン ： ２０
グラム／リットル 浴温：摂氏５０度 電流密度：０．３Ａ／ｄｍ2 処理時間：６〜２４分 （４）以下の条件で電解クロメート処理を行いＳｎ−Ｎ
ｉ合金めっき層の表面に厚さが約５００オングストロー
ムのクロメート被膜を形成した。
【００２２】浴組成：Ｎａ2 Ｃｒ2 Ｏ7 （重クロム酸ナ
トリウム）：３０グラム／リットルＣｒＯ3 （無水クロ
ム酸）：０．６グラム／リットル 浴温：摂氏２０〜２５度 電流密度：０．３Ａ／ｄｍ2 ｐＨ：２〜３ このようにしてめっき処理を施した製品に対して、ＩＳ
Ｏ（６５０９−１９８１）に基づく脱亜鉛腐食試験を実
施して、腐食についての試験評価を行った。なお、腐食
試験は、図２における弁体１２をテストピースとし、１
２．８グラムのＣｕＣｌ2 ・２Ｈ2 Ｏを蒸留水に加えて
全体を１リットルにし、液温を摂氏７５±３度に維持し
てテストピースを２４±０．２５時間浸漬するという条
件で行った。
トリウム）：３０グラム／リットルＣｒＯ3 （無水クロ
ム酸）：０．６グラム／リットル 浴温：摂氏２０〜２５度 電流密度：０．３Ａ／ｄｍ2 ｐＨ：２〜３ このようにしてめっき処理を施した製品に対して、ＩＳ
Ｏ（６５０９−１９８１）に基づく脱亜鉛腐食試験を実
施して、腐食についての試験評価を行った。なお、腐食
試験は、図２における弁体１２をテストピースとし、１
２．８グラムのＣｕＣｌ2 ・２Ｈ2 Ｏを蒸留水に加えて
全体を１リットルにし、液温を摂氏７５±３度に維持し
てテストピースを２４±０．２５時間浸漬するという条
件で行った。
【００２３】この試験による結果では、弁体１２にＳｎ
−Ｎｉ合金めっきを施さない場合、弁体１２が保持筒１
４と接触する部分（水用の弁座に相当する）の腐食の進
行が速く、全体的に緑青が生じた。また、Ｓｎ−Ｎｉ合
金めっきの厚さが０．２５ミクロンのものでは、非めっ
きの場合の腐食部分すなわち保持筒１４と接触する部分
のみが腐食し、生地まで腐食が到達していた。これに対
し、Ｓｎ−Ｎｉ合金めっき層の厚さが０．５０，０．７
５，１．００，１．２５ミクロンの４種については、い
ずれも腐食が認められなかった。
−Ｎｉ合金めっきを施さない場合、弁体１２が保持筒１
４と接触する部分（水用の弁座に相当する）の腐食の進
行が速く、全体的に緑青が生じた。また、Ｓｎ−Ｎｉ合
金めっきの厚さが０．２５ミクロンのものでは、非めっ
きの場合の腐食部分すなわち保持筒１４と接触する部分
のみが腐食し、生地まで腐食が到達していた。これに対
し、Ｓｎ−Ｎｉ合金めっき層の厚さが０．５０，０．７
５，１．００，１．２５ミクロンの４種については、い
ずれも腐食が認められなかった。
【００２４】また、テストピースのビッカース表面硬度
試験では、Ｎｉめっきのみの場合では４５６Ｈｖである
のに対して、Ｓｎ−Ｎｉ合金めっきを施したものでは６
１５Ｈｖにまで向上したことが確認された。
試験では、Ｎｉめっきのみの場合では４５６Ｈｖである
のに対して、Ｓｎ−Ｎｉ合金めっきを施したものでは６
１５Ｈｖにまで向上したことが確認された。
【００２５】以上のように、生地表面にＳｎ−Ｎｉ合金
めっき層を０．５ミクロンよりも大きな厚さとなるよう
にめっき処理しておき、その表面にクロメート被膜を施
せば、腐食の発生を抑えることができる。そして、Ｓｎ
−Ｎｉ合金めっき層の厚さの上限を２ミクロン程度とす
れば、水栓金具の部品としての寸法公差を超えない範囲
に維持できる。したがって、図２で示した摺動部品に対
して、腐食がなくしかもその摺動にも支障のない水栓具
用の部品を得ることができる。また、表面硬度も向上す
ることから、摺動面の摩耗も抑えられ、腐食の発生が更
に効果的に防止される。
めっき層を０．５ミクロンよりも大きな厚さとなるよう
にめっき処理しておき、その表面にクロメート被膜を施
せば、腐食の発生を抑えることができる。そして、Ｓｎ
−Ｎｉ合金めっき層の厚さの上限を２ミクロン程度とす
れば、水栓金具の部品としての寸法公差を超えない範囲
に維持できる。したがって、図２で示した摺動部品に対
して、腐食がなくしかもその摺動にも支障のない水栓具
用の部品を得ることができる。また、表面硬度も向上す
ることから、摺動面の摩耗も抑えられ、腐食の発生が更
に効果的に防止される。
【００２６】
【発明の効果】本発明の表面処理方法によれば、銅また
は銅合金の生地表面の腐食を比較的に薄いめっき層によ
って防止することができる。このため、水栓具の中に内
蔵する摺動部材に施すめっき層の厚さも薄くなり、その
寸法精度も高く維持できる。したがって、部材の腐食の
防止だけでなく、摺動面の摩耗による腐食や摺動不良を
生じることもなくなり、内蔵部材のそれぞれの機能にも
障害を与えることがなくなる。
は銅合金の生地表面の腐食を比較的に薄いめっき層によ
って防止することができる。このため、水栓具の中に内
蔵する摺動部材に施すめっき層の厚さも薄くなり、その
寸法精度も高く維持できる。したがって、部材の腐食の
防止だけでなく、摺動面の摩耗による腐食や摺動不良を
生じることもなくなり、内蔵部材のそれぞれの機能にも
障害を与えることがなくなる。
【図１】本発明の表面処理方法によって形成した生地表
面の断面組織を示す概略図である。
面の断面組織を示す概略図である。
【図２】水栓具の例であって、内部に複数の摺動部材を
持つ湯水混合栓の正面縦断面図である。
持つ湯水混合栓の正面縦断面図である。
１ 生地 ２ Ｓｎ−Ｎｉ合金めっき層 ３ クロメート被膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−131384（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−16992（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−69289（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−200954（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−221359（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−41361（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C25D 5/00 - 7/12
Claims (1)
- 【請求項１】 銅または銅合金を素材とする水栓具の本
体及びその内蔵部品に対して、素材生地の表面に０．５
〜２ミクロンの厚さのＳｎ−Ｎｉ合金めっき層を施し、
このＳｎ−Ｎｉ合金めっき層の表面に電解クロメート被
膜を形成することを特徴とする水栓金具及びその内蔵部
品の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03293468A JP3119309B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 水栓金具及びその内蔵部品の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03293468A JP3119309B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 水栓金具及びその内蔵部品の表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05125584A JPH05125584A (ja) | 1993-05-21 |
| JP3119309B2 true JP3119309B2 (ja) | 2000-12-18 |
Family
ID=17795142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03293468A Expired - Fee Related JP3119309B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 水栓金具及びその内蔵部品の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3119309B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011007220A (ja) * | 2009-06-23 | 2011-01-13 | Kitz Corp | ボールバルブ用ボールとそのめっき処理方法並びにボールバルブ |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4404194C2 (de) * | 1994-02-10 | 1996-04-18 | Reinecke Alfred Gmbh & Co Kg | Trinkwasserführende Armatur aus Metall, insbesondere aus Kupfer und dessen Legierungen mit Anteilen an Zink und Blei |
| US6325090B1 (en) | 1998-06-09 | 2001-12-04 | Watts Investment Company | Backflow preventer assembly |
| US6021805A (en) * | 1998-06-09 | 2000-02-08 | Watts Investment Company | Backflow preventer assembly |
| CN1930324B (zh) * | 2004-03-05 | 2012-02-08 | 株式会社开滋 | 防止镍从铜合金的润湿设备中洗脱的方法、用于防止镍洗脱的保护膜形成剂以及用于防止镍洗脱的洗涤剂 |
| PL2034054T3 (pl) * | 2007-09-07 | 2012-01-31 | Viega Gmbh & Co Kg | Sposób wytwarzania powleczonego elementu dla transportujących płyny instalacji oraz powleczony element |
-
1991
- 1991-11-08 JP JP03293468A patent/JP3119309B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011007220A (ja) * | 2009-06-23 | 2011-01-13 | Kitz Corp | ボールバルブ用ボールとそのめっき処理方法並びにボールバルブ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05125584A (ja) | 1993-05-21 |
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