JP3417052B2 - 超純水の製造方法 - Google Patents
超純水の製造方法Info
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- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
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- Physical Water Treatments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超純水の製造方法に係
り、特に半導体工場より排出される使用済超純水（以下
「回収水」と称する。）を回収して、工業用水と共に、
再度超純水を製造する回収系超純水製造システムにおい
て、被処理水中に存在する難除去性有機物である尿素の
分解を効率良く行うことを目的とした超純水の製造方法
に関する。 【０００２】 【従来の技術及び先行技術】市水、地下水、その他の工
業用水を原水として超純水を製造する方法において、原
水中の尿素を除去するために、本出願人は、原水を直接
生物処理し、生物処理水を一次純水製造装置及び二次純
水製造装置で処理する技術を見出し、先に特許出願した
（特願平４−２２５６８１号）。 【０００３】また、回収水を再利用して超純水を製造す
る回収系超純水製造システムにおいて、回収水中に含有
されるイソプロピルアルコール（２ＰＡ）、メタノール
（ＭｅＯＨ）、ケトン類といった有機物をも尿素と共に
分解するために、工業用水と回収水を混合して生物処理
し、生物処理水を一次純水製造装置及び二次純水製造装
置に通水する方法を提案した（特願平５−２２３１２
号）。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上記特願平５−２２３
１２号の方法では、アルコール、ケトン類といった易生
物分解性有機物のみが含有される回収水であれば、尿
素、アルコール及びケトン類を効率的に同時処理するこ
とが可能である。 【０００５】しかしながら、通常の半導体工場では、上
記易生物分解性有機物の他にアンモニウムイオン（ＮＨ
4 Ｃｌ，ＮＨ4 Ｆ，ＮＨ4 ＯＨ由来のＮＨ4 +）が多量に
含有されている場合がある。 【０００６】一方、尿素分解を目的とした生物処理装置
では、工業用水中の尿素（ＮＨ2 −ＣＯ−ＮＨ2 ）は炭
素（Ｃ）源としてではなく、窒素（Ｎ）源として生物反
応に寄与しているため、ＮＨ4 +が多量に含有される回収
水を工業用水に混合して生物処理を行った場合、ＮＨ4 +
も尿素と同様Ｎ源として利用されることから、ＮＨ4 +が
尿素の分解を阻害し、尿素の分解効率が低下するという
問題がある。 【０００７】この問題を解決する方法として、回収水中
に含有されるＮＨ4 +と工業用水中の尿素とからなるＮ源
に見合ったＣ源を生物処理装置に注入して生物処理する
方法が考えられる。しかし、この方法では、 注入するＣ源が多量となり、不経済である。 注入するＣ源が多量となり、資化される菌体量が多
量となることから、後処理における菌体分離に多大な負
荷がかかり、トラブルを起こし易い。 といった問題がある。 【０００８】本発明はこのような問題を引き起こすこと
なく、半導体洗浄回収水と工業用水とを原水として超純
水を製造する方法において、回収水中のＮＨ4 +による尿
素分解阻害を防止して、工業用水中に存在する尿素を効
率的に分解し、高純度超純水を効率的に製造する方法を
提供することを目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明の超純水の製造方
法は、工業用水と、超純水による半導体洗浄回収水とを
混合することなく別々に生物処理した後混合し、一次純
水製造装置及び二次純水製造装置に通水することを特徴
とする。 【００１０】 【作用】本発明においては、工業用水と回収水とを各々
別々に生物処理するため、工業用水系生物処理装置で
は、安定して尿素分解が可能となり、一方、回収水系生
物処理装置では安定してアルコール、ケトン類の分解が
可能となる。 【００１１】また、回収水系生物処理装置の処理水中に
含有されるＮＨ4 +や、工業用水系生物処理装置の処理水
中に含有されるＣａ2+，Ｎａ+ ，Ｋ+ ，Ｃｌ- といった
イオン類は、後段の一次純水製造装置のイオン交換純水
装置又は逆浸透（ＲＯ）膜分離装置により効率良く除去
され、超純水システムとして安定した処理水質を得るこ
とができる。 【００１２】 【実施例】以下に図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。 【００１３】図１は本発明の超純水の製造方法の実施に
好適な超純水製造装置の一例を示す系統図である。 【００１４】図１（ａ）に示す超純水製造装置は、前処
理装置Ａとして工業用水用生物処理装置１Ａと回収水用
生物処理装置１Ｂとを並列配置し、その後段にメンブレ
ンフィルター、即ち限外濾過（ＵＦ）又は精密濾過（Ｍ
Ｆ）膜分離装置２を、一次純水製造装置Ｂとして第１逆
浸透（ＲＯ）膜分離装置３と第２逆浸透（ＲＯ）膜分離
装置４と混床式イオン交換装置５を、また、二次純水製
造装置Ｃとして（タンク６と）低圧紫外線酸化装置７
と、混床式イオン交換装置８とＵＦ膜分離装置９を設
け、この順で直列に設置したものである。２０Ａは工業
用水の導入配管、２０Ｂは回収水の導入配管を示す。 【００１５】即ち、市水、地下水、その他の工業用水
は、まず工業用水用生物処理装置１Ａに導入されて生物
処理され、尿素等の有機物が分解除去される。一方、回
収水は、回収水用生物処理装置１Ｂに導入されて生物処
理され、アルコール、ケトン類等の易生物分解性有機物
が分解除去される。 【００１６】各々の生物処理水は各生物処理装置１Ａ，
１Ｂから流出する菌体の除去のためにＵＦ又はＭＦ膜分
離装置２に導入され、膜分離される。 【００１７】このような前処理装置Ａで処理された前処
理水は、次いで一次純水製造装置Ｂにおいて、まず、第
１ＲＯ膜分離装置３及び第２ＲＯ膜分離装置４にて２段
ＲＯ膜分離処理され、更に混床式イオン交換装置５でイ
オン交換される。 【００１８】更に、一次純水製造装置Ｂの処理水は、二
次純水製造装置Ｃにて、タンク６を経て低圧紫外線酸化
装置７に導入され、含有されるＴＯＣがイオン化ないし
分解され、このうち、イオン化された有機物は、後段の
混床式イオン交換装置８で除去される。この混床式イオ
ン交換装置８の処理水は更にＵＦ膜分離装置で膜分離処
理され、超純水が得られる。 【００１９】図１（ｂ）に示す超純水製造装置は、一次
純水製造装置Ｂがイオン交換純水装置１０とＲＯ膜分離
装置１１で構成されること以外は図１（ａ）に示す超純
水製造装置と同様の構成とされている。 【００２０】本発明で使用される超純水製造装置におい
ては、工業用水及び回収水を各々別々に生物処理装置で
処理する前処理装置を設けたこと以外は、基本的に従来
の超純水製造装置と同様の構成とすることができ、一次
純水製造装置及び二次純水製造装置におけるＲＯ膜分離
装置やイオン交換純水装置等の各装置単位の組み合せや
構成は従来のものをそのまま採用することができる。 【００２１】なお、図示の超純水製造装置は本発明の実
施に好適な装置の一例であって、本発明方法はその要旨
を超えない限り、何ら図示のものに限定されるものでは
ない。例えば、工業用水の生物処理水と回収水の生物処
理水との混合は、別途混合槽を設けて行なうこともでき
る。しかしながら、通常の場合、配管への直接供給で十
分である。また、各生物処理装置の前段又は後段に凝集
沈殿装置や凝集濾過装置を設けても良い。 【００２２】更に、生物処理装置の後段に設ける生物処
理装置から流出する菌体の除去手段としては、メンブレ
ンフィルターの他、砂濾過装置等を用いても良い。この
菌体除去手段は、各生物処理装置毎に設けても良い。 【００２３】なお、本発明の方法においては、工業用水
の生物処理水と回収水の生物処理水とを混合して処理す
るものであれば良く、その混合比率には特に制限はない
が、通常の場合、工業用水に対して回収水を４０〜８０
体積％となるように各々生物処理した後混合するのが好
ましい。 【００２４】以下に具体的な実施例及び比較例を挙げて
本発明をより詳細に説明する。 【００２５】実施例１ 図１（ａ）に示す超純水製造装置により、下記工業用水
及び回収水の処理を行った。なお、用いた生物処理装置
は、いずれも充填材としてクラレコールＫＷ２０／４０
を充填した上向流式生物処理装置であり、工業用水用生
物処理装置の滞留時間（ＨＲＴ）は３０分、回収水用生
物処理装置の滞留時間（ＨＲＴ）は１５分とし、後段に
はＵＦ膜分離装置を設けた。また、処理に供した工業用
水と回収水との体積比は２：１とした。 【００２６】得られた超純水の尿素濃度を表１に示す。 【００２７】工業用水：尿素濃度３０〜５０ｐｐｂの厚
木市水（平成５年８月３日〜平成５年９月２０日）。 回収水：超純水にＩＰＡ，ＭｅＯＨ，アセトンをそれぞ
れ０．５ｐｐｍ溶解し、更にＮＨ4 +を１０ｐｐｍ溶解し
て製造した合成回収水。 【００２８】比較例１ 工業用水と回収水とを混合した後生物処理（実施例１で
用いたと同様の生物処理装置で滞留時間（ＨＲＴ）は３
０分とした。）したこと以外は同様に処理を行い、得ら
れた超純水の尿素濃度を表１に示した。 【００２９】 【表１】 【００３０】表１より明らかなように、本発明の超純水
の製造方法によれば、回収水中のＮＨ4 +による分解阻害
を受けることなく、工業用水中の尿素を効率的に処理
し、高純度の超純水を得ることができる。 【００３１】 【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の超純水の製
造方法によれば、尿素を含有する市水、地下水等の工業
用水と回収水とから超純水を製造するに当り、 工業用水中の難除去性有機物である尿素を効率良く
分解することができる。 回収水中のアルコール、ケトンといった易生物分解
性有機物を効率良く分解することができる。 といった効果が奏され、極めて純度の高い超純水を効率
的に製造することが可能とされる。
り、特に半導体工場より排出される使用済超純水（以下
「回収水」と称する。）を回収して、工業用水と共に、
再度超純水を製造する回収系超純水製造システムにおい
て、被処理水中に存在する難除去性有機物である尿素の
分解を効率良く行うことを目的とした超純水の製造方法
に関する。 【０００２】 【従来の技術及び先行技術】市水、地下水、その他の工
業用水を原水として超純水を製造する方法において、原
水中の尿素を除去するために、本出願人は、原水を直接
生物処理し、生物処理水を一次純水製造装置及び二次純
水製造装置で処理する技術を見出し、先に特許出願した
（特願平４−２２５６８１号）。 【０００３】また、回収水を再利用して超純水を製造す
る回収系超純水製造システムにおいて、回収水中に含有
されるイソプロピルアルコール（２ＰＡ）、メタノール
（ＭｅＯＨ）、ケトン類といった有機物をも尿素と共に
分解するために、工業用水と回収水を混合して生物処理
し、生物処理水を一次純水製造装置及び二次純水製造装
置に通水する方法を提案した（特願平５−２２３１２
号）。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上記特願平５−２２３
１２号の方法では、アルコール、ケトン類といった易生
物分解性有機物のみが含有される回収水であれば、尿
素、アルコール及びケトン類を効率的に同時処理するこ
とが可能である。 【０００５】しかしながら、通常の半導体工場では、上
記易生物分解性有機物の他にアンモニウムイオン（ＮＨ
4 Ｃｌ，ＮＨ4 Ｆ，ＮＨ4 ＯＨ由来のＮＨ4 +）が多量に
含有されている場合がある。 【０００６】一方、尿素分解を目的とした生物処理装置
では、工業用水中の尿素（ＮＨ2 −ＣＯ−ＮＨ2 ）は炭
素（Ｃ）源としてではなく、窒素（Ｎ）源として生物反
応に寄与しているため、ＮＨ4 +が多量に含有される回収
水を工業用水に混合して生物処理を行った場合、ＮＨ4 +
も尿素と同様Ｎ源として利用されることから、ＮＨ4 +が
尿素の分解を阻害し、尿素の分解効率が低下するという
問題がある。 【０００７】この問題を解決する方法として、回収水中
に含有されるＮＨ4 +と工業用水中の尿素とからなるＮ源
に見合ったＣ源を生物処理装置に注入して生物処理する
方法が考えられる。しかし、この方法では、 注入するＣ源が多量となり、不経済である。 注入するＣ源が多量となり、資化される菌体量が多
量となることから、後処理における菌体分離に多大な負
荷がかかり、トラブルを起こし易い。 といった問題がある。 【０００８】本発明はこのような問題を引き起こすこと
なく、半導体洗浄回収水と工業用水とを原水として超純
水を製造する方法において、回収水中のＮＨ4 +による尿
素分解阻害を防止して、工業用水中に存在する尿素を効
率的に分解し、高純度超純水を効率的に製造する方法を
提供することを目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明の超純水の製造方
法は、工業用水と、超純水による半導体洗浄回収水とを
混合することなく別々に生物処理した後混合し、一次純
水製造装置及び二次純水製造装置に通水することを特徴
とする。 【００１０】 【作用】本発明においては、工業用水と回収水とを各々
別々に生物処理するため、工業用水系生物処理装置で
は、安定して尿素分解が可能となり、一方、回収水系生
物処理装置では安定してアルコール、ケトン類の分解が
可能となる。 【００１１】また、回収水系生物処理装置の処理水中に
含有されるＮＨ4 +や、工業用水系生物処理装置の処理水
中に含有されるＣａ2+，Ｎａ+ ，Ｋ+ ，Ｃｌ- といった
イオン類は、後段の一次純水製造装置のイオン交換純水
装置又は逆浸透（ＲＯ）膜分離装置により効率良く除去
され、超純水システムとして安定した処理水質を得るこ
とができる。 【００１２】 【実施例】以下に図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。 【００１３】図１は本発明の超純水の製造方法の実施に
好適な超純水製造装置の一例を示す系統図である。 【００１４】図１（ａ）に示す超純水製造装置は、前処
理装置Ａとして工業用水用生物処理装置１Ａと回収水用
生物処理装置１Ｂとを並列配置し、その後段にメンブレ
ンフィルター、即ち限外濾過（ＵＦ）又は精密濾過（Ｍ
Ｆ）膜分離装置２を、一次純水製造装置Ｂとして第１逆
浸透（ＲＯ）膜分離装置３と第２逆浸透（ＲＯ）膜分離
装置４と混床式イオン交換装置５を、また、二次純水製
造装置Ｃとして（タンク６と）低圧紫外線酸化装置７
と、混床式イオン交換装置８とＵＦ膜分離装置９を設
け、この順で直列に設置したものである。２０Ａは工業
用水の導入配管、２０Ｂは回収水の導入配管を示す。 【００１５】即ち、市水、地下水、その他の工業用水
は、まず工業用水用生物処理装置１Ａに導入されて生物
処理され、尿素等の有機物が分解除去される。一方、回
収水は、回収水用生物処理装置１Ｂに導入されて生物処
理され、アルコール、ケトン類等の易生物分解性有機物
が分解除去される。 【００１６】各々の生物処理水は各生物処理装置１Ａ，
１Ｂから流出する菌体の除去のためにＵＦ又はＭＦ膜分
離装置２に導入され、膜分離される。 【００１７】このような前処理装置Ａで処理された前処
理水は、次いで一次純水製造装置Ｂにおいて、まず、第
１ＲＯ膜分離装置３及び第２ＲＯ膜分離装置４にて２段
ＲＯ膜分離処理され、更に混床式イオン交換装置５でイ
オン交換される。 【００１８】更に、一次純水製造装置Ｂの処理水は、二
次純水製造装置Ｃにて、タンク６を経て低圧紫外線酸化
装置７に導入され、含有されるＴＯＣがイオン化ないし
分解され、このうち、イオン化された有機物は、後段の
混床式イオン交換装置８で除去される。この混床式イオ
ン交換装置８の処理水は更にＵＦ膜分離装置で膜分離処
理され、超純水が得られる。 【００１９】図１（ｂ）に示す超純水製造装置は、一次
純水製造装置Ｂがイオン交換純水装置１０とＲＯ膜分離
装置１１で構成されること以外は図１（ａ）に示す超純
水製造装置と同様の構成とされている。 【００２０】本発明で使用される超純水製造装置におい
ては、工業用水及び回収水を各々別々に生物処理装置で
処理する前処理装置を設けたこと以外は、基本的に従来
の超純水製造装置と同様の構成とすることができ、一次
純水製造装置及び二次純水製造装置におけるＲＯ膜分離
装置やイオン交換純水装置等の各装置単位の組み合せや
構成は従来のものをそのまま採用することができる。 【００２１】なお、図示の超純水製造装置は本発明の実
施に好適な装置の一例であって、本発明方法はその要旨
を超えない限り、何ら図示のものに限定されるものでは
ない。例えば、工業用水の生物処理水と回収水の生物処
理水との混合は、別途混合槽を設けて行なうこともでき
る。しかしながら、通常の場合、配管への直接供給で十
分である。また、各生物処理装置の前段又は後段に凝集
沈殿装置や凝集濾過装置を設けても良い。 【００２２】更に、生物処理装置の後段に設ける生物処
理装置から流出する菌体の除去手段としては、メンブレ
ンフィルターの他、砂濾過装置等を用いても良い。この
菌体除去手段は、各生物処理装置毎に設けても良い。 【００２３】なお、本発明の方法においては、工業用水
の生物処理水と回収水の生物処理水とを混合して処理す
るものであれば良く、その混合比率には特に制限はない
が、通常の場合、工業用水に対して回収水を４０〜８０
体積％となるように各々生物処理した後混合するのが好
ましい。 【００２４】以下に具体的な実施例及び比較例を挙げて
本発明をより詳細に説明する。 【００２５】実施例１ 図１（ａ）に示す超純水製造装置により、下記工業用水
及び回収水の処理を行った。なお、用いた生物処理装置
は、いずれも充填材としてクラレコールＫＷ２０／４０
を充填した上向流式生物処理装置であり、工業用水用生
物処理装置の滞留時間（ＨＲＴ）は３０分、回収水用生
物処理装置の滞留時間（ＨＲＴ）は１５分とし、後段に
はＵＦ膜分離装置を設けた。また、処理に供した工業用
水と回収水との体積比は２：１とした。 【００２６】得られた超純水の尿素濃度を表１に示す。 【００２７】工業用水：尿素濃度３０〜５０ｐｐｂの厚
木市水（平成５年８月３日〜平成５年９月２０日）。 回収水：超純水にＩＰＡ，ＭｅＯＨ，アセトンをそれぞ
れ０．５ｐｐｍ溶解し、更にＮＨ4 +を１０ｐｐｍ溶解し
て製造した合成回収水。 【００２８】比較例１ 工業用水と回収水とを混合した後生物処理（実施例１で
用いたと同様の生物処理装置で滞留時間（ＨＲＴ）は３
０分とした。）したこと以外は同様に処理を行い、得ら
れた超純水の尿素濃度を表１に示した。 【００２９】 【表１】 【００３０】表１より明らかなように、本発明の超純水
の製造方法によれば、回収水中のＮＨ4 +による分解阻害
を受けることなく、工業用水中の尿素を効率的に処理
し、高純度の超純水を得ることができる。 【００３１】 【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の超純水の製
造方法によれば、尿素を含有する市水、地下水等の工業
用水と回収水とから超純水を製造するに当り、 工業用水中の難除去性有機物である尿素を効率良く
分解することができる。 回収水中のアルコール、ケトンといった易生物分解
性有機物を効率良く分解することができる。 といった効果が奏され、極めて純度の高い超純水を効率
的に製造することが可能とされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超純水の製造方法の実施に好適な超純
水製造装置の一例を示す系統図である。 【符号の説明】 Ａ 前処理装置 Ｂ 一次純水製造装置 Ｃ 二次純水製造装置 １Ａ 工業用水用生物処理装置 １Ｂ 回収水用生物処理装置 ２ ＵＦ又はＭＦ膜分離装置 ３ 第１ＲＯ膜分離装置 ４ 第２ＲＯ膜分離装置 ５，８ 混床式イオン交換装置 ６ タンク ７ 低圧紫外線酸化装置 ９ ＵＦ膜分離装置 １０ イオン交換純水装置 １１ ＲＯ膜分離装置
水製造装置の一例を示す系統図である。 【符号の説明】 Ａ 前処理装置 Ｂ 一次純水製造装置 Ｃ 二次純水製造装置 １Ａ 工業用水用生物処理装置 １Ｂ 回収水用生物処理装置 ２ ＵＦ又はＭＦ膜分離装置 ３ 第１ＲＯ膜分離装置 ４ 第２ＲＯ膜分離装置 ５，８ 混床式イオン交換装置 ６ タンク ７ 低圧紫外線酸化装置 ９ ＵＦ膜分離装置 １０ イオン交換純水装置 １１ ＲＯ膜分離装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０４ Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０４Ａ
1/32 1/32
1/42 1/42 Ｂ
1/44 1/44 Ｊ
3/12 3/12 Ｖ
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 工業用水と、超純水による半導体洗浄回
収水とを混合することなく別々に生物処理した後混合
し、一次純水製造装置及び二次純水製造装置に通水する
ことを特徴とする超純水の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10821794A JP3417052B2 (ja) | 1994-05-23 | 1994-05-23 | 超純水の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10821794A JP3417052B2 (ja) | 1994-05-23 | 1994-05-23 | 超純水の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07313994A JPH07313994A (ja) | 1995-12-05 |
| JP3417052B2 true JP3417052B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=14479007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10821794A Expired - Fee Related JP3417052B2 (ja) | 1994-05-23 | 1994-05-23 | 超純水の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3417052B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5061410B2 (ja) * | 2001-05-11 | 2012-10-31 | 栗田工業株式会社 | 超純水製造装置及び超純水製造方法 |
| JP5055662B2 (ja) * | 2001-05-11 | 2012-10-24 | 栗田工業株式会社 | 超純水製造装置及び超純水製造方法 |
| JP3948337B2 (ja) * | 2001-10-18 | 2007-07-25 | 栗田工業株式会社 | 超純水製造装置及び超純水製造方法 |
| JP5233138B2 (ja) * | 2007-03-20 | 2013-07-10 | 栗田工業株式会社 | 純水製造装置からの濃縮廃水の処理方法および前記濃縮廃水の処理装置。 |
| JP5604914B2 (ja) * | 2010-03-05 | 2014-10-15 | 栗田工業株式会社 | 水処理方法及び超純水製造方法 |
| CN102781850B (zh) * | 2010-03-05 | 2014-12-24 | 栗田工业株式会社 | 水处理方法及超纯水的制造方法 |
| JP5753668B2 (ja) * | 2010-06-22 | 2015-07-22 | 株式会社神鋼環境ソリューション | 排水処理方法及び排水処理装置 |
| JP5914964B2 (ja) | 2010-10-18 | 2016-05-11 | 栗田工業株式会社 | 超純水製造方法 |
| JP5929987B2 (ja) * | 2014-09-16 | 2016-06-08 | 栗田工業株式会社 | 生物処理方法及び生物処理装置 |
-
1994
- 1994-05-23 JP JP10821794A patent/JP3417052B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07313994A (ja) | 1995-12-05 |
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