JPH02137746A - 機械加工性の優れた黒色結晶化ガラス及びその製造方法 - Google Patents
機械加工性の優れた黒色結晶化ガラス及びその製造方法Info
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- JPH02137746A JPH02137746A JP28980388A JP28980388A JPH02137746A JP H02137746 A JPH02137746 A JP H02137746A JP 28980388 A JP28980388 A JP 28980388A JP 28980388 A JP28980388 A JP 28980388A JP H02137746 A JPH02137746 A JP H02137746A
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
- C03C10/0036—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and a divalent metal oxide as main constituents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はドリルや旋盤などの一般工作機械により六開け
や機械加工が可能であり、光学機器用材料に好適な黒色
結晶化ガラス及びその製造方法に関するものである。
や機械加工が可能であり、光学機器用材料に好適な黒色
結晶化ガラス及びその製造方法に関するものである。
（従来の技術）
セラミックスをその耐食性、耐熱性等の特長を活かす各
種部材として利用する場合、その欠点として機械加工が
困難であることが挙げられる。
種部材として利用する場合、その欠点として機械加工が
困難であることが挙げられる。
この欠点を解消し、機械加工を可能にしたセラミックス
としては、（１）ガラス等の溶融物の内部に雲母を析出
させたもの、（２）雲母とガラス粉末又は他の複合剤を
加えて焼き固めたもの、等が知られている。これらはい
ずれも雲母結晶の「へき開」の性質を利用したものであ
る。
としては、（１）ガラス等の溶融物の内部に雲母を析出
させたもの、（２）雲母とガラス粉末又は他の複合剤を
加えて焼き固めたもの、等が知られている。これらはい
ずれも雲母結晶の「へき開」の性質を利用したものであ
る。
一方、光学機器の部品においては、入射してきた光が反
射したり、散乱して生じる迷光を吸収するために、黒色
のカーボン蒸着膜が利用されている。しかし、従来のセ
ラミックスで黒色のものは見当らなかった。
射したり、散乱して生じる迷光を吸収するために、黒色
のカーボン蒸着膜が利用されている。しかし、従来のセ
ラミックスで黒色のものは見当らなかった。
（発明が解決しようとする課題）
本発明は、結晶雲母を使用することなく、優れた機械加
工性を付与でき、しかも黒色の新しい型の黒色結晶化ガ
ラスを提供し、またその製造方法を提供することを目的
とするものである。
工性を付与でき、しかも黒色の新しい型の黒色結晶化ガ
ラスを提供し、またその製造方法を提供することを目的
とするものである。
（課題を解決するための手段）
本発明者らは、Ｓ ｉｏ、 −ＡＱＺ０３ Ｙ２０Ｊ
ＣａＯ系のガラスの研究を行なっている際に、特定の組
成範囲において溶融後漬出したガラスの内部に白色真綿
状の結晶複合体が析出していることを知見し、先に、機
械加工性の優れた結晶化ガラスの製造方法を提案した（
特開昭６３−４５１４８号）。
ＣａＯ系のガラスの研究を行なっている際に、特定の組
成範囲において溶融後漬出したガラスの内部に白色真綿
状の結晶複合体が析出していることを知見し、先に、機
械加工性の優れた結晶化ガラスの製造方法を提案した（
特開昭６３−４５１４８号）。
この結晶複合体はＣａ、 Ｙ、 Ｏ（Ｓ １ｏ４）Ｇの
組成からなる針状結晶の複合体であり、その結晶の大き
さは数μｍ〜数１０μｍの六角柱状で、長さは数１０〜
数１００μｍのものであることが判った。
組成からなる針状結晶の複合体であり、その結晶の大き
さは数μｍ〜数１０μｍの六角柱状で、長さは数１０〜
数１００μｍのものであることが判った。
このようにＣａ４Ｙ２Ｏ（ＳｉＯ４）Ｇの針状結晶体を
析出させた結晶化ガラスは、硬度が高く、ドリルや旋盤
等により容易に機械加工ができる。しかし、白色である
ことから、光学機器用材料としては不向きである。
析出させた結晶化ガラスは、硬度が高く、ドリルや旋盤
等により容易に機械加工ができる。しかし、白色である
ことから、光学機器用材料としては不向きである。
そこで、前記結晶化ガラスの利点（優れた機械加工性）
を活かし、且つ黒色化するべく鋭意研究を重ねた。
を活かし、且つ黒色化するべく鋭意研究を重ねた。
その結果、種々の遷移金属酸化物をこの結晶化ガラスに
添加したところ、前記成分系に更にＣ。
添加したところ、前記成分系に更にＣ。
○をＦｅ、Ｏ，及び／又はＣｕ Ｏと組合せて添加する
ことにより、機械加工性を維持しつつ黒色になることを
知見した。また、光学機器用としては迷光の吸収効果を
上げるには、この結晶化ガラスの表面を粗面化すること
により、更に有利となることを知見し、ここに本発明を
なしたものである。
ことにより、機械加工性を維持しつつ黒色になることを
知見した。また、光学機器用としては迷光の吸収効果を
上げるには、この結晶化ガラスの表面を粗面化すること
により、更に有利となることを知見し、ここに本発明を
なしたものである。
すなわち、本発明に係る機械加工性の優れた黒色結晶化
ガラスは、ＳｉＯ２：６０〜４０％、ＡＱ２ｏ、：６〜
１６％、Ｙ２Ｏ３＝６〜１６％、ＣａＯ：１５〜３０％
及びＣｏＯ：０．８〜２．０％含み、更にＦｅ２Ｏ３及
びＣｕＯの少なくとも１種を０．８〜２゜０％含む組成
物であって、針状のＣａ４Ｙ、○（ＳｉＯ４）６微結晶
が析出しているものであることを特徴とするものであり
、また、更に前記結晶化ガラスの表面が粗面化されて微
細な凹凸を有することを特徴とするものである。
ガラスは、ＳｉＯ２：６０〜４０％、ＡＱ２ｏ、：６〜
１６％、Ｙ２Ｏ３＝６〜１６％、ＣａＯ：１５〜３０％
及びＣｏＯ：０．８〜２．０％含み、更にＦｅ２Ｏ３及
びＣｕＯの少なくとも１種を０．８〜２゜０％含む組成
物であって、針状のＣａ４Ｙ、○（ＳｉＯ４）６微結晶
が析出しているものであることを特徴とするものであり
、また、更に前記結晶化ガラスの表面が粗面化されて微
細な凹凸を有することを特徴とするものである。
また、該結晶化ガラスの製造方法は、５１０２：６０〜
４０％、ＡＱ２Ｏ３：６〜１６％、Ｙ２Ｏ３：６〜１６
％、ＣａＯ：１５〜３０％及びＣｏＯ：０．８〜２．０
％含み、更にＦｅ、Ｏ，及びＣｕＯの少なくとも１種を
０．８〜２．０％含む組成の混合組成物を溶融し、該溶
融物を放冷して針状のＣａ４Ｙ、○（Ｓｉｎ４）、微結
晶を析出させることを特徴とするものであり、また、前
記結晶化ガラスを更に９０Ｏ〜１４００℃で熱処理し、
或いは該結晶化ガラスの表面を更に粗面化処理して、表
面に微細な凹凸を形成することを特徴とするものである
。
４０％、ＡＱ２Ｏ３：６〜１６％、Ｙ２Ｏ３：６〜１６
％、ＣａＯ：１５〜３０％及びＣｏＯ：０．８〜２．０
％含み、更にＦｅ、Ｏ，及びＣｕＯの少なくとも１種を
０．８〜２．０％含む組成の混合組成物を溶融し、該溶
融物を放冷して針状のＣａ４Ｙ、○（Ｓｉｎ４）、微結
晶を析出させることを特徴とするものであり、また、前
記結晶化ガラスを更に９０Ｏ〜１４００℃で熱処理し、
或いは該結晶化ガラスの表面を更に粗面化処理して、表
面に微細な凹凸を形成することを特徴とするものである
。
以下に本発明を更に詳細に説明する。
（作用）
まず１本発明の結晶化ガラスの組成、結晶化状況等につ
いて説明する。
いて説明する。
本発明の結晶化ガラスにおいて、Ｓ ｉｏ２が６０％を
超えてもガラスは得られるが、しかし針状のＣａ４Ｙ２
Ｏ（ＳｉＯ４）、の結晶が析出しなくなる。また５ｉｎ
２が４０％未満では針状の前記微結晶の析出が少なく、
機械加工できない。したがって、５ｉ０２は６０〜４０
％とする。
超えてもガラスは得られるが、しかし針状のＣａ４Ｙ２
Ｏ（ＳｉＯ４）、の結晶が析出しなくなる。また５ｉｎ
２が４０％未満では針状の前記微結晶の析出が少なく、
機械加工できない。したがって、５ｉ０２は６０〜４０
％とする。
また同様に、Ａｆｌ２Ｏ３：６〜１６％、Ｙ２Ｏ３二６
〜１６％、ＣａＯ：１５〜３０％の範囲以外では、針状
の前記微結晶の析出が得られない。
〜１６％、ＣａＯ：１５〜３０％の範囲以外では、針状
の前記微結晶の析出が得られない。
また、Ｃｏ Ｏ、Ｆ ｅｘ Ｏ３、Ｃｕ Ｏがそれぞれ
０．８％未満では黒色が得られず、それぞれが２゜０％
を超えると針状微結晶の析出に悪影響を及ぼし。
０．８％未満では黒色が得られず、それぞれが２゜０％
を超えると針状微結晶の析出に悪影響を及ぼし。
析出量が少なくなるので好ましくない。
次に、前記黒色結晶化ガラスの製造法について説明する
。
。
前記成分の混合組成物は適当な温度（例、１４５０〜１
６００℃）で溶融し、溶融後放冷すること１こより、針
状のＣａ４Ｙ ＧＯ（Ｓ １０４）、微結晶が析出した
結晶化ガラスが得られる。この結晶化ガラスは黒色であ
る。
６００℃）で溶融し、溶融後放冷すること１こより、針
状のＣａ４Ｙ ＧＯ（Ｓ １０４）、微結晶が析出した
結晶化ガラスが得られる。この結晶化ガラスは黒色であ
る。
このようにして得られた黒色結晶化ガラスは。
必要に応じて、更に９００〜１４００℃で熱処理するこ
とにより、結晶化がより進んだものが得られる。しかし
、９００℃未満の温度での熱処理では結晶化の促進効果
が得られず、また１４００℃を超えても結晶化はそれ以
上進まず、却って変形するので、熱処理温度は９００〜
１４００℃の範囲が好ましい。
とにより、結晶化がより進んだものが得られる。しかし
、９００℃未満の温度での熱処理では結晶化の促進効果
が得られず、また１４００℃を超えても結晶化はそれ以
上進まず、却って変形するので、熱処理温度は９００〜
１４００℃の範囲が好ましい。
かくして得られた黒色結晶化ガラスは、機械加工性が優
れており、しかも黒色である。
れており、しかも黒色である。
しかし、光学機器の表面に黒色の蒸着膜を形成して迷光
を吸収するため等の材料として利用する場合には、黒色
結晶化ガラスの表面が凹凸状態である方が迷光吸収効果
が増大する。
を吸収するため等の材料として利用する場合には、黒色
結晶化ガラスの表面が凹凸状態である方が迷光吸収効果
が増大する。
そのためには、前記方法で得られた黒色結晶化ガラスの
表面に化学的方法（例、エツチング）、機械的方法など
により粗面化処理を施すとよい。
表面に化学的方法（例、エツチング）、機械的方法など
により粗面化処理を施すとよい。
（実施例）
次に本発明の実施例を示す。
大産剪上
ＳｉＯ，５０，０％、Ａｌ２２０，１５．０％、Ｙ２Ｏ
。
。
１０．０％、Ｃａ０２３．０％、Ｇｏ０１％及びＦｅ２
Ｏ□１％からなる組成の混合物を１５５０℃で３時間溶
融し、ルツボより流し出して放冷した。
Ｏ□１％からなる組成の混合物を１５５０℃で３時間溶
融し、ルツボより流し出して放冷した。
得られたガラスは結晶化物が約４０％の結晶化率で析出
して黒色であった。該結晶化物は８〜１５μＮの大きさ
の六角柱状であり、全体は結晶ではなかった。このガラ
スの比重は３．１８ｇ／ａｍ’、熱膨張係数は６３Ｘ１
０−’１／’Ｃで比較的低熱膨張であり、ビッカース硬
度は６４０ ｋｇ／ １１１＋１１２で高い硬度であっ
た。また可視光域の反射率は約１０％で、同じ条件で測
定した黒鉛の反射率とほぼ同じものであった。
して黒色であった。該結晶化物は８〜１５μＮの大きさ
の六角柱状であり、全体は結晶ではなかった。このガラ
スの比重は３．１８ｇ／ａｍ’、熱膨張係数は６３Ｘ１
０−’１／’Ｃで比較的低熱膨張であり、ビッカース硬
度は６４０ ｋｇ／ １１１＋１１２で高い硬度であっ
た。また可視光域の反射率は約１０％で、同じ条件で測
定した黒鉛の反射率とほぼ同じものであった。
また、この結晶化ガラスに超硬ドリル（回転速度４５０
ｒｐｍ、速度１ｍｍ／分）で穴径３ｍｍφの穴を開けた
が、穴開けは容易であった。また超硬バイトを使用した
旋盤（回転速度１５０ｒｐｍ、切り込み厚さ０．５１１
ＩＩ１１）を用いて切削したところ、容易に切削できた
。
ｒｐｍ、速度１ｍｍ／分）で穴径３ｍｍφの穴を開けた
が、穴開けは容易であった。また超硬バイトを使用した
旋盤（回転速度１５０ｒｐｍ、切り込み厚さ０．５１１
ＩＩ１１）を用いて切削したところ、容易に切削できた
。
次に、得られた結晶化ガラスに１１００℃で２時間の熱
処理を施した。Ｘ線で調べたところ、針状微結晶のＣａ
４Ｙ２Ｏ（ＳｉＯ，）、の量が多くなり、また該結晶の
ほかにＣａＡＱ２Ｓｉ、Ｏ，（アノーサイト）も析出し
ていた。これを前記と同様に穴開けと旋盤加工を行った
が、いずれも容易に行うことができた。
処理を施した。Ｘ線で調べたところ、針状微結晶のＣａ
４Ｙ２Ｏ（ＳｉＯ，）、の量が多くなり、また該結晶の
ほかにＣａＡＱ２Ｓｉ、Ｏ，（アノーサイト）も析出し
ていた。これを前記と同様に穴開けと旋盤加工を行った
が、いずれも容易に行うことができた。
１に■λ
実施例１の混合物において、Ｆｅ２Ｏ３をＣｕ Ｏで置
き換えたものを、実施例１と同様の方法で溶融し、放冷
してガラスを得た。このガラスを更に実施例１と同様の
条件で熱処理した。得られた各ガラスについては、実施
例１とほぼ同様な結果が得られた。
き換えたものを、実施例１と同様の方法で溶融し、放冷
してガラスを得た。このガラスを更に実施例１と同様の
条件で熱処理した。得られた各ガラスについては、実施
例１とほぼ同様な結果が得られた。
去】１」劣
ＳｉＯ□５９．５％、Ａ Ｑ２Ｏ，１０．０％、Ｙ２Ｏ
。
。
１０．０％、Ｃａ０１７．０％、Ｃｏ０１．６％及びＦ
ｅ２Ｏ，ｌ、９％からなる組成の混合物を１５５０℃で
３時間溶融し、ルツボより流し出して放冷した。
ｅ２Ｏ，ｌ、９％からなる組成の混合物を１５５０℃で
３時間溶融し、ルツボより流し出して放冷した。
得られたガラスは、内部が部分的に結晶化し、黒白であ
り、内部に析出した結晶はランダムであって、Ｃａ４Ｙ
−０（ＳｉＯ４）ｓの微結晶であった。
り、内部に析出した結晶はランダムであって、Ｃａ４Ｙ
−０（ＳｉＯ４）ｓの微結晶であった。
このガラスについて実施例１と同様にして穴開けと旋盤
加工を行ったところ、いずれの場合も容易に行うことが
できた。
加工を行ったところ、いずれの場合も容易に行うことが
できた。
更に、この結晶化ガラスに１２００℃で３時間の熱処理
を施したところ、Ｃａ、Ｙ＠０（ＳｉＯ４）ｓの結晶の
他にＣａＡｆｌ、Ｓｉ、Ｏ，とＹ２Ｓｉ、Ｏ□の結晶が
析出していた。
を施したところ、Ｃａ、Ｙ＠０（ＳｉＯ４）ｓの結晶の
他にＣａＡｆｌ、Ｓｉ、Ｏ，とＹ２Ｓｉ、Ｏ□の結晶が
析出していた。
この結晶化ガラスの密度は３ 、２０ｇ／ｃｍ’、熱膨
張係数は５８Ｘ１０”７１／”Ｃ、ビッカース硬度は６
９０ｋｇ７’＋ａ”であった、また可視光域の光反射率
は１０％で、同じ条件で測定した黒鉛の反射率とほぼ同
じものであった。
張係数は５８Ｘ１０”７１／”Ｃ、ビッカース硬度は６
９０ｋｇ７’＋ａ”であった、また可視光域の光反射率
は１０％で、同じ条件で測定した黒鉛の反射率とほぼ同
じものであった。
この結晶化ガラスを前記と同様にして穴開けと旋盤加工
を行ったところ、いずれの場合も容易に行うことができ
た。
を行ったところ、いずれの場合も容易に行うことができ
た。
（発明の効果）
以上詳述したように、本発明によれば、従来の穴開けや
機械加工の可能なガラスとは異った結晶を析出した結晶
化ガラスが得られるので、六開けや切削加工等が容易で
優れた機械加工性を有し、また硬さも従来のものに比べ
て２〜３倍硬く耐摩耗性が良好である。また、アルカリ
金属酸化物を含有しないため、電気絶縁性、耐熱性が高
い優れたものである。
機械加工の可能なガラスとは異った結晶を析出した結晶
化ガラスが得られるので、六開けや切削加工等が容易で
優れた機械加工性を有し、また硬さも従来のものに比べ
て２〜３倍硬く耐摩耗性が良好である。また、アルカリ
金属酸化物を含有しないため、電気絶縁性、耐熱性が高
い優れたものである。
更には、可視域の光を黒鉛と同程度に吸収する黒色であ
り、或いは更に表面に微細な凹凸が形成されているので
、光学器具、治具等で迷光を吸収する材料として優れた
ものである。
り、或いは更に表面に微細な凹凸が形成されているので
、光学器具、治具等で迷光を吸収する材料として優れた
ものである。
Claims (5)
- （１）モル％で（以下、同じ）、ＳｉＯ＿２：６０〜４
０％、Ａｌ＿２Ｏ＿３：６〜１６％、Ｙ＿２Ｏ＿３：６
〜１６％、ＣａＯ：１５〜３０％及びＣｏＯ：０．８〜
２．０％含み、更にＦｅ＿２Ｏ＿３及びＣｕＯの少なく
とも１種を０．８〜２．０％含む組成物であって、針状
のＣａ＿４Ｙ＿６Ｏ（ＳｉＯ＿４）＿６微結晶が析出し
ていることを特徴とする機械加工性の優れた黒色結晶化
ガラス。 - （２）前記結晶化ガラスの表面が粗面化されて微細な凹
凸を有する請求項１に記載の黒色結晶化ガラス。 - （３）ＳｉＯ＿２：６０〜４０％、Ａｌ＿２Ｏ＿３：６
〜１６％、Ｙ＿２Ｏ＿３：６〜１６％、ＣａＯ：１５〜
３０％及びＣｏＯ：０．８〜２．０％含み、更にＦｅ＿
２Ｏ＿３及びＣｕＯの少なくとも１種を０．８〜２．０
％含む組成の混合組成物を溶融し、該溶融物を放冷して
針状のＣａ＿４Ｙ＿６Ｏ（ＳｉＯ＿４）＿６微結晶を析
出させることを特徴とする機械加工性の優れた黒色結晶
化ガラスの製造方法。 - （４）前記結晶化ガラスを更に９００〜１４００℃で熱
処理する請求項３に記載の方法。 - （５）前記結晶化ガラスの表面を更に粗面化処理して、
表面に微細な凹凸を形成する請求項３又は４に記載の方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28980388A JPH02137746A (ja) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | 機械加工性の優れた黒色結晶化ガラス及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28980388A JPH02137746A (ja) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | 機械加工性の優れた黒色結晶化ガラス及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02137746A true JPH02137746A (ja) | 1990-05-28 |
| JPH0440302B2 JPH0440302B2 (ja) | 1992-07-02 |
Family
ID=17747967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28980388A Granted JPH02137746A (ja) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | 機械加工性の優れた黒色結晶化ガラス及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02137746A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7025649B2 (en) * | 2002-01-30 | 2006-04-11 | Fujitsu Limited | Method for manufacturing plasma display panel assembly |
| WO2017192794A1 (en) * | 2016-05-04 | 2017-11-09 | Corning Incorporated | Tinted aluminosilicate glass compositions and glass articles including same |
-
1988
- 1988-11-16 JP JP28980388A patent/JPH02137746A/ja active Granted
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7025649B2 (en) * | 2002-01-30 | 2006-04-11 | Fujitsu Limited | Method for manufacturing plasma display panel assembly |
| WO2017192794A1 (en) * | 2016-05-04 | 2017-11-09 | Corning Incorporated | Tinted aluminosilicate glass compositions and glass articles including same |
| CN109071318A (zh) * | 2016-05-04 | 2018-12-21 | 康宁股份有限公司 | 着色硅铝酸盐玻璃组合物及包含该玻璃组合物的玻璃制品 |
| JP2019514833A (ja) * | 2016-05-04 | 2019-06-06 | コーニング インコーポレイテッド | 着色されたアルミノケイ酸塩ガラス組成物及びそれを含むガラス物品 |
| CN109071318B (zh) * | 2016-05-04 | 2022-09-27 | 康宁股份有限公司 | 着色硅铝酸盐玻璃组合物及包含该玻璃组合物的玻璃制品 |
| CN115368017A (zh) * | 2016-05-04 | 2022-11-22 | 康宁股份有限公司 | 着色硅铝酸盐玻璃组合物及包含该玻璃组合物的玻璃制品 |
| US11572303B2 (en) | 2016-05-04 | 2023-02-07 | Corning Incorporated | Tinted aluminosilicate glass compositions and glass articles including same |
| US11932575B2 (en) | 2016-05-04 | 2024-03-19 | Corning Incorporated | Tinted aluminosilicate glass compositions and glass articles including same preliminary class |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0440302B2 (ja) | 1992-07-02 |
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |