JPH04124240A - 電解コンデンサ電極用アルミニウム箔 - Google Patents
電解コンデンサ電極用アルミニウム箔Info
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- JPH04124240A JPH04124240A JP24493090A JP24493090A JPH04124240A JP H04124240 A JPH04124240 A JP H04124240A JP 24493090 A JP24493090 A JP 24493090A JP 24493090 A JP24493090 A JP 24493090A JP H04124240 A JPH04124240 A JP H04124240A
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Landscapes
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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
この発明は、電解コンデンサの電極用アルミニウム箔に
関する。
関する。
なお、この明細書において、合金成分についての「%」
は特に規定しないかぎり重量%を示すものとする。
は特に規定しないかぎり重量%を示すものとする。
従来の技術
近時、電解コンデンサの小型軽量化の要請は益々強いも
のがあり、そのために静電容量の一層の向上をはかるべ
(種々の検討が行われている。
のがあり、そのために静電容量の一層の向上をはかるべ
(種々の検討が行われている。
電解コンデンサ電極用アルミニウム箔は、静電容量を増
大するために一般に電気的あるいは電気化学的なエツチ
ングを施すことによって表面積を拡大して使用に供され
るが、この表面積の拡大率が静電容量に大きく影響する
ことは周知のとおりである。
大するために一般に電気的あるいは電気化学的なエツチ
ングを施すことによって表面積を拡大して使用に供され
るが、この表面積の拡大率が静電容量に大きく影響する
ことは周知のとおりである。
そこで、従来、このエツチングによってなるべく大きな
拡面率が得られるものとするために、その電極用アルミ
ニウム箔としては、純度99゜98〜99.99%の高
純度アルミニウムが用いられ、Fe%s]などの不可避
的に存在する不純物についても、これを析出させること
なく、できるだけ固溶状態にするように製造上も配慮さ
れている。即ち、析出物の存在は、箔の過溶解現象を招
き、静電容量を低下させるのみならず、化成後の洩れ電
流を増大させるところから、析出物の存在はむしろ有害
なものとされてきた。
拡面率が得られるものとするために、その電極用アルミ
ニウム箔としては、純度99゜98〜99.99%の高
純度アルミニウムが用いられ、Fe%s]などの不可避
的に存在する不純物についても、これを析出させること
なく、できるだけ固溶状態にするように製造上も配慮さ
れている。即ち、析出物の存在は、箔の過溶解現象を招
き、静電容量を低下させるのみならず、化成後の洩れ電
流を増大させるところから、析出物の存在はむしろ有害
なものとされてきた。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、上記のような従来の基本的な考え方に従
って製造される電極用アルミニウム箔は、使用されるア
ルミニウム材料の純度、製法上の制約、強度保持等の諸
点から、その静電容量の増大をはかることに対して自ず
と限界かあり、近時の更なる静電容量の向上をはかるこ
と−・の要請に対して必ずしも十分な満足が得られるも
のではなかった。
って製造される電極用アルミニウム箔は、使用されるア
ルミニウム材料の純度、製法上の制約、強度保持等の諸
点から、その静電容量の増大をはかることに対して自ず
と限界かあり、近時の更なる静電容量の向上をはかるこ
と−・の要請に対して必ずしも十分な満足が得られるも
のではなかった。
本発明者らは、静電容量の一層の向上をはかるためには
、箔表面においてできるだけエツチングの開始点を増や
して、高密度にエツチングピットを発生せしめることが
有効であることに着目し、合金成分の及ぼす影響につい
て種々研究を行った。
、箔表面においてできるだけエツチングの開始点を増や
して、高密度にエツチングピットを発生せしめることが
有効であることに着目し、合金成分の及ぼす影響につい
て種々研究を行った。
その結果、合金成分の析出による析出粒子の存在は、箔
の過溶解現象の誘因になるという有害な一面を有するの
に対し、よく観察するとエツチングピットの数、密度を
増大していることを見出した。即ち、エツチング時にお
いて、上記析出物の存在は、それがエツチング核として
機能し、エツチングヒツトの開始点が上記析出物粒子の
周りから、あるいは粒子そのものから発生しているもの
であることを知り得た。而して、析出物粒子の存在によ
って箔に過溶解現象を生じるのは、該析出物粒子が箔の
内部にまで存在していることによるものであることが判
ってきた。
の過溶解現象の誘因になるという有害な一面を有するの
に対し、よく観察するとエツチングピットの数、密度を
増大していることを見出した。即ち、エツチング時にお
いて、上記析出物の存在は、それがエツチング核として
機能し、エツチングヒツトの開始点が上記析出物粒子の
周りから、あるいは粒子そのものから発生しているもの
であることを知り得た。而して、析出物粒子の存在によ
って箔に過溶解現象を生じるのは、該析出物粒子が箔の
内部にまで存在していることによるものであることが判
ってきた。
課題を解決するための手段
この発明は、上記のような知見に基いて、析出粒子の形
成要素としてアルミニウム中に含まれる鉄(Fe)およ
びマグネシウム(Mg)あるいは更にけい素(Si)を
利用し、AQ−Fe系、AQ−Mg系、あるいは更にM
g−3i系等の金属間化合物による微細な析出粒子を箔
の表面層のみに分散状に存在せしめることで、エツチン
グの開始点となる核を増やし、内部には、析出粒子を極
めて少ないものにするか、望ましくは存在しないものと
することによって、エツチングピットの数を増大しつ\
、箔の過溶解を防止し、もって静電容量の一層の向上を
はかることに成功をおさめ得たものである。
成要素としてアルミニウム中に含まれる鉄(Fe)およ
びマグネシウム(Mg)あるいは更にけい素(Si)を
利用し、AQ−Fe系、AQ−Mg系、あるいは更にM
g−3i系等の金属間化合物による微細な析出粒子を箔
の表面層のみに分散状に存在せしめることで、エツチン
グの開始点となる核を増やし、内部には、析出粒子を極
めて少ないものにするか、望ましくは存在しないものと
することによって、エツチングピットの数を増大しつ\
、箔の過溶解を防止し、もって静電容量の一層の向上を
はかることに成功をおさめ得たものである。
従って、この発明に係る電解コンデンサ電極用アルミニ
ウム箔は、厚さ10μm以下の2つの表面層と、それら
の間に介在された1つの内層とを有し、上記表面層は、
Fe:0.001〜0.3%及びMg:0.05〜0.
5%を含有して残部アルミニウム及び不可避不純物か
らなり、かつ平均粒子径10μm以下のAQ−Fe系及
びAQ−Mg系の金属間化合物粒子が分散され、前記内
層は、F e % S i−、Cuの含有量がそれぞれ
0.01%以下に規制された高純度アルミニウムからな
り、かつFe及びSiの析出量がそれらの含有量の20
%以下であることを特徴とするものである。
ウム箔は、厚さ10μm以下の2つの表面層と、それら
の間に介在された1つの内層とを有し、上記表面層は、
Fe:0.001〜0.3%及びMg:0.05〜0.
5%を含有して残部アルミニウム及び不可避不純物か
らなり、かつ平均粒子径10μm以下のAQ−Fe系及
びAQ−Mg系の金属間化合物粒子が分散され、前記内
層は、F e % S i−、Cuの含有量がそれぞれ
0.01%以下に規制された高純度アルミニウムからな
り、かつFe及びSiの析出量がそれらの含有量の20
%以下であることを特徴とするものである。
表面層中には、上記Fe、Mgのほかに更にSi:0.
01〜0.5%を含有し、これによって表面層中に微細
な析aSi粒子、及びMg2Si粒子を分散せしめるも
のとしても良い。
01〜0.5%を含有し、これによって表面層中に微細
な析aSi粒子、及びMg2Si粒子を分散せしめるも
のとしても良い。
また内層は、エツチングピットのトンネル状の成長を助
長するために、ミラー指数(100)面結晶の占有率が
80%以上であるものとすることが好ましい。
長するために、ミラー指数(100)面結晶の占有率が
80%以上であるものとすることが好ましい。
以下、この発明の構成事項について更に詳しく説明する
。
。
先ず、表面層においてその厚さが10μm以下に規制さ
れるのは、電解コンデンサ電極用アルミニウム箔の全体
厚さか一般に概ね75〜100μm程度に形成されるこ
と\の関係で、上記表面層厚さを全体厚さの10%程度
以下のものとし、エツチング時における腐食減量を減ら
し、箔強度の著しい低下を防止するためである。
れるのは、電解コンデンサ電極用アルミニウム箔の全体
厚さか一般に概ね75〜100μm程度に形成されるこ
と\の関係で、上記表面層厚さを全体厚さの10%程度
以下のものとし、エツチング時における腐食減量を減ら
し、箔強度の著しい低下を防止するためである。
即ち、表面層にはFe5Mg、あるいは更にSiが含有
されること\の関係で、エツチング時の表面溶解が進行
し易いことから、該表面層をエツチングピットの開始点
を増やすことの目的に主として利用し、該ピットを深く
、太くトンネル状に成長させるのは専らに内層に依存せ
しめるものとするのが有利であるからである。従って表
面層の厚さは、少なくとも10μm以下でないと効果が
なく、望ましくは5μm以下にすべきである。
されること\の関係で、エツチング時の表面溶解が進行
し易いことから、該表面層をエツチングピットの開始点
を増やすことの目的に主として利用し、該ピットを深く
、太くトンネル状に成長させるのは専らに内層に依存せ
しめるものとするのが有利であるからである。従って表
面層の厚さは、少なくとも10μm以下でないと効果が
なく、望ましくは5μm以下にすべきである。
また、表面層はFe : 0.001〜0.3%及びM
g:0.05〜0. 5%を含有し、Al−Fe系及び
AQ−Mg系金属間化合物を析出せしめるものとし、そ
の析出粒子を全体に分散せしめるものとする。これらの
金属間化合物は、アルミニウムより電位的に責であり、
エツチング開始点を形成するのに有利である。しかしな
がら、その粒子径が10μmをこえると、局部的に表面
溶解が起こり、静電容量を低下する。
g:0.05〜0. 5%を含有し、Al−Fe系及び
AQ−Mg系金属間化合物を析出せしめるものとし、そ
の析出粒子を全体に分散せしめるものとする。これらの
金属間化合物は、アルミニウムより電位的に責であり、
エツチング開始点を形成するのに有利である。しかしな
がら、その粒子径が10μmをこえると、局部的に表面
溶解が起こり、静電容量を低下する。
好ましくは平均粒子径で5μm以下、更に好ましくは0
.1〜1.0μmの小さい粒子が大部分を占めて、それ
が表面層の全体に均一に分散しているものであることが
望ましい。Feの含有量においてそれが0.001%未
満及びMgの含有量においてそれが0.05%未満では
、上記金属間化合物粒子の生成が難しく、またFe:o
、3%、Mg:0.5%を超えると粒子径が10μmよ
り大きな粒子ができるので好ましくない。またとくにM
g過多の場合、その酸化物の影響でも溶解が起り易いも
のとなる。望ましくはFe : 0.003〜0.05
%程度、Mg:Q、1〜0.3%程度の含有量とするの
が良い。
.1〜1.0μmの小さい粒子が大部分を占めて、それ
が表面層の全体に均一に分散しているものであることが
望ましい。Feの含有量においてそれが0.001%未
満及びMgの含有量においてそれが0.05%未満では
、上記金属間化合物粒子の生成が難しく、またFe:o
、3%、Mg:0.5%を超えると粒子径が10μmよ
り大きな粒子ができるので好ましくない。またとくにM
g過多の場合、その酸化物の影響でも溶解が起り易いも
のとなる。望ましくはFe : 0.003〜0.05
%程度、Mg:Q、1〜0.3%程度の含有量とするの
が良い。
表面層中には、更に好ましくはSiを0,01〜0.5
%含有することが許容される。このSiの含有は、Af
l−Fe系、Al−Mg系金属間化合物のほかに、更に
析出Si、Mg251等の粒子を生成し、これを表面層
中に分散して更にエツチングピットの開始点を増やすの
に有効に作用する。Siの含有量が0.01%未満では
この効果に乏しく、0.5%を超えると、粒子径が10
μmより大きな粒子が形成され、また箔圧延性が悪くな
る。従って、最も好適とするSiの含有量は0.03〜
0. 2%程度である。
%含有することが許容される。このSiの含有は、Af
l−Fe系、Al−Mg系金属間化合物のほかに、更に
析出Si、Mg251等の粒子を生成し、これを表面層
中に分散して更にエツチングピットの開始点を増やすの
に有効に作用する。Siの含有量が0.01%未満では
この効果に乏しく、0.5%を超えると、粒子径が10
μmより大きな粒子が形成され、また箔圧延性が悪くな
る。従って、最も好適とするSiの含有量は0.03〜
0. 2%程度である。
内層は、前述のように表面層によって高密度に形成され
るエツチングピットを、更に深くトンネル状に進行させ
、拡面率を増大すると共に、過溶解を防止するものであ
る。従ってAl純度を高いものとし、含有不純物を少な
くして析出粒子が少ない状態にするか、望ましくは析出
粒子が存在しない状態のものとすることが必要である。
るエツチングピットを、更に深くトンネル状に進行させ
、拡面率を増大すると共に、過溶解を防止するものであ
る。従ってAl純度を高いものとし、含有不純物を少な
くして析出粒子が少ない状態にするか、望ましくは析出
粒子が存在しない状態のものとすることが必要である。
そのために、不可避的に含有される不純物としてのFe
5Si、及びCuの含有量は、いずれも0.01%以下
であることが必要であり、また特にFe、Siの析出量
が含有量の20%以下に規制されなければならない。い
ずれも上記上限値をこえてFe、5iSCuを過多に含
有し、Fe、Stの析出量が増えると、過溶解現象につ
ながり、静電容量の低下を招く。
5Si、及びCuの含有量は、いずれも0.01%以下
であることが必要であり、また特にFe、Siの析出量
が含有量の20%以下に規制されなければならない。い
ずれも上記上限値をこえてFe、5iSCuを過多に含
有し、Fe、Stの析出量が増えると、過溶解現象につ
ながり、静電容量の低下を招く。
なお、Cuは、固溶限が大きいので、上記含有量の範囲
では析出量の点は格別問題にならない。
では析出量の点は格別問題にならない。
その他の不純物、例えばMn、Mg5Cr、Pbは、そ
れぞれ0.005%以下、Zn、Gaは0.01%以下
の程度であれば、それらの含有が許容される。
れぞれ0.005%以下、Zn、Gaは0.01%以下
の程度であれば、それらの含有が許容される。
また、内層は、エツチングピットをトンネル状に進行さ
せて表面積を大きくするために、その結晶組織において
ミラー指数(100)面結晶の占有率を高いものとする
ことが望ましい。
せて表面積を大きくするために、その結晶組織において
ミラー指数(100)面結晶の占有率を高いものとする
ことが望ましい。
即ち、該(100)面結晶占有率を少なくとも全体の8
0%以上、望ましくは90%以上とするのが良い。
0%以上、望ましくは90%以上とするのが良い。
この発明に係る上記3層構成の電解コンデンサ電極箔の
製造は、表面層及び内層の構成材料を各別に製作し、そ
れらを熱間圧延によって圧着したのち、冷間圧延、及び
要すれば中間焼鈍を介在させて箔圧延を行い、所定厚み
に製造する。そして、最終焼鈍を施すことによって、A
l−Fe系金属間化合物等の粒子の析出状態を前記の所
定範囲にコントロールし、更に該高温処理後低温の時効
処理を施すことによってAl−Mg系析出物、Mg2S
i等の粒子を分散せしめるものとすることによって最も
簡易に製造しうる。しかし、この発明のアルミニウム箔
は、上記の製法に限定されるものではなく、例えば表面
層と内層の材料を各別に製造し、最終工程で両者を貼合
わせる方法によって製造するものとしても良い。
製造は、表面層及び内層の構成材料を各別に製作し、そ
れらを熱間圧延によって圧着したのち、冷間圧延、及び
要すれば中間焼鈍を介在させて箔圧延を行い、所定厚み
に製造する。そして、最終焼鈍を施すことによって、A
l−Fe系金属間化合物等の粒子の析出状態を前記の所
定範囲にコントロールし、更に該高温処理後低温の時効
処理を施すことによってAl−Mg系析出物、Mg2S
i等の粒子を分散せしめるものとすることによって最も
簡易に製造しうる。しかし、この発明のアルミニウム箔
は、上記の製法に限定されるものではなく、例えば表面
層と内層の材料を各別に製造し、最終工程で両者を貼合
わせる方法によって製造するものとしても良い。
表面層の構成材料の製造において、該層中での有害な粗
大な金属粒子は鋳造凝固時に生成することが多い。従っ
て、この粗大粒子の生成を回避するために、特に含有F
e量が比較的多い場合には殊更、表面層材料スラブを冷
却速度10℃/ s e c以上の急冷凝固法の採用に
よって過飽和固溶体に製作することが望ましい。
大な金属粒子は鋳造凝固時に生成することが多い。従っ
て、この粗大粒子の生成を回避するために、特に含有F
e量が比較的多い場合には殊更、表面層材料スラブを冷
却速度10℃/ s e c以上の急冷凝固法の採用に
よって過飽和固溶体に製作することが望ましい。
発明の効果
この発明のアルミニウム箔によれば、従来の一般的な純
度99.98〜99.99%の高純度アルミニウムによ
る単層箔として製造されるコンデンサ電極用アルミニウ
ム箔に較べ、エツチングによるトンネル状ピットの数を
増大し、静電容量を更に一層優れたものとすることがで
き、ひいては電解コンデンサの軽量小型化の要請に一段
と好適に対応しうる。
度99.98〜99.99%の高純度アルミニウムによ
る単層箔として製造されるコンデンサ電極用アルミニウ
ム箔に較べ、エツチングによるトンネル状ピットの数を
増大し、静電容量を更に一層優れたものとすることがで
き、ひいては電解コンデンサの軽量小型化の要請に一段
と好適に対応しうる。
実施例
(実施例1〜7、比較例1〜3)
F e N M g %及びSiをそれぞれ第1表に示
す各種の割合に含有し、その他痕跡量の不可避不純物を
含む高純度アルミニウムを用い、半連続鋳造法及び一部
のものは冷却速度30℃/Secの急冷凝固法によって
それぞれ各種の表面層用アルミニウムスラブを製造した
。そしてこれらのスラブを熱間圧延し、厚さ5−の表面
層用シートに製造した。
す各種の割合に含有し、その他痕跡量の不可避不純物を
含む高純度アルミニウムを用い、半連続鋳造法及び一部
のものは冷却速度30℃/Secの急冷凝固法によって
それぞれ各種の表面層用アルミニウムスラブを製造した
。そしてこれらのスラブを熱間圧延し、厚さ5−の表面
層用シートに製造した。
一方、Fe:0.001%、Si :0゜001%、C
u:0.004%を含有する純度99゜99%、厚さ3
00鵬のアルミニウムスラブを、600℃×20時間均
質化処理して内層用材料とした。
u:0.004%を含有する純度99゜99%、厚さ3
00鵬のアルミニウムスラブを、600℃×20時間均
質化処理して内層用材料とした。
そして、上記内層用材料の両面に表面層用シートを重ね
、熱間圧延にて圧着させたのち、冷間圧延、及び箔圧延
を行って厚さ0.1画のアルミニウム・クラツド箔とし
、これを真空下に500℃×5時間最終焼鈍し更に20
0℃×30時間の人工時効処理を施して各種のアルミニ
ウム箔試料を得た。
、熱間圧延にて圧着させたのち、冷間圧延、及び箔圧延
を行って厚さ0.1画のアルミニウム・クラツド箔とし
、これを真空下に500℃×5時間最終焼鈍し更に20
0℃×30時間の人工時効処理を施して各種のアルミニ
ウム箔試料を得た。
上記によって得られた各種試料は、いずれも表面層の厚
さが約1,6μmであり2、内層の(100)面結晶占
有率は85〜95%の範囲にあり、また内部のFe、5
tSCuの析出量は含有量の10%以下であった。また
、表面層中の析出粒子の大きさは、第1表に示すとおり
であった。
さが約1,6μmであり2、内層の(100)面結晶占
有率は85〜95%の範囲にあり、また内部のFe、5
tSCuの析出量は含有量の10%以下であった。また
、表面層中の析出粒子の大きさは、第1表に示すとおり
であった。
そこで、上記各種の試料につき、次の条件にて電解エツ
チング及び化成を行った。
チング及び化成を行った。
電解液=4%塩酸水溶液
液 温=70℃
電流密度:17A/drd
時 間:6分間
〔化成条件〕
化成液ニホウ酸20g/Ω+ホウ酸アンモニウム20g
/J2 液 温:20±5℃ 電流密度+1200mA/dm 化成電圧:350V そして、上記各試料の静電容量を調べた。その結果を従
来箔との対比において第1表に併記する。
/J2 液 温:20±5℃ 電流密度+1200mA/dm 化成電圧:350V そして、上記各試料の静電容量を調べた。その結果を従
来箔との対比において第1表に併記する。
尚、従来箔は、上記実施例の内層用アルミニウム材料と
同一組成の高純度アルミニウムを用い、均質化処理、熱
間圧延、箔圧延、最終焼鈍(真空中480℃×5時間)
の順次的実施(こより厚さ0. 1mmの単層筒に製造
したものであり、(1,00)面結晶占有率95%のも
のである。
同一組成の高純度アルミニウムを用い、均質化処理、熱
間圧延、箔圧延、最終焼鈍(真空中480℃×5時間)
の順次的実施(こより厚さ0. 1mmの単層筒に製造
したものであり、(1,00)面結晶占有率95%のも
のである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)厚さ10μm以下の2つの表面層と、それらの間
に介在された1つの内層とを有し、上記表面層は、Fe
:0.001〜0.3 %及びMg:0.05〜0.5%を含有して残部アルミ
ニウム及び不可避不純物からなり、かつ平均粒子径10
μm以下のAl−Fe系及びAl−Mg系の金属間化合
物粒子が分散され、 前記内層は、Fe、Si、Cuの含有量が それぞれ0.01%以下に規制された高純度アルミニウ
ムからなり、かつFe及びSiの析出量がそれらの含有
量の20%以下であることを特徴とする電解コンデンサ
電極用アルミニウム箔。 (2)表面層は、更にSi:0.01〜0.5%を含有
し、平均粒子径10μm以下の析出Si粒子及びMg_
2Si粒子が分散されてなる請求項(1)記載の電解コ
ンデンサ電極用アルミニウム箔。 (3)内層のミラー指数(100)面結晶占有率が80
%以上である請求項(1)または (2)記載の電解コンデンサ電極用アルミニウム箔。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24493090A JP2858910B2 (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 電解コンデンサ電極用アルミニウム箔 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24493090A JP2858910B2 (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 電解コンデンサ電極用アルミニウム箔 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04124240A true JPH04124240A (ja) | 1992-04-24 |
JP2858910B2 JP2858910B2 (ja) | 1999-02-17 |
Family
ID=17126084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24493090A Expired - Fee Related JP2858910B2 (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 電解コンデンサ電極用アルミニウム箔 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2858910B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07235364A (ja) * | 1993-12-23 | 1995-09-05 | Mintek | 点火栓又は点弧子用電極及びそれを用いた点火栓又は点弧子 |
-
1990
- 1990-09-14 JP JP24493090A patent/JP2858910B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07235364A (ja) * | 1993-12-23 | 1995-09-05 | Mintek | 点火栓又は点弧子用電極及びそれを用いた点火栓又は点弧子 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2858910B2 (ja) | 1999-02-17 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |