JPH04157109A - 金型用型材の製造方法 - Google Patents
金型用型材の製造方法Info
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- JPH04157109A JPH04157109A JP2282199A JP28219990A JPH04157109A JP H04157109 A JPH04157109 A JP H04157109A JP 2282199 A JP2282199 A JP 2282199A JP 28219990 A JP28219990 A JP 28219990A JP H04157109 A JPH04157109 A JP H04157109A
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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、全面にわたって通気用の細孔を宵する金型を
製作するための型材に関する。
製作するための型材に関する。
(従来技術と問題点)
本願出願人は、プラスチックの成形あるいは金属の鋳造
等に使用される金型を製作するための型材として、ワイ
ヤー切削法により製造した太さ100μm以下の鉄系長
繊維を寸断して得たアスペクト比30〜100の短繊維
に炭素粉を0.5〜1.2wt%添加すると共に必要に
応じてCr粉及びMn粉を加えて混合した混合材料をプ
レス成形用型若しくはCIP法用ラバー型内に均一密度
に充填し、0.5〜8ton/cm2の加圧力で加圧成
形した後還元性雰囲気にて、加熱焼結して成る金型用型
材をすでに特許出願している(特開平2−101102
号公報)。
等に使用される金型を製作するための型材として、ワイ
ヤー切削法により製造した太さ100μm以下の鉄系長
繊維を寸断して得たアスペクト比30〜100の短繊維
に炭素粉を0.5〜1.2wt%添加すると共に必要に
応じてCr粉及びMn粉を加えて混合した混合材料をプ
レス成形用型若しくはCIP法用ラバー型内に均一密度
に充填し、0.5〜8ton/cm2の加圧力で加圧成
形した後還元性雰囲気にて、加熱焼結して成る金型用型
材をすでに特許出願している(特開平2−101102
号公報)。
このような金型用型材は、微細な空孔が全面にわたって
均一に分布しているため通気用の孔加工を一切必要とせ
ず、また強度及び靭性に優れた特性を存する一方で、鉄
系短繊維が酸化腐食して錆を発生させ、空孔を閉寒させ
たり、硬度がそれほど冨くないことから耐摩耗性が劣る
等の問題があることが判明した。
均一に分布しているため通気用の孔加工を一切必要とせ
ず、また強度及び靭性に優れた特性を存する一方で、鉄
系短繊維が酸化腐食して錆を発生させ、空孔を閉寒させ
たり、硬度がそれほど冨くないことから耐摩耗性が劣る
等の問題があることが判明した。
(目的)
本発明は上記の問題に鑑みて成されたもので全面にわた
って通気用の微細空孔を有すると共に機械加工が可能で
かつ耐食性に優れ、熱処理による硬さの制御が可能な型
材を提供することを目的とするものである。
って通気用の微細空孔を有すると共に機械加工が可能で
かつ耐食性に優れ、熱処理による硬さの制御が可能な型
材を提供することを目的とするものである。
(発明に至る経過)
本願発明者は、前記目的を達成するために、特開平2−
101102号公報に示めされている鉄系繊維に変えて
ステンレスam維を使用することを検討した。しかし、
ステンレス鋼繊維を使用するに当っては次のような問題
がある。
101102号公報に示めされている鉄系繊維に変えて
ステンレスam維を使用することを検討した。しかし、
ステンレス鋼繊維を使用するに当っては次のような問題
がある。
ステンレス鋼は大別してフェライト系、オーステナイト
系、マルテンサイト系の3種に分けられる。
系、マルテンサイト系の3種に分けられる。
フェライト系は0%が低いFe−Cr合金で11.5〜
19%Crを含み、0%が低いために硬さが低く切削加
工は可能であるが急冷しても焼きが入らない。
19%Crを含み、0%が低いために硬さが低く切削加
工は可能であるが急冷しても焼きが入らない。
オーステナイト系はFe−Cr合金にNiを数%以上含
み、室温でもオーステナイト組織を呈するものであり、
一般に耐食性、耐熱性に優れるが切削加工において加工
硬化をおこし、加工が非常に困難である。
み、室温でもオーステナイト組織を呈するものであり、
一般に耐食性、耐熱性に優れるが切削加工において加工
硬化をおこし、加工が非常に困難である。
マルテンサイト系は、0%が萬いFe−Cr合金で11
.5−19%Crを含み、0%を高めると硬さがか増し
その硬さの制御は可能であるが0%の増加に伴って耐食
性が劣化して錆を発生させる。
.5−19%Crを含み、0%を高めると硬さがか増し
その硬さの制御は可能であるが0%の増加に伴って耐食
性が劣化して錆を発生させる。
本発明は上記のようなステンレス鋼の問題を克服するた
めに種々検討を加えた結果フェライト系ステンレス鋼繊
維を使用し、焼結後に窒素を含有させることを思い立っ
た。
めに種々検討を加えた結果フェライト系ステンレス鋼繊
維を使用し、焼結後に窒素を含有させることを思い立っ
た。
(問題点を解決するための手段)
上記目的を達成するために本発明における金型用型材は
、ワイヤー切削法により製造した太さ100μm以下の
フェライト系ステンレス鋼長繊維を寸断して得たアスペ
クト比30〜300の短繊維にフェライト系ステンレス
鋼粉とCu粉若しくはCu−Sn粉を加えて混合した混
合材料を、’ CI P法用ラバー型内に均一に充填し
、2〜4ton/cjの加圧力で加圧成形した後、真空
雰囲気中にて加熱焼結し、これに連続して若しくは再加
熱して窒素ガス若しくは、アンモニア分解ガス中に、9
00〜LO50”Cの温度で保持して母金属に窒素を0
.3〜1.2wt%含有させて成るものである。
、ワイヤー切削法により製造した太さ100μm以下の
フェライト系ステンレス鋼長繊維を寸断して得たアスペ
クト比30〜300の短繊維にフェライト系ステンレス
鋼粉とCu粉若しくはCu−Sn粉を加えて混合した混
合材料を、’ CI P法用ラバー型内に均一に充填し
、2〜4ton/cjの加圧力で加圧成形した後、真空
雰囲気中にて加熱焼結し、これに連続して若しくは再加
熱して窒素ガス若しくは、アンモニア分解ガス中に、9
00〜LO50”Cの温度で保持して母金属に窒素を0
.3〜1.2wt%含有させて成るものである。
(作用)
本発明は、主材料としてフェライト系ステンレス鋼の短
繊維と粉末を使用する。その代表沙1は5US434
(C50,1,Cr:16〜19%、Mo:0.5〜
2%)SUS430(C50,03,Cr : 1e
〜19%)である。この化学成分からなる線材をワイヤ
ーの切削法で削り出すことにより、直径換算で10〜5
0μmの長繊維を作り、この長繊維をカッターミル等で
寸断してアスペクト比30〜300の短繊維を得る。
繊維と粉末を使用する。その代表沙1は5US434
(C50,1,Cr:16〜19%、Mo:0.5〜
2%)SUS430(C50,03,Cr : 1e
〜19%)である。この化学成分からなる線材をワイヤ
ーの切削法で削り出すことにより、直径換算で10〜5
0μmの長繊維を作り、この長繊維をカッターミル等で
寸断してアスペクト比30〜300の短繊維を得る。
この短繊維は、繊維軸線が切削方向と平行であり、全体
としてカール気味になり、かつ繊維軸線と直角の断面が
割面杖若しくは、偏平矩形であり、全体として帯状を呈
している。
としてカール気味になり、かつ繊維軸線と直角の断面が
割面杖若しくは、偏平矩形であり、全体として帯状を呈
している。
このようにして得た短繊維に上記成分のフェライト系ス
テンレス鋼粉と、Cu粉若しくはCu−5n粉を加えて
混合した材料をCIP法用ラバー型内に均一に充填し、
2〜4ton/cm2の加圧力で加圧成形した後真空雰
囲気中にて焼結後これに連続して若しくは再加熱して窒
素ガス若しくはアンモニア分解ガス中に900〜105
0°Cの温度で保持して母金属に窒素を0.3〜1.2
wt%含有させることにより、全面に微細な空孔を有し
、かつ切削性、耐食性をそこなうことなく型材として必
要な硬さ、及び熱処理による硬さの制御を行なうことが
できる。
テンレス鋼粉と、Cu粉若しくはCu−5n粉を加えて
混合した材料をCIP法用ラバー型内に均一に充填し、
2〜4ton/cm2の加圧力で加圧成形した後真空雰
囲気中にて焼結後これに連続して若しくは再加熱して窒
素ガス若しくはアンモニア分解ガス中に900〜105
0°Cの温度で保持して母金属に窒素を0.3〜1.2
wt%含有させることにより、全面に微細な空孔を有し
、かつ切削性、耐食性をそこなうことなく型材として必
要な硬さ、及び熱処理による硬さの制御を行なうことが
できる。
(実施例)
SUS434(C:0.1%、Cr:18%、Mo:1
%)のステンレス鋼線材3〜5■璽φをワイヤー切削法
により切削して直径換算20〜50μmの長繊維を作り
、これをカッターミルで寸断してアスペクト比30〜3
00(長さ0.4〜3.0.、)とした短繊維を得た。
%)のステンレス鋼線材3〜5■璽φをワイヤー切削法
により切削して直径換算20〜50μmの長繊維を作り
、これをカッターミルで寸断してアスペクト比30〜3
00(長さ0.4〜3.0.、)とした短繊維を得た。
この短繊維40wt%に5US434系(C:0.05
%、Cr:17%。
%、Cr:17%。
Mo : 2%)のステンレス鋼粉を60wt%、さら
に電解銅粉末を4wt%添加して混合した混合材料をC
IP法用法用ラバ定型填して3ton/cm2の加圧力
により加圧成形して圧粉体を得た後、この圧粉体を第1
図に示す焼結条件にて焼結を行ない金型用型材を得た。
に電解銅粉末を4wt%添加して混合した混合材料をC
IP法用法用ラバ定型填して3ton/cm2の加圧力
により加圧成形して圧粉体を得た後、この圧粉体を第1
図に示す焼結条件にて焼結を行ない金型用型材を得た。
今焼結条件について第1図に基づいて説明すると、供試
材として250 +sm X 200 龍X100冒■
(約30kg)のブロック材を用い、真空焼結炉内でI
X 10 ”” torr以下まで減圧後、昇温を行
ない、550°Cにて気化成分の十分なる脱気のため3
0分間温度保持をし、I X 10−2torr以下の
真空度を得た後、再昇温を行ない1150℃にて2時間
温度保持をし、その後700℃まで炉冷を行なう。
材として250 +sm X 200 龍X100冒■
(約30kg)のブロック材を用い、真空焼結炉内でI
X 10 ”” torr以下まで減圧後、昇温を行
ない、550°Cにて気化成分の十分なる脱気のため3
0分間温度保持をし、I X 10−2torr以下の
真空度を得た後、再昇温を行ない1150℃にて2時間
温度保持をし、その後700℃まで炉冷を行なう。
その間パーシャル窒素を10 to”r (%気圧)流
す。(バーノヤル窒素を流す目的は真空高温に保持した
場合ステンレス鋼中のOr蒸発を防止する。) 700℃になった時点で窒素ガスを3kg/−流し供試
材を急速冷却させる。(700’Cで急速冷却を開始す
るのは変態点をすぎて組織変化を起させないためである
。) 上記供試材を各々第2図、及び第3図の窒化条件にて窒
化処理を行ない、その供試材の成分分析値と硬さ分析値
を測定した結果を表1に示す。
す。(バーノヤル窒素を流す目的は真空高温に保持した
場合ステンレス鋼中のOr蒸発を防止する。) 700℃になった時点で窒素ガスを3kg/−流し供試
材を急速冷却させる。(700’Cで急速冷却を開始す
るのは変態点をすぎて組織変化を起させないためである
。) 上記供試材を各々第2図、及び第3図の窒化条件にて窒
化処理を行ない、その供試材の成分分析値と硬さ分析値
を測定した結果を表1に示す。
令室化条件について第2図及び第3図に基づいて説明す
ると、第2図は、保持時間を一定にして保持温度を変化
させた時の条件を示し、第3図は保持温度を一定にして
保持時間を変化させた時の条件を示すもので、真空熱処
理炉内でI X 10−2torr以下まで減圧後、昇
温を行ない700℃にて気化成分の十分なる脱気のため
の30分間温度保持をし、1×10−2torr以下の
真空度を得た後、再昇温を行ない、各保持温度あるいは
保持時間を変化させ、1気圧中の窒素雰囲気下で窒化処
理を行なった。
ると、第2図は、保持時間を一定にして保持温度を変化
させた時の条件を示し、第3図は保持温度を一定にして
保持時間を変化させた時の条件を示すもので、真空熱処
理炉内でI X 10−2torr以下まで減圧後、昇
温を行ない700℃にて気化成分の十分なる脱気のため
の30分間温度保持をし、1×10−2torr以下の
真空度を得た後、再昇温を行ない、各保持温度あるいは
保持時間を変化させ、1気圧中の窒素雰囲気下で窒化処
理を行なった。
表 1
表1に示す結果の中で試料N[L E3は供試材の表面
と内部の(N)量の分析値の差が大きく均一な窒素含有
を得るには保持時間30分以上が必要である。
と内部の(N)量の分析値の差が大きく均一な窒素含有
を得るには保持時間30分以上が必要である。
また硬さがHMV 500以上、窒素含有量が1.2%
をこすものは窒化クロムが多量に生成され、加工が困難
となり、型材としては適さない。
をこすものは窒化クロムが多量に生成され、加工が困難
となり、型材としては適さない。
さらに窒素量0.3%以下では型材としての必要な硬さ
HMV250は得られない。
HMV250は得られない。
実施例1
上記表1の中から機械加工性に優れ、切削速度が通常の
型材(SDK61)と同等のものが得られるところの試
料Nα2を選択し、その機械的性質及び空孔径、空孔率
を調べた結果を第2表に示す。
型材(SDK61)と同等のものが得られるところの試
料Nα2を選択し、その機械的性質及び空孔径、空孔率
を調べた結果を第2表に示す。
上記試料Nα2のものをそのまま加工し、金型として使
用し汎用ABS樹脂を最小肉厚0.7..1製品寸法1
0 m++ X 150 mmのバンド状のものを10
ケ込めにて成形テストを行なったその結果通常の型材を
使用した場合射出圧138kg/cJ必要であったもの
が射出圧98 kg / cJにてきれいに成形ができ
ガス焼けのないものが得られた。
用し汎用ABS樹脂を最小肉厚0.7..1製品寸法1
0 m++ X 150 mmのバンド状のものを10
ケ込めにて成形テストを行なったその結果通常の型材を
使用した場合射出圧138kg/cJ必要であったもの
が射出圧98 kg / cJにてきれいに成形ができ
ガス焼けのないものが得られた。
実施例2
上記表1の中の試料Nα3及びNα7について真空焼入
れテストを行なった結果を表3に示す。
れテストを行なった結果を表3に示す。
今真空焼入れ条件について第4図に基づいて説明すると
、真空熱処理炉内でlX1O−2torr程度まで減圧
後昇温を行ない700℃にて気化成分の十分なる脱気の
ため30分間温度保持をし、I X 10−2torr
程度の真空度を得た後950℃及び1020℃にそれぞ
れ再昇温をし、30分間温度保持をし、その時点で窒素
ガスを3 kg / cJ流し試料を急速冷却させ、3
0分後にlXl0−2程度の真空度を得た後250″C
まで昇温しで2時間温度保持をし、炉冷を行なった。
、真空熱処理炉内でlX1O−2torr程度まで減圧
後昇温を行ない700℃にて気化成分の十分なる脱気の
ため30分間温度保持をし、I X 10−2torr
程度の真空度を得た後950℃及び1020℃にそれぞ
れ再昇温をし、30分間温度保持をし、その時点で窒素
ガスを3 kg / cJ流し試料を急速冷却させ、3
0分後にlXl0−2程度の真空度を得た後250″C
まで昇温しで2時間温度保持をし、炉冷を行なった。
表 3
上記の真空焼入れ条件は一般の金型材の焼入れに用いら
れる条件と同じであり、通常の真空熱処理条件でもHM
V 600までの硬さが得られガラス強化樹脂にも十分
便用できることが確認できた。
れる条件と同じであり、通常の真空熱処理条件でもHM
V 600までの硬さが得られガラス強化樹脂にも十分
便用できることが確認できた。
尚上記実施例では、加圧成形体の焼結と、焼結体の窒化
処理とを別々の処理炉で行なったが、同一炉で1加熱サ
イクル中で連続して処理を行なってもよい。
処理とを別々の処理炉で行なったが、同一炉で1加熱サ
イクル中で連続して処理を行なってもよい。
(効果)
本発明の金型用型材は上記説明から明らかなように従来
の型材が持つ優れた特性を保持すると同時に主材料とし
てフェライト系ステンレス鋼を使用することから酸化腐
食による諸問題を克服でき、さらに窒化処理が成されて
いることのため後に行なわれる焼入れ処理によりその硬
度を制御するが可能であり金型用型材として優れた特性
を宵する。
の型材が持つ優れた特性を保持すると同時に主材料とし
てフェライト系ステンレス鋼を使用することから酸化腐
食による諸問題を克服でき、さらに窒化処理が成されて
いることのため後に行なわれる焼入れ処理によりその硬
度を制御するが可能であり金型用型材として優れた特性
を宵する。
第1図は加圧成形体の焼結条件を示すグラフ、第2図は
、保持時間を一定にし加熱温度を変化させた場合の焼結
体の窒化条件を示すグラフ、第3図は加熱温度を一定に
し保持時間を変化させた場合の焼結体の窒化条件を示す
グラフ、第4図は本発明の金型用型材の真空焼入れ条件
を示すグラフである。 導1 図 時間(H「)
、保持時間を一定にし加熱温度を変化させた場合の焼結
体の窒化条件を示すグラフ、第3図は加熱温度を一定に
し保持時間を変化させた場合の焼結体の窒化条件を示す
グラフ、第4図は本発明の金型用型材の真空焼入れ条件
を示すグラフである。 導1 図 時間(H「)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ワイヤー切削法により製造した太さ100μm以下のフ
ェライト系ステンレス鋼長繊維を寸断して得たアスペク
ト比30〜300の短繊維に、フェライト系ステンレス
鋼粉と Cu粉若しくはCu−Sn粉を加えて混合した混合材料
を、CIP法用ラバー型内に均一に充填し、2〜4to
n/cm^2の加圧力で加圧成形した後、真空雰囲気中
にて加熱焼結し、これに連続して若しくは再加熱して窒
素ガス若しくはアンモニア分解ガス中に、900〜10
50℃の温度で保持して母金属に窒素を0.3〜1.2
wt%含有させて成る金型用型材。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2282199A JP2588057B2 (ja) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | 金型用型材の製造方法 |
KR1019910017519A KR0175321B1 (ko) | 1990-10-19 | 1991-10-07 | 금형재료 제조방법 및 금형 재료 |
US07/773,007 US5152828A (en) | 1990-10-19 | 1991-10-08 | Method of producing mold material and the mold material |
DE69107005T DE69107005T2 (de) | 1990-10-19 | 1991-10-10 | Verfahren zur Herstellung von Formstoff und Formstoff. |
EP91117297A EP0481359B1 (en) | 1990-10-19 | 1991-10-10 | Method of producing mold material and the mold material |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2282199A JP2588057B2 (ja) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | 金型用型材の製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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JP2588057B2 JP2588057B2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
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EP (1) | EP0481359B1 (ja) |
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KR (1) | KR0175321B1 (ja) |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015183248A (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-22 | トヨタ自動車株式会社 | 鉄系粉末混合物、同鉄系粉末混合物から得られる鉄系焼結体、及び同鉄系焼結体から得られる鉄系部品 |
JP2015183247A (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-22 | トヨタ自動車株式会社 | 鉄系粉末混合物、同鉄系粉末混合物から得られる鉄系焼結体、及び同鉄系焼結体から得られる鉄系部品 |
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JP3271737B2 (ja) * | 1995-09-22 | 2002-04-08 | 新東工業株式会社 | 鋳造用多孔質金型材及びその製造方法 |
US5850590A (en) * | 1996-04-19 | 1998-12-15 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Method for making a porous sintered material |
ES2172366B1 (es) * | 1999-07-14 | 2003-11-01 | Tratamientos Termicos Ttt S A | Procedimiento para la produccion de componentes de acero rapido mediante la tecnica de metalurgia de polvos. |
KR20140007895A (ko) * | 2011-02-14 | 2014-01-20 | 신토고교 가부시키가이샤 | 금형용 형재, 금형용 통기성 부재, 및 금형용 형재 및 금형용 통기성 부재의 제조 방법 |
FR3088343B1 (fr) * | 2018-11-09 | 2021-04-16 | Fond De Sougland | Acier de fonderie refractaire ferritique |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1453092A (en) * | 1973-01-15 | 1976-10-20 | Foseco Int | Hardenable refractory composition for use in the repair of ingot moulds |
US4261745A (en) * | 1979-02-09 | 1981-04-14 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Method for preparing a composite metal sintered article |
CA1190418A (en) * | 1980-04-21 | 1985-07-16 | Nobuhito Kuroishi | Process for producing sintered ferrous alloys |
US4420336A (en) * | 1982-02-11 | 1983-12-13 | Scm Corporation | Process of improving corrosion resistance in porous stainless steel bodies and article |
US4613369A (en) * | 1984-06-27 | 1986-09-23 | Pall Corporation | Porous metal article and method of making |
US4828930A (en) * | 1985-02-01 | 1989-05-09 | Pall Corporation | Seamless porous metal article and method of making |
-
1990
- 1990-10-19 JP JP2282199A patent/JP2588057B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-10-07 KR KR1019910017519A patent/KR0175321B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1991-10-08 US US07/773,007 patent/US5152828A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-10 DE DE69107005T patent/DE69107005T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-10 EP EP91117297A patent/EP0481359B1/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015183248A (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-22 | トヨタ自動車株式会社 | 鉄系粉末混合物、同鉄系粉末混合物から得られる鉄系焼結体、及び同鉄系焼結体から得られる鉄系部品 |
JP2015183247A (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-22 | トヨタ自動車株式会社 | 鉄系粉末混合物、同鉄系粉末混合物から得られる鉄系焼結体、及び同鉄系焼結体から得られる鉄系部品 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR0175321B1 (ko) | 1999-02-18 |
DE69107005T2 (de) | 1995-06-29 |
KR920007723A (ko) | 1992-05-27 |
JP2588057B2 (ja) | 1997-03-05 |
EP0481359A1 (en) | 1992-04-22 |
US5152828A (en) | 1992-10-06 |
DE69107005D1 (de) | 1995-03-09 |
EP0481359B1 (en) | 1995-01-25 |
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