JPH0576535B2 - - Google Patents
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- JPH0576535B2 JPH0576535B2 JP59107176A JP10717684A JPH0576535B2 JP H0576535 B2 JPH0576535 B2 JP H0576535B2 JP 59107176 A JP59107176 A JP 59107176A JP 10717684 A JP10717684 A JP 10717684A JP H0576535 B2 JPH0576535 B2 JP H0576535B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
- C23C10/28—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using solids, e.g. powders, pastes
- C23C10/34—Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation
- C23C10/36—Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation only one element being diffused
- C23C10/48—Aluminising
- C23C10/50—Aluminising of ferrous surfaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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Landscapes
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- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
本発明は冷暖房機器、厨房機器、自動車、二輪
車、農業機械、船舶、加熱炉、燃焼排気等の耐熱
用部材として広範囲の用途に適した耐熱塗装被覆
鋼材、詳しくは鋼材表面にFe−Al系金属間化合
物を介して耐熱、耐食性塗膜を形成して耐熱性を
向上させた耐熱塗装被覆鋼材の製造法に関する。 近年耐熱、耐食性塗料の向上に伴い、350〜700
℃の耐熱性を必要とする用途には鋼材に耐熱、耐
食性塗料を塗装した塗装被覆鋼材が使用されてい
る。従来このような鋼材として普通鋼鋼材やめつ
き鋼材を脱脂処理により清浄化したもの、あるい
はブラスト処理により粗化した後塗装したものが
主に使用されているが、普通鋼鋼材に直接塗装し
たものは400℃以上の温度で使用すると塗膜と鋼
材との間に酸化皮膜が生じて塗膜の密着性が低下
し、塗膜が自然剥離や衝撃剥離を短期間のうちに
起すため、400℃以上の温度で長期間使用する用
途には適さないものであつた。一方めつき鋼材を
塗装したものとしてはNiやCrを電気めつきした
鋼材を塗装したものとAlやAl−Si合金を溶融め
つきした鋼材を塗装したものなどが使用されてい
たが、前者の場合ブラスト処理するとめつき厚が
薄いため鋼材素地が1部露出し、部分的に普通鋼
鋼材を塗装したものと変らない部分が生じ、後者
の場合にしても350〜530℃になるとめつき被覆層
と鋼材素地との間に熱拡散反応が生じて、Al−
Fe系金属間化合物が被覆層表面まで進行し、塗
膜の接着機構が破壊されるため、塗膜の密着力が
著しく低下してしまうものであつた。このためめ
つき鋼材を塗装したものも350℃より高い温度で
使用する用途で使用するには問題があつた。 本発明は使用温度が350℃より高い用途に使用
しても塗膜剥離の生じない耐熱塗装被覆鋼材の製
造法を提供するもので、AlまたはAl合金被覆鋼
材を350℃以上の温度で加熱処理することにより、
鋼材のAlまたはAl合金被覆層をFeAl3、Fe2Al5、
FeAlおよびFe3Alのいずれか1相または2相以
上を主体とする金属間化合物層に転化させた後耐
熱、耐食性塗料を塗装することを特徴としてい
る。 以下本発明を詳細に説明する。 本発明による耐熱塗装被覆鋼材は従来の耐熱塗
装被覆鋼材のうち、AlやAl−Si合金を溶融めつ
きした鋼材に耐熱、耐食性塗料を塗布したものは
使用中めつき被覆層が熱拡散反応を起して塗膜の
密着性が低下する点に鑑み、めつき被覆層をAl
−Fe系金属間化合物層にして塗膜の接着機構が
使用中変化しないようにしたものである。この
Al−Fe系金属間化合物としてはFeAl3、Fe2Al5、
FeAlおよびFe3Alのいずれか1相または2相以
上を主体とするものであれば350℃より高温で使
用しても塗膜剥離が生じず、しかもSiなどの他の
元素が含有されていても問題ないことが確認され
ている。 Al−Fe系金属間化合物層の上に形成する耐熱、
耐食性塗膜としては使用時の耐熱温度に応じたも
のを形成すればよい。例えば耐熱塗膜用塗料とし
て従来よりシリコーン樹脂系塗料が使用されてい
るが、耐熱温度として300〜650℃を必要とする場
合には例えばメチルフエニルシリコーン樹脂系の
塗料を塗装したものでよい。 本発明の耐熱塗装被覆鋼材の製造はAlまたは
Al合金被覆鋼材を素材にして、これを350℃以上
の温度で加熱処理して、AlまたはAl合金被覆層
をAl−Fe系金属間化合物層な転化し、その後耐
熱、耐食性塗料を塗装する。この場合の素材鋼材
としてはAlやAl合金のめつき鋼材やクラツド鋼
材であつてもよく、被覆層のAl合金にSiが1〜
15重量%含まれていてもよい。また加熱処理とし
ては使用温度より50℃以上高い温度でAlまたは
Al合金被覆層をAl−Fe系金属間化合物に転化さ
せるのに要する時間の2倍以上の時間加熱して
Al−Fe系金属間化合物層を熱的に安定化させ、
使用時に層組織が変化しないようにするのが好ま
しい。また、加熱処理の雰囲気は、大気鋳はもと
より、中性、あるいは還元性のいずれの雰囲気で
もよい。加熱処理後のAl−Fe系金属間化合物層
の組織は加熱温度と時間により異なるが、
FeAl3、Fe2Al5、FeAlおよびFe3Alのいずれか1
相または2相以上が主体となり、またその表面に
は微細な凹凸が形成されて粗化される。 AlまたはAl合金被覆鋼材を用いて以上のよう
にその被覆層をAl−Fe系金属間化合物層にすれ
ば、この層は組織的にAlやAl合金より塗膜密着
性に優れ、しかも表面が粗化されたものになるの
で、塗膜密着性は著しく向上する。 なお本発明の場合塗装前に350℃以上の温度で
加熱処理するので、素材表面に付着している油脂
分などは焼矢してしまうので、脱脂処理などは省
略することができ、また加熱処理により表面が粗
化されるので、ブラスト処理なども省略すること
もできる。 実施例 1 C0.05重量%の低炭素冷延鋼板(板厚0.8mm)を
ゼンジマー法でSi9.0重量%のAlめつき浴でめつ
きした溶融アルミニウムめつき鋼板(めつき付着
量80g/m2)とC0.04重量%の低炭素焼鈍済み冷
延鋼板を素材に用いて次に示すような工程で耐熱
塗装被覆鋼板を製造した。 (1) 本発明法 溶融アルミニウムめつき鋼板→加熱処理→耐
熱、耐食性塗料塗装 (2) 従来法 溶融アルミニウムめつき鋼板、冷延鋼板→ブ
ラスト処理(エメリー研削材# 60)→耐熱、耐
食性塗料塗装 なお加熱処理は大気雰囲気中で700、800、900
℃の各温度で10分間と3時間の2種類行い、耐
熱、耐食性塗料の塗装はいずれもメチルフエニル
シリコーン樹脂系のもの〔三重油脂化工(株)製、耐
熱温度最高650℃タイプ〕を下塗り20μm、上塗
り28μmの膜厚になるようにスプレー塗装して
180℃で20分間焼付乾燥した。 以上のようにして製造した耐熱塗装被覆鋼板を
次に大気雰囲気中で650℃の温度で200時間連続加
熱して、塗膜密着性、耐食性を調査したところ第
1表の結果が得られ、本発明材は従来材より耐
熱、耐食性に優れていることが確認された。なお
本発明材は第1表の如く700〜900℃の耐熱、耐食
性を有するので、700℃以下の温度での使用にも
耐えることは明らかである。
車、農業機械、船舶、加熱炉、燃焼排気等の耐熱
用部材として広範囲の用途に適した耐熱塗装被覆
鋼材、詳しくは鋼材表面にFe−Al系金属間化合
物を介して耐熱、耐食性塗膜を形成して耐熱性を
向上させた耐熱塗装被覆鋼材の製造法に関する。 近年耐熱、耐食性塗料の向上に伴い、350〜700
℃の耐熱性を必要とする用途には鋼材に耐熱、耐
食性塗料を塗装した塗装被覆鋼材が使用されてい
る。従来このような鋼材として普通鋼鋼材やめつ
き鋼材を脱脂処理により清浄化したもの、あるい
はブラスト処理により粗化した後塗装したものが
主に使用されているが、普通鋼鋼材に直接塗装し
たものは400℃以上の温度で使用すると塗膜と鋼
材との間に酸化皮膜が生じて塗膜の密着性が低下
し、塗膜が自然剥離や衝撃剥離を短期間のうちに
起すため、400℃以上の温度で長期間使用する用
途には適さないものであつた。一方めつき鋼材を
塗装したものとしてはNiやCrを電気めつきした
鋼材を塗装したものとAlやAl−Si合金を溶融め
つきした鋼材を塗装したものなどが使用されてい
たが、前者の場合ブラスト処理するとめつき厚が
薄いため鋼材素地が1部露出し、部分的に普通鋼
鋼材を塗装したものと変らない部分が生じ、後者
の場合にしても350〜530℃になるとめつき被覆層
と鋼材素地との間に熱拡散反応が生じて、Al−
Fe系金属間化合物が被覆層表面まで進行し、塗
膜の接着機構が破壊されるため、塗膜の密着力が
著しく低下してしまうものであつた。このためめ
つき鋼材を塗装したものも350℃より高い温度で
使用する用途で使用するには問題があつた。 本発明は使用温度が350℃より高い用途に使用
しても塗膜剥離の生じない耐熱塗装被覆鋼材の製
造法を提供するもので、AlまたはAl合金被覆鋼
材を350℃以上の温度で加熱処理することにより、
鋼材のAlまたはAl合金被覆層をFeAl3、Fe2Al5、
FeAlおよびFe3Alのいずれか1相または2相以
上を主体とする金属間化合物層に転化させた後耐
熱、耐食性塗料を塗装することを特徴としてい
る。 以下本発明を詳細に説明する。 本発明による耐熱塗装被覆鋼材は従来の耐熱塗
装被覆鋼材のうち、AlやAl−Si合金を溶融めつ
きした鋼材に耐熱、耐食性塗料を塗布したものは
使用中めつき被覆層が熱拡散反応を起して塗膜の
密着性が低下する点に鑑み、めつき被覆層をAl
−Fe系金属間化合物層にして塗膜の接着機構が
使用中変化しないようにしたものである。この
Al−Fe系金属間化合物としてはFeAl3、Fe2Al5、
FeAlおよびFe3Alのいずれか1相または2相以
上を主体とするものであれば350℃より高温で使
用しても塗膜剥離が生じず、しかもSiなどの他の
元素が含有されていても問題ないことが確認され
ている。 Al−Fe系金属間化合物層の上に形成する耐熱、
耐食性塗膜としては使用時の耐熱温度に応じたも
のを形成すればよい。例えば耐熱塗膜用塗料とし
て従来よりシリコーン樹脂系塗料が使用されてい
るが、耐熱温度として300〜650℃を必要とする場
合には例えばメチルフエニルシリコーン樹脂系の
塗料を塗装したものでよい。 本発明の耐熱塗装被覆鋼材の製造はAlまたは
Al合金被覆鋼材を素材にして、これを350℃以上
の温度で加熱処理して、AlまたはAl合金被覆層
をAl−Fe系金属間化合物層な転化し、その後耐
熱、耐食性塗料を塗装する。この場合の素材鋼材
としてはAlやAl合金のめつき鋼材やクラツド鋼
材であつてもよく、被覆層のAl合金にSiが1〜
15重量%含まれていてもよい。また加熱処理とし
ては使用温度より50℃以上高い温度でAlまたは
Al合金被覆層をAl−Fe系金属間化合物に転化さ
せるのに要する時間の2倍以上の時間加熱して
Al−Fe系金属間化合物層を熱的に安定化させ、
使用時に層組織が変化しないようにするのが好ま
しい。また、加熱処理の雰囲気は、大気鋳はもと
より、中性、あるいは還元性のいずれの雰囲気で
もよい。加熱処理後のAl−Fe系金属間化合物層
の組織は加熱温度と時間により異なるが、
FeAl3、Fe2Al5、FeAlおよびFe3Alのいずれか1
相または2相以上が主体となり、またその表面に
は微細な凹凸が形成されて粗化される。 AlまたはAl合金被覆鋼材を用いて以上のよう
にその被覆層をAl−Fe系金属間化合物層にすれ
ば、この層は組織的にAlやAl合金より塗膜密着
性に優れ、しかも表面が粗化されたものになるの
で、塗膜密着性は著しく向上する。 なお本発明の場合塗装前に350℃以上の温度で
加熱処理するので、素材表面に付着している油脂
分などは焼矢してしまうので、脱脂処理などは省
略することができ、また加熱処理により表面が粗
化されるので、ブラスト処理なども省略すること
もできる。 実施例 1 C0.05重量%の低炭素冷延鋼板(板厚0.8mm)を
ゼンジマー法でSi9.0重量%のAlめつき浴でめつ
きした溶融アルミニウムめつき鋼板(めつき付着
量80g/m2)とC0.04重量%の低炭素焼鈍済み冷
延鋼板を素材に用いて次に示すような工程で耐熱
塗装被覆鋼板を製造した。 (1) 本発明法 溶融アルミニウムめつき鋼板→加熱処理→耐
熱、耐食性塗料塗装 (2) 従来法 溶融アルミニウムめつき鋼板、冷延鋼板→ブ
ラスト処理(エメリー研削材# 60)→耐熱、耐
食性塗料塗装 なお加熱処理は大気雰囲気中で700、800、900
℃の各温度で10分間と3時間の2種類行い、耐
熱、耐食性塗料の塗装はいずれもメチルフエニル
シリコーン樹脂系のもの〔三重油脂化工(株)製、耐
熱温度最高650℃タイプ〕を下塗り20μm、上塗
り28μmの膜厚になるようにスプレー塗装して
180℃で20分間焼付乾燥した。 以上のようにして製造した耐熱塗装被覆鋼板を
次に大気雰囲気中で650℃の温度で200時間連続加
熱して、塗膜密着性、耐食性を調査したところ第
1表の結果が得られ、本発明材は従来材より耐
熱、耐食性に優れていることが確認された。なお
本発明材は第1表の如く700〜900℃の耐熱、耐食
性を有するので、700℃以下の温度での使用にも
耐えることは明らかである。
【表】
また本発明材のAl−Fe系金属間化合物層をX
線回析法により同定したところその組織は第2表
のようになつていた。
線回析法により同定したところその組織は第2表
のようになつていた。
【表】
実施例 2
C0.04重量%の低炭素冷延鋼板(板厚0.6mm)の
表面に純度99.9重量%のAlを20μmクラツドした
アルミニウムクラツド鋼板を大気雰囲気中で800
℃の温度で10分間と30分間の2種の加熱処理を行
つた後エメリー研削材# 60で表面にプラスト処理
を施し、その後実施例1と同一の耐熱、耐食性塗
料を同一条件で塗装、焼付乾燥して耐熱塗装被覆
鋼板とした。次にこの鋼板に実施例1と同じ加熱
を施してその塗膜密着性と耐食性を調査したとこ
ろ、第3表に示すような結果が得られ、耐熱、耐
食性は良好であつた。
表面に純度99.9重量%のAlを20μmクラツドした
アルミニウムクラツド鋼板を大気雰囲気中で800
℃の温度で10分間と30分間の2種の加熱処理を行
つた後エメリー研削材# 60で表面にプラスト処理
を施し、その後実施例1と同一の耐熱、耐食性塗
料を同一条件で塗装、焼付乾燥して耐熱塗装被覆
鋼板とした。次にこの鋼板に実施例1と同じ加熱
を施してその塗膜密着性と耐食性を調査したとこ
ろ、第3表に示すような結果が得られ、耐熱、耐
食性は良好であつた。
【表】
(注) 試験条件は、実施例1に同じである。
またクラツド層をX線回析法により同定したと
ころ10分間加熱処理および30分間加熱処理のもの
ともFeAl相が主体であつた。 実施例 3 実施例1と同一の溶融アルミニウムめつき鋼板
(めつき付着量80g/m2)を、加熱処理して、還
元性のHNXガス(H210Vol%)の雰囲気で、
600℃20分間と3時間の2種類行ない、その後、
耐熱、耐食性の塗料はいずれも、メチルフエニル
シリコーン樹脂を主体となす〔三重油脂化工(株)
製、耐熱温度最高550℃タイプ〕を下塗り20μm、
上塗り30μmの膜厚になるようにスプレー塗装し
て、180℃で20分間焼付を行なつた。加熱処理後
めつき層が転化した、Al−Fe系金属間化合物層
は、20分間加熱処理材ではFeAl3になつており、
3時間加熱処理材ではFeAl3と少量のFe2Al5にな
つていた。 なお比較材として実施例1と同一の溶融アルミ
ニウムめつき鋼板のままのものを、従来法のブラ
スト処理(研削材# 60)を施し、同一の耐熱、耐
食性の塗料を同一条件で塗装した。 以上のようにして製造した耐熱塗装被覆鋼板
を、次に大気雰囲気中で550℃の温度で200時間連
続加熱して、塗膜密着性、耐食性を調査したとこ
ろ、第4表の結果が得られ、本発明材は、従来材
より耐熱、耐食性に優れていることが確認され
た。
またクラツド層をX線回析法により同定したと
ころ10分間加熱処理および30分間加熱処理のもの
ともFeAl相が主体であつた。 実施例 3 実施例1と同一の溶融アルミニウムめつき鋼板
(めつき付着量80g/m2)を、加熱処理して、還
元性のHNXガス(H210Vol%)の雰囲気で、
600℃20分間と3時間の2種類行ない、その後、
耐熱、耐食性の塗料はいずれも、メチルフエニル
シリコーン樹脂を主体となす〔三重油脂化工(株)
製、耐熱温度最高550℃タイプ〕を下塗り20μm、
上塗り30μmの膜厚になるようにスプレー塗装し
て、180℃で20分間焼付を行なつた。加熱処理後
めつき層が転化した、Al−Fe系金属間化合物層
は、20分間加熱処理材ではFeAl3になつており、
3時間加熱処理材ではFeAl3と少量のFe2Al5にな
つていた。 なお比較材として実施例1と同一の溶融アルミ
ニウムめつき鋼板のままのものを、従来法のブラ
スト処理(研削材# 60)を施し、同一の耐熱、耐
食性の塗料を同一条件で塗装した。 以上のようにして製造した耐熱塗装被覆鋼板
を、次に大気雰囲気中で550℃の温度で200時間連
続加熱して、塗膜密着性、耐食性を調査したとこ
ろ、第4表の結果が得られ、本発明材は、従来材
より耐熱、耐食性に優れていることが確認され
た。
【表】
(注) 試験条件は、実施例1に同じである。
以上の如く本発明による耐熱塗装被覆鋼材は
350℃以上の温度で使用しても塗膜剥離を起すこ
とがない。
以上の如く本発明による耐熱塗装被覆鋼材は
350℃以上の温度で使用しても塗膜剥離を起すこ
とがない。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 AlまたはAl合金被覆鋼材を350℃以上の温度
で加熱処理することにより、鋼材のAlまたはAl
合金被覆層をFeAl3、Fe2Al5、FeAlおよびFe3Al
のいずれか1相または2相以上を主体とする金属
間化合物層に転化させた後耐熱、耐食性塗料を塗
装することを特徴とする耐熱塗装被覆鋼材の製造
法。 2 Al合金被覆鋼材としてAl合金被覆層がSiを
1〜15重量%含むAl−Si合金のものを用いて製
造することを特徴とする特許請求の範囲第1項に
記載の耐熱塗装被覆鋼材の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10717684A JPS60251267A (ja) | 1984-05-26 | 1984-05-26 | 耐熱塗装被覆鋼材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10717684A JPS60251267A (ja) | 1984-05-26 | 1984-05-26 | 耐熱塗装被覆鋼材の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60251267A JPS60251267A (ja) | 1985-12-11 |
JPH0576535B2 true JPH0576535B2 (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=14452394
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10717684A Granted JPS60251267A (ja) | 1984-05-26 | 1984-05-26 | 耐熱塗装被覆鋼材の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60251267A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040253386A1 (en) | 2003-06-13 | 2004-12-16 | Sarojini Deevi | Preparation of intermetallics by metallo-organic decomposition |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5213774A (en) * | 1975-07-23 | 1977-02-02 | Nippon Gakki Seizo Kk | Production method of semiconductor device |
JPS5543501A (en) * | 1976-02-13 | 1980-03-27 | Canon Inc | Electrophotographic copier |
JPS56142519A (en) * | 1980-04-05 | 1981-11-06 | Asahi Optical Co Ltd | Sealing mechanism of camera |
JPS5732714A (en) * | 1980-08-07 | 1982-02-22 | H Ii I:Kk | Rotary type dehumidifier |
JPS5819744A (ja) * | 1981-07-24 | 1983-02-04 | Sony Corp | 光学式記録再生装置 |
JPS5916837A (ja) * | 1978-11-16 | 1984-01-28 | ヘキスト・アクチエンゲゼルシヤフト | P−第3ブチル−ベンザル−ブロマイドおよび核の所でハロゲン置換されたその誘導体 |
-
1984
- 1984-05-26 JP JP10717684A patent/JPS60251267A/ja active Granted
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5213774A (en) * | 1975-07-23 | 1977-02-02 | Nippon Gakki Seizo Kk | Production method of semiconductor device |
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JPS56142519A (en) * | 1980-04-05 | 1981-11-06 | Asahi Optical Co Ltd | Sealing mechanism of camera |
JPS5732714A (en) * | 1980-08-07 | 1982-02-22 | H Ii I:Kk | Rotary type dehumidifier |
JPS5819744A (ja) * | 1981-07-24 | 1983-02-04 | Sony Corp | 光学式記録再生装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS60251267A (ja) | 1985-12-11 |
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