JPH06122934A - 成形性に優れたアルミニウム合金板およびその製造法 - Google Patents
成形性に優れたアルミニウム合金板およびその製造法Info
- Publication number
- JPH06122934A JPH06122934A JP27404492A JP27404492A JPH06122934A JP H06122934 A JPH06122934 A JP H06122934A JP 27404492 A JP27404492 A JP 27404492A JP 27404492 A JP27404492 A JP 27404492A JP H06122934 A JPH06122934 A JP H06122934A
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- Japan
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- aluminum alloy
- formability
- amount
- alloy sheet
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Abstract
(57)【要約】
【目的】成形性に優れたアルミニウム合金板およびその
製造法の提供。 【構成】Mgを3〜10wt%、Fe,Siの不純物元
素を総和で0.3〜2.0wt%含有するアルミニウム
合金板上に潤滑性表面被覆を有し、摺動抵抗が0.11
以下であることを特徴とする成形性に優れたアルミニウ
ム合金板。Fe,Siの不純物元素を総和で0.3〜
2.0wt%含有するアルミニウムスクラップを原料と
し、溶解、成分調整後Mg量を3〜10wt%とし、通
常の鋳造、熱間圧延後20〜50%の圧下率で冷間圧延
し、連続焼鈍を施し、さらに潤滑性表面被覆を施して摺
動抵抗を0.11以下とすることを特徴とする成形性の
良好なアルミニウム合金板の製造法。
製造法の提供。 【構成】Mgを3〜10wt%、Fe,Siの不純物元
素を総和で0.3〜2.0wt%含有するアルミニウム
合金板上に潤滑性表面被覆を有し、摺動抵抗が0.11
以下であることを特徴とする成形性に優れたアルミニウ
ム合金板。Fe,Siの不純物元素を総和で0.3〜
2.0wt%含有するアルミニウムスクラップを原料と
し、溶解、成分調整後Mg量を3〜10wt%とし、通
常の鋳造、熱間圧延後20〜50%の圧下率で冷間圧延
し、連続焼鈍を施し、さらに潤滑性表面被覆を施して摺
動抵抗を0.11以下とすることを特徴とする成形性の
良好なアルミニウム合金板の製造法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車のボディシート用
として好適なアルミニウム合金板およびその製造法に関
するもので、特に成形性の良好なアルミニウム合金板を
低コストで提供しようとするものである。
として好適なアルミニウム合金板およびその製造法に関
するもので、特に成形性の良好なアルミニウム合金板を
低コストで提供しようとするものである。
【0002】
【従来の技術】最近自動車車体の軽量化要求からアルミ
ニウム合金板をボディシートに多用することが検討され
ている。このためにアルミニウム合金板にも従来の冷延
鋼板と同様にプレス成形性に優れていること、強度が高
いことなどが求められている。このような要求に対応す
るためにアルミニウム合金材としてAl−Mg系の50
00系合金、詳しくは5052、5182合金などが用
いられている。しかしこれらの合金ではその延性および
深絞り性指標であるr値が鋼板に比べ格段に低いため、
鋼板と同等の成形が困難で使用部位はフードなどの軽加
工の部品に限定されている。
ニウム合金板をボディシートに多用することが検討され
ている。このためにアルミニウム合金板にも従来の冷延
鋼板と同様にプレス成形性に優れていること、強度が高
いことなどが求められている。このような要求に対応す
るためにアルミニウム合金材としてAl−Mg系の50
00系合金、詳しくは5052、5182合金などが用
いられている。しかしこれらの合金ではその延性および
深絞り性指標であるr値が鋼板に比べ格段に低いため、
鋼板と同等の成形が困難で使用部位はフードなどの軽加
工の部品に限定されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように従来低かっ
た成形性を向上するべく種々の努力が払われている。た
とえば特開昭61−130452号、特開平03−28
7739号にあるようにFe,Si量上限を規制すると
同時に高Mg添加することにより伸び値を改善する製造
法が開発されている。このように従来の5000系合金
および新規開発された高延性合金ともに伸び値確保のた
めの純度規制からその地金として99.7%またはそれ
以上の高純度の新地金を使うことが必須であった。アル
ミニウムの新地金は周知のように高価であり、またこの
高価な新地金に高Mg量を添加して製造された上記従来
技術に従うアルミニウム合金板の伸び値は40%以下で
あり、鋼板の40%以上の伸び値より著しく低い。つま
りアルミニウム合金板のコストパーフォーマンスは鋼板
に比べ格段に低いと言わざるを得ない。
た成形性を向上するべく種々の努力が払われている。た
とえば特開昭61−130452号、特開平03−28
7739号にあるようにFe,Si量上限を規制すると
同時に高Mg添加することにより伸び値を改善する製造
法が開発されている。このように従来の5000系合金
および新規開発された高延性合金ともに伸び値確保のた
めの純度規制からその地金として99.7%またはそれ
以上の高純度の新地金を使うことが必須であった。アル
ミニウムの新地金は周知のように高価であり、またこの
高価な新地金に高Mg量を添加して製造された上記従来
技術に従うアルミニウム合金板の伸び値は40%以下で
あり、鋼板の40%以上の伸び値より著しく低い。つま
りアルミニウム合金板のコストパーフォーマンスは鋼板
に比べ格段に低いと言わざるを得ない。
【0004】したがって、本発明は、成形性に優れたア
ルミニウム合金板ならびに高価な新地金を使用すること
なく成形性に優れたアルミニウム合金板を製造する方法
を提供することを目的とする。
ルミニウム合金板ならびに高価な新地金を使用すること
なく成形性に優れたアルミニウム合金板を製造する方法
を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは種々の検討
を行った結果、アルミニウム合金板のコストパーフォー
マンスを改善する、つまり加工性の良好なアルミニウム
合金板を低コストで提供する新しい製造方法を見出し
た。すなわち、本発明は、Mgを3〜10wt%、F
e,Siの不純物元素を総和で0.3〜2.0wt%含
有するアルミニウム合金板上に潤滑性表面被覆を有し、
摺動抵抗が0.11以下であることを特徴とする成形性
に優れたアルミニウム合金板を提供するものである。
を行った結果、アルミニウム合金板のコストパーフォー
マンスを改善する、つまり加工性の良好なアルミニウム
合金板を低コストで提供する新しい製造方法を見出し
た。すなわち、本発明は、Mgを3〜10wt%、F
e,Siの不純物元素を総和で0.3〜2.0wt%含
有するアルミニウム合金板上に潤滑性表面被覆を有し、
摺動抵抗が0.11以下であることを特徴とする成形性
に優れたアルミニウム合金板を提供するものである。
【0006】また、本発明は、Fe,Siの不純物元素
を総和で0.3〜2.0wt%含有するアルミニウムス
クラップを原料とし、溶解、成分調整後Mg量を3〜1
0wt%とし、通常の鋳造、熱間圧延後20〜50%の
圧下率で冷間圧延し、連続焼鈍を施し、さらに潤滑性表
面被覆を施して摺動抵抗を0.11以下とすることを特
徴とする成形性の良好なアルミニウム合金板の製造法を
提供するものである。
を総和で0.3〜2.0wt%含有するアルミニウムス
クラップを原料とし、溶解、成分調整後Mg量を3〜1
0wt%とし、通常の鋳造、熱間圧延後20〜50%の
圧下率で冷間圧延し、連続焼鈍を施し、さらに潤滑性表
面被覆を施して摺動抵抗を0.11以下とすることを特
徴とする成形性の良好なアルミニウム合金板の製造法を
提供するものである。
【0007】
【作用】以下に本発明をさらに詳細に説明する。まず本
発明における化学成分の限定理由について説明する。な
お成分含有量は重量%とした。
発明における化学成分の限定理由について説明する。な
お成分含有量は重量%とした。
【0008】Mg:本発明が対象とするアルミニウム合
金はMgを3〜10wt%含有するAl−Mg系合金で
あり、その材料の強度は主としてMg原子の固溶強化機
構によってもたらされ含有量に比例して高い強度が得ら
れると同時に伸びも増加する。しかしMg量が3wt%
未満では車体パネル用として必要な強度が得られないと
同時に伸びが低く、以下に述べる潤滑処理を組み合わせ
ても必要な成形性が得られない。このように強度、成形
性の観点からはMg量が多いほど好ましいが、10wt
%を越える添加は熱間加工性を劣化させるため板製造が
困難になる。以上の理由によってMg量範囲を3〜10
wt%とした。
金はMgを3〜10wt%含有するAl−Mg系合金で
あり、その材料の強度は主としてMg原子の固溶強化機
構によってもたらされ含有量に比例して高い強度が得ら
れると同時に伸びも増加する。しかしMg量が3wt%
未満では車体パネル用として必要な強度が得られないと
同時に伸びが低く、以下に述べる潤滑処理を組み合わせ
ても必要な成形性が得られない。このように強度、成形
性の観点からはMg量が多いほど好ましいが、10wt
%を越える添加は熱間加工性を劣化させるため板製造が
困難になる。以上の理由によってMg量範囲を3〜10
wt%とした。
【0009】不純物量:Al−Mg系合金の伸びを劣化
させる因子としてFe−Al系、およびMg−Si系の
金属間化合物があり、そのため一般にFe,Si,Zn
などの元素は不純物として可能なかぎり低く押さえるこ
とが望まれていた。そのため通常は高純度地金を使用す
るが、地金が高いためコストアップになる。そこでコス
ト低減を図るため本発明ではリサイクルしたスクラップ
を地金として使うことを考えた。Mg量を一定としてF
e,Siの不純物量を増やすと図1に示すように成形性
の代表的指標である伸び値が急激に低下し、その結果図
2に示すように成形性指標として用いたカップ成形破断
時のフランジ径も増加し成形性が大幅に劣化する。この
ように一般にスクラップのような低純度材を素材とした
場合自動車車体のような複雑成形に耐える材料を得るこ
とは不可能であると考えられていた。しかし以下に示す
技術と組み合わすことにより図2に示すように低純材で
も十分な成形性を付与したアルミニウム合金板を製造す
ることが可能である。図2に示すように不純物量が2w
t%を越えると潤滑処理を施しても従来の新地金を素材
とした材料より成形性が劣化するためFeとSiを合計
した不純物量の上限を2wt%とした。より良好な成形
性を得るためには当然ながら不純物量は少ない方が好ま
しいがスクラップ地金のコストを考えて下限を0.3w
t%とした。また、潤滑処理によって通常の高純度並の
成形性を達成するためには素材の伸びが20%以上ある
ことが好ましい。
させる因子としてFe−Al系、およびMg−Si系の
金属間化合物があり、そのため一般にFe,Si,Zn
などの元素は不純物として可能なかぎり低く押さえるこ
とが望まれていた。そのため通常は高純度地金を使用す
るが、地金が高いためコストアップになる。そこでコス
ト低減を図るため本発明ではリサイクルしたスクラップ
を地金として使うことを考えた。Mg量を一定としてF
e,Siの不純物量を増やすと図1に示すように成形性
の代表的指標である伸び値が急激に低下し、その結果図
2に示すように成形性指標として用いたカップ成形破断
時のフランジ径も増加し成形性が大幅に劣化する。この
ように一般にスクラップのような低純度材を素材とした
場合自動車車体のような複雑成形に耐える材料を得るこ
とは不可能であると考えられていた。しかし以下に示す
技術と組み合わすことにより図2に示すように低純材で
も十分な成形性を付与したアルミニウム合金板を製造す
ることが可能である。図2に示すように不純物量が2w
t%を越えると潤滑処理を施しても従来の新地金を素材
とした材料より成形性が劣化するためFeとSiを合計
した不純物量の上限を2wt%とした。より良好な成形
性を得るためには当然ながら不純物量は少ない方が好ま
しいがスクラップ地金のコストを考えて下限を0.3w
t%とした。また、潤滑処理によって通常の高純度並の
成形性を達成するためには素材の伸びが20%以上ある
ことが好ましい。
【0010】潤滑被覆:潤滑剤被覆は本発明を構成する
もうひとつの重要な要件である。図2に示したように裸
のままではプレス成形に耐えない材料に潤滑性を付与す
ることにより大幅な成形性改善が可能となる。潤滑性付
与は樹脂被覆によって達成される。樹脂はワックスなど
の脱膜タイプ、ワックスを含有するエポキシ系などの有
機樹脂の非脱膜タイプいずれでもよいが、プレス成形後
脱脂処理が必要な脱膜タイプよりそのまま溶接塗装が可
能な非脱膜タイプの方が車体の製造工程を考えた場合好
ましい。これらの樹脂の種類、膜厚については図3に示
すように平面摺動時の摺動抵抗μが0.11以下となる
ように選択する必要がある。つまり不純物量1.5wt
%程度の材料の成形性を従来の新地金を素材とした材料
(潤滑被膜なし)の成形性と同程度まで向上させるため
の限界として摺動抵抗μを0.11以下とした。潤滑被
覆の好適例としては、クロメート被覆を下地とし、ワッ
クスを含有するエポキシ、エポキシ−ウレタン系などの
有機樹脂を挙げることができる。
もうひとつの重要な要件である。図2に示したように裸
のままではプレス成形に耐えない材料に潤滑性を付与す
ることにより大幅な成形性改善が可能となる。潤滑性付
与は樹脂被覆によって達成される。樹脂はワックスなど
の脱膜タイプ、ワックスを含有するエポキシ系などの有
機樹脂の非脱膜タイプいずれでもよいが、プレス成形後
脱脂処理が必要な脱膜タイプよりそのまま溶接塗装が可
能な非脱膜タイプの方が車体の製造工程を考えた場合好
ましい。これらの樹脂の種類、膜厚については図3に示
すように平面摺動時の摺動抵抗μが0.11以下となる
ように選択する必要がある。つまり不純物量1.5wt
%程度の材料の成形性を従来の新地金を素材とした材料
(潤滑被膜なし)の成形性と同程度まで向上させるため
の限界として摺動抵抗μを0.11以下とした。潤滑被
覆の好適例としては、クロメート被覆を下地とし、ワッ
クスを含有するエポキシ、エポキシ−ウレタン系などの
有機樹脂を挙げることができる。
【0011】冷間圧延圧下率:不純物量が多い場合必然
的に金属間化合物量が増加し、そのために冷延後焼鈍時
の結晶粒成長性が悪くなり、製品の結晶粒が細粒とな
る。材料の伸び値は図4に示すように結晶粒径と相関が
あり、粒径が大きい程伸びも増加する。そこで本発明で
使用する低純度材の伸びを少しでも向上するために冷延
圧下率を通常より低い20〜50%として結晶粒成長を
図ることが望ましい。なお、本発明のアルミニウム合金
板の製造にさいし、冷間圧延圧下率以外は常法に従って
行えばよい。
的に金属間化合物量が増加し、そのために冷延後焼鈍時
の結晶粒成長性が悪くなり、製品の結晶粒が細粒とな
る。材料の伸び値は図4に示すように結晶粒径と相関が
あり、粒径が大きい程伸びも増加する。そこで本発明で
使用する低純度材の伸びを少しでも向上するために冷延
圧下率を通常より低い20〜50%として結晶粒成長を
図ることが望ましい。なお、本発明のアルミニウム合金
板の製造にさいし、冷間圧延圧下率以外は常法に従って
行えばよい。
【0012】
【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。 (実施例)Mg量を約5.5%一定とし不純物量(Fe
+Si%)を0.1〜2.5%の範囲で変えたアルミニ
ウム合金を通常の熱間圧延後、30〜40%の圧下率で
冷間圧延し、500〜550℃短時間の焼鈍を施し、一
部の材料について樹脂被覆を施した。これらの材料につ
いて引張特性、カップ成形性を調査した。図1に焼鈍ま
ま、樹脂被覆なし材の伸び値と不純物量の関係を、また
図2にカップ成形性と不純物量の関係を示す。なお図に
示した樹脂被覆材では10重量%のワックスを含有する
ウレタン−エポキシ系樹脂を0.3〜0.5g/m2塗布し
た。さらにカップ成形性は95mmφのブランク板に低
粘度油を塗布し、50mmφの平頭ポンチで成形し破断
時のフランジ直径で評価した。不純物量が多く伸びが低
くても樹脂被覆により成形性が著しく向上することが明
らかである。
明する。 (実施例)Mg量を約5.5%一定とし不純物量(Fe
+Si%)を0.1〜2.5%の範囲で変えたアルミニ
ウム合金を通常の熱間圧延後、30〜40%の圧下率で
冷間圧延し、500〜550℃短時間の焼鈍を施し、一
部の材料について樹脂被覆を施した。これらの材料につ
いて引張特性、カップ成形性を調査した。図1に焼鈍ま
ま、樹脂被覆なし材の伸び値と不純物量の関係を、また
図2にカップ成形性と不純物量の関係を示す。なお図に
示した樹脂被覆材では10重量%のワックスを含有する
ウレタン−エポキシ系樹脂を0.3〜0.5g/m2塗布し
た。さらにカップ成形性は95mmφのブランク板に低
粘度油を塗布し、50mmφの平頭ポンチで成形し破断
時のフランジ直径で評価した。不純物量が多く伸びが低
くても樹脂被覆により成形性が著しく向上することが明
らかである。
【0013】次に不純物量(Fe+Si)1.5wt%
で5.5wt%Mg添加アルミニウム合金材に上述した
樹脂を目付量を変えて(0.01,0.4,1g/m2)塗
布し、平板摺動性とカップ成形性を調べた。両者の関係
を図3に示す。図中には通常の5182合金(不純物量
<0.3wt%、4.5wt%Mg含有)の成形性レベ
ルも合わせて示した。樹脂厚増加に伴い摺動抵抗μが減
少し、その結果成形性が向上する。従来合金の5182
と同程度の成形性はμが約0.11で得られる。
で5.5wt%Mg添加アルミニウム合金材に上述した
樹脂を目付量を変えて(0.01,0.4,1g/m2)塗
布し、平板摺動性とカップ成形性を調べた。両者の関係
を図3に示す。図中には通常の5182合金(不純物量
<0.3wt%、4.5wt%Mg含有)の成形性レベ
ルも合わせて示した。樹脂厚増加に伴い摺動抵抗μが減
少し、その結果成形性が向上する。従来合金の5182
と同程度の成形性はμが約0.11で得られる。
【0014】不純物量1wt%の材料の結晶粒径と伸び
に及ぼす冷延圧下率の影響を図4に示す。なお冷延後の
焼鈍は530℃10秒とし、冷延後の板厚がすべて1m
mになるように熱延材の板厚を変えた。図から明らかな
ように冷延圧下率が20〜50%で粒径が大きくなると
同時に伸びも増加する。
に及ぼす冷延圧下率の影響を図4に示す。なお冷延後の
焼鈍は530℃10秒とし、冷延後の板厚がすべて1m
mになるように熱延材の板厚を変えた。図から明らかな
ように冷延圧下率が20〜50%で粒径が大きくなると
同時に伸びも増加する。
【0015】
【発明の効果】以上詳細に説明した方法で製造されたア
ルミ合金板は低廉なスクラップを素材とするため、従来
のアルミ合金板よりはるかに低コストでしかも従来材と
同等以上の成形性を有するため、大量生産を旨とする自
動車車体用として最適の材料となる。
ルミ合金板は低廉なスクラップを素材とするため、従来
のアルミ合金板よりはるかに低コストでしかも従来材と
同等以上の成形性を有するため、大量生産を旨とする自
動車車体用として最適の材料となる。
【図1】アルミニウム合金板の伸びに及ぼす不純物量の
影響を示す図である。
影響を示す図である。
【図2】アルミニウム合金板のカップ成形性に及ぼす不
純物量、潤滑樹脂被覆の影響を示す図である。
純物量、潤滑樹脂被覆の影響を示す図である。
【図3】アルミニウム合金板のカップ成形性に及ぼす摺
動抵抗μの影響を示す図である。
動抵抗μの影響を示す図である。
【図4】アルミニウム合金板の伸びおよび平均結晶粒径
に及ぼす冷延圧下率の影響を示す図である。
に及ぼす冷延圧下率の影響を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松 本 義 裕 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 今 中 誠 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 比 良 隆 明 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 西 山 直 樹 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 戸 次 洋一郎 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河アルミニウム工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項1】Mgを3〜10wt%、Fe,Siの不純
物元素を総和で0.3〜2.0wt%含有するアルミニ
ウム合金板上に潤滑性表面被覆を有し、摺動抵抗が0.
11以下であることを特徴とする成形性に優れたアルミ
ニウム合金板。 - 【請求項2】Fe,Siの不純物元素を総和で0.3〜
2.0wt%含有するアルミニウムスクラップを原料と
し、溶解、成分調整後Mg量を3〜10wt%とし、通
常の鋳造、熱間圧延後20〜50%の圧下率で冷間圧延
し、連続焼鈍を施し、さらに潤滑性表面被覆を施して摺
動抵抗を0.11以下とすることを特徴とする成形性の
良好なアルミニウム合金板の製造法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27404492A JPH06122934A (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 成形性に優れたアルミニウム合金板およびその製造法 |
CA002108214A CA2108214A1 (en) | 1992-10-13 | 1993-10-12 | Aluminum alloy sheet excelling in formability, and method of producing same |
US08/135,260 US5486243A (en) | 1992-10-13 | 1993-10-12 | Method of producing an aluminum alloy sheet excelling in formability |
KR1019930021150A KR940009354A (ko) | 1992-10-13 | 1993-10-13 | 성형성이 우수한 알루미늄합금판 그 제조방법 |
DE69313578T DE69313578T2 (de) | 1992-10-13 | 1993-10-13 | Verfahren zur Herstellung von Blech aus Aluminiumlegierung mit ausgezeichneter Formbarkeit |
EP93116564A EP0593034B1 (en) | 1992-10-13 | 1993-10-13 | Method of producing aluminum alloy sheets excelling in formability |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27404492A JPH06122934A (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 成形性に優れたアルミニウム合金板およびその製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06122934A true JPH06122934A (ja) | 1994-05-06 |
Family
ID=17536188
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27404492A Pending JPH06122934A (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 成形性に優れたアルミニウム合金板およびその製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06122934A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09512234A (ja) * | 1995-02-16 | 1997-12-09 | タイヒ・アクチエンゲゼルシヤフト | 改良された冷間成型能力を有する被覆アルミニウム箔及びこのアルミニウム箔の使用により作られた包装 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04268038A (ja) * | 1991-02-22 | 1992-09-24 | Nkk Corp | プレス成形性に優れた表面処理アルミニウム合金板 |
-
1992
- 1992-10-13 JP JP27404492A patent/JPH06122934A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04268038A (ja) * | 1991-02-22 | 1992-09-24 | Nkk Corp | プレス成形性に優れた表面処理アルミニウム合金板 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09512234A (ja) * | 1995-02-16 | 1997-12-09 | タイヒ・アクチエンゲゼルシヤフト | 改良された冷間成型能力を有する被覆アルミニウム箔及びこのアルミニウム箔の使用により作られた包装 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
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