JPH064518B2 - 表面処理方法 - Google Patents
表面処理方法Info
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- JPH064518B2 JPH064518B2 JP61069484A JP6948486A JPH064518B2 JP H064518 B2 JPH064518 B2 JP H064518B2 JP 61069484 A JP61069484 A JP 61069484A JP 6948486 A JP6948486 A JP 6948486A JP H064518 B2 JPH064518 B2 JP H064518B2
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- JP
- Japan
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- calcium carbonate
- water
- silane
- stone
- aqueous solution
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Aftertreatments Of Artificial And Natural Stones (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は建築用外装材,あるいは内装材として使用さ
れている石材,とくに炭酸カルシウム質石材の表面を簡
単かつ容易に処理し,その耐久性を向上させるための表
面処理方法に関するものである。
れている石材,とくに炭酸カルシウム質石材の表面を簡
単かつ容易に処理し,その耐久性を向上させるための表
面処理方法に関するものである。
大理石(marble)や,虫喰い状の孔を持つ褐色系の大理
石として知られているトラバーチン(travertine)のご
とき炭酸カルシウム質石材は,その優れた意匠性と加工
性の良いことから建築物の壁や床用高級化粧材,あるい
は室内用装飾材として広く用いられている。
石として知られているトラバーチン(travertine)のご
とき炭酸カルシウム質石材は,その優れた意匠性と加工
性の良いことから建築物の壁や床用高級化粧材,あるい
は室内用装飾材として広く用いられている。
これら炭酸カルシウム質石材は,亜硫酸ガスを溶解した
酸性雨水に対しては低い抵抗力しか保ち得ないために外
装材として使用した場合には,短期間に劣化作用を受け
ることが多い。
酸性雨水に対しては低い抵抗力しか保ち得ないために外
装材として使用した場合には,短期間に劣化作用を受け
ることが多い。
特に大気汚染の激しい市街地においては,表面から徐々
に浸食されて本来有する秀麗な外観を損なう。
に浸食されて本来有する秀麗な外観を損なう。
また,炭酸カルシウム質石材は透水性が大きいため,内
部に吸が容易に浸透し,凍害や鉄筋の発錆,膨張等によ
り,石材に亀裂が発生する場合がある。
部に吸が容易に浸透し,凍害や鉄筋の発錆,膨張等によ
り,石材に亀裂が発生する場合がある。
このような炭酸カルシウム質石材の耐水性,耐候性を向
上させる目的で,従来より各種の防水保護材料,例えば
エポキシ樹脂,ウレタン樹脂,アクリル樹脂,シリコン
樹脂等の合成樹脂で処理する防水保護方法が検討されて
いる。
上させる目的で,従来より各種の防水保護材料,例えば
エポキシ樹脂,ウレタン樹脂,アクリル樹脂,シリコン
樹脂等の合成樹脂で処理する防水保護方法が検討されて
いる。
しかし,これらの方法による耐水,耐候性向上方法は,
炭酸カルシウム質石材の表面に皮膜を形成してしまうた
め,本来有する炭酸カルシウム質石材の外観を著しく変
えてしまう結果となる。
炭酸カルシウム質石材の表面に皮膜を形成してしまうた
め,本来有する炭酸カルシウム質石材の外観を著しく変
えてしまう結果となる。
また,ワックス類を使用して処理することも考えられる
が,この方法は,短期の吸水防止効果しか保ち得ない。
が,この方法は,短期の吸水防止効果しか保ち得ない。
一方,珪酸化合物を多く含んでいるセメント系材料,タ
イル,レンガ,その他の石材等に対する表面処理材とし
て,シラン系の吸水防止材が知られており,かゝるシラ
ン系吸水防止材は,これらセメント系材料等に対して
は,その外観を変えることなく吸水を防止する特長を持
っている。
イル,レンガ,その他の石材等に対する表面処理材とし
て,シラン系の吸水防止材が知られており,かゝるシラ
ン系吸水防止材は,これらセメント系材料等に対して
は,その外観を変えることなく吸水を防止する特長を持
っている。
しかし,炭酸カルシウム質の化合物に対しては充分な吸
水防止効果をあげ得ない。
水防止効果をあげ得ない。
この発明は,炭酸カルシウム質石材の持つ優れた意匠性
を損なうことなく,吸水性を低下せしめて屋外に曝露さ
れた条件下でも,長期間石材の材質および外観を良好に
維持することを可能ならしめんとするもので,炭酸カル
シウム質石材の表面に珪酸アルカリの水溶液を塗布し,
しかる後にシラン系吸水防止材を塗布することを特徴と
するものである。
を損なうことなく,吸水性を低下せしめて屋外に曝露さ
れた条件下でも,長期間石材の材質および外観を良好に
維持することを可能ならしめんとするもので,炭酸カル
シウム質石材の表面に珪酸アルカリの水溶液を塗布し,
しかる後にシラン系吸水防止材を塗布することを特徴と
するものである。
この発明の方法の適用対象となる炭酸カルシウム質石材
としては,炭酸カルシウムを主要な骨格成分とする石材
であり,これには前記の大理石,トラバーチン等を挙げ
ることができる。
としては,炭酸カルシウムを主要な骨格成分とする石材
であり,これには前記の大理石,トラバーチン等を挙げ
ることができる。
また,この発明に用いられる珪酸アルカリ水溶液とは,
珪酸の1価金属塩を任意の割合で水に溶解したもので,
その具体例としては,珪酸ナトリウムの水溶液,珪酸リ
チウムの水溶液,珪酸カリウムの水溶液等を挙げること
ができる。
珪酸の1価金属塩を任意の割合で水に溶解したもので,
その具体例としては,珪酸ナトリウムの水溶液,珪酸リ
チウムの水溶液,珪酸カリウムの水溶液等を挙げること
ができる。
この珪酸アルカリ水溶液による石材への塗布方法として
は,ハケ,ローラ,スプレー等による方法を採用するこ
とができる。
は,ハケ,ローラ,スプレー等による方法を採用するこ
とができる。
この場合,塗り重ねしてもよく,その塗り重ね回数は下
地の空隙に応じて適宜選択するが,通常は概ね1〜3回
の塗布でよい。
地の空隙に応じて適宜選択するが,通常は概ね1〜3回
の塗布でよい。
つぎに前記の珪酸アルカリによる塗布処理の後に,シラ
ン系吸水防止材による塗布処理を施すのであるが,これ
に用いられるシラン系吸水防止材とは, 一般式 〔上式中のR1は任意のアルキル基またはアリール基を
表し,R2は1〜4個の炭素原子を有するアルキル基ま
たはオキシアルキル基を表し,nは1〜5である。〕 で示されるアルキルアルコキシシランおよび/またはそ
のオリゴマーである。
ン系吸水防止材による塗布処理を施すのであるが,これ
に用いられるシラン系吸水防止材とは, 一般式 〔上式中のR1は任意のアルキル基またはアリール基を
表し,R2は1〜4個の炭素原子を有するアルキル基ま
たはオキシアルキル基を表し,nは1〜5である。〕 で示されるアルキルアルコキシシランおよび/またはそ
のオリゴマーである。
前記の式中のnで示される縮合度は,処理対象組織への
浸透性の点で,望ましくはn=1〜2,更にはn=1の
単量体が望ましい。
浸透性の点で,望ましくはn=1〜2,更にはn=1の
単量体が望ましい。
縮合度が5を超えるときは,処理対象組織への浸透性が
劣る傾向となり,好ましくない。
劣る傾向となり,好ましくない。
かゝるシラン化合物は,一般には有機溶剤により1〜10
0重量%の濃度範囲に希釈して使用される。
0重量%の濃度範囲に希釈して使用される。
これに用いる好適な希釈剤としては,ミネラルスピリッ
ト,灯油等の脂肪族系溶剤,トルエン,キシレン等の芳
香族系溶剤,エタノール,イソプロピルアルコール等の
アルコール系溶剤が挙げられる。
ト,灯油等の脂肪族系溶剤,トルエン,キシレン等の芳
香族系溶剤,エタノール,イソプロピルアルコール等の
アルコール系溶剤が挙げられる。
シラン系吸水防止材の塗布処理は,予め塗布した珪酸ア
ルカリ水溶液が乾燥した後において,従来セメント系材
料等の吸水防止処理に採用されているハケ,ローラー,
スプレー等の公知の塗布法によって実施される。
ルカリ水溶液が乾燥した後において,従来セメント系材
料等の吸水防止処理に採用されているハケ,ローラー,
スプレー等の公知の塗布法によって実施される。
その際,塗布した珪酸アルカリが乾燥後表面に析出して
粉状化を呈する場合があるが,この場合にはこの粉状物
を拭き取り,シラン系吸水防止材を塗布する。
粉状化を呈する場合があるが,この場合にはこの粉状物
を拭き取り,シラン系吸水防止材を塗布する。
かゝる方法により,炭酸カルシウム質石材の外観を全く
変えることなく,水の浸食による劣化を大幅に低減する
ことが可能である。
変えることなく,水の浸食による劣化を大幅に低減する
ことが可能である。
一般に,前記のセメントなどを処理対象としたシラン系
吸水防止材の吸水防止作用は,当該シラン系吸水防止材
が処理対象組織中の塩基性成分により加水分解作用を受
けてシラノールとなり,一部は対象組織のシラノールと
シロキサン結合を形成し,残部は互いに縮合して,吸水
防止効果を発現するものと考えられている。
吸水防止材の吸水防止作用は,当該シラン系吸水防止材
が処理対象組織中の塩基性成分により加水分解作用を受
けてシラノールとなり,一部は対象組織のシラノールと
シロキサン結合を形成し,残部は互いに縮合して,吸水
防止効果を発現するものと考えられている。
しかし,かゝるシラン系吸水防止材を使用して炭酸カル
シウム質石材を直接処理しても吸水防止効果は発揮され
ない。
シウム質石材を直接処理しても吸水防止効果は発揮され
ない。
その理由は,炭酸カルシウム質石材には加水分解反応を
促進する塩基性成分がほとんどなく,さらに,当該炭酸
カルシウム質石材の組織中に珪酸成分が希薄で組織との
結合が充分に行われないためと推定される。
促進する塩基性成分がほとんどなく,さらに,当該炭酸
カルシウム質石材の組織中に珪酸成分が希薄で組織との
結合が充分に行われないためと推定される。
ところが,この発明の方法によって,前処理として炭酸
カルシウム質石材に珪酸アルカリ水溶液を塗布する場合
には,シラン系吸水防止材は珪酸アルカリ中の1価陽イ
オンにより速やかに加水分解されて珪酸分と結合し,こ
れによってシラン系吸水防止材が前処理した珪酸アルカ
リを介して炭酸カルシウム質石材と密に結合し,良好な
耐水性能を発現するに至るものと推定される。
カルシウム質石材に珪酸アルカリ水溶液を塗布する場合
には,シラン系吸水防止材は珪酸アルカリ中の1価陽イ
オンにより速やかに加水分解されて珪酸分と結合し,こ
れによってシラン系吸水防止材が前処理した珪酸アルカ
リを介して炭酸カルシウム質石材と密に結合し,良好な
耐水性能を発現するに至るものと推定される。
また,このような珪酸アルカリ水溶液の塗布によって得
られる副次的な効果としては,本来炭酸カルシウム質石
材に形成されている多数の毛細管状細孔中に珪酸アルカ
リ水溶液が侵入して結晶化し,かゝる細孔を埋める効果
があり,いずれにしても炭酸カルシウム質石材の持つ本
来の秀麗な外観をいさゝかも損なうことなく,その耐久
性を大きく向上せしめることができるものである。
られる副次的な効果としては,本来炭酸カルシウム質石
材に形成されている多数の毛細管状細孔中に珪酸アルカ
リ水溶液が侵入して結晶化し,かゝる細孔を埋める効果
があり,いずれにしても炭酸カルシウム質石材の持つ本
来の秀麗な外観をいさゝかも損なうことなく,その耐久
性を大きく向上せしめることができるものである。
以下,実施例および比較例を掲げてこの発明を具体的に
説明する。
説明する。
これらの実施例,比較例において「部」および「%」と
あるは,いずれも重量基準によるものである。
あるは,いずれも重量基準によるものである。
なお,これら実施例,比較例における試験法および使用
した薬剤は以下のとおりである。
した薬剤は以下のとおりである。
《試験法》 外観変化 処理した炭酸カルシウム系石材の外観を無処理の石材と
目視により比較し,以下のとおり判定した。
目視により比較し,以下のとおり判定した。
○・・・全く変化なし △・・・若干変化する ×・・・著しく変化する 透水量の測定 15×15×2.5cmの形状を有する石材表面に,この発明の
方法により珪酸アルカリおよびシラン系吸水防止材を順
次施し,これを7日間室内で放置養生後105℃で5時間
乾燥したものを試験体とした。
方法により珪酸アルカリおよびシラン系吸水防止材を順
次施し,これを7日間室内で放置養生後105℃で5時間
乾燥したものを試験体とした。
ついで,この試験体の上面に,開口部の面積が44cm2
(75mmφ)の漏斗状の試験具を伏せた状態,すなわち
漏斗状の開口部を処理物上面に密接させて置き,その中
に250mmの高さに水を張って,24時間における試験具内
の水の減量から透水量を測定した。
(75mmφ)の漏斗状の試験具を伏せた状態,すなわち
漏斗状の開口部を処理物上面に密接させて置き,その中
に250mmの高さに水を張って,24時間における試験具内
の水の減量から透水量を測定した。
耐候性試験 前項と同様に作成した試験体をJIS A-1415プラスチッ
ク建築材料の促進曝露試験方法に準拠してサンシャイン
ウェザーメーターにより1,000時間の促進劣化処理し,
その後外観の変化,および透水量を〜項と同様にし
て求めたものである。
ク建築材料の促進曝露試験方法に準拠してサンシャイン
ウェザーメーターにより1,000時間の促進劣化処理し,
その後外観の変化,および透水量を〜項と同様にし
て求めたものである。
《試験に使用した薬剤》 使用薬剤はそれぞれ次のようにして調整した。
珪酸ナトリウム:市販の3号珪酸ナトリウムを2倍にイ
オン交換水で希釈して調整した。
オン交換水で希釈して調整した。
珪酸カリウム:市販の珪酸カリウム(SiO226%,K2O
13%含有)水溶液を2倍にイオン交換水で希釈調整し
た。
13%含有)水溶液を2倍にイオン交換水で希釈調整し
た。
珪酸リチウム:酸素リチウムとして2.0%,酸化珪素と
して18%の珪酸リチウム水溶液を常法により製造し調
整した。
して18%の珪酸リチウム水溶液を常法により製造し調
整した。
シラン系吸水防止材:実施例中に示すシラン化合物を同
じく実施例で示す溶剤により任意の割合で希釈調製し
た。
じく実施例で示す溶剤により任意の割合で希釈調製し
た。
アクリル樹脂:市販の溶剤型アクリル樹脂(東亞合成化
学工業(株)製アロンS-1010,不揮発分60%)をトルエ
ンで3倍に希釈調製した。
学工業(株)製アロンS-1010,不揮発分60%)をトルエ
ンで3倍に希釈調製した。
エポキシ樹脂:市販のエポキシ樹脂(東亞合成化学工業
(株)製アロン強化プライマー)を使用した。
(株)製アロン強化プライマー)を使用した。
実施例1 10×10×2.5cmなる形状の大理石に,珪酸リチウム水溶
液をハケを用いて0.05kg/m2の坪量で塗布し,その後室
内で2時間放置乾燥した。
液をハケを用いて0.05kg/m2の坪量で塗布し,その後室
内で2時間放置乾燥した。
ついで,これにメチルトリメトキシシランの20%ミネ
ラルスピリット溶液をハケを用いて0.2kg/m2の坪
量で塗布した。
ラルスピリット溶液をハケを用いて0.2kg/m2の坪
量で塗布した。
かくて得た処理物を試験体として,既述の試験方法によ
って外観変化,吸水率,透水量および耐候性試験を実施
し,その性能を評価した。
って外観変化,吸水率,透水量および耐候性試験を実施
し,その性能を評価した。
これらの試験結果を第1表に記載するが,外観は無処理
の大理石と全く変わらず,透水量も少ない値を示した。
の大理石と全く変わらず,透水量も少ない値を示した。
また,サンシャインウエザーメーターによる耐候性試験
後も良好な状態を維持した。
後も良好な状態を維持した。
実施例2〜6 実施例1において,使用石材および処理薬剤等を変更し
た以外は,実施例1と全く同様の塗布処理を施して実施
例2〜6の処理物を得た。
た以外は,実施例1と全く同様の塗布処理を施して実施
例2〜6の処理物を得た。
この処理物を試験体として,実施例1と同様な各種の性
能評価試験を実施した。
能評価試験を実施した。
その処理および試験の結果を前記第1表に記載するが,
いずれも良好な結果を得た。
いずれも良好な結果を得た。
比較例1〜2 前記した各実施例に用いた薬剤を使用することなく,無
処理の大理石又はトラバーチンをそのまゝ用いて実施例
1と同様にして各種性能評価試験を実施した。
処理の大理石又はトラバーチンをそのまゝ用いて実施例
1と同様にして各種性能評価試験を実施した。
その結果は第2表のとおりであるが,透水量は前記の各
実施例に比べ著しく大きく,耐候性試験後の石材表面に
は膚荒れの現象が認められた。
実施例に比べ著しく大きく,耐候性試験後の石材表面に
は膚荒れの現象が認められた。
比較例3〜6 石材としては大理石またはトラバーチンを使用して,こ
の発明の範囲を外れた処理材の使用による処理で比較例
3〜6の処理物を得た。
の発明の範囲を外れた処理材の使用による処理で比較例
3〜6の処理物を得た。
これらについて前記と同様の性能評価試験を行った。
その結果を前記の第2表に示す。
これによれば,石材にシラン系吸水防止材単独で処理し
たものは透水量が大きく,珪酸リチウム単独で処理した
ものは,各種性能が無処理によるものとほとんど変わら
ず,アクリル樹脂,エポキシ樹脂等の合成樹脂を塗布し
たものは,塗布後外観が濡れ色を呈し,石材表地とは明
らかな相違がある上に,エポキシ樹脂によるものは耐候
性試験後黄変を呈した。
たものは透水量が大きく,珪酸リチウム単独で処理した
ものは,各種性能が無処理によるものとほとんど変わら
ず,アクリル樹脂,エポキシ樹脂等の合成樹脂を塗布し
たものは,塗布後外観が濡れ色を呈し,石材表地とは明
らかな相違がある上に,エポキシ樹脂によるものは耐候
性試験後黄変を呈した。
〔発明の効果〕 この発明は,炭酸カルシウム質石材の表面に珪酸アルカ
リの水溶液を塗布し,しかる後にシラン系吸水防止材を
塗布するというきわめて簡単な処理方法によって,元来
耐水性が低いために内装用としての用途が主体であった
炭酸カルシウム質石材を,優れた意匠性を維持したまゝ
良好な耐水性材料に改質することができ,これにより外
装材として屋外における各種用途に積極的に使用するこ
とができるものである。
リの水溶液を塗布し,しかる後にシラン系吸水防止材を
塗布するというきわめて簡単な処理方法によって,元来
耐水性が低いために内装用としての用途が主体であった
炭酸カルシウム質石材を,優れた意匠性を維持したまゝ
良好な耐水性材料に改質することができ,これにより外
装材として屋外における各種用途に積極的に使用するこ
とができるものである。
また,既に雨水等により劣化を受けたものについても,
この発明の方法によって頗る簡単に補修することがで
き,これによって炭酸カルシウム質石材の寿命を大幅に
延長することができる。
この発明の方法によって頗る簡単に補修することがで
き,これによって炭酸カルシウム質石材の寿命を大幅に
延長することができる。
なお,この発明の方法によれば,炭酸カルシウム質石材
以外の,例えば木質材料,石膏系材料等の珪酸成分を含
まない材料や,白華成分が表面に滲出したモルタルコン
クリート等従来シラン系吸水防止材によって充分な吸水
防止性能を発揮し得なかった材料に適用しても充分有効
なもので,この発明はかゝる点でも利するところ大なる
発明ということができる。
以外の,例えば木質材料,石膏系材料等の珪酸成分を含
まない材料や,白華成分が表面に滲出したモルタルコン
クリート等従来シラン系吸水防止材によって充分な吸水
防止性能を発揮し得なかった材料に適用しても充分有効
なもので,この発明はかゝる点でも利するところ大なる
発明ということができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮沢 健 愛知県名古屋市港区船見町1−1 東亞合 成化学工業株式会社研究所内
Claims (4)
- 【請求項1】炭酸カルシウム質石材の表面に珪酸アルカ
リの水溶液を塗布し,しかる後にシラン系吸水防止材を
塗布することを特徴とする表面処理方法。 - 【請求項2】前記炭酸カルシウム質石材は,大理石又は
トラバーチンである特許請求の範囲第1項記載の表面処
理方法。 - 【請求項3】前記珪酸アルカリの水溶液は,珪酸ナトリ
ウム又は珪酸リチウム,若しくは珪酸カリウムの水溶液
である特許請求の範囲第1項記載の表面処理方法。 - 【請求項4】前記シラン系吸水防止材は,下記の一般式
で示されるアルキルアルコキシシランおよび/またはそ
のオリゴマーである特許請求の範囲第1項記載の表面処
理方法。 一般式 〔上式中のR1は任意のアルキル基またはアリール基を
表し,R2は1〜4個の炭素原子を有するアルキル基ま
たはオキシアルキル基を表し,nは1〜5である。〕
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61069484A JPH064518B2 (ja) | 1986-03-27 | 1986-03-27 | 表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61069484A JPH064518B2 (ja) | 1986-03-27 | 1986-03-27 | 表面処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62226878A JPS62226878A (ja) | 1987-10-05 |
JPH064518B2 true JPH064518B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=13404022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61069484A Expired - Lifetime JPH064518B2 (ja) | 1986-03-27 | 1986-03-27 | 表面処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH064518B2 (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1238202A (en) * | 1916-08-23 | 1917-08-28 | Elektro Osmose Ag | Process of impregnating artificial and natural materials. |
GB1186111A (en) * | 1966-02-23 | 1970-04-02 | Univ New York | Method for Preserving Limestone Structures. |
-
1986
- 1986-03-27 JP JP61069484A patent/JPH064518B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1238202A (en) * | 1916-08-23 | 1917-08-28 | Elektro Osmose Ag | Process of impregnating artificial and natural materials. |
GB1186111A (en) * | 1966-02-23 | 1970-04-02 | Univ New York | Method for Preserving Limestone Structures. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62226878A (ja) | 1987-10-05 |
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