JPH11269665A - 耐食性、加工性に優れた燃料容器用表面処理鋼板 - Google Patents

耐食性、加工性に優れた燃料容器用表面処理鋼板

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JPH11269665A
JPH11269665A JP11012134A JP1213499A JPH11269665A JP H11269665 A JPH11269665 A JP H11269665A JP 11012134 A JP11012134 A JP 11012134A JP 1213499 A JP1213499 A JP 1213499A JP H11269665 A JPH11269665 A JP H11269665A
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steel sheet
corrosion resistance
plating
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Akihiro Miyasaka
明博 宮坂
Shinichi Suzuki
眞一 鈴木
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、耐食性、加工性に優れた燃料容器用
表面処理鋼板に関する。 【解決手段】鋼板表面の少なくとも片面に、第1めっき
層として目付量5〜80g/m2 のZnめっき層を有
し、第1めっき層の上に第2めっき層として目付量0.
5〜10g/m2 でZnを0.1〜15重量%含有する
Ni−Zn合金めっき層を有する。Znめっき層はZ
n、Zn−Fe合金めっきあるいはZn−Ni合金めっ
きからなる。あるいは片面を第1めっき層および第2め
っき層とし、他面はZnめっきとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は耐食性、加工性に優
れた燃料容器用表面処理鋼板に係り、さらに詳しくは、
ガソリン、アルコール、あるいはアルコールを添加した
ガソリン等、いわゆる自動車用燃料を収容保持する容
器、即ち燃料タンク、およびその周辺部品として、自動
車用燃料および外面腐食環境に対する耐食性や加工性に
優れる表面処理鋼板に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ガソリンタンク用に使用されてき
た鋼板は、鋼板に3〜20%のSnを含有するPb−S
n合金をめっきしたターンめっき鋼板が一般的である。
かかるターンめっき鋼板は、ガソリン燃料に対しては耐
食性が良好であり、不可避的に含まれる水分やイオウ分
等によっても腐食されにくい。一方、鋼板を燃料タンク
の形状に成形加工する場合のように、厳しいプレス加工
にも耐え、溶接性も良好である。
【0003】しかし、ターンめっき鋼板はアルコール燃
料およびアルコールとガソリンとの混合燃料、あるいは
燃料劣化で生ずるぎ酸や酢酸などの有機酸を含有する燃
料、のような腐食性が非常に厳しい燃料に対しては、耐
食性が必ずしも充分ではない。また、近年では環境規
制、特に廃車からのPb溶出量規制に伴なって、Pbを
含有しない鋼板が求められている。
【0004】これに対して、アルコール燃料およびアル
コールとガソリンとの混合燃料のような腐食性が非常に
厳しい燃料に対する耐食性が優れた鋼板としては、特開
昭58−45396号公報には、鋼板の表面に厚さ0.
5〜20μmのZnを5〜50%含有するNi合金めっ
きを施すことが開示されている。また、特開昭60−1
21295号公報には、鋼板表面にNiを5〜30%含
有するZn−Ni合金電気めっきを施し、さらにこの上
にSnめっき層を施すことからなる燃料容器用鋼板が開
示されている。
【0005】しかし、これらの技術はめっき層中にピン
ホールが存在すると耐食性が低下する上、ピンホール等
の皮膜欠陥が成形、加工中のクラックとなり、めっき層
の耐食性を低下させるという難点を有している。そし
て、かかる皮膜欠陥を皆無とするのは技術的および経済
的に困難である。
【0006】特開昭62−27587号公報には、鋼板
表面にZnめっきあるいはZn−Ni合金めっきを第1
めっき層とし、該第1めっき層の上にNiの表層めっき
を備えたことを特徴とする鋼板が提案されている。該鋼
板はアルコール燃料およびアルコールとガソリンとの混
合燃料に対する耐食性は優れているものの、表層めっき
金属がNi単体であるためにプレス成形時の摺動抵抗が
大きく、プレス形状が厳しい場合には如何に成形性の高
い鋼板を下地鋼板としても、プレス割れを生ずることが
判明した。また、表層めっき金属にCoを5%以下含有
させてもプレス割れを防止することは困難であった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の現状に
鑑みて、燃料タンク内面および外面の腐食環境に対する
耐食性に優れ、かつ厳しいプレス成形性にも耐えられる
鋼板として、耐食性、加工性に優れた燃料容器用表面処
理鋼板を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、ガソリンや
アルコール、およびアルコールとガソリンの混合燃料な
どに対する耐食性が優れ、かつ厳しいプレス成形にも耐
えられる加工性を付与する手段を種々検討した結果、つ
いに、鋼板表面にZnあるいはZn合金をめっきした上
に、Ni−Zn合金を表層めっきとしてめっきすれば、
耐食性を劣化させることなく、プレス成形性を格段に向
上できることを見出した。
【0009】即ち、本発明の第1発明が要旨とするとこ
ろは、鋼板表面の少なくとも片面に、第1めっき層とし
て目付量5〜80g/m2 のZnめっき層を有し、第1
めっき層の上にさらに第2めっき層として目付量0.5
〜10g/m2 でZnを0.1〜15重量%含有するN
i−Zn合金めっき層を有することを特徴とする耐食
性、加工性に優れた燃料容器用表面処理鋼板、にある。
【0010】本発明の第2発明が要旨とするところは、
第1発明において、第1めっき層としてのZnめっき層
が、目付量5〜80g/m2 でFeを25重量%以下含
有するZn−Fe合金めっき層からなることを特徴とす
る耐食性、加工性に優れた燃料容器用表面処理鋼板、に
ある。
【0011】本発明の第3発明が要旨とするところは、
第1発明において、第1めっき層としてのZnめっき層
が、目付量5〜80g/m2 でNiを25重量%以下含
有するZn−Ni合金めっき層からなることを特徴とす
る耐食性、加工性に優れた燃料容器用表面処理鋼板、に
ある。
【0012】本発明の第4発明が要旨とするところは、
第1発明、第2発明あるいは第3発明において、第1め
っき層および第2めっき層を鋼板の両面に有することを
特徴とする耐食性、加工性に優れた燃料容器用表面処理
鋼板、にある。
【0013】本発明の第5発明が要旨とするところは、
第1発明、第2発明あるいは第3発明において、第1め
っき層および第2めっき層を鋼板の片面のみに有するこ
とを特徴とする耐食性、加工性に優れた燃料容器用表面
処理鋼板、にある。
【0014】本発明の第6発明が要旨とするところは、
第5発明において、第1めっき層および第2めっき層を
有しない側の鋼板表面に、目付量5〜80g/m2 のZ
nめっき層を有することを特徴とする耐食性、加工性に
優れた燃料容器用表面処理鋼板、にある。
【0015】本発明の第7発明が要旨とするところは、
第6発明において、第1めっき層および第2めっき層を
有しない側の鋼板表面のZnめっき層が、目付量5〜8
0g/m2 でFeを25重量%以下含有するZn−Fe
合金めっき層からなることを特徴とする耐食性、加工性
に優れた燃料容器用表面処理鋼板、にある。
【0016】本発明の第8発明が要旨とするところは、
第6発明において、第1めっき層および第2めっき層を
有しない側の鋼板表面のZnめっき層が、目付量5〜8
0g/m2 でNiを25重量%以下含有するZn−Ni
合金めっき層からなることを特徴とする耐食性、加工性
に優れた燃料容器用表面処理鋼板、にある。
【0017】本発明の第9発明が要旨とするところは、
第1発明、第2発明、第3発明、第4発明、第5発明、
第6発明、第7発明あるいは第8発明において、少なく
ともNi−Zn合金めっき層の上に、金属Cr量とし
て、付着量1〜70mg/m2のクロメート処理被膜を
有することを特徴とする耐食性、加工性に優れた燃料容
器用表面処理鋼板、にある。
【0018】本発明の第10発明が要旨とするところ
は、第1発明、第2発明、第3発明、第4発明、第5発
明、第6発明、第7発明、第8発明あるいは第9発明に
おいて、鋼板が、重量%で、Bを0.0003〜0.0
040%含有することを特徴とする耐食性、加工性に優
れた燃料容器用表面処理鋼板、にある。
【0019】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
なお、本発明において%は、特に明記しない限り、重量
%を意味する。第1めっき層としてのZnめっきには、
目付量5〜80g/m2 のZnあるいはZn合金をめっ
きする。本発明の第2めっき層を有していても、第1め
っき層の目付量が5g/m2 未満では防食効果が不充分
であり、80g/m2 を超えるとプレス成形性が低下す
る。より好ましくは、目付量は10〜60g/m2 であ
る。本願発明において、ZnめっきはZn単体であって
も良く、Znを75%以上含有するZn合金であっても
良い。Zn含有量が75%未満では防錆性能が低下す
る。Zn合金めっきの中で、特に、Feを25%以下含
有するZn−Fe合金、あるいはNiを25%以下含有
するZn−Ni合金を第1めっき層とすると、プレス成
形性が一段と改善されるのに加えて、燃料タンク外面の
塗装耐食性もより改善される。
【0020】Zn−Fe合金めっきにおいては、Fe濃
度が25%を超えるとめっき密着性が低下するのに加え
て、加工性がかえって低下する傾向がみられる。Fe濃
度は、より好ましくは5〜14%である。
【0021】Zn−Ni合金めっきにおいては、Ni濃
度が25%を超えると防食効果と加工性がかえって低下
する傾向がみられるので上限は25%とする。Ni濃度
は、より好ましくは7〜14%である。
【0022】本願発明におけるZnめっきにおいては、
耐食性、めっき密着性、成形性などを改善する目的で、
めっき層中にAl、Pb、Sb、C、Si、P、Fe、
Sn、Mg、Mn、Ni、Cr、Co、Cu、Ca、L
i、Ti、B、希土類元素の1種または2種以上を総和
で25%以下含有させることができる。なお、言うまで
もなく、Zn−Fe合金めっきはFeを含有しており、
Zn−Ni合金めっきはNiを含有している。あるいは
不純物として上記の元素を混入したZnめっきであって
も、支障を来すことはない。また、S、As等の元素、
酸化物、炭化物、硫化物等の化合物を分散させためっき
とすることもできる。
【0023】第1めっき層の上にめっきされる、第2層
としての表層Ni−Zn合金めっき層は、目付量が0.
5g/m2 未満ではプレス成形性がおよび耐食性が充分
ではない。一方、10g/m2 を超えてももはや耐食性
向上効果が飽和しているばかりか、耐食性がかえって低
下する傾向がみられる。第2層としての表層Ni−Zn
合金めっき層の目付量は、より好ましくは1〜7g/m
2 である。
【0024】第2層としての表層Ni−Zn合金めっき
層のZn濃度が0.1%未満では表層めっきが軟質なた
めにプレス成形性改善効果が不充分であり、一方、Zn
濃度が15%を超えると表層めっきと第1めっき層との
密着性が低下し、耐食性および加工性が低下する。表層
Ni−Zn合金めっき層のZn濃度は、より好ましくは
0.3〜10%である。
【0025】本願発明においては、第2めっき層である
Ni−Zn合金めっき中に、Al、Pb、Sb、C、S
i、P、Fe、Sn、Mg、Mn、Cr、Co、Cu、
Ca、Li、Ti、B、希土類元素の1種または2種以
上を含有、あるいは混入しためっきであっても、支障を
来すことはない。
【0026】第1めっき層および第2めっき層は、少な
くとも鋼板の片面に施すことが必要であるが、鋼板表面
の両面に施してもよく、あるいは片面だけに施してもよ
い。燃料タンク内に取り付けられる部品のように、鋼板
の両面が燃料に接する場合では、鋼板の両面に第1めっ
き層および第2めっき層を有することが必要である。こ
れに対して、燃料タンク本体のように、鋼板の片面のみ
が燃料に接する場合には、少なくとも鋼板の片面に第1
めっき層および第2めっき層を有していればよく、燃料
タンクの外面に相当する他面側は、必ずしも第1めっき
層および第2めっき層を有する必要はない。勿論、他面
側に第1めっき層および第2めっき層を有していてもよ
く、鋼板製造上は両面を同一のめっきとする方が容易で
ある。この場合、両面のめっき種、めっき組成および付
着量を同一としても良く、各面に必要な特性の違いやコ
ストを考慮して、両面のめっき種、めっき組成および付
着量を異なるものとしても本願発明を何ら逸脱するもの
ではない。
【0027】コストを削減する目的などで、第1めっき
層および第2めっき層を片面のみに有する場合には、他
面側の耐食性を確保するためには、他面側にZnめっき
層を有することが好ましい。この場合、目付量は5〜8
0g/m2 が適する。目付量が5g/m2 未満では防食
効果が不充分であり、80g/m2 を超えても効果は飽
和しているので、経済性の観点から上限は80g/m2
とする。より好ましくは、目付量は10〜60g/m2
である。本願発明において、他面側のZnめっきはZn
単体であっても良く、Znを75%以上含有するZn合
金であっても良い。Zn含有量が75%未満では防錆性
能が低下する。Zn合金めっきの中で、特に、Feを2
5%以下含有するZn−Fe合金、あるいはNiを25
%以下含有するZn−Ni合金は、プレス成形性が一段
と改善されるのに加えて、燃料タンク外面の塗装耐食性
がより改善される。
【0028】Zn−Fe合金めっきにおいては、Fe濃
度が25%を超えるとめっき密着性が低下するのに加え
て、加工性がかえって低下する傾向がみられる。Fe濃
度は、より好ましくは5〜14%である。
【0029】Zn−Ni合金めっきにおいては、Ni濃
度が25%を超えると防食効果と加工性がかえって低下
する傾向がみられるので上限は25%とする。Ni濃度
は、より好ましくは7〜14%である。
【0030】他面側のZnめっきにおいては、耐食性、
めっき密着性、成形性などを改善する目的で、めっき層
中にAl、Pb、Sb、C、Si、P、Fe、Sn、M
g、Mn、Ni、Cr、Co、Cu、Ca、Li、T
i、B、希土類元素の1種または2種以上を含有させる
ことができる。なお、言うまでもなく、Zn−Fe合金
めっきはFeを含有しており、Zn−Ni合金めっきは
Niを含有している。あるいは不純物として上記の元素
を混入したZnめっきであっても、支障を来すことはな
い。また、S、As等の元素、酸化物、炭化物、硫化物
等の化合物を分散させためっきとすることもできる。
【0031】第1めっき層および第2めっき層を片面の
みに有する場合には、他面側のめっきは第1めっき層と
同一のめっき組成および目付量としても良く、それぞれ
の面に要求される特性の違いやコストを考慮して、第1
めっき層とは異なるめっき組成および目付量としても良
い。
【0032】本願発明において、めっき方法は特に限定
されるものではなく、慣用のめっき方法を適用すること
ができる。例えば、第1めっき層は、電気めっき法、溶
融めっき法、合金化溶融亜鉛めっき法、蒸着めっき法な
どを用いることができる。第2めっき層は電気めっき
法、蒸着めっき法などを用いることができる。第1めっ
き層および第2めっき層を片面のみに有する場合には、
他面側のめっきは電気めっき法、溶融めっき法、合金化
溶融亜鉛めっき法、蒸着めっき法などを用いることがで
きる。この場合、第1めっき層を鋼板の両面に施した
後、片面のみに第2めっき層を施すと、より容易かつ低
コストで製造することができる。
【0033】めっき層には慣用のクロメート処理を施す
と、耐食性および塗料密着性が一段と改善される。クロ
メート処理を施す場合には、少なくともNi−Zn合金
めっき層の上に施すと効果がより顕著である。第1めっ
き層および第2めっき層が片面だけの場合であっても、
クロメート処理を両面に施しても勿論良い。クロメート
処理としては、金属Cr量として、付着量が1mg/m
2 未満では処理効果が期待できず、70mg/m2 を超
えてももはや効果は飽和する。より好ましくは、5〜6
0mg/m2 である。
【0034】なお、第2めっき層であるNi−Zn合金
めっきの厚さおよびZn濃度を測定する方法としては、
例えば鋼板表面からグロー放電発光分光(GDS)を用
いてスパッタリングしながら測定することで、Ni−Z
n合金めっきの厚さおよびZn濃度を同時に測定するこ
とができる。あるいは、鋼板断面において、X線マイク
ロアナライザー(EPMA)を用いて板厚方向に線分析
することで、Ni−Zn合金めっきの厚さおよびZn濃
度を同時に測定しても良い。
【0035】本願発明においては、鋼板中の合金元素と
して、Bを0.0003〜0.0040%含有させるこ
とができるが、これは溶接時の液体金属脆化の防止を目
的としている。Bの含有量が0.0003%未満では添
加効果が充分ではなく、0.0040%を超えて添加し
てももはやその効果は飽和しているのに加えて、加工性
が低下するので、鋼板にBを添加する場合にはその範囲
は0.0003〜0.0040%とする。より好ましく
は、Bの添加量は0.0005〜0.0025%であ
る。
【0036】本願発明の鋼板の成分は特に限定されるも
のではなく、必要な強度、加工性、成形性などに応じて
適切な成分を選択することができる。さらに、本発明に
適用される鋼板は通常のプロセスで製造される冷延鋼
板、熱延鋼板のいずれであってもその効果は充分に発揮
されるものであり、鋼板の履歴によって効果が大きく変
化するものではない。
【0037】当然のことながら、本発明鋼板上に、各種
の処理を付加して施すことも勿論可能であり、例えば、
潤滑性向上処理、樹脂塗布処理、溶接性向上処理、りん
酸塩処理、りん酸塩処理性を向上させるための処理、等
を施したとしても、本願発明の範囲を逸脱するものでは
なく、付加して必要とする特性に応じて、各種の処理を
施すことができる。
【0038】本発明鋼板の強度としては、引張強度が3
00N/mm2 未満の普通鋼あるいは超深絞り用鋼板か
ら、300N/mm2 以上の高強度鋼(300、34
0、400、440N/mm2 級など)などの広範囲に
わたるものである。
【0039】
【実施例】JIS G3141 SPCEの冷延鋼板に
第1表に示すめっきを施した。なお、第1表でNo.
4、9、10、11の各鋼板においては、冷延鋼板とし
てBを第1表に示す含有量で含有させた鋼板を使用し
た。各鋼板は脱脂した後、第1表に示す方法でまずZn
あるいはZn合金をめっきし、引き続いてその上に通常
の電気めっき法でNi−Zn合金をめっきした。ここで
板厚は0.8mmとした。第1表で、No.1〜13は
本発明例であり、No.14〜19は比較例である。N
o.3、5、7、8、9、10、13には通常の塗布型
クロメート法でクロメート処理被膜を付与した。Ni−
Zn合金めっきは下記のめっき浴組成およびめっき条件
とした。 NiSO4 ・6H2 O : 300 g/l ZnSO4 ・7H2 O : 0.6〜30 g/l H3 BO3 : 30 g/l 浴温度 : 50 ℃ 電流密度 : 50 A/dm2
【0040】各鋼板から試験片を採取し、加工性、加工
後耐食性を評価した。加工性は円筒深絞り試験における
限界絞り比(=割れずに絞りぬけた最大のブランク径÷
ポンチ径)で評価した。限界絞り比の値が大きいほど、
加工性が良いことを示す。また、加工後耐食性は下記の
要領で試験した。まず、円形試験片を、第1表のTop
面が内面となるようにして、絞り比2.0で内径50m
m、深さ35mmの円筒状に成形し、凹部に腐食試験溶
液を満たした後に密閉し、30℃で2ヶ月間保持した。
腐食試験溶液は下記の2種類とした。なお、比較例N
o.17は成形性が悪く、絞り比2.0の成形ができな
かったため、絞り比1.8とした。 腐食試験溶液1 ガソリン : 残部 水 : 1.0容量% ぎ酸 : 0.1g/l 腐食試験溶液2 ガソリン : 残部 エタノール : 30容量% ぎ酸 : 0.1g/l 水 : 1.0容量% NaCl : 0.05g/l 加工後耐食性の評価は、腐食試験が終了した後に腐食試
験溶液および前述の凹部の内面の底部および壁部の腐食
状況を目視で観察し、次の5段階評価で評価した。 ◎:まったく異常無し、あるいは極めて軽微な腐食 ○:わずかに腐食 △:部分的に腐食 ×:全面が腐食、あるいは局部腐食 ××:著しい全面腐食あるいは著しい局部腐食
【0041】各評価結果を第1表にあわせて示す。第1
表から明らかなように、本発明例であるNo.1〜13
は加工性、耐食性とも非常に優れており、かつ耐食性は
比較例No.19に示すPb−11%Sn合金めっき鋼
板よりもはるかに優れている。これに対して、比較例N
o.14〜18では耐食性が劣るか、鋼板の加工性が不
充分であった。
【0042】
【表1】
【0043】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は加工性、成
形性と耐食性のいずれにも優れる燃料容器用表面処理鋼
板を提供することを可能としたものであり、産業の発展
に貢献するところが極めて大である。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板表面の少なくとも片面に、第1めっ
    き層として目付量5〜80g/m2 のZnめっき層を有
    し、第1めっき層の上にさらに第2めっき層として目付
    量0.5〜10g/m2 でZnを0.1〜15重量%含
    有するNi−Zn合金めっき層を有することを特徴とす
    る耐食性、加工性に優れた燃料容器用表面処理鋼板。
  2. 【請求項2】 第1めっき層としてのZnめっき層が、
    目付量5〜80g/m2 でFeを25重量%以下含有す
    るZn−Fe合金めっき層からなることを特徴とする請
    求項1に記載の耐食性、加工性に優れた燃料容器用表面
    処理鋼板。
  3. 【請求項3】 第1めっき層としてのZnめっき層が、
    目付量5〜80g/m2 でNiを25重量%以下含有す
    るZn−Ni合金めっき層からなることを特徴とする請
    求項1に記載の耐食性、加工性に優れた燃料容器用表面
    処理鋼板。
  4. 【請求項4】 第1めっき層および第2めっき層を鋼板
    の両面に有する請求項1、2あるいは3に記載の耐食
    性、加工性に優れた燃料容器用表面処理鋼板。
  5. 【請求項5】 第1めっき層および第2めっき層を鋼板
    の片面のみに有する請求項1、2あるいは3に記載の耐
    食性、加工性に優れた燃料容器用表面処理鋼板。
  6. 【請求項6】 第1めっき層および第2めっき層を有し
    ない側の鋼板表面に、目付量5〜80g/m2 のZnめ
    っき層を有することを特徴とする請求項5に記載の耐食
    性、加工性に優れた燃料容器用表面処理鋼板。
  7. 【請求項7】 第1めっき層および第2めっき層を有し
    ない側の鋼板表面のZnめっき層が、目付量5〜80g
    /m2 でFeを25重量%以下含有するZn−Fe合金
    めっき層からなることを特徴とする請求項6に記載の耐
    食性、加工性に優れた燃料容器用表面処理鋼板。
  8. 【請求項8】 第1めっき層および第2めっき層を有し
    ない側の鋼板表面のZnめっき層が、目付量5〜80g
    /m2 でNiを25重量%以下含有するZn−Ni合金
    めっき層からなることを特徴とする請求項6に記載の耐
    食性、加工性に優れた燃料容器用表面処理鋼板。
  9. 【請求項9】 少なくともNi−Zn合金めっき層の上
    に、金属Cr量として、付着量1〜70mg/m2 のク
    ロメート処理被膜を有することを特徴とする請求項1、
    2、3、4、5、6、7あるいは8に記載の耐食性、加
    工性に優れた燃料容器用表面処理鋼板。
  10. 【請求項10】 鋼板が、重量%で、Bを0.0003
    〜0.0040%含有する請求項1、2、3、4、5、
    6、7、8あるいは9に記載の耐食性、加工性に優れた
    燃料容器用表面処理鋼板。
JP11012134A 1998-01-22 1999-01-20 耐食性、加工性に優れた燃料容器用表面処理鋼板 Withdrawn JPH11269665A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6866944B2 (en) * 2000-05-12 2005-03-15 Nippon Steel Corporation Automobile fuel container material excellent in environment compatibility and automobile fuel container

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