JPS59170281A - 希薄苛性アルカリ水溶液の電解方法 - Google Patents
希薄苛性アルカリ水溶液の電解方法Info
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- JPS59170281A JPS59170281A JP4407683A JP4407683A JPS59170281A JP S59170281 A JPS59170281 A JP S59170281A JP 4407683 A JP4407683 A JP 4407683A JP 4407683 A JP4407683 A JP 4407683A JP S59170281 A JPS59170281 A JP S59170281A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/34—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
- C25B1/46—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in diaphragm cells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B15/00—Operating or servicing cells
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- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
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】
本発明は、陽イオン交換膜で区分された電解槽で鉄、ニ
ッケル又はそれらの合金を電極として用いて、希薄苛性
アルカリ水溶液を電解する方法に関する。
ッケル又はそれらの合金を電極として用いて、希薄苛性
アルカリ水溶液を電解する方法に関する。
苛性アルカリを含む溶液は、工業上、種々の製造プロセ
ス、処理プロセス或は加工プロセスから排出される。例
えば、洋々の化学反応プロセスからの反応廃液、金属の
アルカリ処理廃液、−イオン交換樹脂再生廃液、石油精
製プロセスにおけるアルカリ処理廃液等がある。これら
の廃液から苛性アルカリを回収することはプロセスの経
済性、或は公害対策の観点から工業上重要である。
ス、処理プロセス或は加工プロセスから排出される。例
えば、洋々の化学反応プロセスからの反応廃液、金属の
アルカリ処理廃液、−イオン交換樹脂再生廃液、石油精
製プロセスにおけるアルカリ処理廃液等がある。これら
の廃液から苛性アルカリを回収することはプロセスの経
済性、或は公害対策の観点から工業上重要である。
そのため、従来から、かかる廃液を処理して、苛性アル
カリを回収したシ、無害化する種々の手段が試みられて
いる・。とのような苛性アルカリ含有廃液の多くは、比
較的低濃度の水溶液であり、多くの他の、無機、或いは
有機の共存物質を含むだめ、実際上、主に経済的理由か
ら回収処理をせずに、中和等の無害化処理をして廃棄す
る場合が多い。
カリを回収したシ、無害化する種々の手段が試みられて
いる・。とのような苛性アルカリ含有廃液の多くは、比
較的低濃度の水溶液であり、多くの他の、無機、或いは
有機の共存物質を含むだめ、実際上、主に経済的理由か
ら回収処理をせずに、中和等の無害化処理をして廃棄す
る場合が多い。
このような亮液から、苛性アルカリを効率良く回収する
有力な手段として陽イオン交換膜を用いての゛電解法が
知られ、例えば特開昭52−16859号には、カチオ
ン交換膜を用いた電解透析によシ、アルカリ性廃水から
アルカリのみを分離回収し、廃水を中性として排出する
アルカリ性廃水の処理方法が記載されている。
有力な手段として陽イオン交換膜を用いての゛電解法が
知られ、例えば特開昭52−16859号には、カチオ
ン交換膜を用いた電解透析によシ、アルカリ性廃水から
アルカリのみを分離回収し、廃水を中性として排出する
アルカリ性廃水の処理方法が記載されている。
しかし、このような電解方法においては、電極、特に陽
極は、酸素発生反応に耐える高耐久性のものが要求され
、高価な貴金属や、消耗し易く製作上或は操苗上種々の
欠点のある熟鉛等を用いなければならず、1秦的に採用
し得る技術的、経済的に優れた電解技術の出現が望まれ
ていた。すなわち、鉄、ニッケル、及びステンレス等の
それらの合金は安価で、加工性も良く、従来から水電解
等において苛性アルカリ水溶液のTiWf用電極として
用いられているが、比較的高温の高濃度水溶液において
使用できるものであシ、苛性アルカリが約10%以下の
低濃度、特に5%以下では、電解電位の上昇により陽極
が著しく酸化され、表面に酸化物が形成されて不活性化
し、或いは更に表面が溶出する等の問題が起シ、そのま
ま低い度の苛性アルカリ水溶液の電解に鉄、ニッケル等
を電極として用いることができなかった。
極は、酸素発生反応に耐える高耐久性のものが要求され
、高価な貴金属や、消耗し易く製作上或は操苗上種々の
欠点のある熟鉛等を用いなければならず、1秦的に採用
し得る技術的、経済的に優れた電解技術の出現が望まれ
ていた。すなわち、鉄、ニッケル、及びステンレス等の
それらの合金は安価で、加工性も良く、従来から水電解
等において苛性アルカリ水溶液のTiWf用電極として
用いられているが、比較的高温の高濃度水溶液において
使用できるものであシ、苛性アルカリが約10%以下の
低濃度、特に5%以下では、電解電位の上昇により陽極
が著しく酸化され、表面に酸化物が形成されて不活性化
し、或いは更に表面が溶出する等の問題が起シ、そのま
ま低い度の苛性アルカリ水溶液の電解に鉄、ニッケル等
を電極として用いることができなかった。
本発明は、上記の問題を解決するためになさitたもの
で、その目的は、安価な鉄、ニッケル等の電極を用いて
希薄苛性アルカリ水溶液を長期間安定して電解し、苛性
アルカリを効率良く回収することができる新規な電解方
法を提供することにある。
で、その目的は、安価な鉄、ニッケル等の電極を用いて
希薄苛性アルカリ水溶液を長期間安定して電解し、苛性
アルカリを効率良く回収することができる新規な電解方
法を提供することにある。
本発明は、陽極室と陰極室が陽イオン交換膜によ)区分
された電解槽のw5I極室に希薄苛性アルカリ水溶液を
供給して電解し、陰極室より濃厚苛性アルカリ水溶液を
回収する電解方法において、陽極及び陰極の電極材とし
て、共に、鉄、ニッケル、又はそれらの合金を用い、正
方向に所定時間通電して電解する毎に、極性を反転して
防通電量の3〜30%の逆方向の通電を行うことを特徴
とするものである。
された電解槽のw5I極室に希薄苛性アルカリ水溶液を
供給して電解し、陰極室より濃厚苛性アルカリ水溶液を
回収する電解方法において、陽極及び陰極の電極材とし
て、共に、鉄、ニッケル、又はそれらの合金を用い、正
方向に所定時間通電して電解する毎に、極性を反転して
防通電量の3〜30%の逆方向の通電を行うことを特徴
とするものである。
本発明は、上記の通υ、所定の通電量で定期的に電極の
極性を反転するととによシ、前記の目的を達成し、以下
に詳述するように鉄、ニッケル等の安価な電極を用いて
希薄アルカリ水溶液の電解を長期間安定して行うことを
可能にしたすぐれた効果を奏するものである。
極性を反転するととによシ、前記の目的を達成し、以下
に詳述するように鉄、ニッケル等の安価な電極を用いて
希薄アルカリ水溶液の電解を長期間安定して行うことを
可能にしたすぐれた効果を奏するものである。
本発明において用いられる電解槽は陽極室と陰極室が陽
イオン交換膜で区分されたもので、例えば前記特開昭5
2−16859号に記載の如き公知の単極式、戎は複極
式等いずれの型式のものに適用できる。
イオン交換膜で区分されたもので、例えば前記特開昭5
2−16859号に記載の如き公知の単極式、戎は複極
式等いずれの型式のものに適用できる。
本発明においては、陽極、陰極とも同じ電極材を用いる
ことができるので、特に複極式電解槽を樽成するゴわ合
、異種電極材を複合する必要がなく好都合である。
ことができるので、特に複極式電解槽を樽成するゴわ合
、異種電極材を複合する必要がなく好都合である。
陽イオン交換膜は、電解環境下に耐える公知のいずれの
陽イオン交換膜を使用できるが、特に耐アルカリ性の良
いパーフルオロイオン交換膜等の弗素樹脂系のものが好
適でちる。
陽イオン交換膜を使用できるが、特に耐アルカリ性の良
いパーフルオロイオン交換膜等の弗素樹脂系のものが好
適でちる。
本発明においては、鉄、ニッケル又はその合金を電極材
として用いる。合金材としては、例えば炭素鋼、Fe−
Ni合金、ステンレス鋼、CO2Cr又はMOとの合金
等が使用できる。こ−れらの電極材は、陽極及び陰極と
も同じもので良く、また同じでなくても差支えない。
として用いる。合金材としては、例えば炭素鋼、Fe−
Ni合金、ステンレス鋼、CO2Cr又はMOとの合金
等が使用できる。こ−れらの電極材は、陽極及び陰極と
も同じもので良く、また同じでなくても差支えない。
これらの電極材を用いた電極は、導電性が良く、棒、板
、網、多孔板等いずれの形状にも容易に成形することが
でき、安価である。しかし、特に希薄苛性アルカリ水溶
液の電解に用いると、従来の電解方法では陽極において
表面が徐々に酸化され、酸化物の形成等により不活性化
して、使用に耐えなくなる。
、網、多孔板等いずれの形状にも容易に成形することが
でき、安価である。しかし、特に希薄苛性アルカリ水溶
液の電解に用いると、従来の電解方法では陽極において
表面が徐々に酸化され、酸化物の形成等により不活性化
して、使用に耐えなくなる。
本発明は、正方向に所定時間通電して電解する毎に、D
性を反転して逆方向の通電を行えば上記した従来の問題
が解消され、長期間安定して希薄苛性アルカリ水溶液の
電解を行うことができるとの新たな知見に基いてなされ
たものである。
性を反転して逆方向の通電を行えば上記した従来の問題
が解消され、長期間安定して希薄苛性アルカリ水溶液の
電解を行うことができるとの新たな知見に基いてなされ
たものである。
通電方法を示すもので、電極には正方向に所定の1尻流
値Aで所要時間T通電される。
値Aで所要時間T通電される。
これに対して、本発明においては、第2図〜第4図に例
示するように正方向に電流値At l At +Asで
所定時間Tt 、Tt 、Ts逆通電て電解する毎に、
極性を反転して逆方向に所定の定流値al 1affi
+asで所定の時間1..1..1.通電を行う。
示するように正方向に電流値At l At +Asで
所定時間Tt 、Tt 、Ts逆通電て電解する毎に、
極性を反転して逆方向に所定の定流値al 1affi
+asで所定の時間1..1..1.通電を行う。
かくすることによシ、何故上記したよう接木発明の効果
が灼されるのか必ずしも明らかではないが、定Jtll
的姉逆方向の通電を行うことにより、電(′呵の不活性
化の進行が防止され、更に活性が復活されるためと考え
られる。OVc陽極陽極−ては電解の逆行と共に形成さ
れる酸化物が還元作用を受けて消失し、活性面が復活す
ることが確認された。また、陰極表面には、通常不純物
全屈イオン等が還元析出して付着するが、逆方向の通電
により表面が清浄化される。このような清浄化作用は、
用いられている陽イオン交換股上に析出付着する障害物
の除去に対しても効果がある。
が灼されるのか必ずしも明らかではないが、定Jtll
的姉逆方向の通電を行うことにより、電(′呵の不活性
化の進行が防止され、更に活性が復活されるためと考え
られる。OVc陽極陽極−ては電解の逆行と共に形成さ
れる酸化物が還元作用を受けて消失し、活性面が復活す
ることが確認された。また、陰極表面には、通常不純物
全屈イオン等が還元析出して付着するが、逆方向の通電
により表面が清浄化される。このような清浄化作用は、
用いられている陽イオン交換股上に析出付着する障害物
の除去に対しても効果がある。
正方向の通電時間は、電解遂行の目的から可能な限シ長
いことが望ましいが、長過ぎると電極が不活性化し、更
には、逆方向の通電によっても活性の復活が困難になる
ので、一定の時間に限る必要がある。通常該時間を約1
5分以下に設定すれば安全であシ、かつ容易に電極活性
を復活することができ、長期間安定した電解を行うこと
ができる。
いことが望ましいが、長過ぎると電極が不活性化し、更
には、逆方向の通電によっても活性の復活が困難になる
ので、一定の時間に限る必要がある。通常該時間を約1
5分以下に設定すれば安全であシ、かつ容易に電極活性
を復活することができ、長期間安定した電解を行うこと
ができる。
一方、逆方向の通電は、目的とする電解の効率を低下さ
せるので、できるだけ少い通電量とすることが望ましい
が、電極活性の復活を十分行える通電量とする必要があ
る。
せるので、できるだけ少い通電量とすることが望ましい
が、電極活性の復活を十分行える通電量とする必要があ
る。
通常、逆方向の通Nfftを正方向通電量の約3〜60
%とすれば十分本発明の目的が達成でき効果的であるこ
とが確認された。
%とすれば十分本発明の目的が達成でき効果的であるこ
とが確認された。
第2図は、本発明の電解方法における典型的な通電パタ
ーンを示し、一定電流A1で所定時間T+正方向に通電
して電解し、次に、同電流(111” A+ )で、
一定時間t1逆方向に通電し、これを繰)返して所期の
電解を継続する。この場合、通電量はそれぞれAI X
Tt及び−AtXtt(図中のgfM部分の面積)で表
わされ、その比は各通電時間の比のみで定まる。従って
、単に4〉性を転換する時間を制御すればよいので操作
が最も簡単である。例えばT1を10分とすれば、逆方
向の通電時間t1は、本発明によル18秒〜3分程度と
なる。そして、tlをその範囲の適当な時間、例えば1
分に定めて、電4if[性がその周期で転換するように
自動タイマー等によシミ群槽の電源を自動制御して電解
を行うことが容易にできる。
ーンを示し、一定電流A1で所定時間T+正方向に通電
して電解し、次に、同電流(111” A+ )で、
一定時間t1逆方向に通電し、これを繰)返して所期の
電解を継続する。この場合、通電量はそれぞれAI X
Tt及び−AtXtt(図中のgfM部分の面積)で表
わされ、その比は各通電時間の比のみで定まる。従って
、単に4〉性を転換する時間を制御すればよいので操作
が最も簡単である。例えばT1を10分とすれば、逆方
向の通電時間t1は、本発明によル18秒〜3分程度と
なる。そして、tlをその範囲の適当な時間、例えば1
分に定めて、電4if[性がその周期で転換するように
自動タイマー等によシミ群槽の電源を自動制御して電解
を行うことが容易にできる。
第3図に示す通電パターンは、正方向の電流At通電時
間T、に対して、逆方向の電流a、及び通電時間t2の
何れも変えて電解を行う例である。
間T、に対して、逆方向の電流a、及び通電時間t2の
何れも変えて電解を行う例である。
また、第4図如示ずものは、正給よび逆方向の通電時間
T1を同じにしく ts =Ts ) 、通!!電流を
正方向A8に対して逆方向のよシ小さいa!として電解
を行う例である。
T1を同じにしく ts =Ts ) 、通!!電流を
正方向A8に対して逆方向のよシ小さいa!として電解
を行う例である。
このように、本発明においては周期的に、逆方向の通電
量が、正方向のそれの約3〜30%となるものでおれば
いずれの通電方法でもよい。
量が、正方向のそれの約3〜30%となるものでおれば
いずれの通電方法でもよい。
実施例
陽イオン交換膜(商品名ナフィオン315、デーボン社
製)で区分された電解槽を構成し、hす極及び陰極とも
厚さ1型のステンレス板(SU8516 )を電極材と
して用いた。陽極室に0.5%N a OH水溶液を供
給し、温度60℃、電流密度30 A/ d m”で第
2図に示す通電パターンにより逆方向の通電時間を変え
て電解を行った。
製)で区分された電解槽を構成し、hす極及び陰極とも
厚さ1型のステンレス板(SU8516 )を電極材と
して用いた。陽極室に0.5%N a OH水溶液を供
給し、温度60℃、電流密度30 A/ d m”で第
2図に示す通電パターンにより逆方向の通電時間を変え
て電解を行った。
陰極室には頭初10%NaOH水溶液を満たし、以後陽
極室から0.2%NaOH水溶液を排出し、陰極室から
12%NaOH水溶液を抜き出すようにした。その結果
を第1表に示す。
極室から0.2%NaOH水溶液を排出し、陰極室から
12%NaOH水溶液を抜き出すようにした。その結果
を第1表に示す。
岡、電極ダf命の判定は、電解電圧が初期値より2.O
V上昇する時点によル行った。
V上昇する時点によル行った。
第1表
第1表の結果から明らかのように、周期的に逆方向の通
電を行うことによシミ極寿命が飛目的に向上することが
わかる。また、逆方向の通電量が多くなると′rrt、
極寿命は延びるが、全体の電解効率が低下するので、電
解効率を50%以上に維持するためには、逆方向の通電
量を正方向のそれの約3〜30%程度とすればよい。
電を行うことによシミ極寿命が飛目的に向上することが
わかる。また、逆方向の通電量が多くなると′rrt、
極寿命は延びるが、全体の電解効率が低下するので、電
解効率を50%以上に維持するためには、逆方向の通電
量を正方向のそれの約3〜30%程度とすればよい。
実施例2
陽極及び陰極ともNi板を使用した以外は実施例1と同
様にりi群槽を措成し、門極室には4%NaOH水溶液
を供給し、2%NaOH水溶液をξト出し、陰極室から
12%NaOH水溶液を抜き出して同様に電解を行った
。その結果を第2表に示す。
様にりi群槽を措成し、門極室には4%NaOH水溶液
を供給し、2%NaOH水溶液をξト出し、陰極室から
12%NaOH水溶液を抜き出して同様に電解を行った
。その結果を第2表に示す。
第2表
第1図は、従来法による通常の通電パターンを示す説明
図、第2図、第3図および第4図は本発明による通電パ
ターンを例示する説明図である。 A 、AI 、Am 、Am : 正方向通電電流値
al + a2 HaS : 逆方向通電電流値
Tr Tl + Tt + Ts : 正方向通電
時間tI、t3.t3: 逆方向通電時間1よ劇
図、第2図、第3図および第4図は本発明による通電パ
ターンを例示する説明図である。 A 、AI 、Am 、Am : 正方向通電電流値
al + a2 HaS : 逆方向通電電流値
Tr Tl + Tt + Ts : 正方向通電
時間tI、t3.t3: 逆方向通電時間1よ劇
Claims (4)
- (1)陽極室と陰極室が陽イオン交換膜によ)区分され
た電解槽の陽極室に希薄苛性アルカリ水溶液を供給して
電解し、陰極室より濃厚苛性アルカリ水溶液を回収する
電解方法において、陽極及び陰極の電極材として、鉄、
ニッケル、又はそれらの合金を用い、正方向に所定時間
通電してf!解する毎に、極性を反転して該通電↑の3
〜309gの逆方向の通電を行うことを0徴とする希薄
苛性アルカリ水溶液の!解方法。 - (2)供給する水溶液の苛性アルカリ濃度が10%以下
である請求の範囲第(1)項の方法。 - (3) 正方向の通電時間が15分以下である請求の
範囲第(1)項の方法。 - (4)陽極室に、石油精製プロセスにおける苛性アルカ
リ処理廃液を供給する請求の範囲第(1)項の方法。
Priority Applications (11)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4407683A JPS59170281A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 希薄苛性アルカリ水溶液の電解方法 |
CA000448528A CA1258820A (en) | 1983-03-18 | 1984-02-29 | Electrolyzing dilute caustic soda solution with sequential polarity inversion |
PH30343A PH20299A (en) | 1983-03-18 | 1984-03-05 | Method for electrolyzing dilute caustic alkali aqueous solution and apparatus thereof |
NL8400723A NL8400723A (nl) | 1983-03-18 | 1984-03-06 | Werkwijze en inrichting voor het elektrolyseren van verdunde waterige alkalihydroxydeoplossingen. |
DE3409118A DE3409118C2 (de) | 1983-03-18 | 1984-03-13 | Verfahren zur Aufkonzentrierung einer verdünnten, wäßrigen Alkalihydroxidlösung durch Elektrolyse |
FR848404143A FR2542763B1 (fr) | 1983-03-18 | 1984-03-16 | Procede et appareillage pour l'electrolyse d'une solution aqueuse diluee d'alcali caustique |
AU25683/84A AU548708B2 (en) | 1983-03-18 | 1984-03-16 | Method for electrolysing dilute caustic alkali aqueous solution |
GB08406884A GB2137658B (en) | 1983-03-18 | 1984-03-16 | Electrolyzing dilute caustic alkali aqueous solution and apparatus therefor |
KR1019840001406A KR870000111B1 (ko) | 1983-03-18 | 1984-03-17 | 묽은 부식성 알카리 수용액의 전해방법 및 그 장치 |
US06/590,668 US4578160A (en) | 1983-03-18 | 1984-03-19 | Method for electrolyzing dilute caustic alkali aqueous solution by periodically reversing electrode polarities |
MY672/86A MY8600672A (en) | 1983-03-18 | 1986-12-30 | Method of electrolyzing dilute caustic alkali aqueous solution and apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4407683A JPS59170281A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 希薄苛性アルカリ水溶液の電解方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59170281A true JPS59170281A (ja) | 1984-09-26 |
JPS644594B2 JPS644594B2 (ja) | 1989-01-26 |
Family
ID=12681528
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4407683A Granted JPS59170281A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 希薄苛性アルカリ水溶液の電解方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59170281A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112853375A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-05-28 | 复旦大学 | 一种烧碱和正磷酸铁的联产方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0616321A (ja) * | 1992-06-29 | 1994-01-25 | Design Uchida:Kk | テ−プカッタ− |
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JPS5216859A (en) * | 1975-07-30 | 1977-02-08 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | Method of treating alkali waste water |
JPS5314271A (en) * | 1976-07-23 | 1978-02-08 | Jidosha Kiki Co Ltd | Reaction mechanism in brake booster |
JPS53146271A (en) * | 1977-05-25 | 1978-12-20 | Diamond Shamrock Corp | Recovery of efficiency of sea water eledtrolytic cell by periodical removal of anode deposit |
-
1983
- 1983-03-18 JP JP4407683A patent/JPS59170281A/ja active Granted
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Publication number | Publication date |
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JPS644594B2 (ja) | 1989-01-26 |
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