JPS61202772A - 犠性陽極効果およびＺｎ被覆効果を併せもつアルミニウム合金製熱交換器の製造方法 - Google Patents
犠性陽極効果およびＺｎ被覆効果を併せもつアルミニウム合金製熱交換器の製造方法Info
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- JPS61202772A JPS61202772A JP4357785A JP4357785A JPS61202772A JP S61202772 A JPS61202772 A JP S61202772A JP 4357785 A JP4357785 A JP 4357785A JP 4357785 A JP4357785 A JP 4357785A JP S61202772 A JPS61202772 A JP S61202772A
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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】
「発明の目的」
産業上の利用分野
熱交換器などに用いられるアルミニウム合金製フィン材
従来の技術
弗化物系の化合物を主体とするアルミニウム材ろう肘用
７ラツクスは、アルミニウム材に対して腐食性を有しな
いことから、ろう付後の構造体の洗浄工程を不要とし、
設備的にも、工業的にも有利性を有することは従来から
知られている。即ちこのようなことから近年、上記の弗
化物系の化合物を主体とする非腐食性フラックスを用い
るろう付法で車補用空調装置に装備されるエバポレータ
ー、コンデンサーまたはラジェーター等の熱交換器が製
造されている。
７ラツクスは、アルミニウム材に対して腐食性を有しな
いことから、ろう付後の構造体の洗浄工程を不要とし、
設備的にも、工業的にも有利性を有することは従来から
知られている。即ちこのようなことから近年、上記の弗
化物系の化合物を主体とする非腐食性フラックスを用い
るろう付法で車補用空調装置に装備されるエバポレータ
ー、コンデンサーまたはラジェーター等の熱交換器が製
造されている。
然してこの種の熱交換器は、熱媒体の通路部材とフィン
材とで構成されている。この場合のフィン材は、ろう付
時の高温度においても強度を必要とすることから、Ｍ−
−系合金の芯材が使用され、しかも該芯材の少なくとも
一側にＭ−３Ｌ系合金のろう材をクラッドした構成とさ
れている。また、熱媒体の通路部材は、工業用純アルミ
ニウム、例えばＪＩＳ１０５０ 等で構成されているの
が一般的である。このような構成のアルミニウム製熱交
換器は、殊に塩素イオンを含む厳しい腐食環境（例えば
海岸地方など）にさらされた時、著しい腐食を生じ、特
に熱媒体の通路部材に孔食が発生し貫通した場合は、熱
媒体が濡れて致命的な欠陥となる。
材とで構成されている。この場合のフィン材は、ろう付
時の高温度においても強度を必要とすることから、Ｍ−
−系合金の芯材が使用され、しかも該芯材の少なくとも
一側にＭ−３Ｌ系合金のろう材をクラッドした構成とさ
れている。また、熱媒体の通路部材は、工業用純アルミ
ニウム、例えばＪＩＳ１０５０ 等で構成されているの
が一般的である。このような構成のアルミニウム製熱交
換器は、殊に塩素イオンを含む厳しい腐食環境（例えば
海岸地方など）にさらされた時、著しい腐食を生じ、特
に熱媒体の通路部材に孔食が発生し貫通した場合は、熱
媒体が濡れて致命的な欠陥となる。
このようなことを防ぐために、フィン材を液体通路部材
よりｉｇ位的に卑とすると共に、熱媒体通路の表面にム
層を形成して通路部材の孔食を防止している。即ちこの
通路部材表面にム層を形成する方法は、ＺｒＬＯを溶屏
した高濃度のアルカリ液中に、該通路部材を浸漬して表
面にムを析出させることで行われている。
よりｉｇ位的に卑とすると共に、熱媒体通路の表面にム
層を形成して通路部材の孔食を防止している。即ちこの
通路部材表面にム層を形成する方法は、ＺｒＬＯを溶屏
した高濃度のアルカリ液中に、該通路部材を浸漬して表
面にムを析出させることで行われている。
発明が解決しようとする問題点
然しながら、上記した通路部材表面にＺｎ層を被覆する
方法は、高濃度のアルカリ液を使用することから、安全
および設備に対する高度の管理を必要とし、また排液の
処理に多大の設置Ｊおよび費用を必要とする欠点がある
。
方法は、高濃度のアルカリ液を使用することから、安全
および設備に対する高度の管理を必要とし、また排液の
処理に多大の設置Ｊおよび費用を必要とする欠点がある
。
「発明の構成」
問題点を解決するための手段
非腐食性フラックスを用いるろう付け法によシ熱媒体通
路部材とフィン材とをろう付け接合して構成されるアル
ミニウム製熱交換器のフィン材において、該フィン材が
芯材とろう材で構成され、これらの芯材とろう材が共に
２．１〜４％Ｚｎを含有しているアルミニウム合金であ
ることを特徴とする犠牲陽極効果およびＺｎ被覆効果ヲ
併せもつアルミニウム合金′ｌＡフィン材。
路部材とフィン材とをろう付け接合して構成されるアル
ミニウム製熱交換器のフィン材において、該フィン材が
芯材とろう材で構成され、これらの芯材とろう材が共に
２．１〜４％Ｚｎを含有しているアルミニウム合金であ
ることを特徴とする犠牲陽極効果およびＺｎ被覆効果ヲ
併せもつアルミニウム合金′ｌＡフィン材。
実施例
本発明は、上記したような通路部材にム層をｉｉする方
法における問題点に臨み、多数の実験を重ね鋭意検討し
た結果、フィン材の芯材およびろう材に２．１〜４％の
ムを各々含有させた場合は、ろう材処理後の通路部材表
面にム層の存在することを知見し、このことを利用して
創案されたものであって、高濃度アルカリ液を使用しな
いで耐孔食性を附与できるフィン材を提供するものであ
る。
法における問題点に臨み、多数の実験を重ね鋭意検討し
た結果、フィン材の芯材およびろう材に２．１〜４％の
ムを各々含有させた場合は、ろう材処理後の通路部材表
面にム層の存在することを知見し、このことを利用して
創案されたものであって、高濃度アルカリ液を使用しな
いで耐孔食性を附与できるフィン材を提供するものであ
る。
本発明において使用する非腐食性フラックスとは、弗化
物を主体とするもので、例えば単体表示でＫＦ３５〜４
５重量部、ＡｌＦ３５５〜６５重量部から成シ、このほ
かに該スラックスのろう付性を損なわない範囲で、アル
カリ金属またはアルカリ土類金属の７ツ化物または酸化
物を含む単体もしくは錯体からなる。このような組成の
７ラツクスは、融点が約５６０℃〜５８０℃でろう付性
が良好であシ、シかもアルミニウムに対しては腐食性を
もたないので、ろう付後のアルミニウム夷熱交換器表面
に残留しても該熱交’ＩＩ！！器を腐食させることがな
い。
物を主体とするもので、例えば単体表示でＫＦ３５〜４
５重量部、ＡｌＦ３５５〜６５重量部から成シ、このほ
かに該スラックスのろう付性を損なわない範囲で、アル
カリ金属またはアルカリ土類金属の７ツ化物または酸化
物を含む単体もしくは錯体からなる。このような組成の
７ラツクスは、融点が約５６０℃〜５８０℃でろう付性
が良好であシ、シかもアルミニウムに対しては腐食性を
もたないので、ろう付後のアルミニウム夷熱交換器表面
に残留しても該熱交’ＩＩ！！器を腐食させることがな
い。
また、本発明を適用することができる熱交換器は、熱媒
体通路部材とフィン材とから構成されるものであって、
熱媒体通路が管または扁平管で、フィン材が板またはコ
ルダート状とされるサーペンタインタイプまたはフィン
アンドチューブタイプ等の熱交換器、および上記液体通
路がプレス板の合せ材で構成されるドロンカッゲタイブ
等の熱交換器である。
体通路部材とフィン材とから構成されるものであって、
熱媒体通路が管または扁平管で、フィン材が板またはコ
ルダート状とされるサーペンタインタイプまたはフィン
アンドチューブタイプ等の熱交換器、および上記液体通
路がプレス板の合せ材で構成されるドロンカッゲタイブ
等の熱交換器である。
本発明において上記のフィン材を構成する２、１〜４．
０％Ｚｎを含有したろう材アルミニウム合金としては、
ＳＬを９〜１２チ含有する。このＳＬの含有は、合金の
融点を下げ、ろう付温度において溶融して流動性を良好
なものとし、芯材と媒体通路部材とを確実に金属接合さ
せるためのものであって、その含有量は下限以下となっ
ても、上限以上となっても良好な接合は得られない。
０％Ｚｎを含有したろう材アルミニウム合金としては、
ＳＬを９〜１２チ含有する。このＳＬの含有は、合金の
融点を下げ、ろう付温度において溶融して流動性を良好
なものとし、芯材と媒体通路部材とを確実に金属接合さ
せるためのものであって、その含有量は下限以下となっ
ても、上限以上となっても良好な接合は得られない。
ム２．１〜４．０％の含有は、ろう付温度において媒体
通路部材表面にム層を形成し、耐孔食性を付与するため
のものであって、下限値以下ではその効果が顕著でなく
、父上限値以上となると自己腐食が大きくなって、使用
時に芯材と媒体通路部材とが剥離して、熱伝達率が低下
するので好ましくない。
通路部材表面にム層を形成し、耐孔食性を付与するため
のものであって、下限値以下ではその効果が顕著でなく
、父上限値以上となると自己腐食が大きくなって、使用
時に芯材と媒体通路部材とが剥離して、熱伝達率が低下
するので好ましくない。
また、該ろう材には、上記ＳＬ、Ｚｎの他の元素として
Ｆｅ５Ｃｕ、 Ｍｎ、Ｔｉ等は、上記性質を著しくさま
たげない範囲で含有してもよい。
Ｆｅ５Ｃｕ、 Ｍｎ、Ｔｉ等は、上記性質を著しくさま
たげない範囲で含有してもよい。
一方、本発明に係わる上記のフィン材を構成する２、１
〜４．０％Ｚｎを含有した芯材アルミニウム合金として
は、上記ムの他にＭｎを１．８％以下、Ｃ，ｕを０３０
％以下含有させることができる。即ちこのＺｎ ： ２
．１〜４．０％の含有は、芯材の電位を岸側にして芯材
には犠牲陽極効果を付与し、ろう材中のムによる媒体通
路安置のム層による該通路部材の孔食腐食防止作用とも
相俟って該通路部材の孔腐食を防止するものである。そ
の含有量が下限値以下では、その効果が顕著ではなく、
また上限値以上となると、芯材の自己腐食が大きくなっ
て熱伝達率が低下して好ましくない。
〜４．０％Ｚｎを含有した芯材アルミニウム合金として
は、上記ムの他にＭｎを１．８％以下、Ｃ，ｕを０３０
％以下含有させることができる。即ちこのＺｎ ： ２
．１〜４．０％の含有は、芯材の電位を岸側にして芯材
には犠牲陽極効果を付与し、ろう材中のムによる媒体通
路安置のム層による該通路部材の孔食腐食防止作用とも
相俟って該通路部材の孔腐食を防止するものである。そ
の含有量が下限値以下では、その効果が顕著ではなく、
また上限値以上となると、芯材の自己腐食が大きくなっ
て熱伝達率が低下して好ましくない。
翻、Ｃｕの何れか一方又は双方を含有させると、フィン
材に高温および常温における強度を付与し、ろう材中お
よびろう付後の熱交換器構造体におけるフィン材の変形
を防止できる。これらの好ましい含有量としては、Ｍｊ
Ｉｌ、Ｏ〜１．８チ、Ｃｕ ０．０５〜０．３０％で、
−の含有量が上限値以上となると芯材の加工性が低下し
て好ましくなく、またＣｕの含有量が上限値以上となる
と芯材の電位が責側になって、芯材にムを添加した効果
を低下させ、従って芯材の犠牲陽極効果を低下させるの
で好ましくない。
材に高温および常温における強度を付与し、ろう材中お
よびろう付後の熱交換器構造体におけるフィン材の変形
を防止できる。これらの好ましい含有量としては、Ｍｊ
Ｉｌ、Ｏ〜１．８チ、Ｃｕ ０．０５〜０．３０％で、
−の含有量が上限値以上となると芯材の加工性が低下し
て好ましくなく、またＣｕの含有量が上限値以上となる
と芯材の電位が責側になって、芯材にムを添加した効果
を低下させ、従って芯材の犠牲陽極効果を低下させるの
で好ましくない。
また、該芯材には上記ム、Ｍｎ、 Ｃｕの他の元素とし
て、Ｓｔ １．６％以下、Ｆｉ ０．８％以下、殉０．
５チ以下好ましくは０．２％以下、Ｃｒ０．４％以下、
Ｚｒ０．３％以下、ｎｏ、２％以下は、芯材の上記した
ような性質を著しく妨げるものではないから含有しても
よい。
て、Ｓｔ １．６％以下、Ｆｉ ０．８％以下、殉０．
５チ以下好ましくは０．２％以下、Ｃｒ０．４％以下、
Ｚｒ０．３％以下、ｎｏ、２％以下は、芯材の上記した
ような性質を著しく妨げるものではないから含有しても
よい。
一方、熱媒体通路部材のアルミニウム材としては、工業
用純アルミニウム、例えばＡ１０５０のようなＪＩＳ
１０００系、または該工業用純アルミニウムにＣｕを０
．２〜０．８％含有させたアルミニウム合金、あるいは
吟を０．５％以下好ましくは０．２％以下に制限したＡ
３０００系合金等が使用できる。Ｃｕを含有させると該
通路部材のｔａ電位を賞側に移行させ、芯材の犠牲陽極
効果と合まってＣｕの２腐食を防止できて好ましいが、
上限値以上となると通路部材を形成する時に加工性が低
下し、かつ自己腐食が大きくなって、通路部側の延命効
果を失うので好ましくない。
用純アルミニウム、例えばＡ１０５０のようなＪＩＳ
１０００系、または該工業用純アルミニウムにＣｕを０
．２〜０．８％含有させたアルミニウム合金、あるいは
吟を０．５％以下好ましくは０．２％以下に制限したＡ
３０００系合金等が使用できる。Ｃｕを含有させると該
通路部材のｔａ電位を賞側に移行させ、芯材の犠牲陽極
効果と合まってＣｕの２腐食を防止できて好ましいが、
上限値以上となると通路部材を形成する時に加工性が低
下し、かつ自己腐食が大きくなって、通路部側の延命効
果を失うので好ましくない。
ろう付方法について説明すると以下の如くである。即ち
、上記したＺｎ ｉｌを含有するアルミニウム合金で、
上記した如く構成されたフィン材を所要形状に加工した
のち、上記したよりな組成の通路部材と組合せ、一方で
は上記した弗化物系化合物を主体とする非腐食性７ラツ
クスをそのまま、好ましくは水に懸濁してスラリー状と
したものを、上記フィン材と通路部材の構造体上に塗布
後乾燥して施す。このようにしたものをろう材の融点以
上で、芯材または通路部材の融点以下の温度、即ち通常
は実体温度５８０〜６１０℃の温度に加熱保持（通常は
２〜２０分間保持）してろう付する。この保持する間に
フィン材中のム、特にろう材中のムが主として寄与する
ものと思われるが、通路部材の表面にム層を形成し、本
発明の目的が達成され、好ましい熱交換器ろう材構造体
が製造できる。
、上記したＺｎ ｉｌを含有するアルミニウム合金で、
上記した如く構成されたフィン材を所要形状に加工した
のち、上記したよりな組成の通路部材と組合せ、一方で
は上記した弗化物系化合物を主体とする非腐食性７ラツ
クスをそのまま、好ましくは水に懸濁してスラリー状と
したものを、上記フィン材と通路部材の構造体上に塗布
後乾燥して施す。このようにしたものをろう材の融点以
上で、芯材または通路部材の融点以下の温度、即ち通常
は実体温度５８０〜６１０℃の温度に加熱保持（通常は
２〜２０分間保持）してろう付する。この保持する間に
フィン材中のム、特にろう材中のムが主として寄与する
ものと思われるが、通路部材の表面にム層を形成し、本
発明の目的が達成され、好ましい熱交換器ろう材構造体
が製造できる。
本発明によるものの具体的な製造例について説明すると
以下の如くである。
以下の如くである。
本発明者等の採用したアルミニウム合金の組成は次の第
１表に示す如くである。
１表に示す如くである。
第１表
これらの合金鋳塊は熱間押出法にょシ第１図に示すよう
に通孔１ａを列設した肉厚０．８朋の多孔扁平管１を製
造した。
に通孔１ａを列設した肉厚０．８朋の多孔扁平管１を製
造した。
又次の第２表に示した組成の芯材と、第３表に示した組
成のろう材とを組合せて、そのろう材の厚さがクラツド
率１３％、板厚０．１６ ｒＲＮのプレーシングシート
を作成した。
成のろう材とを組合せて、そのろう材の厚さがクラツド
率１３％、板厚０．１６ ｒＲＮのプレーシングシート
を作成した。
第３表
然して、第１図の多孔扁平管１と上記グレーノングシー
ト２とをトリクレンで表面洗浄後、第２図（ａ）および
（ｂ）に示すように配してろう付接合した。この場合の
扁平管５上でのフィン材２の接合部間距離は４１１１Ｍ
であって、ろう付条件は、Ｋｇ、４／Ｆｅ２０ｊｉ量部
とＫＡＩＦｍ ８０重量部とから成る非腐食性ろう性用
フラックスを用いた。即ちこのスラックスを水に懸濁さ
せ、これを前記した第２図に示す如く組付けた熱交換器
にスプレー塗布した後、１５０℃×１５分間加熱乾燥し
、このようにしたものを、乾燥Ｎ、 ガス雰囲気内で
、実体加熱温度５９０〜ｂ ろう付した。
ト２とをトリクレンで表面洗浄後、第２図（ａ）および
（ｂ）に示すように配してろう付接合した。この場合の
扁平管５上でのフィン材２の接合部間距離は４１１１Ｍ
であって、ろう付条件は、Ｋｇ、４／Ｆｅ２０ｊｉ量部
とＫＡＩＦｍ ８０重量部とから成る非腐食性ろう性用
フラックスを用いた。即ちこのスラックスを水に懸濁さ
せ、これを前記した第２図に示す如く組付けた熱交換器
にスプレー塗布した後、１５０℃×１５分間加熱乾燥し
、このようにしたものを、乾燥Ｎ、 ガス雰囲気内で
、実体加熱温度５９０〜ｂ ろう付した。
又このような本発明によるフィン材に対する比較例とし
て従来から一般的に業界で行われている方法に従い、そ
の通路部材表面ｖＣＺｎ層を設けた後、上記ろう付条件
で通路部材とフィン材とをろう付接合した。このように
従来よシ行われている通路部材表面にム層を設ける方法
は、上記の扁平管をＺａＯ：６０ｇとＮａＯＨ： ３５
０ ｆ７とに水を添加して１１とした６０℃温度の溶液
に５分間浸漬して扁平管上にＺｒＬ層を形成したもので
ある。
て従来から一般的に業界で行われている方法に従い、そ
の通路部材表面ｖＣＺｎ層を設けた後、上記ろう付条件
で通路部材とフィン材とをろう付接合した。このように
従来よシ行われている通路部材表面にム層を設ける方法
は、上記の扁平管をＺａＯ：６０ｇとＮａＯＨ： ３５
０ ｆ７とに水を添加して１１とした６０℃温度の溶液
に５分間浸漬して扁平管上にＺｒＬ層を形成したもので
ある。
上記したろう付熱交換器において、第３図におけるフィ
ンのろう打部３．３間中央部Ａ点におけるム＃度を測定
した結果は次の第４表に示す通シである。
ンのろう打部３．３間中央部Ａ点におけるム＃度を測定
した結果は次の第４表に示す通シである。
第 ４ 表
父上記のようにして得られた熱交換器について、ＪＩＳ
Ｈ８６８１に準するＣＡＳＳ腐食促進試験を行った。即
ちその連続１０００時間に亘る試験後の最大腐食深さは
次の第５表の通シである。
Ｈ８６８１に準するＣＡＳＳ腐食促進試験を行った。即
ちその連続１０００時間に亘る試験後の最大腐食深さは
次の第５表の通シである。
第 ５ 表
但し前記第５表中の評価は以下の通シである。
Ａ：０．１ｓ＋ｇ以下
Ｂ：０．１１Ｈ〜０．２ｍｍ
Ｃ： ０．２１ｍｉ＋〜貫通孔
「発明の効果」
以上説明し九ような本発明によるときはフィン材を構成
するろう材および芯材に２．１〜４チムを含有させるこ
とによシ、そのろう付部において通路部材表面にム層を
形成することができ、芯材の有する犠牲陽）執効果と、
通路部材表面のム層における耐孔食腐食効果とが相俟っ
て従来から行われている通路部材表面にム層を形成させ
た場合のろう僧体と同等の耐孔食効果を有する製品をそ
のム層形成工程なしに製造し得るものであるから工業的
にその効果の大きい発明である。
するろう材および芯材に２．１〜４チムを含有させるこ
とによシ、そのろう付部において通路部材表面にム層を
形成することができ、芯材の有する犠牲陽）執効果と、
通路部材表面のム層における耐孔食腐食効果とが相俟っ
て従来から行われている通路部材表面にム層を形成させ
た場合のろう僧体と同等の耐孔食効果を有する製品をそ
のム層形成工程なしに製造し得るものであるから工業的
にその効果の大きい発明である。
図面は本発明の実施態様を示すものであって、第１図は
熱媒体通路部材たる多孔扁平管の＠面図、第２図はこれ
にフィン材を取付けた熱交換機構の部分的な斜面図、第
３図はそのろう打部分についての拡大断面図である。 然してこれらの図面において、１は多孔扁平管、１ａは
その通孔、２はフィン材、３はろう打部を示すものであ
る。 手続補正書（１） 昭和 四、４．楕Ｏ日
熱媒体通路部材たる多孔扁平管の＠面図、第２図はこれ
にフィン材を取付けた熱交換機構の部分的な斜面図、第
３図はそのろう打部分についての拡大断面図である。 然してこれらの図面において、１は多孔扁平管、１ａは
その通孔、２はフィン材、３はろう打部を示すものであ
る。 手続補正書（１） 昭和 四、４．楕Ｏ日
Claims (1)
- 非腐食性フラックスを用いるろう付け法により熱媒体通
路部材とフィン材とをろう付け接合して構成されるアル
ミニウム製熱交換器のフィン材において、該フィン材が
芯材とろう材で構成され、これらの芯材とろう材が共に
２．１〜４％Ｚｎを含有しているアルミニウム合金であ
ることを特徴とする犠牲陽極効果およびＺｎ被覆効果を
併せもつアルミニウム合金製フィン材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4357785A JPS61202772A (ja) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | 犠性陽極効果およびＺｎ被覆効果を併せもつアルミニウム合金製熱交換器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4357785A JPS61202772A (ja) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | 犠性陽極効果およびＺｎ被覆効果を併せもつアルミニウム合金製熱交換器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61202772A true JPS61202772A (ja) | 1986-09-08 |
| JPH055580B2 JPH055580B2 (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=12667612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4357785A Granted JPS61202772A (ja) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | 犠性陽極効果およびＺｎ被覆効果を併せもつアルミニウム合金製熱交換器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61202772A (ja) |
Cited By (5)
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| JPH0284258A (ja) * | 1988-07-14 | 1990-03-26 | Nippon Denso Co Ltd | 銅製熱交換器の製造方法 |
| EP0637481A1 (en) * | 1993-08-03 | 1995-02-08 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Aluminum alloy brazing material and brazing sheet for heat-exchangers and method for fabricating aluminum alloy heat-exchangers |
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-
1985
- 1985-03-07 JP JP4357785A patent/JPS61202772A/ja active Granted
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Also Published As
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|---|---|
| JPH055580B2 (ja) | 1993-01-22 |
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