JPS63114061A - アルカリ蓄電池用焼結式ニツケル極の製法 - Google Patents
アルカリ蓄電池用焼結式ニツケル極の製法Info
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- JPS63114061A JPS63114061A JP61258941A JP25894186A JPS63114061A JP S63114061 A JPS63114061 A JP S63114061A JP 61258941 A JP61258941 A JP 61258941A JP 25894186 A JP25894186 A JP 25894186A JP S63114061 A JPS63114061 A JP S63114061A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/32—Nickel oxide or hydroxide electrodes
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- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/26—Processes of manufacture
- H01M4/28—Precipitating active material on the carrier
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (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】
(イ)産業上の利用分野
本発明はニッケルーカドミウム電池、ニッケルー亜鉛電
池などの陽極として用いられるアルカリ蓄電池用焼結式
ニッケル極の製法に関するものである。
池などの陽極として用いられるアルカリ蓄電池用焼結式
ニッケル極の製法に関するものである。
10)従来の技術
従来アルカリ蓄電池に用いられるニッケル極はカーボニ
ルニッケル粉末と高分子糊料とよりなるスラリーを芯体
にコーティングし、これを還元性雰囲気下で焼結して得
た多孔性ニッケル基板を硝酸ニッケルを主成分とした含
浸液に浸漬し、次いでアルカリ処理を行い、基板の孔中
に水酸化ニッケル活物質を充填するという一連の工程を
数回繰り返すという方法によって製造されており、この
ニッケル極を用いたアルカリ蓄電池の電池特性を向上さ
せるために種々の研究がなされている。
ルニッケル粉末と高分子糊料とよりなるスラリーを芯体
にコーティングし、これを還元性雰囲気下で焼結して得
た多孔性ニッケル基板を硝酸ニッケルを主成分とした含
浸液に浸漬し、次いでアルカリ処理を行い、基板の孔中
に水酸化ニッケル活物質を充填するという一連の工程を
数回繰り返すという方法によって製造されており、この
ニッケル極を用いたアルカリ蓄電池の電池特性を向上さ
せるために種々の研究がなされている。
この電池特性の向上、特に電池の容量アップを行なうた
めには単位体積あたりのエネルギー密度の大きなニッケ
ル極を開発する必要があり、そのための基本的方法とし
て活物質の利用率を向上させ高いエネルギー密度を得る
ことが種々提案されており、たとえば特公昭60−12
742号公報に記載されているように硝酸塩溶液から水
酸化物としてニッケルとコバルトとを同時に析出させた
ものを用いる方法や、特公昭57−5018号公報に記
載されたように活物質の含浸中和工程においてコバルト
含有量がニッケル含有量よシも多い含浸液を用いてコバ
ルト単独層を設ける方法が提案されている。しかしなが
ら、上記方法ではコバルトの添加効果がまだまだ不十分
であシサイクル進行と共に極板強度が低下し、サイクル
性能の低下を招くので、本出願人は先の特願昭61−1
84705号に、多孔性ニッケル基板とニッケル活物質
層との間にコバルト化合物あるいは金属コバルトが単独
で存在する層を設けると共に、前記ニッケル活物質層と
電解液層との間にコバルト化合物あるいは金属コバルト
が単独で存在する層を設けることにより前記ニッケル活
物質層をコバルト化合物あるいは金属コバルトで被覆し
たアルカリ蓄電池用焼結式ニッケル極を提案している。
めには単位体積あたりのエネルギー密度の大きなニッケ
ル極を開発する必要があり、そのための基本的方法とし
て活物質の利用率を向上させ高いエネルギー密度を得る
ことが種々提案されており、たとえば特公昭60−12
742号公報に記載されているように硝酸塩溶液から水
酸化物としてニッケルとコバルトとを同時に析出させた
ものを用いる方法や、特公昭57−5018号公報に記
載されたように活物質の含浸中和工程においてコバルト
含有量がニッケル含有量よシも多い含浸液を用いてコバ
ルト単独層を設ける方法が提案されている。しかしなが
ら、上記方法ではコバルトの添加効果がまだまだ不十分
であシサイクル進行と共に極板強度が低下し、サイクル
性能の低下を招くので、本出願人は先の特願昭61−1
84705号に、多孔性ニッケル基板とニッケル活物質
層との間にコバルト化合物あるいは金属コバルトが単独
で存在する層を設けると共に、前記ニッケル活物質層と
電解液層との間にコバルト化合物あるいは金属コバルト
が単独で存在する層を設けることにより前記ニッケル活
物質層をコバルト化合物あるいは金属コバルトで被覆し
たアルカリ蓄電池用焼結式ニッケル極を提案している。
こnによればニッケル極の利用率を向上させることが可
能である。
能である。
k→ 発明が解決しようとする問題点
しかしながら提案した前記ニッケル極においても問題点
がないというわけではない。このニッケル極を用いてア
ルカリ蓄電池を作製し、充放電試験を行うと、充放電初
期における電極の活性度が低く、充放電効率が悪く、サ
イクル初期において高い電池容置が得られないという問
題点がある。
がないというわけではない。このニッケル極を用いてア
ルカリ蓄電池を作製し、充放電試験を行うと、充放電初
期における電極の活性度が低く、充放電効率が悪く、サ
イクル初期において高い電池容置が得られないという問
題点がある。
そこで本発明は前記ニッケル極の、特にサイクル初期に
おける利用率を向上させることによって電極容置ヲ大き
くするものであり、長期サイクルに区って高容量を維持
できるアルカリ蓄電池用焼結式ニッケル極の製法を提供
するものである。
おける利用率を向上させることによって電極容置ヲ大き
くするものであり、長期サイクルに区って高容量を維持
できるアルカリ蓄電池用焼結式ニッケル極の製法を提供
するものである。
に)問題点を解決するための手段
本発明は、多孔性ニッケル基板とニッケル活物質層との
間にコバルト化合物あるいは金属コバルトが単独で存在
する層を設けると共に、前記ニッケル活物質層と電解液
層との間にコバルト化合物あるいは金属コバルトが単独
で存在する層を設けることにより前記ニッケル活物質層
全コバルト化合物あるいは金属コバルトで被覆した電極
を、アルカリ溶液中において少くとも2回充放電処理す
ることを特徴とするアルカリ蓄電池用焼結式ニッケル極
の製法にある。尚、コバルト化合物もしくは金属コバル
トが単独で存在する層を形成する方法として、化学含浸
法によるもの、熱分解法によるもの、電着によるものな
どいすnの方法であっても良い。またコバルト化合物は
水酸化物もしくは酸化物が好ましい。また充放電を行う
時において、放電は過放電とならないように制御するの
が良い。
間にコバルト化合物あるいは金属コバルトが単独で存在
する層を設けると共に、前記ニッケル活物質層と電解液
層との間にコバルト化合物あるいは金属コバルトが単独
で存在する層を設けることにより前記ニッケル活物質層
全コバルト化合物あるいは金属コバルトで被覆した電極
を、アルカリ溶液中において少くとも2回充放電処理す
ることを特徴とするアルカリ蓄電池用焼結式ニッケル極
の製法にある。尚、コバルト化合物もしくは金属コバル
トが単独で存在する層を形成する方法として、化学含浸
法によるもの、熱分解法によるもの、電着によるものな
どいすnの方法であっても良い。またコバルト化合物は
水酸化物もしくは酸化物が好ましい。また充放電を行う
時において、放電は過放電とならないように制御するの
が良い。
(ホ)作 用
焼結式多孔性ニッケル基板と水酸化ニッケルを主成分と
する陽極活物質層との間にコバルト化合物あるいは金属
コバルトが単独で存在する層を設けることで、充電時に
おける酸素過電圧が下がり充電反応が進行しやすくなる
。更に前記コバルト層と、陽極活物質層と電解液層との
間にコバルト化合物あふいは金属コバルトが単独で存在
する層を設はニッケル活物質層を被覆することによって
、これら2ケ所のコバルト層の相乗効果に基づき、不活
性であるγ−NiOOHの抑制効果がより一層向上し、
γ−NiOOHの生成がほとんどなくなり、活性である
β−NiOOHだけが生成する。そしてこのようなニッ
ケル極をアルカリ溶液中で化成全行うと、 Ni0OH+H20+e−ζNi(OH)2+OH−と
いう反応が進行し、電子の授受が活発化して活物質の活
性度が向上し、利用率が向上する。次にこの活性度の高
い状態に保たれたニッケル極を電池内に組み込むことで
高容量である電池が提供できる。またこのニッケル極を
用いて、アルカリ溶液中にて充放電処理を2回以上行な
うと、活性度が大幅に向上し、電気化学的反応に対して
極めて効果が発揮さnる。
する陽極活物質層との間にコバルト化合物あるいは金属
コバルトが単独で存在する層を設けることで、充電時に
おける酸素過電圧が下がり充電反応が進行しやすくなる
。更に前記コバルト層と、陽極活物質層と電解液層との
間にコバルト化合物あふいは金属コバルトが単独で存在
する層を設はニッケル活物質層を被覆することによって
、これら2ケ所のコバルト層の相乗効果に基づき、不活
性であるγ−NiOOHの抑制効果がより一層向上し、
γ−NiOOHの生成がほとんどなくなり、活性である
β−NiOOHだけが生成する。そしてこのようなニッ
ケル極をアルカリ溶液中で化成全行うと、 Ni0OH+H20+e−ζNi(OH)2+OH−と
いう反応が進行し、電子の授受が活発化して活物質の活
性度が向上し、利用率が向上する。次にこの活性度の高
い状態に保たれたニッケル極を電池内に組み込むことで
高容量である電池が提供できる。またこのニッケル極を
用いて、アルカリ溶液中にて充放電処理を2回以上行な
うと、活性度が大幅に向上し、電気化学的反応に対して
極めて効果が発揮さnる。
更に本発明の多孔性のニッケル基板の表面がコバルト化
合物あるいは金属コバルトが単独で存在する層で覆われ
ているので、ニッケル活物質含浸時のニッケルアタック
による腐食が防止でき基板強度が向上し、サイクル特性
が良好となる。
合物あるいは金属コバルトが単独で存在する層で覆われ
ているので、ニッケル活物質含浸時のニッケルアタック
による腐食が防止でき基板強度が向上し、サイクル特性
が良好となる。
(へ)実施例
実施例1
本発明の実施例を第1図を用い以下に詳述する。多孔度
80%の焼結式多孔性ニッケル基板3を比重t38の硝
酸コバルト水溶液に浸漬後、空気中80°Cで乾燥後、
空気中210°Cで熱処理することによって基板の表面
及び孔内表面に第1のコバルト酸化物層1を形成させる
。ついでこの基板に硝酸ニッケル水溶液を含浸させアル
カリ処理してニッケル活物質を充填するという工程を6
回繰り返して所定量の活物質層2を形成した後、比重1
.38の硝酸コバルト水溶液に再浸漬し、空気中80℃
で乾燥後80°Cの水酸化ナトリウム水溶液でアルカリ
処理し、ニッケル活物質を覆う第2の水酸化コバルト層
5を形成させたものを、ニッケル板を対極とし、比重1
,23の水酸化カリウム溶液中で120mAで16時間
充電した後、放電電流1200mAで終止電圧を一〇、
8■とする充放電サイクルを2回繰り返し本発明電極a
を得、公知のカドミウム極と組み合わせて公称容量1.
2AHのニッケルーカドミウム蓄電池を作成し、本発明
電池Aとした。
80%の焼結式多孔性ニッケル基板3を比重t38の硝
酸コバルト水溶液に浸漬後、空気中80°Cで乾燥後、
空気中210°Cで熱処理することによって基板の表面
及び孔内表面に第1のコバルト酸化物層1を形成させる
。ついでこの基板に硝酸ニッケル水溶液を含浸させアル
カリ処理してニッケル活物質を充填するという工程を6
回繰り返して所定量の活物質層2を形成した後、比重1
.38の硝酸コバルト水溶液に再浸漬し、空気中80℃
で乾燥後80°Cの水酸化ナトリウム水溶液でアルカリ
処理し、ニッケル活物質を覆う第2の水酸化コバルト層
5を形成させたものを、ニッケル板を対極とし、比重1
,23の水酸化カリウム溶液中で120mAで16時間
充電した後、放電電流1200mAで終止電圧を一〇、
8■とする充放電サイクルを2回繰り返し本発明電極a
を得、公知のカドミウム極と組み合わせて公称容量1.
2AHのニッケルーカドミウム蓄電池を作成し、本発明
電池Aとした。
比較例1
実施例1において示した充放電サイクルを1回とした他
は、実施例1に準じた比較電極すを得、実施例1と同様
にして組み立て比較電池Bを得た。
は、実施例1に準じた比較電極すを得、実施例1と同様
にして組み立て比較電池Bを得た。
比較例2
実施例で用いたのと同じ基板を比重1.38の硝酸コバ
ルト水溶液に浸漬し、空気中210°Cで熱処理するこ
とによってコバルト酸化物層を形成させたものに実施例
と同様に所定量のニッケル活物質を充填させた後、前記
硝酸コバルト水溶液に再浸漬し、空気中80°Cで乾燥
後、80℃の水酸化ナトリウム水溶液でアルカリ処理し
、水酸化コバルト層を形成させたニッケル極を比較電極
Cとし、実施例1と同様にして組み立て比較電池Oを得
た。
ルト水溶液に浸漬し、空気中210°Cで熱処理するこ
とによってコバルト酸化物層を形成させたものに実施例
と同様に所定量のニッケル活物質を充填させた後、前記
硝酸コバルト水溶液に再浸漬し、空気中80°Cで乾燥
後、80℃の水酸化ナトリウム水溶液でアルカリ処理し
、水酸化コバルト層を形成させたニッケル極を比較電極
Cとし、実施例1と同様にして組み立て比較電池Oを得
た。
比較例5
実施例1で用いたのと同じ基板を比重138の硝酸コバ
ルト水溶液に浸漬後、空気中80°Cで乾燥後、空気中
210℃で熱処理することによってコバルト酸化物層を
形成させたものに実施例1と同様にニッケル活物質を充
填したのみのニッケル極を比較電極dとし、実施例1と
同様にして組み立て比較電池りを得た。
ルト水溶液に浸漬後、空気中80°Cで乾燥後、空気中
210℃で熱処理することによってコバルト酸化物層を
形成させたものに実施例1と同様にニッケル活物質を充
填したのみのニッケル極を比較電極dとし、実施例1と
同様にして組み立て比較電池りを得た。
比較例4
実施例1で用いた同じ基板に直接、実施例1と同様にニ
ッケル活物質を充填し、ついで比重t38の硝酸コバル
ト水溶液に浸漬し、空気中80°Cで乾燥後、80°C
の水酸化ナトリウム水溶液でアルカリ処理し、水酸化コ
バルト層を形成させたニッケル極を比較電極eとし、実
施例1と同様にして組み立て比較電池Eを得た。
ッケル活物質を充填し、ついで比重t38の硝酸コバル
ト水溶液に浸漬し、空気中80°Cで乾燥後、80°C
の水酸化ナトリウム水溶液でアルカリ処理し、水酸化コ
バルト層を形成させたニッケル極を比較電極eとし、実
施例1と同様にして組み立て比較電池Eを得た。
比較例5
実施例1で用いた同じ基板に直接、実施例1と同様にニ
ッケル活物質を充填し、コバルト層を一切形成しないニ
ッケル極を比較電極fとし、実施例1と同様にして組み
立て比較電池Fを得た。
ッケル活物質を充填し、コバルト層を一切形成しないニ
ッケル極を比較電極fとし、実施例1と同様にして組み
立て比較電池Fを得た。
第2図はニッケル極6.b、0% dles /のサイ
クル数進行に伴う活物質利用率の変化を比較した図であ
シ、サイクル条件は対極をニッケル板として電解液比重
1.25のKOH溶液を用い充電電流120tFJAで
16時間充電した後、放電電流120(lffAで終止
電圧を−tOvとしたものである。これより本発明電極
改はサイクル初期から活物質の利用率が高く、極板の活
性度が高いものであることがわかる。一方、充放電処理
を全く行っていない比較電極Cはサイクル初期の利用率
が低く、さらにサイクル数が進行しても、本発明電極a
はど高利用率とはならない。この原因は明らかではない
が、比較電極0中の不純物の残存が影響し利用率を低下
させるのではないかと考えられる。更に、本発明電極a
と比較電極すとを比較するに、充放電サイクルを2回行
った本発明電極aは初期利用率が安定し利用率が高いと
いう点において、その効果が顕著であることが理解され
る。
クル数進行に伴う活物質利用率の変化を比較した図であ
シ、サイクル条件は対極をニッケル板として電解液比重
1.25のKOH溶液を用い充電電流120tFJAで
16時間充電した後、放電電流120(lffAで終止
電圧を−tOvとしたものである。これより本発明電極
改はサイクル初期から活物質の利用率が高く、極板の活
性度が高いものであることがわかる。一方、充放電処理
を全く行っていない比較電極Cはサイクル初期の利用率
が低く、さらにサイクル数が進行しても、本発明電極a
はど高利用率とはならない。この原因は明らかではない
が、比較電極0中の不純物の残存が影響し利用率を低下
させるのではないかと考えられる。更に、本発明電極a
と比較電極すとを比較するに、充放電サイクルを2回行
った本発明電極aは初期利用率が安定し利用率が高いと
いう点において、その効果が顕著であることが理解され
る。
第3図は、電池A、B、01DSE、Fの放電特性比較
図であシ、充電電流1205tfAで16時間充電した
後、放電電流1200mAで終止電圧を1、Ovとする
充放電サイクルを10回行った時のものである。これよ
り本発明電池Aは高容喰であり、しかも放電特性の平担
性に優れるものであることが理解される。
図であシ、充電電流1205tfAで16時間充電した
後、放電電流1200mAで終止電圧を1、Ovとする
充放電サイクルを10回行った時のものである。これよ
り本発明電池Aは高容喰であり、しかも放電特性の平担
性に優れるものであることが理解される。
尚、実施例において基板表面に形成するコバルト層を酸
化物の形態として構成しているが、水酸化コバルト層で
も本発明の要旨とする効果において劣るものではない。
化物の形態として構成しているが、水酸化コバルト層で
も本発明の要旨とする効果において劣るものではない。
ただし、活物質含浸時のニッケルアタックを防止する効
果においては酸化物層の方が水酸化物層よりも強力であ
って、優れるものである。
果においては酸化物層の方が水酸化物層よりも強力であ
って、優れるものである。
(ト)発明の効果
本発明によればγ−N100Hの生成をきわめて効果的
に抑制でき、更に高利用率であって特に初期の利用率の
安定したニッケル極が提供できその工業的価値はきわめ
て大きい。
に抑制でき、更に高利用率であって特に初期の利用率の
安定したニッケル極が提供できその工業的価値はきわめ
て大きい。
第1図は本発明に用いたニッケル極の要部拡大断面図、
第2図はニッケル電極のサイクル数と利用率の関係を示
す図、第3図は電池の放電特性比較図である。 1.5・・・コバルト層、 2・・・ニッケル活物質層
、3・・・焼結式多孔性ニッケル基板、 4・・・電解
液層A・・・本発明電池、B、O,D、E、F・・・比
較電池・
第2図はニッケル電極のサイクル数と利用率の関係を示
す図、第3図は電池の放電特性比較図である。 1.5・・・コバルト層、 2・・・ニッケル活物質層
、3・・・焼結式多孔性ニッケル基板、 4・・・電解
液層A・・・本発明電池、B、O,D、E、F・・・比
較電池・
Claims (1)
- (1)多孔性ニッケル基板とニッケル活物質層との間に
コバルト化合物あるいは金属コバルトが単独で存在する
層を設けると共に、前記ニッケル活物質層と電解液層と
の間にコバルト化合物あるいは金属コバルトが単独で存
在する層を設けることにより前記ニッケル活物質層をコ
バルト化合物あるいは金属コバルトで被覆した電極を、
アルカリ溶液中において少なくとも2回充放電処理する
ことを特徴とするアルカリ蓄電池用焼結式ニッケル極の
製法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61258941A JPS63114061A (ja) | 1986-10-30 | 1986-10-30 | アルカリ蓄電池用焼結式ニツケル極の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61258941A JPS63114061A (ja) | 1986-10-30 | 1986-10-30 | アルカリ蓄電池用焼結式ニツケル極の製法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63114061A true JPS63114061A (ja) | 1988-05-18 |
JPH0410181B2 JPH0410181B2 (ja) | 1992-02-24 |
Family
ID=17327164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61258941A Granted JPS63114061A (ja) | 1986-10-30 | 1986-10-30 | アルカリ蓄電池用焼結式ニツケル極の製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63114061A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02265165A (ja) * | 1989-04-04 | 1990-10-29 | Yuasa Battery Co Ltd | アルカリ蓄電池用ニッケル電極 |
FR2687507A1 (fr) * | 1992-02-18 | 1993-08-20 | Hughes Aircraft Co | Electrode de nickel portant une couche d'oxyde de cobalt de passivation, procede pour sa production et son utilisation dans une cellule d'accumulation electrique. |
EP1901373A1 (en) * | 1998-11-30 | 2008-03-19 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Nickel electrodes for alkaline secondary battery and alkaline secondary batteries |
-
1986
- 1986-10-30 JP JP61258941A patent/JPS63114061A/ja active Granted
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02265165A (ja) * | 1989-04-04 | 1990-10-29 | Yuasa Battery Co Ltd | アルカリ蓄電池用ニッケル電極 |
FR2687507A1 (fr) * | 1992-02-18 | 1993-08-20 | Hughes Aircraft Co | Electrode de nickel portant une couche d'oxyde de cobalt de passivation, procede pour sa production et son utilisation dans une cellule d'accumulation electrique. |
EP1901373A1 (en) * | 1998-11-30 | 2008-03-19 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Nickel electrodes for alkaline secondary battery and alkaline secondary batteries |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0410181B2 (ja) | 1992-02-24 |
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