WO1997008350A1 - Additif constitutif pour alliage d'aluminium - Google Patents
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- WO1997008350A1 WO1997008350A1 PCT/JP1995/001695 JP9501695W WO9708350A1 WO 1997008350 A1 WO1997008350 A1 WO 1997008350A1 JP 9501695 W JP9501695 W JP 9501695W WO 9708350 A1 WO9708350 A1 WO 9708350A1
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
Definitions
- the present invention relates to smelting of an aluminum alloy, in which Mn, Fe, and Cr components in the molten metal are added as adjustments to the target composition. It relates to a component additive for a miniature alloy.
- the 3d group transition metal elements such as Mn, Fe, and Cr determine the properties of the alloy. It is an important component element, and when smelting an alloy, it is important to adjust each component to the target composition as a component adjustment.
- the component additives used for this purpose include Al-Mn alloys, Al-Fe alloys, and A1-Cr alloys with A1 as the main component. Alloys have been used for a long time.
- mixed compositions such as Al + Mn, A1 + Fe, Al + Cr (U.S. Pat. No. 3,592,637), or those compositions are also used.
- a material in which an agent is added and sealed in an aluminum material Japanese Patent Application Laid-Open No. 153243/1986
- the above-mentioned A1 + Mn, A1 + A briquette-like product formed from a mixed composition of only each metal, such as Fe and A1 + Cr, is also commercially available.
- the production of a master alloy is performed by adding an additive element to a pure aluminum melt in the form of a pure metal and smelting it. Since a melting facility is required separately from a melting furnace for smelting steel, double consumption of melting energy results in pushing up the entire manufacturing cost.
- the mother alloy has a unique hard intermetallic compound that remains in the aluminum alloy and impairs the quality and properties of the wrought product. ing.
- the yield of the additive element is also always satisfied, even when the mixed composition of the additive element and A1 is formed into a plaque shape as a material other than the mother alloy. Disclosure of inventions that are desired to be improved not only in terms of unit consumption but also in cost of use
- the present inventors have developed the present invention as a result of various studies and experiments in order to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art.
- the technical configuration of the present invention is as follows. Is:
- Eight 1 10-25 wt% are selected KC 1, KF, KA1F 4, K 2 A1F 5 K 3 A1F 6, K 2 SiF 6, KBF 4, K 2 C0 3, K 2 S0 4> KN0 3 or al It may contain at least one kind of 1 to 5% by weight, and may further contain 10% by weight or less of C 2 C 16 , with the balance being Cr, Mn, Fe or
- the aluminum alloy component additive obtained by press-molding one type of powder-particle mixture composition selected from the group consisting of: After cutting the collected materials such as aluminum building materials, cans, foils, laminated foil materials, and cuttings, combustible materials other than aluminum are burned in a heating furnace.
- It is a piece of foil or powder obtained by carbonizing or pulverizing and sieving and collecting only the metal having a particle size of 2 mm or less, and is a material of Cr, Mn, Fe.
- A1 is used based on the knowledge that the additive of the present invention acts as a binder during molding under pressure and molding. If the content is less than 10% by weight, the molding strength is insufficient, and if it exceeds 25% by weight, the composition of additional elements such as Cr, Mn and Fe becomes too low. This is disadvantageous because it increases the basic unit used as an additive.
- the purity of A 1 is desired to be pure A 1 having no harmful impurities.
- the purity is not particularly limited. % If it is possible to use it properly, it was identified as waste or recovery from industrial waste, because it is a valuable resource for aluminum resources. Cycle and The purpose of the present invention is to reduce the cost, and furthermore, it is based on the finding that these compounds can be suitably used for the additive of the present invention.
- Waste or industrial waste includes the above-mentioned building materials, cans, foils, laminated foil materials, cuttings, and all recoverable aluminum products.
- the process of obtaining the foil or powder of metal aluminum, and the process of obtaining the granules are as follows: cutting, heating furnace, paint, adhesive, resin, plastic Combustion of combustible materials such as paper and paper, or carbonization-crushing and sieving. If it is necessary to remove iron materials, a magnetic separation process shall be included as necessary.
- K-compounds of KC 1 and below are selected from those useful in the present invention as fluxes for aluminum alloys, and are used as aluminum alloys for spreading. It does not adversely affect the quality, such as grain boundary segregation.
- the amount is less than 1% by weight, the effect of the flux is insufficient, and if it exceeds 5% by weight, the amount is excessive in terms of bulk, and the amount of smoke generated during addition of the molten metal is excessive. It is not preferable because it causes a problem.
- high-purity elements that do not have harmful impurities to aluminum alloys are added. It is also desirable from the viewpoint of reducing the basic unit used as an agent, but the purity is not particularly limited, and alloys are excluded from commercial products and selected as appropriate.
- the reason for setting the particle size to 1 Him or less is that if the particle size exceeds 1 mm, the dissolving ability at the time of adding the molten metal deteriorates, which is inconvenient. In particular, it can be suitably used.
- the alloy is used to add a degassing function for removing hydrogen gas in the molten metal to the aluminum alloy component additive of the present invention.
- the mixing ratio can be appropriately selected according to the amount of hydrogen gas in the medium, but if it exceeds 10% by weight, the decomposition reaction in the molten metal becomes excessive, and other It is not preferable because the composition is too small.
- a conventional pressure molding machine can be suitably used for the pressure molding of the above-mentioned powder and particle mixture composition, and the shape, size,
- the unit weight is not particularly limited, but for example, a bean-coal having a size of 35 X 30 X 18 mm and a unit direct weight of 100 or less can be suitably used.
- the density of the molded article depends on the composition and pressurizing conditions, but at least 3.8 g Zcc is ensured in the structure of the present invention.
- the component additive for an aluminum alloy of the present invention configured as described above has the following effects.
- the specific gravity of the additive is at least 3.8, and is higher than the specific gravity of molten aluminum of 2.3.
- the additives added to the slag quickly pass through the slag layer, settle, and begin to decompose and melt.
- the K compound acts as a flux to promote the melting of added elements such as Cr, Mn, and Fe.
- those containing B in the K compound are added to the alloy to refine the crystal grains and improve the quality.
- those containing B in the K compound are added to the alloy to refine the crystal grains and improve the quality.
- such a side effect is brought about.
- Example Table 1 shows examples of blending of additives for aluminum alloys according to the present invention.
- the A1 material used here was cut from a collection of aluminum foil and laminated foil waste, and then heated and cooled in a rotary furnace at 530 ° C. Combustion residue and carbides are separated and removed while grinding with a marmill, and then subjected to magnetic separation and sieving to obtain a purity of 90 to 93%. Aluminum recovery material.
- Additive element der Ru C r, M n, metal powder F e, K compound, C 2 C 1 6 is using all commercially available.
- the use of the additive is for adding or adjusting a shortage to the target composition, and the amount of the additive used is determined by the composition of the molten metal before the addition.
- the additive was poured into the molten metal and stirred, and after 30 minutes, an analysis sample was collected to confirm the addition yield.
- Table 2 shows the other working conditions and the yields obtained as a result, corresponding to the formulation examples in Table 1.
- Table 3 shows the results of use of the conventional briquette-like additives as Comparative Examples I to 6, while corresponding to the examples.
- Example 2 KBF 4 to B in the composition showed finer solidified crystals due to B, and in Example 6, the hydrogen content in the molten metal was 0.14 cc / In contrast to lOO g A l, it dropped to 0.13 cc / 100 g A 1 20 minutes after injection, but there was no change in Comparative Example 6.
- the alloying elements M n In the melting of aluminum alloys, the alloying elements M n,
- F e and Cr are used as additive IJs for component adjustment to match the target composition value, they are added to the molten metal with good yield, so the temperature of the molten metal is particularly high. Without holding the Because the gold content is high, the target value can be obtained with a small amount of addition, and there is no loss such as a decrease in the temperature of the hot water.
- waste aluminum can be used as an aluminum source. Since these materials are used, they can be combined with the above to achieve resource saving, energy saving, low cost, and high quality effect. Suitable as a convenient component additive It can be used for
- the present invention relates to the production of an aluminum alloy by adding aluminum, which is added as an adjustment to the target composition, for each of the Mn, Fe, and Cr component elements in the molten metal. It is used as a component additive for nickel alloys.
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Description
明 細 書
ア ル ミ ニ ゥ ム 合金 用 成分 添 加 剤
技術分野
本発明は、 アル ミ ニ ウ ム合金の溶製にあた り 、 溶湯中 の M n , F e , C r 各成分元素について 目 標組成に対す る調整用 と して添加 さ れ る ア ル ミ ニ ゥ 厶合金用成分添加 剤に関する。
背景技術
ア ル ミ ニ ウ ム合金、 と く に展伸用 ア ル ミ ニ ウ ム合金に ついて、 M n , F e , C r な どの 3 d族遷移金属系元素 は、 合金の特性を決定す る重要な成分要素であ り 、 合金 の溶製にあ た っ ては、 それぞれを 目 標組成に合致 さ せる こ とが成分調整 と して重要な課題 と な る。
こ のため に使用 さ れ る 成分添加剤 と しては、 A 1 を主 成分 と す る A l — M n 合金， A l — F e 合金， A 1 - C r 合金な どのいわゆ る 母合金が古 く か ら使用 さ れて き た。
そのほか、 A l + M n , A 1 + F e , A l + C r な ど の混合組成物 （米国特許第 3， 592, 637号明細書） 、 あ る いは、 それ ら の組成物 も し く はそれに薬剤を加えてア ル ミ ニゥ ム材に密封 し た も の （特開昭 61 - 153243号公報） な どの開示があ る ほ か、 前記の A 1 + M n , A 1 + F e ， A 1 + C r な ど、 各金属 のみの混合組成物を成形 し た ブ リ ゲ ッ ト 状製品 も 市販 さ れてい る。
上述の よ う な従来の技術について は、 それぞれ次の よ
う な問題点があ る。
ま ず、 母合金に関 しては、 その製造は純ア ル ミ ニ ウ ム 溶湯に添加元素を純金属の形で投入 して溶製する もので あ る か ら、 ア ル ミ ニウ ム合金を溶製する溶解炉 と は別に 溶解設備を必要 と し、 二重に溶解エネ ルギーを消費する ため、 全製造 コ ス ト を押 し上げる結果 と な る。
さ らに、 母合金中の添加.元素成分が M n ， F e , C r の場合 10 %前後 と低濃度であ る ため、 所要の成分調整に あた っ て使用量が多量 と な り 、 溶湯温度の低下 · 損失を も招 く 結果 と な る。
加えて、 母合金には特有の硬質な金属間化合物が生成 してお り 、 こ れがアル ミ ニウ ム合金に残存 して展伸材 と しての品質、 特性を阻害する も の とな っ ている。
ま た、 母合金以外の も の と して、 添加元素 と A 1 の混 合組成物をプ リ ケ ッ ト 状に成形 した も のについて も、 添 加元素の歩留 り が必ず し も満足 さ れる状態でな く 、 使用 原単位、 使用原価 と も に改善さ れる こ とが望ま れてい る 発明の開示
本発明者等は前述の よ う な従来技術の諸欠陥を解消す る ために、 種々 検討、 実験の結果本発明を開発 した も の であ り 、 本発明の技術的構成は次の と お り であ る ：
八 1 が 10〜 25重量％、 K C 1 , K F , KA1F4, K2A1F5 K3A1F6, K2SiF6, KBF4, K2C03, K2S04 > KN03か ら選ば れる 少な く と も 1 種カ 1 〜 5 重量％ 、 更に 10重量％以下 の C 2 C 16を含む場合 も あ り 、 残部が C r , M n , F e か
ら選ばれ る 1 種であ る 粉粒体混合組成物を加圧成形 して 成 る ア ル ミ ニ ゥ ム 合金用 成分添加剤及 び前記 A 1 の材料 は、 廃棄物 ま た は産業発生物であ る ア ル ミ ニ ウ ム製建材、 缶、 箔、 ラ ミ ネ ー ト 箔材、 切削屑な どの回収物を裁断後、 加熱炉でア ル ミ ニ ウ ム以外の可燃物を燃焼 も し く は炭化 せ しめ、 粉砕 して粒径 2 m m以下の金属分のみを篩別 · 回 収 した箔片 ま た は粉粒体であ り 、 C r , M n , F e の材 料は.、 それぞれ粒径 1 m m以下の金属粉粒体であ る 前記 1 及 び 2 の何れかに記載の ア ル ミ ニ ゥ ム 合金用 成分添加剤 に あ る 。
発明 を実施す る た めの最良の形態
本発明 の ア ル ミ ニ ゥ 厶 合金 用 成分添加 剤 に お い て 、 A 1 は本発明添加剤の加圧、 成形時に結合材 と して作用 す る と い う 知見に基いて 用 い る も のであ り 、 含有量が 1 0 重量％未満では成形強度が不足 し、 25重量％ を超え る と き は C r , M n , F e な どの添加元素の組成が低 く な り 過 ぎて、 添加剤 と し ての使用原単位を増加 さ せ る こ と と な る か ら、 と も に不都合であ る 。
さ ら に A 1 の粒径が 2 m mを超え る と き は成形時に結合 材 と して作用 し難た く 、 こ れ ま た不都合であ る 。
A 1 の純度に つい て は有害不純分の な い純 A 1 が望 ま し いが、 本発明 に お いて は、 と く に限定す る も のではな く 、 少な く と も 純度 8 5 % あ れば好適に使用 し 得 る も ので あ っ て、 廃棄物 ま た は産業発生物か ら の回収 に よ る 物 と 特定 し た の は、 貴重な ア ル ミ ニ ウ ム 資源の リ サ イ ク ル と
原価の低減を 目 的 とする も のであ り 、 さ ら に、 こ れ ら力 本発明の添加剤に好適に使用 し得る と の知見に よ る もの であ る。
廃棄物 ま たは産業発生物と しては、 上述 した建材、 缶、 箔、 ラ ミ ネ ー ト 箔材、 切削屑のほか、 回収可能なすべて のア ル ミ ニ ウ ム製品を含める も の と し、 回収後、 金属ァ ル ミ ニゥ 厶の箔片 ま たは粉.粒体を得る ま での処理工程は、 裁断—加熱炉に よ る塗料、 接着材、 レ ジ ン 、 プ ラ スチ ッ ク 、 紙な どの可燃物の燃焼 も し く は炭化 -粉砕一篩別 と する ものであ り 、 鉄材の除去の必要があれば随時磁選ェ 程を含め る も の とする。
上述の処理工程には、 出願人に よ る特願平 6 — 30 7432 号に開示 した も の も一例 と して適用 し得る。
K C 1 以下の K系化合物はア ル ミ ニ ウ ム合金用 フ ラ ッ ク ス と して本発明に有用の ものを選択 した も のであ り 、 展伸用 ア ル ミ ニ ゥ ム合金 と して粒界偏析な ど品質に悪影 響を及ぼ さ な い も の と した。
その量は、 1 重量％未満では フ ラ ッ ク ス の効果が不足 であ り 、 5 重量％ を超え る と き は嵩の点か ら も過剰 と な つ て溶湯添加時の発煙過多な どの因 と な る ので好ま し く ない。
こ れ ら の K 系化合物について は、 工業薬品 と しての市 販品がそ の ま ま 使用 し得る も の と す る。
添加元素の C r , M n , F e については、 ア ル ミ ニ ゥ 厶合金に対す る 有害な不純分のな い高純度の も のが添加
剤 と しての使用原単位を低 く す る 意味か ら も望 ま しいが 特に純度については限定せず、 市販品か ら合金を除外 し て適宜選択す る も の とす る。
そ の粒径を 1 Him以下 と したのは、 1 mmを超え る と き は 溶湯添加時の溶解能が低下 して不都合であ る こ と によ る ものであ り 、 80〜 20 Omesh間であれば と く に'好適に使用 し得る。
しについては 、 本発明の ァ ル ミ ニゥ ム合金用成分 添加剤に対 して、 溶湯中の水素ガス を除去す る脱ガス機 能を付加す る ために用 い る も のであ り 、 溶湯中の水素ガ ス量に応 じて配合比を適宜選択 し得る も のであ るが、 10 重量％ を超え る と き は、 溶湯中での分解反応が過剰 と な り 、 ま た、 他の配合組成が過小 と な る ので好 ま し く ない , 以上の粉粒体混合組成物の加圧成形には常用の加圧成 形機が好適に使用で き 、 成形品の形状、 大き さ 、 単位重 量について と く に限定 しないが、 た と えば、 35 X 30 X 18 mm, 単位直量 100 以下の豆炭状 と した も のは好適に使 用 し得る。
ま た、 成形品の密度は配合組成、 加圧条件に よ り 左右 さ れ る が、 本発明の構成においては少な く と も 3. 8 g Z c cは確保 さ れ る 。
本発明 と 従来技術 と の関係については、 さ き に述べた 米国特許第 3, 592, 637号明細書に おいては A 1 は溶融促 進材 と して加え ら れて い る の に対 して、 本発明では成形 時の結合効果を見出だ してい る 点で相違す る ほか、 配合
組成 も相違 している。
次いで特開昭 6 1 - 1 5 32 43号公報においては圧密体 とす る こ と を避けて缶な どに緩 充填する こ と を要件 と して いる か ら、 本発明の加圧成形品 と は相違する も のであ る。 作 用
上述の よ う に構成 さ れた本発明のア ル ミ ニウ ム合金用 成分添加剤は、 次の よ う な作用を も た らす も の とする。
該添加剤の比重は、 前述の よ う に少な く と も 3. 8は確 保さ れ、 溶融ア ル ミ ニ ウ ムの比重 2. 3よ り も大 き いため、 ア ル ミ ニウ ム溶湯に添加 さ れた添加剤は速やかにス ラ グ 層を通過 して沈降 しなが ら分解 して溶融 し始め る。
こ の と き、 K化合物は融剤 と して、 C r , M n ， F e 等添加元素の溶融を促進する作用 を及ぼす。
した力 つ て、 他の母合金、 も し く はプ リ ケ ッ ト剤にみ られる よ う な溶湯の高温、 長時間保持な どを必要 とせず、 ま た、 炉底に未溶融の元素が残存 して歩留 り を低下さ せ る よ う な こ と も なレヽ。
さ ら に、 K化合物中 に B を含む ものは、 それ らが合金 に添加 さ れて結晶粒を微細化 して品質を高め る か ら、 本 来の融剤 と しての作用 のほかに、 かかる 副次作用を も も た らす も の と な る 。
次いで、 C 2 C 1 6を含む も のは、 溶湯中で分解 して塩素 ガス を発生 し、 溶湯中 の水素ガス と と も に浮上する か ら 、 合金添加剤に脱ガス剤の機能を併せ持たせた も のであ る 。 実施例
本発明 に よ る ア ル ミ ニ ゥ ム合金 用 添加剤 の配合実施例 を表 1 に示す。
1
(重量％)
添加元素であ る C r , M n , F e の金属粉、 K 化合物、 C 2 C 16はすべて市販品を使用 し た。
次に、 表 1 の組成物 を混合 し て均一.に し た後、 プ リ ケ ッ ト マ シ ン を使用 して 30 X 35 X 18mmの豆炭状に 3.5〜 4 t / cm2 の荷重に よ り 加圧成形 した も のをア ル ミ ニゥ ム合金の成分添加用 に供 し.た。
添加剤の使用 は、 目 標組成に対する 不足分を追加、 調 整する ための も のであ り 、 添加前の溶湯の組成に よ って その使用量が決定 さ れ る。
ま た、 添加剤を溶湯に投入後攪拌 し、 30分後に分析試 料を採取 して添加歩留 り を確認 した。
その他の実施条件お よ びその結果 と して得 られた添加 歩留 り を表 1 の配合実施例 と対応さ せなが ら表 2 に示す。
表 2
表 2 、 表 3 か ら明 らかな よ う に、 本発明の添加剤に よ る歩留 り は在来の も の よ り も 優れている。
な ¾ 、 実施例 2 に お いては配合組成中の KBF4か ら B に よ る凝固結晶の微細化が認め られ、 実施例 6 においては 溶湯中水素量が添加剤投入前に 0. 14cc/ lOO g A l あ つ たのに対 して、 投入 20分'後に は 0, 13cc/ 100 g A 1 に低 下 したが、 比較例 6 においては変化がなか っ た。
本発明は以上説明 した よ う に構成さ れてい る ので、 以 下に記載さ れる よ う な効果を奏する。
ァ ル ミ 二ゥ ム合金の溶製において、 合金元素の M n ,
F e ， C r を 目 標組成値合致 さ せ る ための成分調整用添 加斉 IJ と して使用する と き 、 歩留 り よ く 溶湯に添加 さ れる ため、 と く に溶湯温度を高温に保持す る こ と も な く 、 合
金元素が高配合であ る こ と と相 ま つ て少量の添加で 目 標 値を得 られる こ とか ら湯温低下な どの損失 も な い。
ま た、 配合組成の選択に よ っ ては、 結晶粒の微細化、 脱ガスな どの合金の高品質化の効果 も得 られ、 さ ら に、 ア ル ミ ニゥ ム源 と して廃気品か らの回収材を使用する た め、 以上を総合 して省資源、 省エ ネ ルギー、 低 コ ス ト 、 高品質の効果を も た らす使.用簡便な成分添加剤 と して好 適に使用 し得る も のであ る。
産業上の利用可能性
本発明は、 ア ル ミ ニ ウ ム合金の溶製にあた り 、 溶湯中 の M n ， F e ， C r 各成分元素について 目標組成に対す る調整用 と して添加 さ れる ア ル ミ ニ ウ ム合金用成分添加 剤 と して利用す る も のであ る。
Claims
1 . 八 1 が 10〜 25重量％ 、 K C 1 ， K F ， KA1F4 , K2A1F5， KsAlFs, K2SiF6 , KBF K2C03, K2S0 KN03 か ら 選ばれ る 少な く と も 1 種力く 1 〜 5 重量％ 、 残部が C r ， M n , F e か ら選ばれる 1 種であ る粉粒体混合組 成物を加圧成形 して成る アル ミ ニ ゥ ム合金用成分添加剤
2 . 八 1 が 10〜 25重量％ 、 K C 1 , K F , KA1F4 , K2A1F5, 3A1F6, K2SiF6 ) KBF K2C03， K2S04 , KN03 か ら選ばれる 少な く と も 1 種力く ：！ 〜 5 重量％、 10重量％ 以下の C2C16を含有 し 、 残部が C r ， M n , F e 力、 ら選 ばれる 1 種であ る粉粒体混合組成物を加圧成形 して成る ア ル ミ ニ ゥ ム合金用成分添加剤。
3 . A 1 の材料は、 廃棄物ま た は産業発生物であ る ァ ル ミ 二 ゥ ム製建材、 缶、 箔、 ラ ミ ネ ー ト 箔材、 切削屑な どの回収物を裁断後、 加熱炉でア ル ミ ニ ウ ム以外の可燃 物を燃焼 も し く は炭化せ し め、 粉砕 し て粒径 2 mm以下の 金属分のみを篩別 · 回収 し た箔片ま た は粉粒体であ り 、 C r ， M n , F e の材料は、 そ れぞれ粒径 l mm以下の金 属粉粒体であ る前記 1 及び 2 の何れかに記載のア ル ミ 二 ゥ ム合金用成分添加剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP1995/001695 WO1997008350A1 (fr) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | Additif constitutif pour alliage d'aluminium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP1995/001695 WO1997008350A1 (fr) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | Additif constitutif pour alliage d'aluminium |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO1997008350A1 true WO1997008350A1 (fr) | 1997-03-06 |
Family
ID=14126217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP1995/001695 WO1997008350A1 (fr) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | Additif constitutif pour alliage d'aluminium |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| WO (1) | WO1997008350A1 (ja) |
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