JPH01270917A - 磁気フィルター用非晶質金属繊維 - Google Patents
磁気フィルター用非晶質金属繊維Info
- Publication number
- JPH01270917A JPH01270917A JP9693188A JP9693188A JPH01270917A JP H01270917 A JPH01270917 A JP H01270917A JP 9693188 A JP9693188 A JP 9693188A JP 9693188 A JP9693188 A JP 9693188A JP H01270917 A JPH01270917 A JP H01270917A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fiber
- amorphous
- fibers
- magnetic
- metallic fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C1/00—Magnetic separation
- B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
- B03C1/025—High gradient magnetic separators
- B03C1/031—Component parts; Auxiliary operations
- B03C1/033—Component parts; Auxiliary operations characterised by the magnetic circuit
- B03C1/034—Component parts; Auxiliary operations characterised by the magnetic circuit characterised by the matrix elements
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- Continuous Casting (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】
［産業上の利用分野］
本発明は磁気フィルター、すなわち流体中に含まれる磁
性粒子を除去あるいは回収する装置にマトリックスとし
て使用される非晶質金属ｍ維に関する。
性粒子を除去あるいは回収する装置にマトリックスとし
て使用される非晶質金属ｍ維に関する。
［従来の技術］
強磁性体の繊維を磁界中に充填することによって繊維の
表面に大きな磁界勾配を形成せしめ、流体中の磁性粒子
を吸引捕獲する方法は、原理的には、古くから知られて
いる（例えば解説トランスアクションズ オン マグネ
ティックス［Ｔｒａｎｓ −ａｃＬｉｏｎｓ ｏｎ Ｍ
ａｇｎｅｌ、ｉｃｓ］ ｖｏｌ、ＭＡＧ−１０，Ｎｏ、
２． Ｊｕｎｅ。
表面に大きな磁界勾配を形成せしめ、流体中の磁性粒子
を吸引捕獲する方法は、原理的には、古くから知られて
いる（例えば解説トランスアクションズ オン マグネ
ティックス［Ｔｒａｎｓ −ａｃＬｉｏｎｓ ｏｎ Ｍ
ａｇｎｅｌ、ｉｃｓ］ ｖｏｌ、ＭＡＧ−１０，Ｎｏ、
２． Ｊｕｎｅ。
！９７４． Ｐ２２３参照）。
マトリックス材に用いられる繊維としては、フェライト
系ステンレス２ｇ繊維が主流で、最近非晶質繊維も用い
られるようになってきた。マトリックス材として要求さ
れる金属繊維の特性は、飽和磁化が大きく、透磁率か大
きく、残留磁化、保磁力が小さいこと、さらには高耐食
性を存することである。また大きな磁界勾配を形成する
ために、繊維は細い方が打利である。
系ステンレス２ｇ繊維が主流で、最近非晶質繊維も用い
られるようになってきた。マトリックス材として要求さ
れる金属繊維の特性は、飽和磁化が大きく、透磁率か大
きく、残留磁化、保磁力が小さいこと、さらには高耐食
性を存することである。また大きな磁界勾配を形成する
ために、繊維は細い方が打利である。
従来一般に用いられているステンレス２ｇ繊維の場合、
欠点は材料の腰が弱いことである。そのため磁界中にス
テンレス繊維を充填するとき流体の圧力によりマトリッ
クスは次第に押し潰され流体の流路が限定されることに
より磁性粒子の回収率が時間と共に低下することであっ
た。このためステンレス鋼繊維をマトリックス材として
使う場合は目の細かい格子状に編んだ網状のシートを所
定の間隔に何層にも並設する方式が主流であった。
欠点は材料の腰が弱いことである。そのため磁界中にス
テンレス繊維を充填するとき流体の圧力によりマトリッ
クスは次第に押し潰され流体の流路が限定されることに
より磁性粒子の回収率が時間と共に低下することであっ
た。このためステンレス鋼繊維をマトリックス材として
使う場合は目の細かい格子状に編んだ網状のシートを所
定の間隔に何層にも並設する方式が主流であった。
これに対して非晶質合金をマトリッス材として用いる場
合は、非晶質特有の腰の強さ（強いバネ性）から単に磁
界中に充填する方式を採用しても流体の圧力によって押
し潰されることはなく、したがって磁性粒子の回収率の
低下もほとんどないことが分った。
合は、非晶質特有の腰の強さ（強いバネ性）から単に磁
界中に充填する方式を採用しても流体の圧力によって押
し潰されることはなく、したがって磁性粒子の回収率の
低下もほとんどないことが分った。
このような非晶質合金の特性を活用して磁気フィルター
に用いる提案はすでに特開昭５４−２０３９９号公報に
開示されている。
に用いる提案はすでに特開昭５４−２０３９９号公報に
開示されている。
しかしながら非晶質繊維を用いる磁気フィルターにも問
題点があった。一つは遅れ破壊による繊維の破断である
。磁気フィルターの回収効率を高めるために、マトリッ
クス材を高密度に充填する必要がある。このとき、マト
リックス材の非晶質繊維には折れ曲がる個所が生ずる。
題点があった。一つは遅れ破壊による繊維の破断である
。磁気フィルターの回収効率を高めるために、マトリッ
クス材を高密度に充填する必要がある。このとき、マト
リックス材の非晶質繊維には折れ曲がる個所が生ずる。
曲率の大きい部分は大きな応力下にあるため破断しやす
い。この遅れ破壊現象は処理すべき流体の種類のよって
は大きく加速される。
い。この遅れ破壊現象は処理すべき流体の種類のよって
は大きく加速される。
磁気フィルターに用いられる非晶質繊維は一般に第２図
のように断面が偏平な形状をしている。
のように断面が偏平な形状をしている。
また表面は肉眼的には゛ド坦で滑らかである。このため
破断すると、繊維の而と面か接触して張り付き、流路か
制限される。さらに短く切断された繊維は容器の底に沈
積して、磁性粒子を吸引する能力を失う。
破断すると、繊維の而と面か接触して張り付き、流路か
制限される。さらに短く切断された繊維は容器の底に沈
積して、磁性粒子を吸引する能力を失う。
この様な遅れ破壊現象を抑えるために、特定された合金
組成が特開昭６０−１９７８５０号公報、特開昭６１−
１４７０５３号公報などに提案されている。しかし合金
組成によって耐ｄれ破壊性を向上させる方法は磁気特性
を犠牲にするほか、高価な合金元素を多量に添加する必
要があり、実用上問題である。
組成が特開昭６０−１９７８５０号公報、特開昭６１−
１４７０５３号公報などに提案されている。しかし合金
組成によって耐ｄれ破壊性を向上させる方法は磁気特性
を犠牲にするほか、高価な合金元素を多量に添加する必
要があり、実用上問題である。
一方、繊維の形状を改善する方法か特公昭６３−１８８
７号公報に提案されている。それは繊維の長平方向の断
面を第３図のように正弦波形にすることである。このよ
うにすることで繊維は力を受けてもたわむだけで折れ曲
がらず、寿命が長くなることが開示されている。
７号公報に提案されている。それは繊維の長平方向の断
面を第３図のように正弦波形にすることである。このよ
うにすることで繊維は力を受けてもたわむだけで折れ曲
がらず、寿命が長くなることが開示されている。
この先行技術で開示される正弦波形の非晶質繊維をつく
る方法は、単ロール法において、外周面を正弦波形に加
工した冷却ロールを使用する。その結果ｙａ維はロール
外周面を転写した正弦波形になるというものである。
る方法は、単ロール法において、外周面を正弦波形に加
工した冷却ロールを使用する。その結果ｙａ維はロール
外周面を転写した正弦波形になるというものである。
しかしこの方法にはロールの成形加工に伴なう技術的困
難があるほか、この方法でつくられる正弦波形の繊維は
単ロール法で要求される鋳造条件（主にノズルとロール
の間隔）の制約から、湾曲部（正弦波の場合、波の頂点
あるいは谷の底）のピッチはきわめて短く、波の高さの
小さな繊維しか得られない。すなわち巨視的には直線的
で平坦な繊維とほとんど変わらない。したがって曲げ応
力に対して、若干の緩和効果はあるものの、高密度に充
填したときの大きな曲げ応力を大幅に緩和する効果は期
待できない。また、磁気力によって生ずる繊維の偏在を
防止する効果もほとんど示さないことが予想される。
難があるほか、この方法でつくられる正弦波形の繊維は
単ロール法で要求される鋳造条件（主にノズルとロール
の間隔）の制約から、湾曲部（正弦波の場合、波の頂点
あるいは谷の底）のピッチはきわめて短く、波の高さの
小さな繊維しか得られない。すなわち巨視的には直線的
で平坦な繊維とほとんど変わらない。したがって曲げ応
力に対して、若干の緩和効果はあるものの、高密度に充
填したときの大きな曲げ応力を大幅に緩和する効果は期
待できない。また、磁気力によって生ずる繊維の偏在を
防止する効果もほとんど示さないことが予想される。
［発明が解決しようとする課題］
本発明は磁気フィルター装置に高密度で充填された非晶
質繊維が、遅れ破壊によって破断するのを抑えると同時
に、充填時に磁気力による繊維の偏在を防止するために
改良された形状をもつ非晶質金属繊維を提供するもので
ある。
質繊維が、遅れ破壊によって破断するのを抑えると同時
に、充填時に磁気力による繊維の偏在を防止するために
改良された形状をもつ非晶質金属繊維を提供するもので
ある。
［課題を解決するための手段・作用］
本発明は単ロール法で作製される非晶質金属繊維であっ
て、該金属繊維の形状が波状に湾曲しており、湾曲部の
ピッチか繊維に沿って平均として、３ｍｍ以上かつ５０
ｍ１１以下であることを特徴とする磁気フィルター用非
晶質金属繊維である。さらに応力を付与しない状態で、
波の高さが少なくとも３ｍｍ以上であることが好ましい
。
て、該金属繊維の形状が波状に湾曲しており、湾曲部の
ピッチか繊維に沿って平均として、３ｍｍ以上かつ５０
ｍ１１以下であることを特徴とする磁気フィルター用非
晶質金属繊維である。さらに応力を付与しない状態で、
波の高さが少なくとも３ｍｍ以上であることが好ましい
。
本発明の非晶質繊維の形状および寸法を限定する理由は
次の通りである。すなわち湾曲部のピッチが３ｍｍ未満
であると、充填したときに繊維同士が他を拘束しあう力
か弱いため、磁気力によって位置を変え、充填率のムラ
が生じる。この結果、流体の流路が限定され、磁性粒子
の回収力の低下を招く。また湾曲部のピッチか５０ｍｍ
を超えると、充填したときに繊維同士が面接触する部分
が多くなりやはり回収力が低下する。さらに波高さが３
ｍｍ以上であると充填時に湾曲部に加わる曲げ応力が小
さくなり、−層遅れ破壊を起こしにくくするので好まし
い。
次の通りである。すなわち湾曲部のピッチが３ｍｍ未満
であると、充填したときに繊維同士が他を拘束しあう力
か弱いため、磁気力によって位置を変え、充填率のムラ
が生じる。この結果、流体の流路が限定され、磁性粒子
の回収力の低下を招く。また湾曲部のピッチか５０ｍｍ
を超えると、充填したときに繊維同士が面接触する部分
が多くなりやはり回収力が低下する。さらに波高さが３
ｍｍ以上であると充填時に湾曲部に加わる曲げ応力が小
さくなり、−層遅れ破壊を起こしにくくするので好まし
い。
本発明の非晶質繊維の形状を図示すると第１図のようで
ある。従来の平坦な繊維（第２図）はもちろん、特公昭
６３−１８８７号公報に開示される正弦波形の繊維（第
３図）と比べても、湾曲部の形状、湾曲部間のピッチ（
ｌおよび波高さ（ｈ）が桁違いに大きい点が異なってい
る。すなわち本発明の非晶質繊維の形状は正弦波状では
なく、不規則で部分的にねじれがあり、波のピッチ、高
さが桁違いに多きことが特徴となっている。
ある。従来の平坦な繊維（第２図）はもちろん、特公昭
６３−１８８７号公報に開示される正弦波形の繊維（第
３図）と比べても、湾曲部の形状、湾曲部間のピッチ（
ｌおよび波高さ（ｈ）が桁違いに大きい点が異なってい
る。すなわち本発明の非晶質繊維の形状は正弦波状では
なく、不規則で部分的にねじれがあり、波のピッチ、高
さが桁違いに多きことが特徴となっている。
次に本発明の非晶質繊維を製造する方法について以下に
説明する。
説明する。
本発明の磁気フィルター用非晶質繊維を製造するに際し
て用いることのできる装置の例を第４図に示す。第４図
において冷却用のロール１の外周は平坦で滑らかな面を
している。るつぼ２で溶解された金属の溶湯はノズル３
を介して、ロール１に向って噴出され、非晶質繊維４を
形成する。
て用いることのできる装置の例を第４図に示す。第４図
において冷却用のロール１の外周は平坦で滑らかな面を
している。るつぼ２で溶解された金属の溶湯はノズル３
を介して、ロール１に向って噴出され、非晶質繊維４を
形成する。
この時点で繊維は小さな力で塑性変形ができる状態にあ
る。また第２図に示すように平坦かつ直線的である。繊
維４が冷却ロール１を離脱する位置の近くに遮へい体と
して第４図（ａ）のような遮へい板５、あるいは第４図
（ｂ）のようなロール６を配設する（以後遮へい板５と
ロール６は遮へい体と総称する）。このようにすると繊
維は遮へい体に衝突する際、遮へい体より受ける反力に
よって変形する。第４図の７は変形した繊維である。こ
の反力を大きくするために遮へい体を振動あるいは回転
など運動させ、繊維が直接、固い遮へい体の面に衝突す
るようにすることが好ましい。遮へい体が運動していな
いと、繊維は自らに追突してクツション作用が働き充分
に変形しない。
る。また第２図に示すように平坦かつ直線的である。繊
維４が冷却ロール１を離脱する位置の近くに遮へい体と
して第４図（ａ）のような遮へい板５、あるいは第４図
（ｂ）のようなロール６を配設する（以後遮へい板５と
ロール６は遮へい体と総称する）。このようにすると繊
維は遮へい体に衝突する際、遮へい体より受ける反力に
よって変形する。第４図の７は変形した繊維である。こ
の反力を大きくするために遮へい体を振動あるいは回転
など運動させ、繊維が直接、固い遮へい体の面に衝突す
るようにすることが好ましい。遮へい体が運動していな
いと、繊維は自らに追突してクツション作用が働き充分
に変形しない。
本発明の湾曲した繊維は以上説明した方法で作製される
。
。
本発明の非晶質繊維の化学成分はＦｅを主成分とし、非
晶質形成元素として、半金属（Ｂ、Ｃ。
晶質形成元素として、半金属（Ｂ、Ｃ。
Ｓｉ、Ｐなど）を少なくとも１種含む。また耐食性や磁
性を向上させるために、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ。
性を向上させるために、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ。
Ｗ、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂなどを２０原子を以下の範囲で含有
させることができる。
させることができる。
［実施例］
目標成分Ｆｅ６０ Ｎ１ｚｏ Ｃｒ４Ｂ＋２Ｃ＜ （
原子９６）の合金を溶解後、直径０．４ｍｍの円孔ノズ
ル（２１本）を介してＣｕ製のロールの外周面に噴出し
た。ロールの周速は２７ｍ／ｓ 、噴出圧力は０．３ｋ
ｇ／ｃｍ２である。ロール面で形成された繊維は、剥離
位置から３０ｃｍ離れた位置に設置された遮へい板に衝
突して波状に変形した。ただし遮へい板は振動数２Ｈｚ
、振幅３０ｍ＋ｎで左右に振動させた。得られた繊維は
、波高さｈが平均約１Ｏｎｏｎ、湾曲部間のピッチ１が
平均約１５ｍｍ、幅０．４ｍｍ、厚さ２０ｕｍである。
原子９６）の合金を溶解後、直径０．４ｍｍの円孔ノズ
ル（２１本）を介してＣｕ製のロールの外周面に噴出し
た。ロールの周速は２７ｍ／ｓ 、噴出圧力は０．３ｋ
ｇ／ｃｍ２である。ロール面で形成された繊維は、剥離
位置から３０ｃｍ離れた位置に設置された遮へい板に衝
突して波状に変形した。ただし遮へい板は振動数２Ｈｚ
、振幅３０ｍ＋ｎで左右に振動させた。得られた繊維は
、波高さｈが平均約１Ｏｎｏｎ、湾曲部間のピッチ１が
平均約１５ｍｍ、幅０．４ｍｍ、厚さ２０ｕｍである。
また繊維はＸ線回折試験により非晶質であることが確認
された。
された。
この非晶質繊維１５ｇを内径４７ｍｍ、高さ１５０ｍｍ
の円筒に充填した。空間充填率は０．７７％である。円
筒の外周にはラジアル方向に着磁したフェライト磁石を
配置して、繊維フィルター装置とした。
の円筒に充填した。空間充填率は０．７７％である。円
筒の外周にはラジアル方向に着磁したフェライト磁石を
配置して、繊維フィルター装置とした。
また、化学反応法で作製したマグネタイト（粒度０．Ｉ
Ｈｒｎ以下） ５ｇを５００ｃｃの水に分散させ、１
重量ｔマグネタイトの懸濁液をつくった。この懸濁液を
、上記磁気フィルターの上部から流し込み、通過した水
の中に含まれるマグネタイトの濃度を５００ｃｃ毎に測
定して、除去率の変化を調べた。
Ｈｒｎ以下） ５ｇを５００ｃｃの水に分散させ、１
重量ｔマグネタイトの懸濁液をつくった。この懸濁液を
、上記磁気フィルターの上部から流し込み、通過した水
の中に含まれるマグネタイトの濃度を５００ｃｃ毎に測
定して、除去率の変化を調べた。
また比較のため遮へい板を用いないで作製された同一組
成で、繊維の幅、厚さとも同じ直線状の非晶質繊維を同
一充填率で充填した磁気フィルターについても同じ試験
をした。結果は第５図に示される。第５図によれば、本
発明の湾曲した形状の繊維を用いた磁気フィルター枯、
除去率が大きく、かつ除去率の劣化がきわめて小さいこ
とが明らかである。
成で、繊維の幅、厚さとも同じ直線状の非晶質繊維を同
一充填率で充填した磁気フィルターについても同じ試験
をした。結果は第５図に示される。第５図によれば、本
発明の湾曲した形状の繊維を用いた磁気フィルター枯、
除去率が大きく、かつ除去率の劣化がきわめて小さいこ
とが明らかである。
すなわち、本発明の湾曲した非晶質繊維を用いた磁気フ
ィルターの磁性粒子除去率（・印）は、９９％以上の高
水準を長時間保持するのに対して、従来の直線状の非晶
質繊維の場合（Ｏ印）、急速に除去率が低下することが
判る。
ィルターの磁性粒子除去率（・印）は、９９％以上の高
水準を長時間保持するのに対して、従来の直線状の非晶
質繊維の場合（Ｏ印）、急速に除去率が低下することが
判る。
［発明の効果］
本発明の非晶質繊維は大きな湾曲部をもつため、容器に
充填されるとき、互いに拘束し合い、磁界を印加しても
磁気力によって移動しない。すなわち繊維は偏在しない
ので流体は容器の内部を一様に流れる。また充填率を高
めても特定の部分に大きな曲げ応力が加わらない。した
がって遅れ破壊を生じにくい。
充填されるとき、互いに拘束し合い、磁界を印加しても
磁気力によって移動しない。すなわち繊維は偏在しない
ので流体は容器の内部を一様に流れる。また充填率を高
めても特定の部分に大きな曲げ応力が加わらない。した
がって遅れ破壊を生じにくい。
以上の理由で本発明の非晶質ｍ維は磁気フィルターのマ
トリックス材としてきわめてすぐれた性能を発揮する。
トリックス材としてきわめてすぐれた性能を発揮する。
第１図（ａ）は本発明の非晶質金属繊維の形状を示す概
念図（側面図）、（ｂ）は繊維の板厚を拡大して示す斜
視図、第２図は従来の方法で作製された直線状の非晶質
繊維の斜視図、第３図は従来の正弦波状の非晶質繊維を
示す斜視図、第４図（ａ）。 （ｂ）は本発明の波形に湾曲した非晶質繊維を製造する
装置例を示す図、第５図は本発明の非晶質繊維と、従来
の直線状の非晶質繊維の除去率を比較する図である。 １・・・冷却ロール、２・・・るつぼ、３・・・ノズル
、４・・・非晶質繊維、５・・・遮へい体、６・・・遮
へいロール、７・・・変形した繊維。 第１図 （α） （い 第４図 〕ｔ′８ 目 数 （町
念図（側面図）、（ｂ）は繊維の板厚を拡大して示す斜
視図、第２図は従来の方法で作製された直線状の非晶質
繊維の斜視図、第３図は従来の正弦波状の非晶質繊維を
示す斜視図、第４図（ａ）。 （ｂ）は本発明の波形に湾曲した非晶質繊維を製造する
装置例を示す図、第５図は本発明の非晶質繊維と、従来
の直線状の非晶質繊維の除去率を比較する図である。 １・・・冷却ロール、２・・・るつぼ、３・・・ノズル
、４・・・非晶質繊維、５・・・遮へい体、６・・・遮
へいロール、７・・・変形した繊維。 第１図 （α） （い 第４図 〕ｔ′８ 目 数 （町
Claims (1)
- 単ロール法で作製される非晶質金属繊維であって、該金
属繊維の形状が波状に湾曲しており、その湾曲部の繊維
長さに沿って測ったピッチが平均として３ｍｍ以上５０
ｍｍ以下であることを特徴とする磁気フィルター用非晶
質金属繊維。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9693188A JPH01270917A (ja) | 1988-04-21 | 1988-04-21 | 磁気フィルター用非晶質金属繊維 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9693188A JPH01270917A (ja) | 1988-04-21 | 1988-04-21 | 磁気フィルター用非晶質金属繊維 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01270917A true JPH01270917A (ja) | 1989-10-30 |
| JPH0438441B2 JPH0438441B2 (ja) | 1992-06-24 |
Family
ID=14178090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9693188A Granted JPH01270917A (ja) | 1988-04-21 | 1988-04-21 | 磁気フィルター用非晶質金属繊維 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01270917A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996008302A3 (en) * | 1994-09-15 | 1996-07-04 | Pall Corp | Filter medium and use thereof in an air bag filter |
-
1988
- 1988-04-21 JP JP9693188A patent/JPH01270917A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996008302A3 (en) * | 1994-09-15 | 1996-07-04 | Pall Corp | Filter medium and use thereof in an air bag filter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0438441B2 (ja) | 1992-06-24 |
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