JPH0867531A - 着色ホウケイ酸ガラス及びその応用 - Google Patents
着色ホウケイ酸ガラス及びその応用Info
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- JPH0867531A JPH0867531A JP7215469A JP21546995A JPH0867531A JP H0867531 A JPH0867531 A JP H0867531A JP 7215469 A JP7215469 A JP 7215469A JP 21546995 A JP21546995 A JP 21546995A JP H0867531 A JPH0867531 A JP H0867531A
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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- C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
- C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
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- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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- C03C4/08—Compositions for glass with special properties for glass selectively absorbing radiation of specified wave lengths
- C03C4/082—Compositions for glass with special properties for glass selectively absorbing radiation of specified wave lengths for infrared absorbing glass
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- Organic Chemistry (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 NIR域における透過率を段階的に変化さ
せ、あるいは完全に不透過性とした、茶味、ブラウンか
ら黒色の種々の色調に着色されたホウケイ酸ガラスを提
供する。 【解決手段】 ホウケイ酸ガラス、主として「ホウケイ
酸ガラス3.3」を0.5〜2.0重量%の炭化チタン
及び/又は0.05〜0.5重量%の金属ケイ素と共に
溶融する。ガラスの色は炭化チタンやケイ素の添加量に
より茶味から黒色まで種々のグレードに調節できる。製
造されたガラスは、その光吸収/透過特性のためにフィ
ルター、ガラス容器、建築用及び装飾用の装飾色ガラス
などとして利用でき、またNIR/IR域の光透過率が
充分に低い場合、太陽技術における吸収材として使用で
きる。
せ、あるいは完全に不透過性とした、茶味、ブラウンか
ら黒色の種々の色調に着色されたホウケイ酸ガラスを提
供する。 【解決手段】 ホウケイ酸ガラス、主として「ホウケイ
酸ガラス3.3」を0.5〜2.0重量%の炭化チタン
及び/又は0.05〜0.5重量%の金属ケイ素と共に
溶融する。ガラスの色は炭化チタンやケイ素の添加量に
より茶味から黒色まで種々のグレードに調節できる。製
造されたガラスは、その光吸収/透過特性のためにフィ
ルター、ガラス容器、建築用及び装飾用の装飾色ガラス
などとして利用でき、またNIR/IR域の光透過率が
充分に低い場合、太陽技術における吸収材として使用で
きる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化物基準でSi
O2 >78重量%、B2 O3 >8重量%、Al2O3
1.5〜3.5重量%、及びアルカリ酸化物>2重量%
の合成組成を有し、また、完全な不透過性まで段階的に
変化し得る近赤外域(NIR)の透過性を有する着色ホ
ウケイ酸ガラスに関する。本発明はまた、このようなガ
ラスのフィルター、太陽光吸収材、ガラス建築材、ガラ
ス容器、美術用あるいは装飾用色ガラスなどとしての応
用にも関し、特にこれらのガラスは、その光吸収/透過
特性のためにフィルターとして、あるいはNIR/IR
域の光透過性が充分に低い場合、太陽技術における吸収
材(太陽光吸収材)として有用である。
O2 >78重量%、B2 O3 >8重量%、Al2O3
1.5〜3.5重量%、及びアルカリ酸化物>2重量%
の合成組成を有し、また、完全な不透過性まで段階的に
変化し得る近赤外域(NIR)の透過性を有する着色ホ
ウケイ酸ガラスに関する。本発明はまた、このようなガ
ラスのフィルター、太陽光吸収材、ガラス建築材、ガラ
ス容器、美術用あるいは装飾用色ガラスなどとしての応
用にも関し、特にこれらのガラスは、その光吸収/透過
特性のためにフィルターとして、あるいはNIR/IR
域の光透過性が充分に低い場合、太陽技術における吸収
材(太陽光吸収材)として有用である。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】特定の成
分を添加することにより、種々の方法でホウケイ酸ガラ
スを着色することは知られている。しかしながら、標準
化特性を有するガラスを強度に着色した場合、比較的多
量の着色性酸化物(銅酸化物、コバルト酸化物、ニッケ
ル酸化物又はマンガン酸化物など)の添加では、しばし
ば、膨張、加水分解安定性、あるいは粘度特性などの重
要な特性が許容し得ない程変化するという問題がある。
さらに、上に挙げたような着色性酸化物によりNIR域
の透過率を段階的に調節したり、あるいはまた、このよ
うにして太陽光に対して完全に不透過性のガラスを製造
することは知られていない。
分を添加することにより、種々の方法でホウケイ酸ガラ
スを着色することは知られている。しかしながら、標準
化特性を有するガラスを強度に着色した場合、比較的多
量の着色性酸化物(銅酸化物、コバルト酸化物、ニッケ
ル酸化物又はマンガン酸化物など)の添加では、しばし
ば、膨張、加水分解安定性、あるいは粘度特性などの重
要な特性が許容し得ない程変化するという問題がある。
さらに、上に挙げたような着色性酸化物によりNIR域
の透過率を段階的に調節したり、あるいはまた、このよ
うにして太陽光に対して完全に不透過性のガラスを製造
することは知られていない。
【0003】従って、本発明の目的は、DIN/ISO
3585によって標準化されている特性を許容し得な
い程変化させることなく、NIR域における透過率を変
化させ、あるいは完全に不透過性とし、ホウケイ酸ガラ
ス、主として国際的に確立されている「ホウケイ酸ガラ
ス3.3」を、茶味(やや褐色を帯びた色)、ブラウン
から黒色にわたって種々の色調に着色することにある。
本発明の他の目的は、このような着色ホウケイ酸ガラス
の前記したような種々の用途を提供することにある。
3585によって標準化されている特性を許容し得な
い程変化させることなく、NIR域における透過率を変
化させ、あるいは完全に不透過性とし、ホウケイ酸ガラ
ス、主として国際的に確立されている「ホウケイ酸ガラ
ス3.3」を、茶味(やや褐色を帯びた色)、ブラウン
から黒色にわたって種々の色調に着色することにある。
本発明の他の目的は、このような着色ホウケイ酸ガラス
の前記したような種々の用途を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記本発明の目的は、前
記した合成組成を有するホウケイ酸ガラスに、0.5〜
2.0重量%の炭化チタン及び/又は0.05〜0.5
重量%の金属ケイ素を含有せしめることにより達成され
る。従って、本発明によれば、ケイ酸の量が非常に多く
アルカリ酸化物の量が少ないホウケイ酸ガラスを炭化チ
タン及び/又は金属ケイ素と共に溶融し、それによって
ホウケイ酸ガラスを茶味、ブラウンから黒色まで着色す
ることができる。
記した合成組成を有するホウケイ酸ガラスに、0.5〜
2.0重量%の炭化チタン及び/又は0.05〜0.5
重量%の金属ケイ素を含有せしめることにより達成され
る。従って、本発明によれば、ケイ酸の量が非常に多く
アルカリ酸化物の量が少ないホウケイ酸ガラスを炭化チ
タン及び/又は金属ケイ素と共に溶融し、それによって
ホウケイ酸ガラスを茶味、ブラウンから黒色まで着色す
ることができる。
【0005】
【発明の作用・効果】0.5重量%から2.0重量%ま
でのTiC又は0.05重量%から0.5重量%までの
Sio (金属ケイ素)を利用することにより、ガラスの
色は、茶色から黒色まで種々のグレードに調節でき、そ
れと同時に、NIR透過率はおよそ3.5μmへ段階的
に減少できる。このようにして、およそ1%までのTi
Cの添加によりおよそ2.75μmでの透過率の公知の
瀑布(急激な減少)が低減し、さらに多量のTiC添加
で上昇し、あるいは着色機構が有効に変化する。金属ケ
イ素はガラスの網状構造内に酸化ケイ素として組み込ま
れ、炭化チタンのチタンは酸化チタンとして組み込まれ
るため、最も重要なガラス特性が変化することはない。
付加される微量成分の酸化ケイ素は妨害物として作用せ
ず、比較的多量の酸化チタンは、この成分が例えば膨張
などのガラス特性に対してSiO2 と同じような効果を
有するため、同様に妨害物を構成しない。
でのTiC又は0.05重量%から0.5重量%までの
Sio (金属ケイ素)を利用することにより、ガラスの
色は、茶色から黒色まで種々のグレードに調節でき、そ
れと同時に、NIR透過率はおよそ3.5μmへ段階的
に減少できる。このようにして、およそ1%までのTi
Cの添加によりおよそ2.75μmでの透過率の公知の
瀑布(急激な減少)が低減し、さらに多量のTiC添加
で上昇し、あるいは着色機構が有効に変化する。金属ケ
イ素はガラスの網状構造内に酸化ケイ素として組み込ま
れ、炭化チタンのチタンは酸化チタンとして組み込まれ
るため、最も重要なガラス特性が変化することはない。
付加される微量成分の酸化ケイ素は妨害物として作用せ
ず、比較的多量の酸化チタンは、この成分が例えば膨張
などのガラス特性に対してSiO2 と同じような効果を
有するため、同様に妨害物を構成しない。
【0006】本発明による好適な合成組成は、酸化物基
準で79〜81重量%のSiO2 、12〜13重量%の
B2 O3 、2〜3重量%のAl2 O3 、3〜4.5重量
%のNa2 O、及び0.5〜1.0重量%のK2 Oを含
む組成物に、0.05〜0.5重量%のSi(金属)又
は0.5〜2.0重量%のTiCを添加することにより
得られる。
準で79〜81重量%のSiO2 、12〜13重量%の
B2 O3 、2〜3重量%のAl2 O3 、3〜4.5重量
%のNa2 O、及び0.5〜1.0重量%のK2 Oを含
む組成物に、0.05〜0.5重量%のSi(金属)又
は0.5〜2.0重量%のTiCを添加することにより
得られる。
【0007】
【実施例】以下、5つの実施例及びそれに対応したガラ
スの透過率曲線を示す図1乃至図5を参照して、本発明
についてさらに詳細に説明する。「ホウケイ酸ガラス
3.3」は種々の商標名で販売されており、SiO2 :
80〜81重量%、B2 O3 :12〜13重量%、Al
2 O3 :2〜3重量%及びNa2 O+K2 O:4〜5重
量%の範囲の化学組成を有する。デュラン(Dura
n:登録商標)については、SiO2 :81重量%、B
2 O3 :13重量%、Al2 O3 :2重量%、Na2 O
+K2 O:4重量%の組成を有することが知られてい
る。これらの量的割合は、製造業者の実験用ガラスカタ
ログ番号50020/1991による。
スの透過率曲線を示す図1乃至図5を参照して、本発明
についてさらに詳細に説明する。「ホウケイ酸ガラス
3.3」は種々の商標名で販売されており、SiO2 :
80〜81重量%、B2 O3 :12〜13重量%、Al
2 O3 :2〜3重量%及びNa2 O+K2 O:4〜5重
量%の範囲の化学組成を有する。デュラン(Dura
n:登録商標)については、SiO2 :81重量%、B
2 O3 :13重量%、Al2 O3 :2重量%、Na2 O
+K2 O:4重量%の組成を有することが知られてい
る。これらの量的割合は、製造業者の実験用ガラスカタ
ログ番号50020/1991による。
【0008】実施例1〜5については、基礎ガラス(G
Gと略称する)としてSiO2 :80重量%、B2 O
3 :13重量%、Al2 O3 :2重量%、Na2 O:4
重量%、及びK2 O:1重量%のガラス組成物が選択さ
れた。Fe2 O3 を400ppmの量だけ不純物として
基礎ガラスに添加した。原料としては、珪砂、ホウ酸、
水酸化アルミニウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、
及び清澄剤として塩化ナトリウム(NaClとして1%
Na2 O)を用いた。溶融は、実験用炉を用い、空気雰
囲気中、常法に従って1620〜1650℃の溶融温度
で石英るつぼ(容積V=1リットル)内で行った。溶融
時間はおよそ5時間であった。溶融物は均質化した。
Gと略称する)としてSiO2 :80重量%、B2 O
3 :13重量%、Al2 O3 :2重量%、Na2 O:4
重量%、及びK2 O:1重量%のガラス組成物が選択さ
れた。Fe2 O3 を400ppmの量だけ不純物として
基礎ガラスに添加した。原料としては、珪砂、ホウ酸、
水酸化アルミニウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、
及び清澄剤として塩化ナトリウム(NaClとして1%
Na2 O)を用いた。溶融は、実験用炉を用い、空気雰
囲気中、常法に従って1620〜1650℃の溶融温度
で石英るつぼ(容積V=1リットル)内で行った。溶融
時間はおよそ5時間であった。溶融物は均質化した。
【0009】得られた各ガラスの添加剤とその量、及び
ガラスの色を表1に示す。
ガラスの色を表1に示す。
【表1】
【0010】図1は、層厚2mmについて200〜32
00nmの波長域における実施例1、2及び3のガラス
の透過率曲線を基礎ガラスGGと対比して示している。
各ガラスは不純物として約400ppmのFe2 O3 を
含有している。本発明によれば、慣用の天然の又は精製
原料を用いることができる。従来技術の教示によれば、
例えば、実施例2のガラスは、糖として添加される0.
2重量%炭素を添加(1.0重量%TiCは0.2重量
%炭素にほぼ相当する)して溶融すれば、ガラスのブラ
ウン着色は観察されないということであるが、本発明に
よればブラウン着色ガラスが得られた。
00nmの波長域における実施例1、2及び3のガラス
の透過率曲線を基礎ガラスGGと対比して示している。
各ガラスは不純物として約400ppmのFe2 O3 を
含有している。本発明によれば、慣用の天然の又は精製
原料を用いることができる。従来技術の教示によれば、
例えば、実施例2のガラスは、糖として添加される0.
2重量%炭素を添加(1.0重量%TiCは0.2重量
%炭素にほぼ相当する)して溶融すれば、ガラスのブラ
ウン着色は観察されないということであるが、本発明に
よればブラウン着色ガラスが得られた。
【0011】図2は、層厚2mmでの波数3500〜2
000cm-1に相当する2.86〜5.0μmのNIR
域における同じガラス、実施例1、2、3及びGGのガ
ラス、の透過率曲線を示している。図3は、異なるFe
2 O3 含有量の実施例2及び4のガラスの層厚1mmで
の200〜3200nmの領域における透過率曲線を示
している。
000cm-1に相当する2.86〜5.0μmのNIR
域における同じガラス、実施例1、2、3及びGGのガ
ラス、の透過率曲線を示している。図3は、異なるFe
2 O3 含有量の実施例2及び4のガラスの層厚1mmで
の200〜3200nmの領域における透過率曲線を示
している。
【0012】図4は、異なるガラス層厚での200〜3
200nmの領域における実施例4のガラスの透過率曲
線を示している。ガラスはおよそ1mmの層厚から完全
に黒色となる。図5は、1mmの層厚について200〜
3200nmの領域における実施例5のガラスの透過率
曲線を示している。ガラスはブラウン(褐色)である。
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではなく、当業者
にとって、本発明の精神及び特許請求の範囲に記載の範
囲から逸脱することなく、種々の変更、修正が可能であ
ることが明らかであろう。
200nmの領域における実施例4のガラスの透過率曲
線を示している。ガラスはおよそ1mmの層厚から完全
に黒色となる。図5は、1mmの層厚について200〜
3200nmの領域における実施例5のガラスの透過率
曲線を示している。ガラスはブラウン(褐色)である。
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではなく、当業者
にとって、本発明の精神及び特許請求の範囲に記載の範
囲から逸脱することなく、種々の変更、修正が可能であ
ることが明らかであろう。
【図1】実施例1、2、3のガラス及び基礎ガラスGG
の透過率曲線を示す。
の透過率曲線を示す。
【図2】層厚2mmの実施例1、2、3のガラス及び基
礎ガラスGGの透過率曲線を示す。
礎ガラスGGの透過率曲線を示す。
【図3】層厚1mmの実施例2及び4のガラスの透過率
曲線を示す。
曲線を示す。
【図4】異なる層厚の実施例4のガラスの透過率曲線を
示す。
示す。
【図5】層厚1mmの実施例5のガラスの透過率曲線を
示す。
示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エクハルト、ヴァツケ ドイツ連邦共和国、07749 イエーナ、レ オ−ザクセ−シュトラーセ 14 (72)発明者 アンドレア、ケンプファー ドイツ連邦共和国、07745 イエーナ、オ ット− シュヴァルツ−シュトラーセ 23 (72)発明者 トーマス、クロス ドイツ連邦共和国、07743 イエーナ、ヘ ルダー シュトラーセ 28 (72)発明者 ゲルハルト、ケムラー ドイツ連邦共和国、07747 イエーナ、プ ラタネンシュトラーセ 8
Claims (8)
- 【請求項1】 酸化物基準で0.5〜2.0重量%の炭
化チタン(TiC)及び/又は0.05〜0.5重量%
のケイ素(金属)を含み、完全な不透過性まで段階的に
変化し得る近赤外(NIR)域の透過性を有することを
特徴とする着色ホウケイ酸ガラス。 - 【請求項2】 酸化物基準でSiO2 >78重量%、B
2 O3 >8重量%、Al2 O3 1.5〜3.5重量%、
アルカリ酸化物>2重量%を含む請求項1に記載の着色
ホウケイ酸ガラス。 - 【請求項3】 酸化物基準で SiO2 79 〜 81重量%、B2 O3 12 〜
13重量%、 Al2 O3 2 〜 3重量%、Na2 O 3 〜
4.5重量%、 K2 O 0.5〜1.0重量%、Si(金属)0.0
5〜0.5重量%を含む請求項1又は2に記載の着色ホ
ウケイ酸ガラス。 - 【請求項4】 酸化物基準で SiO2 79 〜 81重量%、B2 O3 12 〜
13重量%、 Al2 O3 2 〜 3重量%、Na2 O 3 〜
4.5重量%、 K2 O 0.5〜1.0重量%、TiC 0.5〜
2.0重量%を含む請求項1又は2に記載の着色ホウケ
イ酸ガラス。 - 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の
着色ホウケイ酸ガラスからなるガラスフィルター。 - 【請求項6】 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の
着色ホウケイ酸ガラスからなる太陽光吸収材。 - 【請求項7】 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の
着色ホウケイ酸ガラスからなるガラス建築材。 - 【請求項8】 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の
着色ホウケイ酸ガラスからなるガラス容器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4428235.4 | 1994-08-10 | ||
| DE4428235A DE4428235C1 (de) | 1994-08-10 | 1994-08-10 | Gefärbtes Borosilikatglas und dessen Verwendung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0867531A true JPH0867531A (ja) | 1996-03-12 |
Family
ID=6525298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7215469A Pending JPH0867531A (ja) | 1994-08-10 | 1995-08-02 | 着色ホウケイ酸ガラス及びその応用 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5627115A (ja) |
| EP (1) | EP0696554B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0867531A (ja) |
| AT (1) | ATE153321T1 (ja) |
| DE (2) | DE4428235C1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050061033A1 (en) * | 2003-06-05 | 2005-03-24 | Petrany Valeria Greco | Method of making amber glass composition having low thermal expansion |
| DE102014119594B9 (de) | 2014-12-23 | 2020-06-18 | Schott Ag | Borosilikatglas mit niedriger Sprödigkeit und hoher intrinsischer Festigkeit, seine Herstellung und seine Verwendung |
| CN107601858A (zh) * | 2017-07-26 | 2018-01-19 | 金玛瑙香水(明光)有限公司 | 一种能够提高阴凉环境的棕色玻璃瓶 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1830902A (en) * | 1926-06-04 | 1931-11-10 | Corning Glass Works | Ultra-violet transmitting substance |
| US4116704A (en) * | 1977-06-23 | 1978-09-26 | Corning Glass Works | Colored glassware |
| JPS593043A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-09 | Shoei Kogyo Kk | 発色調整用還元フリツト |
| JPS6077144A (ja) * | 1983-10-03 | 1985-05-01 | Hoya Corp | 紫外線透過ガラス |
| JPS61163139A (ja) * | 1985-01-08 | 1986-07-23 | Kamaya Kagaku Kogyo Kk | アンバ−ガラスの製造方法 |
| DE3722130A1 (de) * | 1987-07-02 | 1989-01-12 | Schott Glaswerke | Borosilikatglas |
| JPH0822762B2 (ja) * | 1990-01-23 | 1996-03-06 | 東芝硝子株式会社 | 紫外線透過ガラス |
| EP0510542A1 (en) * | 1991-04-24 | 1992-10-28 | Asahi Glass Company Ltd. | Ceramic color composition and process for producing a sheet glass employing it |
| US5258336A (en) * | 1992-02-10 | 1993-11-02 | Wheaton Holding, Inc. | Low expansion USP type I amber glass |
-
1994
- 1994-08-10 DE DE4428235A patent/DE4428235C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-07-06 EP EP95110547A patent/EP0696554B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-07-06 AT AT95110547T patent/ATE153321T1/de not_active IP Right Cessation
- 1995-07-06 DE DE59500250T patent/DE59500250D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-08-02 JP JP7215469A patent/JPH0867531A/ja active Pending
- 1995-08-07 US US08/512,157 patent/US5627115A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE59500250D1 (de) | 1997-06-26 |
| EP0696554A1 (de) | 1996-02-14 |
| US5627115A (en) | 1997-05-06 |
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