JPH088986B2 - セルフクリーニング用被覆面 - Google Patents
セルフクリーニング用被覆面Info
- Publication number
- JPH088986B2 JPH088986B2 JP63324086A JP32408688A JPH088986B2 JP H088986 B2 JPH088986 B2 JP H088986B2 JP 63324086 A JP63324086 A JP 63324086A JP 32408688 A JP32408688 A JP 32408688A JP H088986 B2 JPH088986 B2 JP H088986B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oil
- oxide
- catalyst
- activity
- self
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、オーブン等の加熱調理器の油汚れを、分解
する触媒作用を有するセルフクリーニング用被覆面を提
供するものである。
する触媒作用を有するセルフクリーニング用被覆面を提
供するものである。
従来の技術 従来、このような調理器の壁面に油脂等が付着した場
合、水洗して除去することも、また炭化して固着したも
のを、機械的に落とすことも困難であった。
合、水洗して除去することも、また炭化して固着したも
のを、機械的に落とすことも困難であった。
このような不都合を解消するために汚れが付着する表
面を触媒作用を有する被膜で被覆し油分を分解すること
が試みられ既に実用化されている。これは触媒をホウロ
ウフリットや染料のような結合剤に分散させ、これを塗
布し焼付硬化などにより器壁表面に被膜を形成させたも
のであり、セルフクリーニング被覆面と称して各種の箱
型調理器の加熱室壁面に適用されている。
面を触媒作用を有する被膜で被覆し油分を分解すること
が試みられ既に実用化されている。これは触媒をホウロ
ウフリットや染料のような結合剤に分散させ、これを塗
布し焼付硬化などにより器壁表面に被膜を形成させたも
のであり、セルフクリーニング被覆面と称して各種の箱
型調理器の加熱室壁面に適用されている。
例えば、無機のリン酸塩等の無機耐熱ポリマーをバイ
ンダーとし、この中に固体酸や金属酸化物を分散した組
成物より得られる被覆層を調理室内面に形成したり、あ
るいはホウロウの中に遷移金属酸化物を入れ、ホウロウ
質の被覆層を調理室内面に形成するなどの技術があっ
た。この場合、固体酸や遷移金属酸化物は油類をある温
度以上で酸化分解する触媒であり、そのような触媒作用
をもつ被覆層を形成することにより調理室内面に付着し
た油汚れをなくそうとするものである。また、触媒を使
わず熱分解だけで油汚れをなくす方法もとられている
が、この場合、温度約500℃で1〜2時間が必要とな
る。
ンダーとし、この中に固体酸や金属酸化物を分散した組
成物より得られる被覆層を調理室内面に形成したり、あ
るいはホウロウの中に遷移金属酸化物を入れ、ホウロウ
質の被覆層を調理室内面に形成するなどの技術があっ
た。この場合、固体酸や遷移金属酸化物は油類をある温
度以上で酸化分解する触媒であり、そのような触媒作用
をもつ被覆層を形成することにより調理室内面に付着し
た油汚れをなくそうとするものである。また、触媒を使
わず熱分解だけで油汚れをなくす方法もとられている
が、この場合、温度約500℃で1〜2時間が必要とな
る。
発明が解決しようとする課題 しかし、従来の技術は、以下の点で課題があった。
油の基本的な構造は高級脂肪酸のトリグリセリドであ
るが、前記の固体酸や遷移金属酸化物は、450℃以上に
温度を上げないと油を分解してしまうことはない。さら
に、このような触媒をバインダーやホウロウ中に分散す
ることで触媒表面が覆われてしまい露出面積が小さくな
り、油と触媒表面との接触面積が小さくなり、油を分解
しにくくなる。かつ、酸素の拡散が悪くなり、活性低下
の要因になる。また、油自身も450℃以上500℃位になれ
ば、熱分解してしまうので被覆層の効果が不明瞭にな
る。被覆層温度を約400℃に保持すると油は炭化が進行
し、その結果被覆層は、表面をタール状のもので覆われ
てしまう。
るが、前記の固体酸や遷移金属酸化物は、450℃以上に
温度を上げないと油を分解してしまうことはない。さら
に、このような触媒をバインダーやホウロウ中に分散す
ることで触媒表面が覆われてしまい露出面積が小さくな
り、油と触媒表面との接触面積が小さくなり、油を分解
しにくくなる。かつ、酸素の拡散が悪くなり、活性低下
の要因になる。また、油自身も450℃以上500℃位になれ
ば、熱分解してしまうので被覆層の効果が不明瞭にな
る。被覆層温度を約400℃に保持すると油は炭化が進行
し、その結果被覆層は、表面をタール状のもので覆われ
てしまう。
ホウロウ質の被覆層を得るには、800℃程度の高温が
必要であり、このような高温では金属酸化物の表面積が
小さくなり活性も低下する。
必要であり、このような高温では金属酸化物の表面積が
小さくなり活性も低下する。
以上のように、従来の被覆層については、活性が低
く、油汚れを400℃以下で完全に分解ができないという
課題があり、この原因は触媒自身の活性が低いことと、
さらに、触媒表面の露出が少なく、油と触媒表面との接
触部分が小さくなること、また、被膜への酸素の拡散が
抑制されるためであった。
く、油汚れを400℃以下で完全に分解ができないという
課題があり、この原因は触媒自身の活性が低いことと、
さらに、触媒表面の露出が少なく、油と触媒表面との接
触部分が小さくなること、また、被膜への酸素の拡散が
抑制されるためであった。
本発明は、上記課題を解決し、比較的低温で油汚れを
分解するセルフクリーニング用被覆面を提供するもので
ある。
分解するセルフクリーニング用被覆面を提供するもので
ある。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明は、支持物と接着層
と繊維層とからなり、前記繊維層は支持物に接着層によ
り接着されており、SiO2、Al2O3、ZrO2のうち、いずれ
か少なくとも一種の酸化物を主成分とする繊維状多孔体
にCe、Cu、Mnの複合酸化物を担持してなるものであり、
前記複合酸化物のCe、Cu、Mnの比率が、モル比でCe:Cu:
Mn=1:X:1−X(但し、0<X<1)である触媒作用を
持つ被覆面を提供する。
と繊維層とからなり、前記繊維層は支持物に接着層によ
り接着されており、SiO2、Al2O3、ZrO2のうち、いずれ
か少なくとも一種の酸化物を主成分とする繊維状多孔体
にCe、Cu、Mnの複合酸化物を担持してなるものであり、
前記複合酸化物のCe、Cu、Mnの比率が、モル比でCe:Cu:
Mn=1:X:1−X(但し、0<X<1)である触媒作用を
持つ被覆面を提供する。
作用 上記手段によるセルフクリーニング用被覆面の作用に
ついて説明する。本発明で目的としている油汚れの分解
では、触媒の表面積を大きくすることと酸素の供給を多
くすることが必要となる。本発明は、無機繊維を用いる
ことにより高い空隙率をもつ被覆層を形成して、酸素が
被覆内部へ拡散し易く、かつ表面積も従来方式の被覆に
比べてはるかに大きくなるようにした。これにより、目
的の反応はより有利に進行し易くなる。
ついて説明する。本発明で目的としている油汚れの分解
では、触媒の表面積を大きくすることと酸素の供給を多
くすることが必要となる。本発明は、無機繊維を用いる
ことにより高い空隙率をもつ被覆層を形成して、酸素が
被覆内部へ拡散し易く、かつ表面積も従来方式の被覆に
比べてはるかに大きくなるようにした。これにより、目
的の反応はより有利に進行し易くなる。
無機繊維を用いたセラミックペーバーと称するもの
は、密度にして0.15〜0.69g/cm3程度、空隙率にして約7
0〜90%程度である。このような高い空隙率を持つ繊維
上に触媒を担持させることにより、酸素の供給が改善さ
れ、触媒活性を十分に発揮させることができる。
は、密度にして0.15〜0.69g/cm3程度、空隙率にして約7
0〜90%程度である。このような高い空隙率を持つ繊維
上に触媒を担持させることにより、酸素の供給が改善さ
れ、触媒活性を十分に発揮させることができる。
以上、無機繊維について、述べてきたが担持する触媒
の活性について以下に述べると、本発明の触媒であるC
e、Cu、Mnの複合酸化物でCe、Cu、Mnの比率が、モル比
でCe:Cu:Mn=1:X:1−X(但し、0<X<1)である複
合酸化物は、単一元素あるいは2種以上の元素の複合酸
化物に比べ炭化水素の酸化に対して高い活性を示す。こ
れは、CeとCu、Mnの3元素系酸化物においては酸化物の
表面における元素が多くの原子価をとるからであり(例
えばMnは3価、4価、Cuは1価、2価など)、つまりは
単一あるいは2成分系では見られない異元素間での原子
価制御が行われ、反応に関してより適した表面を作るか
らである。このことはXPS(X線光電子分光装置)で認
められる。このような活性の高い触媒を、無機繊維に担
持することによって、さらに酸化分解活性が向上し、従
来にない低温で油分等を分解する被覆面が得られるので
ある。
の活性について以下に述べると、本発明の触媒であるC
e、Cu、Mnの複合酸化物でCe、Cu、Mnの比率が、モル比
でCe:Cu:Mn=1:X:1−X(但し、0<X<1)である複
合酸化物は、単一元素あるいは2種以上の元素の複合酸
化物に比べ炭化水素の酸化に対して高い活性を示す。こ
れは、CeとCu、Mnの3元素系酸化物においては酸化物の
表面における元素が多くの原子価をとるからであり(例
えばMnは3価、4価、Cuは1価、2価など)、つまりは
単一あるいは2成分系では見られない異元素間での原子
価制御が行われ、反応に関してより適した表面を作るか
らである。このことはXPS(X線光電子分光装置)で認
められる。このような活性の高い触媒を、無機繊維に担
持することによって、さらに酸化分解活性が向上し、従
来にない低温で油分等を分解する被覆面が得られるので
ある。
実施例 以下本発明の一実施例について説明する。
本発明に被覆層のテストピースを作り、加熱条件下
で、サラダオイルの酸化分解テストを実施した。
で、サラダオイルの酸化分解テストを実施した。
SUS304を支持物とし、接着剤として、無機耐熱性バイ
ンダー(例えば、住友化学社製スミセラム(S−18
C))を用い、無機繊維としてシリカ・アルミナ繊維(S
iO2:Al2O3=53:47、平均繊維径2.8μm、空隙率92%、
厚み1.0mm)を用いた。テストピースサイズは、50×50m
mとした。支持物上に、スプレーガン(デビルビス製ス
プレーガン、ノズル口径1.4mmφ、空気圧4〜4.5kg/c
m2)で、スミセラム(S−18C)を0.020g/cm2塗布し、
前記シリカ・アルミナ繊維を、加圧接着し、110℃で30
分加熱硬化した後、Ce、Cu、Mnの硝酸塩の混合水溶液
(Ce:Cu:Mn=1.0:0.3:0.7mol/l)をスプレーガン(デビ
ルビス製スプレーガン、ノズル口径1.4mmφ、空気圧1.5
〜2kg/cm2)で、0.50g/cm2塗布し、450℃で30分焼成し
作成した。テストピースの温度分布、300±10℃におい
て、サラダオイルを、10mg/cm2滴下し、60分間放置する
と、サラダオイルは、完全に消失した。これに対して、
MnOX、CuOX、を含む被覆層では350±10℃でも完全に焼
切れなかった。また、Ce、Cu、Mnの複合酸化物(Ce:Cu:
Mn=1.0:0.3:0.7mol/l)のテストピースについては、サ
ラダオイルによるテストを何度繰り返しても完全に消失
した。第1図に、本発明のセルフクリーニング用被覆面
の断面構成の概念図を示した。
ンダー(例えば、住友化学社製スミセラム(S−18
C))を用い、無機繊維としてシリカ・アルミナ繊維(S
iO2:Al2O3=53:47、平均繊維径2.8μm、空隙率92%、
厚み1.0mm)を用いた。テストピースサイズは、50×50m
mとした。支持物上に、スプレーガン(デビルビス製ス
プレーガン、ノズル口径1.4mmφ、空気圧4〜4.5kg/c
m2)で、スミセラム(S−18C)を0.020g/cm2塗布し、
前記シリカ・アルミナ繊維を、加圧接着し、110℃で30
分加熱硬化した後、Ce、Cu、Mnの硝酸塩の混合水溶液
(Ce:Cu:Mn=1.0:0.3:0.7mol/l)をスプレーガン(デビ
ルビス製スプレーガン、ノズル口径1.4mmφ、空気圧1.5
〜2kg/cm2)で、0.50g/cm2塗布し、450℃で30分焼成し
作成した。テストピースの温度分布、300±10℃におい
て、サラダオイルを、10mg/cm2滴下し、60分間放置する
と、サラダオイルは、完全に消失した。これに対して、
MnOX、CuOX、を含む被覆層では350±10℃でも完全に焼
切れなかった。また、Ce、Cu、Mnの複合酸化物(Ce:Cu:
Mn=1.0:0.3:0.7mol/l)のテストピースについては、サ
ラダオイルによるテストを何度繰り返しても完全に消失
した。第1図に、本発明のセルフクリーニング用被覆面
の断面構成の概念図を示した。
次に、触媒に対する酸素の供給量の効果について検討
した。本発明の触媒であるCe、Cu、Mnの複合酸化物のサ
ラダオイルの酸化活性をDTAにより測定した。測定は、
市販のサラダオイルと酸化物の重量比を2.5:1.0にして
十分に混合し、石英セルに入れてDTAカーブを得た。第
2図にCe、Cu、Mnの比率(Ce:Cu:Mn=1.0:0.3:0.7)の
複合酸化物を酸素雰囲気中と窒素雰囲気中で測定した結
果を示した。図から分かるように酸素の供給量が多い
と、より低温で油を焼切ることができ、触媒の活性を高
めることができる。
した。本発明の触媒であるCe、Cu、Mnの複合酸化物のサ
ラダオイルの酸化活性をDTAにより測定した。測定は、
市販のサラダオイルと酸化物の重量比を2.5:1.0にして
十分に混合し、石英セルに入れてDTAカーブを得た。第
2図にCe、Cu、Mnの比率(Ce:Cu:Mn=1.0:0.3:0.7)の
複合酸化物を酸素雰囲気中と窒素雰囲気中で測定した結
果を示した。図から分かるように酸素の供給量が多い
と、より低温で油を焼切ることができ、触媒の活性を高
めることができる。
次に、シリカ・アルミナ繊維(SiO2、Al2O3=53:47、
平均繊維径2.8μm、厚み1.0mm)の空隙率を68%から94
%まで変えて、サラダオイルによる焼切りテストを行っ
たところ、第1表のようになった。
平均繊維径2.8μm、厚み1.0mm)の空隙率を68%から94
%まで変えて、サラダオイルによる焼切りテストを行っ
たところ、第1表のようになった。
第1表より、従来のセルクリーニングに比べて低温で
油の焼切りが可能であることが分かる。空隙率にして85
%程度以上あれば300℃という低温で油の焼切りが可能
である。
油の焼切りが可能であることが分かる。空隙率にして85
%程度以上あれば300℃という低温で油の焼切りが可能
である。
また、シリカ・アルミナ繊維の代わりに、ジルコニア
繊維(ZrO2、Y2O3=89:6、平均繊維径5.0μm、厚み0.5
mm、空隙率84%)を用いて行った。SUS304を支持物と
し、接着剤として、住友化学社製スミセラム(S−18
C)を用い、ジルコニア繊維を、加圧接着し、110℃で30
分間加熱硬化した後、Ce、Cu、Mnの硝酸塩の混合水溶液
(Ce:Cu:Mn=1.0:0.3:0.7mol/l)を塗布し焼成し、サラ
ダオイルの焼切実験を行ったところ300℃、60minで完全
に消失した。
繊維(ZrO2、Y2O3=89:6、平均繊維径5.0μm、厚み0.5
mm、空隙率84%)を用いて行った。SUS304を支持物と
し、接着剤として、住友化学社製スミセラム(S−18
C)を用い、ジルコニア繊維を、加圧接着し、110℃で30
分間加熱硬化した後、Ce、Cu、Mnの硝酸塩の混合水溶液
(Ce:Cu:Mn=1.0:0.3:0.7mol/l)を塗布し焼成し、サラ
ダオイルの焼切実験を行ったところ300℃、60minで完全
に消失した。
接着剤としてシリカ・アルミナ系のスミセラムを用い
たが、Ce、Cu、Mnの複合酸化物と反応しないポリボロシ
ロキサンポリマーやポリチタノシロキサンポリマーなど
も使える。
たが、Ce、Cu、Mnの複合酸化物と反応しないポリボロシ
ロキサンポリマーやポリチタノシロキサンポリマーなど
も使える。
以上、無機繊維に触媒を担持した場合の効果について
述べたが、次にCe、Cu、Mnの複合酸化物の活性について
述べる。
述べたが、次にCe、Cu、Mnの複合酸化物の活性について
述べる。
第2表にBET法による表面積を示した。比較のためにC
e、Cu、Mnの単一酸化物についても示した。焼成は、450
℃で行った。
e、Cu、Mnの単一酸化物についても示した。焼成は、450
℃で行った。
1)、2)についてはCuO、Mn2O3以外の酸化数の酸化
物も含む。
物も含む。
全体的に表面積が、約70〜120m2/gと大きいのは、焼
成温度が450℃であり、酸化物としては低温にしている
からである。また、単一酸化物に比べ複合酸化物が表面
積が大である。これは、CeO2の効果によるものと考えら
れる。実際にCe/Cu OxideやCe/Mn Oxideでは、それぞ
れ第2表中のCuO、Mn2O3の表面積に比べ大であった。第
2表でCeCu0.5Mn0.5Oyの表面積が大きいことを示したが
Ce、Cu、Mn複合酸化物(モル比率 Ce、Cu、Mn=1.0:X:
1−X)(ただし、0<X<1)の表面積のXへの依存
性を第3図に示した。第3図から表面積のピークは、X
=0.3付近にあることが分かった。
成温度が450℃であり、酸化物としては低温にしている
からである。また、単一酸化物に比べ複合酸化物が表面
積が大である。これは、CeO2の効果によるものと考えら
れる。実際にCe/Cu OxideやCe/Mn Oxideでは、それぞ
れ第2表中のCuO、Mn2O3の表面積に比べ大であった。第
2表でCeCu0.5Mn0.5Oyの表面積が大きいことを示したが
Ce、Cu、Mn複合酸化物(モル比率 Ce、Cu、Mn=1.0:X:
1−X)(ただし、0<X<1)の表面積のXへの依存
性を第3図に示した。第3図から表面積のピークは、X
=0.3付近にあることが分かった。
上記したCe、Cu、Mnの比率(Ce:Cu:Mn=1.0:X:1−
X)の複合酸化物のサラダオイルの酸化活性をDTAによ
り測定した。測定は、市販のサラダオイルと酸化物の重
量比を2.5:1.0にして十分に混合し、石英セルに入れてD
TAカーブを得た。第4図に第2表中に示された4種類の
酸化物のTGカーブを示した。第4図では、重量減少速度
が大で、より低温側で重量減少が完了してしまうものが
酸化活性が高いと言える。従って、CeCu0.5Mn0.5Oyが活
性が高いことは明らかであり酸化触媒として有効であ
る。第5図は、Ce、Cu、Mnの比率(Ce:Cu:Mn=1.0:X:1
−X(但し、0<X<1)の複合酸化物のTGカーブのX
への依存性を示している。X=0.3が、活性が最も高い
ようである。このことは表面積のXへの依存性と対応し
ていると考えられる。第4図、第5図よりCe、Cu、Mnの
複合酸化物の活性は、粉末のみで、400℃でサラダオイ
ルを分解する性能があることが分かるが、無機繊維に担
持することにより300℃でサラダオイルを分解すること
ができるようになる。
X)の複合酸化物のサラダオイルの酸化活性をDTAによ
り測定した。測定は、市販のサラダオイルと酸化物の重
量比を2.5:1.0にして十分に混合し、石英セルに入れてD
TAカーブを得た。第4図に第2表中に示された4種類の
酸化物のTGカーブを示した。第4図では、重量減少速度
が大で、より低温側で重量減少が完了してしまうものが
酸化活性が高いと言える。従って、CeCu0.5Mn0.5Oyが活
性が高いことは明らかであり酸化触媒として有効であ
る。第5図は、Ce、Cu、Mnの比率(Ce:Cu:Mn=1.0:X:1
−X(但し、0<X<1)の複合酸化物のTGカーブのX
への依存性を示している。X=0.3が、活性が最も高い
ようである。このことは表面積のXへの依存性と対応し
ていると考えられる。第4図、第5図よりCe、Cu、Mnの
複合酸化物の活性は、粉末のみで、400℃でサラダオイ
ルを分解する性能があることが分かるが、無機繊維に担
持することにより300℃でサラダオイルを分解すること
ができるようになる。
発明の効果 以上、説明したように本発明のセルフクリーニング用
被覆面は、無機繊維を用いることにより高い空隙率をも
つ被覆層を形成することができ、酸素をより多く供給す
ることができ、サラダオイルのようなトリグリセリドに
対する酸化分解活性が高く、油汚れが発生する機器、例
えば調理器の庫内壁面に適用すれば、300℃位の温度に
昇温することにより、油汚れをなくすことができる。こ
れによって、調理器を常にクリーンな状態で使用するこ
とが可能である。また、300℃位で油汚れの分解が可能
なので、調理器の設計上、断熱構造の軽減化(触媒を使
わなければ500℃位の熱分解温度が必要)やヒータの容
量を大きくしなくて済むので省エネルギーにもなる。
被覆面は、無機繊維を用いることにより高い空隙率をも
つ被覆層を形成することができ、酸素をより多く供給す
ることができ、サラダオイルのようなトリグリセリドに
対する酸化分解活性が高く、油汚れが発生する機器、例
えば調理器の庫内壁面に適用すれば、300℃位の温度に
昇温することにより、油汚れをなくすことができる。こ
れによって、調理器を常にクリーンな状態で使用するこ
とが可能である。また、300℃位で油汚れの分解が可能
なので、調理器の設計上、断熱構造の軽減化(触媒を使
わなければ500℃位の熱分解温度が必要)やヒータの容
量を大きくしなくて済むので省エネルギーにもなる。
第1図は本発明の一実施例におけるセルフクリーニング
用被覆面の断面図、第2図、第3図、第4図、第5図は
それぞれ同特性図である。 1……繊維層、2……接着層、3……支持物、4……複
合酸化物。
用被覆面の断面図、第2図、第3図、第4図、第5図は
それぞれ同特性図である。 1……繊維層、2……接着層、3……支持物、4……複
合酸化物。
Claims (1)
- 【請求項1】支持物と繊維層とからなり、前記繊維層は
支持物に接着層により接着されており、SiO2、Al2O3、Z
rO2のうち、いずれか少なくとも一種の酸化物を主成分
とする繊維状多孔体に、Ce、Cu、Mnの複合酸化物を担持
してなるものであり、前記複合酸化物のCe、Cu、Mnの比
率が、モル比でCe:Cu:Mn=1:X:1−X(但し、0<x1)
である触媒作用を持つセルフクリーニング用被覆面。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63324086A JPH088986B2 (ja) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | セルフクリーニング用被覆面 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63324086A JPH088986B2 (ja) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | セルフクリーニング用被覆面 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02169031A JPH02169031A (ja) | 1990-06-29 |
| JPH088986B2 true JPH088986B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=18161997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63324086A Expired - Lifetime JPH088986B2 (ja) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | セルフクリーニング用被覆面 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088986B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2004205146B2 (en) * | 2003-08-19 | 2006-09-28 | Garth Australia Pty Ltd | Self Cleaning Barbecue Roasting Hood |
-
1988
- 1988-12-22 JP JP63324086A patent/JPH088986B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02169031A (ja) | 1990-06-29 |
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