JPS6227338A - 繊維強化材用ウイスカ−予備成形体の製造方法 - Google Patents
繊維強化材用ウイスカ−予備成形体の製造方法Info
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- JPS6227338A JPS6227338A JP16294185A JP16294185A JPS6227338A JP S6227338 A JPS6227338 A JP S6227338A JP 16294185 A JP16294185 A JP 16294185A JP 16294185 A JP16294185 A JP 16294185A JP S6227338 A JPS6227338 A JP S6227338A
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- JP
- Japan
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- whisker
- dispersion medium
- whiskers
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (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】
Ｌ］ユＪどＵ止立ユ
イの内部に溶融金属、溶融状樹脂を浸透せしめて繊維強
化材を得るウィスカー予備成形体（プリフォーム）の）
ＢＢ方法に関するｂのである。
化材を得るウィスカー予備成形体（プリフォーム）の）
ＢＢ方法に関するｂのである。
、−′へおよびそのＩＪ″（１−
ウィスカーは、還元、熱気の凝集、溶液からの析出等に
よって成長形成された良さ数ｃｍ以下、直径１〜１０μ
程度の針状結晶体であって、高い強度、弾性係数を有し
ており、金属、樹脂用複合強化材として有効に使用され
る。浸透法を利用して、母材である金属、樹脂とウィス
カーを複合化させるには、圧縮成形したウィスカー集合
体である予備成形体を不動に保持して、その内部に、溶
融させた用材を十分に浸透させなりればなら４丁い、そ
の場合、ウィスカーが局部的に密に絡み合っていると、
その部分には母材が浸透し動く、また浸透したとしても
該ウィスカー凝集部が介在物として１ｆｌｊぎ、所望強
度の成品を得ることができない３、還元法等で形成され
たウィスカー生成物は、密に絡み合っており、この絡み
を−ＤＮさほぐさ４ｊければ、均質な予備成形体を得る
ことはできず、該均質な予備成形体を得るための手法と
して、ウィスカー生成体を、水、アルコール、アセトン
、エーテル等の分散媒体液中に加えて、撹拌分散せしめ
、次いで篩を通過させることにより、分散されずに残っ
ている塊状のウィスカー生成物を分散媒体液から除去し
、さらに濾過体を用い（固液分離させ、分離された湿潤
ウィスカー集合体を、圧縮し、」［たけ圧縮ｔ！ｆに（
を燥させる方法が知られている。
よって成長形成された良さ数ｃｍ以下、直径１〜１０μ
程度の針状結晶体であって、高い強度、弾性係数を有し
ており、金属、樹脂用複合強化材として有効に使用され
る。浸透法を利用して、母材である金属、樹脂とウィス
カーを複合化させるには、圧縮成形したウィスカー集合
体である予備成形体を不動に保持して、その内部に、溶
融させた用材を十分に浸透させなりればなら４丁い、そ
の場合、ウィスカーが局部的に密に絡み合っていると、
その部分には母材が浸透し動く、また浸透したとしても
該ウィスカー凝集部が介在物として１ｆｌｊぎ、所望強
度の成品を得ることができない３、還元法等で形成され
たウィスカー生成物は、密に絡み合っており、この絡み
を−ＤＮさほぐさ４ｊければ、均質な予備成形体を得る
ことはできず、該均質な予備成形体を得るための手法と
して、ウィスカー生成体を、水、アルコール、アセトン
、エーテル等の分散媒体液中に加えて、撹拌分散せしめ
、次いで篩を通過させることにより、分散されずに残っ
ている塊状のウィスカー生成物を分散媒体液から除去し
、さらに濾過体を用い（固液分離させ、分離された湿潤
ウィスカー集合体を、圧縮し、」［たけ圧縮ｔ！ｆに（
を燥させる方法が知られている。
どころが、この方法では、分散媒体液の粘性が不足づる
と濾過体に」；る固液分１’ｓＩｆを行う際に、ウィス
カーの沈陪速痕が人さ過さ゛、局部的に凝集（繊維体積
（？、が１１に人さくなること）が生じＣ１均一・＜’
Ｘ休体率のウィスカー集合体を１！することはでさない
。
と濾過体に」；る固液分１’ｓＩｆを行う際に、ウィス
カーの沈陪速痕が人さ過さ゛、局部的に凝集（繊維体積
（？、が１１に人さくなること）が生じＣ１均一・＜’
Ｘ休体率のウィスカー集合体を１！することはでさない
。
肛豆謔を７ノ１するための二 〇（１３Ｊ：び−用本発
明の目的は、その繊維体積率（Ｖｒ ）が均一なウィス
ノＪ−ＴＺ備成形体を提供し、もって健全な’ＬＡ Ｙ
’ｉの高強度繊維強化（Δをｉｊ？る点にある。
明の目的は、その繊維体積率（Ｖｒ ）が均一なウィス
ノＪ−ＴＺ備成形体を提供し、もって健全な’ＬＡ Ｙ
’ｉの高強度繊維強化（Δをｉｊ？る点にある。
この目的は、ウィスカー生成物を、多ｈｆｆｉアルコー
ル、またはその水溶液中に分散させ、次いで篩を通過さ
せることにより、塊状のつ（スカー生成物を該分散媒体
液から除去し、さらに濾過体を用いＣ固液分１研させ、
分列された湿潤ウィスカー集合体を、圧縮し、または、
圧縮せずに乾燥さけることによって達成される。
ル、またはその水溶液中に分散させ、次いで篩を通過さ
せることにより、塊状のつ（スカー生成物を該分散媒体
液から除去し、さらに濾過体を用いＣ固液分１研させ、
分列された湿潤ウィスカー集合体を、圧縮し、または、
圧縮せずに乾燥さけることによって達成される。
ウィスカー生成物を分散さけるべさ分散媒体液としては
、水、エチルアルコール、アセトン、またはそれ等の水
溶液が知られている。しかしながら、水の粘度は１．０
０５ｃＰ （ｔ？ンヂボアズ）、エチルアルコールの粘
度は１．１９ｃＰ 、アセ１〜ンの粘度は０．３２２ｃ
Ｐであって、１分低く、それ智を分散媒体液として用い
た場合には、均一な繊維体積率（Ｖｆ）のウィスカー集
合体を１９ることができない。Ｓ尤Ｃウィスカーに関す
る本ｆ１発明者等の試験の結果によれば、分散９１．体
液の粘度が２０℃にｄ３いて、２ＣＰ未満であると、ウ
ィスカーの沈降速度が大きく、局部的な画集が生じ、２
０ｃＰを越えると、分散媒体液中にウィスカーを投入し
て撹拌してｂ、ウィスカーの絡みがほぐれず、粘度範囲
２〜２０ｃＰ（於２０°Ｃ）の分散媒体液が適当である
ことが判明した。
、水、エチルアルコール、アセトン、またはそれ等の水
溶液が知られている。しかしながら、水の粘度は１．０
０５ｃＰ （ｔ？ンヂボアズ）、エチルアルコールの粘
度は１．１９ｃＰ 、アセ１〜ンの粘度は０．３２２ｃ
Ｐであって、１分低く、それ智を分散媒体液として用い
た場合には、均一な繊維体積率（Ｖｆ）のウィスカー集
合体を１９ることができない。Ｓ尤Ｃウィスカーに関す
る本ｆ１発明者等の試験の結果によれば、分散９１．体
液の粘度が２０℃にｄ３いて、２ＣＰ未満であると、ウ
ィスカーの沈降速度が大きく、局部的な画集が生じ、２
０ｃＰを越えると、分散媒体液中にウィスカーを投入し
て撹拌してｂ、ウィスカーの絡みがほぐれず、粘度範囲
２〜２０ｃＰ（於２０°Ｃ）の分散媒体液が適当である
ことが判明した。
この条件を満たず分散媒体液は、多面アルコール、また
はその水溶液であって、例えば、エブレン・グリコール
５０申吊％水溶液の粘度は３．１４ｃＰ（於２０’Ｃ）
、プロピレン・アルコール４０中温％水溶液ノ粘度ハ１
０．０（：Ｐ （於２０℃）、リヒリ：ｚ５０ｊｆｉ１
％水溶液の粘度は６．０５ｃＰ （於２０℃）である
。もっとし、粘性条件だｔノで、分散媒体液を選択する
こと（よできず、ウィスカーとの濡れ竹が良好であると
とらに、湿潤状態のウィスカー集合体を乾燥させてウィ
スカー予備成形体を得る際に残漬が生じではならイｔい
。この意味で、パラフィン系炭化水泰を使用することは
できない。
はその水溶液であって、例えば、エブレン・グリコール
５０申吊％水溶液の粘度は３．１４ｃＰ（於２０’Ｃ）
、プロピレン・アルコール４０中温％水溶液ノ粘度ハ１
０．０（：Ｐ （於２０℃）、リヒリ：ｚ５０ｊｆｉ１
％水溶液の粘度は６．０５ｃＰ （於２０℃）である
。もっとし、粘性条件だｔノで、分散媒体液を選択する
こと（よできず、ウィスカーとの濡れ竹が良好であると
とらに、湿潤状態のウィスカー集合体を乾燥させてウィ
スカー予備成形体を得る際に残漬が生じではならイｔい
。この意味で、パラフィン系炭化水泰を使用することは
できない。
また、本発明で使用するウィスカーは、前記Ｓ、１．Ｃ
製の曲、△夕２０３製、Ｓ尤３Ｎ４製、黒鉛ｔ′ｉ等で
あって、直径０１・〜１μｒｎ 、艮ざ５０〜２００μ
ｍのらのが適当である。ウィスカーに対ヂる分散媒体液
の使用化は、撹拌混合づ−る際のウィスカー均一分散を
ｔするために、（ウィスカー／分散媒体液）−約１／１
０（ｉＥｆｉｌ比）なる条イ′１を満たず様にするのが
好ましく、該干Ｍ比を下回ると、撹１１′によってしウ
ィスカーの絡みが（まぐれ難くなり、該Φ不化を上回る
と、分１りしたウィスノＪ−の凝集が生ずる傾向となる
。
製の曲、△夕２０３製、Ｓ尤３Ｎ４製、黒鉛ｔ′ｉ等で
あって、直径０１・〜１μｒｎ 、艮ざ５０〜２００μ
ｍのらのが適当である。ウィスカーに対ヂる分散媒体液
の使用化は、撹拌混合づ−る際のウィスカー均一分散を
ｔするために、（ウィスカー／分散媒体液）−約１／１
０（ｉＥｆｉｌ比）なる条イ′１を満たず様にするのが
好ましく、該干Ｍ比を下回ると、撹１１′によってしウ
ィスカーの絡みが（まぐれ難くなり、該Φ不化を上回る
と、分１りしたウィスノＪ−の凝集が生ずる傾向となる
。
分散媒体液中にウィスカーを投入し、撹拌、北合してウ
ィスカーを均一に分散させた後には、第１図図示の如く
、ａ合液１０を、１００〜２００メツシユのポリアミド
（商品名：ナイロン）布製第一篩２２および１００〜２
００メツシユのステンレス鋼繊維製第二篩２４よりなる
篩２０を通過させて、容器２６内に注ぎ、この操作によ
って、絡みのほぐれないウィスカー塊状体１２を除去す
る。ここで、篩２０の網目寸法を１００〜２００メツシ
ユに規定した理由は、１００メツシュ未満であると、ウ
ィスカー塊状体が通過してしまい、２００メツシユを越
えると、ウィスカーを含む分散媒体液の通過１１．′１
間が艮り１．１′す、処理能率が低下するからである。
ィスカーを均一に分散させた後には、第１図図示の如く
、ａ合液１０を、１００〜２００メツシユのポリアミド
（商品名：ナイロン）布製第一篩２２および１００〜２
００メツシユのステンレス鋼繊維製第二篩２４よりなる
篩２０を通過させて、容器２６内に注ぎ、この操作によ
って、絡みのほぐれないウィスカー塊状体１２を除去す
る。ここで、篩２０の網目寸法を１００〜２００メツシ
ユに規定した理由は、１００メツシュ未満であると、ウ
ィスカー塊状体が通過してしまい、２００メツシユを越
えると、ウィスカーを含む分散媒体液の通過１１．′１
間が艮り１．１′す、処理能率が低下するからである。
次に、容器２６内の精製された混合液１４を、多数の小
穴が形成された鋼板上に、下から順次、ステンレス鋼製
網体、ポリアミドｆｌｉ、濾紙を積Ｆｉ？ｉさせた濾過
体２８（ガラスフィルターでも可）を備え、真空ポンプ
Ｐに接続された真空吸引槽３０内に注ぎ、真空ポンプＰ
を作動さＵて固液分離を行い、湿潤ウィスカー集合体４
０を冑る（第２図参照）。次いで、必要ならば、ＩＬ３
終成品である繊維強化祠の繊維体積率（Ｖｔ ）に応じ
て、圧縮用ビス１−ン３２をもって湿潤ウィスカー集合
体４０を圧縮し、該集合体４０に自由４ｒ状態で撮動を
与えて、濾過体２８から該集合体４０を切り離′Ｊ。
穴が形成された鋼板上に、下から順次、ステンレス鋼製
網体、ポリアミドｆｌｉ、濾紙を積Ｆｉ？ｉさせた濾過
体２８（ガラスフィルターでも可）を備え、真空ポンプ
Ｐに接続された真空吸引槽３０内に注ぎ、真空ポンプＰ
を作動さＵて固液分離を行い、湿潤ウィスカー集合体４
０を冑る（第２図参照）。次いで、必要ならば、ＩＬ３
終成品である繊維強化祠の繊維体積率（Ｖｔ ）に応じ
て、圧縮用ビス１−ン３２をもって湿潤ウィスカー集合
体４０を圧縮し、該集合体４０に自由４ｒ状態で撮動を
与えて、濾過体２８から該集合体４０を切り離′Ｊ。
濾過体２８から分離した湿潤ライス万一集合体４０は、
これを乾燥炉で乾燥させてウィスカー予備成形体となし
、例えば、Ｉｌｌ、ＮＩＬｃＪ合金、Ａ −Ｑ 。
これを乾燥炉で乾燥させてウィスカー予備成形体となし
、例えば、Ｉｌｌ、ＮＩＬｃＪ合金、Ａ −Ｑ 。
へ夕合金笠を用いて、高圧凝固鋳造法にて該つ°イスカ
ー子協成形体と複合化させ、内燃機関用部品であるロッ
カー・アーム、弁ぽｈ保持体（バルブスプリング・リデ
ーナー）等を１！□？ることがでさる。
ー子協成形体と複合化させ、内燃機関用部品であるロッ
カー・アーム、弁ぽｈ保持体（バルブスプリング・リデ
ーナー）等を１！□？ることがでさる。
該Ｉａ終成品の１！帷体積率（Ｖｆ）は、５へ・３０゛
％である。
％である。
左」し１
（１）実施例：直径０．２−０．５μｍ、長さ５０〜２
００ｍｍのＳ＝Ｃウィスカー３１ｇｒを、エチーレン・
グリコール１８Ｑ ｇｒ、水１２０ ｇｒよりなる分散
媒体液に投入し、撹拌装置を用いて、１回３０秒間の撹
拌を３回繰り返した（殺、その混合液を、第１図図示の
如く、２００メツシユのポリアミド布製第一篩２２．１
５０メツシユのステンレス！ＩＩ繊維製第二篩２４にり
なる篩２０を通過させて、容器２６内に注ぎ、第２図図
示の姐さ７．’１４′吸引式瀘過装置を用いて１８ｘ
１８ｘ １８０ｍｍの湿潤ウィスカー集合体を形成し、
これを圧力１１０〜１５０に！ｊ／ｃｔｉで圧縮した（
な、ウィスカー子猫成形体を得た。
００ｍｍのＳ＝Ｃウィスカー３１ｇｒを、エチーレン・
グリコール１８Ｑ ｇｒ、水１２０ ｇｒよりなる分散
媒体液に投入し、撹拌装置を用いて、１回３０秒間の撹
拌を３回繰り返した（殺、その混合液を、第１図図示の
如く、２００メツシユのポリアミド布製第一篩２２．１
５０メツシユのステンレス！ＩＩ繊維製第二篩２４にり
なる篩２０を通過させて、容器２６内に注ぎ、第２図図
示の姐さ７．’１４′吸引式瀘過装置を用いて１８ｘ
１８ｘ １８０ｍｍの湿潤ウィスカー集合体を形成し、
これを圧力１１０〜１５０に！ｊ／ｃｔｉで圧縮した（
な、ウィスカー子猫成形体を得た。
このウィスカー子１ｉｖ成形体を、１−汗）Ｖ固易造法
にて、ＪＩＳ ＡＣ４Ｄ材と複合化さけ一１Ｖｒ＝２０
″）６の試験材とした。
にて、ＪＩＳ ＡＣ４Ｄ材と複合化さけ一１Ｖｒ＝２０
″）６の試験材とした。
（２）比較例：実施例のものど同一のＳλＣウィスカー
を、従来法ににり水中に分散さけた後、圧搾にＪ、り水
抜きを行って湿潤ウィスカー集合体になし、次いで圧力
１１０〜１５０８ｇ／ｃｍにて該集合体を圧縮した後、
乾燥炉で乾燥さＵ、ウィスカー予備成形体を１７だ。
を、従来法ににり水中に分散さけた後、圧搾にＪ、り水
抜きを行って湿潤ウィスカー集合体になし、次いで圧力
１１０〜１５０８ｇ／ｃｍにて該集合体を圧縮した後、
乾燥炉で乾燥さＵ、ウィスカー予備成形体を１７だ。
このウィスカー子猫成形体を、高圧凝固ｉＪ Ｊｕ法に
て、ＪＩＳ ＡＣ４Ｄ材とｍ合化さけ、Ｖｒ ＝２０％
の試験材どした。
て、ＪＩＳ ＡＣ４Ｄ材とｍ合化さけ、Ｖｒ ＝２０％
の試験材どした。
次に、実施例試験材、比較例試験材の各々につき、引張
り強さくＫｇ／ｒｎＩｎ２）、弾性率（Ｋｙ／ｍ１ｎ２
）、伸び（％）を調べ、その結果を表１に示した。
り強さくＫｇ／ｒｎＩｎ２）、弾性率（Ｋｙ／ｍ１ｎ２
）、伸び（％）を調べ、その結果を表１に示した。
表１
く評価〉
本発明例試験月と比較例試験材とは、繊維体積率（Ｖｆ
）が１７しく、同材質でありながら、本発明例試験祠
の引張り強さ、弾性率が大きく向上し、特に伸び（％）
の増大が顕茗である。斯様に太きな特性差が４［じた原
因は、本発明例試験祠にお【ｊるＳλＣウィスカーの分
散が十分均一に行われ、かつ局部的に凝集したＳ尤Ｃウ
ィスカーが（ｊ （［Ｌないためである。
）が１７しく、同材質でありながら、本発明例試験祠
の引張り強さ、弾性率が大きく向上し、特に伸び（％）
の増大が顕茗である。斯様に太きな特性差が４［じた原
因は、本発明例試験祠にお【ｊるＳλＣウィスカーの分
散が十分均一に行われ、かつ局部的に凝集したＳ尤Ｃウ
ィスカーが（ｊ （［Ｌないためである。
１班豊朶盟
以上の説明から明らかな様に本発明では、ウィスカー生
成物を、多価アルコール、またはその水溶液より成る分
散媒体液中に分散さけ、次いでｆｌｌｉｉを通過させる
ことにより、晩秋のウィスカー生成物を該分散媒体液か
ら除去し、さらに濾過体を用いて固液分列ざＵ、分離さ
れた湿潤ウィスカー集合体を、圧縮し、または、圧縮ｔ
！ずに；を燥さゼてウィスカー予備成形体を形成する力
演を採用したため、局部的凝集のない均−繊麗体積串の
ウィスカー予備成形体が得られ、該ウィスカー子猫成形
体を金属、または樹脂に複合化させることにＪ：す、優
れた機械的特性を右する楳維強化祠を冑ることがでさる
。
成物を、多価アルコール、またはその水溶液より成る分
散媒体液中に分散さけ、次いでｆｌｌｉｉを通過させる
ことにより、晩秋のウィスカー生成物を該分散媒体液か
ら除去し、さらに濾過体を用いて固液分列ざＵ、分離さ
れた湿潤ウィスカー集合体を、圧縮し、または、圧縮ｔ
！ずに；を燥さゼてウィスカー予備成形体を形成する力
演を採用したため、局部的凝集のない均−繊麗体積串の
ウィスカー予備成形体が得られ、該ウィスカー子猫成形
体を金属、または樹脂に複合化させることにＪ：す、優
れた機械的特性を右する楳維強化祠を冑ることがでさる
。
第１図はウィスカーを分散させた分散媒体液を篩を用い
て精製する状態を承り概略図、第２図は該精製後の分散
媒体液を固液分離するための真空吸引式濾過装置を示す
概略図である。 １ｏ・・・混合液、１２・・・塊状体、１４・・・混合
液、２０・・・篩、２２・・・ポリアミド布製第一篩、
２４・・・ステンレス鋼繊維製第二篩、２６・・・容器
、２８・・・濾過体、３０・・・貞空吸引槽、３２・・
・Ｆｆ縮出用ピストン４０・・・湿趙ウィスカー集合体
、Ｐ・・・真空ポンプ。
て精製する状態を承り概略図、第２図は該精製後の分散
媒体液を固液分離するための真空吸引式濾過装置を示す
概略図である。 １ｏ・・・混合液、１２・・・塊状体、１４・・・混合
液、２０・・・篩、２２・・・ポリアミド布製第一篩、
２４・・・ステンレス鋼繊維製第二篩、２６・・・容器
、２８・・・濾過体、３０・・・貞空吸引槽、３２・・
・Ｆｆ縮出用ピストン４０・・・湿趙ウィスカー集合体
、Ｐ・・・真空ポンプ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ウィスカー生成物を分散媒体液中に分散させ、次いで篩
を通過させることにより、塊状のウィスカー生成物を該
分散媒体液から除去し、さらに濾過体を用いて固液分離
させ、分離された湿潤ウィスカー集合体を、圧縮し、ま
たは圧縮せずに乾燥させる繊維強化材用ウィスカー予備
成形体の製造方法において、 前記分散媒体液が、多価アルコール、またはその水溶液
であることを特徴とする特徴とする繊維強化材用ウィス
カー予備成形体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16294185A JPS6227338A (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | 繊維強化材用ウイスカ−予備成形体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16294185A JPS6227338A (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | 繊維強化材用ウイスカ−予備成形体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6227338A true JPS6227338A (ja) | 1987-02-05 |
Family
ID=15764158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16294185A Pending JPS6227338A (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | 繊維強化材用ウイスカ−予備成形体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6227338A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100883434B1 (ko) | 2007-12-27 | 2009-02-11 | 부산대학교 산학협력단 | 금속기지 복합재료 휘스커 예비성형체의 열가압 몰드 제조방법 및 그의 장치 |
| US7941045B2 (en) | 2008-10-30 | 2011-05-10 | Panasonic Corporation | Camera body, interchangeable lens unit, and imaging apparatus |
-
1985
- 1985-07-25 JP JP16294185A patent/JPS6227338A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100883434B1 (ko) | 2007-12-27 | 2009-02-11 | 부산대학교 산학협력단 | 금속기지 복합재료 휘스커 예비성형체의 열가압 몰드 제조방법 및 그의 장치 |
| US7941045B2 (en) | 2008-10-30 | 2011-05-10 | Panasonic Corporation | Camera body, interchangeable lens unit, and imaging apparatus |
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