JPS63477B2 - - Google Patents
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- JPS63477B2 JPS63477B2 JP62004247A JP424787A JPS63477B2 JP S63477 B2 JPS63477 B2 JP S63477B2 JP 62004247 A JP62004247 A JP 62004247A JP 424787 A JP424787 A JP 424787A JP S63477 B2 JPS63477 B2 JP S63477B2
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- JP
- Japan
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- activator
- luminescent
- gadolinium
- activated
- luminescence
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent
- C09K11/08—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7766—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
- C09K11/7777—Phosphates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent
- C09K11/08—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7766—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
- C09K11/778—Borates
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Description
本発明は、ランタンを主成分の１種として含有
する結晶性無機化合物からなる主格子（host
lattice）を有する発光化合物を含有し、ガドリニ
ウムにより活性化され、更に第２活性剤元素およ
び第３活性剤元素を含有する発光材料に関するも
のである。 既に公開されているオランダ国特許出願第
7607724号には、ガドリニウムを含有し、ビスマ
スのほかテレビウムおよび／またはジスプロシウ
ムにより活性化され、式：La1-x-y-zGdxBiy
AzB3O6（式中のＡはテルビウムおよび／または
ジスプロシウムを示し、０ｘ１、0.001ｙ
0.80、０ｚ0.60およびｘ＋ｙ＋ｚ１であ
る）で表わされるメタホウ酸ランタンが披瀝され
ている。かかる物質は、Ａとして選定した活性剤
元素によつて、テルビウムまたはジスプロシウム
の発光特性を示す。効率の良いテルビウムまたは
ジスプロシウムの発光を得るための条件は、その
物質がガドリニウムを好ましくは比較的多量含有
することである。その理由は不詳であるが、ガド
リニウムのみが主格子の主成分の役割を果してい
るからであると考えられる。 普通、発光材料は結晶性無機化合物を主格子と
し、これに普通少量の活性剤元素を混入したもの
である。発光材料にとつて重要な主格子群はイツ
トリウム、ランタンおよびランタニドからなる群
から選定した元素を主成分の１種として含有する
化合物により形成される。かかる主格子は希土類
格子で示され、Ｙ、Laおよびランタニドといつ
た上記陽イオンのほかに他の陽イオン、例えばア
ルカリ金属およびアルカリ土類金属を主成分とし
て含有することができる。 ガドリニウムで活性化した発光材料は古くから
知られている（例えば、エフ・エー・クレーゲル
（F.A.Kroger）著：「サム・アスペクツ、オブ・
ザ・ルミネツセンス・オブ・ソリツド（Some
Aspects of the Luminescence of Solids）」
（1948）第293頁参照）。Gdで活性化した希土類格
子、特にGdで活性化したタンタル酸イツトリウ
ムは「ジヤーナル・オブ・ルミネツセンス（J.
Luminescence）」３（1970）第109頁に披瀝され
ている。 発光材料において有利に使用できる一般に知ら
れている現象は励起エネルギーがある種類の活性
剤元素（いわゆる増感剤（sensitizer））から他の
種類の活性剤元素（実際の活性剤）に移行する現
象である。かかる移行は完全であることもあり、
また一部分のみであることもある。前者の場合に
は活性剤の発光のみが認められ、後者の場合には
活性剤の発光のほかに増感剤の発光が認められ
る。多くの場合に、エネルギー移行の生起する条
件は、活性剤を励起させることのできるスペクト
ル部分において、増感剤が発光を示すことであ
る。 励起エネルギーのガドリニウムへの移行は発光
材料中で生起させることができることが知られて
いる。「アプライド・フイジークス・レター
（Appl.Phys.Lett.）」21（1972）第57頁には、例
えばタリウムで活性化したガラスおよびガドリニ
ウムで活性化したガラスが披瀝されている。かか
る材料では、励起させる放射は増感剤として作用
するタリウムに吸収され、ガドリニウムに移行す
る。更に、ガドリニウムが増感剤の役割を果すこ
とができることが知られている。「ストラクチヤ
ー・アンド・ボンデイング（Structure and
Bonding）」、13（1973）第53頁には発光材料中の
ガドリニウムからテルビウムへのエネルギー移行
について記載されている。ドイツ国特許明細書第
1284296号には、ガドリニウム活性化およびテル
ビウム活性化ホウ酸アルカリ土類金属アルカリ金
属塩が披瀝されている。 増感剤および活性剤を含有する多くの発光材料
の重大な欠点は、活性剤への完全なエネルギー移
行を達成している所望の活性剤の放射の最大可能
発光を得るには、極めて高い活性剤濃度を必要と
することが多いことである。しかし、普通かかる
高い活性剤濃度の場合にはいわゆる濃度消光
（quenching）が生じ、この結果極めて低い光束
が得られる。従つて少量の活性剤を使用する必要
があるが、この場合にはエネルギー移行が最適で
ない。高い活性剤濃度でも濃度消光を生じない材
料は極めて高価であるという欠点を有することが
多い。この理由は普通高価な希土類金属を活性剤
として使用するからである。 本発明の目的は励起エネルギーの移行が生起
し、かつその放射が所望である活性剤の濃度を小
さくすることができるガドリニウムで活性化した
材料を得ようとするにある。 本発明の発光材料に適当な主格子はリン酸ラン
タンLaPO4である。本発明の発光材料は次式： La1-x-y-z-a-bGdxSbyBizTbaDyｂPO4 （ただし、 ０ａ0.2 ０ｂ0.1 0.001ａ＋ｂ ０ｙ0.1 ０ｚ0.1 0.001ｙ＋ｚ 0.01ｘ１−ｙ−ｚ−ａ−ｂ） で表わされるかかるリン酸塩である。かかるリン
酸塩は、Sbおよび／またはBiのほかTbにより活
性化した場合に主として緑色のTb発光を示し、
Sbおよび／またはBiのほかDyにより活性化した
場合にほぼ白色のDyの発光を放出する。 本発明は、ガドリニウム、第２活性剤元素およ
び第３活性剤元素を含有する希土類金属格子にお
いて、ガドリニウムを経由する第２活性剤元素か
ら第３活性剤元素への励起エネルギーの効率の良
い移行を生起させることができることを確かめた
ことに基く。原則として、この機構は上述のよう
に活性化されているすべての結晶性希土類金属格
子において生起させることができる。しかし、
Gdおよび第２活性剤元素のみによつて（すなわ
ち、第３活性剤元素の不存在下に）活性化された
感光材料が、短波長の紫外放射により励起させた
場合に、310〜315nｍの範囲においてGdの特性線
発光を示し、また場合によつては第２活性剤元素
の発光特性を示すことが条件である。Gdを含有
する希土類格子が第２と第３の活性剤元素のある
組合せにより活性化するのに適当であるかどうか
を求めるためのかかる試験において使用する紫外
放射は主として約254nｍの波長からなる低圧水
銀蒸気放電の水銀共鳴放射である。 上述の説明から、本発明の発光材料において
は、エネルギー移行は第２活性剤からGdへの移
行およびGdから第３活性剤への移行という２段
階で行われることが分かる。この過程において、
Gdイオン間の相互移行を生起させることができ
るので、第３活性剤濃度が低くても普通この第３
活性剤への完全な移行を達成することができる。 本発明の発光材料の重要な利点は、第３活性剤
濃度が低くても第３活性剤元素からの効率の良い
発光を示すことができることである。 従つて濃度消光の危険が小さくなり、高い光束
を達成することができる。更に、普通第３活性剤
濃度が低いと高価でない材料が得られる。 上述の一般式における数値限定は、発光材料が
所望の発光を示す範囲を意味するものである。 本発明の発光材料は発光スクリーン、好ましく
は低圧水銀蒸気放電灯の発光スクリーンに使用す
ることができる。かかる放電灯においては、普通
の照明用および特殊用途において、上述の第３活
性剤元素の１種または２種以上の発光が所望であ
ることが多い。 本発明の発光材料は従来の発光材料の製造方法
より製造することができる。化合物を構成する元
素の出発混合物を高温において固体反応させるの
が普通である。 次に本発明を図面を参照して実施例について説
明する。 実施例 １ 次の物質： Gd2O3 8.881ｇ La2O3 2.281ｇ （NH4）2HPO4 9.244ｇ Sb2O3 0.306ｇ Tb4O7 0.916ｇ からなる混合物を作つた。この混合物を窒素雰囲
気中において1100℃で１時間づつ２回加熱した。
生成物は式：La0.2Gd0.7Sb0.03Tb0.07PO4で表わさ
れる発光リン酸塩で、254nｍの放射で励起させ
た場合にTbの発光特性を示した。このリン酸塩
の量子収率は60％であつた。第１図に放出された
放射のエネルギースペクトル分布を示す。第１図
では波長λ（ｎｍ）を横軸にとり、相対放射強度
Ｅ（任意の単位）を縦軸にとつた。Gd発光の小さ
な寄与が310〜315nｍにおいてなお認められた。 実施例 ２、３、４、５、６および７ 実施例１と同様にして、活性剤としてGdのほ
かにBiとDyと、SbとDyと、またはSbとTbとを
異なる濃度で含有する発光リン酸塩を作つた。第
１表にこれらの物質を表わす式およびｑの測定値
を示す。
する結晶性無機化合物からなる主格子（host
lattice）を有する発光化合物を含有し、ガドリニ
ウムにより活性化され、更に第２活性剤元素およ
び第３活性剤元素を含有する発光材料に関するも
のである。 既に公開されているオランダ国特許出願第
7607724号には、ガドリニウムを含有し、ビスマ
スのほかテレビウムおよび／またはジスプロシウ
ムにより活性化され、式：La1-x-y-zGdxBiy
AzB3O6（式中のＡはテルビウムおよび／または
ジスプロシウムを示し、０ｘ１、0.001ｙ
0.80、０ｚ0.60およびｘ＋ｙ＋ｚ１であ
る）で表わされるメタホウ酸ランタンが披瀝され
ている。かかる物質は、Ａとして選定した活性剤
元素によつて、テルビウムまたはジスプロシウム
の発光特性を示す。効率の良いテルビウムまたは
ジスプロシウムの発光を得るための条件は、その
物質がガドリニウムを好ましくは比較的多量含有
することである。その理由は不詳であるが、ガド
リニウムのみが主格子の主成分の役割を果してい
るからであると考えられる。 普通、発光材料は結晶性無機化合物を主格子と
し、これに普通少量の活性剤元素を混入したもの
である。発光材料にとつて重要な主格子群はイツ
トリウム、ランタンおよびランタニドからなる群
から選定した元素を主成分の１種として含有する
化合物により形成される。かかる主格子は希土類
格子で示され、Ｙ、Laおよびランタニドといつ
た上記陽イオンのほかに他の陽イオン、例えばア
ルカリ金属およびアルカリ土類金属を主成分とし
て含有することができる。 ガドリニウムで活性化した発光材料は古くから
知られている（例えば、エフ・エー・クレーゲル
（F.A.Kroger）著：「サム・アスペクツ、オブ・
ザ・ルミネツセンス・オブ・ソリツド（Some
Aspects of the Luminescence of Solids）」
（1948）第293頁参照）。Gdで活性化した希土類格
子、特にGdで活性化したタンタル酸イツトリウ
ムは「ジヤーナル・オブ・ルミネツセンス（J.
Luminescence）」３（1970）第109頁に披瀝され
ている。 発光材料において有利に使用できる一般に知ら
れている現象は励起エネルギーがある種類の活性
剤元素（いわゆる増感剤（sensitizer））から他の
種類の活性剤元素（実際の活性剤）に移行する現
象である。かかる移行は完全であることもあり、
また一部分のみであることもある。前者の場合に
は活性剤の発光のみが認められ、後者の場合には
活性剤の発光のほかに増感剤の発光が認められ
る。多くの場合に、エネルギー移行の生起する条
件は、活性剤を励起させることのできるスペクト
ル部分において、増感剤が発光を示すことであ
る。 励起エネルギーのガドリニウムへの移行は発光
材料中で生起させることができることが知られて
いる。「アプライド・フイジークス・レター
（Appl.Phys.Lett.）」21（1972）第57頁には、例
えばタリウムで活性化したガラスおよびガドリニ
ウムで活性化したガラスが披瀝されている。かか
る材料では、励起させる放射は増感剤として作用
するタリウムに吸収され、ガドリニウムに移行す
る。更に、ガドリニウムが増感剤の役割を果すこ
とができることが知られている。「ストラクチヤ
ー・アンド・ボンデイング（Structure and
Bonding）」、13（1973）第53頁には発光材料中の
ガドリニウムからテルビウムへのエネルギー移行
について記載されている。ドイツ国特許明細書第
1284296号には、ガドリニウム活性化およびテル
ビウム活性化ホウ酸アルカリ土類金属アルカリ金
属塩が披瀝されている。 増感剤および活性剤を含有する多くの発光材料
の重大な欠点は、活性剤への完全なエネルギー移
行を達成している所望の活性剤の放射の最大可能
発光を得るには、極めて高い活性剤濃度を必要と
することが多いことである。しかし、普通かかる
高い活性剤濃度の場合にはいわゆる濃度消光
（quenching）が生じ、この結果極めて低い光束
が得られる。従つて少量の活性剤を使用する必要
があるが、この場合にはエネルギー移行が最適で
ない。高い活性剤濃度でも濃度消光を生じない材
料は極めて高価であるという欠点を有することが
多い。この理由は普通高価な希土類金属を活性剤
として使用するからである。 本発明の目的は励起エネルギーの移行が生起
し、かつその放射が所望である活性剤の濃度を小
さくすることができるガドリニウムで活性化した
材料を得ようとするにある。 本発明の発光材料に適当な主格子はリン酸ラン
タンLaPO4である。本発明の発光材料は次式： La1-x-y-z-a-bGdxSbyBizTbaDyｂPO4 （ただし、 ０ａ0.2 ０ｂ0.1 0.001ａ＋ｂ ０ｙ0.1 ０ｚ0.1 0.001ｙ＋ｚ 0.01ｘ１−ｙ−ｚ−ａ−ｂ） で表わされるかかるリン酸塩である。かかるリン
酸塩は、Sbおよび／またはBiのほかTbにより活
性化した場合に主として緑色のTb発光を示し、
Sbおよび／またはBiのほかDyにより活性化した
場合にほぼ白色のDyの発光を放出する。 本発明は、ガドリニウム、第２活性剤元素およ
び第３活性剤元素を含有する希土類金属格子にお
いて、ガドリニウムを経由する第２活性剤元素か
ら第３活性剤元素への励起エネルギーの効率の良
い移行を生起させることができることを確かめた
ことに基く。原則として、この機構は上述のよう
に活性化されているすべての結晶性希土類金属格
子において生起させることができる。しかし、
Gdおよび第２活性剤元素のみによつて（すなわ
ち、第３活性剤元素の不存在下に）活性化された
感光材料が、短波長の紫外放射により励起させた
場合に、310〜315nｍの範囲においてGdの特性線
発光を示し、また場合によつては第２活性剤元素
の発光特性を示すことが条件である。Gdを含有
する希土類格子が第２と第３の活性剤元素のある
組合せにより活性化するのに適当であるかどうか
を求めるためのかかる試験において使用する紫外
放射は主として約254nｍの波長からなる低圧水
銀蒸気放電の水銀共鳴放射である。 上述の説明から、本発明の発光材料において
は、エネルギー移行は第２活性剤からGdへの移
行およびGdから第３活性剤への移行という２段
階で行われることが分かる。この過程において、
Gdイオン間の相互移行を生起させることができ
るので、第３活性剤濃度が低くても普通この第３
活性剤への完全な移行を達成することができる。 本発明の発光材料の重要な利点は、第３活性剤
濃度が低くても第３活性剤元素からの効率の良い
発光を示すことができることである。 従つて濃度消光の危険が小さくなり、高い光束
を達成することができる。更に、普通第３活性剤
濃度が低いと高価でない材料が得られる。 上述の一般式における数値限定は、発光材料が
所望の発光を示す範囲を意味するものである。 本発明の発光材料は発光スクリーン、好ましく
は低圧水銀蒸気放電灯の発光スクリーンに使用す
ることができる。かかる放電灯においては、普通
の照明用および特殊用途において、上述の第３活
性剤元素の１種または２種以上の発光が所望であ
ることが多い。 本発明の発光材料は従来の発光材料の製造方法
より製造することができる。化合物を構成する元
素の出発混合物を高温において固体反応させるの
が普通である。 次に本発明を図面を参照して実施例について説
明する。 実施例 １ 次の物質： Gd2O3 8.881ｇ La2O3 2.281ｇ （NH4）2HPO4 9.244ｇ Sb2O3 0.306ｇ Tb4O7 0.916ｇ からなる混合物を作つた。この混合物を窒素雰囲
気中において1100℃で１時間づつ２回加熱した。
生成物は式：La0.2Gd0.7Sb0.03Tb0.07PO4で表わさ
れる発光リン酸塩で、254nｍの放射で励起させ
た場合にTbの発光特性を示した。このリン酸塩
の量子収率は60％であつた。第１図に放出された
放射のエネルギースペクトル分布を示す。第１図
では波長λ（ｎｍ）を横軸にとり、相対放射強度
Ｅ（任意の単位）を縦軸にとつた。Gd発光の小さ
な寄与が310〜315nｍにおいてなお認められた。 実施例 ２、３、４、５、６および７ 実施例１と同様にして、活性剤としてGdのほ
かにBiとDyと、SbとDyと、またはSbとTbとを
異なる濃度で含有する発光リン酸塩を作つた。第
１表にこれらの物質を表わす式およびｑの測定値
を示す。
【表】
第２図に本発明の発光材料を用いた低圧水銀蒸
気放電灯の断面を示す。この低圧水銀蒸気放電灯
は管状ガラス壁１を具える。放電灯の各端部に１
個づつ電極２および３を設置し、作動中この電極
間で放電を行わせる。この放電灯に出発ガスとし
て作用する希ガス混合物を少量の水銀と共に入れ
る。壁１の内面を発光層４で被覆する。発光層４
には本発明の発光材料を含有させる。発光層４
を、例えば発光材料を含有する懸濁液により、常
法によつて被着させることができる。
気放電灯の断面を示す。この低圧水銀蒸気放電灯
は管状ガラス壁１を具える。放電灯の各端部に１
個づつ電極２および３を設置し、作動中この電極
間で放電を行わせる。この放電灯に出発ガスとし
て作用する希ガス混合物を少量の水銀と共に入れ
る。壁１の内面を発光層４で被覆する。発光層４
には本発明の発光材料を含有させる。発光層４
を、例えば発光材料を含有する懸濁液により、常
法によつて被着させることができる。
第１図は本発明の発光材料から放出された放射
のエネルギースペクトル分布を示すグラフ、第２
図は本発明の発光材料を用いた低圧水銀蒸気放電
灯の断面図である。 １……ガラス壁、２，３……電極、４……感光
層。
のエネルギースペクトル分布を示すグラフ、第２
図は本発明の発光材料を用いた低圧水銀蒸気放電
灯の断面図である。 １……ガラス壁、２，３……電極、４……感光
層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 次式： La1-x-y-z-a-bGdxSbyBizTbaDybPO4 ただし、 ０ａ0.2 ０ｂ0.1 0.001ａ＋ｂ ０ｙ0.1 ０ｚ0.1 0.001ｙ＋ｚ 0.01ｘ１−ｙ−ｚ−ａ−ｂ で表わされるリン酸塩である発光材料。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL7802632 | 1978-03-10 | ||
| NLAANVRAGE7802632,A NL186707C (nl) | 1978-03-10 | 1978-03-10 | Luminescerende stof, luminescerend scherm voorzien van een dergelijke stof en lagedrukkwikdampontladingslamp voorzien van een dergelijk scherm. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62215685A JPS62215685A (ja) | 1987-09-22 |
| JPS63477B2 true JPS63477B2 (ja) | 1988-01-07 |
Family
ID=19830472
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62004248A Granted JPS62215683A (ja) | 1978-03-10 | 1987-01-13 | 発光材料 |
| JP62004247A Granted JPS62215685A (ja) | 1978-03-10 | 1987-01-13 | 発光材料 |
| JP62004246A Granted JPS62215684A (ja) | 1978-03-10 | 1987-01-13 | 発光材料 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62004248A Granted JPS62215683A (ja) | 1978-03-10 | 1987-01-13 | 発光材料 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62004246A Granted JPS62215684A (ja) | 1978-03-10 | 1987-01-13 | 発光材料 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (3) | JPS62215683A (ja) |
| BE (1) | BE874705A (ja) |
| NL (1) | NL186707C (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63177448A (ja) * | 1987-01-17 | 1988-07-21 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 金属ベ−ス及びこれを用いた圧電振動子 |
| US7056451B2 (en) * | 2004-01-21 | 2006-06-06 | General Electric Company | Phosphors containing boron and rare-earth metals, and light sources incorporating the same |
| JP5692727B2 (ja) * | 2012-05-01 | 2015-04-01 | 大電株式会社 | 紫外線発光蛍光体及びそれを用いる発光素子 |
-
1978
- 1978-03-10 NL NLAANVRAGE7802632,A patent/NL186707C/xx not_active IP Right Cessation
-
1979
- 1979-03-08 BE BE0/193915A patent/BE874705A/xx not_active IP Right Cessation
-
1987
- 1987-01-13 JP JP62004248A patent/JPS62215683A/ja active Granted
- 1987-01-13 JP JP62004247A patent/JPS62215685A/ja active Granted
- 1987-01-13 JP JP62004246A patent/JPS62215684A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS649356B2 (ja) | 1989-02-17 |
| NL186707B (nl) | 1990-09-03 |
| JPS62215685A (ja) | 1987-09-22 |
| NL186707C (nl) | 1991-02-01 |
| JPS62215684A (ja) | 1987-09-22 |
| JPS63476B2 (ja) | 1988-01-07 |
| NL7802632A (nl) | 1979-09-12 |
| BE874705A (fr) | 1979-09-10 |
| JPS62215683A (ja) | 1987-09-22 |
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