JPH048390B2 - - Google Patents
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- JPH048390B2 JPH048390B2 JP59028745A JP2874584A JPH048390B2 JP H048390 B2 JPH048390 B2 JP H048390B2 JP 59028745 A JP59028745 A JP 59028745A JP 2874584 A JP2874584 A JP 2874584A JP H048390 B2 JPH048390 B2 JP H048390B2
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- glaze
- component
- frit
- parts
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Description
この発明は、ほうろう等の金属素地表面へのラ
イニング製造に用いられるウイスカー含有釉薬組
成物に関する。
本発明の製造工程の基本は従来から既知のほう
ろう製造方法に基づき、異なる点は焼成以前の下
ぐすり、上ぐすりのステツプ工程にウイスカーを
含有することにある。
従来のウイスカーを含まない釉薬組成物はミク
ロ構造下での強化ができず、グラス特有の脆性質
のために、以下のような欠点を有していた：
(1) 表面研削の際に亀裂が入り易く、入ると亀裂
が成長する。
(2) 切断加工すると、切断端部において、残留応
力が不均一になりグラスが剥離する。
(3) 小半径(R)形状へのライニングに適さない。例
えば１mmの膜厚を施工するには6R以上の素地
形状が必要である。
(4) 耐摩耗性能はガラス質のために、特別強くな
らない。
この発明は上記のような欠点を解決するために
なされたものであり、フリツトを含む釉薬組成物
であつて、無機質ウイスカー（微細な単結晶繊
維）を含有してなることを特徴とするウイスカー
含有釉薬組成物である。
即ち、この発明はフリツトを含む釉薬組成物で
あつて、直径0.2〜１ミクロン、長さ／直径の形
状比20以上の無機質ウイスカーを前記フリツト
100重量部に対して20〜100重量部含有してなるウ
イスカー含有釉薬組成物に係る。
この発明のウイスカー含有釉薬組成物に使用す
るウイスカーはチタニア、チタン酸カリウム、ア
ルミナ、炭化ケイ素及び窒化ケイ素からなる群か
ら選ばれた少なくとも１種を使用することができ
る。このウイスカーは直径0.2〜１ミクロン、長
さ／直径の形状比約20以上の無機質の単結晶繊維
である。
ウイスカーの含有量はフリツト100重量部に対
して20〜100重量部、好ましくは20〜50重量部で
ある。
この発明に使用するフリツトは下記の(A)〜(E)か
らなる組成を有する：
重量％ モル％
(A) SiO2＋TiO2＋ZrO2： 46〜67 40〜75
ただしSiO2： 46〜67 40〜75
TiO2： ０〜18 ０〜20
ZrO2： ０〜12 ０〜12
なお、成分(A)についての重量％表示はSiO2換算
量である；
重量％ モル％
(B) R2O： ８〜22 ７〜22
ただしNa2O： ８〜22 ７〜22
K2O： ０〜16 ０〜15
Li2O： ０〜10 ０〜15
なお、成分(B)についての重量％表示はNa2O換算
量である；
重量％ モル％
(C) RO： 0.9〜７ １〜７
ただしCaO： 0.9〜７ １〜７
BaO： ０〜６ ０〜６
ZnO： ０〜６ ０〜６
MgO： ０〜５ ０〜６
なお、成分(C)についての重量％表示はCaO換算量
である；
重量％ モル％
(D) B2O3＋Al2O3： 1.2〜22 １〜20
ただしB2O3： 1.2〜22 １〜20
Al2O3： ０〜６ １〜10
なお、成分(D)についての重量％表示はB2O3換算
量である；
重量％ モル％
(E) CoO＋NiO＋MnO2： ０〜５ ０〜４
ただしCoO： ０〜５ ０〜４
NiO： ０〜５ ０〜４
MnO2： ０〜５ １〜４
なお、成分(E)についての重量％表示はCoO換算量
である。
また、着色成分としてSb2O5、Cr2O3、Fe2O3、
SnO2の少なくとも１種をフリツト組成100％に対
して最大Fe2O3換算量で５重量％（５モル％）ま
で添加してもよい。フリツト溶融の促進のために
前記SiO2、CaO、Na2O成分のうち５モル％を限
度にフツ化物を使用してもよい。例えばSiO2→
Na2SiF6、Na2O→Na2SiF6、CaO→CaF2、
Al2O3→Na3AlF6である。
ウイスカーの繊維寸法は通常のガラス繊維など
と比べて1/25〜1/100とミクロな繊維でありなが
ら高強度（例えば1000Kg／mm2以上）、高弾性（例
えば30000Kg／mm2）をもつために、次のような
種々の特徴を有する：
(1) 表面の研削ができる。例えば旋盤加工仕上げ
ができる。
(2) 切断加工ができる。例えば金属素材にライニ
ングした複合体の切断加工ができる。
(3) 小半径(R)形状へのライニングができる。例え
ば1R、2R、3Rの金属素材でも約１mmの膜厚で
ライニングができる。
(4) 耐摩耗性能が優れている。通常のグラスライ
ニングに比べて約２〜14倍向上する。
本発明による釉薬組成物はほうろう掛けできる
金属、例えば低炭素鋼板、鋳鉄、アルミニウム、
銅、ステンレス鋼に適用できる。
次に本発明を実施例により更に詳細に説明す
る。
実施例 １
厚さ22mm、100mm平方の低炭素鋼板に本発明に
よる釉薬Ａ、釉薬Ｂ及び通常グラスライニングを
第１表に示すミル配合と焼成条件等で施釉し、こ
れらのグラス表面の旋板による切削性能試験を行
なつた。なお、切削条件は三菱金属製のSTIの金
属バイトを用いて290r.p.mで行なつた。
得られた結果を第１図（釉薬Ａ使用）、第２図
（釉薬Ｂ使用）及び第３図（通常グラスライニン
グ）の写真に示す。第１図〜第３図の切削部の組
織を示す写真からも明らかなように、通常グラス
ライニングは切削部よりグラスに亀裂が入り一部
剥離したのに対し、本発明による釉薬Ａ及びＢで
はいずれも異常が認められなかつた。
The present invention relates to a whisker-containing glaze composition used for producing a lining on the surface of a metal substrate such as enamel. The basic manufacturing process of the present invention is based on the conventionally known enamel manufacturing method, and the difference lies in the inclusion of whiskers in the bottom and top finishing steps before firing. Conventional glaze compositions that do not contain whiskers cannot strengthen the microstructure, and due to the brittle nature unique to glass, they have the following drawbacks: (1) Cracks occur during surface grinding. It is easy to get into it, and once it gets in, the crack grows. (2) When cutting, the residual stress becomes uneven at the cut end, causing the glass to peel off. (3) Not suitable for lining small radius (R) shapes. For example, to apply a film with a thickness of 1 mm, a base shape of 6R or more is required. (4) Abrasion resistance is not particularly strong due to the glassy nature. This invention was made to solve the above-mentioned drawbacks, and is a glaze composition containing frit, which is characterized by containing an inorganic whisker (fine single crystal fiber). It is a glaze composition. That is, the present invention provides a glaze composition containing a frit, in which an inorganic whisker having a diameter of 0.2 to 1 micron and a length/diameter shape ratio of 20 or more is added to the frit.
It relates to a whisker-containing glaze composition containing 20 to 100 parts by weight per 100 parts by weight. The whisker used in the whisker-containing glaze composition of the present invention can be at least one selected from the group consisting of titania, potassium titanate, alumina, silicon carbide, and silicon nitride. The whiskers are inorganic single crystal fibers with a diameter of 0.2 to 1 micron and a length/diameter shape ratio of about 20 or more. The whisker content is 20 to 100 parts by weight, preferably 20 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the frit. The frit used in this invention has the following composition (A) to (E): weight% mol% (A) SiO 2 +TiO 2 +ZrO 2 : 46-67 40-75 However, SiO 2 : 46-67 40 ~75 TiO2 : 0~18 0~20 ZrO2 : 0~12 0~12 Note that the weight% display for component (A) is the amount converted to SiO2 ; weight% mole% (B) R2O : 8-22 7-22 However, Na 2 O: 8-22 7-22 K 2 O: 0-16 0-15 Li 2 O: 0-10 0-15 The weight % display for component (B) is Na 2 O equivalent amount; weight% mol% (C) RO: 0.9-7 1-7 However, CaO: 0.9-7 1-7 BaO: 0-6 0-6 ZnO: 0-6 0-6 MgO: 0 ~5 0 ~ 6 Note that the weight % display for component (C) is the CaO equivalent amount; weight % mol% ( D) B2O3 + Al2O3 : 1.2~22 1 ~ 20 However, B2O3 : 1.2-22 1-20 Al 2 O 3 : 0-6 1-10 The weight % display for component (D) is the amount converted to B 2 O 3 ; weight % mol % (E) CoO + NiO + MnO 2 : 0 ~5 0-4 However, CoO: 0-5 0-4 NiO: 0-5 0-4 MnO2 : 0-5 1-4 Note that the weight % display for component (E) is the amount in terms of CoO. In addition, as coloring components, Sb 2 O 5 , Cr 2 O 3 , Fe 2 O 3 ,
At least one type of SnO 2 may be added up to a maximum of 5% by weight (5 mol%) in terms of Fe 2 O 3 based on 100% of the frit composition. Fluoride may be used in an amount of up to 5 mol % of the SiO 2 , CaO, and Na 2 O components to promote frit melting. For example, SiO 2 →
Na 2 SiF 6 , Na 2 O→Na 2 SiF 6 , CaO→CaF 2 ,
Al 2 O 3 →Na 3 AlF 6 . The fiber size of whiskers is 1/25 to 1/100 of that of normal glass fibers, and although they are microfibers, they have high strength (e.g. 1000Kg/mm 2 or more) and high elasticity (e.g. 30000Kg/mm 2 ). It has various characteristics as follows: (1) The surface can be ground. For example, it can be finished using a lathe. (2) Can be cut. For example, it is possible to cut composite materials lined with metal materials. (3) Can be lined with small radius (R) shapes. For example, 1R, 2R, and 3R metal materials can be lined with a film thickness of approximately 1mm. (4) Excellent wear resistance. Approximately 2 to 14 times better than regular glass lining. The glaze composition according to the invention can be applied to enameable metals such as low carbon steel, cast iron, aluminum,
Applicable to copper and stainless steel. Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Example 1 A 22 mm thick, 100 mm square low carbon steel plate was glazed with glaze A, glaze B and a normal glass lining according to the present invention using the mill composition and firing conditions shown in Table 1, and the glass surface was lathened. A cutting performance test was conducted. The cutting conditions were 290 rpm using an STI metal tool manufactured by Mitsubishi Metals. The results obtained are shown in the photographs of FIG. 1 (using glaze A), FIG. 2 (using glaze B), and FIG. 3 (normal glass lining). As is clear from the photographs showing the structure of the cutting part in Figures 1 to 3, in the case of ordinary glass lining, the glass cracked from the cutting part and part of it peeled off, whereas in the case of glazes A and B according to the present invention, No abnormality was observed in either case.
【表】
実施例 ２
厚さ4.5mm、60mm平方の低炭素鋼板に本発明に
よる釉薬Ｂ（ウイスカー含有量45重量部）及び通
常グラスライニング［ガラス繊維（20μφ×1000μ
長さ）10重量部を添加］の切断加工テストを行な
つた。切断条件として、ライニング膜厚は1.2〜
1.3mmでSiC製の刃の高速精密切断機を用いて直角
に切断した。
得られた結果を第４図（釉薬Ｂ使用）及び第５
図（通常グラスライニング）の写真に示す。切断
加工部の組織の状態を示す第４図及び第５図から
明らかなように、ガラス繊維10重量部を含有する
グラスは剥離現象を生じるが、本発明による釉薬
Ｂは異常が認められなかつた。
ガラス繊維はウイスカーに比べて直径で４〜10
倍、長さで50〜100倍寸法が大きいので、ストリ
ツプ状態や施釉性の点から添加量は10重量部が限
度であり、ガラスマトリツクスに対してミクロン
領域の補強効果は望めない。これに対しウイスカ
ーは直径0.2〜0.5μφ、長さ10〜20μ位なので、ガ
ラスマトリツクスに対してミクロ領域への補強効
果がり、且つ45重量部の添加は容易であつた。
実施例 ３
凸面部のＲ形状を変数にしたライニング性テス
トを行なつた。低炭素鋼板のテストピースの形状
は第６図に示すように1R、2R、3R、4R、5R、
6R、8Rを有し、本発明による釉薬Ｄ（チタン酸
カリウムウイスカー20重量部含有、他の添加物、
焼成条件等は釉薬Ａ、Ｂと同様）、釉薬Ｅ（チタン
酸カリウムウイスカー60重量部含有、他の添加
物、焼成条件等は釉薬Ａ、Ｂと同様）及び通常グ
ラスライニングを、Ｒ形状を変数にしたテストピ
ースにライニングを試み、テストを実施した。な
お、ライニング厚みは約1.0〜1.2mmとした。
得られたテストピースの写真を第７図（釉薬Ｄ
使用）、第８図（釉薬Ｅ使用）及び第９図（通常
グラスライニング）に示す。第９図に示す写真か
ら明らかなように、通常グラスライニングは1R、
2R、3R、4R部でグラスの剥離現象を生じた。
本発明による釉薬Ｄ及びＥはライニング厚みが
1.0〜1.2mmであつても、1R、2R、3R、4R、5R、
6R、8Rのいずれも剥離現象は認められず、さら
に、ライニング厚みを1.8〜2.0mmまで増加させた
が、それでも本発明釉薬Ｄ及びＥは異常が認めら
れなかつた。
実施例 ４
耐摩耗性能について、アメリカのASTM.C−
448に準拠した摩耗テストを行ない、得られた結
果を第２表に示す。
テスト方法は、板厚1.2mm、105mm角の平板に通
常グラスライニング、通常グラス＋シリカ繊維
（５重量部）、通常グラス＋岩繊維（10重量部）、
本発明による釉薬Ａ（チタニアウイスカー20重量
部含有）、釉薬Ｂ（チタニアウイスカー45重量部含
有）、釉薬Ｅ（チタン酸カリウムウイスカー60重量
部含有）をライニングし、4.0mmφ（5/32インチ
φ）の合金ボール35ｇ、研摩粉としてSic粉（320
＃メツシユ）３ｇ、及び蒸留水20mlを入れ、
300r.p.mで試験時間１時間摩耗テストを行なつ
た。[Table] Example 2 Glaze B according to the present invention (whisker content: 45 parts by weight) and ordinary glass lining [glass fiber (20μφ×1000μ
A cutting test was conducted on the length) (added 10 parts by weight). As for the cutting conditions, the lining film thickness is 1.2~
It was cut at right angles using a high-speed precision cutting machine with a 1.3 mm SiC blade. The obtained results are shown in Figure 4 (using glaze B) and Figure 5.
Shown in the photo in the figure (normal glass lining). As is clear from FIGS. 4 and 5, which show the state of the structure of the cut part, the glass containing 10 parts by weight of glass fiber causes a peeling phenomenon, but no abnormality was observed in the glaze B according to the present invention. . Glass fibers are 4 to 10 times larger in diameter than whiskers.
Since it is 50 to 100 times larger in terms of length and length, the limit for the amount added is 10 parts by weight from the viewpoint of strip condition and glazing properties, and no reinforcing effect in the micron range can be expected for the glass matrix. On the other hand, whiskers have a diameter of 0.2 to 0.5 μΦ and a length of about 10 to 20 μ, so they have a reinforcing effect on the glass matrix in the micro region, and addition of 45 parts by weight is easy. Example 3 A lining property test was conducted using the R shape of the convex portion as a variable. The shapes of the low carbon steel test pieces are 1R, 2R, 3R, 4R, 5R, as shown in Figure 6.
Glaze D according to the present invention (containing 20 parts by weight of potassium titanate whiskers, other additives,
The firing conditions are the same as for glazes A and B), glaze E (contains 60 parts by weight of potassium titanate whiskers, other additives, firing conditions, etc. are the same as for glazes A and B), normal glass lining, and R shape are variable. A test was conducted by lining the test piece. Note that the lining thickness was approximately 1.0 to 1.2 mm. Figure 7 shows a photograph of the test piece obtained (glaze D).
8 (using glaze E) and FIG. 9 (normal glass lining). As is clear from the photograph shown in Figure 9, the glass lining is usually 1R,
Glass peeling occurred in the 2R, 3R, and 4R sections. Glazes D and E according to the invention have a lining thickness of
Even if it is 1.0~1.2mm, 1R, 2R, 3R, 4R, 5R,
No peeling phenomenon was observed in either 6R or 8R, and even though the lining thickness was increased to 1.8 to 2.0 mm, no abnormality was observed in glazes D and E of the present invention. Example 4 Regarding wear resistance performance, American ASTM.C-
A wear test was conducted in accordance with 448, and the results are shown in Table 2. The test method was to use a regular glass lining on a 105 mm square flat plate with a thickness of 1.2 mm, regular glass + silica fiber (5 parts by weight), regular glass + rock fiber (10 parts by weight),
Glaze A (contains 20 parts by weight of titania whiskers), glaze B (contains 45 parts by weight of titania whiskers), and glaze E (contains 60 parts by weight of potassium titanate whiskers) according to the present invention, and is lined with 4.0 mmφ (5/32 inch φ). 35g of alloy ball, Sic powder (320
Add 3g of #Metsushiyu) and 20ml of distilled water,
A wear test was conducted at 300 rpm for 1 hour.
【表】
本発明による釉薬はウイスカー効果のために耐
摩耗性が大変優れ、第２表に示す如く通常グラス
やシリカ繊維または岩繊維を含有した通常グラス
に比べて２〜14倍向上している。[Table] The glaze according to the present invention has excellent abrasion resistance due to the whisker effect, and as shown in Table 2, it is 2 to 14 times better than ordinary glass or ordinary glass containing silica fiber or rock fiber. .
第１図は実施例１における旋盤切削後の釉薬Ａ
を施した試験鋼板の切削部の組織の状態を示す写
真であり、第２図は実施例１における旋盤切削後
の釉薬Ｂを施した試験鋼板の切削部の組織の状態
を示す写真であり、第３図は実施例１における旋
盤切削後の通常グラスライニングを施した試験鋼
板の切削部の組織の状態を示す写真であり、第４
図は実施例２における切断加工テストを行なつた
鋼板（釉薬Ｂ）の切断部の組織の状態を示す写真
であり、第５図は実施例２における切断加工テス
トを行なつた鋼板（通常グラスライニング）の切
断部の組織の状態を示す写真であり、第６図は実
施例３におけるライニング性テストに使用したテ
ストピースの断面図であり、第７図は実施例３で
釉薬Ｄを用いてライニング性テストを行なつたテ
ストピースを示す写真であり、第８図は実施例３
で釉薬Ｅを用いてライニング性テストを行なつた
テストピースを示す写真であり、第９図は実施例
３で通常グラスライニングを用いてライニング性
テストを行なつたテストピースを示す写真であ
る。
Figure 1 shows glaze A after lathe cutting in Example 1.
Fig. 2 is a photograph showing the state of the structure of the cut part of the test steel plate to which glaze B was applied after lathe cutting in Example 1; FIG. 3 is a photograph showing the state of the structure of the cut part of the test steel plate with normal glass lining after lathe cutting in Example 1;
The figure is a photograph showing the state of the structure of the cut part of the steel plate (glaze B) that was subjected to the cutting test in Example 2, and Figure 5 is a photograph showing the state of the structure of the cut part of the steel plate (glaze 6 is a cross-sectional view of the test piece used in the lining property test in Example 3, and FIG. FIG. 8 is a photograph showing a test piece subjected to a lining test.
FIG. 9 is a photograph showing a test piece subjected to a lining property test using Glaze E in Example 3, and FIG.
Claims (1)
0.2〜１ミクロン、長さ／直径の形状比20以上の
無機質ウイスカーを前記フリツト100重量部に対
して20〜100重量部含有してなることを特徴とす
るウイスカー含有釉薬組成物。 ２ ウイスカーがチタニア、チタン酸カリウム、
アルミナ、炭化ケイ素及び窒化ケイ素からなる群
から選ばれた少なくとも１種の無機質単結晶繊維
である特許請求の範囲第１項記載の釉薬組成物。 ３ フリツトが下記の(A)〜(E)からなる組成をもつ
特許請求の範囲第１項記載の釉薬組成物： (A) SiO2＋TiO2＋ZrO2：46〜67重量％ ただしSiO2：46〜67重量％ TiO2：０〜18重量％ ZrO2：０〜12重量％ なお、成分(A)についての重量％表示はSiO2換
算量である； (B) R2O：８〜22重量％ ただしNa2O：８〜22重量％ K2O：０〜16重量％ Li2O：０〜10重量％ なお、成分(B)についての重量％表示はNa2O換
算量である； (C) RO：0.9〜７重量％ ただしCaO：0.9〜７重量％ BaO：０〜６重量％ ZnO：０〜６重量％ MgO：０〜５重量％ なお、成分(C)についての重量％表示はCaO換算
量である； (D) B2O3＋Al2O3：1.2〜22重量％ ただしB2O3：1.2〜22重量％ Al2O3：０〜６重量％ なお、成分(D)についての重量％表示はB2O3換
算量である； (E) CoO＋NiO＋MnO2：０〜５重量％ ただしCoO：０〜５重量％ NiO：０〜５重量％ MnO2：０〜５重量％ なお、成分(E)についての重量％表示はCoO換算
量である。 ４ フリツト組成100％に対してSb2O5、Cr2O3、
Fe2O3及びSnO2の少なくとも１種をFe2O3換算量
で０〜５重量％含んでなる請求項３記載の釉薬組
成物。[Scope of Claims] 1. A glaze composition containing a frit, which has a diameter
A whisker-containing glaze composition comprising 20 to 100 parts by weight of inorganic whiskers having a length/diameter shape ratio of 0.2 to 1 micron and a length/diameter shape ratio of 20 or more based on 100 parts by weight of the frit. 2 The whiskers are titania, potassium titanate,
The glaze composition according to claim 1, which is at least one inorganic single crystal fiber selected from the group consisting of alumina, silicon carbide, and silicon nitride. 3. A glaze composition according to claim 1, in which the frit has a composition consisting of the following (A) to (E): (A) SiO 2 +TiO 2 +ZrO 2 : 46 to 67% by weight, provided that SiO 2 : 46 ~67% by weight TiO 2 : 0-18% by weight ZrO 2 : 0-12% by weight The weight % display for component (A) is the amount converted to SiO 2 ; (B) R 2 O: 8-22% by weight % However, Na 2 O: 8 to 22 weight % K 2 O: 0 to 16 weight % Li 2 O: 0 to 10 weight % The weight % display for component (B) is the Na 2 O equivalent amount; ( C) RO: 0.9-7% by weight, however, CaO: 0.9-7% by weight, BaO: 0-6% by weight, ZnO: 0-6% by weight, MgO: 0-5% by weight, and the weight% display for component (C) is (D) B 2 O 3 + Al 2 O 3 : 1.2 to 22 weight % However, B 2 O 3 : 1.2 to 22 weight % Al 2 O 3 : 0 to 6 weight % In addition, component (D) (E) CoO + NiO + MnO 2 : 0 to 5 weight % CoO : 0 to 5 weight % NiO : 0 to 5 weight % MnO 2 : 0 to 5 weight % , The weight % display for component (E) is the CoO equivalent amount. 4 Sb 2 O 5 , Cr 2 O 3 , with respect to 100% frit composition
The glaze composition according to claim 3, comprising 0 to 5% by weight of at least one of Fe 2 O 3 and SnO 2 in terms of Fe 2 O 3 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2874584A JPS60176946A (en) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | Glaze composition containing whisker |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2874584A JPS60176946A (en) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | Glaze composition containing whisker |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60176946A JPS60176946A (en) | 1985-09-11 |
| JPH048390B2 true JPH048390B2 (en) | 1992-02-14 |
Family
ID=12256954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2874584A Granted JPS60176946A (en) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | Glaze composition containing whisker |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60176946A (en) |
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