JP2000274954A - 焼成用敷板 - Google Patents
焼成用敷板Info
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Abstract
よれ、セル切れ、反応不良が発生しないか、あるいは発
生しても、従来の焼成用敷板よりも少なくて、かつ、従
来の焼成用敷板よりも簡易に、低コストで製造でき、さ
らに寿命の長い焼成用敷板を提供する。 【解決手段】 セラミックハニカム成形体を焼成する際
に、上記セラミックハニカム成形体を、その端面の一方
を下にして載置するための焼成用敷板を、上記セラミッ
クハニカム成形体用素地、50重量部以上、95重量部
以下、他の素地、5重量部以上、50重量部以下から成
る敷板用成形体を、上記セラミックハニカム成形体の焼
成温度以上の温度にて焼成して成る焼成体とする。
Description
カム成形体を焼成する際に、セラミックハニカム成形体
の下に敷くための焼成用敷板に関する。
体、自動車の排ガス浄化用触媒担体等広範な用途に用い
られるセラミックハニカム構造体は、生素地を成形して
得たセラミックハニカム成形体を、一方の端面を下にし
て焼成炉内に直立させた状態で焼成することにより製造
される。焼成の際に、成形体はセルの長さ方向及びセル
の長さ方向に直交する方向に収縮又は膨張するが、成形
体を焼成棚上に直に載置したのでは、焼成棚表面と成形
体端面との摩擦抵抗及び成形体端面の焼成棚表面への付
着により、焼成体の下端外周部が欠けたり、図2に示す
ように、焼成体3にセルよれ4、セル切れ5等の欠陥が
生じる。そのため、このような欠陥が生じるのを防ぐた
め、セラミックハニカム成形体を焼成する際には、成形
体と焼成棚との間に焼成用敷板を介在させ、焼成用敷板
上に成形体を直立させることが行われている。
る焼成用敷板としては、例えば、特開平10−2186
71号公報に、成形体載置面を中央部が上方に***した
球面とした焼成用敷板6(図3(a))が開示されてい
る。又、特公平1−54636号公報には、セラミック
ハニカム構造体を、セルに垂直な平面にて輪切りにして
得たプレートの外周縁部を面取り加工した焼成用敷板6
(図3(b))が開示されている。
するのは、セラミックハニカム成形体の下端外周部と焼
成用敷板との接触を無くして、焼成体の下端外周部が欠
けるのを防止するためであり、又、焼成用敷板とセラミ
ックハニカム成形体との接触面積を小さくすることによ
り、両者間の摩擦抵抗を小さくして、セルよれ及びセル
切れの発生を防止するためである。
加工を施すのは、セラミックハニカム成形体の下端外周
部と焼成用敷板との接触を無くすることにより、焼成体
の下端外周部が欠けるのを防止するためであり、焼成用
敷板とセラミックハニカム成形体を同材質とし、又、焼
成用敷板をハニカム構造体とするのは、両者の熱膨張差
を無くするとともに、焼成用敷板とセラミックハニカム
成形体との接触面積を小さくすることにより、両者間の
摩擦抵抗を小さくして、セルよれ及びセル切れの発生を
防止するためである。
カム構造体を従来の方法で焼成して製造すると、例え
ば、図3(a)に示す特開平10−218671号公報
に開示の焼成用敷板を用いた場合には、焼成体の一部に
セルよれ、セル切れが依然として生じ、さらに、焼成用
敷板と成形体の材質が異なるために、焼成体と焼成用敷
板との接触面で時には反応が起こるという問題があっ
た。又、図3(b)に示す特公平1−54636号公報
に開示の焼成用敷板を用いた場合にも、焼成体の一部に
セルよれ、セル切れが依然として生じるという問題があ
る他、本来は製品とすべきハニカム構造体を焼成用敷板
に用いなければならず、さらに、ハニカム構造体を切
断、面取り加工することにより製造するため、製造に手
間がかかるとともに、ハニカム構造体の生産コストの上
昇を招くという問題があった。
繰り返すと溶化が進行してガラス状の溶融物が表面に融
出しはじめる。そして、溶融物が焼成体に付着するよう
になると寿命と判断されるが、従来の焼成用敷板では、
10〜15回の使用で使用が不可能になり、ハニカム構
造体の製造コストの低減を妨げているという問題があっ
た。
のであり、その目的とするところは、ハニカム成形体を
焼成しても、焼成体にセルよれ、セル切れ、反応不良が
発生しないか、あるいは発生しても、従来の焼成用敷板
よりも少なくて、かつ、従来の焼成用敷板よりも簡易
に、低コストで製造でき、さらに寿命の長い焼成用敷板
を提供することにある。
ば、セラミックハニカム成形体を焼成する際に、上記セ
ラミックハニカム成形体を、その端面の一方を下にして
載置するための焼成用敷板であって、上記セラミックハ
ニカム成形体用素地、50重量部以上、95重量部以
下、他の素地、5重量部以上、50重量部以下から成る
敷板用成形体を、上記セラミックハニカム成形体の焼成
温度以上の温度にて焼成して成る焼成体である焼成用敷
板が提供される。
ム成形体の端面との接触面が平坦か、又は、辺縁部から
中央部にかけて***する曲面であることが好ましい。
又、上記曲面の最頂部と辺縁部との段差が1.5mm以
下であることが好ましい。さらに、少なくともセラミッ
クハニカム成形体の端面との接触面の表面粗さRaが1
0μm以下であることが好ましい。
ックハニカム成形体用素地はコージェライト、SiC又
はアルミナから成ることが好ましい。
成る場合は、上記他の素地の耐火度が、上記セラミック
ハニカム成形体用素地よりも大きいことが好ましい。こ
の場合、上記他の素地はアルミナ及びムライトから成
り、上記敷板用成形体が、アルミナを5〜40重量%及
びムライトを0〜45重量%含有することが好ましい。
合は、上記他の素地がムライト及びカオリンから成り、
上記敷板用成形体が、ムライトを5〜50重量%及びカ
オリンを0〜45重量%含有することが好ましい。
は、上記他の素地がSi 3N4、ムライト及びアルミナか
ら成り、上記敷板用成形体が、Si3N4を0〜20重量
%、ムライトを0〜50重量%及びアルミナを0〜30
重量%含有することが好ましい。
示すように、セラミックハニカム成形体2を焼成する際
に、上記成形体2を、その端面の一方を下にして載置す
るために使用するものであるが、セラミックハニカム成
形体用素地、50重量部以上、95重量部以下、他の素
地、5重量部以上、50重量部以下から成る敷板用成形
体を、上記セラミックハニカム成形体の焼成温度以上の
温度にて焼成して成る焼成体である。
形体用素地を50重量部以上としたのは、50重量部未
満の場合は、上記他の素地の割合が多くなることに伴っ
て、焼成用敷板とセラミックハニカム成形体との熱膨張
差が大きくなるため、セルよれ、セル切れが発生するか
らである。一方、セラミックハニカム成形体用素地の含
有率を95重量部以下としたのは、95重量部を超える
と、その分、他の素地の含有率が減るため、焼成用敷板
の寿命を延ばすことができないからである。セラミック
ハニカム成形体用素地の含有率は60重量部以上、90
重量部以下であることがより好ましく、70重量部以
上、80重量部以下であることがさらに好ましい。尚、
「セラミックハニカム成形体用素地」とは、上記敷板用
成形体を焼成して得られる焼成用敷板に載置して焼成さ
れるセラミックハニカム成形体に用いられる素地と同じ
とみなせる組成を有する素地をいい、粒度構成、焼成に
て燃えて無くなる結合剤、1重量%未満の微量成分につ
いては、セラミックハニカム成形体に用いられる素地と
必ずしも同じでなくてもよい。従って、「セラミックハ
ニカム成形体に用いられる素地と同じとみなせる組成」
とは、セラミックハニカム成形体に用いられる素地に含
まれる成分のうち、焼成中に焼失する結合剤を除くすべ
ての成分の含有率が1重量%以上相違しない組成をい
う。
体を、その敷板用成形体から製造される焼成用敷板に載
置して焼成されるセラミックハニカム成形体の焼成温度
以上の温度にて焼成して製造されるが、これは、使用温
度より低い温度で焼成することにより生じる焼き締まり
(収縮)を未然に防ぐためである。
形体用素地に用いるセラミック原料としては、焼成後に
コージェライト、SiC又はアルミナとなるものを好適
に使用することができる。尚、コージェライトは、産廃
物の減少又は資源を有効に活用する観点より、ハニカム
構造体を所定寸法に切断する際に発生する切断粉を用い
てもよい。
合は、敷板用成形体中の他の素地は、耐火度が、上記セ
ラミックハニカム成形体用素地よりも大きいものである
ことが好ましい。上記他の素地に耐火度の大きい素地を
用いることにより、セラミックハニカム成形体の焼成中
に焼成用敷板中の成分が溶化するのを防止して、焼成用
敷板の寿命を延ばすことができるからである。
火度が大きい」とは、JIS−R−2204−76に規
定の方法にて測定した耐火度が、セラミックハニカム成
形体素地より、1ゼーゲルコーン以上高いことをいう。
高耐火性素地としては、具体的には、例えば、アルミナ
及びムライトから成るものが好適に用いられ、敷板用成
形体が、アルミナを5〜40重量%及びムライトを0〜
45重量%含有することが好ましい。これは、セラミッ
クハニカム構造体は、一般的にアルミナとシリカを含有
するため、高耐火性素地としてアルミナ及びムライトを
使用すれば、ハニカム焼成体の反応不良が起こりにくい
からである。又、アルミナを40重量%以下としたの
は、40重量%を超える場合は、焼成用敷板とセラミッ
クハニカム成形体との熱膨張差が大きくなるため、セル
よれ、セル切れが発生するからである。
上記他の素地がムライト及びカオリンから成り、上記敷
板用成形体が、ムライトを5〜50重量%及びカオリン
を0〜45重量%含有することが好ましい。ピーリング
を抑制することにより、焼成用敷板の寿命を延ばすため
である。
記他の素地がSi3N4、ムライト及びアルミナから成
り、上記敷板用成形体が、Si3N4を0〜20重量%、
ムライトを0〜50重量%及びアルミナを0〜30重量
%含有することが好ましい。SiCの酸化を抑制するこ
とにより、焼成用敷板の寿命を延ばすためである。
を50重量部以下としたのは、焼成用敷板の寿命を延ば
す観点からは、上記他の素地の割合を多くする方が有利
であるが、50重量部を超えると、上記他の素地に含ま
れる微量成分によりハニカム焼成体の反応不良が発生す
るからである。一方、上記他の素地の含有率を5重量部
以上としたのは、5重量部未満では、焼成用敷板の寿命
を十分に延ばすことができないからである。尚、上記他
の素地の含有率は、10重量部以上、40重量部以下で
あることがより好ましく、20重量部以上、30重量部
以下であることがさらに好ましい。
もセラミックハニカム成形体との接触面の表面粗さRa
は10μm以下であることが好ましい。これは、焼成用
敷板表面における摩擦抵抗を小さくすることにより、ハ
ニカム焼成体にセルよれ、セル切れが発生するのを防止
するためである。即ち、表面粗さRaが10μmを超え
る場合は、焼成用敷板表面の微細突起がセラミックハニ
カム成形体のセルの隔壁に引っかかり、ハニカム成形体
が熱により膨張又は収縮する際にセルよれ、セル切れが
発生するからである。焼成用敷板の表面粗さRaは0〜
7μmであることがより好ましく、0〜4μmであるこ
とがさらに好ましい。尚、表面粗さRaとは、JIS−
B−0601にて測定した表面粗さをいう。
セラミックハニカム成形体との接触面は平坦か、又は、
辺縁部から中央部にかけて***する曲面であることが好
ましい。セラミックハニカム成形体を載置する面が凹曲
面の場合には、図4に示すように、外周稜線部8がセラ
ミックハニカム成形体2のセルの隔壁に引っかかり、ハ
ニカム成形体2が熱により膨張又は収縮する際にセルよ
れ、セル切れが発生するからである。
と辺縁部との段差は、図1に示すように、1.5mm以
下であることが好ましく、0mm以上、1.0mm以下
であることがより好ましく、0mm以上、0.5mm以
下であることがさらに好ましい。段差が1.5mmを超
える場合は、焼成用敷板に直立させたセラミックハニカ
ム成形体の安定性が悪くなるため、焼成中に倒れるおそ
れが生じ、又、焼成用敷板に接触するハニカム焼成体の
端面中央部に凹みが生じるからである。
鋳込みにより製造された敷板用成形体を焼成することに
より製造されるため、製造が容易であり、従来の焼成用
敷板と異なり、製品とすべきハニカム構造体を利用しな
くてもよいため、ハニカム構造体の生産コストの上昇を
招くこともない。
ように、セラミックハニカム成形体を焼成する際に上記
成形体をその端面の一方を下にして載置して使用するも
のであるが、セラミックハニカム成形体に限定せず、ブ
ロック体又は中空体をその端面の一方を下にして載置し
て焼成する場合にも使用することができる。
く説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるもの
ではない。
るセラミックハニカム成形体を、その端面の一方を下に
して焼成用敷板に載置した状態で焼成し、ハニカム焼成
体のセルよれ、セル切れさらには端面の凹みの発生につ
いて調べた。セラミックハニカム成形体の寸法及び形状
は直径80mm、長さ120mmの円柱形状とした。
部、アルミナ20重量部から成る素地を油圧プレス成形
にて直径80mm、厚さ8mmに成形し、焼成したもの
を用いた。
形体載置面の表面粗さRaは4.0未満とした。さら
に、焼成用敷板のセラミックハニカム成形体載置面は、
辺縁部から中央部にかけて、0mm以上、0.5mm以
下(実施例1)、0.6mm以上、1.0mm以下(実
施例2)、1.1mm以上、1.5mm以下(実施例
3)の段差にて***する曲面とした。
実施例ごとに1000枚の焼成用敷板の各々について1
0回ずつ行った。セルよれ、セル切れ及び端面の凹みの
発生については肉眼にて観察し、セルよれ、セル切れ、
端面の凹み発生率(%)は、セルよれ、セル切れ又は端
面の凹みが発生したハニカム焼成体の個体数の延べ焼成
回数(10000回)に対する百分率を算出した。そし
て、以下の基準にて評価した。 0.1%未満 … ◎ 0.1%以上、0.3%未満 … ○ 0.3%以上、1.0%未満 … △ 1.0%以上 … × 表1に結果を示す。
ックハニカム成形体載置面を、辺縁部から中央部にかけ
て、1.5mmを超える値(比較例2)の段差にて***
する曲面又は凹曲面(比較例1)とした点を除いては、
実施例1と同様に、セラミックハニカム成形体の焼成を
行い、ハニカム焼成体のセルよれ、セル切れさらには端
面の凹みの発生について調べ、実施例1と同様に評価し
た。表1に結果を示す。
セラミックハニカム構造体を、セルに垂直な平面にて輪
切りにして得たプレートの外周縁部を面取り加工した焼
成用敷板6の上に、コージェライトから成るセラミック
ハニカム成形体を、その端面の一方を下にして焼成用敷
板に載置した状態で焼成し、ハニカム焼成体のセルよ
れ、セル切れさらには端面の凹みの発生について調べ
た。焼成するセラミックハニカム成形体の寸法等は、実
施例1〜3と同様とした。焼成用敷板はコージェライト
から成り、その寸法は、直径80mm、厚さ8mmとし
た。実施例1と同様に、セラミックハニカム成形体の焼
成を行い、ハニカム焼成体のセルよれ、セル切れさらに
は端面の凹みの発生について調べ、実施例1と同様に評
価した。表1に結果を示す。
成るセラミックハニカム成形体を、その端面の一方を下
にして焼成用敷板に載置した状態で焼成し、ハニカム焼
成体のセルよれ、セル切れの発生について調べた。焼成
用敷板のセラミックハニカム成形体載置面は、辺縁部か
ら中央部にかけて、0mm以上、1.0mm以下の段差
にて***する曲面とした。焼成用敷板のセラミックハニ
カム成形体載置面の表面粗さRaは、4.0mm未満
(実施例4)及び4.0mm以上、10.0mm以下
(実施例5)とした。他の条件及び方法については実施
例1と同様とした。表2に結果を示す。
ニカム成形体載置面の表面粗さRaを10.0mmを超
える値とした点を除いては実施例4及び5と同様に、セ
ラミックハニカム成形体の焼成を行い、ハニカム焼成体
のセルよれ、セル切れの発生について調べた。表2に結
果を示す。
成るセラミックハニカム成形体を、その端面の一方を下
にして焼成用敷板に載置した状態で焼成し、焼成用敷板
の寿命について調べた。焼成用敷板のセラミックハニカ
ム成形体載置面は、辺縁部から中央部にかけて、0mm
以上、1.0mm以下の段差にて***する曲面とした。
焼成用敷板のセラミックハニカム成形体載置面の表面粗
さRaは、4.0mm以下とした。焼成用敷板はコージ
ェライト、アルミナ及びムライトを表3に示す種々の組
成にて混合した素地を油圧プレス成形にて敷板用成形体
とし、これを焼成することにより製造したものを用い
た。焼成用敷板の寿命は、ハニカム焼成体に溶融物が付
着しはじめるか、セルよれ、セル切れが発生するか、又
はハニカム焼成体の焼成用敷板との接触面に反応不良が
発生するまで焼成を繰り返し、それまでの焼成回数を寿
命と判断した。他の条件及び方法については実施例1と
同様とした。結果を表3に示す。尚、表3中、実施例8
〜11でセルよれ、セル切れが発生したのは、コージェ
ライトとアルミナ及びムライトとの間の熱膨張差により
焼成用敷板の表面荒れが進行し、そのため焼成用敷板の
表面粗さが大きくなったことによる。
素地におけるコージェライト、アルミナ及びムライトの
組成を表3に示す値とした点を除いては実施例6〜11
と同様に、セラミックハニカム成形体の焼成を行い、焼
成用敷板の寿命について調べた。結果を表3に示す。
尚、表3中、比較例6及び7でセルよれ、セル切れが発
生したのは、焼成用敷板とハニカム構造体との熱膨張差
が大きすぎたことによる。
セラミックハニカム構造体を、セルに垂直な平面にて輪
切りにして得たプレートの外周縁部を面取り加工した焼
成用敷板6の上に、コージェライトから成るセラミック
ハニカム成形体を、その端面の一方を下にして焼成用敷
板に載置した状態で焼成し、焼成用敷板の寿命について
調べた。焼成するセラミックハニカム成形体の寸法等
は、実施例1〜3と同様とした。焼成用敷板はコージェ
ライトから成り、その寸法は、直径80mm、厚さ8m
mとした。実施例6〜11と同様に、セラミックハニカ
ム成形体の焼成を行い、焼成用敷板の寿命について調べ
た。表3に結果を示す。
ラミックハニカム成形体を、その端面の一方を下にして
焼成用敷板に載置した状態で焼成し、焼成用敷板の寿命
について調べた。焼成用敷板はSiC、アルミナ及びS
i3N4を表4に示す種々の組成にて混合した素地を油圧
プレス成形にて敷板用成形体とし、これを焼成すること
により製造したものを用いた。他の条件及び方法につい
ては実施例6〜11と同様とした。結果を表4に示す。
尚、表4中、実施例12〜14において溶融物がハニカ
ム焼成体に付着したのは、焼成用敷板の酸化により焼成
用敷板から溶融物が融出したことによる。又、実施例1
5及び16においてセルよれ、セル切れが発生したの
は、SiCとアルミナ及びSi3N4との間の熱膨張差に
より焼成用敷板の表面荒れが進行し、そのため焼成用敷
板の表面粗さが大きくなったことによる。
素地におけるSiC、アルミナ及びSi3N4の組成を表
4に示す値とした点を除いては実施例12〜16と同様
に、セラミックハニカム成形体の焼成を行い、焼成用敷
板の寿命について調べた。結果を表4に示す。尚、表4
中、比較例8において溶融物がハニカム焼成体に付着し
たのは、焼成用敷板の酸化により焼成用敷板から溶融物
が融出したことによる。又、比較例9においてセルよ
れ、セル切れが発生したのは、焼成用敷板とハニカム構
造体との熱膨張差が大きすぎたことによる。
セラミックハニカム成形体を、その端面の一方を下にし
て焼成用敷板に載置した状態で焼成し、焼成用敷板の寿
命について調べた。焼成用敷板はアルミナ、ムライト及
びカオリンを表5に示す種々の組成にて混合した素地を
油圧プレス成形にて敷板用成形体とし、これを焼成する
ことにより製造したものを用いた。他の条件及び方法に
ついては実施例6〜11と同様とした。結果を表5に示
す。尚、表5中、実施例17でセルよれ、セル切れが発
生したのは、ピーリングにより焼成用敷板の表面粗さが
大きくなったことによる。又、実施例18〜21でセル
よれ、セル切れが発生したのは、アルミナとムライト及
びカオリンとの間の熱膨張差により焼成用敷板の表面荒
れが進行し、そのため焼成用敷板の表面粗さが大きくな
ったことによる。
いた素地におけるアルミナ、ムライト及びカオリンの組
成を表5に示す値とした点を除いては実施例17〜21
と同様に、セラミックハニカム成形体の焼成を行い、焼
成用敷板の寿命について調べた。結果を表5に示す。
尚、表5中、比較例10でセルよれ、セル切れが発生し
たのは、ピーリングにより焼成用敷板の表面粗さが大き
くなったことによる。又、比較例11でセルよれ、セル
切れが発生したのは、焼成用敷板とハニカム構造体との
熱膨張差が大きすぎたことによる。さらに、比較例12
で、ハニカム焼成体の焼成用敷板との接触面で反応不良
が発生したのは、焼成用敷板中の微量成分の一部がハニ
カム焼成体に移動したことによる。
クハニカム成形体の焼成を行うことにより、ハニカム構
造体を、セルよれ、セル切れ及び反応不良を発生させる
ことなく、製造することができる。従って、ハニカム構
造体を製造する際の歩留まりの低下を防止することがで
きる。又、本発明の焼成用敷板は、従来の焼成用敷板の
約3倍の寿命を有するため、ハニカム構造体の生産コス
トを低減することができる。
る。
模式図である。
の例を示す模式図である。
図である。
ハニカム焼成体、4…セルよれ、5…セル切れ、6…従
来の焼成用敷板、8…外周稜線部。
Claims (9)
- 【請求項1】 セラミックハニカム成形体を焼成する際
に、該セラミックハニカム成形体を、その端面の一方を
下にして載置するための焼成用敷板であって、 該セラミックハニカム成形体用素地、50重量部以上、
95重量部以下、他の素地、5重量部以上、50重量部
以下から成る敷板用成形体を、該セラミックハニカム成
形体の焼成温度以上の温度にて焼成して成る焼成体であ
ることを特徴とする焼成用敷板。 - 【請求項2】 セラミックハニカム成形体の端面との接
触面が平坦か、又は、辺縁部から中央部にかけて***す
る曲面である請求項1に記載の焼成用敷板。 - 【請求項3】 上記曲面の最頂部と辺縁部との段差が
1.5mm以下である請求項1又は2に記載の焼成用敷
板。 - 【請求項4】 少なくともセラミックハニカム成形体の
端面との接触面の表面粗さRaが10μm以下である請
求項1、2又は3に記載の焼成用敷板。 - 【請求項5】 該セラミックハニカム成形体用素地がコ
ージェライト、SiC又はアルミナから成る請求項1、
2、3又は4に記載の焼成用敷板。 - 【請求項6】 該他の素地の耐火度が、該セラミックハ
ニカム成形体用素地よりも大きく、かつコージェライト
から成る請求項5に記載の焼成用敷板。 - 【請求項7】 該他の素地がアルミナ及びムライトから
成り、該敷板用成形体が、アルミナを5〜40重量%及
びムライトを0〜45重量%含有する請求項6に記載の
焼成用敷板。 - 【請求項8】 該他の素地がムライト及びカオリンから
成り、該敷板用成形体が、ムライトを5〜50重量%及
びカオリンを0〜45重量%含有し、かつアルミナから
成る請求項5に記載の焼成用敷板。 - 【請求項9】 該他の素地がSi3N4、ムライト及びア
ルミナから成り、該敷板用成形体が、Si3N4を0〜2
0重量%、ムライトを0〜50重量%及びアルミナを0
〜30重量%含有し、かつSiCから成る請求項5に記
載の焼成用敷板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07994099A JP3611474B2 (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 焼成用敷板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07994099A JP3611474B2 (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 焼成用敷板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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