JPH0440438B2 - - Google Patents
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- JPH0440438B2 JPH0440438B2 JP59239413A JP23941384A JPH0440438B2 JP H0440438 B2 JPH0440438 B2 JP H0440438B2 JP 59239413 A JP59239413 A JP 59239413A JP 23941384 A JP23941384 A JP 23941384A JP H0440438 B2 JPH0440438 B2 JP H0440438B2
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Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明はチタン及びチタン合金の表面にめつき
を施す方法に関するものである。
を施す方法に関するものである。
〈従来の技術〉
チタン及びチタン合金は軽量であり、また強
度、破壊靭性を有していて、更に各種の酸、アル
カリその他の薬品に対して優れた耐蝕性を有する
為に近年急速に利用される様になつてきた。しか
しチタン及びチタン合金の表面は空気又は水が接
触すると、薄い酸化皮膜が生成され、通常の方法
ではめつきすることは困難であつた。
度、破壊靭性を有していて、更に各種の酸、アル
カリその他の薬品に対して優れた耐蝕性を有する
為に近年急速に利用される様になつてきた。しか
しチタン及びチタン合金の表面は空気又は水が接
触すると、薄い酸化皮膜が生成され、通常の方法
ではめつきすることは困難であつた。
これまでチタン及びチタン合金へのめつき方法
については多くの研究がなされ、かつ発表されて
いるが密着が不充分であること、製造方法に再現
性がないこと、高い処理温度が必要なこと、物性
が変化すること等の問題があり、各種工業への利
用の道が開かれていなかつた。
については多くの研究がなされ、かつ発表されて
いるが密着が不充分であること、製造方法に再現
性がないこと、高い処理温度が必要なこと、物性
が変化すること等の問題があり、各種工業への利
用の道が開かれていなかつた。
従つてチタン及びチタン合金の表面に物理的な
物質を損なうことなく強い密着性を有するめつき
を施すことは困難とされていた。今日までに弗酸
を含む鉱酸浴や弗酸を含むクローム酸浴への浸漬
によるエツチングを前処理として電気めつきし、
更に高温熱処理が発表されているが、しかしその
いずれもが工業的な機械加工に耐える密着性及び
再現性において欠点を有しており満足すべきめつ
き方法は開発されていなかつた。
物質を損なうことなく強い密着性を有するめつき
を施すことは困難とされていた。今日までに弗酸
を含む鉱酸浴や弗酸を含むクローム酸浴への浸漬
によるエツチングを前処理として電気めつきし、
更に高温熱処理が発表されているが、しかしその
いずれもが工業的な機械加工に耐える密着性及び
再現性において欠点を有しており満足すべきめつ
き方法は開発されていなかつた。
過去のチタン及びチタン合金のめつき方法の総
説としてはプラテングサーフエイス フイニツシ
ング70、5、96〜98(1983)のマルテイン トー
マ(Martin Thoma)の記述があり、又最近に
なつては特公昭55−48586号公報に示されるチタ
ン又はチタン合金の表面処理方法が公開されてい
る。
説としてはプラテングサーフエイス フイニツシ
ング70、5、96〜98(1983)のマルテイン トー
マ(Martin Thoma)の記述があり、又最近に
なつては特公昭55−48586号公報に示されるチタ
ン又はチタン合金の表面処理方法が公開されてい
る。
しかし、これ等のいずれの公知技術も最低450
℃又は880〜1023℃と言うチタン及びチタン合金
の物理的性質を変える長時間の高温度熱処理を必
要とするので、実用化は極めて困難であると考え
られた。
℃又は880〜1023℃と言うチタン及びチタン合金
の物理的性質を変える長時間の高温度熱処理を必
要とするので、実用化は極めて困難であると考え
られた。
〈発明が解決しようとする問題点〉
本発明は従来のこれ等の欠点に鑑み開発された
ものであつて特に極めて簡単かつ確実にしかも低
温で短時間の加熱処理で実施することを可能とし
たチタン及びチタン合金のめつき方法に関するも
のである。
ものであつて特に極めて簡単かつ確実にしかも低
温で短時間の加熱処理で実施することを可能とし
たチタン及びチタン合金のめつき方法に関するも
のである。
〈問題点を解決するための手段〉
本発明に於けるめつき工程での素材処理方法は
従来の概念にとらわれず、酸性溶液中で直流陽極
電解にてエツチング及び活性な酸化皮膜を生成処
理させ、チタン及びチタン合金上にニツケルめつ
きを行い、低温加熱処理によつて密着性を極度に
向上させためつき方法で、この方法の特徴とする
処は、その工業的利用の度合、密着の必要性に応
じて低温加熱処理を省略出来、工程を短縮させる
ことにある。
従来の概念にとらわれず、酸性溶液中で直流陽極
電解にてエツチング及び活性な酸化皮膜を生成処
理させ、チタン及びチタン合金上にニツケルめつ
きを行い、低温加熱処理によつて密着性を極度に
向上させためつき方法で、この方法の特徴とする
処は、その工業的利用の度合、密着の必要性に応
じて低温加熱処理を省略出来、工程を短縮させる
ことにある。
又150℃〜200℃の範囲の加熱処理は短時間で充
分であり素材の物理的性質を何等損なうことがな
く、従つて従来利用出来なかつためつき物を再度
機械加工することが可能となつた。チタン及びチ
タン合金線上に本発明の方法でニツケルめつきを
行つた素材は伸線加工が容易となり伸線された細
線上に各種金属皮膜をめつきすること、及び各種
表面加工を行うことが極めて容易となり実用化さ
れ、他の工業的分野への応用範囲も広いものがあ
る。又チタン合金はa合金、α−β合金のいずれ
も熱処理により相変態を起こし、これを利用して
強度、靭性の改良を行い、加工に際していずれも
その目的に相当した熱処理を予め行う物が多く、
再度相分解を起こす様な高温で処理することは著
しく物理的性質を損なう恐れがあり、本発明の方
法はこの解決に極めて有効であると考えられる。
分であり素材の物理的性質を何等損なうことがな
く、従つて従来利用出来なかつためつき物を再度
機械加工することが可能となつた。チタン及びチ
タン合金線上に本発明の方法でニツケルめつきを
行つた素材は伸線加工が容易となり伸線された細
線上に各種金属皮膜をめつきすること、及び各種
表面加工を行うことが極めて容易となり実用化さ
れ、他の工業的分野への応用範囲も広いものがあ
る。又チタン合金はa合金、α−β合金のいずれ
も熱処理により相変態を起こし、これを利用して
強度、靭性の改良を行い、加工に際していずれも
その目的に相当した熱処理を予め行う物が多く、
再度相分解を起こす様な高温で処理することは著
しく物理的性質を損なう恐れがあり、本発明の方
法はこの解決に極めて有効であると考えられる。
次に本発明に係るめつき方法について具体的に
述べると次のとおりである。
述べると次のとおりである。
即ち本発明は98%の濃硫酸5〜50ωt%の溶液
に47%の弗酸5〜100ml/を添加した電解液を
用いて鉛、カーボン等の不溶性極板を陰極とし
て、チタン及びチタン合金を直流陽極電解するこ
とによつて前処理を施したチタン及びチタン合金
の表面に更にニツケルめつきを施す方法と、更に
上述の如く処理されたチタン及びチタン合金上の
ニツケルめつき皮膜を150〜200℃に於いて低温加
熱処理することによつて素材の物理的性質を損な
わないでめつき皮膜の密着性を更に向上せしめた
方法である。
に47%の弗酸5〜100ml/を添加した電解液を
用いて鉛、カーボン等の不溶性極板を陰極とし
て、チタン及びチタン合金を直流陽極電解するこ
とによつて前処理を施したチタン及びチタン合金
の表面に更にニツケルめつきを施す方法と、更に
上述の如く処理されたチタン及びチタン合金上の
ニツケルめつき皮膜を150〜200℃に於いて低温加
熱処理することによつて素材の物理的性質を損な
わないでめつき皮膜の密着性を更に向上せしめた
方法である。
従つて本発明の方法は弗酸を含有する硫酸電解
溶液中で、チタン及びチタン合金を直流陽極電解
し、活性な微細孔を有する陽極酸化皮膜を生成さ
せ、その上にニツケルめつきを行い、150〜200℃
の比較的低温加熱処理を施すことにより、チタン
及びチタン合金上に極めて密着性の良いニツケル
めつきを行う方法でる。更にそのニツケルめつき
皮膜を下地として多くの金属皮膜及び加工処理が
可能なめつきの下地処理の方法でありその使用す
るニツケルめつき方法は電解浴、無電解浴と限定
されるものではない。
溶液中で、チタン及びチタン合金を直流陽極電解
し、活性な微細孔を有する陽極酸化皮膜を生成さ
せ、その上にニツケルめつきを行い、150〜200℃
の比較的低温加熱処理を施すことにより、チタン
及びチタン合金上に極めて密着性の良いニツケル
めつきを行う方法でる。更にそのニツケルめつき
皮膜を下地として多くの金属皮膜及び加工処理が
可能なめつきの下地処理の方法でありその使用す
るニツケルめつき方法は電解浴、無電解浴と限定
されるものではない。
〈作用〉
本発明に係る前述のチタン及びチタン合金のめ
つき方法は次に詳述するような種々の作用があ
る。
つき方法は次に詳述するような種々の作用があ
る。
チタン及びチタン合金は一般的な性質は大いに
異なる処があるが表面の不動態化領域が広い共通
の特徴を持つている。従つて両者は表面の金属チ
タニウムが容易に酸化され、酸化皮膜を形成す
る。チタンは885℃で同素変態を起こしてCr、
Ni、Co、Cu、Si等の元素が含まれ、更にV、
Mn等が添加され合金化される。又その合金の多
くは数%のAlを含有する。いずれもその表面の
チタン及びチタン合金と各金属は硫酸+弗酸の電
解液虫で電解すると当初の酸化皮膜は溶解し、新
しく障壁形皮膜が形成される。この障壁形皮膜は
弗酸により皮膜が選択的に溶解し、微孔を生じ、
多孔性構造の非常に活性な淡茶色酸化皮膜が形成
される。次いで多孔質構造の陽極酸化皮膜上にニ
ツケルめつきを行うとニツケル粒子が多孔構造と
その活性化に左右されて密着性あるめつきを得る
ことが出来る。更に加熱処理を行うと、多孔性酸
化皮膜と金属ニツケル間に拡散が起こりアンカー
効果が発生して密着性の良いめつき皮膜が形成さ
れる。この理由は電解初期に生成した酸化皮膜に
電解液中に弗酸が作用し再溶解し、微孔を作る際
に微量な弗酸が微孔中に残留し、最後の低温加熱
処理によりチタンと反応し、フツ化チタン
(TiF4)が生成し、更にアンカー効果を向上させ
ているものと推定される。このフツ化チタンの生
成温度は150℃以上とされているので、前記工程
中で確実にフツ化チタンが生成されたものと考え
られる。
異なる処があるが表面の不動態化領域が広い共通
の特徴を持つている。従つて両者は表面の金属チ
タニウムが容易に酸化され、酸化皮膜を形成す
る。チタンは885℃で同素変態を起こしてCr、
Ni、Co、Cu、Si等の元素が含まれ、更にV、
Mn等が添加され合金化される。又その合金の多
くは数%のAlを含有する。いずれもその表面の
チタン及びチタン合金と各金属は硫酸+弗酸の電
解液虫で電解すると当初の酸化皮膜は溶解し、新
しく障壁形皮膜が形成される。この障壁形皮膜は
弗酸により皮膜が選択的に溶解し、微孔を生じ、
多孔性構造の非常に活性な淡茶色酸化皮膜が形成
される。次いで多孔質構造の陽極酸化皮膜上にニ
ツケルめつきを行うとニツケル粒子が多孔構造と
その活性化に左右されて密着性あるめつきを得る
ことが出来る。更に加熱処理を行うと、多孔性酸
化皮膜と金属ニツケル間に拡散が起こりアンカー
効果が発生して密着性の良いめつき皮膜が形成さ
れる。この理由は電解初期に生成した酸化皮膜に
電解液中に弗酸が作用し再溶解し、微孔を作る際
に微量な弗酸が微孔中に残留し、最後の低温加熱
処理によりチタンと反応し、フツ化チタン
(TiF4)が生成し、更にアンカー効果を向上させ
ているものと推定される。このフツ化チタンの生
成温度は150℃以上とされているので、前記工程
中で確実にフツ化チタンが生成されたものと考え
られる。
〈実施例〉
実施例 1
濃硫酸100ml/溶液に弗酸(47%)10ml/
を加えた液を電解液として、鉛板を使用し、常温
で電圧5ボルトでJIS H2151、TW35チタン線2
種を1分間陽極電解したチタン線上にNi
(NH2SO3)24H2O350〜450g/、NiCl、
6H2O5g/、H3BO330〜40g/、温度40〜
60℃、陰極電流密度1〜10A/dm2、PH4.0〜4.5、
陽極デポラライズドニツケルアノードを使用して
電解ニツケルめつきを10分間行いチタン上のニツ
ケルめつき線を低温加熱処理した物としない物と
の比較を行つた。加熱処理は150℃10分、200℃5
分、250℃1分、300℃、400℃1分と夫々同様の
密着テストの対象とした。
を加えた液を電解液として、鉛板を使用し、常温
で電圧5ボルトでJIS H2151、TW35チタン線2
種を1分間陽極電解したチタン線上にNi
(NH2SO3)24H2O350〜450g/、NiCl、
6H2O5g/、H3BO330〜40g/、温度40〜
60℃、陰極電流密度1〜10A/dm2、PH4.0〜4.5、
陽極デポラライズドニツケルアノードを使用して
電解ニツケルめつきを10分間行いチタン上のニツ
ケルめつき線を低温加熱処理した物としない物と
の比較を行つた。加熱処理は150℃10分、200℃5
分、250℃1分、300℃、400℃1分と夫々同様の
密着テストの対象とした。
又上記熱処理は同一として、又ニツケルめつき
の同一化し、硫酸濃度を一定とした中へ弗酸(47
%)を5〜100ml/と変化させ、試片を作成し
た。評価の方法としては実用的な方法を採用、
JIS H2151、TW35チタンの5mmφ線上に10μの
割合でニツケルを電着し、ダイスにて伸線し1mm
φとしそのニツケル皮膜が0.5〜2.5μまで均一に
皮膜されているか、外観及びクラツクを測定評価
した。密着不良の物は伸線出来ず、粉末状に剥離
することで明確に判定することが出来る。
の同一化し、硫酸濃度を一定とした中へ弗酸(47
%)を5〜100ml/と変化させ、試片を作成し
た。評価の方法としては実用的な方法を採用、
JIS H2151、TW35チタンの5mmφ線上に10μの
割合でニツケルを電着し、ダイスにて伸線し1mm
φとしそのニツケル皮膜が0.5〜2.5μまで均一に
皮膜されているか、外観及びクラツクを測定評価
した。密着不良の物は伸線出来ず、粉末状に剥離
することで明確に判定することが出来る。
実施例 2
活性化電解浴の条件を実施例1と同様に変化さ
せ、又加熱条件を同実施例1と同様に変化させ、
ニツケル電解浴をNiSO47H2O250g/、
NiCl26H2O40g/、H3BO330g/、PH4.0〜
4.5、温度40〜60℃、陰極電流密度1〜10A/d
m2、めつき時間を10分間行いニツケルめつきの密
着性を判定したが、いずれも良好な結果が得られ
た。
せ、又加熱条件を同実施例1と同様に変化させ、
ニツケル電解浴をNiSO47H2O250g/、
NiCl26H2O40g/、H3BO330g/、PH4.0〜
4.5、温度40〜60℃、陰極電流密度1〜10A/d
m2、めつき時間を10分間行いニツケルめつきの密
着性を判定したが、いずれも良好な結果が得られ
た。
実施例 3
活性化電解浴の条件を実施例1と同様に変化さ
せ、又加熱条件を同実施例1と同様に変化させ、
SnCl25H2O30g/、PdCl20.1g/、HCl100
ml/にて活性化を行い硫酸10%溶液にて増感処
理を行いNiCl26H2O30g/、NaPH2O2、
H2O10g/、クエン酸10g/の無電解ニツ
ケルめつき液を用いPH4〜6、温度80℃でニツケ
ルめつきを行い密着性を判定したがいずれも良好
な結果が得られた。
せ、又加熱条件を同実施例1と同様に変化させ、
SnCl25H2O30g/、PdCl20.1g/、HCl100
ml/にて活性化を行い硫酸10%溶液にて増感処
理を行いNiCl26H2O30g/、NaPH2O2、
H2O10g/、クエン酸10g/の無電解ニツ
ケルめつき液を用いPH4〜6、温度80℃でニツケ
ルめつきを行い密着性を判定したがいずれも良好
な結果が得られた。
実施例 4
活性化電解浴の条件を実施例1と同様に変化さ
せ、又加熱条件を同実施例1と同様に変化させ、
ニツケル電解浴をNiCl26H2O100〜150g/、
H3BO330g/、PH3.5〜4.0、温度40℃〜60℃、
陰極電流密度1〜10A/dm2、めつき時間を5〜
10分間行いニツケルめつきの密着性を判定した
が、いずれも良好な結果が得られた。
せ、又加熱条件を同実施例1と同様に変化させ、
ニツケル電解浴をNiCl26H2O100〜150g/、
H3BO330g/、PH3.5〜4.0、温度40℃〜60℃、
陰極電流密度1〜10A/dm2、めつき時間を5〜
10分間行いニツケルめつきの密着性を判定した
が、いずれも良好な結果が得られた。
実施例 5
活性化電解浴の条件を実施例1と同様に変化さ
せ、加熱条件を同実施例1と同様に変化させ、チ
タン素材をJIS H2151、TW28、TW49の1種及
び3種線についても同様にスルフアミン酸ニツケ
ルめつき浴を用いた電解ニツケルめつき皮膜の密
着性をテストしたがいずれも良好な結果が得られ
た。
せ、加熱条件を同実施例1と同様に変化させ、チ
タン素材をJIS H2151、TW28、TW49の1種及
び3種線についても同様にスルフアミン酸ニツケ
ルめつき浴を用いた電解ニツケルめつき皮膜の密
着性をテストしたがいずれも良好な結果が得られ
た。
実施例 6
活性化電解浴の条件を実施例1と同様に変化さ
せ、又加熱条件を同実施例1と同様に変化させ、
チタン素材をα合金Ti−5Al−2.5Sn、及び最も
代表的なα−β合金、Ti−6Al−4Vの板材を用
いスルフアミン酸ニツケルめつき浴を用い電解ニ
ツケルめつき皮膜の密着性をテストした。
せ、又加熱条件を同実施例1と同様に変化させ、
チタン素材をα合金Ti−5Al−2.5Sn、及び最も
代表的なα−β合金、Ti−6Al−4Vの板材を用
いスルフアミン酸ニツケルめつき浴を用い電解ニ
ツケルめつき皮膜の密着性をテストした。
板材の評価、判定の方法として、180度の折り
曲げテスト、エリクセンテスト及び熱サイクルテ
ストを行つた。熱サイクルテストは同試片を電気
炉にて300〜400℃に加熱し20℃の水で冷却するサ
イクルを10回繰り返して膨れの状態を観察した。
曲げテスト、エリクセンテスト及び熱サイクルテ
ストを行つた。熱サイクルテストは同試片を電気
炉にて300〜400℃に加熱し20℃の水で冷却するサ
イクルを10回繰り返して膨れの状態を観察した。
又ニツケルめつき状に光沢ニツケル、クローム
めつき又硫酸銅めつき、光沢ニツケル、クローム
めつき等行い上記熱サイクルテストを行つたが、
150℃〜200℃で10分感加熱処理したものは上部に
いかなる金属をめつきしても充分に実用に耐える
ことが証明された。
めつき又硫酸銅めつき、光沢ニツケル、クローム
めつき等行い上記熱サイクルテストを行つたが、
150℃〜200℃で10分感加熱処理したものは上部に
いかなる金属をめつきしても充分に実用に耐える
ことが証明された。
〈発明の効果〉
本発明に係るめつき方法は上述の構成を有する
ので、本発明の方法を実施した場合には従来極め
て困難とされていたチタン及びチタン合金のめつ
きを簡単かつ大量で安価に実施することが出来、
しかも密着性の極めて良いめつきを施すことが出
来る等の特徴を有するものである。
ので、本発明の方法を実施した場合には従来極め
て困難とされていたチタン及びチタン合金のめつ
きを簡単かつ大量で安価に実施することが出来、
しかも密着性の極めて良いめつきを施すことが出
来る等の特徴を有するものである。
従つてここに本発明の方法を採用することによ
り、航空機用構造材料、化学装置用部品、海水利
用産業、電解電極材料、通信機、工学機器、医療
機器等に使用される多種他用なチタニウム及びチ
タニウム合金製品を極めて大量に安価に製造する
ことが出来、従来一般的に使用されていたステン
レス、アルミニユーム、合金製品に代わつてチタ
ニウム製品を益々利用することが出来るようにな
る等の特徴を有するものである。
り、航空機用構造材料、化学装置用部品、海水利
用産業、電解電極材料、通信機、工学機器、医療
機器等に使用される多種他用なチタニウム及びチ
タニウム合金製品を極めて大量に安価に製造する
ことが出来、従来一般的に使用されていたステン
レス、アルミニユーム、合金製品に代わつてチタ
ニウム製品を益々利用することが出来るようにな
る等の特徴を有するものである。
Claims (1)
- 1 98%の濃硫酸5〜50wt%溶液に47%の弗酸
5〜100ml/を添加した電解液を用いて、鉛、
カーボン等の不溶性極板を陰極としてチタン及び
チタン合金を直流陽極電解することによつて前処
理を施したチタン及びチタン合金に、ニツケルめ
つきを施すことによつてニツケルめつき皮膜を形
成し、更に該ニツケルめつき皮膜を150〜200℃で
低温加熱処理することを特徴としたチタン及びチ
タン合金のめつき方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23941384A JPS61119695A (ja) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | チタン及びチタン合金のめつき方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23941384A JPS61119695A (ja) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | チタン及びチタン合金のめつき方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61119695A JPS61119695A (ja) | 1986-06-06 |
JPH0440438B2 true JPH0440438B2 (ja) | 1992-07-02 |
Family
ID=17044402
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23941384A Granted JPS61119695A (ja) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | チタン及びチタン合金のめつき方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61119695A (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6314893A (ja) * | 1986-07-04 | 1988-01-22 | Nippon Kagaku Sangyo Kk | チタン及びチタン合金のめつき方法 |
JPH0715156B2 (ja) * | 1986-10-13 | 1995-02-22 | 日本化学産業株式会社 | チタン及びチタン合金上のめつき方法 |
US20200032411A1 (en) * | 2018-07-25 | 2020-01-30 | The Boeing Company | Compositions and Methods for Activating Titanium Substrates |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5318436A (en) * | 1976-08-05 | 1978-02-20 | Doryokuro Kakunenryo | Method of softening surface of titanium or titanium alloy |
JPS59162296A (ja) * | 1983-03-05 | 1984-09-13 | Kimura Kinzoku Kogyo Kk | チタンを用いた素材の貴金属メツキ方法 |
-
1984
- 1984-11-15 JP JP23941384A patent/JPS61119695A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5318436A (en) * | 1976-08-05 | 1978-02-20 | Doryokuro Kakunenryo | Method of softening surface of titanium or titanium alloy |
JPS59162296A (ja) * | 1983-03-05 | 1984-09-13 | Kimura Kinzoku Kogyo Kk | チタンを用いた素材の貴金属メツキ方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61119695A (ja) | 1986-06-06 |
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Legal Events
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