JPH0612663B2 - 白熱電球 - Google Patents
白熱電球Info
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- JPH0612663B2 JPH0612663B2 JP59113934A JP11393484A JPH0612663B2 JP H0612663 B2 JPH0612663 B2 JP H0612663B2 JP 59113934 A JP59113934 A JP 59113934A JP 11393484 A JP11393484 A JP 11393484A JP H0612663 B2 JPH0612663 B2 JP H0612663B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
- H01K1/00—Details
- H01K1/28—Envelopes; Vessels
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
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- H01K1/28—Envelopes; Vessels
- H01K1/32—Envelopes; Vessels provided with coatings on the walls; Vessels or coatings thereon characterised by the material thereof
- H01K1/325—Reflecting coating
Landscapes
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、可視光透過赤外線反射膜が形成された白熱電
球に係わり、特にランプ効率を向上させた白熱電球に関
する。
球に係わり、特にランプ効率を向上させた白熱電球に関
する。
(従来の技術) 本発明者らは先に管形透明バルブの内外両面のうち少な
くとも一方の面に酸化チタンTiO2などからなる高屈
折率層とシリカSiO2などからなる低屈折率層とを交
互重層してなる可視光透過赤外線反射膜を設け、かつバ
ルブの中心部にタングステンフィラメントを配設した白
熱電球を提案した。この白熱電球はフィラメントから発
した光のうち可視光が可視光透過赤外線反射膜を透過し
て外界に放射され、赤外線は可視光透過赤外線反射膜に
よって反射されてフィラメントに帰還してこれを加熱
し、この結果、白熱電球の効率を飛躍的に向上させたも
のである。
くとも一方の面に酸化チタンTiO2などからなる高屈
折率層とシリカSiO2などからなる低屈折率層とを交
互重層してなる可視光透過赤外線反射膜を設け、かつバ
ルブの中心部にタングステンフィラメントを配設した白
熱電球を提案した。この白熱電球はフィラメントから発
した光のうち可視光が可視光透過赤外線反射膜を透過し
て外界に放射され、赤外線は可視光透過赤外線反射膜に
よって反射されてフィラメントに帰還してこれを加熱
し、この結果、白熱電球の効率を飛躍的に向上させたも
のである。
(発明が解決しようとする課題) しかして、このような従来の可視光透過赤外線反射膜
は、いわゆる1/4λ干渉フィルタで、その波長λは電球
フィラメントの赤外放射エネルギーのピーク波長(1n
m近傍)に合せたものである。
は、いわゆる1/4λ干渉フィルタで、その波長λは電球
フィラメントの赤外放射エネルギーのピーク波長(1n
m近傍)に合せたものである。
この結果、可視光透過率は90%台となり、一般的な値
となっている。また、1nm近傍の赤外線の反射率は良
好であるが、1nmを越える赤外線の反射率は必ずしも
良好ではない。つまり、可視光透過率を高いレベルに維
持し、かつ、さらに赤外線反射率を向上させるというこ
とができなかった。
となっている。また、1nm近傍の赤外線の反射率は良
好であるが、1nmを越える赤外線の反射率は必ずしも
良好ではない。つまり、可視光透過率を高いレベルに維
持し、かつ、さらに赤外線反射率を向上させるというこ
とができなかった。
そこで、本願発明では上記事情に鑑み、可視光透過率を
低下させずに高いレベルに維持し、赤外線反射率をさら
に向上させて、ランプ効率をより一層向上させた白熱電
球を提供することを目的とする。
低下させずに高いレベルに維持し、赤外線反射率をさら
に向上させて、ランプ効率をより一層向上させた白熱電
球を提供することを目的とする。
[発明の構成] (問題を解決するための手段) 高屈折率層の光学膜厚は0.21〜0.31μであり、上記バル
ブ側から順次複数層配置される低屈折率層の光学膜厚は
それぞれ2×(0.21〜0.31)μであり、上記低屈折率層
の上側に順次複数層配置される低屈折率層の光学膜厚は
最上層のものが(1/2)×(0.21〜0.31)μであり、残
りの層のものがそれぞれ0.21〜0.31μであることを特徴
とする。
ブ側から順次複数層配置される低屈折率層の光学膜厚は
それぞれ2×(0.21〜0.31)μであり、上記低屈折率層
の上側に順次複数層配置される低屈折率層の光学膜厚は
最上層のものが(1/2)×(0.21〜0.31)μであり、残
りの層のものがそれぞれ0.21〜0.31μであることを特徴
とする。
(作用) 上記複数の低屈折率層のうち、光学膜厚0.21〜0.31の低
屈折率層と高屈折率層との光干渉作用により、高い可視
光透過率を維持し、さらに光学膜厚2×(0.21〜0.31)
μの低屈折率層と高屈折率層との光干渉作用により、反
射できる赤外線波長域を広くとることができる。
屈折率層と高屈折率層との光干渉作用により、高い可視
光透過率を維持し、さらに光学膜厚2×(0.21〜0.31)
μの低屈折率層と高屈折率層との光干渉作用により、反
射できる赤外線波長域を広くとることができる。
(実施例) 本発明の実施例を図によって説明する。第1図は本発明
を適用してなるハロゲン電球を示す。1は直管形透明石
英ガラスバルブ、2はこのバルブ1の外面に形成された
可視光透過赤外線反射膜、3,3はバルブ1の両端部を
圧潰封止してなる封止部、4,4はこの封止部3,3内
に埋設されてたモリブデン導入箔、5,5はこの導入箔
4,4に接続されたバルブ1内に導入された内導線、6
はこれら内導線5,5間に装架されバルブ1の中心線に
位置するタングステンコイルフィラメント、7,7…は
このフィラメント6を支持するアンカ、8,8は導入箔
4,4に接続されて封止部3,3の端面に装着された端
子である。そうして、バルブ1内にはアルゴンなどの不
活性ガスとともに所要のハロゲンガスを導入してある。
を適用してなるハロゲン電球を示す。1は直管形透明石
英ガラスバルブ、2はこのバルブ1の外面に形成された
可視光透過赤外線反射膜、3,3はバルブ1の両端部を
圧潰封止してなる封止部、4,4はこの封止部3,3内
に埋設されてたモリブデン導入箔、5,5はこの導入箔
4,4に接続されたバルブ1内に導入された内導線、6
はこれら内導線5,5間に装架されバルブ1の中心線に
位置するタングステンコイルフィラメント、7,7…は
このフィラメント6を支持するアンカ、8,8は導入箔
4,4に接続されて封止部3,3の端面に装着された端
子である。そうして、バルブ1内にはアルゴンなどの不
活性ガスとともに所要のハロゲンガスを導入してある。
上記可視光透過赤外線反射膜2は第2図に模型的に示す
ように、酸化チタンTiO2、酸化タンタルTa
2O5、酸化ジルコニウムZrO2、硫化亜鉛ZnSな
どからなる高屈折率層2HとシリカSiO2、ふっ化マ
グネシウムMgF2などからなる低屈折率層2Lとを交
互重層したものである。
ように、酸化チタンTiO2、酸化タンタルTa
2O5、酸化ジルコニウムZrO2、硫化亜鉛ZnSな
どからなる高屈折率層2HとシリカSiO2、ふっ化マ
グネシウムMgF2などからなる低屈折率層2Lとを交
互重層したものである。
この高屈折率層2Hの光学膜厚は、0.21〜0.31μであ
る。また、上記バルブ1側から順次複数層配置される低
屈折率層2Lの光学膜厚はそれぞれ2×(0.21〜0.31)
μ=0.42〜0.62μであり、上記低屈折率層の上側に順次
複数層配置される低屈折率層の光学膜厚は最上層のもの
が(1/2)×(0.21〜0.31)μ=0.105〜0.150μであ
り、残りの層のものがそれぞれ0.21〜0.31μであること
を特徴とする。なお、光学膜厚とは〔実際の膜厚〕×
〔屈折率〕の値をいう。
る。また、上記バルブ1側から順次複数層配置される低
屈折率層2Lの光学膜厚はそれぞれ2×(0.21〜0.31)
μ=0.42〜0.62μであり、上記低屈折率層の上側に順次
複数層配置される低屈折率層の光学膜厚は最上層のもの
が(1/2)×(0.21〜0.31)μ=0.105〜0.150μであ
り、残りの層のものがそれぞれ0.21〜0.31μであること
を特徴とする。なお、光学膜厚とは〔実際の膜厚〕×
〔屈折率〕の値をいう。
このような可視光透過赤外線反射膜2を形成するには、
上述のようにバルブ1内にフィラメント6などの封装部
材を設けて排気し、不活性ガスとともに所要のハロゲン
を封入する。別にたとえば、テトライソプロピルチタネ
ートなどの有機チタン化合物を有機溶剤に溶解し、チタ
ン含有量が2〜10重量%、粘度約2.0cpsに調整
したチタン液と、エチルシリケートなどの有機けい素含
有量が2〜10重量%、粘度約1.0cpsに調整した
けい素液とを用意する。そうして、封止された電球をま
ず恒温恒湿の雰囲気中でチタン液に浸漬して所定速度で
引き上げ、乾燥後空気中で約600℃で5分間焼成して
高屈折率層2Hを形成する。
上述のようにバルブ1内にフィラメント6などの封装部
材を設けて排気し、不活性ガスとともに所要のハロゲン
を封入する。別にたとえば、テトライソプロピルチタネ
ートなどの有機チタン化合物を有機溶剤に溶解し、チタ
ン含有量が2〜10重量%、粘度約2.0cpsに調整
したチタン液と、エチルシリケートなどの有機けい素含
有量が2〜10重量%、粘度約1.0cpsに調整した
けい素液とを用意する。そうして、封止された電球をま
ず恒温恒湿の雰囲気中でチタン液に浸漬して所定速度で
引き上げ、乾燥後空気中で約600℃で5分間焼成して
高屈折率層2Hを形成する。
さらに、高屈折率層2H形成後、封止された電球を恒温
恒湿の雰囲気中でけい素液に浸漬して所定速度で引き上
げ、乾燥後空気中で約600℃で5分間焼成して低屈折
率層2Lを形成する。
恒湿の雰囲気中でけい素液に浸漬して所定速度で引き上
げ、乾燥後空気中で約600℃で5分間焼成して低屈折
率層2Lを形成する。
このようにして、高屈折率層2Hと低屈折率層2Lとを
交互に形成して所望の層数を重層する。そうして、これ
らの層2H,2Lの厚さは粘度を調整することによって
所望のように管理できる。
交互に形成して所望の層数を重層する。そうして、これ
らの層2H,2Lの厚さは粘度を調整することによって
所望のように管理できる。
つぎに、この白熱電球の作用効果につき説明する。両端
子8,8間に給電して白熱電球を点灯すれば、フィラメ
ント6は発熱して可視光とともに大量の赤外線を放射す
る。なお、赤外線反射率のピークは、870〜1200
nmの範囲にある。そして、フィラメント6から放射さ
れた光のうち可視光(波長450〜650nm)は可視
光透過赤外線反射膜2を透過して外界に放射され、赤外
線は可視光透過赤外線反射膜2で反射されてフィラメン
ト6に帰還してフィラメント6を加熱して発光をより強
くする。
子8,8間に給電して白熱電球を点灯すれば、フィラメ
ント6は発熱して可視光とともに大量の赤外線を放射す
る。なお、赤外線反射率のピークは、870〜1200
nmの範囲にある。そして、フィラメント6から放射さ
れた光のうち可視光(波長450〜650nm)は可視
光透過赤外線反射膜2を透過して外界に放射され、赤外
線は可視光透過赤外線反射膜2で反射されてフィラメン
ト6に帰還してフィラメント6を加熱して発光をより強
くする。
この結果、供給した電流に比較して格段に可視光放射が
増加し、ランプ効率が向上するものである。
増加し、ランプ効率が向上するものである。
つまり、可視光透過赤外線反射膜2の可視光透過率がで
きるだけ高く、しかも近赤外線反射率ができるだけ高い
ことが効率上好ましいが、可視光透過赤外線反射膜2に
おいて、可視光透過率と赤外線反射率とはどちらか一方
を良くすれば他方が低下する関係にある。
きるだけ高く、しかも近赤外線反射率ができるだけ高い
ことが効率上好ましいが、可視光透過赤外線反射膜2に
おいて、可視光透過率と赤外線反射率とはどちらか一方
を良くすれば他方が低下する関係にある。
そこで、本願発明においては、上述のとおり、高屈折率
層2Hの光学膜厚は、近赤外線の波長範囲である0.21〜
0.31μであり、上記バルブ1側から順次複数層配置され
る低屈折率層2Lの光学膜厚はそれぞれ2×(0.21〜0.
31)μ=0.42〜0.62μであり、上記低屈折率層の上側に
順次複数層配置される低屈折率層の光学膜厚は、最上層
のものが(1/2)×(0.21〜0.31)μ=0.105〜0.150μ
であり、残りの層のものがそれぞれ0.21〜0.31μである
ので、可視光透過赤外線反射膜2の光学膜厚0.21〜0.31
μの低屈折率層と高屈折率層2Hの光干渉作用により、
高い可視光透過率を維持でき、さらに、光学膜厚2×
(0.21〜0.31)μの低屈折率層と高屈折率層2Hによ
り、反射できる赤外線波長域を広くとることができるの
で、ランプ効率が向上するのである。
層2Hの光学膜厚は、近赤外線の波長範囲である0.21〜
0.31μであり、上記バルブ1側から順次複数層配置され
る低屈折率層2Lの光学膜厚はそれぞれ2×(0.21〜0.
31)μ=0.42〜0.62μであり、上記低屈折率層の上側に
順次複数層配置される低屈折率層の光学膜厚は、最上層
のものが(1/2)×(0.21〜0.31)μ=0.105〜0.150μ
であり、残りの層のものがそれぞれ0.21〜0.31μである
ので、可視光透過赤外線反射膜2の光学膜厚0.21〜0.31
μの低屈折率層と高屈折率層2Hの光干渉作用により、
高い可視光透過率を維持でき、さらに、光学膜厚2×
(0.21〜0.31)μの低屈折率層と高屈折率層2Hによ
り、反射できる赤外線波長域を広くとることができるの
で、ランプ効率が向上するのである。
つぎに、実施例の可視光透過赤外線反射膜2の具体的構
成例を従来例と対比して第1表に示す。
成例を従来例と対比して第1表に示す。
つぎに、これら従来例と実施例との光学特性を第3図お
よび第4図のグラフに示す。両図とも横軸に波長をnm
の単位でとり、縦軸に光透過率を%の単位でとったもの
で、第3図において曲線AIおよびAIIは実施例のIお
よびII、曲線BIおよびBIIは従来例のIおよびIIの光
透過率スペクトルを示し、第4図において曲線AIIIお
よびAIVは実施例のIIIおよびIV、曲線BIおよびBII
は上述の従来例のIおよびIIの光透過率スペクトルをそ
れぞれ示す。
よび第4図のグラフに示す。両図とも横軸に波長をnm
の単位でとり、縦軸に光透過率を%の単位でとったもの
で、第3図において曲線AIおよびAIIは実施例のIお
よびII、曲線BIおよびBIIは従来例のIおよびIIの光
透過率スペクトルを示し、第4図において曲線AIIIお
よびAIVは実施例のIIIおよびIV、曲線BIおよびBII
は上述の従来例のIおよびIIの光透過率スペクトルをそ
れぞれ示す。
つぎに、これら従来例と実施例との可視光透過赤外線反
射膜2を用い、第1図に示す構造を有する100V50
0W定格ハロゲン電球を構成してそれらの光学特性およ
びランプ特性を調査した。
射膜2を用い、第1図に示す構造を有する100V50
0W定格ハロゲン電球を構成してそれらの光学特性およ
びランプ特性を調査した。
その結果を第2表に示す。
この第2表からも明らかなとおり、実施例の電球に用い
た可視光透過赤外線反射膜2はいずれも従来例のものに
比べて、ランプ効率が向上していることが分かる。
た可視光透過赤外線反射膜2はいずれも従来例のものに
比べて、ランプ効率が向上していることが分かる。
つまり、第2表、第3図及び第4図から従来例BI、B
IIでは、赤外線反射率の中心波長は約1000nmであ
り、赤外線反射の波長域は約870nmないし約120
0nmである。
IIでは、赤外線反射率の中心波長は約1000nmであ
り、赤外線反射の波長域は約870nmないし約120
0nmである。
これに対し、実施例AI、AII、AIII、AIVでは、約
1000nm前後での赤外線反射率のパターンは、従来
例BI、BIIと同様であって、同レベルの赤外線反射率
を有している。さらに、実施例AI、AII、AIII、AI
Vでは、約1000nmを越える赤外線波長域でもさら
に赤外線の反射が行われており、赤外線波長域での赤外
線の反射幅を格段に広げている。このとき、可視光透過
率も高いレベルで維持されている。
1000nm前後での赤外線反射率のパターンは、従来
例BI、BIIと同様であって、同レベルの赤外線反射率
を有している。さらに、実施例AI、AII、AIII、AI
Vでは、約1000nmを越える赤外線波長域でもさら
に赤外線の反射が行われており、赤外線波長域での赤外
線の反射幅を格段に広げている。このとき、可視光透過
率も高いレベルで維持されている。
したがって、フィラメント6への赤外線の反射効率を上
昇させることができ、また可視光透過率が高く維持でき
るので、ランプ効率を向上させることができるものであ
る。
昇させることができ、また可視光透過率が高く維持でき
るので、ランプ効率を向上させることができるものであ
る。
なお、本発明において、可視光透過赤外線反射膜2の各
層2H,2Lの厚さの単位dは各層毎に若干変動しても
よく、その変動範囲が0.21〜0.31μの間にある限り上述
の効果に大差はない。そうして、可視光透過赤外線反射
膜2はバルブ1の外面に限らず、内外両面のうち少なく
とも一方の面に形成されていればよい。さらに、可視光
透過赤外線反射膜2において、第1層の高屈折率層2H
とバルブ1面との間に任意光学膜厚の低屈折率層2Lを
介在させても本発明の効果は変らない。また、バルブ1
はT形バルブでもよく、要は可視光透過赤外線反射膜2
から反射した赤外線がフィラメント6に帰還するような
幾何的形状であればよい。
層2H,2Lの厚さの単位dは各層毎に若干変動しても
よく、その変動範囲が0.21〜0.31μの間にある限り上述
の効果に大差はない。そうして、可視光透過赤外線反射
膜2はバルブ1の外面に限らず、内外両面のうち少なく
とも一方の面に形成されていればよい。さらに、可視光
透過赤外線反射膜2において、第1層の高屈折率層2H
とバルブ1面との間に任意光学膜厚の低屈折率層2Lを
介在させても本発明の効果は変らない。また、バルブ1
はT形バルブでもよく、要は可視光透過赤外線反射膜2
から反射した赤外線がフィラメント6に帰還するような
幾何的形状であればよい。
[発明の効果] 本発明は、管形透明バルブの内外両面のうち少なくとも
一方の面に高屈折率層と低屈折率層とを交互重層してな
る可視光透過赤外線反射膜を設けかつバルブの中心部に
タングステンフィラメントを配設したものにおいて、高
屈折率層と光学膜厚は0.21〜0.31μであり、上記バルブ
側から順次複数層配置される低屈折率層の光学膜厚はそ
れぞれ2×(0.21〜0.31)μであり、上記低屈折率層の
上側に順次複数層配置される低屈折率層の光学膜厚は最
上層のものが(1/2)×(0.21〜0.31)μであり、残り
の層のものがそれぞれ0.21〜0.31μであるので、ランプ
効率が向上した。
一方の面に高屈折率層と低屈折率層とを交互重層してな
る可視光透過赤外線反射膜を設けかつバルブの中心部に
タングステンフィラメントを配設したものにおいて、高
屈折率層と光学膜厚は0.21〜0.31μであり、上記バルブ
側から順次複数層配置される低屈折率層の光学膜厚はそ
れぞれ2×(0.21〜0.31)μであり、上記低屈折率層の
上側に順次複数層配置される低屈折率層の光学膜厚は最
上層のものが(1/2)×(0.21〜0.31)μであり、残り
の層のものがそれぞれ0.21〜0.31μであるので、ランプ
効率が向上した。
第1図は本発明の白熱電球の実施例の断面図、第2図は
同じく要部の模型的拡大断面図、第3図および第4図は
可視光透過赤外線反射膜の光学特性のスペクトル図であ
る。 1…バルブ,2…可視光透過赤外線反射膜,2H…高屈
折率層,2L…低屈折率層,6…フィラメント。
同じく要部の模型的拡大断面図、第3図および第4図は
可視光透過赤外線反射膜の光学特性のスペクトル図であ
る。 1…バルブ,2…可視光透過赤外線反射膜,2H…高屈
折率層,2L…低屈折率層,6…フィラメント。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 弓削 洋二 神奈川県横須賀市船越町1の201の1 株 式会社東芝横須賀工場内 (56)参考文献 特開 昭58−65403(JP,A) 特公 昭44−8011(JP,B1) 「Physics of thin F ilm」1975年第78頁〜第80頁 ACAD EMIC PRESS 「Applied Optics」Vo l.19 No3 1980年2月1日第386〜 388頁
Claims (1)
- 【請求項1】管形透明バルブの内外両面のうち少なくと
も一方の面に高屈折率層と低屈折率層とを交互重層して
なる可視光透過赤外線反射膜を設け、かつ上記バルブの
ほぼ中心部にタングステンフィラメントを配設したもの
において、上記高屈折率層の光学膜厚は0.21〜0.31μで
あり、上記バルブ側から順次複数層配置される低屈折率
層の光学膜厚はそれぞれ2×(0.21〜0.31)μであり、
上記低屈折率層の上側に順次複数層配置される低屈折率
層の光学膜厚は最上層のものが(1/2)×(0.21〜0.3
1)μであり、残りの層のものがそれぞれ0.21〜0.31μ
であることを特徴とする白熱電球。
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DE8585106616T DE3580864D1 (de) | 1984-06-05 | 1985-05-29 | Gluehlampenkolben. |
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US06/740,881 US4652789A (en) | 1984-06-05 | 1985-06-03 | Incandescent lamp with bulb having IR reflecting film |
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JP59113934A JPH0612663B2 (ja) | 1984-06-05 | 1984-06-05 | 白熱電球 |
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DE102008061776A1 (de) * | 2008-12-11 | 2010-06-17 | Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Halogenglühlampe |
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JPS5958753A (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-04 | 株式会社東芝 | 白熱電球 |
-
1984
- 1984-06-05 JP JP59113934A patent/JPH0612663B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1985
- 1985-05-10 KR KR1019850003191A patent/KR890004639B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1985-05-29 DE DE8585106616T patent/DE3580864D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1985-05-29 EP EP85106616A patent/EP0164064B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-06-03 US US06/740,881 patent/US4652789A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-06-04 CA CA000483102A patent/CA1231369A/en not_active Expired
Non-Patent Citations (2)
Title |
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「PhysicsofthinFilm」1975年第78頁〜第80頁ACADEMICPRESS |
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EP0164064B1 (en) | 1990-12-12 |
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