JPH0829088A - プレス成形した金属板を積層した多孔体 - Google Patents
プレス成形した金属板を積層した多孔体Info
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- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
- F01N3/2807—Metal other than sintered metal
- F01N3/281—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
- F01N3/2821—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates the support being provided with means to enhance the mixing process inside the converter, e.g. sheets, plates or foils with protrusions or projections to create turbulence
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- F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
- F01N2330/08—Granular material
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- F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プレス成形した金属板を重ね合わせ、触媒担
体,熱交換器部品,フィルター等として使用される多孔
体を得る。 【構成】 波形4又は凹凸を形成した金属板又は箔材
1,1・・を重ね合わせ、隣接する箔材1,1・・の間
にX方向に延びた流体通路となる隙間2を設ける。波形
4の中腹に貫通孔5を形成すると、Y方向に延びた流体
通路も設けられる。波形4の山部又は谷部に貫通孔6を
形成すると、Z方向に延びた流体通路も設けられる。 【効果】 波形状,貫通孔等のサイズや分布を調整する
ことにより、使用目的に応じた特性をもつ多孔体が容易
に得られる。
体,熱交換器部品,フィルター等として使用される多孔
体を得る。 【構成】 波形4又は凹凸を形成した金属板又は箔材
1,1・・を重ね合わせ、隣接する箔材1,1・・の間
にX方向に延びた流体通路となる隙間2を設ける。波形
4の中腹に貫通孔5を形成すると、Y方向に延びた流体
通路も設けられる。波形4の山部又は谷部に貫通孔6を
形成すると、Z方向に延びた流体通路も設けられる。 【効果】 波形状,貫通孔等のサイズや分布を調整する
ことにより、使用目的に応じた特性をもつ多孔体が容易
に得られる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、触媒担体,フィルタ
ー,熱交換用部材等として使用される金属多孔体に関す
る。
ー,熱交換用部材等として使用される金属多孔体に関す
る。
【0002】
【従来の技術】触媒担体,フィルター等には、反応界面
を増加するため表面積を大きくした多孔体が使用されて
いる。たとえば、金属,セラミックス等の構造体の内部
に、気体,液体等が通過できる空隙を設けている。熱交
換器でも、低温側流体と高温側流体とを仕切る器壁の面
積が大きいほど熱交換効率が向上する。この種の多孔体
の製造方法には、粉末状素材の成形・焼結が一般的に採
用されている。しかし、焼結法で得られる多孔体は、空
隙の大きさ,形状,方向等が不規則になりやすく、界面
反応に寄与しない独立気泡を生じることもある。そこ
で、用途によっては、均一な大きさで直線状の孔をもつ
多孔体が要求される。このような多孔体は、たとえば特
開平2−107308号公報で紹介されているように、
焼成時に焼失する織布をセラミックス原料と共に成形・
焼結することによって製造される。また、特表平3−5
00861号公報では、切削溝を形成した金属板を積層
した多孔体が紹介されている。
を増加するため表面積を大きくした多孔体が使用されて
いる。たとえば、金属,セラミックス等の構造体の内部
に、気体,液体等が通過できる空隙を設けている。熱交
換器でも、低温側流体と高温側流体とを仕切る器壁の面
積が大きいほど熱交換効率が向上する。この種の多孔体
の製造方法には、粉末状素材の成形・焼結が一般的に採
用されている。しかし、焼結法で得られる多孔体は、空
隙の大きさ,形状,方向等が不規則になりやすく、界面
反応に寄与しない独立気泡を生じることもある。そこ
で、用途によっては、均一な大きさで直線状の孔をもつ
多孔体が要求される。このような多孔体は、たとえば特
開平2−107308号公報で紹介されているように、
焼成時に焼失する織布をセラミックス原料と共に成形・
焼結することによって製造される。また、特表平3−5
00861号公報では、切削溝を形成した金属板を積層
した多孔体が紹介されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】粉末原料の成形・焼結
によって多孔体を製造する方法では、開口の大きさや方
向等を均一化させるために、粉末原料の粒度分布の調製
や混練・圧粉成形等に高度の管理が必要とされる。それ
に伴って、設計上で多孔体として要求される諸特性の設
定自由度が低く、製造工程も複雑で面倒なものとなる。
しかも、得られた多孔体は、目詰りを起こした場合の賦
活処理が困難である。溝付き金属板を積層して多孔体を
製造する方法は、焼結法における問題がないが、溝を区
画する肉部が厚いことから熱交換用には使用できない。
また、特表平3−500861号公報に示されているよ
うに溝の形成に高価な切削工具が必要とされること等か
ら、広く普及するまでに至っていない。本発明は、この
ような問題を解消すべく案出されたものであり、成形に
よって凹凸を付けた金属板を積層する簡単な手法によっ
て、目的にあった高品質で均一な空間部をもつ安価な多
孔体を提供することを目的とする。
によって多孔体を製造する方法では、開口の大きさや方
向等を均一化させるために、粉末原料の粒度分布の調製
や混練・圧粉成形等に高度の管理が必要とされる。それ
に伴って、設計上で多孔体として要求される諸特性の設
定自由度が低く、製造工程も複雑で面倒なものとなる。
しかも、得られた多孔体は、目詰りを起こした場合の賦
活処理が困難である。溝付き金属板を積層して多孔体を
製造する方法は、焼結法における問題がないが、溝を区
画する肉部が厚いことから熱交換用には使用できない。
また、特表平3−500861号公報に示されているよ
うに溝の形成に高価な切削工具が必要とされること等か
ら、広く普及するまでに至っていない。本発明は、この
ような問題を解消すべく案出されたものであり、成形に
よって凹凸を付けた金属板を積層する簡単な手法によっ
て、目的にあった高品質で均一な空間部をもつ安価な多
孔体を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の多孔体は、その
目的を達成するため、プレス成形によって波形又は凹凸
を付けた複数の金属板又は箔材と、該金属板又は箔材の
山部又は谷部同士を一致させて相互に重ね合わせること
により隣接した金属板又は箔材の間に設けられた隙間と
を備えていることを特徴とする。金属板には、規則的且
つ周期的に波形又は凹凸を形成することが好ましい。更
に、波形又は凹凸の断面形状を、波面方向に関して周期
的に変化させることもできる。波形又は凹凸の中腹に貫
通孔を設けるとき、波形又は凹凸に直交する連通部が形
成される。波形又は凹凸の山部又は谷部に貫通孔を設け
るとき、板厚方向に延びる連通部が形成される。このと
き、貫通孔の周縁にヨーク状突起が形成すると、隣接金
属板又は箔材の間にある隙間から板厚方向に延びる連通
部がヨーク状突起により分離される。また、波形又は凹
凸の山部及び谷部に貫通孔を形成し、山部に設けた貫通
孔の周縁にあるバリが谷部に設けた貫通孔の周縁にある
バリと噛み合うように、プレス成形した複数の金属板又
は箔材を積層した多孔体とすることもできる。
目的を達成するため、プレス成形によって波形又は凹凸
を付けた複数の金属板又は箔材と、該金属板又は箔材の
山部又は谷部同士を一致させて相互に重ね合わせること
により隣接した金属板又は箔材の間に設けられた隙間と
を備えていることを特徴とする。金属板には、規則的且
つ周期的に波形又は凹凸を形成することが好ましい。更
に、波形又は凹凸の断面形状を、波面方向に関して周期
的に変化させることもできる。波形又は凹凸の中腹に貫
通孔を設けるとき、波形又は凹凸に直交する連通部が形
成される。波形又は凹凸の山部又は谷部に貫通孔を設け
るとき、板厚方向に延びる連通部が形成される。このと
き、貫通孔の周縁にヨーク状突起が形成すると、隣接金
属板又は箔材の間にある隙間から板厚方向に延びる連通
部がヨーク状突起により分離される。また、波形又は凹
凸の山部及び谷部に貫通孔を形成し、山部に設けた貫通
孔の周縁にあるバリが谷部に設けた貫通孔の周縁にある
バリと噛み合うように、プレス成形した複数の金属板又
は箔材を積層した多孔体とすることもできる。
【0005】本発明の金属多孔体は、プレス成形で微細
な波形又は凹凸をつけた複数の金属板又は箔材を積層す
ることにより得られる。波形又は凹凸は、重ね合せた金
属板又は箔材の間に流体通路となる隙間が形成できるか
ぎり、規則的又は不規則的の何れであってもよい。しか
し、一定した隙間分布を設ける上からは、周期的且つ規
則的に波形又は凹凸を設けることが好ましい。また、組
立てを容易にするためには、金属板又は箔材に設けた山
部又は谷部同士を重ね合せることが好ましい。たとえ
ば、図1に示すように、1mmの周期で波形に加工した
板厚50μmの金属板又は箔材1,1・・を重ね合せる
と、波形の周期,振幅,形状等に応じた隙間2が箔材
1,1・・の間にできる。したがって、多数の箔材1,
1・・を積層すると、波形の波面に相当する方向Xに延
びる通気性の直線孔をもつ多孔体となる。
な波形又は凹凸をつけた複数の金属板又は箔材を積層す
ることにより得られる。波形又は凹凸は、重ね合せた金
属板又は箔材の間に流体通路となる隙間が形成できるか
ぎり、規則的又は不規則的の何れであってもよい。しか
し、一定した隙間分布を設ける上からは、周期的且つ規
則的に波形又は凹凸を設けることが好ましい。また、組
立てを容易にするためには、金属板又は箔材に設けた山
部又は谷部同士を重ね合せることが好ましい。たとえ
ば、図1に示すように、1mmの周期で波形に加工した
板厚50μmの金属板又は箔材1,1・・を重ね合せる
と、波形の周期,振幅,形状等に応じた隙間2が箔材
1,1・・の間にできる。したがって、多数の箔材1,
1・・を積層すると、波形の波面に相当する方向Xに延
びる通気性の直線孔をもつ多孔体となる。
【0006】プレス成形によって、図2に示すように起
伏のある波形3を金属板又は箔材1に付けても良い。こ
の形状をもつ箔材1,1・・を複数枚重ね合せると、箔
材1,1・・の間に生じる隙間2は、X方向に沿って断
面積が周期的に変化する連通孔となる。連通孔は、断面
積の周期的変化によって、内部を通過する流体を乱流状
態にし、流体との界面における反応や熱交換を促進させ
る。また、図3に示すように波形4に貫通孔5,6を形
成した金属板又は箔材1を使用することもできる。波形
4の中腹に貫通孔5を設けた箔材1を多数重ね合せる
と、Y方向に関し通気性のある多孔体が得られる。波形
4の山部又は谷部に貫通孔6を形成すると、得られる多
孔体にZ方向に関する通気性が付与される。貫通孔5,
6を形成する際、貫通孔5,6の周縁を区画する金属板
又は箔材1にバリ7が生じる。バリ7は、たとえば図4
に示すように、重ね合せた箔材1,1・・の相互間隔を
規制することに利用される。
伏のある波形3を金属板又は箔材1に付けても良い。こ
の形状をもつ箔材1,1・・を複数枚重ね合せると、箔
材1,1・・の間に生じる隙間2は、X方向に沿って断
面積が周期的に変化する連通孔となる。連通孔は、断面
積の周期的変化によって、内部を通過する流体を乱流状
態にし、流体との界面における反応や熱交換を促進させ
る。また、図3に示すように波形4に貫通孔5,6を形
成した金属板又は箔材1を使用することもできる。波形
4の中腹に貫通孔5を設けた箔材1を多数重ね合せる
と、Y方向に関し通気性のある多孔体が得られる。波形
4の山部又は谷部に貫通孔6を形成すると、得られる多
孔体にZ方向に関する通気性が付与される。貫通孔5,
6を形成する際、貫通孔5,6の周縁を区画する金属板
又は箔材1にバリ7が生じる。バリ7は、たとえば図4
に示すように、重ね合せた箔材1,1・・の相互間隔を
規制することに利用される。
【0007】また、図5に示すヨーク状突起8を、貫通
孔6の周縁に形成してもよい。箔材1,1・・を相互に
重ね合せるとき、ヨーク状突起8は、図6に示すように
隣接する箔材1,1・・の相互間隔を規制する。図6の
構成では、Z方向に延びる連通孔9が各箔材1,1・・
のヨーク状突起8で形成される。連通孔9は、X方向に
延びる隙間2で形成される孔部と相俟つて、微細な熱交
換器となる。金属板又は箔材1,1・・は、用途に応じ
て必要枚数が一定圧力で固定され、多孔体として使用さ
れる。箔材1,1・・を相互に固定するため、たとえば
非酸化性雰囲気中での熱処理によって箔材1,1・・相
互の接触部分を拡散接合しても良い。箔材1,1・・
は、ろう付けによっても相互に固定される。或いは、重
ね合せた箔材1,1・・を相互に接合することなく、た
とえばフレーム等の枠体に組み込んで使用することもで
きる。この場合、箔材1,1・・相互が接合されていな
いので、各箔材1,1・・に分離可能な多孔体となる。
そのため、フィルター用等に用いる場合、分解して目詰
りを容易に解消でき、活性度の高い多孔体として再使用
される。
孔6の周縁に形成してもよい。箔材1,1・・を相互に
重ね合せるとき、ヨーク状突起8は、図6に示すように
隣接する箔材1,1・・の相互間隔を規制する。図6の
構成では、Z方向に延びる連通孔9が各箔材1,1・・
のヨーク状突起8で形成される。連通孔9は、X方向に
延びる隙間2で形成される孔部と相俟つて、微細な熱交
換器となる。金属板又は箔材1,1・・は、用途に応じ
て必要枚数が一定圧力で固定され、多孔体として使用さ
れる。箔材1,1・・を相互に固定するため、たとえば
非酸化性雰囲気中での熱処理によって箔材1,1・・相
互の接触部分を拡散接合しても良い。箔材1,1・・
は、ろう付けによっても相互に固定される。或いは、重
ね合せた箔材1,1・・を相互に接合することなく、た
とえばフレーム等の枠体に組み込んで使用することもで
きる。この場合、箔材1,1・・相互が接合されていな
いので、各箔材1,1・・に分離可能な多孔体となる。
そのため、フィルター用等に用いる場合、分解して目詰
りを容易に解消でき、活性度の高い多孔体として再使用
される。
【0008】
実施例1:板厚50μmの箔材1を、図7に示す形状に
プレス成形した。波形3のピッチを1.8mm,振幅
(波の深さ)を0.6mmに設定した。また、波形3の
頂部に貫通孔6を形成し、貫通孔6の周縁に高さ0.2
mmのバリ7を付けた。プレス成形後の箔材1を40m
m×50mmの寸法に裁断し、波形を合せて60枚を積
層した。得られた積層体10を、図8に示すように固定
治具11で押さえ、締付けボルト12によって積層厚み
19mmまで締め付けた。この状態で積層体10を固定
治具11ごと真空炉に装入し、10-4トール以下の真空
雰囲気中で1100℃に3時間加熱した。これにより、
各箔材が拡散接合され、一体的な多孔体が作成された。
得られた多孔体は、重量法で実測した開口率が77%,
計算上の比表面積が約6000m2 /m3 であった。
プレス成形した。波形3のピッチを1.8mm,振幅
(波の深さ)を0.6mmに設定した。また、波形3の
頂部に貫通孔6を形成し、貫通孔6の周縁に高さ0.2
mmのバリ7を付けた。プレス成形後の箔材1を40m
m×50mmの寸法に裁断し、波形を合せて60枚を積
層した。得られた積層体10を、図8に示すように固定
治具11で押さえ、締付けボルト12によって積層厚み
19mmまで締め付けた。この状態で積層体10を固定
治具11ごと真空炉に装入し、10-4トール以下の真空
雰囲気中で1100℃に3時間加熱した。これにより、
各箔材が拡散接合され、一体的な多孔体が作成された。
得られた多孔体は、重量法で実測した開口率が77%,
計算上の比表面積が約6000m2 /m3 であった。
【0009】実施例2:排ガス浄化触媒担体用として特
別に成分設計された板厚5μmのステンレス鋼泊を実施
例1と同様にプレスした。プレス後の箔材を、図9に示
すように波形の山と谷とを合わせ、バリ7を突き合わせ
て30枚を積層した。そして、実施例1と同様に固定治
具11で抑え、締付けボルト12によって21mmの厚
みまで締め付けた。実施例1及び2で得られた多孔体を
排ガス浄化用触媒担体として使用したとき、大きな比表
面積に比例して多量の触媒粒子が担持され、またガスの
流通経路が確保されていることから、優れた浄化作用が
得られた。また、基材がステンレス鋼製の箔材であるた
め、耐熱性にも優れ、排ガス規制が厳しくなっている現
状に十分耐える触媒コンバータが得られることが判っ
た。同様に、大きな比表面積及び流体通路の確保によっ
て、高性能の熱交換器又はフィルターを作成することが
できた。
別に成分設計された板厚5μmのステンレス鋼泊を実施
例1と同様にプレスした。プレス後の箔材を、図9に示
すように波形の山と谷とを合わせ、バリ7を突き合わせ
て30枚を積層した。そして、実施例1と同様に固定治
具11で抑え、締付けボルト12によって21mmの厚
みまで締め付けた。実施例1及び2で得られた多孔体を
排ガス浄化用触媒担体として使用したとき、大きな比表
面積に比例して多量の触媒粒子が担持され、またガスの
流通経路が確保されていることから、優れた浄化作用が
得られた。また、基材がステンレス鋼製の箔材であるた
め、耐熱性にも優れ、排ガス規制が厳しくなっている現
状に十分耐える触媒コンバータが得られることが判っ
た。同様に、大きな比表面積及び流体通路の確保によっ
て、高性能の熱交換器又はフィルターを作成することが
できた。
【0010】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、プレス成形した複数の金属板又は箔材を重ね合せる
ことにより、隣接する金属板又は箔材の間に流体通路と
なる隙間を形成している。この隙間は、プレス成形した
金属板又は箔材の波形や凹凸形状に応じて調整できるた
め、開口の大きさ,方向,比表面積等が多孔体の使用目
的に応じて高い自由度で設定することができる。また、
焼結法における粉末粒子の調製や混練・圧粉成形等のよ
うな面倒な操作が必要とされず、安定した特性を持った
均一な多孔体が容易に得られ、高性能の触媒担体,熱交
換器部品,フィルター等として使用される。
は、プレス成形した複数の金属板又は箔材を重ね合せる
ことにより、隣接する金属板又は箔材の間に流体通路と
なる隙間を形成している。この隙間は、プレス成形した
金属板又は箔材の波形や凹凸形状に応じて調整できるた
め、開口の大きさ,方向,比表面積等が多孔体の使用目
的に応じて高い自由度で設定することができる。また、
焼結法における粉末粒子の調製や混練・圧粉成形等のよ
うな面倒な操作が必要とされず、安定した特性を持った
均一な多孔体が容易に得られ、高性能の触媒担体,熱交
換器部品,フィルター等として使用される。
【図1】 波形に成形した箔材を重ね合せた多孔体
【図2】 起伏のある波形に成形した箔材を重ね合せた
多孔体
多孔体
【図3】 貫通孔を設けた箔材を重ね合せた多孔体
【図4】 バリによって隙間を一体化した多孔体
【図5】 貫通孔の周縁にヨーク状突起を形成した波形
箔材
箔材
【図6】 ヨーク状突起でZ方向に延びる連通孔を形成
した多孔体
した多孔体
【図7】 本発明実施例で使用した箔材
【図8】 同箔材を固定治具で押さえつけた状態
【図9】 実施例2の多孔体における各箔材の積層状態
1:箔材 2:隙間 3:起伏のある箔材 4波
形 5:波形の中腹に設けた貫通孔 6:波形の山
部又は谷部に設けた貫通孔 7:バリ 8:ヨーク
状突起 9:連通口 10:積層体 11:固定
治具 12:締付けボルト
形 5:波形の中腹に設けた貫通孔 6:波形の山
部又は谷部に設けた貫通孔 7:バリ 8:ヨーク
状突起 9:連通口 10:積層体 11:固定
治具 12:締付けボルト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B32B 3/26 A 7415−4F // B21D 22/02 B 8315−4E 53/00 Z
Claims (10)
- 【請求項1】 プレス成形によって波形又は凹凸を付け
た複数の金属板又は箔材と、該金属板又は箔材の山部又
は谷部同士を一致させて相互に重ね合わせることにより
隣接した金属板又は箔材の間に設けられた隙間とを備え
ていることを特徴とする多孔体。 - 【請求項2】 規則的且つ周期的に波形又は凹凸が形成
されている金属板又は箔材を使用する請求項1記載の多
孔体。 - 【請求項3】 断面形状が周期的に変化している波形又
は凹凸が形成された金属板又は箔材を使用する請求項1
又は2記載の多孔体。 - 【請求項4】 請求項1〜3の何れかに記載の波形又は
凹凸の中腹に貫通孔を設け、該貫通孔によって波形又は
凹凸に直交する連通部を形成した多孔体。 - 【請求項5】 請求項1〜3の何れかに記載の波形又は
凹凸の山部又は谷部に貫通孔を設け、該貫通孔により板
厚方向に延びる連通部を形成した多孔体。 - 【請求項6】 請求項5記載の貫通孔の周縁にヨーク状
突起が形成されており、隣接金属板又は箔材の間にある
隙間から板厚方向に延びる連通部が前記ヨーク状突起に
より分離されている多孔体。 - 【請求項7】 プレス成形によって波形又は凹凸を付け
た複数の金属板又は箔材と、前記波形又は凹凸の山部及
び谷部に形成した貫通孔と、山部に設けた貫通孔の周縁
にあるバリが谷部に設けた貫通孔の周縁にあるバリと噛
み合うように、前記複数の金属板又は箔材を積層したこ
とを特徴とする多孔体。 - 【請求項8】 規則的且つ周期的に波形又は凹凸が形成
されている金属板又は箔材を使用する請求項7記載の多
孔体。 - 【請求項9】 断面形状が周期的に変化している波形又
は凹凸が形成された金属板又は箔材を使用する請求項7
又は8記載の多孔体。 - 【請求項10】 請求項7〜9の何れかに記載の波形又
は凹凸の中腹に貫通孔を設け、該貫通孔により波形又は
凹凸に直交する連通部を形成した多孔体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6181818A JPH0829088A (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | プレス成形した金属板を積層した多孔体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6181818A JPH0829088A (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | プレス成形した金属板を積層した多孔体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0829088A true JPH0829088A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=16107367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6181818A Withdrawn JPH0829088A (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | プレス成形した金属板を積層した多孔体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0829088A (ja) |
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