JPH02214707A - エチレン/酢酸ビニル共重合体の製造方法、新規なエチレン/酢酸ビニル共重合体およびその使用 - Google Patents

エチレン/酢酸ビニル共重合体の製造方法、新規なエチレン/酢酸ビニル共重合体およびその使用

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JPH02214707A
JPH02214707A JP1331417A JP33141789A JPH02214707A JP H02214707 A JPH02214707 A JP H02214707A JP 1331417 A JP1331417 A JP 1331417A JP 33141789 A JP33141789 A JP 33141789A JP H02214707 A JPH02214707 A JP H02214707A
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JP
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vinyl acetate
ethylene
weight
meth
acryloyl
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JP1331417A
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Hubert Sutter
フーベルト・ズツター
Alois Kolwert
アロイス・コルベルト
Werner Obrecht
ベルナー・オブレヒト
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Bayer AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F218/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid or of a haloformic acid
    • C08F218/02Esters of monocarboxylic acids
    • C08F218/04Vinyl esters
    • C08F218/08Vinyl acetate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F210/00Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F210/02Ethene

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  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はある種の共重合単量体を用いる、高圧重合法に
よるエチレン/酢酸ビニル共重合体(EVA)の製造方
法に、共重合した上記の共重合単量体の単位を含有する
新規なエチレン/酢酸ビニル共重合体に、ならびにこれ
らの共重合体の流動促進剤としての、接着性結合剤とし
ての、熱可塑物および硬化可塑物(duroplast
ics)用の、および加硫物製造用の混合成分としての
使用に関するものである。
エチレンと酢酸ビニルとが種々の量比で遊離基的に、単
量体の統計的分布を伴って共重合し得ることは公知の事
実である。酢酸ビニル含有量が低い場合には、共重合体
は室温で、ポリエチレンに典型的な結晶性を示し、エチ
レン連鎖が比較的長いために、本質的に熱可塑性である
。【パードル(H,Bartl) 、ベーター(J、 
Peter) 、  “エチレン/酢酸ビニル共重合体
およびその架橋に関して(1)bar Ethylan
/Vinylacetat−Copolyweeris
at undihre Varnetzung)”、ゴ
ムおよび樹脂(Kautschuk und Gu+s
+wi) 14. IT 23− WT 32  (1
961) ;ライナラカー−キュヒラ−(Winnac
ker−KQchler) 。
化学技術(Chew、 Technologie) +
 6巻、第4版。
2、2.7章、エチレン/酢酸ビニル共重合体(Eth
ylan/Vinylacetat−Copoly+w
ere) 、カルル・ハンザ−出版(Carl Han
ser Verlag、 Munchen4ien) 
1982、570−572ページ:アルネ(M、 Ar
ne) 。
シュバール(R,H,5chvar) 、轍叉番号15
5.エチレン共重合体(Ethylene Copol
ymers) 、プロセス・エコノミクス・プログラム
(Process Economics Progra
m) * メンロパーク(Menlo Park。
Ca1fornia) 、 1−40ページ(1983
)を参照1゜本件共重合は以下の3種の方法で実施する
ことができる: 1、乳化重合 2、溶液重合 および 3、高圧重合 乳化重合による EVAの製造はDE−O330000
09に記載されている。40ないし70重量%の共重合
した酢酸ビニルを含有する生成物もこの方法により得る
ことができる。この生成物は、完全には除去し得ない乳
濁液の残留物を含有する。
したがって、これらの重合体は多くの応用面で不適当で
ある。
75重量%以上の酢酸ビニルを含有する EVAの乳化
重合による製造も公知である。30ないし500バール
の圧力、20ないし100℃の温度で実施する中圧法が
典型的である。このようにして得られる共重合体は高い
ゲル含量を有し、多くの目的に固体ゴムとして加工する
ことができない。したがって、これらの重合体は一般に
は全く単離されず、替わりに水性固体分散液(ラテック
ス)を直接に適用する。
EVA製造用の溶液重合法においては、ゲルを含有しな
い生成物の製造が一方では重合の全工程を通じて生成物
の良好な溶解性を必要とし、他方では成長する重合体鎖
への溶媒の移動定数が低いことを必要とするために、極
めてわずかな選択の自由度があるのみである。したがっ
て、たとえば第3ブタノールまたは第3ブタノール、メ
タノールおよび炭化水素の混合物が、30重量%以上の
酢酸ビニルを含有する EVA の製造用の溶液重合工
程における溶媒として使用される(UP−p s  2
,396,785、DE−Ass  l 126614
およびl 126613、P R−P S 11893
B?ならびにU P−P S 2.947.735: 
GB−P S S 807.112および843.97
4 ;F R−P S S 1238589および12
25704ならびにDH−O33323531を参照)
。加えて、EvAの経済的な製造のためには、重合は、
かなりの粘性を生ずる高い固体濃度で実施しなければな
らない、75重量%以内の酢酸ビニルを含有する生成物
は溶媒重合により得ることができる(D E −A S
 l 495767)。
低い酢酸ビニル含有量のEVA は高圧塊状重合により
製造することができる(プッヵ(H,Bucka) 、
 二yチz (R,N1tsche) 、オンデル力(
H。
0nderka) *樹脂とゴム(Plaste un
d Kautachuk)30、6.302−305ペ
ージ(1983) )。この重合法は一般に、1,00
0ないし3.000バールの圧力下、150ないし28
0℃の温度で実施する。この方法により製造した30重
量%以内の酢酸ビニル含有量を有する生成物は、熱熔融
(hotn+alt)接着剤として、また、粗製油(c
rude oil)および中温度留出物(middle
 distillates)用の、ならびに電線被覆剤
(sheathing of cables)用の流動
促進剤として使用することができる。
EVA高圧塊状重合体は、エチレンと酢酸ビニルとの高
圧塊状重合においては酢酸ビニルの含有量が増加するに
つれて生成物の粘着性も増加するために、これまで30
重量%以上の酢酸ビニルを含有する生成物への応用から
部分的に除外されていた。生成物の粘着性は製造工程に
おいて、特に排出装置(discharge unit
)において、および造粒中に問題を生ずるのである。粘
着性顆粒の貯蔵中にはケーキ形成(caking)およ
び詰まり(blockage)が一般であり、粘着性材
料の加工中には計量装置および混合装置中で困難に遭遇
する。
したがって、本発明の対象は30ないし80重量%の酢
酸ビニル含有量を有する、粘着性の減少したEVA を
高圧塊状重合法により製造することである。得られる共
重合体は、好ましくはゲル化した成分を実質的に含有し
ないものであるべきである。
驚くべきことには、少なくとも2個のアクリロイル基ま
たはメタクリロイル基を含有する少量の化合物の共重合
により、上記の本発明の対象が効率的に達成されること
がここに見いだされたのである。本発明記載の方法と減
少した粘着性との間には明確な因果関係が存在するので
はあるが、これは未だに明らかにされていない。いずれ
にしても、架橋用に、したがって分子量の増加に一般的
に使用される型の他の多官能性共重合単量体(たとえば
ジビニルベンゼン、シアヌル酸トリアリル、フタル酸ジ
アリル、リン酸トリアリル)の共重合が、減少した粘着
性という意味では有意の正の効果を持たないのであるか
ら、減少した粘着性が単に分子量の増加のみに起因する
ものではないと考えることができる。
したがって本発明は、使用する重合可能な単量体を基準
にして50 ppmないし2重量%の、好ましくは10
0 ppmないし1重量%の、1分子あたり少なくとも
2個のアクリロイル基またはメタクリロイル基を含有す
る(メタ)アクリロイル化合物の存在下に重合を実施す
ることを特徴とする、500ないし5,000バールの
圧力下における、好ましくは1.000ないし3,00
0バールの圧力下における高圧法での単量体の塊状重合
による、共重合した酢酸ビニルを30ないし80重量%
含有するエチレン/酢酸ビニル共重合体の製造方法に関
するものである。
本発明記載の方法に好ましい(メタ)アクリロイル化合
物は126ないし1.000の範囲の、好ましくは12
6ないし500の範囲の分子量を有する化合物、たとえ
ば無水アクリル酸、無水メタクリル酸、ならびに多価の
、より特定的には二価および三価の、脂肪族、環状脂肪
族、芳香脂肪族および芳香族の、1分子あたり2ないし
24個の炭素原子を含有するアルコールのアクリル酸エ
ステルおよびメタクリル酸エステル、たとえばエチレン
グリコール、プロパン−1,2−おヨヒー1.3−ジオ
ール、ブタン−1,2−1−1,3−1−2,3−およ
び−1,4−ジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキ
サンジオール特にヘキサン−1,6−ジオール、シクロ
ヘキサン−1,4−ジオール、1.4−ビス−(ヒドロ
キシメチル)−シクロヘキサン、ハイドロキノン、レゾ
ルシノール、ビスフェノールA1エトキシル化ビスフエ
ノールA1ハイドロキノンジー(β−ヒドロキシエチル
)−エーテル、グリセロール、トリメチロールエタンお
よヒドリメチロールプロパン、70ログルシノールのア
クリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルである。
他の好ましい(メタ)アクリロイル化合物はポリエーテ
ルポリオールの、好ましくは1分子あたりlないし20
個の、好ましくは1ないし12個のエーテル酸素原子を
含有するポリエチレングリコールおよびポリプロピレン
グリコールのアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エ
ステル、より特定的にはジエチレングリコールおよびト
リエチレングリコールの、ならびにジプロピレングリコ
ールおよびトリプロピレングリコールのアクリル酸エス
テルおよびメタクリル酸エステルである。
本発明に従って使用する(メタ)アクリロイル化合物に
加えて、使用する単量体、すなわちエチレンと酢酸ビニ
ルとの合計量の10重量%までを他の共重合単量体で置
き換えてもよい。この種の共重合単量体の好ましい例は
一酸化炭素および、とりわけ、共重合し得る C−C二
重結合に加えて、単量体の組み込み中に重合体鎖中に残
留して、得られる共重合体の種々の加硫剤による加硫を
可能にする反応性基をも含有する化合物である。この種
の反応性基をも含有する共重合単量体は、たとえば以下
の式 R′ 式中、 Rは14.CH3であり、 R゛は−C00H、−CON Hz、 −COOCH,OH。
C00CH,C11−・CH,、 C00CHsCHwCi 。
−(’: ON HCH= CH、、 COOCOC(CHs ) ” CHzに相当する化合
物である。
本発明記載の方法は50ないし450℃の範囲の温度で
、好ましくは100ないし350℃の範囲の温度で実施
することができる。
本発明記載の方法は遊離基形成性化合物により開始させ
ることができる。適当な重合開始剤には、エチI/ンの
高圧単独重合用にも使用される化合物が含まれる。たと
えば、好ましくは重合する単量体を基準にして10ない
しi、oooモル−pp拶の量で使用する酸素が適して
いる。他の重合開始剤は、たとえば過酸化物、ハイドロ
パーオキサイドおよびこれらの混合物、とりわけ、酸素
と過酸化物および/またはバイトロバ・−オキサイドと
の混合物である。好ましい過酸イし物およびノーイドロ
ノ(−オキサイドには過ピバリン酸第3ブチル、過酸化
ジ第3ブチル、第3プチルノ1イドロバ−オキサイド、
過安息呑酸第3ブチル、過酸化ジラウロイル、過イソオ
クタン酸第3ブチルおよび過イソノナン酸第3ブチルが
含まれる。過酸化ジ第3ブチル、過ピパリン酸第3ブチ
ルおよび過イソノナン酸第3ブチルが特に適している。
。 添加する開始剤の濃度は一般に、重合する全単I、体を
基準にL7て0.001ないし100モル−pp菫の範
囲、好ましくはo、iないし30モル=ppmの範囲で
ある。開始剤に適した溶媒は脂肪族炭化水素、たとえば
オクタン−21こはガソリンであるが、他の不活性溶媒
、たとえばクロロベンゼン、シクロヘキザンまたはメタ
ノールも使用することが〒きる。
通常の調節剤、たとえば:炭化水素、たとえばゾロパン
、プロペン、イソオクタン:ケトン類、たとえばア七ト
ン、エチルメチルケトン;アルデヒド類、たとえばプロ
ピオンアルデヒドは、本発明記載の方法にiりいても調
節作用を有する。17たがって、この種の調節剤は添加
しないのが好ましい。たとえば開始剤用の、または撹拌
機シャフトの洗浄用の溶剤としてその使用が避けられな
いならば、これらの化合物の調節効果は本発明に従って
使用する(メタ)アクリロイル化合物の髪を増加させる
ことにより、または典型的な架橋剤を使用して補償する
ことができる。
本発明に従って製造した共重合体は、たと丸ば以下のよ
うにして後処理することができる二重合が終了したとこ
ろで、反応混合物をlOθないし500バールの圧力、
150ないし300 ’Oの範囲のは度が通常である高
圧生成物分離帯域に導入する。この高圧生成物分離器中
で、反応器中に存在する共重合体を重合しなかった単量
体から分離する。共重合体を高圧生成物分離器から、1
0バール以下の圧力が通常である低圧生成物分離器゛に
移送する。
得られた生成物を排出装置により低圧生成物分離器から
除去し、冷却し、顆粒化する。水中造粒[1(undo
rvat、er granulator)を使用するの
が好ましく、使用する水は、顆粒の粘着性をさらに減少
させるための添加剤を含有していてもよい。
本発明に従って製造した共重合体は好ましくは、共重合
体を基準にして0.5重量%以下の、好ましくは0.2
 前景%以下の、ソックスレー装置中で第3ブタノール
を用いて24時間抽出したのちの不溶性残留物として測
定17たゲル含量を有する。定性的には、ゲル成分の存
在は直径2ないし51Ill11で押出しした共重合体
ストランドの表面の粗ざの形で、極めて容易に認めるこ
とができる。
本発明に従って製造した共重合体の熔融流動指数(MF
I)は一般に、100 g/分以下(190℃/2−1
6 kpで測定した値で)である。数平均として測定し
たその分:F量M。は(トルエン中の膜没透性により測
定した値で) 15.000ないし20.000の範囲
、好ましくは22.000ないし70,000の範囲で
あり:そのDIN53523によるムーニー粘度は一般
に50 ML (1+ 4) 100℃以下である。
本発明に従って製造した共重合体は非加硫形状および加
硫形状のいずれでも使用することができる。その非加硫
形状での使用の好ましい例は、潤滑剤および油圧機用油
(hydraulic oil)  (たとえばD I
 N 7728 Tlによる中温度留出物)用の流動促
進剤として、接着性結合剤、より特定的には熱熔融接着
剤として、ならびに熱可塑物、硬化可塑物およびゴム用
の(可塑化性)混合成分としてのものである。使用量は
予定した特定の用途に応じて決まる。たとえば、流動促
進剤は本発明に従って製造した共重合体の1重量%以上
の量を含有するであろうし、熱熔融接着剤は100重量
%までの量を含有するであろう。
適当な熱可塑物および硬化可塑物には、たとえばpvc
、ポリメタクリル酸メチル、ABS  を含むスチレン
−アクリロニトリル共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポ
リカーボネートを含むポリエステル、ポリアミド、ポリ
酢酸ビニル、ポリ硫化フェニレン、ポリエチレンおよび
熱可塑性ポリエステルたとえばポリアルキレンテレフタ
レート:不飽和ポリエステル樹脂、フェノール/ホルム
アルデヒド縮合体およびアミン/ホルムアルデヒド縮合
体が含まれる。
本発明に従って製造した共重合体は、大部分の応用面に
加硫した形状で使用する。加硫は一任意に充填剤、安定
剤等を添加したのちに一過酸化物を用いる架橋により実
行し得る。過酸化物は多官能性架橋性化合物、たとえば
シアヌル酸トリアリル、イソシアヌル酸トリアリル、ビ
スマレイン酸イミドまたはニビニルベンゼンとの組合わ
せで使用することができる。
エチレン単位および酢酸ビニル単位に加えて、これも上
に記述した反応性基を有する共重合単量体の共重合した
残基をも含有する、本発明に従って製造した共重合体は
、他の架橋剤を用いて架橋させることもできる。この目
的に適した方法には、カルボキシル基を含有する重合体
用の、金属酸化物または金属過酸化物、たとえば酸化亜
鉛、過酸化スズ、酸化マグネシウム、酸化カルシウムを
用いる塩加硫:エボキシ含有重合体および無水物含有重
合体用の、ジアミンまたはジスルフィドを用いる架橋;
水酸基を含有する重合体用の、ジイソシアネートを用い
る架橋;二重結合および塩素を含有する重合体用の、ま
たは組み込まれた一酸化炭素を含有する重合体用の、単
体硫黄または硫黄供与体を用いる架橋が含まれる。上記
の架橋反応に加えて、加硫反応、たとえば樹脂加硫また
はキノン類を用いる架橋も適している。
本発明の関連において“加硫した“は、抽出剤としてト
ルエンを用いるツクスレー装置中での10時間の抽出中
に、共重合体を基準にして5重量%未満が、好ましくは
3重量%未満が抽出可能であるに過ぎないことを意味す
る。
本発明に従って製造した共重合体の加硫物の重要な用途
の一つは他のゴム、たとえばブタジェン、イソプレン、
クロロブレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリ
ル酸またはメタクリル酸とC,−C,−モノアルコール
およびジアルコールとのエステル、塩化ビニル、エチレ
ンのゴム状単独重合体および共重合体用の混合成分とし
てのものである。
これらの目的には、本発明に従って製造した共重合体を
広い範囲で変わる量で、たとえば上記の混合物を基準に
してlないし99重量%の、好ましくはIOないし90
重量%の、より好ましくはlOないし40、および60
ないし90重量%の量で使用することができる。
多くの場合、共重合体は未加硫形状で未加硫ゴムに添加
し、ついで両者を同時に加硫するのではあるが、本件共
重合体は既に加硫した形状で添加することもできる。
この最後の具体例はまた熱可塑物との、たとえば1重量
%から30重量%以下までのVA を含有するエチレン
/酢酸ビニル共重合体との混合物に適用することもでき
る。
本発明に従って製造したこれらの加硫した共重合体は単
独でも、上記の混合物の形状ででも成形品、フィルムお
よび全ての種類の被覆の製造に、たとえば電線被覆およ
び電気伝導性層、シール、ホース、コンベヤベルト、動
力伝達要素(powertransmission e
lement)たとえばギヤベルトおよびV−ベルト、
ならびに雑音絶縁および振動減衰用の絶縁材料の製造に
使用することができる。
実施例 理想的に逆混合する(with 1deal back
−mixing)連続流通(continuous−f
low) 700 w、(1高圧撹拌オートクレーブ(
パツキン箱(stuffing box)なし)中で試
験を行った。過インオクタン酸第3ブチルを開始剤とし
て使用した。使用量は、25 kg/時の単量体流通量
に対して160℃で反応温度を一定に保ち得るように選
択した。個々の試験における重合転化率は14ないし1
6%であった。滞留時間は1分であった。全ての試験に
おいて、圧力は一定(1850バール)に保った。
以下の表は、種々の酢酸ビニル含有量(VA)で得られ
た共重合体の粘着性に対する無水メタクリル酸(MA 
S A)の効果を示す。粘着性は0ないし5の尺度で数
値化した。ここで〇−実質的に無粘着性、5−極端に粘
着性である。
ロ ロ の 膿ト膿 △ cI:1  へ 得 シ  の ロ    」 −cQ得 ロ ロ一 vV3 g o く 本発明の主なる特徴および態様は以下のとおりである。
1、使用する重合可能な単量体を基準にして50 pp
−ないし2重量%の、1分子あたり少なくとも2個のア
クリロイル基またはメタクリロイル基を含有する(メタ
)アクリロイル化合物の存在下に重合を実施することを
特徴とする、500ないし5,000バールの圧力下に
おける高圧法での単量体の塊状重合による、共重合した
酢酸ビニルを30ないし80重量%含有するエチレン/
酢酸ビニル共重合体の製造方法。
2.1.000ないし3 、000バールの圧力下で実
施することを特徴とする上記の第1項記載の方法。
3.1分子中に少なくとも2個のアクリロイル基または
メタクリロイル基を含有する(メタ)アクリロイル化合
物の100 ppmないし1重量%の存在下に反応を実
施することを特徴とする上記の第1および第2項記載の
方法。
4、無水アクリル酸または無水メタクリル酸を上記の(
メタ)アクリロイル化合物として使用することを特徴と
する上記の第1ないし第3項記載の方法。
5.1分子あたり少なくとも2個のアクリロイル基また
はメタクリロイル基を含有する共重合した(メタ)アク
リロイル化合物を50 ppmないし2重量%含有する
、上記の第1ないし第4項記載の方法により製造したエ
チレン/酢酸ビニル共重合体。
6、上記の第5項記載の共重合体の流動促進剤としての
、接着性結合剤としての、および熱可塑物および硬化可
塑物用の混合成分としての使用。
7、上記の第5項記載の共重合体の成形品製造用の使用
8、上記の第5項記載の共重合体の加硫物製造用の使用
特許出願人 バイエル・アクチェンゲゼルシャツに

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、使用する重合可能な単量体を基準にして50ppm
    ないし2重量%の、1分子あたり少なくとも2個のアク
    リロイル基またはメタクリロイル基を含有する(メタ)
    アクリロイル化合物の存在下に重合を実施することを特
    徴とする、500ないし5,000バールの圧力下にお
    ける高圧法での単量体の塊状重合による、共重合した酢
    酸ビニルを30ないし80重量%含有するエチレン/酢
    酸ビニル共重合体の製造方法。 2、1分子あたり少なくとも2個のアクリロイル基また
    はメタクリロイル基を含有する共重合した(メタ)アク
    リロイル化合物を50ppmないし2重量%含有する、
    特許請求の範囲第1項記載の方法により製造したエチレ
    ン/酢酸ビニル共重合体。 3、特許請求の範囲第2項記載の共重合体の、流動促進
    剤としての、接着性結合剤としての、および熱可塑物お
    よび硬化可塑物(duroplastics)用の混合
    成分としての使用。 4、特許請求の範囲第2項記載の共重合体の加硫物製造
    用の使用。
JP1331417A 1988-12-23 1989-12-22 エチレン/酢酸ビニル共重合体の製造方法、新規なエチレン/酢酸ビニル共重合体およびその使用 Pending JPH02214707A (ja)

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EP (1) EP0374664B1 (ja)
JP (1) JPH02214707A (ja)
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