JPH04268328A - 分岐ポリカーボネート - Google Patents

分岐ポリカーボネート

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JPH04268328A
JPH04268328A JP3048597A JP4859791A JPH04268328A JP H04268328 A JPH04268328 A JP H04268328A JP 3048597 A JP3048597 A JP 3048597A JP 4859791 A JP4859791 A JP 4859791A JP H04268328 A JPH04268328 A JP H04268328A
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JP
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mol
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branched polycarbonate
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JP3048597A
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Shigeki Kuze
茂樹 久世
Takashi Komatsu
敬 小松
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Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Petrochemical Co Ltd
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G64/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbonic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G64/04—Aromatic polycarbonates
    • C08G64/06—Aromatic polycarbonates not containing aliphatic unsaturation
    • C08G64/14—Aromatic polycarbonates not containing aliphatic unsaturation containing a chain-terminating or -crosslinking agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G64/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbonic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G64/04—Aromatic polycarbonates
    • C08G64/06—Aromatic polycarbonates not containing aliphatic unsaturation
    • C08G64/08—Aromatic polycarbonates not containing aliphatic unsaturation containing atoms other than carbon, hydrogen or oxygen
    • C08G64/10—Aromatic polycarbonates not containing aliphatic unsaturation containing atoms other than carbon, hydrogen or oxygen containing halogens

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  • Polymers & Plastics (AREA)
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  • Polyesters Or Polycarbonates (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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な分岐ポリカーボ
ネートに関し、詳しくは難燃性,機械的強度及び溶融特
性(ブロー成形性)に優れた新規な分岐ポリカーボネー
トに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
ハロゲンを含有する共重合難燃性ポリカーボネートとし
ては、特公昭46−40715号公報,同47−246
60号公報,特開昭51−123294号公報,同51
−136796号公報,同52−140597号公報,
同54−50065号公報,同56−99226号公報
等に記載されたものが知られている。しかしながら、こ
れらのポリカーボネートにおいて、実用上、難燃性,機
械的強度,溶融特性(ブロー成形性)の満足できるもの
は得られていない。また、分岐状ポリカーボネートに難
燃性を付与するため、無機鉱酸,有機カルボン酸及びス
ルホン酸のアルカリ金属塩等を添加する方法(特公昭6
0−51497号公報)、難燃性モノマー(テトラブロ
モビスフェノールA等)を共重合する方法(特公昭55
−12132号公報)が知られているが、前者は添加物
が混入しているため機械的強度が十分でなく、後者も分
岐剤の存在によって機械的強度の改善が見られるものの
、未だ実用上、十分ではなかった。そこで本発明者らは
、難燃性,機械的特性及び溶融特性(ブロー成形性)に
優れた新規なポリカーボネートを開発すべく鋭意研究を
重ねた。
【0003】
【課題を解決するための手段】その結果、特定の分岐剤
から誘導された分岐構造を有すると共に末端位にトリハ
ロゲノフェノキシ基を有する新たな分岐状のポリカーボ
ネートが、上記課題を解決しうることを見出した。本発
明はかかる知見に基づいて完成したものである。すなわ
ち、本発明は、一般式(A)
【0004】
【化5】
【0005】〔式中、Rは水素あるいは炭素数1〜5の
アルキル基であり、R1 〜R6 はそれぞれ水素,炭
素数1〜5のアルキル基あるいはハロゲンである。〕で
表される分岐剤から誘導される分岐構造を有し、繰り返
し単位(I)
【0006】
【化6】
【0007】及び繰り返し単位(II)
【0008】
【化7】
【0009】〔式中、X1 〜X4 はハロゲンである
。〕を有すると共に、末端位に一般式(III)
【00
10】
【化8】
【0011】〔式中、X5 〜X7 はハロゲンである
。〕で表されるトリハロゲノフェノキシ基が結合し、か
つ粘度平均分子量が10,000〜50,000のポリ
マーであり、そのポリマー中の該分岐構造の割合が0.
1〜2.0モル%であり、繰り返し単位(II)の含有
量が10モル%以下であることを特徴とする分岐ポリカ
ーボネートを提供するものである。本発明の分岐ポリカ
ーボネートは、上記の如く一般式(A)
【0012】
【化9】
【0013】で表される分岐剤から誘導された分岐核構
造を有する。ここで、Rは水素あるいは炭素数1〜5の
アルキル基、例えばメチル基,エチル基,n−プロピル
基,n−ブチル基,n−ペンチル基などである。また、
R1 〜R6 は水素,炭素数1〜5のアルキル基(例
えばメチル基,エチル基,n−プロピル基,n−ブチル
基,n−ペンチル基など)あるいはハロゲン原子(例え
ば塩素原子,臭素原子,フッ素原子など)である。一般
式(A)の分岐剤は、さらに具体的には1,1,1−ト
リス(4−ヒドロキシフェニル)メタン;1,1,1−
トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン;1,1,1
−トリス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン;1,1
,1−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシフェニル)
メタン;1,1,1−トリス(2−メチル−4−ヒドロ
キシフェニル)エタン;1,1,1−トリス(3−メチ
ル−4−ヒドロキシフェニル)メタン;1,1,1−ト
リス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)エタン;
1,1,1−トリス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキ
シフェニル)メタン;1,1,1−トリス(3,5−ジ
メチル−4−ヒドロキシフェニル)エタン;1,1,1
−トリス(3−クロロ−4−ヒドロキシフェニル)メタ
ン;1,1,1−トリス(3−クロロ−4−ヒドロキシ
フェニル)エタン;1,1,1−トリス(3,5−ジク
ロロ−4−ヒドロキシフェニル)メタン;1,1,1−
トリス(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)
エタン;1,1,1−トリス(3−ブロモ−4−ヒドロ
キシフェニル)メタン;1,1,1−トリス(3−ブロ
モ−4−ヒドロキシフェニル)エタン;1,1,1−ト
リス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)メ
タン;1,1,1−トリス(3,5−ジブロモ−4−ヒ
ドロキシフェニル)エタンなどである。本発明の分岐ポ
リカーボネートは、上述のような分岐剤から誘導された
分岐構造を有し、具体的には下記の式で表されるもので
ある。
【0014】
【化10】
【0015】〔式中、m,n及びoは整数であり、PC
はポリカーボネート部分を示す。R及びR1 〜R6 
は前記と同様である。〕ここで、分岐構造の割合(分岐
核の割合)は、全体の0.1〜2.0モル%、好ましく
は0.2〜1.0モル%である。この割合が2.0モル
%を超えるとゲル化が起こり、一方、0.1モル%未満
ではブロー成形性に劣る。また、本発明の分岐ポリカー
ボネートは、上述した一般式(I)で表される繰り返し
単位及び一般式(II)で表される繰り返し単位を有す
るものである。ここで、一般式(II)中のX1 〜X
4 は、それぞれ臭素原子,塩素原子,フッ素原子等の
ハロゲン原子を示す。このX1 〜X4 は、それぞれ
同じものでも異なるものでもよいが、通常は同じもので
ある場合が多い。
【0016】また、本発明の分岐ポリカーボネートは、
分子の末端位、特に両末端位に一般式(III)で表さ
れるトリハロゲノフェノキシ基が結合している。この一
般式(III)中のX5 〜X7 についても、上記X
1 〜X4 の場合と同様にそれぞれ臭素原子,塩素原
子,フッ素原子等のハロゲン原子を示す。なお、上記一
般式(II)で表される繰り返し単位中のX1 〜X4
 と一般式(III)中のX5 〜X7 は、同じもの
でも異なるものでもよい。本発明の分岐ポリカーボネー
トにおいて、繰り返し単位(I)及び繰り返し単位(I
I)のモル分率については、該分岐ポリカーボネート中
の繰り返し単位(II)の含有量が10モル%以下、好
ましくは1〜6モル%であることを必要とする。該分岐
ポリカーボネート中の繰り返し単位(II)の含有量が
10モル%を超えると、機械的強度が低下する。さらに
、本発明の分岐ポリカーボネートの重合度については、
粘度平均分子量が10,000〜50,000の範囲が
適当である。好ましくは、15,000〜40,000
である。ここで粘度平均分子量が10,000未満のも
のでは、耐衝撃性等の機械的強度が充分でなく、一方、
50,000を超えると成形性が悪くなる。本発明の分
岐ポリカーボネートは、上記繰り返し単位(I),(I
I)を有し、かつ末端位置に一般式(III)のトリハ
ロゲノフェノキシ基が結合した構成であり、これらのラ
ンダム共重合体,ブロック共重合体,交互共重合体など
様々なものがある。なお、この分岐ポリカーボネートの
分子鎖中には、繰り返し単位(I),(II)以外の繰
り返し単位が少量混入していても差支えない。このよう
な他の繰り返し単位を構成する第三のコモノマーとして
は、ビスフェノールスルホン(BPS),チオビスフェ
ノール(TDP)などがある。その含有量(モル分率)
は、ポリカーボネートの総量に対して、好ましくは0〜
20モル%、より好ましくは0〜10モル%である。こ
の含有量が20モル%を超えると、機械的強度が低下す
る場合があり好ましくない。
【0017】本発明の分岐ポリカーボネートは、様々な
方法により製造することができるが、好ましい製造方法
としては次の二つの方法をあげることができる。まず、
第一の方法によれば、一般式(A)で示される分岐剤と
一般式(II)の繰り返し単位の構成原料であるテトラ
ハロゲノビスフェノールA(THA)(テトラブロモビ
スフェノールA,テトラクロロビスフェノールA,テト
ラフルオロビスフェノールAなど)のアルカリ水溶液(
水酸化ナトリウム水溶液,水酸化カリウム水溶液,炭酸
ナトリウム水溶液など),一般式(I)の繰り返し単位
の構成原料であるビスフェノールA(BPA)のアルカ
リ水溶液および一般式(III)で表されるトリハロゲ
ノフェノール(THP)(トリブロモフェノール,トリ
クロロフェノール,トリフルオロフェノールなど)のア
ルカリ水溶液を、塩化メチレン,クロロベンゼン,ピリ
ジン,クロロホルム,四塩化炭素などの溶媒ならびに三
級アミン(トリエチルアミン,トリメチルアミン等)や
四級アンモニウム塩(トリメチルベンジルアンモニウム
クロライド等)を触媒として所定量比で混合撹拌し、こ
れにホスゲンを吹込んでポリカーボネートオリゴマーを
生成する(プレ縮合)。この反応の温度は、特に制限は
ないが、通常は0〜50℃、好ましくは5〜40℃とし
、時間は10分〜3時間の範囲で適宜選定する。このと
きに反応系は発熱するので水冷もしくは氷冷することが
好ましい。なお、トリハロゲノフェノールの一部(50
モル%以下)をp−tert−ブチルフェノールやフェ
ノールなどの一価フェノールに変えて、併用してもよい
。
【0018】次いで、上記で得られたポリカーボネート
オリゴマー溶液にBPA,前記溶媒,前記アルカリ水溶
液及び触媒を加えて攪拌し、反応を続け界面重縮合を行
い、反応生成物を含有する相を洗浄,精製処理すること
により目的とする分岐ポリカーボネートを得ることがで
きる。この反応の温度は、特に制限はないが、通常は0
〜50℃、好ましくは5〜40℃とし、時間は10分〜
6時間の範囲で適宜選定する。
【0019】第二の方法は、BPA,前記溶媒,前記ア
ルカリ水溶液を混合撹拌し、ホスゲンを吹込んでポリカ
ーボネートオリゴマーを生成する。このときの温度は、
限定されるものではないが、一般的には0〜50℃、好
ましくは5〜40℃とし、時間は10分〜3時間の範囲
である。このときに反応系は発熱するので水冷もしくは
氷冷することが好ましい。次いで、上記で得られたポリ
カーボネートオリゴマー溶液に前記分岐剤,前記THA
,THP,前記アルカリ水溶液及び触媒を加えて攪拌し
、反応を続け界面重縮合(プレ縮合)を行い(この反応
の温度は、通常は0〜50℃、好ましくは5〜40℃と
し、時間は10分〜3時間の範囲で適宜選定する。)、
反応後、BPA,前記アルカリ水溶液及び溶媒を入れて
再度反応をさせる。また、この反応の温度は、状況に応
じて異なるが、通常は0〜50℃、好ましくは5〜40
℃とし、時間は10分〜6時間の範囲で定めればよい。 反応生成物を含有する相を洗浄,精製処理を行うことに
より分岐ポリカーボネートを得ることができる。
【0020】また、本発明の分岐ポリカーボネートは、
上記2つの方法以外にも下記の方法にて得ることができ
る。例えば、BPAと分岐剤とホスゲンを反応させた後
、THA及びTHPを反応させ、さらにBPAを反応さ
せる方法、又はBPAとホスゲン及びTHAとホスゲン
よりそれぞれのオリゴマーを合成した後、分岐剤及びB
PAを反応させる方法等がある。このような分岐ポリカ
ーボネートの生成過程において、触媒の添加時期は特に
制限はないが、好ましくはTHA,THP,分岐剤を反
応させるときに添加するのがよい。上記界面重縮合反応
において、THAは得られるオリゴマー中の繰り返し単
位(II)を構成し、また、BPAは繰り返し単位(I
)を構成することから、上記THAとBPAの仕込み量
比は、製造すべきポリカーボネートの繰り返し単位(I
),(II)のモル分率あるいは含有すべきハロゲン原
子の割合に応じて適宜定めることとなる。一方、THP
およびホスゲンの導入量は、繰り返し単位(I),(I
I)のそれぞれの重合度を規定し、さらにはポリカーボ
ネート全体の重合度、ひいては分子量を規定する。した
がって、その導入量はその目的に応じた量とすればよい
。また、ホスゲンの吹込みにあたっては、時間あたりの
吹込み量を適宜調節して、反応終了時の吹込み総量が反
応に必要な供給量となるように管理する。なお、上記反
応において、ホスゲンの代わりに各種の炭酸エステル形
成性誘導体、例えばブロモホスゲン,ビス(2,4,6
−トリクロロフェニル)カーボネート,ビス(2,4−
ジクロロフェニル)カーボネート,ビス(2−シアノフ
ェニル)カーボネート,クロロギ酸トリクロロメチルな
どを用いることも可能である。これらいずれの方法によ
っても、本発明の分岐ポリカーボネートを得ることが可
能である。
【0021】本発明の分岐ポリカーボネートは、前述の
如く粘度平均分子量が10,000〜50,000の範
囲が適当である。好ましくは、15,000〜40,0
00であり、この範囲に粘度平均分子量を調整するには
、主として分子量調節剤として使用されるTHPの使用
量を選定することによって行うことができる。通常は、
ポリマーを構成する二価フェノール類に対して、好まし
くは0.01〜0.1倍モルの割合で用いられる。また
、ポリカーボネートオリゴマーにBPA,アルカリ水溶
液およびトリエチルアミンなどの触媒を添加し、界面重
縮合によりポリカーボネートを生成するに際して、その
触媒の使用量は、触媒/クロロフォーメート(ブロモフ
ォーメート等)基を0.0005〜0.03(モル/モ
ル)とするのが好ましい。また、ポリカーボネートオリ
ゴマーにBPA,アルカリ水溶液およびトリエチルアミ
ンなどの触媒を添加し、界面重縮合によりポリカーボネ
ートを生成するに際して、その苛性アルカリの使用量は
、苛性アルカリ/フェノール類の水酸基を0.5〜5.
0(モル/モル)とするのが好ましい。なお、本発明の
分岐ポリカーボネートは、界面重縮合以外に、ジフェニ
ルカーボネート,ビス(2,4,6−トリクロロフェニ
ル)カーボネート,ジメチルカーボネート,ジエチルカ
ーボネート,ジブチルカーボネート等の炭酸エステル形
成誘導体を用いて、溶融重縮合,固相重合法等によって
も製造できる。 また、本発明の分岐ポリカーボネートは、必要に応じて
各種の添加剤、例えばハロゲン含有難燃剤,有機スルホ
ン酸のアルカリ(土類)金属塩などの難燃剤,離型剤,
滑剤,酸化防止剤,赤外線吸収剤,顔料などを用いるこ
ともできる。さらに、用途に応じて他の熱可塑性樹脂,
ガラス繊維,無機充填剤などを配合することもできる。
【0022】
【実施例】次に、本発明を合成例,実施例及び比較例に
よりさらに詳しく説明する。合成例(ポリカーボネート
オリゴマーの合成) 内容積60リットルの攪拌機付き容器の中に、BPA2
730g,塩化メチレン10リットル及び2.0規定水
酸化ナトリウム水溶液16.8リットルを入れて攪拌し
、水浴冷却しながら、ここにホスゲンを70分間吹き込
んだ。得られた反応液を室温下で静置したところ、下相
にオリゴマーの塩化メチレン溶液が分離生成した。この
オリゴマーは、濃度が320g/リットル、数平均分子
量850、クロロフォーメート基濃度が0.7モル/リ
ットルのものであった。
【0023】実施例1 内容積50リットルの撹拌機付き容器に、上記合成例に
て合成したポリカーボネートオリゴマー溶液10リット
ル,テトラブロモビスフェノールA(TBA)196g
( 0.36モル),トリブロモフェノール(TBP)
169g(0.51モル),1,1,1−トリス(4−
ヒドロキシフェニル)エタン(THPE)21.8g(
 0.071モル),水酸化ナトリウム86.6g( 
2.17モル),トリエチルアミン2.9ミリリットル
(0.021モル)及び水1.35リットルを加え、6
0分間攪拌して反応させた(プレ縮合)。反応終了後、
上記反応系にBPA457g( 2.00モル),水酸
化ナトリウム267g( 6.68モル),水3.42
リットル及び塩化メチレン6.1リットルを加えて攪拌
し反応させた。60分後、得られた反応生成物を水相と
生成したコポリマーを含有する塩化メチレン相とに分離
した。この塩化メチレン相をアルカリ( 0.01規定
水酸化ナトリウム水溶液),酸(0.1規定塩酸),水
の順に洗浄分離した。この塩化メチレン相から塩化メチ
レンを40℃にて減圧下で除去し、白色粉末状のコポリ
マーを得た。さらに120℃にて乾燥後、ペレタイズを
行った。得られたコポリマー(分岐ポリカーボネート)
の粘度平均分子量は24,100、ガラス転移温度15
6℃であり、ゲルパーミェーションクロマトグラフィー
により分子量分布を測定したところ、単一ピークを有す
る分布を示した。このコポリマーにおけるコモノマーの
含有量をNMRから求めたところ、BPA:93.6モ
ル%,TBA:2.3モル%,TBP:3.6モル%,
THPE:0.5モル%であった。得られたペレットの
臭素含有率を測定したところ、6.1重量%であった。 なおこの臭素含有率の測定は、サンプルをアルカリ分解
し、ホルハルト法にて分析することにより行った。得ら
れた分岐ポリカーボネートの性状を第1表及び第2表に
示す。また、図1に 1H−NMR,図2にIRのスペ
クトルを示す。
【0024】実施例2〜6及び比較例1〜3プレ縮合時
に用いるモノマーの種類及び水酸化ナトリウム量を変え
た以外は、実施例1と同様の操作を行った。 得られた分岐ポリカーボネートの性状を、第1表及び第
2表に示す。なお、比較例で用いたPTBPは、p−t
−ブチルフェノールである。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】
【表3】
【0028】
【表4】
【0029】*1  コポリマーをアルカリ分解してホ
ルハルト法にて分析した。 *2  ウベローデ型粘度管にて、20℃における塩化
メチレンの粘度より換算したもの。 *3  厚さ1/8インチの試験片を用い、JIS−K
−7110に準拠した。 *4  難燃性試験UL−94  1/16インチ(厚
さ)(アンダーライターズラボラトリー・サブジェクト
94に従って垂直燃焼試験を行ったもの。 *5  ブロー成形性を示す物性値として非ニュートン
パラメーターを用いた。非ニュートンパラメーターは温
度280℃、オリフィスL/D=20/1,剪断応力9
×105 dyn/cm2 の時の剪断速度(D1 )
と剪断応力8×106 dyn/cm2 の時の剪断速
度(D2 )の比(D2 /D1 )で表される。30
〜90が好ましく、40〜80が特に好ましい。30以
下ではドローダウンが大きくブロー成形性に乏しく、9
0を越えると溶融粘度が高くなりすぎて成形が困難にな
る。
【0030】
【発明の効果】以上の如く、本発明の新規な分岐ポリカ
ーボネートは、難燃性にすぐれるとともに、耐衝撃性が
充分に高く、そのうえ溶融特性(ブロー成形性)にすぐ
れたものである。特に、難燃性としてはUL−94  
1/16インチ(厚さ)がV−0である。また、耐衝撃
性としてはアイゾット衝撃強度が50kg・cm/cm
以上であり、さらに溶融特性(ブロー成形性)として非
ニュートンパラメーターが30以上である。したがって
、本発明の分岐ポリカーボネートは各種工業材料、例え
ば、家庭電化製品,OA機器,建材,シート等に幅広く
かつ有効に利用される。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で得られた分岐ポリカーボネートの 
1H−NMRスペクトルを示す。
【図2】実施例1で得られた分岐ポリカーボネートのI
Rスペクトルを示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  一般式(A) 【化1】 〔式中、Rは水素あるいは炭素数1〜5のアルキル基で
    あり、R1 〜R6 はそれぞれ水素,炭素数1〜5の
    アルキル基あるいはハロゲンである。〕で表される分岐
    剤から誘導される分岐構造を有し、繰り返し単位(I)
    【化2】 及び繰り返し単位(II) 【化3】 〔式中、X1 〜X4 はハロゲンである。〕を有する
    と共に、末端位に一般式(III) 【化4】 〔式中、X5 〜X7 はハロゲンである。〕で表され
    るトリハロゲノフェノキシ基が結合し、かつ粘度平均分
    子量が10,000〜50,000のポリマーであり、
    そのポリマー中の該分岐構造の割合が0.1〜2.0モ
    ル%であり、繰り返し単位(II)の含有量が10モル
    %以下であることを特徴とする分岐ポリカーボネート。
JP3048597A 1991-02-22 1991-02-22 分岐ポリカーボネート Pending JPH04268328A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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