JPH09272731A - ポリエステル - Google Patents
ポリエステルInfo
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- JPH09272731A JPH09272731A JP11008596A JP11008596A JPH09272731A JP H09272731 A JPH09272731 A JP H09272731A JP 11008596 A JP11008596 A JP 11008596A JP 11008596 A JP11008596 A JP 11008596A JP H09272731 A JPH09272731 A JP H09272731A
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Abstract
(2) -CO-R-CO-O-CH 2 -CH(CH3 )-(CH 2 ) 4 -CH(CH3 )-CH2 -O- (1) -CO-R-CO-O-CH 2 -CH(CH3 )-(CH 2 ) 5 -CH(CH3 )-CH2 -O- (2) [式中、Rは炭素数2〜20のアルキレン基、シクロア
ルキレン基、アリレン基、あるいは−C 6 H 4 −X−C
6 H 4 −(XはO、S、SO2 、炭素数2〜8のアルキ
リデン基または炭素数1〜2のアルキレン基を表わす)
からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を示す]で
示される繰り返し単位を主体とし、数平均分子量が30
0〜30000であることを特徴とするポリエステル。 【効果】 耐加水分解性に優れ、かつ結晶化傾向を有し
ないポリエステルであって、塗料、接着剤、ポリウレタ
ンおよびポリアミドエラストマーやポリエステルエラス
トマー等の用途に使用した場合に、優れた柔軟性(可撓
性)、耐加水分解性や低温特性等を有する製品を与える
新規なポリエステルが提供される。
Description
ル、より詳しくは、塗料、接着剤、ポリウレタンおよび
ポリアミドエラストマーやポリエステルエラストマー等
の用途に適したポリエステルに関する。
の分野において分子末端が水酸基であるポリエステルが
使用されている。かかるポリエステルとしては、エチレ
ングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリ
コール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブタンジオ
ール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6
−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、グリセ
リン等の多価アルコールと多塩基酸またはその無水物あ
るいはそのエステル誘導体から得られるポリエステルが
知られている。これらのポリエステルの中でも、多塩基
酸として無水フタル酸、イソフタル酸およびテレフタル
酸等の芳香族ジカルボン酸をアジピン酸等の脂肪族ジカ
ルボン酸と併用し、2価あるいは3価以上の多価アルコ
ールとエステル化反応させて得られる水酸基末端のポリ
エステルは塗料や接着剤等の分野で広く用いられてい
る。
と2価あるいは3価以上の多価アルコールとをエステル
化反応させて得られる水酸基末端のポリエステルは、2
官能性以上のイソシアネート化合物と反応させることに
よりポリウレタンとすることができ、エラストマー、塗
料、接着剤、コーティング剤、フォーム等の広い用途に
用いられる。
ポリエステルも2官能性以上のイソシアネート化合物と
反応させることにより、耐熱性に優れるポリエステルポ
リアミドとすることができ、エラストマー等の用途に使
用されている。
いはカルボキシル基を有する従来のポリエステルは、一
般に耐加水分解性が悪い。このため、これら従来のポリ
エステルから得られる製品は、比較的短期間にその表面
が粘着性を帯びたり、または亀裂を生じたりしやすいと
いう問題がある。
ためには、該ポリエステルのエステル基濃度を小さくす
ることが一般に効果的である。ポリエステル中のエステ
ル基濃度を小さくするためには炭素数の多いグリコール
と炭素数の多いジカルボン酸からポリエステルを形成す
ることが好ましいが、得られるポリエステルは結晶化傾
向が高く、一般に高粘度の液体または固体となり、作業
性に劣るという問題がある。また、炭素数の多いグリコ
ールと炭素数の多いジカルボン酸から形成されるポリエ
ステルから得られる塗料、接着剤、ポリウレタン、およ
びポリアミドエラストマーやポリエステルエラストマー
等は耐加水分解性の向上は認められるが、結晶化傾向が
大きくなり、例えば−20℃のような低温雰囲気下に放
置すると耐屈曲性、柔軟性(可撓性)、低温接着性等に
代表される低温特性が著しく低下する。
用いて耐加水分解性に優れ、かつ結晶化傾向を有しない
ポリエステルを提供すべく研究を重ねた結果、2−メチ
ル−1,8−オクタンジオールおよび/または1,9−
ノナンジオールを含有するポリエステルを見出し、すで
に特許出願している(特開昭63−182330号公報
参照)。
も、通常使用される範囲の温度において若干の結晶化傾
向が認められることがあり、ポリウレタンやポリアミド
エラストマーとしたときに柔軟性において改善の余地が
認められた。
かつ結晶化傾向を有しないポリエステルであって、塗
料、接着剤、ポリウレタンおよびポリアミドエラストマ
ーやポリエステルエラストマー等の用途に使用した場合
に、優れた柔軟性(可撓性)、耐加水分解性や低温特性
等を有する製品を与える新規なポリエステルを提供する
ことを課題とする。
課題は、下記の式(1)および/または下記の式(2) -CO-R-CO-O-CH 2 -CH(CH3 )-(CH 2 ) 4 -CH(CH3 )-CH2 -O- (1) -CO-R-CO-O-CH 2 -CH(CH3 )-(CH 2 ) 5 -CH(CH3 )-CH2 -O- (2) [式中、Rは炭素数2〜20のアルキレン基、シクロア
ルキレン基、アリレン基、あるいは−C 6 H 4 −X−C
6 H 4 −(XはO、S、SO2 、炭素数2〜8のアルキ
リデン基または炭素数1〜2のアルキレン基を表わす)
からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を示す]で
示される繰り返し単位を主体とし、数平均分子量が30
0〜30000であることを特徴とするポリエステルを
提供することによって解決される。
は式(2)で示される繰り返し単位を主体とする」と
は、ポリエステルを構成する繰り返し単位のうち少なく
とも20モル%以上が式(1)および/または式(2)
で示される繰り返し単位からなることを意味する。
ける、式(1)および/または式(2)で表される繰り
返し単位の含有量が20モル%より少ないと、得られる
ポリエステルの柔軟性(可撓性)等の力学的特性および
耐加水分解性等の物性が低下する。ポリエステルを構成
する繰り返し単位における、式(1)および/または式
(2)で表される繰り返し単位の含有量は50モル%以
上であることがより好ましい。
(2)において、Rが表す炭素数2〜20のアルキレン
基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピ
レン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタ
メチレン基などが挙げられ、シクロアルキレン基として
は、例えば、1,4−シクロヘキシレン基などが挙げら
れ、アリレン基としては、例えば、フェニレン基、ナフ
チレン基などが挙げられる。
ン基としては、例えば、エチリデン基、イソプロピリデ
ン基などが挙げられ、炭素数1〜2のアルキレン基とし
てはメチレン基、エチレン基が挙げられる。
の式(3)で示されるジオール単位と式(4)で示され
るジカルボン酸単位から構成される。 -O-CH2 -CH(CH3 )-(CH 2 ) 4 -CH(CH3 )-CH2 -O- (3) −CO−R−CO− (4) (式中、Rは前記定義のとおりである) また、式(2)で示される繰り返し単位は、下記の式
(5)で示されるジオール単位と上記の式(4)で示さ
れるジカルボン酸単位から構成される。 -O-CH2 -CH(CH3 )-(CH 2 ) 5 -CH(CH3 )-CH2 -O- (5)
は2,7−ジメチル−1,8−オクタンジオールから誘
導され、式(5)で表されるジオール単位は2,8−ジ
メチル−1,9−ノナンジオールから誘導される。2,
7−ジメチル−1,8−オンタンジオールは、例えば、
大量生産され入手容易な2,7−オクタジエン−1−オ
ールから誘導される2−メチル−1,8−オクタンジア
ールをホルムアルデヒドと反応させて得られる生成物を
水素添加することにより工業的に製造することができ
る。また、2,8−ジチメル−1,9−ノナンジオール
は、例えば、大量生産され入手容易な2,7−オクタジ
エン−1−オールから誘導される1,9−ノナンジアー
ルをホルムアルデヒドと反応させて得られる生成物を水
素添加することにより工業的に製造することができる。
2,7−ジメチル−1,8−オクタンジオール単位およ
び2,8−ジメチル−1,9−ノナンジオール単位以外
の他のポリオール単位を含有することができる。かかる
他のポリオール単位としては低分子ポリオール単位が好
適に用いられ、例えば、エチレングリコール、ジエチレ
ングリコール、トリエチレングリコール、プロピレング
リコール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−
1,3−プロパンジオール、1,3−ブチレングリコー
ル、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,4−ブ
タンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル
−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオー
ル、2−メチル−1,8−オクタンジオール、1,9−
ノナンジオール、1,10−デカンジオール、2,2−
ジエチル−1,3−プロパンジオール、1,4−シクロ
ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール等の低
分子ジオール単位が挙げられる。これらの低分子ポリオ
ール単位は単独で使用してもよいし、2種以上を混合し
て使用してもよい。また、トリメチロールプロパン、ト
リメチロールエタン、グリセリン、1,2,6−ヘキサ
ントリオール、1,2,4−ブタントリオールなどの3
官能性以上の低分子ポリオールからなる単位を含有させ
てもよい。
ポリエステルを構成するポリオール単位の全量に対して
20モル%未満とすることが望ましい。
位としては、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、ス
ベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカル
ボン酸単位;シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジ
カルボン酸単位;フタル酸、テレフタル酸、イソフタル
酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸単
位が挙げられるが、中でも脂肪族ジカルボン酸単位が好
ましい。これらのポリカルボン酸単位は対応するポリカ
ルボン酸またはそのエステル誘導体より導かれる。
ポリエステルの用途に応じて適宜選択されて用いられ
る。例えば、柔軟性(可撓性)、耐加水分解性、低温特
性に優れたポリウレタンを与えるポリエステルを得るた
めには、脂肪族ジカルボン酸単位の中でもアジピン酸、
アゼライン酸、セバシン酸の使用が好ましい。これらの
ポリカルボン酸単位は単独で使用してもよいし、2種以
上を混合して使用してもよい。また、3官能性以上のポ
リカルボン酸単位を含有させてもよい。
300〜30000の数平均分子量を有することが必要
である。数平均分子量が300よりも小さいと、低温特
性や柔軟性が不良となり、一方、数平均分子量が300
00よりも大きいと強度や柔軟性等の力学的特性が不良
となる。ポリエステルの数平均分子量は700〜200
00の範囲内にあることがより好ましい。
レタンの製造等の用途に使用される場合には、分子末端
に水酸基を有していることが必要である。また、ポリア
ミドエラストマーの製造等の用途に使用される場合には
分子末端にカルボキシル基を有していることが必要であ
る。ポリエステルの末端構造は、原料となるポリオール
成分とポリカルボン酸成分の仕込みモル比を変化させる
ことにより適宜調整することが可能である。
るいはカルボキシル基の数は用途により最適となる数が
異なるが、水酸基あるいはカルボキシル基が一般に1分
子あたり2個以上、中でも2〜3個の範囲内にあれば、
ポリエステルは最も多くの用途に使用可能であり、汎用
性を有する。
制限がなく、公知のポリエステル重縮合方法が適用でき
る。例えば、2,7−ジメチル−1,8−オクタンジオ
ール、または2,8−ジメチル−1,9−ノナンジオー
ル、あるいは2,7−ジメチル−1,8−オクタンジオ
ールと2,8−ジメチル−1,9−ノナンジオールの混
合物、または2,7−ジメチル−1,8−オクタンジオ
ールおよび/または2,8−ジメチル−1,9−ノナン
ジオールを含有する低分子ジオール混合物とカルボン酸
成分またそのエステル誘導体とを所定の割合で仕込み、
エステル化またはエステル交換反応を行い、得られる反
応生成物を重縮合触媒の存在下に高温、真空下でさらに
重縮合反応させることにより所望とする分子量のポリエ
ステルを製造することができる。なお、ポリエステル製
造時に使用される重縮合触媒としては広範囲のものを用
いることができる。かかる重縮合触媒としては、例え
ば、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テ
トラ−n−プロポキシチタン、テトライソプロポキシチ
タン、テトラブトキシチタン等のチタン化合物、ジ−n
−ブチルスズオキサイド、ジ−n−ブチルスズジラウレ
ート、ジブチルスズジアセテート等のスズ化合物、マグ
ネシウム、カルシウム、亜鉛等の酢酸塩と酸化アンチモ
ンまたは上記チタン化合物との組み合わせなどが挙げら
れる。これらの重縮合触媒は生成した全ポリエステルに
対し5〜500ppmの範囲で用いるのが好ましい。
加水分解性に優れるとともに、結晶化傾向を有しておら
ず、塗料、接着剤、ポリウレタンおよびポリアミドエラ
ストマーやポリエステルエラストマー等に使用した場
合、優れた柔軟性(可撓性)、耐加水分解性や低温特性
等を有する製品を与える。また、本発明によって得られ
るポリエステルは、その他の種々の用途にも適用できる
新規な高性能素材である。
るが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
い。なお、以下の実施例と比較例においてポリエステル
の数平均分子量は、ポリエステルの水酸基価および酸価
に基づいて計算により求めた。
およびアジピン酸292gを反応器に仕込み、常圧下に
窒素雰囲気中で200℃に加熱し、生成する水を系外に
留去しながらエステル化反応を行った。生成した水の留
出が少なくなった時点で、テトライソプロピルチタネー
ト20mgを添加し、真空ポンプで150〜100mm
Hgに減圧しながら反応を続けた。酸価が1.0KOH
mg/gになった時点でさらに真空ポンプにより徐々に
真空度を上げて反応を完結させた。その結果、水酸基価
56.1KOHmg/g、酸価0.20KOHmg/g
および数平均分子量2000の、両末端に水酸基を有す
るポリエステル(以下これをポリエステルAと略称す
る)を得た。
たこと以外は実施例1と同様にしてエステル化反応およ
び重縮合反応を行って、両末端に水酸基を有するポリエ
ステル(以下、実施例2〜5で得られたポリエステルを
それぞれポリエステルB〜E、比較例1〜3で得られた
ポリエステルをそれぞれポリエステルF〜Hと略称す
る)を得た。ポリエステルB〜Hの物性を表1に示す。
ポリエステルA〜Hの内で、ポリエステルA〜Eは20
℃で液状であり、ポリエステルF〜Hは20℃でワック
ス状もしくは固体状であった。
カルボン酸はそれぞれ次の略号により示す。 DMOD:2,7−ジメチル−1,8−オクタンジオー
ル DMND:2,8−ジメチル−1,9−ノナンジオール MOD :2−メチル−1,8−オクタンジオール ND :1,9−ノナンジオール AD :アジピン酸 AZ :アゼライン酸
タンジオール296gおよび2,8−ジメチル−1,9
−ノナンジオール57gを反応器に仕込み、常圧下に窒
素雰囲気中で200〜210℃に加熱し、生成する水を
系外に留去しながらエステル化反応を行った。生成した
水の留出が少なくなった時点で、テトライソプロピルチ
タネート25mgを添加し、真空ポンプで徐々に減圧し
ながら反応を追い込み、末端水酸基がほぼなくなったと
ころで反応を完結した。その結果、水酸基価0.15K
OHmg/g、酸価56.5KOHmg/g及び数平均
分子量1986の、両末端にカルボキシル基を有するポ
リエステル(以下これをポリエステルIと略称する)を
得た。
と以外は実施例6と同様にしてエステル化反応および重
縮合反応を行って、両末端にカルボキシル基を有するポ
リエステル(以下、実施例7および8で得られたポリエ
ステルをそれぞれポリエステルJおよびK、比較例4で
得られたポリエステルをポリエステルLと略称する)を
得た。ポリエステルJ〜Lの物性を表2に示す。ポリエ
ステルI〜Lの内で、ポリエステルI〜Kは20℃で液
状であり、ポリエステルLは20℃で固体状であった。
じ化合物を意味している。
ルA〜Hを用いて下記の方法でポリウレタンを製造し
た。すなわち、ポリエステルA〜Hの各々0.05モル
(100g)、1,4−ブタンジオール0.1モル(9
g)および4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト0.15モル(37.5g)をジメチルホルムアミド
(DMF)中で窒素雰囲気下に80℃で5〜8時間反応
させ、ポリウレタンのDMF溶液(不揮発分30%)を
得た。この様にして得られたポリウレタンのDMF溶液
をガラス板上に流延し、乾燥して厚さ100μmの乾式
フィルムを得た。このフィルムを用いて以下の方法によ
り力学的性能[400%の歪みに対する応力(400%
モジュラス:M400)破断強度および破断伸度]、耐加
水分解性の評価を行った。その結果を下記の表3に示
す。
た。すなわち、厚さ100μmのポリウレタンのフィル
ムを形成し、このフィルムからダンベル状試験片を作製
した。得られた試験片を用い、インストロン万能試験機
(インストロン社製)を使用して引張速度50cm/分
でM400、破断強度および破断伸度を測定した。
のフィルムを100℃の熱水中に7日間放置してその前
後でのフィルムの破断強度を引張速度50cm/分にて
測定し、下記の式に従って破断強度の保持率(%)を求
め、耐加水分解性の指標とした。
ィルムを示差走査熱量測定(DSC)装置を用い、−1
50℃から10℃/分の割合で昇温し、ガラス転移温度
(℃)を求め、低温特性の指標とした。
式(2)で表される繰り返し単位を含有するポリエステ
ルA〜Eを使用した場合(参考例1〜5)と、式(1)
または式(2)で表される繰り返し単位を含まないポリ
エステルF〜Hを使用した場合(参考例6〜8)とを比
較すると、得られるポリウレタンの物性が次のとおり相
違することが明らかである。
レタンは、400%の歪みに対する応力(M400)の値
が参考例6〜8で得られるポリウレタンよりも小さく、
破断伸度の値も参考例6〜8で得られるポリウレタンよ
りも大きくなっており、柔軟性に優れている。さらに、
機械的強度、耐加水分解性、低温特性等も2−メチル−
1,8−オクタンジオールや1,9−ノナンジオールを
含有するポリエステルと同等であり、遜色がない。
ボキシル基を有するポリエステル(I〜L)を用いて下
記の方法でポリアミドエラストマーを製造した。すなわ
ち、ポリエステルI〜Lの各々0.1モル(200
g)、アゼライン酸0.25モル(47g)および4,
4´−ジフェニルメタンジイソシアネート0.35モル
(87.5g)をスルホラン中、窒素雰囲気下に、触媒
として1−メチル−2−ホスホレン−1−オキシドを添
加して、180℃で7〜10時間反応させ、ポリアミド
エラストマーのスルホラン溶液(不揮発分30%)を得
た。この様にして得られたポリアミドエラストマーのス
ルホラン溶液をガラス板上に流延し、乾燥して厚さ0.
2mmおよび100μmの乾式フィルムを得た。このフ
ィルムを用いて以下の方法により低温柔軟性と耐加水分
解性の評価を行った。その結果を下記の表4に示す。
形成し、このフィルムを動的粘弾性測定(バイブロン)
装置を用い、110Hzの条件下にガラス転移温度
(℃)を求めた。さらに、ポリアミドエラストマーのス
ルホラン溶液を人工皮革基体の上に塗布、乾燥して得ら
れた成形体の−20℃における耐屈曲性を次の基準によ
って評価した。すなわち、最長時3cmと最短時1cm
のストローク幅で屈曲回数8600回/時間の屈曲試験
条件で、10万回以上の屈曲回数で変化がない時は耐屈
曲性「○」、少々傷が付く時は耐屈曲性「△」、基体が
見える程傷付くときは耐屈曲性「×」とした。結果を表
4に示す。ガラス転移温度が低く、低温における耐屈曲
性の良好なポリアミドエラストマーは、結晶化傾向を有
さず低温柔軟性(低温可撓性)に優れている。
形成し、このフィルムを100℃の熱水中に7日間放置
して、その前後でフィルムをDMF溶媒に溶解して30
℃で測定した対数粘度の保持率(%)を下記の式に従っ
て求め、耐加水分解性の指標とした。その結果を下記の
表4に示す。
式(2)で表される繰り返し単位を含有するポリエステ
ルI〜Kを使用した場合(参考例9〜11)と、式
(1)または式(2)で表される繰り返し単位を含まな
いポリエステルLを使用した場合(参考例12)とを比
較すると、得られるポリアミドエラストマーの物性が次
のとおり相違することが明らかである。
アミドエラストマーは、参考例12で得られるポリアミ
ドエラストマーよりもガラス転移温度が低く、耐屈曲性
に優れており、低温柔軟性に優れている。さらに、耐加
水分解性も2−メチル−1,8−オクタンジオールや
1,9−ノナンジオールを含有するポリエステルと同等
であり、遜色がない。
かつ結晶化傾向を有しないポリエステルであって、塗
料、接着剤、ポリウレタンおよびポリアミドエラストマ
ーやポリエステルエラストマー等の用途に使用した場合
に、優れた柔軟性(可撓性)、耐加水分解性や低温特性
等を有する製品を与える新規なポリエステルが提供され
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 下記の式(1)および/または下記の式
(2) -CO-R-CO-O-CH 2 -CH(CH3 )-(CH 2 ) 4 -CH(CH3 )-CH2 -O- (1) -CO-R-CO-O-CH 2 -CH(CH3 )-(CH 2 ) 5 -CH(CH3 )-CH2 -O- (2) [式中、Rは炭素数2〜20のアルキレン基、シクロア
ルキレン基、アリレン基、あるいは−C 6 H 4 −X−C
6 H 4 −(XはO、S、SO2 、炭素数2〜8のアルキ
リデン基または炭素数1〜2のアルキレン基を表わす)
からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を示す]で
示される繰り返し単位を主体とし、数平均分子量が30
0〜30000であることを特徴とするポリエステル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11008596A JP3466379B2 (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | ポリエステル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11008596A JP3466379B2 (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | ポリエステル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09272731A true JPH09272731A (ja) | 1997-10-21 |
| JP3466379B2 JP3466379B2 (ja) | 2003-11-10 |
Family
ID=14526655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11008596A Expired - Fee Related JP3466379B2 (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | ポリエステル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3466379B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001012696A1 (de) * | 1999-08-16 | 2001-02-22 | Basf Coatings Ag | Oligomere und polymere auf der basis von diethyloctandiolen, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung |
| KR100594699B1 (ko) * | 1998-09-04 | 2006-07-03 | 마에지마 후미오 | 유해물질제거 소각로 |
-
1996
- 1996-04-05 JP JP11008596A patent/JP3466379B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100594699B1 (ko) * | 1998-09-04 | 2006-07-03 | 마에지마 후미오 | 유해물질제거 소각로 |
| WO2001012696A1 (de) * | 1999-08-16 | 2001-02-22 | Basf Coatings Ag | Oligomere und polymere auf der basis von diethyloctandiolen, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3466379B2 (ja) | 2003-11-10 |
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