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JP3185903B2 - ポリカーボネート樹脂組成物 - Google Patents
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JP3185903B2 - ポリカーボネート樹脂組成物 - Google Patents

ポリカーボネート樹脂組成物

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JP3185903B2
JP3185903B2 JP06645793A JP6645793A JP3185903B2 JP 3185903 B2 JP3185903 B2 JP 3185903B2 JP 06645793 A JP06645793 A JP 06645793A JP 6645793 A JP6645793 A JP 6645793A JP 3185903 B2 JP3185903 B2 JP 3185903B2
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  • Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリカーボネート樹脂組
成物に関する。さらに詳しくは、難燃性,耐衝撃性,透
明性及び離型性に優れたポリカーボネート樹脂組成物に
関するものである。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、難燃性を有するハロゲン含有共重合ポリカーボネー
トとしては、様々なものが提案されている。例えば、特
公昭46−40715号公報、特公昭47−24660
号公報〔テトラブロモビスフェノールA(TBA)とビ
スフェノールA(BPA)との共重合体〕、特開昭51
−123294号公報〔テトラブロモビスフェノールス
ルホン(TBS)とBPAとの共重合体〕、特開昭51
−136796号公報〔ハロゲン化ビスフェノールの統
計的混合物とBPAとの共重合体〕、特開昭52−14
0597号公報、特開昭54−50065号公報〔チオ
ジフェノール(TDP)とBPAとの共重合体とテトラ
ブロモビスフェノールA(TBA)とビスフェノールA
(BPA)との共重合体とのブレンド〕、特開昭56−
99226号公報〔テトラブロモチオジフェノール(T
BTDP)とBPAとの共重合体〕などが知られてい
る。これらの共重合体は、難燃性を付与するのに必要な
ハロゲン量を含有させるために、ビスフェノール類のベ
ンゼン核にハロゲンを置換したハロゲン化ビスフェノー
ル類を共重合させたものである。しかし、いずれも、こ
れらのハロゲン化ビスフェノール類を比較的多量に用い
なければならず、それに伴って、該ポリカーボネートの
機械的強度(特に耐衝撃強度)を犠牲にしなければなら
ないという問題がある。その他のハロゲン含有ポリカー
ボネートとしては、特公昭46−40715号公報〔末
端停止剤としてハロゲン化フェノールを用いたもの〕も
知られている。しかしながら、この場合も難燃性と機械
的強度の両者を付与することはできない。以上のような
欠点を改良する方法として、末端停止剤としてポリハロ
ゲノフェノールを用い、BPAとハロゲン化ビスフェノ
ールとを共重合させる方法〔例えば、特開昭64−79
227号公報、特開昭64−79228号公報、特開平
3−200833号公報等〕が知られている。この方法
では、難燃性と耐衝撃強度を同時に付与することはでき
るが、本発明者らは、さらに研究を進めた結果、より優
れた耐衝撃性を発現させることに成功した。
【0003】
【問題を解決するための手段】すなわち、末端停止剤と
してポリハロゲノフェノールを用い、ビスフェノール類
とハロゲン化ビスフェノール類、さらにポリオルガノシ
ロキサンを共重合させて得られるポリカーボネート−ポ
リオルガノシロキサン共重合体と、通常のポリカーボネ
ートとからなる樹脂組成物が、目的とする特性を有する
ものであることを見出した。本発明はかかる知見に基い
て完成したものである。
【0004】すなわち、本発明は、(A)主鎖が、
(a)一般式(I)
【0005】
【化5】
【0006】〔式中、R1 及びR2 は、それぞれ水素原
子または炭素数1〜4のアルキル基を示し、それぞれ同
じであっても異なるものであってもよい。〕で表される
繰返し単位I、(b)一般式(II)
【0007】
【化6】
【0008】〔式中、R3 及びR4 は、それぞれ水素原
子または炭素数1〜4のアルキル基を示し、それぞれ同
じであっても異なるものであってもよい。また、X1
4 はそれぞれハロゲン原子を示す。〕で表される繰返
し単位II及び(c)一般式(III)
【0009】
【化7】
【0010】〔式中、R5 〜R8 は、それぞれ水素原
子,炭素数1〜6のアルキル基またはフェニル基を示
し、それぞれ同じであっても異なるものであってもよ
い。また、R 9 及びR10は、それぞれ脂肪族または芳香
族を含む有機残基を示し、Aは−O−,−NH−または
単結合を示す。kは1〜100の整数である。〕で表さ
れる構造単位III を有するとともに、一般式(IV)
【0011】
【化8】
【0012】〔式中、X5 はハロゲン原子を示し、mは
1〜5の整数である。なお、mが複数のとき、複数のX
5 はそれぞれ同じであっても異なるものであってもよ
い。〕で表されるポリハロゲノフェノキシ基の末端基IV
からなるポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共
重合体0.1〜99.9重量%及び(B)ポリカーボネート
樹脂99.9〜0.1重量%からなり、かつ(A)成分と
(B)成分の合計量に対して、一般式(III) で表される
構造単位III のポリオルガノシロキサンの含有率が0.0
1〜10重量%であることを特徴とするポリカーボネー
ト樹脂組成物を提供するものである。
【0013】本発明のポリカーボネート樹脂組成物を構
成する(A)成分のポリカーボネート−ポリオルガノシ
ロキサン共重合体(以下、PC−PDMS共重合体と略
す。)は、主鎖が、(a)成分である一般式(I)で表
される繰返し単位I、(b)成分である一般式(II)で表
される繰返し単位II及び(c)成分である一般式(III)
で表される構造単位III を有するとともに、一般式(IV)
で表されるポリハロゲノフェノキシ基の末端基IVからな
るものである。ここで、一般式(I)で表される繰返し
単位I中のR1 及びR2 は、それぞれ水素原子または炭
素数1〜4のアルキル基(メチル基,エチル基,プロピ
ル基,ブチル基)を示し、それぞれ同じであっても異な
るものであってもよい。また、一般式(II)で表される繰
返し単位II中のX1 〜X4 は、それぞれ臭素原子,塩素
原子,フッ素原子,ヨウ素原子等のハロゲン原子を示
す。このX1 〜X 4 は、それぞれ同じものであっても異
なるものであってもよいが、通常は同じものである場合
が多い。そして、一般式(II)で表される繰返し単位II中
のR3 及びR4 については、上記R1 及びR2 と同様
に、それぞれ水素原子または炭素数1〜4のアルキル基
(メチル基,エチル基,プロピル基,ブチル基)を示
し、それぞれ同じであっても異なるものであってもよ
い。更に、一般式(III) で表される構造単位III 中のR
5 〜R8 は、それぞれ水素原子,炭素数1〜6のアルキ
ル基またはフェニル基を示す。このR5 〜R8 は、それ
ぞれ同じであっても異なるものであってもよい。また、
9 及びR10は、それぞれ脂肪族または芳香族を含む有
機残基を示し、Aは−O−,−NH−または単結合を示
す。kは1〜100、好ましくは5〜50の整数であ
る。kが100を超えると、得られる共重合体の透明性
が低下する。このPC−PDMS共重合体は、分子の末
端位、特に、両末端位に一般式(IV)で表される末端基I
V、すなわちポリハロゲノフェノキシ基が結合してい
る。この一般式(IV)で表される末端基IV中のX5 は、上
記X1 〜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,ヨウ素原子等のハロゲン原子を示
し、mは1〜5の整数である。mが複数のとき、複数の
5 はそれぞれ同じであっても異なるものであってもよ
い。なお、上記一般式(II)で表される繰返し単位II中の
1 〜X4 と一般式(IV)で表される末端基IV中のX
5 は、同じものであっても異なるものであってもよい。
このPC−PDMS共重合体は、上記繰返し単位I,繰
返し単位II及び構造単位III を有し、かつ末端位置(好
ましくは両末端位置)に末端基IVのポリハロゲノフェノ
キシ基が結合した構成であり、これら繰返し単位I,繰
返し単位II及び構造単位III 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。
【0014】このPC−PDMS共重合体において、
(b)成分である一般式(II)で表される繰返し単位IIの
割合は、繰返し単位Iと繰返し単位IIの合計量に対し
て、1〜25モル%、好ましくは2〜20モル%であ
る。この繰返し単位IIの割合が、1モル%未満では、難
燃性の向上効果がみられない。また、25モル%を超え
ると、この共重合体の製造時の粉末化が困難となる。そ
れとともに、(c)成分である一般式(III) で表される
構造単位III の割合が、繰返し単位I,繰返し単位IIお
よび構造単位III の合計量に対して、0.01〜40重量
%、好ましくは0.02〜35重量%である。この構造単
位III の割合が、0.01重量%未満では、組成物として
の難燃性,耐衝撃性などの機械的強度が低下する。ま
た、40重量%を超えると、PC−PDMS共重合体の
充分な分子量が得られない。そして、その粘度平均分子
量は10,000〜50,000、好ましくは12,000〜
40,000である。粘度平均分子量が10,000未満で
は、耐衝撃性などの機械的強度が低下する。また、50,
000を超えると、流動性が低下し、成形性が悪くなり
好ましくない。
【0015】このようなPC−PDMS共重合体の効率
的な好ましい製造方法としては、例えば、以下の方法が
挙げられるが、これに制限されるものではない。初め
に、塩化メチレンなどの溶剤中で、必要に応じて公知の
酸受容体、分子量調節剤の存在下、下記一般式(V)
【0016】
【化9】
【0017】〔式中、R1 及びR2 は前記と同じであ
る。〕で表されるビスフェノール類とホスゲンとを反応
させて、反応系内のホスゲンを実質的にすべて反応させ
てポリカーボネートオリゴマー(以下、PCオリゴマー
と略す。)を製造する。このPCオリゴマーは、上記重
縮合反応において、ビスフェノール類とホスゲンとの反
応によって構成される一般式(I)で表される繰返し単
位Iを有する。すなわち、この一般式(I)で表される
繰返し単位Iを有するPCオリゴマーは、ビスフェノー
ル類100に対して、ホスゲン110〜150のモル比
で反応させる。通常、この反応は、ビスフェノール類は
アルカリ水溶液で添加し、塩化メチレン,クロロベンゼ
ン,クロロホルム,四塩化炭素などの溶剤ならびに必要
に応じてトリエチルアミンやトリメチルベンジルアンモ
ニウムクロライドなどの触媒とを所定量比で混合撹拌
し、これにホスゲンを吹込んで1〜3時間、反応温度3
0〜70℃で界面重縮合反応を進めることによって製造
することができる。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。また、反応の進行
に伴なって反応系は酸性側に移行するので、pH計で測
定しながらアルカリ化合物を添加して、pHを10以上
に保持することが好ましい。このようにして得られるP
Cオリゴマーは、平均分子量が2,000以下で、1〜1
0量体のものである。
【0018】次いで、反応系内のホスゲンを実質的にす
べて反応させた後、一般式(I)で表される繰返し単位
Iを有するPCオリゴマーに、下記一般式(VI)
【0019】
【化10】
【0020】〔式中、R3 ,R4 及びX1 〜X4 は前記
と同じである。〕で表されるテトラハロゲノビスフェノ
ール類のアルカリ水溶液および下記一般式(VII)
【0021】
【化11】
【0022】〔式中、X5 及びmは前記と同じであ
る。〕で表されるポリハロゲノフェノールのアルカリ水
溶液ならびにトリエチルアミンやトリメチルベンジルア
ンモニウムクロライドなどの触媒とを所定量比で混合撹
拌して重合を行い、ポリカーボネート共重合オリゴマー
(以下、PC共重合オリゴマーと略す。)を製造する。
このPC共重合オリゴマーは、PCオリゴマー中のビス
フェノール単位100に対して、テトラハロゲノビスフ
ェノール類1.2〜30及びポリハロゲノフェノール0.3
〜6.0のモル比で反応させることによって得られる。得
られるPC共重合オリゴマーは、上記反応において、テ
トラハロゲノビスフェノール類との反応によって構成さ
れる一般式(II)で表される繰返し単位IIおよび前記一般
式(I)で表される繰返し単位Iを有する。ここで、前
記一般式(V)で表されるビスフェノール類としては、
例えば、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロ
パン〔ビスフェノールA〕;ビス(4−ヒドロキシフェ
ニル)メタン〔ビスフェノールF〕;2,2−ビス(4
−ヒドロキシフェニル)ブタン〔ビスフェノールB〕;
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン;
3,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン;
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン;
3,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン等が
挙げられ、特に、ビスフェノールAが好ましく用いられ
る。また、前記一般式(VI)で表されるテトラハロゲノビ
スフェノール類としては、例えば、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,テトラヨードビスフェノール
A,テトラブロモビスフェノールF,テトラクロロビス
フェノールF,テトラクロロビスフェノールB等が挙げ
られ、特に、テトラブロモビスフェノールAが好ましく
用いられる。そして、上記一般式(VII)で表されるポリ
ハロゲノフェノールとしては、例えば、ブロモフェノー
ル,クロロフェノール,フルオロフェノール,ジブロモ
フェノール,ジクロロフェノール,ジフルオロフェノー
ル,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,テトラブロモフェノール,テト
ラクロロフェノール,テトラフルオロフェノール,ペン
タブロモフェノール,ペンタクロロフェノール,ペンタ
フルオロフェノールなどが挙げられ、特に、トリブロモ
フェノールが好ましい。なお、ポ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もよ
い。さらに、上記触媒の他の例としては、トリブチルア
ミン,テトラメチルアンモニウムクロライド,テトラエ
チルアンモニウムクロライド,テトラブチルアンモニウ
ムクロライド,トリメチルフェニルアンモニウムクロラ
イド,トリエチルフェニルアンモニウムクロライド,テ
トラブチルアンモニウムブロマイド等が挙げられ、特
に、前記トリエチルアミンが好ましい。なお、アルカリ
水溶液としては、水酸化ナトリウム,水酸化カリウム,
炭酸ナトリウム等のアルカリ性化合物の水溶液を用いる
ことができる。
【0023】このようにして得られる反応混合物は、反
応終了後、静置分離または遠心分離によって水相と前記
PC共重合オリゴマーを含む有機相とに相分離させ、前
記PC共重合オリゴマーを含む有機相を取り出すか、ま
たは相分離させずに次工程に進めてもよい。上記反応混
合物またはこの分離された有機相に含まれるPC共重合
オリゴマーは、次いで、一般式(III) で表される構造単
位III に対応するポリオルガノシロキサン(PDMS)
とを実質的にアルカリ性化合物が存在しない条件下で混
合し、さらに、アルカリ性化合物の存在下、ビスフェノ
ール類を反応させることによってPC−PDMS共重合
体を製造することができる。ここで、構造単位III に対
応するポリオルガノシロキサン(例えばPDMS)は、
様々なものがあるが、好ましくは一般式(VIII)
【0024】
【化12】
【0025】で表され、反応性に富むPDMSである。
ここで、R5 〜R8 は、それぞれ水素、炭素数1〜6の
アルキル基またはフェニル基を示し、それぞれ同じであ
っても異なるものであってもよい。また、1分子中にお
いて、k個のR5 及びk個のR6 は、それぞれ同じであ
っても異なるものであってもよい。そして、R9 及びR
10は脂肪族または芳香族を含む有機残基を示し、Zは水
酸基,アミノ基,カルボキシル基,酸クロライドあるい
はフェノール性水酸基を示す。kは1〜100、好まし
くは5〜50の整数である。ここで、kが100を超え
ると、得られるPC−PDMS共重合体の透明性が低下
する。PC−PDMS共重合体の製造にあたり、上記の
PDMSは、前記PC共重合オリゴマー(固体量)10
0に対して、0.01〜45の重量比で、好ましくは0.0
2〜40の割合で反応させる。また、ビスフェノール類
は、PCオリゴマー中のビスフェノール単位100に対
して、ビスフェノール類10〜30モル比で反応させ
る。なお、テトラハロゲノビスフェノール類,ポリハロ
ゲノフェノール及びビスフェノール類は、アルカリの水
溶液で添加され、また、PDMSはそのまま又は塩化メ
チレン溶液で添加されるが、添加順序については、特に
制限はない。但し、ビスフェノール類は、最後に加える
のが望ましい。反応時間は、30分〜2時間、反応温度
は、20〜40℃である。
【0026】本発明のPC−PDMS共重合体は、前記
の繰り返し単位I及びIIを有するPC共重合オリゴマー
と前記の構造単位III に対応する上記のPDMSとを実
質的にアルカリ性化合物が存在しない条件下で混合し、
アルカリ性化合物及び触媒の存在下で反応させ、その後
ビスフェノール類と反応させることによって製造され
る。すなわち、本発明のPC−PDMS共重合体を製造
するには、はじめに、PC共重合オリゴマーとPDMS
とを有機溶媒(例えば、塩化メチレン)を用い、混合器
において、実質的にアルカリ性化合物が存在しない条件
下で混合する。ここで、混合器としては、流体を混合で
きるものであれば、特に制限はなく、縦型でも横型でも
よく、動的ミキサーでも静的ミキサーでもよい。また、
オリフィスや遠心ポンプのようなものであってもよい。
動的ミキサーとしては、具体的には、例えば、マルチラ
インミキサー〔佐竹化学工業(株)製〕,コマツスルー
ザディスインテグレーター〔小松ゼノア(株)製〕,パ
イプラインホモミキサー〔特殊機化工業(株)製〕など
が挙げられる。また、静的ミキサーとしては、具体的に
は、例えば、ケニックス式スタィックミキサー,スルザ
ー式スタィックミキサー,東レ式スタィックミキサーな
どが挙げられる。
【0027】この混合器で混合されたPC共重合オリゴ
マーとPDMSとの混合物は、次いで、反応器におい
て、アルカリ性化合物及び触媒の存在下、ビスフェノー
ル類と反応させることによってPC−PDMS共重合体
の反応生成物を得ることができる。あるいは、この混合
器で混合されたPC共重合オリゴマーとPDMSとの混
合物は、次いで、反応器において、アルカリ性化合物及
び触媒の存在下で反応させ、PC−PDMS共重合体オ
リゴマーを生成させる。さらに、このPC−PDMS共
重合体オリゴマーをアルカリ性化合物及び触媒の存在
下、ビスフェノール類と反応させることによってPC−
PDMS共重合体の反応生成物を得ることもできる。こ
こで、ビスフェノール類には、その一部として、一般式
(VI)で表されるテトラハロゲノビスフェノール類を用い
ることができる。このPC共重合オリゴマーとPDMS
との反応によって得られるPC−PDMS共重合体の反
応生成物は、モル量ではPC共重合オリゴマーが過剰で
あるので、PDMSの両末端にPC共重合オリゴマーが
反応したPC−PDMS共重合オリゴマーとPC共重合
オリゴマーの混合物となっている。ここで、反応器とし
ては、流体を攪拌できるものであれば、特に制限はな
く、縦型でも横型でもよい。例えば、パイプラインホモ
ミキサー〔特殊機化工業(株)製〕がある。そして、こ
の反応器での反応温度は、0〜60℃、好ましくは10
〜50℃である。また、反応滞留時間は、1秒以上あれ
ばよい。
【0028】前記のPC−PDMS共重合体あるいはP
C−PDMS共重合オリゴマーを得るのに用いられるア
ルカリ性化合物としては、例えば、NaOH,KOHな
どがあげられる。このアルカリ性化合物は、PDMSの
末端基に対して、モル比で1〜20、好ましくは1.1〜
10添加される。アルカリ性化合物が1未満では、PC
共重合体オリゴマーとPDMSとの反応が完全に進行し
ないので好ましくない。また、アルカリ性化合物が20
を超えると、PC共重合オリゴマーのクロロホーメート
基の分解が多くなり、得られるPC−PDMS共重合体
の分子量が向上しないので好ましくない。
【0029】また、触媒としては、第三級アミンあるい
は第四級アンモニウム塩を用いることができる。具体的
には、例えば、第三級アミンとしては、トリメチルアミ
ン,トリエチルアミン,トリプロピルアミン等が挙げら
れる。また、第四級アンモニウム塩としては、例えば、
トリメチルベンジルアンモニウムクロライド,トリエチ
ルベンジルアンモニウムクロライド等が挙げられる。こ
の触媒の添加量は、PC共重合体オリゴマーのクロロホ
ーメート基に対して、モル比で1.0×10-4〜5.0×1
-2、好ましくは5.0×10-4〜1.0×10 -2である。
添加量が1.0×10-4未満では、反応の進行が遅く、ま
た、5.0×10-2を超えると、添加量の割りにはその効
果は見られず、これを超えてまで添加する必要はない。
【0030】次に、本発明のポリカーボネート樹脂組成
物を構成する(B)成分のポリカーボネート樹脂(P
C)としては、様々なものがあるが、好ましくは一般式
(IX)
【0031】
【化13】
【0032】〔式中、R11及びR12は、それぞれ水素原
子,ハロゲン原子(例えば、塩素,臭素,フッ素,沃
素)または炭素数1〜8のアルキル基を示し、それぞれ
同じであっても異なるものであってもよい。また、f及
びgは、それぞれ1〜4の整数である。そして、Yは、
単結合,炭素数1〜8のアルキレン基,炭素数2〜8の
アルキリデン基,炭素数5〜15のシクロアルキレン
基,炭素数5〜15のシクロアルキリデン基又は−S
−,−SO−,−SO2 −,−O−,−CO−結合もし
くは一般式(X)または(X')
【0033】
【化14】
【0034】で表わされる結合を示す。〕で表わされる
二価フェノールとホスゲンまたは炭酸エステル化合物と
を反応させることによって容易に製造することができる
ものである。すなわち、例えば、塩化メチレンなどの溶
媒中において、公知の酸受容体や末端停止剤の存在下、
二価フェノールとホスゲンのようなカーボネート前駆体
との反応により、あるいは二価フェノールとジフェニル
カーボネートのようなカーボネート前駆体とのエステル
交換反応などによって製造される。
【0035】ここで、上記一般式(IX)で表される二価フ
ェノールとしては、様々なものがある。特に、2,2−
ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン〔ビスフェノ
ールA〕が好ましい。ビスフェノールA以外の二価フェ
ノールとしては、ビスフェノールA以外のビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)アルカンとして、1,1−(4−ヒ
ドロキシフェニル)メタン;1,1−(4−ヒドロキシ
フェニル)エタン;ハイドロキノン;4,4’−ジヒド
ロキシジフェニル;ビス(4−ヒドロキシフェニル)シ
クロアルカン;ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフ
ィド;ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン;ビス
(4−ヒドロキシフェニル)スルホキシド;ビス(4−
ヒドロキシフェニル)エーテル;ビス(4−ヒドロキシ
フェニル)ケトン;9,9−ジ(4−ヒドロキシフェニ
ル)フルオレンのような化合物又はビス(3,5−ジブ
ロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン;ビス(3,
5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパンのよ
うなハロゲン化ビスフェノール類等を挙げることができ
る。これらの二価フェノールは、それぞれ単独で用いて
もよいし、二種以上を混合して用いてもよい。また、炭
酸エステル化合物としては、ジフェニルカーボネート等
のジアリールカーボネートやジメチルカーボネート,ジ
エチルカーボネート等のジアルキルカーボネートが挙げ
られる。
【0036】そして、末端停止剤としては、各種のもの
を用いることができる。通常、ポリカーボネートの重合
に用いられるものであり、一価フェノールが用いられ
る。例えば、フェノール,p−クレゾール,p−tert−
ブチルフェノール,p−tert−オクチルフェノール,p
−クミルフェノール,p−ブロモフェノール,トリブロ
モフェノール,ノニルフェノール等が挙げられる。その
他、分岐剤として、例えば、1,1,1−トリス(4−
ヒドロキシフェニル)エタン;α,α’,α''−トリス
(4−ヒドロキシフェニル)−1,3,5−トリイソプ
ロピルベンゼン;1−(α−メチル−α−(4’−ヒド
ロキシフェニル)エチル)−4−(α’,α’−ビス
(4''−ヒドロキシフェニル)エチル)ベンゼン;フロ
ログルシン;トリメリト酸;イサチンビス(o−クレゾ
ール)等の官能基を3つ以上有する化合物を用いても
よ。このようにして得られるポリカーボネート樹脂の粘
度平均分子量は、10,000〜50,000、好ましくは
12,000〜40,000である。粘度平均分子量が10,
000未満では、耐衝撃性などの機械的強度が低下す
る。また、50,000を超えると、流動性が低下し、成
形性が悪くなり好ましくない。なお、(B)成分のポリ
カーボネート樹脂としては、市販のものを用いることも
できる。
【0037】本発明の樹脂組成物は、前記の成分(A)
及び(B)からなるものであるが、それらの配合割合
は、(A)成分であるPC−PDMS共重合体0.1〜9
9.9重量%及び(B)成分であるPC99.9〜0.1重量
%からなる。かつ、(A)成分と(B)成分の合計量に
対して、前記の一般式(III) で表される構造単位III の
ポリオルガノシロキサンの含有率が0.01〜10重量
%、好ましくは0.02〜8重量%であるものである。樹
脂組成物中のポリオルガノシロキサンの含有率が0.01
重量%未満では、機械的強度が低下し、優れた難燃性が
得られない。また、10重量%を超えると、耐熱性が低
下し好ましくない。そして、樹脂組成物中のハロゲン原
子の含有率は4重量%以上、より好ましくは4.5重量%
以上であることが望ましい。ハロゲン原子の含有率が4
重量%未満では、難燃性が1/32インチV−2となり
好ましくない。
【0038】なお、本発明の樹脂組成物には、必要に応
じて、本発明の目的を阻害しない範囲で、(C)成分と
して、各種の添加剤を配合することができる。例えば、
各種の添加剤としては、ヒンダードフェノール系,亜リ
ン酸エステル系,リン酸エステル系等の酸化防止剤、ベ
ンゾトリアゾール系やベンゾフェノン系等の紫外線吸収
剤、ヒンダードアミン系などの光安定剤、脂肪族カルボ
ン酸エステルやパラフィン,シリコーンオイル,ポリエ
チレンワックス等の内部滑剤、難燃剤、難燃助剤、帯電
防止剤、着色剤等が挙げられる。
【0039】本発明の樹脂組成物は、前記の成分(A)
及び成分(B)と、必要に応じて(C)成分を配合し、
混練することによって得ることができる。そして、該配
合及び混練には、通常用いられている方法、例えば、リ
ボンブレンダー,ヘンシェルミキサー,バンバリーミキ
サー,ドラムタンブラー,単軸スクリュー押出機,2軸
スクリュー押出機,コニーダ,多軸スクリュー押出機等
を用いて行うことができる。なお、混練に際しての加熱
温度は、通常250〜300℃の範囲で選ばれる。かく
して得られたポリカーボネート樹脂組成物は、既知の種
々の成形方法、例えば、射出成形,中空成形,押出成
形,圧縮成形,カレンダー成形,回転成形等を適用する
ことができ、各種成形品を製造するのに供することがで
きる。
【0040】本発明の樹脂組成物は、テトラハロゲノビ
スフェノール類あるいはポリハロゲノフェノール等によ
って難燃性を有するPC−PDMS共重合体を配合して
いるので、充分な難燃性を有する成形品を得ることがで
きる。さらに、難燃剤を配合することによって一層難燃
性を付与することができる。さらに一層難燃性を付与す
るのに用いられる難燃剤としては、適当な有機酸または
無機酸のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩、及
びハロゲン含有化合物が挙げられる。ここで、好ましい
無機アルカリ金属塩としては、ナトリウム塩,カリウム
塩,リチウム塩などが挙げられる。また、無機アルカリ
土類金属塩としてはカルシウム塩,マグネシウム塩など
が挙げられる。また、無機アルカリ金属塩または無機ア
ルカリ土類金属塩を得る際に用いられる無機酸として
は、H3 AlF6 ,H3BF6 ,H3 SbF6 ,H2
iF6 ,H2 SiF6 ,H3 PO4 ,H2 ZrF 6 ,H
2 WF6 ,HBF4 等が挙げられる。好ましい無機アル
カリ金属塩または無機アルカリ土類金属塩としては、N
3AlF6 ,Ca3(AlF6)2 が挙げられる。また、
有機アルカリ金属塩または有機アルカリ土類金属塩を得
る際に用いられる好ましい有機酸としては、脂肪族スル
ホン酸,芳香族スルホン酸,芳香族カルボン酸および脂
肪族カルボン酸である。具体例としては、トリフルオロ
メタン−スルホン酸;パーフルオロブタンスルホン酸;
パーフルオロオクタンスルホン酸;ドデカンスルホン
酸;ベンゼンスルホン酸;2,4,6−トリクロロベン
ゼンスルホン酸;ベンゼンジスルホン酸;ナフトールス
ルホン酸;カプリル酸;ラウリル酸;安息香酸;ナフト
ールカルボン酸;2,4,6−トリブロモ安息香酸等が
挙げられる。好ましい有機アルカリ金属塩または有機ア
ルカリ土類金属塩としては、パーフルオロブタンスルホ
ン酸カリウム,パーフルオロブタンスルホン酸カルシウ
ムが挙げられる。また、ハロゲン含有化合物としては、
各種のものを用いることができる。その代表的なものと
しては、テトラハロゲノビスフェノール類を含有する
低分子量ポリカーボネート,テトラハロゲノビスフェ
ノール類を含有するエポキシ樹脂およびその他のハロ
ゲン系難燃剤をあげることができる。そのうち、特に上
記,に属する難燃剤が好ましい。
【0041】ここで、上記テトラハロゲノビスフェノ
ール類を含有する低分子量ポリカーボネートは、一般式
【0042】
【化15】
【0043】〔式中、X6 〜X9 はハロゲン原子を示
し、R13は炭素数2〜8のアルキレン基,炭素数1〜9
のアルキリデン基,カルボニル基,スルホン基,硫黄原
子あるいは酸素原子を示す。〕で表される繰返し単位
(X)をp個と、一般式
【0044】
【化16】
【0045】〔式中、R13は前記と同じである。〕で表
される繰返し単位(Y)をq個〔但し、pは1〜30の
整数,qは0〜30の整数を示し、p+q=1〜50
(特に3〜20)の整数である。〕から構成され、かつ
ハロゲン含有量30重量%以上の低分子量ポリカーボネ
ート(ポリカーボネートオリゴマー)で表されるもので
ある。ここで、繰返し単位(X)を構成するハロゲン含
有ビスフェノール化合物としては、2,2−ビス(3,
5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン;
2,2−ビス(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェ
ニル)プロパン;ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロ
キシフェニル) メタン;ビス(3,5−ジブロモ−4−
ヒドロキシフェニル)エーテル;ビス(3,5−ジブロ
モ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン等が用いられ、
特に、2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキ
シフェニル)プロパン〔通称テトラブロモビスフェノー
ルA〕が有効である。また、繰返し単位(Y)を構成す
るビスフェノール化合物としては、2,2−ビス(4−
ヒドロキシフェニル)プロパン;ビス(4−ヒドロキシ
フェニル)メタン;ビス(4−ヒドロキシフェニル)ス
ルホン;ビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル等が
用いられ、特に、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)プロパン〔通称ビスフェノールA〕が有効である。
【0046】次に、テトラハロゲノビスフェノール類
を含有するエポキシ樹脂は、一般式
【0047】
【化17】
【0048】〔式中、R13は前記と同じであり、R14
水素原子,メチル基,エポキシプロピル基,フェニル
基,2−ヒドロキシプロピル基あるいは酸素原子を示
し、X10〜X13はハロゲン原子を示し、r は1〜30の
整数を示す。〕で表され、かつハロゲン含有量30重量
%以上の重合体である。
【0049】そして、その他のハロゲン系難燃剤とし
ては、例えばテトラブロモベンゼン;テトラクロロベン
ゼン;ヘキサブロモベンゼン;ヘキサクロロベンゼン;
ヘキサブロモビフェニル;オクタブロモビフェニル;
2,2' −ジクロロビフェニル;2,4'−ジブロモビ
フェニル;2,4' −ジクロロビフェニル;ヘキサブロ
モビフェニル;トリフェニルクロライド;テトラクロロ
フタル酸;テトラクロロフタル酸アンヒドリド;テトラ
ブロモフタル酸;テトラブロモフタル酸無水物;トリブ
ロモフェノールおよびその他公知のハロゲン化芳香族化
合物があり、また2,2−ビス(3,5−ジクロロフェ
ニル)プロパン;ビス(2−クロロフェニル)メタン;
ビス(2,6−ジブロモフェニル)メタン;1,2−ビ
ス(2,6−ジクロロフェニル)エタン;1,1−ビス
(2−クロロ−4−メチルフェニル)エタン;1,1−
ビス(3,5−ジクロロフェニル)エタン;2,2−ビ
ス(3−フェニル−4−ブロモフェニル)エタン;2,
3−ビス(4,6−ジクロロナフチル)プロパン;2,
2−ビス(2,6−ジクロロフェニル)ペンタン;2,
2−ビス(2,6−ジクロロフェニル)ヘキサン;ビス
(4−クロロフェニル)メタン;ビス(3,5−ジクロ
ロフェニル)シクロヘキシルメタン;ビス(3−ニトロ
−4−ブロモフェニル)エタン;ビス(4−ヒドロキシ
−2,6−ジクロロ−3−メトキシフェニル)メタン;
2,2−ビス(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェ
ニル)プロパン;2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4
−ヒドロキシフェニル)プロパン;2,2−ビス(3−
ブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン;2,2−
ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル) プ
ロパンジグリシジルエーテル等のジ芳香族類がある。更
にハロゲン化ジフェニルエーテル類、特にハロゲン原子
を2〜10個含有するものが好ましく、例えばデカブロ
モジフェニルエーテル,オクタブロモジフェニルエーテ
ル,ヘキサブロモジフェニルエーテル,ペンタブロモジ
フェニルエーテル,テトラブロモジフェニルエーテル,
トリブロモジフェニルエーテル,ジブロモジフェニルエ
ーテル,ヘキサクロロジフェニルエーテル,ペンタクロ
ロジフェニルエーテル,テトラクロロジフェニルエーテ
ル,トリクロロジフェニルエーテル,ジクロロジフェニ
ルエーテル等がある。
【0050】
【実施例】更に、本発明を製造例,実施例および比較例
により、詳しく説明する。 製造例1−1 〔ポリカーボネートオリゴマーAの製造〕400リット
ルの5重量%水酸化ナトリウム水溶液に60kgのビス
フェノールAを溶解し、ビスフェノールAの水酸化ナト
リウム水溶液を調製した。次いで、室温に保持したこの
ビスフェノールAの水酸化ナトリウム水溶液を138リ
ットル/時間の流量で、また、塩化メチレンを69リッ
トル/時間の流量で、内径10mm,管長10mの管型
反応器にオリフィス板を通して導入し、これにホスゲン
を並流して10.7kg/時間の流量で吹き込み、3時間
連続的に反応させた。ここで用いた管型反応器は二重管
となっており、ジャケット部分には冷却水を通して反応
液の排出温度を25℃に保った。また、排出液のpHは
10〜11を示すように調整した。このようにして得ら
れた反応液を静置することにより、水相を分離、除去
し、塩化メチレン相(220リットル)を採取して、こ
れにさらに塩化メチレン170リットルを加え、十分に
攪拌したものをポリカーボネートオリゴマーA(濃度3
17g/リットル)とした。ここで得られたポリカーボ
ネートオリゴマーAの重合度は2〜4であり、クロロホ
ーメート基の濃度は0.7Nであった。
【0051】製造例1−2 〔ポリカーボネートオリゴマーBの製造〕ビスフェノー
ルA2,275g(9.96モル)を2.0N水酸化ナトリウ
ム水溶液14リットルに溶解し、内容積50リットルの
攪拌機付き容器に入れ、塩化メチレン8.25リットルを
加え攪拌し(50rpm)、冷却しながらホスゲンを毎
分0.2モルの流量で70分間吹き込んで反応を行った。
ホスゲンの吹き込みを停止してからさらに30分間攪拌
を続けた。その後、テトラブロモビスフェノールA25
0g(0.46モル)、トリブロモフェノール150g
(0.453モル)を水酸化ナトリウム(NaOH:78.
6g、水:1.35リットル)に溶解させたものを、攪拌
を続けたまま加え、トリエチルアミン1.8cc添加し、
450rpmで60分間反応させた。反応後、約30分
間静置させ、水相を分離し有機相を得た。これをポリカ
ーボネートオリゴマーB(濃度:500g/リットル、
クロロホーメート基濃度:0.5モル/リットル)とし
た。
【0052】製造例2 〔反応性PDMSの合成〕1,483gのオクタメチルシ
クロテトラシロキサン、96gの1,1,3,3-テトラメチル
ジシロキサン及び35gの86%硫酸を混合し、室温で
17時間攪拌した。その後オイル相を分離し、25gの
炭酸水素ナトリウムを加え1時間攪拌した。濾過した
後、150℃,3torrで真空蒸留し、低沸点物を除きオ
イルを得た。60gの2−アリルフェノールと0.001
4gの塩化白金−アルコラート錯体としてのプラチナと
の混合物に、上記で得られたオイル294gを90℃の
温度で添加した。この混合物を90〜115℃の温度に
保ちながら3時間攪拌した。生成物を塩化メチレンで抽
出し、80%の水性メタノールで3回洗浄し、過剰の2
−アリルフェノールを除いた。その生成物を無水硫酸ナ
トリウムで乾燥し、真空中で115℃の温度まで溶剤を
留去した。得られた末端フェノールPDMSは、NMR
の測定により、ジメチルシラノオキシ単位の繰り返しは
30であった。
【0053】製造例3−1 〔PC−PDMS共重合体A1 の製造〕内容積50リッ
トルの攪拌機付き容器に、ポリカーボネートオリゴマー
A10リットル(ビスフェノールA単位11.6モル)に
反応性PDMS40gを混合して溶解させたものと、テ
トラブロモビスフェノールA330g(0.61モル)と
トリブロモフェノール169g(0.51モル)を水酸化
ナトリウム水溶液(NaOH:110g、水:1.35リ
ットル)に溶解させたものを混合し、トリエチルアミン
2.9ccを加え、60分間300rpmで攪拌、反応さ
せた。反応終了後、上記反応系にビスフェノールA50
0gを水酸化ナトリウム水溶液(NaOH:290g、
水:3.42リットル)に溶解させたものを混合し、塩化
メチレン6.1リットルを加え、60分間450rpmで
攪拌、反応させた。反応後、有機相と水相を分離し、有
機相をアルカリ(0.01N−NaOH)、酸(0.1N−
HCl)、水の順に洗浄、分離した。塩化メチレンを除
きフレーク状のポリマーを得た。
【0054】製造例3−2 〔PC−PDMS共重合体A2 の製造〕製造例3−1に
おいて、反応性PDMSを160gを用いた他は、製造
例3−1と同様にして、フレーク状のポリマーを得た。
【0055】製造例3−3 〔PC−PDMS共重合体A3 の製造〕図1に示すよう
なフローで製造例1−2で得られたPCオリゴマーBと
製造例2で得られた反応性PDMSを反応させた。すな
わち、PCオリゴマーB、反応性PDMSの塩化メチレ
ンの5重量%溶液、1重量%トリエチルアミン(TE
A)水溶液及び25重量%水酸化ナトリウム(NaO
H)水溶液をそれぞれ用いた。それぞれの流量は、PC
オリゴマーB:13リットル/時間,反応性PDMS:
4リットル/時間,TEA:0.3リットル/時間,Na
OH:0.23リットル/時間とした。混合器,反応器と
もにパイプラインホモミキサー〔特殊機化工業(株)
製,2SL型:内容積0.3リットル,第1タービン翼の
直径42.5mm,第2タービン翼の直径48mm〕を用
い、混合器は500rpm,反応器は3000rpmで
回転させた。また、メイン配管(PCオリゴマー用のラ
イン)は内径16mmのものを用いた。TEAは混合器
から60cmの所に投入し、NaOHは混合器から80
cmの所に投入した。反応器の温度は25〜30℃であ
った。得られた反応物(PC−PDMS共重合体オリゴ
マーを含有)を静置、分離し有機相330ccを1リッ
トルのバッチ式反応器に移し、塩化メチレン120cc
及びp−tert−ブチルフェノール2.2gを加え、攪拌し
均一とした。これにビスフェノールAのアルカリ水溶液
(ビスフェノールA:19g,水酸化ナトリウム:11
g,水:130cc)を加え、500rpmで1時間反
応させた。反応後、7リットルの洗浄槽に移し、塩化メ
チレン400cc、水400ccを加え、有機相と水相
を分離した。分離後、有機相をアルカリ(0.01N−N
aOH)洗浄、酸(0.1N−HCl)洗浄、水洗浄し、
その後塩化メチレンを除き、PC−PDMS共重合体の
フレークを得た。
【0056】製造例3−4 〔PC−PDMS共重合体A4 の製造〕製造例3−1に
おいて、反応性PDMSを700gを用いた他は、製造
例3−1と同様にして、フレーク状のポリマーを得た。
【0057】製造例3−5 〔PC−PDMS共重合体A5 の製造〕製造例3−1に
おいて、反応性PDMS40gを8gに、またテトラブ
ロモビスフェノールA330gを195gに変えた他
は、製造例3−1と同様にして、フレーク状のポリマー
を得た。
【0058】製造例4−1 〔ポリカーボネートB1 の製造〕製造例3−1におい
て、反応性PDMSを用いなかった他は、製造例3−1
と同様にして、フレーク状のポリマーを得た。
【0059】製造例4−2 〔ポリカーボネートB2 の製造〕製造例4−1におい
て、トリブロモフェノール169gの代わりにp−tert
−ブチルフェノール77gを用いた他は、製造例3−1
と同様にして、フレーク状のポリマーを得た。
【0060】製造例3−1〜5で得られたPC−PDM
S共重合体A1 〜A5 および製造例4−1〜2で得られ
たポリカーボネートB1 〜B2 については、それぞれ1
20℃で一昼夜乾燥後、280℃の押出機でペレット化
した。そして、各々について、その物性評価として、粘
度平均分子量,PDMS含量及びBr含量を測定した。
その結果を第1表に示す。なお、ペレットの作成にあた
り、PC−PDMS共重合体A1 ,A2 及びポリカーボ
ネートB1 には、酸化防止剤として、トリスノニルフェ
ニルホスファイトを800ppm 添加した。また、PC−
PDMS共重合体A3 には、難燃剤として、パーフロオ
ロブチルスルホン酸カリウム〔大日本インキ(株)製メ
ガファックスF114:C4 9 SO3 K〕を1,000
ppm を添加した。そして、PC−PDMS共重合体A4
には、滑剤として、ステアリン酸モノグリセライドを5,
000ppm を添加した。
【0061】
【表1】
【0062】なお、PDMS含量,Br含量及び粘度平
均分子量の測定は、次に従った。 1:PDMS1 HNMRで7.1〜7.3ppmに見られるビスフェノー
ルA残基の芳香族H、7.43ppmに見られるTBA残
基の芳香族H及び0.11ppmに見られるPTBPのメ
チルHの強度比から求めた。 2:Br含量(共重合体中の全Br含量) サンプルをアルカリ分解してホルハルト法にて分析した
ものである。 3:粘度平均分子量(Mv) ウベローデ型粘度管にて、20℃における塩化メチレン
溶液の粘度を測定し、これより極限粘度〔η〕をもとめ
た後、次式にて算出した。 〔η〕=1.23×10-5×Mv0.83
【0063】実施例1〜10及び比較例1〜4 製造例3−1〜5で得られたPC−PDMS共重合体A
1 〜A5 、製造例4−1〜2で得られたポリカーボネー
トB1 〜B2 及び非ハロゲン含有ポリカーボネートB3
〜B4 を用い、第2表に示す配合割合でドライブレンド
し、270℃で混練し、ペレット化した。得られたペレ
ットを120℃で12時間乾燥した後、射出成形して試
験片を得た。得られた試験片については、その品質評価
として、難燃性,アイゾット衝撃強度及びヘーズを測定
した。その結果を第3表に示す。なお、非ハロゲン含有
ポリカーボネートは、次の通りである。 B3 :タフロンA2200〔出光石油化学(株)製,M
v:21,500〕 B4 :タフロンIB2500〔出光石油化学(株)製,
Mv:25,500、分岐タイプ〕
【0064】
【表2】
【0065】
【表3】
【0066】
【表4】
【0067】なお、各測定は、次に従った。 1:難燃性 難燃性試験UL−94 1/32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
従って垂直燃焼性試験を行った。 2:アイゾット衝撃強度(ノッチ付き) 厚さ1/8インチの試験片を用い、JIS−K−711
0に準拠して測定した。 3:ヘーズ 厚さ3mmの試験片をJIS−K−7105に準拠して
測定した。
【0068】
【発明の効果】以上の如く、本発明のポリカーボネート
樹脂組成物は、難燃性,耐衝撃性,透明性及び離型性に
優れたものである。したがって、本発明のポリカーボネ
ート樹脂組成物は、各種の成形品、例えば、建材,家庭
電化製品,OA機器などの難燃性部品に幅広くかつ有効
に利用される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 製造例3−3におけるポリカーボネート−ポ
リオルガノシロキサン共重合体の製造フローを示す図で
ある。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 64/00 - 64/42 C08L 69/00 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)主鎖が、(a)一般式(I) 【化1】 〔式中、R1 及びR2 は、それぞれ水素原子または炭素
    数1〜4のアルキル基を示し、それぞれ同じであっても
    異なるものであってもよい。〕で表される繰返し単位
    I、(b)一般式(II) 【化2】 〔式中、R3 及びR4 は、それぞれ水素原子または炭素
    数1〜4のアルキル基を示し、それぞれ同じであっても
    異なるものであってもよい。また、X1 〜X4 はそれぞ
    れハロゲン原子を示す。〕で表される繰返し単位II及び
    (c)一般式(III) 【化3】 〔式中、R5 〜R8 は、それぞれ水素原子,炭素数1〜
    6のアルキル基またはフェニル基を示し、それぞれ同じ
    であっても異なるものであってもよい。また、R 9 及び
    10は、それぞれ脂肪族または芳香族を含む有機残基を
    示し、Aは−O−,−NH−または単結合を示す。kは
    1〜100の整数である。〕で表される構造単位III を
    有するとともに、一般式(IV) 【化4】 〔式中、X5 はハロゲン原子を示し、mは1〜5の整数
    である。なお、mが複数のとき、複数のX5 はそれぞれ
    同じであっても異なるものであってもよい。〕で表され
    るポリハロゲノフェノキシ基の末端基IVからなるポリカ
    ーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体0.1〜9
    9.9重量%及び(B)ポリカーボネート樹脂99.9〜0.
    1重量%からなり、かつ(A)成分と(B)成分の合計
    量に対して、一般式(III) で表される構造単位III のポ
    リオルガノシロキサンの含有率が0.01〜10重量%で
    あることを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物。
JP06645793A 1993-03-25 1993-03-25 ポリカーボネート樹脂組成物 Expired - Fee Related JP3185903B2 (ja)

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