JPS6153369B2 - - Google Patents
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Landscapes
- Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Description
本発明は熱的に安定なポリオキシメチレンの製
法に関するものである。更に詳しくは数平均分子
量が10000以上であるポリオキシメチレンとポリ
アルキレンオキシドとを、ルイス酸の存在下にて
反応せしめ、熱安定性、塩基安定性に優れた安定
化ポリオキシメチレンを製造する方法に関するも
のである。 特公昭43−26872号公報にはポリオキシメチレ
ンと、1・3−ジオキソランとを反応させる方法
が、特公昭48−3711号公報にはポリオキシメチレ
ンと1・3・6−トリオキソケンとを反応させる
方法が述べられている。これらの方法では、副反
応が頻発し、ポリオキシメチレン主鎖の切断が起
こり、一定分子量の安定化ポリオキシメチレンの
取得が困難である。 特公昭44−27667号公報では、ポリオキシメチ
レンと環状エーテルとを反応させる方法が開示さ
れているが、環状エーテルは比較的反応性にとぼ
しく、過剰量の環状エーテルの使用を余儀なくさ
れる。 また特公昭52−9230号公報には、ポリオキシメ
チレンとエチレングリコール、ジエチレングリコ
ールとを反応させる旨の記述がある。この方法で
は反応により多量の水が生成する。生成した水は
系から除去される以前に連鎖移動剤として働き、
重合体の分子量を低下せしめる。またこの方法で
は、反応の制御が困難でもある。 本発明者らは、ポリオキシメチレンの安定化反
応を広く検討した結果、ポリオキシメチレンとポ
リアルキレンオキシドとを、ルイス酸の存在下に
て反応せしめると、良好なる物性と所望の分子量
を併せ持つ安定化ポリオキシメチレンが高い収率
で得られる事を見出し、本発明を完成するに至つ
た。即ち本発明の第1の目的は、オキシアルキレ
ン結合をポリオキシメチレン主鎖中に挿入する事
により所望の分子量を持ち熱安定性、塩基安定性
に優れた安定化ポリオキシメチレンを製造する方
法を提供する事にある。また本発明の第2の目的
は、反応時に重合体の分子量の低下が少ない製造
法も同時に提供する事にある。 本発明に用いられるポリオキシメチレンは、反
覆オキシメチレン単位(−CH2O−)を有する重
合体であり、重合体の両末端が水酸基である重合
体、または重合体の片末端あるいは両末端を公知
の方法にて封鎖した重合体である。重合体末端の
封鎖法として、エステル化法、ウレタン化法、エ
ーテル化法等が公知である。 また出発原料として用いられるポリオキシメチ
レンの分子量(数平均分子量)は少なくとも
10000以上である事が必要であるが、安定化ポリ
オキシメチレンの実用上の性能より見て30000以
上である事がより好ましい。また分子量の上限は
主として所望の安定化ポリオキシメチレンの分子
量と、分子量調節剤を使用する際には、分子量調
節剤の使用量により決定されるが、500000以下で
ある事がより好ましい。 本発明では、一般式
法に関するものである。更に詳しくは数平均分子
量が10000以上であるポリオキシメチレンとポリ
アルキレンオキシドとを、ルイス酸の存在下にて
反応せしめ、熱安定性、塩基安定性に優れた安定
化ポリオキシメチレンを製造する方法に関するも
のである。 特公昭43−26872号公報にはポリオキシメチレ
ンと、1・3−ジオキソランとを反応させる方法
が、特公昭48−3711号公報にはポリオキシメチレ
ンと1・3・6−トリオキソケンとを反応させる
方法が述べられている。これらの方法では、副反
応が頻発し、ポリオキシメチレン主鎖の切断が起
こり、一定分子量の安定化ポリオキシメチレンの
取得が困難である。 特公昭44−27667号公報では、ポリオキシメチ
レンと環状エーテルとを反応させる方法が開示さ
れているが、環状エーテルは比較的反応性にとぼ
しく、過剰量の環状エーテルの使用を余儀なくさ
れる。 また特公昭52−9230号公報には、ポリオキシメ
チレンとエチレングリコール、ジエチレングリコ
ールとを反応させる旨の記述がある。この方法で
は反応により多量の水が生成する。生成した水は
系から除去される以前に連鎖移動剤として働き、
重合体の分子量を低下せしめる。またこの方法で
は、反応の制御が困難でもある。 本発明者らは、ポリオキシメチレンの安定化反
応を広く検討した結果、ポリオキシメチレンとポ
リアルキレンオキシドとを、ルイス酸の存在下に
て反応せしめると、良好なる物性と所望の分子量
を併せ持つ安定化ポリオキシメチレンが高い収率
で得られる事を見出し、本発明を完成するに至つ
た。即ち本発明の第1の目的は、オキシアルキレ
ン結合をポリオキシメチレン主鎖中に挿入する事
により所望の分子量を持ち熱安定性、塩基安定性
に優れた安定化ポリオキシメチレンを製造する方
法を提供する事にある。また本発明の第2の目的
は、反応時に重合体の分子量の低下が少ない製造
法も同時に提供する事にある。 本発明に用いられるポリオキシメチレンは、反
覆オキシメチレン単位(−CH2O−)を有する重
合体であり、重合体の両末端が水酸基である重合
体、または重合体の片末端あるいは両末端を公知
の方法にて封鎖した重合体である。重合体末端の
封鎖法として、エステル化法、ウレタン化法、エ
ーテル化法等が公知である。 また出発原料として用いられるポリオキシメチ
レンの分子量(数平均分子量)は少なくとも
10000以上である事が必要であるが、安定化ポリ
オキシメチレンの実用上の性能より見て30000以
上である事がより好ましい。また分子量の上限は
主として所望の安定化ポリオキシメチレンの分子
量と、分子量調節剤を使用する際には、分子量調
節剤の使用量により決定されるが、500000以下で
ある事がより好ましい。 本発明では、一般式
【式】(R=水
素、アルキル基、置換アルキル基、アリール基
(aryl)、置換アリール基より選ばれ、各々同一で
あつても異なつていても良い。m=2〜6、n=
3〜20000)で表わされる構造を有するポリアル
キレンオキシドを用いる事ができる。ポリアルキ
レンオキシドは、通常対応するアルキレンオキシ
ド
(aryl)、置換アリール基より選ばれ、各々同一で
あつても異なつていても良い。m=2〜6、n=
3〜20000)で表わされる構造を有するポリアル
キレンオキシドを用いる事ができる。ポリアルキ
レンオキシドは、通常対応するアルキレンオキシ
ド
【式】の開環重合によつて得られる。開
環重合触媒としては、カチオン重合触媒、アニオ
ン重合触媒、配位アニオン重合触媒等が知られて
いる。 ポリアルキレンオキシドの第1のグループとし
ては、エチレンオキシドの開環重合体であるポリ
エチレンオキシドおよびポリエチレンオキシド誘
導体がある。例えばポリエチレングリコール(平
均分子量1500)、ポリエチレングリコールジアセ
テート(平均分子量10000)、ポリエチレングリコ
ールジメチルエーテル(平均分子量15000)、グリ
セリンエチレンオキシド付加物(平均分子量
5200)、トリメチロールプロパンエチレンオキシ
ド付加物(平均分子量920)、ソルビタンモノラウ
レートエチレンオキシド付加物(平均分子量
2350)、ペンタエリスリトールエチレンオキシド
付加物(平均分子量3400)、ポリエチレンオキシ
ド(PEO、平均分子量50000)、ポリエチレンオ
キシド(PEO、平均分子量400000)等がこのグ
ループに含まれる。 ポリアルキレンオキシドの第2のグループとし
ては、プロピレンオキシドの開環重合体であるポ
リプロピレンオキシドおよびポリプロピレンオキ
シド誘導体がある。例えばポリプロピレングリコ
ールモノラウレート(平均分子量15000)、ポリプ
ロピレングリコールジメチルエーテル(平均分子
量6000)、トリメチロールプロパンプロピレンオ
キシド付加物(平均分子量7150)、ペンタエリス
リトールプロピレンオキシド付加物(平均分子量
1150)、ポリプロピレンオキシド(PPO、平均分
子量100000)等がこのグループに含まれる。 ポリアルキレンオキシドの第3のグループとし
ては、ブチレンオキシドの開環重合体であるポリ
ブチレンオキシドおよびポリブチレンオキシド誘
導体がある。例えばポリブチレングリコール(平
均分子量2000)、ポリブチレングリコールジプロ
ピオネート(平均分子量4300)、ポリブチレング
リコールジメチルエーテル(平均分子量1000)等
がこのグループに含まれる。 ポリアルキレンオキシドの第4のグループとし
ては、オキセタン、置換オキセタンの開環重合体
であるポリトリメチレンオキシドおよびトリメチ
レンオキシド誘導体がある。例えばトリメチレン
グリコール(平均分子量450)、トリメチレングリ
コールジメチルエーテル(平均分子量610)、3・
3−ビス(クロルメチル)オキセタンの開環重合
体がこのグループに含まれる。 ポリアルキレンオキシドの第5のグループとし
ては、テトラヒドロフランの開環重合体であるポ
リテトラメチレンオキシドがある。例えばポリテ
トラメチレングリコール(平均分子量1250)、ポ
リテトラメチレングリコールジメチルエーテル
(平均分子量1750)等がこのグループに含まれ
る。 ポリアルキレンオキシドの第6のグループとし
ては、オキセパンの開環重合体であるポリヘキサ
メチレンオキシドがある。例えばポリヘキサメチ
レングリコール(平均分子量850)、ポリヘキサメ
チレングリコールジメチルエーテル(平均分子量
650)等がこのグループに含まれる。 ポリアルキレンオキシドの第7のグループとし
ては、スチレンオキシド、置換スチレンオキシド
の開環重合体であるポリスチレンオキシドおよび
ポリスチレンオキシド誘導体がある。例えばポリ
スチレングリコール(平均分子量1850)、ポリス
チレングリコールジメチルエーテル(平均分子量
4500)、ポリp−クロルスチレングリコール(平
均分子量2750)等がこのグループに含まれる。 以上の7つのグループの他に上記の化合物以外
のアルキレンオキシドを開環重合して得られるポ
リアルキレンオキシドも有効である。例えばエピ
クロルヒドリンを開環重合して得られる重合体、
trans−2・3−エポキシブタンを開環重合して
得られる重合体等も本発明に用いる事ができる。 これらのポリアルキレンオキシドの中でも特に
ポリエチレンオキシド、ポリエチレンオキシド誘
導体、ポリプロピレンオキシド、ポリプロピレン
オキシド誘導体が好ましい。 またポリアルキレンオキシドの平均重合度
(n)は3〜20000の間にある事が必要であるが、
平均重合度の下限は、反応時の水の生成を避ける
観点より10以上である事が望ましく、平均重合度
の上限は合成の容易さの観点より10000以下であ
る事がより好ましい。尚、例えばグリセリンエチ
レンオキシド付加物 の様に一分子中にポリアルキレンオキシド鎖を複
数個含む場合には、各々のポリアルキレンオキシ
ド鎖の平均重合度(n1、n2、n3………)が3〜
20000の間にある事が必要であり、更には10〜
10000の間にある事がより好ましい。 これらのポリアルキレンオキシドは、単独で、
もしくは混合されて反応に供される。また反応に
先立ち、ポリアルキレンオキシド中に含まれる水
等の不純物を極力除去する事により、ポリアルキ
レンオキシドを精製する事が好ましい。 本発明において使用されるルイス酸としては、
四塩化錫、四臭化錫、四塩化チタン、三塩化フエ
ニル錫、三塩化アルミニウム、塩化亜鉛、三塩化
バナジウム、五弗化リン、三塩化アンチモン、五
弗化アンチモン、三弗化ホウ素、三弗化ホウ素ジ
エチルエーテレート、三弗化ホウ素ジメチルエー
テレート、三弗化ホウ素ジオキサネート、三弗化
ホウ素アセチツクアンハイドレート、三弗化ホウ
素メタノレート等の三弗化ホウ素配位化合物、三
塩化ホウ素、三臭化ホウ素等のいわゆるフリーデ
ルークラフト型化合物、過塩素酸、アセチルパー
クロリレート、ヒドロキシ酢酸、三塩化酢酸、三
弗化メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸
等の無機酸および有機酸、トリフエニルメチルヘ
キサフロロアンチモネート、アリルジアゾニウム
ヘキサクロロホスフエート、アリルジアゾニウム
テトラフロロボレート、トリエチルオキソニウム
テトラフロロボレート等の複合塩化合物、トリエ
チルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロラ
イド等の有機アルミニウム化合物等があげられ
る。 これらのルイス酸のうち、フリーデル−クラフ
ト型化合物と複合塩化合物が活性の点でより好ま
しいが、無機酸および有機酸も添加量を増加する
事により、フリーデル−クラフト型化合物および
複合塩化合物と同等の効果をもたらす事ができ
る。 本発明においては、分子量調節剤を用いて安定
化ポリオキシメチレンの分子量を任意に調節する
事もできる。 本発明で用いる事のできる分子量調節剤として
は、アセタール化合物、オルトギ酸エステル、ア
ルコール、カルボン酸、カルボン酸無水物および
水があげられる。 アセタール化合物の第1のグループとしては、
ROCH2OR、HOCH2ORで表わされるホルマール
化合物、ヘミホルマール化合物がある。ここでR
はC1〜C8の直鎖もしくは分岐のアルキル基であ
る。具体的にはメチラール、ジエトキシメタン、
ジ−iso−プロポキシメタン、ジ−n−ブトキシ
メタン、ブトキシハイドロキシメタン等があげら
れる。 アセタール化合物の第2のグループとしては、
RO(CH2O)oRで表わされるポリアセタール化合
物がある。ここでRはC1〜C8の直鎖もしくは分
岐のアルキル基であり、nは2〜20の整数であ
る。具体的にはジオキシメチレンジメトキシド、
テトラオキシメチレンジオクトキシド、デカオキ
シメチレンジイソプロポキシド、ジオキシメチレ
ンジエトキシド等があげられる。これらの化合物
は単体として単離されるのは困難である事が多
く、通常は混合物として使用される。これらの化
合物の重合度(n)は、核磁気共鳴スペクトル
(N.M.R.)、ガスクロマトグラフイー(G.C.)、液
体クロマトグラフイー(L.C.)等の手段を用い
て決定する事ができる。 アセタール化合物の第3のグループとしては、
ン重合触媒、配位アニオン重合触媒等が知られて
いる。 ポリアルキレンオキシドの第1のグループとし
ては、エチレンオキシドの開環重合体であるポリ
エチレンオキシドおよびポリエチレンオキシド誘
導体がある。例えばポリエチレングリコール(平
均分子量1500)、ポリエチレングリコールジアセ
テート(平均分子量10000)、ポリエチレングリコ
ールジメチルエーテル(平均分子量15000)、グリ
セリンエチレンオキシド付加物(平均分子量
5200)、トリメチロールプロパンエチレンオキシ
ド付加物(平均分子量920)、ソルビタンモノラウ
レートエチレンオキシド付加物(平均分子量
2350)、ペンタエリスリトールエチレンオキシド
付加物(平均分子量3400)、ポリエチレンオキシ
ド(PEO、平均分子量50000)、ポリエチレンオ
キシド(PEO、平均分子量400000)等がこのグ
ループに含まれる。 ポリアルキレンオキシドの第2のグループとし
ては、プロピレンオキシドの開環重合体であるポ
リプロピレンオキシドおよびポリプロピレンオキ
シド誘導体がある。例えばポリプロピレングリコ
ールモノラウレート(平均分子量15000)、ポリプ
ロピレングリコールジメチルエーテル(平均分子
量6000)、トリメチロールプロパンプロピレンオ
キシド付加物(平均分子量7150)、ペンタエリス
リトールプロピレンオキシド付加物(平均分子量
1150)、ポリプロピレンオキシド(PPO、平均分
子量100000)等がこのグループに含まれる。 ポリアルキレンオキシドの第3のグループとし
ては、ブチレンオキシドの開環重合体であるポリ
ブチレンオキシドおよびポリブチレンオキシド誘
導体がある。例えばポリブチレングリコール(平
均分子量2000)、ポリブチレングリコールジプロ
ピオネート(平均分子量4300)、ポリブチレング
リコールジメチルエーテル(平均分子量1000)等
がこのグループに含まれる。 ポリアルキレンオキシドの第4のグループとし
ては、オキセタン、置換オキセタンの開環重合体
であるポリトリメチレンオキシドおよびトリメチ
レンオキシド誘導体がある。例えばトリメチレン
グリコール(平均分子量450)、トリメチレングリ
コールジメチルエーテル(平均分子量610)、3・
3−ビス(クロルメチル)オキセタンの開環重合
体がこのグループに含まれる。 ポリアルキレンオキシドの第5のグループとし
ては、テトラヒドロフランの開環重合体であるポ
リテトラメチレンオキシドがある。例えばポリテ
トラメチレングリコール(平均分子量1250)、ポ
リテトラメチレングリコールジメチルエーテル
(平均分子量1750)等がこのグループに含まれ
る。 ポリアルキレンオキシドの第6のグループとし
ては、オキセパンの開環重合体であるポリヘキサ
メチレンオキシドがある。例えばポリヘキサメチ
レングリコール(平均分子量850)、ポリヘキサメ
チレングリコールジメチルエーテル(平均分子量
650)等がこのグループに含まれる。 ポリアルキレンオキシドの第7のグループとし
ては、スチレンオキシド、置換スチレンオキシド
の開環重合体であるポリスチレンオキシドおよび
ポリスチレンオキシド誘導体がある。例えばポリ
スチレングリコール(平均分子量1850)、ポリス
チレングリコールジメチルエーテル(平均分子量
4500)、ポリp−クロルスチレングリコール(平
均分子量2750)等がこのグループに含まれる。 以上の7つのグループの他に上記の化合物以外
のアルキレンオキシドを開環重合して得られるポ
リアルキレンオキシドも有効である。例えばエピ
クロルヒドリンを開環重合して得られる重合体、
trans−2・3−エポキシブタンを開環重合して
得られる重合体等も本発明に用いる事ができる。 これらのポリアルキレンオキシドの中でも特に
ポリエチレンオキシド、ポリエチレンオキシド誘
導体、ポリプロピレンオキシド、ポリプロピレン
オキシド誘導体が好ましい。 またポリアルキレンオキシドの平均重合度
(n)は3〜20000の間にある事が必要であるが、
平均重合度の下限は、反応時の水の生成を避ける
観点より10以上である事が望ましく、平均重合度
の上限は合成の容易さの観点より10000以下であ
る事がより好ましい。尚、例えばグリセリンエチ
レンオキシド付加物 の様に一分子中にポリアルキレンオキシド鎖を複
数個含む場合には、各々のポリアルキレンオキシ
ド鎖の平均重合度(n1、n2、n3………)が3〜
20000の間にある事が必要であり、更には10〜
10000の間にある事がより好ましい。 これらのポリアルキレンオキシドは、単独で、
もしくは混合されて反応に供される。また反応に
先立ち、ポリアルキレンオキシド中に含まれる水
等の不純物を極力除去する事により、ポリアルキ
レンオキシドを精製する事が好ましい。 本発明において使用されるルイス酸としては、
四塩化錫、四臭化錫、四塩化チタン、三塩化フエ
ニル錫、三塩化アルミニウム、塩化亜鉛、三塩化
バナジウム、五弗化リン、三塩化アンチモン、五
弗化アンチモン、三弗化ホウ素、三弗化ホウ素ジ
エチルエーテレート、三弗化ホウ素ジメチルエー
テレート、三弗化ホウ素ジオキサネート、三弗化
ホウ素アセチツクアンハイドレート、三弗化ホウ
素メタノレート等の三弗化ホウ素配位化合物、三
塩化ホウ素、三臭化ホウ素等のいわゆるフリーデ
ルークラフト型化合物、過塩素酸、アセチルパー
クロリレート、ヒドロキシ酢酸、三塩化酢酸、三
弗化メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸
等の無機酸および有機酸、トリフエニルメチルヘ
キサフロロアンチモネート、アリルジアゾニウム
ヘキサクロロホスフエート、アリルジアゾニウム
テトラフロロボレート、トリエチルオキソニウム
テトラフロロボレート等の複合塩化合物、トリエ
チルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロラ
イド等の有機アルミニウム化合物等があげられ
る。 これらのルイス酸のうち、フリーデル−クラフ
ト型化合物と複合塩化合物が活性の点でより好ま
しいが、無機酸および有機酸も添加量を増加する
事により、フリーデル−クラフト型化合物および
複合塩化合物と同等の効果をもたらす事ができ
る。 本発明においては、分子量調節剤を用いて安定
化ポリオキシメチレンの分子量を任意に調節する
事もできる。 本発明で用いる事のできる分子量調節剤として
は、アセタール化合物、オルトギ酸エステル、ア
ルコール、カルボン酸、カルボン酸無水物および
水があげられる。 アセタール化合物の第1のグループとしては、
ROCH2OR、HOCH2ORで表わされるホルマール
化合物、ヘミホルマール化合物がある。ここでR
はC1〜C8の直鎖もしくは分岐のアルキル基であ
る。具体的にはメチラール、ジエトキシメタン、
ジ−iso−プロポキシメタン、ジ−n−ブトキシ
メタン、ブトキシハイドロキシメタン等があげら
れる。 アセタール化合物の第2のグループとしては、
RO(CH2O)oRで表わされるポリアセタール化合
物がある。ここでRはC1〜C8の直鎖もしくは分
岐のアルキル基であり、nは2〜20の整数であ
る。具体的にはジオキシメチレンジメトキシド、
テトラオキシメチレンジオクトキシド、デカオキ
シメチレンジイソプロポキシド、ジオキシメチレ
ンジエトキシド等があげられる。これらの化合物
は単体として単離されるのは困難である事が多
く、通常は混合物として使用される。これらの化
合物の重合度(n)は、核磁気共鳴スペクトル
(N.M.R.)、ガスクロマトグラフイー(G.C.)、液
体クロマトグラフイー(L.C.)等の手段を用い
て決定する事ができる。 アセタール化合物の第3のグループとしては、
【式】で表わされるアセタール化合物が
ある。ここでRはC1〜C8の直鎖状もしくは分岐
状のアルキル基である。具体的にはジメチルアセ
タール、ジエチルアセタール、ジ−iso−プロピ
ルアセタール、ジ−t−ブチルアセタール、ジヘ
キシルアセタール、ジオクチルアセタール等があ
げられる。 オルトギ酸エステルは、HC(OR)3で表わされ
る化合物であり、RはC1〜C4の直鎖状アルキル
基およびフエニル基より選ばれた基である。具体
的には、オルトギ酸メチル、オルトギ酸エチル、
オルトギ酸ジエチルプロピル、オルトギ酸プロピ
ル、オルトギ酸フエニル等があげられる。 アルコールは、ROHで表わされる化合物であ
り、RはC1〜C20の直鎖もしくは分岐状のアルキ
ル基、アリール基より選ばれた基である。具体的
にはメタノール、エタノール、n−プロパノー
ル、iso−ブタノール、ラウリルアルコール、ス
テアリルアルコール等の脂肪族アルコール、ベン
ジルアルコール、2−フエニルエタノール等の芳
香族アルコールがある。 カルボン酸は、RCOOHで表わされる化合物で
あり、Rは水素、C1〜C20の直鎖もしくは分岐状
のアルキル基、アリール基より選ばれた基であ
る。具体的にはギ酸、酢酸、プロピオン酸、ラウ
リン酸、ステアリン酸等の脂肪族カルボン酸、安
息香酸、iso−フタル酸等の芳香族カルボン酸が
ある。 カルボン酸無水物は、
状のアルキル基である。具体的にはジメチルアセ
タール、ジエチルアセタール、ジ−iso−プロピ
ルアセタール、ジ−t−ブチルアセタール、ジヘ
キシルアセタール、ジオクチルアセタール等があ
げられる。 オルトギ酸エステルは、HC(OR)3で表わされ
る化合物であり、RはC1〜C4の直鎖状アルキル
基およびフエニル基より選ばれた基である。具体
的には、オルトギ酸メチル、オルトギ酸エチル、
オルトギ酸ジエチルプロピル、オルトギ酸プロピ
ル、オルトギ酸フエニル等があげられる。 アルコールは、ROHで表わされる化合物であ
り、RはC1〜C20の直鎖もしくは分岐状のアルキ
ル基、アリール基より選ばれた基である。具体的
にはメタノール、エタノール、n−プロパノー
ル、iso−ブタノール、ラウリルアルコール、ス
テアリルアルコール等の脂肪族アルコール、ベン
ジルアルコール、2−フエニルエタノール等の芳
香族アルコールがある。 カルボン酸は、RCOOHで表わされる化合物で
あり、Rは水素、C1〜C20の直鎖もしくは分岐状
のアルキル基、アリール基より選ばれた基であ
る。具体的にはギ酸、酢酸、プロピオン酸、ラウ
リン酸、ステアリン酸等の脂肪族カルボン酸、安
息香酸、iso−フタル酸等の芳香族カルボン酸が
ある。 カルボン酸無水物は、
【式】
【式】
【式】で表わされる化合物である。
ここでR1はC1〜C20の直鎖状アルキル基、R2は水
素もしくはC1〜C20の直鎖状アルキル基、R3は水
素もしくはC1〜C3の直鎖状もしくは分岐状のア
ルキル基である。具体的には無水酢酸、無水プロ
ピオン酸、無水ステアリン酸、無水コハク酸、無
水ドデセニルコハク酸、無水マレイン酸等の脂肪
族カルボン酸無水物、無水フタル酸、4−メチル
無水フタル酸等の芳香族カルボン酸無水物があ
る。 これらの分子量調節剤のうちでも、重合体の熱
安定性、塩基安定性の観点より、ROCH2ORで表
わされるホルマール化合物、RO(CH2O)oRで表
わされるポリアセタール化合物、および
素もしくはC1〜C20の直鎖状アルキル基、R3は水
素もしくはC1〜C3の直鎖状もしくは分岐状のア
ルキル基である。具体的には無水酢酸、無水プロ
ピオン酸、無水ステアリン酸、無水コハク酸、無
水ドデセニルコハク酸、無水マレイン酸等の脂肪
族カルボン酸無水物、無水フタル酸、4−メチル
無水フタル酸等の芳香族カルボン酸無水物があ
る。 これらの分子量調節剤のうちでも、重合体の熱
安定性、塩基安定性の観点より、ROCH2ORで表
わされるホルマール化合物、RO(CH2O)oRで表
わされるポリアセタール化合物、および
【式】で表わされるアセタール化合物が
好ましく、更には精製および入手の容易さより、
メチラール、ジエチルアセタールが特に好まし
い。 ポリオキシメチレンとポリアルキレンオキシド
との反応は無溶媒もしくは有機媒体中で行われ
る。無溶媒での反応は、通常原料ポリオキシメチ
レンの固体粉末状態もしくは溶融状態で、ポリオ
キシメチレンとポリアルキレンオキシドとの混合
物にルイス酸を添加して行われる。また有機媒体
中での反応は、通常原料ポリオキシメチレンとポ
リアルキレンオキシドとを含有する有機媒体に、
ルイス酸を添加して行われる。 本発明において用いる事のできる有機媒体とし
ては、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタ
ン、n−オクタン、シクロヘキサン、シクロペン
タン等の脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、
キシレン等の芳香族炭化水素、塩化メチレン、ク
ロロホルム、四塩化炭素、塩化エチレン、トリク
ロルエチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素、ク
ロルベンゼン、o−ジクロルベンゼン等のハロゲ
ン化芳香族炭化水素、エチルエーテル、ジオキサ
ン等のエーテル化合物がある。これらの有機媒体
は単独で用いても良く、或いは2種以上混合して
用いても差し支えない。 分子量調節剤を使用する場合には、分子量調節
剤は反応系中に均一に溶解もしくは分散されて用
いられる。分子量調節剤の系中における濃度は、
所望する安定化ポリオキシメチレンの分子量の要
求に応じて、容易に実験によつて決定する事がで
きる。 ポリアルキレンオキシドは、原料ポリオキシメ
チレン100重量部に対し0.01〜100重量部、より好
ましくは0.1〜50重量部用いられる。 ルイス酸は、無溶媒の場合には、原料ポリオキ
シメチレン100重量部に対し0.0005〜0.1重量部、
有機媒体を用いる場合には、1×10-7〜1×10-1
モル/−有機媒体の濃度で用いられる。 反応温度は通常−20〜230℃の間で設定される
が、無溶媒の場合には20〜210℃の間がより好ま
しく、有機媒体を使用する場合には0〜120℃の
間がより好ましい。 反応時間については特に制限はないが、5秒〜
300分の間で設定される。 無溶媒の場合、所定時間の経過後、系に水酸化
ナトリウム、アンモニア、アミン、第4級アンモ
ニウム塩等の塩基性物質が添加され反応は終了す
る。 安定化されたポリオキシメチレンはそのまま安
定剤等を添加し、実用に供する事もできるし、ま
た安定化されたポリオキシメチレンを水、アルコ
ール等と共に加熱した後、安定剤等を添加し実用
に供する事もできる。 有機媒体を用いる場合、所定時間の経過後、重
合体は有機媒体より分離され、水酸化ナトリウ
ム、アンモニア、アミン、第4級アンモニウム塩
等の塩基性物質が添加され反応は終了する。安定
化されたポリオキシメチレンに、そのまま安定剤
を添加し実用に供する事もできる。或いは安定化
されたポリオキシメチレンを水、アルコール等と
共に加熱した後、安定剤等を添加し実用に供する
事もできる。 以上詳しく述べてきた本発明の方法を用いる事
により、良好な安定化ポリオキシメチレンの取得
が可能となつた。本発明の特色を列挙すると、以
下の如くである。 熱安定性、塩基安定性の優れた安定化ポリオ
キシメチレンを製造する事が可能である事。 安定化反応に際して分子量の低下が殆ど起こ
らない事。 分子量調節剤を用いる事により、安定化ポリ
オキシメチレンの分子量を任意に制御しうる
事。 特定の分子量調節剤を用いる事により、分子
量調節と同時に、熱安定性、塩基安定性の向上
を達成できる事。 以下の実施例における測定値は、次の測定法に
よる。 分子量(数平均分子量):末端基定量法による。
即ち末端メトキシ基(−OCH3)は改良ツアイ
ゼル法を用いて定量。末端水酸基(−OH)
は、この基を無水酢酸を用いてアセチル基(−
OCOCH3)に変換した後、赤外線吸収スペクト
ル法を用いて定量。また末端カルボキシル基
(−OCOR、R:水素、アルキル基)も赤外線
吸収スペクトル法を用いて定量。 還元粘度:p−クロルフエノール−テトラクロル
エチレン(1:1重量比)溶液中で、0.5gr./
dlの重合体濃度、60℃にて測定。 塩基安定性収率:1%のトリブチルアミンを含む
ベンジルアルコール中で、重合体濃度5%にて
150℃、60分間加熱処理した際の重合体回収
率。塩基安定性の尺度である。 Rv222:真空下222℃にて50分間加熱した際の重
合体の残存量。熱安定性の尺度である。 以下若干の実施例により本発明を説明するが、
本発明はこれらの実施例によつて限定されるもの
ではない。 実施例 1 分子量60500、還元粘度2.95の減圧下にて十分
乾燥されたポリオキシメチレンジメトキシド
50gr.、減圧下にて十分乾燥されたポリエチレン
グリコール(平均分子量5000)10gr.、メチラー
ル0.015gr.および金属ナトリウム上から蒸溜され
た実質的に無水のトルエン500mlを、撹拌機、温
度計、触媒投入口を備えたフラスコに仕込み、内
容物を55℃に加熱した。次いで触媒投入口より三
弗化ホウ素ジブチルエーテレート5×10-4モルを
トルエン5mlに溶解した溶液を添加し反応を開始
した。フラスコの内容物を55℃に45分間維持した
後、1mlのトリブチルアミンを加える事により反
応を停止した。重合体を別後、メタノールにて
5回洗滌し60℃で5時間真空乾燥を行ない重合体
49gr.を得た。この重合体の分子量は32800、還元
粘度は1.68であり、所望の分子量を有していた。
またこの重合体の塩基安定化収率は97%、塩基安
定化後の重合体のRv222は98.6%であり、良好な
熱安定性、塩基安定性を有していた。 実施例 2 分子量65800、還元粘度3.31のポリオキシメチ
レンジアセテート200gr.、ポリプロピレングリコ
ールジアセテート(平均分子量3900)25gr.、シ
クロヘキサン1000mlをフラスコに仕込んだ。テト
ラヒドロフラン中で三弗化ホウ素ジエチルエーテ
レートとエピクロルヒドリンとを反応せしめる事
により合成したトリエチルオキソニウムテトラフ
ロロボレート1×10-3モルを添加する事により反
応を開始せしめた。 フラスコの内容物を50℃に40分間維持した後、
1N NaOH水溶液10mlを加え反応を停止させた。
別、洗滌、乾燥を行ない重合体192gr.を得た。
この重合体の分子量は64600、還元粘度は3.28、
塩基安定化収率は92%、塩基安定化後の重合体の
Rvは97.0%であり、反応時の分子量の低下はな
く、良好な性質を有する安定化ポリオキシメチレ
ンが得られた。 実施例 3〜10 実施例2で用いた試薬のうち、ポリプロピレン
グリコールジアセテートに代えて第1表に示した
ポリアルキレンオキシドを、また分子量調節剤と
して第1表の化合物を用いた他は、全て実施例2
と同様に操作し、得られた結果を第1表に示し
た。いずれの実施例においても、所望の分子量を
有し熱安定性、塩基安定性に優れた安定化ポリオ
キシメチレンが得られた。 比較例 1 実施例2で用いた試薬のうち、ポリプロピレン
グリコールジアセテートに代えて、1・3−ジオ
キソラン30gr.を、また分子量調節剤としてメチ
ラール0.07gr.を使用した他は、全て実施例2と
同様に操作し、得られた結果を第1表に併せて示
した。反応後の重合体の分子量、粘度は大幅に低
下し、また塩基安定化収率も不良であつた。 比較例 2 実施例2で用いた試薬のうち、ポリプロピレン
グリコールジアセテートに代えて、エチレングリ
コール40gr.を、また分子量調節剤としてメチラ
ール0.07gr.を使用した他は、全て実施例2と同
様に操作し、得られた結果を第1表に併せて示し
た。反応に際して重合体の分子量は大幅に低下
し、低粘度の重合体が回収されたにすぎない。 実施例 11 分子量45200、還元粘度2.23の末端封鎖ポリオ
キシメチレン(末端の58%はアセチル基、42%は
メトキシ基で封鎖)350gr.、ポリテトラエチレン
グリコール(平均分子量4950)150gr.を十分均一
に混合後、フラスコに仕込んだ。次いでフラスコ
の内容物を高速撹拌し、90℃に昇温後、四塩化チ
タン0.004gr.をベンゼン5mlに溶解した溶液を添
加し反応を開始した。反応開始より10分後に20%
ジオクチルアミン水溶液10mlを加え反応を停止し
た。重合体をメタノールにて洗滌・乾燥し重合体
320gr.を回収した。この重合体の分子量は
39700、還元粘度2.03であり、分子量の低下は極
めて僅かであつた。この重合体100部に、シアノ
グアニジン0.5部、2・2−メチレン−ビス(4
−メチル−6−tert−ブチルフエノール)0.25部
を加え成形に供したところ、強靭な物性を有する
成形物が得られた。 実施例 12 分子量53300、還元粘度2.69のポリオキシメチ
レンジアセテート500gr.、ポリエチレングリコー
ル(平均分子量20000)18gr.を均一に混合後、ベ
ント口を備えたL/D=35の30mmφ押出機を用い
て押出した。押出しに要した時間は10分間であ
り、ダイ出口での溶融樹脂の温度は、195℃であ
つた。押出しに要した10分間にわたつて、三弗化
ホウ素ジエチルエーテレートを2.0×10-4mol/
の濃度で含有するトルエンを毎分18mlの割合でベ
ント口より強制的に添加した。なおベント口から
ダイ出口までの樹脂の平均滞留時間は28秒であつ
た。ダイより出てきた溶融樹脂を水中に導き、ス
トランドとして合計498gr.の重合体を回収した。
この重合体の分子量は49800、還元粘度は2.48で
あつた。
メチラール、ジエチルアセタールが特に好まし
い。 ポリオキシメチレンとポリアルキレンオキシド
との反応は無溶媒もしくは有機媒体中で行われ
る。無溶媒での反応は、通常原料ポリオキシメチ
レンの固体粉末状態もしくは溶融状態で、ポリオ
キシメチレンとポリアルキレンオキシドとの混合
物にルイス酸を添加して行われる。また有機媒体
中での反応は、通常原料ポリオキシメチレンとポ
リアルキレンオキシドとを含有する有機媒体に、
ルイス酸を添加して行われる。 本発明において用いる事のできる有機媒体とし
ては、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタ
ン、n−オクタン、シクロヘキサン、シクロペン
タン等の脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、
キシレン等の芳香族炭化水素、塩化メチレン、ク
ロロホルム、四塩化炭素、塩化エチレン、トリク
ロルエチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素、ク
ロルベンゼン、o−ジクロルベンゼン等のハロゲ
ン化芳香族炭化水素、エチルエーテル、ジオキサ
ン等のエーテル化合物がある。これらの有機媒体
は単独で用いても良く、或いは2種以上混合して
用いても差し支えない。 分子量調節剤を使用する場合には、分子量調節
剤は反応系中に均一に溶解もしくは分散されて用
いられる。分子量調節剤の系中における濃度は、
所望する安定化ポリオキシメチレンの分子量の要
求に応じて、容易に実験によつて決定する事がで
きる。 ポリアルキレンオキシドは、原料ポリオキシメ
チレン100重量部に対し0.01〜100重量部、より好
ましくは0.1〜50重量部用いられる。 ルイス酸は、無溶媒の場合には、原料ポリオキ
シメチレン100重量部に対し0.0005〜0.1重量部、
有機媒体を用いる場合には、1×10-7〜1×10-1
モル/−有機媒体の濃度で用いられる。 反応温度は通常−20〜230℃の間で設定される
が、無溶媒の場合には20〜210℃の間がより好ま
しく、有機媒体を使用する場合には0〜120℃の
間がより好ましい。 反応時間については特に制限はないが、5秒〜
300分の間で設定される。 無溶媒の場合、所定時間の経過後、系に水酸化
ナトリウム、アンモニア、アミン、第4級アンモ
ニウム塩等の塩基性物質が添加され反応は終了す
る。 安定化されたポリオキシメチレンはそのまま安
定剤等を添加し、実用に供する事もできるし、ま
た安定化されたポリオキシメチレンを水、アルコ
ール等と共に加熱した後、安定剤等を添加し実用
に供する事もできる。 有機媒体を用いる場合、所定時間の経過後、重
合体は有機媒体より分離され、水酸化ナトリウ
ム、アンモニア、アミン、第4級アンモニウム塩
等の塩基性物質が添加され反応は終了する。安定
化されたポリオキシメチレンに、そのまま安定剤
を添加し実用に供する事もできる。或いは安定化
されたポリオキシメチレンを水、アルコール等と
共に加熱した後、安定剤等を添加し実用に供する
事もできる。 以上詳しく述べてきた本発明の方法を用いる事
により、良好な安定化ポリオキシメチレンの取得
が可能となつた。本発明の特色を列挙すると、以
下の如くである。 熱安定性、塩基安定性の優れた安定化ポリオ
キシメチレンを製造する事が可能である事。 安定化反応に際して分子量の低下が殆ど起こ
らない事。 分子量調節剤を用いる事により、安定化ポリ
オキシメチレンの分子量を任意に制御しうる
事。 特定の分子量調節剤を用いる事により、分子
量調節と同時に、熱安定性、塩基安定性の向上
を達成できる事。 以下の実施例における測定値は、次の測定法に
よる。 分子量(数平均分子量):末端基定量法による。
即ち末端メトキシ基(−OCH3)は改良ツアイ
ゼル法を用いて定量。末端水酸基(−OH)
は、この基を無水酢酸を用いてアセチル基(−
OCOCH3)に変換した後、赤外線吸収スペクト
ル法を用いて定量。また末端カルボキシル基
(−OCOR、R:水素、アルキル基)も赤外線
吸収スペクトル法を用いて定量。 還元粘度:p−クロルフエノール−テトラクロル
エチレン(1:1重量比)溶液中で、0.5gr./
dlの重合体濃度、60℃にて測定。 塩基安定性収率:1%のトリブチルアミンを含む
ベンジルアルコール中で、重合体濃度5%にて
150℃、60分間加熱処理した際の重合体回収
率。塩基安定性の尺度である。 Rv222:真空下222℃にて50分間加熱した際の重
合体の残存量。熱安定性の尺度である。 以下若干の実施例により本発明を説明するが、
本発明はこれらの実施例によつて限定されるもの
ではない。 実施例 1 分子量60500、還元粘度2.95の減圧下にて十分
乾燥されたポリオキシメチレンジメトキシド
50gr.、減圧下にて十分乾燥されたポリエチレン
グリコール(平均分子量5000)10gr.、メチラー
ル0.015gr.および金属ナトリウム上から蒸溜され
た実質的に無水のトルエン500mlを、撹拌機、温
度計、触媒投入口を備えたフラスコに仕込み、内
容物を55℃に加熱した。次いで触媒投入口より三
弗化ホウ素ジブチルエーテレート5×10-4モルを
トルエン5mlに溶解した溶液を添加し反応を開始
した。フラスコの内容物を55℃に45分間維持した
後、1mlのトリブチルアミンを加える事により反
応を停止した。重合体を別後、メタノールにて
5回洗滌し60℃で5時間真空乾燥を行ない重合体
49gr.を得た。この重合体の分子量は32800、還元
粘度は1.68であり、所望の分子量を有していた。
またこの重合体の塩基安定化収率は97%、塩基安
定化後の重合体のRv222は98.6%であり、良好な
熱安定性、塩基安定性を有していた。 実施例 2 分子量65800、還元粘度3.31のポリオキシメチ
レンジアセテート200gr.、ポリプロピレングリコ
ールジアセテート(平均分子量3900)25gr.、シ
クロヘキサン1000mlをフラスコに仕込んだ。テト
ラヒドロフラン中で三弗化ホウ素ジエチルエーテ
レートとエピクロルヒドリンとを反応せしめる事
により合成したトリエチルオキソニウムテトラフ
ロロボレート1×10-3モルを添加する事により反
応を開始せしめた。 フラスコの内容物を50℃に40分間維持した後、
1N NaOH水溶液10mlを加え反応を停止させた。
別、洗滌、乾燥を行ない重合体192gr.を得た。
この重合体の分子量は64600、還元粘度は3.28、
塩基安定化収率は92%、塩基安定化後の重合体の
Rvは97.0%であり、反応時の分子量の低下はな
く、良好な性質を有する安定化ポリオキシメチレ
ンが得られた。 実施例 3〜10 実施例2で用いた試薬のうち、ポリプロピレン
グリコールジアセテートに代えて第1表に示した
ポリアルキレンオキシドを、また分子量調節剤と
して第1表の化合物を用いた他は、全て実施例2
と同様に操作し、得られた結果を第1表に示し
た。いずれの実施例においても、所望の分子量を
有し熱安定性、塩基安定性に優れた安定化ポリオ
キシメチレンが得られた。 比較例 1 実施例2で用いた試薬のうち、ポリプロピレン
グリコールジアセテートに代えて、1・3−ジオ
キソラン30gr.を、また分子量調節剤としてメチ
ラール0.07gr.を使用した他は、全て実施例2と
同様に操作し、得られた結果を第1表に併せて示
した。反応後の重合体の分子量、粘度は大幅に低
下し、また塩基安定化収率も不良であつた。 比較例 2 実施例2で用いた試薬のうち、ポリプロピレン
グリコールジアセテートに代えて、エチレングリ
コール40gr.を、また分子量調節剤としてメチラ
ール0.07gr.を使用した他は、全て実施例2と同
様に操作し、得られた結果を第1表に併せて示し
た。反応に際して重合体の分子量は大幅に低下
し、低粘度の重合体が回収されたにすぎない。 実施例 11 分子量45200、還元粘度2.23の末端封鎖ポリオ
キシメチレン(末端の58%はアセチル基、42%は
メトキシ基で封鎖)350gr.、ポリテトラエチレン
グリコール(平均分子量4950)150gr.を十分均一
に混合後、フラスコに仕込んだ。次いでフラスコ
の内容物を高速撹拌し、90℃に昇温後、四塩化チ
タン0.004gr.をベンゼン5mlに溶解した溶液を添
加し反応を開始した。反応開始より10分後に20%
ジオクチルアミン水溶液10mlを加え反応を停止し
た。重合体をメタノールにて洗滌・乾燥し重合体
320gr.を回収した。この重合体の分子量は
39700、還元粘度2.03であり、分子量の低下は極
めて僅かであつた。この重合体100部に、シアノ
グアニジン0.5部、2・2−メチレン−ビス(4
−メチル−6−tert−ブチルフエノール)0.25部
を加え成形に供したところ、強靭な物性を有する
成形物が得られた。 実施例 12 分子量53300、還元粘度2.69のポリオキシメチ
レンジアセテート500gr.、ポリエチレングリコー
ル(平均分子量20000)18gr.を均一に混合後、ベ
ント口を備えたL/D=35の30mmφ押出機を用い
て押出した。押出しに要した時間は10分間であ
り、ダイ出口での溶融樹脂の温度は、195℃であ
つた。押出しに要した10分間にわたつて、三弗化
ホウ素ジエチルエーテレートを2.0×10-4mol/
の濃度で含有するトルエンを毎分18mlの割合でベ
ント口より強制的に添加した。なおベント口から
ダイ出口までの樹脂の平均滞留時間は28秒であつ
た。ダイより出てきた溶融樹脂を水中に導き、ス
トランドとして合計498gr.の重合体を回収した。
この重合体の分子量は49800、還元粘度は2.48で
あつた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 数平均分子量が10000以上であるポリオキシ
メチレンと、一般式【式】(Rは水 素、アルキル基、置換アルキル基、アリール基、
置換アリール基より選ばれ、各々同一であつても
異なつていても良い。m=2〜6、n=3〜
20000)で表わされる構造を有するポリアルキレ
ンオキシドとを、ルイス酸の存在下にて反応させ
る事を特徴とする安定化ポリオキシメチレンの製
法。 2 ポリオキシメチレンの数平均分子量が、
30000から500000の間にある特許請求の範囲第1
項記載の製法。 3 ポリアルキレンオキシドが、ポリエチレンオ
キシド、ポリエチレンオキシド誘導体、ポリプロ
ピレンオキシド又はポリプロピレンオキシド誘導
体である特許請求の範囲第1項記載の製法。 4 ポリアルキレンオキシドの平均重合度(n)
が、10〜10000の間にある特許請求の範囲第1項
記載の製法。 5 反応時に分子量調節剤を共存させる特許請求
の範囲第1項記載の製法。 6 分子量調節剤が、一般式ROCH2OR(R=ア
ルキル基)、RO(CH2O)oR(R=アルキル基、
n=2〜20)および【式】(R=アルキ ル基)で表わされるアセタール化合物から選ばれ
た化合物である特許請求の範囲第5項記載の製
法。 7 アセタール化合物がメチラールもしくはジエ
チルアセタールである特許請求の範囲第6項記載
の製法。 8 反応が無溶媒で行なわれる特許請求の範囲第
1項記載の製法。 9 反応が有機媒体中で行われる特許請求の範囲
第1項記載の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17078179A JPS5693725A (en) | 1979-12-27 | 1979-12-27 | Production of stabilized polyoxymethylene |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17078179A JPS5693725A (en) | 1979-12-27 | 1979-12-27 | Production of stabilized polyoxymethylene |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5693725A JPS5693725A (en) | 1981-07-29 |
| JPS6153369B2 true JPS6153369B2 (ja) | 1986-11-17 |
Family
ID=15911247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17078179A Granted JPS5693725A (en) | 1979-12-27 | 1979-12-27 | Production of stabilized polyoxymethylene |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5693725A (ja) |
-
1979
- 1979-12-27 JP JP17078179A patent/JPS5693725A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5693725A (en) | 1981-07-29 |
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