DD288162A5 - PROCESS FOR PREPARING A SIO-LOW 2-DOTED POLYESTER - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines SiO2-dotierten Polyesters. Auf der Grundlage von Polyethylenterephthalat sind dotierte Polyester herzustellen, die zu Folie verarbeitet und biaxial verstreckt, ganz spezifische Oberflaechenrauhigkeitsstrukturen sowie ein sehr guenstiges Gleit-, Wickel- und Abrasionsverhalten aufweisen und besonders fuer Videobaender, Floppy Discs und High-grade Computerbaender geeignet sind. Erfindungsgemaesz wird Siliciumdioxid und Titandioxid und/oder Kaolin von Teilchengroeszen D50 maximal 2,0 mm zusammen mit Ethylenglykol unter Zugabe von Alkali und eines Alkalipolyphosphates feinstvermahlen, nachfolgend verduennt, klassiert und kationisches Dispergierhilfsmittel zugegeben, homogenisiert und filtriert und die Suspension einem Gemisch aus Dimethylterephthalat und Ethylenglykol zu Beginn der Umesterung zudosiert.{Polyester; Dotierung; Siliciumdioxid; Titandioxid; Kaolin; Ethylenglykol; Suspension; Dimethylterephthalat; Vermahlung; Klassierung; Filtration; Dispergierhilfsmittel; Umesterung; Folie; Oberflaechenrauhigkeit}The invention relates to a method for producing a SiO 2 -doped polyester. On the basis of polyethylene terephthalate doped polyester are produced, which are processed into film and stretched biaxially, have specific surface roughness structures and a very favorable sliding, winding and Abrasionsverhalten and are particularly suitable for video players, floppies and high-grade computer buffers. According to the invention, silicon dioxide and titanium dioxide and / or kaolin of particle sizes D50 of maximum 2.0 mm are finely ground together with ethylene glycol with the addition of alkali and an alkaline polyphosphate, subsequently diluted, classified and cationic dispersing assistant added, homogenized and filtered and the suspension mixed with a mixture of dimethyl terephthalate and ethylene glycol added at the beginning of the transesterification. {Polyester; doping; silica; titanium dioxide; Kaolin; Ethylene glycol; Suspension; dimethyl terephthalate; Marriage; classification; filtration; dispersing aids; transesterification; Foil; surface roughness}
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einos dotierten Polyesters, der auf Grund seiner Beschaffenheit und besonderen Eigenschaften nach entsprechende biaxialer Verstreckung zu Folienunterlagen, insbesondere zur Herstellung von Videobändern, Floppy-Discs und High-grade Computerbändern, geeignet ist.The invention relates to a process for producing einos doped polyester, which is due to its nature and special properties after appropriate biaxial stretching to foil documents, in particular for the production of video tapes, floppy discs and high-grade computer tapes, is suitable.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Für die Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsmaterialien hoher Speicherdichten werden Polyestermaterialien eingesetzt, welchen zur Erzeugung spezifischer Oberflächenrauhigkeitsstrukturen sowie eines günstigen Gleit- und Abriebverhaltens der Trägerfolie anorganische und/oder organische Füllstoffe in bestimmten Mengenanteilen mit spezifischen Teilchengrößenverteilungscharakteristika zugegeben werden.For the production of magnetic recording materials of high storage densities, polyester materials are used, to which inorganic and / or organic fillers in specific proportions with specific particle size distribution characteristics are added in order to produce specific surface roughness structures and a favorable sliding and abrasion behavior of the carrier film.
Verschiedene Lösungen werden in der Patentliteratur in EP-PS 0199244, FR-PS 2549076, FR-PS 2548858, FR-PS 2561982, DE-PS 2807147, EP-PS 0124291, EP-PS 0132951 und EP-PS 0261430 beschrieben und dabei als Füllstoffe bevorzugte Teilchen aus Siliciumdioxid, Titandioxid, Calciumcarbonat, Bariumsulfat oder Aluminiumsilikate eingesetzt. In fast allen diesen Lösungen werden die Teilchen einer Füllstoffkomponente in Form ethylenglykolischer Slurries ab Beendigung der Umesterungsreaktion dem Polyesterbildungsprozeß zugefügt. Dieser Zugabezuitpunkt läßt aber bei vielen Füllstoffeinsätzen optimale Verteilungszustäride der ursprünglich feinstverteilten Füllstoffpartikel in der Polyestermatrix nicht zu.Various solutions are described in the patent literature in EP-PS 0199244, FR-PS 2549076, FR-PS 2548858, FR-PS 2561982, DE-PS 2807147, EP-PS 0124291, EP-PS 0132951 and EP-PS 0261430 Fillers preferred particles of silica, titanium dioxide, calcium carbonate, barium sulfate or aluminum silicates used. In almost all of these solutions, the particles of a filler component in the form of ethylene glycol slurries are added to the polyester formation process from the completion of the transesterification reaction. However, this Zufußzuitpunkt allows for many filler inserts optimal Verteilungszustäride the originally very finely divided filler particles in the polyester matrix.
Nach bekannten Verfahren werden Titandioxidpartikel wie auch' Teilchen aus Calciumcarbonat oder Bariumsulfat nur unzureichend in die Polyestermatrix eingebettet und führen vergleichsweise zu Kaolin oder Siliciumdioxid zu stärkerer Abrasion der aus einem so dotierten Polyester hergestellten Folien.According to known methods, titanium dioxide particles as well as particles of calcium carbonate or barium sulfate are only insufficiently embedded in the polyester matrix and, compared with kaolin or silicon dioxide, lead to greater abrasion of the films produced from such a doped polyester.
Es ist weiterhin bekannt, gefüllte Polyester herzustellen, in die auch mehrere Füllstoff komponenten gleichzeitig eingebettet sind.It is also known to produce filled polyester, in which several filler components are embedded simultaneously.
Ein solcher Polyester wird erst mit dem erforderlichen einzelnen Füllstoff in Form einer Teilchensuspension dotiert und danach durch Vermischung mit analog hergestellten Polyestern auf Basis eines anderen Füllstoffes und nachfolgender Extrusion hergestellt (FR-PS 2561982, EP-PS 0132951).Such a polyester is first doped with the required individual filler in the form of a particle suspension and then prepared by mixing with similarly prepared polyesters based on another filler and subsequent extrusion (FR-PS 2561982, EP-PS 0132951).
In der EP-PS 0261430 wird die Verwendung einer Kombination von sphärischem Siliciumdioxid mit Calciumterephthalat oder Kaolin beziehungsweise sphärischem Siliciumdioxid und Titandioxid oder Kaolin in Form ethylenglykolischer Suspensionen für die Dotierung beschrieben und kleinste durchschnittliche Teilchengrößen für sphärisches Siliciumdioxid von 0,5-0,6Mm zur Vermeidung unerwünschter Agglomeratbildungen eingesetzt. Damit werden jedoch nur durchschnittliche Folionoberflächenrauhigkeitswerte von minimal 0,012Mm unter Beibehaltung niedriger Abrasion und guter Gleitfähigkeit erreicht.EP-PS 0261430 describes the use of a combination of spherical silica with calcium terephthalate or kaolin or spherical silica and titanium dioxide or kaolin in the form of ethylene glycol suspensions for doping and minimum average particle sizes for spherical silica of 0.5-0.6 μm for avoidance used unwanted agglomeration. However, only average folio surface roughness values of at least 0.012 μm are achieved while maintaining low abrasion and good lubricity.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein effektives Verfahren zur Herstellung eines dotierten Polyesters, abgeleitet von Ethylenterephthalat als Hauptmonomerbaustein, zu entwickeln, der auf Grund seiner Beschaffenheit und besonderen Eigenschaften für die Herstellung von Videobändern, Floppy-Discs und High-grade Computerbändern einsetzbar ist. Mit der Einarbeitung anorganischer Füllstoffteilchen oder-teiliihenkombinationen in die Polymermatrix soll bei daraus entsprechend biaxial verstreckten Folien ein gutes Gleit- und Abriebverhalten sowie gleichzeitig die Erlangung von durchschnittlichen Oberflächenrauhigkeiten Ra kleiner als 0,012 Mm gewährleistet werden.The object of the invention is to develop an effective process for the preparation of a doped polyester derived from ethylene terephthalate as a main monomer building block which, by virtue of its nature and particular properties, can be used for the production of video tapes, floppy disks and high-grade computer tapes. With the incorporation of inorganic filler particles or Teiliihenkombinationen in the polymer matrix in accordance with biaxially stretched films a good sliding and abrasion behavior and at the same time obtaining the average surface roughness Ra less than 0.012 mm is to be ensured.
Zur Erlangung der genannten Folienparameter wird es erforderlich, sehr stabile Teilchensuspensionen herzustellen, die eine definierte Teilchengrößenverteilung und Teilchengröße aufweisen, um höchste Anforderungen an eine gleichmäßige Einbettung der Teilchen in die Polymermatrix zu erfüllen.In order to obtain the mentioned film parameters, it is necessary to produce very stable particle suspensions which have a defined particle size distribution and particle size in order to meet the highest requirements for uniform embedding of the particles in the polymer matrix.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen dotierten Polyester auf der Grundlage von Polyethylenterephthalat herzustellen, bei welchem dem Polyester im Verlaufe seines Herstellungsprozesses aus Dimethylterephthalat und Ethylenglykol, geeignete Füllstoffe oder Füllstoffkombinationen feinstverteilt in einer ethylenglykolischen Suspension, zur Erreichung eines sehr guten Gleitvermögens eines niedrigen Abriebes und geringer durchschnittlicher Oberflächenrauhigkeit (Ra = 0,005-0,012 Mm) der daraus gezogenen Folien, zum günstigsten Zeitpunkt des Polyesterbildungsprozesses zugegeben werden. Dabei sollen Füllstoffe in durchschnittlichen Ausgangsteilchengrößen von maximal 0,2Mm, unter Anwendung einer intensiven Vermahlung, die zur teilweisen Coatierung der Teilchen untereinander führt, verwendet und auch geeignete Dispergierhilfsmittel mit dispergierendem Einfluß im Prozeß der Herstellung der Teilchensuspension, als auch besonders während des Polyesterbildungsprozesses, eingesetzt werden.The invention has for its object to produce a doped polyester based on polyethylene terephthalate, in which the polyester in the course of its production process of dimethyl terephthalate and ethylene glycol, suitable fillers or filler combinations finely divided in an ethylene glycol suspension, to achieve a very good sliding properties of low abrasion and low average surface roughness (Ra = 0.005-0.012 μm) of the films drawn therefrom, at the best time of the polyester-forming process. In this case, fillers are used in average starting particle sizes of not more than 0.2 μm, using intensive milling, which leads to the partial coating of the particles with one another, and also suitable dispersing agents having a dispersing influence in the process of preparing the particle suspension, and especially during the polyester-forming process become.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Dotierungsmittelkombination aus Siliciumdioxid und Titandioxid und/oder Kaolin, jeweils in einem Verhältnis von 10-90 Masseanteil in % eingesetzt, in Form einer ethylenglykolischen Suspension von 5-15 Masseanteil Füllstoffe in %, erlangt durch gemeinsame Vermahlung von Teilchengrößen D50 rrwimal 2,0Mm in Ethylenglykol unter Zusatz von 0,01-0,30 Massenanteil Alkali in % sowie 0,05-0,50 Massenanteil Alkali- oder Erdalkalipolyphosphat in %, anschließender Verdünnung und Teilchenklassierung und Zusatz von 0,01-0,3 Masseanteil in % eines kationischen Dispergierhilfsmittels, jeweils bezogen auf Füllstoff, Homogenisation und Filtration, dem Gemisch aus Dimethylterephthalat und Ethylenglykol in einem Masseanteil von 0,05-1,0% Füllstoff, bezogen auf Dimethylterephthalat, zu Beginn der Umsetzung bis zur Erreichung einer Intrinsic-Viskosität von 0,2 dl/g, zMgegeben wird.According to the invention the object is achieved in that a dopant combination of silica and titanium dioxide and / or kaolin, each used in a ratio of 10-90 wt% in%, in the form of an ethylene glycol suspension of 5-15 mass fraction of fillers in%, obtained by joint grinding of particle sizes D 50 rrwimal 2.0Mm in ethylene glycol with the addition of 0.01-0.30 mass% of alkali in% and 0.05-0.50 mass fraction of alkali or alkaline earth polyphosphate in%, followed by dilution and particle classification and addition of 0.01 -0.3 parts by weight in% of a cationic dispersing aid, in each case based on filler, homogenization and filtration, the mixture of dimethyl terephthalate and ethylene glycol in a mass fraction of 0.05-1.0% filler, based on dimethyl terephthalate, at the beginning of the reaction to Achieving an intrinsic viscosity of 0.2 dl / g, zMgeben.
Als Dotierungsmittel werden Siliciumdioxid mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,01-0,05Mm in 10-90 Masseanteil in % vorzugsweise 20-80 Masseanteil in % in Kombination mit Titandioxid und/oder Kaolin in jeweils 10-90 Masseanteil in %, vorzugsweise 20-80 Masseanteil in %, eingesetzt und vermählen, wobei Titandioxid mit einer durchschnittlichen TeilchengrößeAs doping agent, silica having an average particle size of 0.01-0.05 μm in 10-90% by weight in%, preferably 20-80% by weight in% in combination with titanium dioxide and / or kaolin, in 10-90% by weight in%, preferably 20% by weight. 80% by weight, used and milled, with titanium dioxide having an average particle size
von C,1-0,35pm und Kaolin mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,3-2,0pm, vorzugsweise 0,3-0,8Mm, verwendetof C, 1-0.35pm and kaolin having an average particle size of 0.3-2.0pm, preferably 0.3-0.8mm
9-10 eingestellt, eingesetzt.9-10 set, used.
40 Masseanteil Füllstoffe in % homogenisiert.40% by mass of fillers homogenized in%.
pH-Wert von 8-9 eingestellt.pH adjusted from 8-9.
erforderliche Arbeitskonzentration von 5-15 Masseanteil Füllstoffe in % mit Ethylenglykol verdünnt. Anschließend erfolgtrequired working concentration of 5-15 parts by weight of fillers diluted in% with ethylene glycol. Then done
mittels eines mit einem Durchsatz von 100-150 l/h arbeitenden Dekanters oder Separators oder einer Überlaufzentrifuge dieby means of a decanter or separator operating at a throughput of 100-150 l / h or an overflow centrifuge
eingesetzten Teilchenslurries, sondern auch zur Erlangung einer gleichmäßigeren Verteilung der Teilchen bei der Einarbeitungin die Polymermatrix zum Einsatz kommt, wird nach der Klassierung in einer Konzentration von 0,01-0,30 Masseanteil in %,bezogen auf Füllstoff, der Teilchensuspension zugegeben.but also used to obtain a more even distribution of the particles upon incorporation into the polymer matrix, after classification in a concentration of 0.01-0.30 mass% in terms of filler is added to the particle suspension.
1 pm unterworfen. Die so hergestellte kombinierte Teilchensuspension wird dem Polyesterbildungsprozeß bereits vom1 pm subjected. The combined particle suspension thus prepared is already used in the polyester-forming process of
von 0,05-1,0% Füllstoffe, bezogen auf Dimethylterephthalat.from 0.05-1.0% of filler based on dimethyl terephthalate.
durchschnittlichen Oberflächenrauhigkeiten von 0,005 bis 0,010pm erreicht werden, die ein sehr gutes Gleitvermägen und einenur geringe Abrasion aufweisen.average surface roughnesses of 0.005 to 0.010 pm are achieved, which have a very good Gleitvermägen and little abrasion.
biaxial verstreckt wird.biaxially stretched.
20kg Siliciumdioxid (50 Masseanteil in % bezogen auf Füllstoffgemisch) mit einem mittleren Teilchendurchmeser von 0,03pm und 20kg Titandioxid (50 Masseanteil in % bezogen auf Füllstoffgemisch) mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,2 pm werden als Füllstoff zusammen mit 110k(o reinem Ethylenglykol unter Zugabe von 50g Kalilauge (0,125 Masseanteil in % bezogen auf Füllstoff) und 80g Kalciumtripolyphosphat (0,2 Massoanteil in % bezogen auf Füllstoff) in einer Zahnscheibenkolloidmühle vordispergiert und anschließend in drei Mahlgängen über eine schnellaufende Rührwerkskugelmühle (NAGEMA-HF 20), welche mit Glaskugeln der Fraktionsgröße 0,8-1,0mm zu 90% gefüllt ist, bei 100l/h Durchsatz beschickt. Die Suspension weist einen pH-Wert von 8,5 auf und wird auf einer Temperatur von 305K gehalten.20 kg of silica (50% by weight based on filler mixture) with a mean particle diameter of 0.03 pm and 20 kg of titanium dioxide (50 wt.% In relation to filler mixture) having a mean particle diameter of 0.2 .mu.m are used as filler together with 110 k ( o pure ethylene glycol with the addition of 50 g potassium hydroxide solution (0.125% by weight based on filler) and 80 g Kalciumtripolyphosphat (0.2 mass% in% based on filler) predispersed in a Zahnscheibenkolloidmühle and then in three Mahlgängen a high-speed stirred ball mill (NAGEMA-HF 20), which with Glass balls of fraction size 0.8-1.0 mm is filled to 90%, charged at 100 l / h throughput The suspension has a pH of 8.5 and is maintained at a temperature of 305K.
Diese Suspension mit 26,7 Masseanteil in % Füllstoff wird danach auf 10 Masseanteil in % mit Ethylenglykol dem vorher 32g (0,08 Masseanteil in % bezogen auf Füllstoff) Polyethylenimin zugegeben werden, verdünnt Lnd 2 h über eine Zahnscheibenkolloidmühle im Kreislauf gefördert und dann mittels einer Überlaufzentrifuge klassiert. Für eine Dotierung wird diese Suspension in einer Menge von 0,3 Masseanteil Füllstoff in % (bezogen auf Dimethylterephthalat) zu Beginn der Umesterungsreaktion von 1480kg Dimethylterephthalat und 1000kg Ethylenglykol, wenn die Innentemperatur zwischen 373 und 375K liegt, in den Umasterungsreaktor dosiert. Unmittelbar vorher erfolgt eine Sicherheitsfiltration der Suspension über Garnwickelpatronen aus Polypropylen mit einer Porenweite von 1 pm.This suspension with 26.7% by weight in% filler is then added to 10 parts by weight in% with ethylene glycol to the previously 32 g (0.08% by weight based on filler) of polyethyleneimine, diluted for 2 h via a Zahnscheibenkolloidmühle circulated and then classified an overflow centrifuge. For doping, this suspension in an amount of 0.3 mass% filler in% (based on dimethyl terephthalate) at the beginning of the transesterification reaction of 1480kg dimethyl terephthalate and 1000kg ethylene glycol, when the internal temperature is 373-375K, dosed into the Umasterungsreaktorktor. Immediately before this, a safety filtration of the suspension takes place via yarn winding cartridges made of polypropylene with a pore width of 1 μm.
Die aus diesem Polyester hergestellte Folie weist eine sehr gute durchschnittliche Überflächenrauhigkeit Ra von 0,008pm auf. Die Gleit- und Abrasionswerte sind ausreichend,The film made of this polyester has a very good average surface roughness Ra of 0.008pm. The sliding and abrasion values are sufficient
28kg amorphe Kieselsäure (70 Masseanteil in % bezogen auf Füllstoffgemisch) mit einem mittleren Teilchendurchmesser von0,03 (im und 12 kg (30 Masseanteil in % bezogen auf Füllstoffgemisch) Kaolin mit einem mittleren Teilchendurchmesser von0,30pm werden als Füllstoff zusammen mit 110kg reinem Ethylenglykol unter den gleichen Bedingungen, wie im28kg of amorphous silica (70 wt% in% based on filler mixture) having a mean particle diameter of 0.03 (and 12 kg (30 wt% in terms of filler mixture) of kaolin having a mean particle diameter of 0.30pm are incorporated as a filler together with 110kg of pure ethylene glycol the same conditions as in the
1480kg Dimethylterephthalat und 1000kg Ethylenglykol, bei einer Innentemperatur des Umesterungsreaktorszwischen 373 und383K zudosiert.1480 kg of dimethyl terephthalate and 1000 kg of ethylene glycol, at an internal temperature of the transesterification between 373 and 383K metered.
der Zentrifugalsedimentation arbeitenden automatischen Teilchenanalysator CAPA 700 der Fa. HORIBA.centrifugal sedimentation automatic particle analyzer CAPA 700 from HORIBA.
Vergleichsbeisp'elVergleichsbeisp'el
Unter Einhaltung der im Ausführungsbeispiel 1 beschriebenen Arbeitsabläufe werden Siliciumdioxid, Titandioxid oder KaolinIn compliance with the operations described in Embodiment 1, silica, titania or kaolin
einzeln als Dotierungsmittel eingesetzt.individually used as a dopant.
Variante 1 Variante 2 Variante 3Variant 1 Variant 2 Variant 3
Siliciumdioxid Titandioxid KaolinSilica titanium dioxide kaolin
Einsatzmenge 40kg 40kg 40kgAmount 40kg 40kg 40kg
• Ausgangsteilchengröße D60 0,03 μηι 0,20 μω 0,30 (imStarting particle size D 60 0.03 μηι 0.20 μω 0.30 (im
Teilchengröße der MahlsuspensionParticle size of the grinding suspension
D60 0,03 pm 0,15 pm 0,16 pmD 60 0.03 pm 0.15 pm 0.16 pm
Zudosierte Füllstoffmenge, bezogenMetered amount of filler, based
auf Dimethylterephthalat 0,4 Masseanteil in % 0,4 Masseanteil in % 0,3 Masseanteil in %on dimethyl terephthalate 0.4% by weight in% 0.4% by weight in% 0.3% by weight in%
Eigenschaften der verstreckten Folie: Oberflächenrauhigkeit Ra durchschnittlich 0,008 μσιProperties of the stretched film: surface roughness Ra average 0.008 μσι
Gleitverhalten und Wickelvermögen ungenügend'. Abrasionsverhalten gutSliding behavior and winding capacity insufficient '. Abrasion behavior good
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD33322289A DD288162A5 (en) | 1989-10-02 | 1989-10-02 | PROCESS FOR PREPARING A SIO-LOW 2-DOTED POLYESTER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD33322289A DD288162A5 (en) | 1989-10-02 | 1989-10-02 | PROCESS FOR PREPARING A SIO-LOW 2-DOTED POLYESTER |
Publications (1)
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DD288162A5 true DD288162A5 (en) | 1991-03-21 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DD33322289A DD288162A5 (en) | 1989-10-02 | 1989-10-02 | PROCESS FOR PREPARING A SIO-LOW 2-DOTED POLYESTER |
Country Status (1)
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DD (1) | DD288162A5 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0634452A2 (en) * | 1993-07-16 | 1995-01-18 | Ici Americas Inc. | Polyester films containing glass spheres and calcined china clay |
EP0648802A1 (en) * | 1993-10-15 | 1995-04-19 | Ici Americas Inc. | Polyester films containing precipitated silica particles and calcined clay |
-
1989
- 1989-10-02 DD DD33322289A patent/DD288162A5/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0634452A2 (en) * | 1993-07-16 | 1995-01-18 | Ici Americas Inc. | Polyester films containing glass spheres and calcined china clay |
EP0634452A3 (en) * | 1993-07-16 | 1996-10-02 | Ici America Inc | Polyester films containing glass spheres and calcined china clay. |
EP0648802A1 (en) * | 1993-10-15 | 1995-04-19 | Ici Americas Inc. | Polyester films containing precipitated silica particles and calcined clay |
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