JP3375435B2 - 生分解性複合モノフィラメント - Google Patents
生分解性複合モノフィラメントInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、産業資材用繊維として
使用可能なある一定の耐熱性を有し、結節強度及び耐摩
耗性に優れ、生分解速度の速い生分解性複合モノフィラ
メントに関するものである。
使用可能なある一定の耐熱性を有し、結節強度及び耐摩
耗性に優れ、生分解速度の速い生分解性複合モノフィラ
メントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、産業資材用繊維としては、強度等
の糸質性能及び耐候性の優れたものが要求されており、
主としてポリアミド、芳香族ポリエステル、ビニロン、
ポリオレフィン等からなるものが使用されている。しか
し、これらの繊維は分解性がなく、自然環境中に放置さ
れると種々の公害を引き起こすという問題がある。この
問題は、使用後、焼却、埋め立て、回収再生により処理
することにより解決されるが、これらの処理には多大の
費用や手間を要するために困難であるのが現状である。
の糸質性能及び耐候性の優れたものが要求されており、
主としてポリアミド、芳香族ポリエステル、ビニロン、
ポリオレフィン等からなるものが使用されている。しか
し、これらの繊維は分解性がなく、自然環境中に放置さ
れると種々の公害を引き起こすという問題がある。この
問題は、使用後、焼却、埋め立て、回収再生により処理
することにより解決されるが、これらの処理には多大の
費用や手間を要するために困難であるのが現状である。
【０００３】このような問題を解決する一つの方法とし
て、生分解性ポリマーを用いることが考えられる。しか
し、生分解性ポリマーは、汎用ポリマーに比べて融点が
低く、高価であり、また、繊維の強度が劣るという問題
があった。
て、生分解性ポリマーを用いることが考えられる。しか
し、生分解性ポリマーは、汎用ポリマーに比べて融点が
低く、高価であり、また、繊維の強度が劣るという問題
があった。
【０００４】そこで、本発明者らは、先に特願平６− 8
7305号において、安価で、かつ、実用に供することがで
きる一定の耐熱性を有し、物理的性質、特に結節強度及
び耐摩耗性に優れ、自然環境下で微生物により完全に分
解するポリブチレンサクシネートとポリエチレンサクシ
ネートとの共重合体であって、鞘部が芯部よりも低融点
のポリマーからなる生分解性複合モノフィラメントを提
案した。この生分解性複合モノフィラメントは良好な物
理的性質を示したが、分解速度が他の生分解性ポリマー
からなる繊維に比較して遅いという問題があり、その向
上が望まれていた。
7305号において、安価で、かつ、実用に供することがで
きる一定の耐熱性を有し、物理的性質、特に結節強度及
び耐摩耗性に優れ、自然環境下で微生物により完全に分
解するポリブチレンサクシネートとポリエチレンサクシ
ネートとの共重合体であって、鞘部が芯部よりも低融点
のポリマーからなる生分解性複合モノフィラメントを提
案した。この生分解性複合モノフィラメントは良好な物
理的性質を示したが、分解速度が他の生分解性ポリマー
からなる繊維に比較して遅いという問題があり、その向
上が望まれていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、安価で、か
つ、実用に供することができる一定の耐熱性を有し、結
節強度及び耐摩耗性に優れ、さらに、使用後は、自然環
境下で微生物により完全に分解される生分解速度の速い
生分解性複合モノフィラメントを提供しようとするもの
である。
つ、実用に供することができる一定の耐熱性を有し、結
節強度及び耐摩耗性に優れ、さらに、使用後は、自然環
境下で微生物により完全に分解される生分解速度の速い
生分解性複合モノフィラメントを提供しようとするもの
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するため鋭意検討の結果、特定のポリブチレン
サクシネート系共重合体を組み合わせた芯鞘型複合モノ
フィラメントを適切な紡糸、延伸条件で製糸することに
よりこの目的が達成されることを見い出し、本発明に到
達した。
題を解決するため鋭意検討の結果、特定のポリブチレン
サクシネート系共重合体を組み合わせた芯鞘型複合モノ
フィラメントを適切な紡糸、延伸条件で製糸することに
よりこの目的が達成されることを見い出し、本発明に到
達した。
【０００７】すなわち、本発明の要旨は、次のとおりで
ある。
ある。
【０００８】(1) 芯部、鞘部ともポリブチレンサクシネ
ート（ＰＢＳ）とポリブチレンアジペート（ＰＢＡ）又
はポリブチレンセバケート（ＰＢＳｅ）との共重合体で
あって、ＰＢＳ成分が70〜100 モル％の共重合体からな
る芯鞘型複合モノフィラメントであって、鞘部の共重合
体のＰＢＳ成分の割合が芯部の共重合体のそれよりも少
ないことを特徴とする生分解性複合モノフィラメント。
ート（ＰＢＳ）とポリブチレンアジペート（ＰＢＡ）又
はポリブチレンセバケート（ＰＢＳｅ）との共重合体で
あって、ＰＢＳ成分が70〜100 モル％の共重合体からな
る芯鞘型複合モノフィラメントであって、鞘部の共重合
体のＰＢＳ成分の割合が芯部の共重合体のそれよりも少
ないことを特徴とする生分解性複合モノフィラメント。
【０００９】(2) 芯部がＰＢＳとポリエチレンサクシネ
ート（ＰＥＳ）との共重合体であって、ＰＢＳ成分が85
〜100 モル％の共重合体からなり、鞘部がＰＢＳとＰＢ
Ａ又はＰＢＳｅとの共重合体であって、ＰＢＳ成分が70
〜95モル％の共重合体からなる芯鞘型複合モノフィラメ
ントであって、鞘部の共重合体のＰＢＳ成分の割合が芯
部の共重合体のそれよりも少ないことを特徴とする生分
解性複合モノフィラメント。
ート（ＰＥＳ）との共重合体であって、ＰＢＳ成分が85
〜100 モル％の共重合体からなり、鞘部がＰＢＳとＰＢ
Ａ又はＰＢＳｅとの共重合体であって、ＰＢＳ成分が70
〜95モル％の共重合体からなる芯鞘型複合モノフィラメ
ントであって、鞘部の共重合体のＰＢＳ成分の割合が芯
部の共重合体のそれよりも少ないことを特徴とする生分
解性複合モノフィラメント。
【００１０】以下、本発明について詳細に説明する。
【００１１】本発明において用いられるポリマーは、数
平均分子量が約 30000以上のものが、製糸性及び得られ
る糸条の特性の点で好ましい。
平均分子量が約 30000以上のものが、製糸性及び得られ
る糸条の特性の点で好ましい。
【００１２】第一発明においては、芯部、鞘部ともＰＢ
ＳとＰＢＡ又はＰＢＳｅとの共重合体で構成される。
ＳとＰＢＡ又はＰＢＳｅとの共重合体で構成される。
【００１３】この共重合体は、ＰＢＳ成分の割合が70〜
100 モル％、好ましくは80〜100 モル％のものであるこ
とが必要である。ＰＢＳ成分の割合が70モル％未満のも
のでは、柔軟で結晶性の低い重合体になるために、得ら
れる複合モノフィラメントの直線強度及び結節強度が劣
ったものとなる。
100 モル％、好ましくは80〜100 モル％のものであるこ
とが必要である。ＰＢＳ成分の割合が70モル％未満のも
のでは、柔軟で結晶性の低い重合体になるために、得ら
れる複合モノフィラメントの直線強度及び結節強度が劣
ったものとなる。
【００１４】また、第一発明において、鞘部の共重合体
には、ＰＢＳ成分の割合が芯部の共重合体のそれよりも
少ない共重合体を用いることが必要である。共重合体の
ＰＢＳ成分の割合が少ない方が柔軟で、結晶性の低いも
のとなり、これを鞘部に配することにより、結節強度、
耐摩耗性及び生分解性の優れたモノフィラメントとな
る。
には、ＰＢＳ成分の割合が芯部の共重合体のそれよりも
少ない共重合体を用いることが必要である。共重合体の
ＰＢＳ成分の割合が少ない方が柔軟で、結晶性の低いも
のとなり、これを鞘部に配することにより、結節強度、
耐摩耗性及び生分解性の優れたモノフィラメントとな
る。
【００１５】芯部と鞘部の共重合体のＰＢＳ成分の割合
の差は、10〜20モル％とするのが適当である。
の差は、10〜20モル％とするのが適当である。
【００１６】第二発明においては、芯部がＰＢＳとＰＥ
Ｓとの共重合体、鞘部がＰＢＳとＰＢＡ又はＰＢＳｅと
の共重合体で構成される。
Ｓとの共重合体、鞘部がＰＢＳとＰＢＡ又はＰＢＳｅと
の共重合体で構成される。
【００１７】芯部の共重合体は、ＰＢＳ成分の割合が85
〜100 モル％、好ましくは90〜100モル％ものとし、鞘
部の共重合体は、ＰＢＳ成分の割合が70〜95モル％、好
ましくは70〜85モル％のものとすることが必要である。
これらの要件が満足されないと得られる複合モノフィラ
メントの直線強度及び結節強度が劣ったものとなる。
〜100 モル％、好ましくは90〜100モル％ものとし、鞘
部の共重合体は、ＰＢＳ成分の割合が70〜95モル％、好
ましくは70〜85モル％のものとすることが必要である。
これらの要件が満足されないと得られる複合モノフィラ
メントの直線強度及び結節強度が劣ったものとなる。
【００１８】また、第二発明においても、鞘部の共重合
体には、ＰＢＳ成分の割合が芯部の共重合体のそれより
も少ない共重合体を用いることが必要である。共重合体
のＰＢＳ成分の割合が同じである場合、ＰＢＡ又はＰＢ
Ｓｅとの共重合体の方がＰＥＳとの共重合体に比べ柔軟
な性質及び高い生分解性を持つため、この構成とするこ
とにより、第一発明の場合と同様、結節強度、耐摩耗性
及び生分解性の優れたモノフィラメントとなる。
体には、ＰＢＳ成分の割合が芯部の共重合体のそれより
も少ない共重合体を用いることが必要である。共重合体
のＰＢＳ成分の割合が同じである場合、ＰＢＡ又はＰＢ
Ｓｅとの共重合体の方がＰＥＳとの共重合体に比べ柔軟
な性質及び高い生分解性を持つため、この構成とするこ
とにより、第一発明の場合と同様、結節強度、耐摩耗性
及び生分解性の優れたモノフィラメントとなる。
【００１９】芯部と鞘部の共重合体のＰＢＳ成分の割合
の差は、第一発明と同様、10〜20モル％とするのが適当
である。
の差は、第一発明と同様、10〜20モル％とするのが適当
である。
【００２０】モノフィラメントを構成する芯部と鞘部と
の割合は、重量比で２／１〜５／１が好ましい。芯部の
割合がこの範囲より小さい場合は、モノフィラメントの
直線強度及び結節強度の低下が起こり、大きい場合は鞘
部の影響が小さくなり結節強度、耐摩耗性及び生分解性
の向上が見られない。
の割合は、重量比で２／１〜５／１が好ましい。芯部の
割合がこの範囲より小さい場合は、モノフィラメントの
直線強度及び結節強度の低下が起こり、大きい場合は鞘
部の影響が小さくなり結節強度、耐摩耗性及び生分解性
の向上が見られない。
【００２１】本発明のモノフィラメントを製造するに
は、上記のような２種の共重合体を用いて、同心鞘芯の
２層からなる複合ノズルより溶融紡出する。
は、上記のような２種の共重合体を用いて、同心鞘芯の
２層からなる複合ノズルより溶融紡出する。
【００２２】紡糸温度は、用いる共重合体の種類により
異なるが、 150〜220 ℃とすることが望ましい。紡糸温
度が 150℃未満では溶融押出しが困難であり、 220℃を
超えると重合体の熱分解が顕著となり、高強度のモノフ
ィラメントを得ることが困難となる。
異なるが、 150〜220 ℃とすることが望ましい。紡糸温
度が 150℃未満では溶融押出しが困難であり、 220℃を
超えると重合体の熱分解が顕著となり、高強度のモノフ
ィラメントを得ることが困難となる。
【００２３】溶融紡出された複合モノフィラメントは、
鞘部に用いる共重合体によって異なるが、結晶化温度よ
り10℃低い温度から結晶化温度より40℃低い温度範囲内
の水又はエチレングリコール等の冷却浴中で冷却され
る。冷却温度がこの範囲より高い場合では、冷却不足に
より冷却浴内の糸道変更ローラやガイド上で変形が起こ
ることがある。また、この種の共重合体は、結晶化速度
が遅いために、上記の温度範囲より低い場合には、逆に
結晶化が進まず、同一紡糸口金から複数のフィラメント
を紡出する場合、フィラメント同士の密着が起こること
がある。
鞘部に用いる共重合体によって異なるが、結晶化温度よ
り10℃低い温度から結晶化温度より40℃低い温度範囲内
の水又はエチレングリコール等の冷却浴中で冷却され
る。冷却温度がこの範囲より高い場合では、冷却不足に
より冷却浴内の糸道変更ローラやガイド上で変形が起こ
ることがある。また、この種の共重合体は、結晶化速度
が遅いために、上記の温度範囲より低い場合には、逆に
結晶化が進まず、同一紡糸口金から複数のフィラメント
を紡出する場合、フィラメント同士の密着が起こること
がある。
【００２４】冷却された未延伸糸条は、一旦巻き取った
後又は巻き取ることなく連続して延伸される。
後又は巻き取ることなく連続して延伸される。
【００２５】高強度の複合モノフィラメントを得るため
には一段延伸では十分でなく、多段階で延伸することが
必要である。第１段目の延伸は、室温、熱風又は加熱さ
れた水、グリセリン、エチレングリコール、シリコーン
オイル等の熱媒中で、用いた共重合体の融点以下の温度
で、５〜７倍の延伸倍率で行われる。第１段目の延伸倍
率が５倍未満であると延伸斑が発生し、一方、７倍を超
えると切断が多発していずれも好ましくない。第２段目
以降の延伸は、第１段目と同様に行ってもよいが、通
常、加熱時間にもよるが、用いた共重合体の融点近辺、
好ましくは融点より15℃低い温度から30℃高い温度の範
囲内の熱雰囲気下で行われる。全延伸倍率は、良好な延
伸性のもとに延伸できる限り、特に限定されないが、通
常、７〜８倍程度である。
には一段延伸では十分でなく、多段階で延伸することが
必要である。第１段目の延伸は、室温、熱風又は加熱さ
れた水、グリセリン、エチレングリコール、シリコーン
オイル等の熱媒中で、用いた共重合体の融点以下の温度
で、５〜７倍の延伸倍率で行われる。第１段目の延伸倍
率が５倍未満であると延伸斑が発生し、一方、７倍を超
えると切断が多発していずれも好ましくない。第２段目
以降の延伸は、第１段目と同様に行ってもよいが、通
常、加熱時間にもよるが、用いた共重合体の融点近辺、
好ましくは融点より15℃低い温度から30℃高い温度の範
囲内の熱雰囲気下で行われる。全延伸倍率は、良好な延
伸性のもとに延伸できる限り、特に限定されないが、通
常、７〜８倍程度である。
【００２６】このようにして得られる本発明の複合モノ
フィラメントは、前述のように安価で、かつ、実用に耐
え得る一定の耐熱性と優れた物理的性質と生分解性を有
するものである。
フィラメントは、前述のように安価で、かつ、実用に耐
え得る一定の耐熱性と優れた物理的性質と生分解性を有
するものである。
【００２７】
【実施例】次に、本発明を実施例により具体的に説明す
る。なお、特性値の測定法等は、次のとおりである。 融点及び結晶化温度 ＤＳＣ測定によって求めた。 強度特性 JIS L 1013に準じて測定を行った。 生分解性 長さ10ｍのモノフィラメント試料をかせ状にし、７月か
ら10月にかけての３カ月間、土壌中に埋設した後取り出
して重量を測定し、重量減少率で評価した。 耐摩耗性 長さ20cmのモノフィラメント試料に 0.2ｇ／ｄの荷重を
かけ、摩擦子として直径 4.0mmの六角レンチを用い、ス
トローク回数36回／分、ストローク長72mm、摩擦角度90
度の条件で摩擦試験を行い、モノフィラメントが切断す
るまでの回数を測定することにより評価した。
る。なお、特性値の測定法等は、次のとおりである。 融点及び結晶化温度 ＤＳＣ測定によって求めた。 強度特性 JIS L 1013に準じて測定を行った。 生分解性 長さ10ｍのモノフィラメント試料をかせ状にし、７月か
ら10月にかけての３カ月間、土壌中に埋設した後取り出
して重量を測定し、重量減少率で評価した。 耐摩耗性 長さ20cmのモノフィラメント試料に 0.2ｇ／ｄの荷重を
かけ、摩擦子として直径 4.0mmの六角レンチを用い、ス
トローク回数36回／分、ストローク長72mm、摩擦角度90
度の条件で摩擦試験を行い、モノフィラメントが切断す
るまでの回数を測定することにより評価した。
【００２８】実施例１
数平均分子量が約 40000でＰＢＳ成分の割合が80モル％
であるＰＢＳとＰＢＡとの共重合体と数平均分子量が約
40000でＰＢＳ成分の割合が 100モル％であるＰＢＳを
それぞれ別々にエクストルーダー型溶融紡糸機に供給
し、紡糸温度 160℃で溶融し、鞘芯重量比が１／３にな
るように直径 2.1mmの紡糸孔を２個有する紡糸口金から
紡出後、長さ２ｍ、温度16℃の水浴中で冷却した後、引
き取りローラで引き取り、直ちに65℃の温水浴中で、延
伸倍率（DR1) 5.2倍で第１段目の延伸を行い、次いで、
長さ３ｍ、温度 120℃のオーブン中で、全延伸倍率 (TD
R)が7.9倍になるように第２段目の延伸を行い、さら
に、長さ 1.5ｍ、温度 125℃のオーブン中で0.95倍の弛
緩熱処理を行った後、巻取り、直径 0.286mmの複合モノ
フィラメントを得た。
であるＰＢＳとＰＢＡとの共重合体と数平均分子量が約
40000でＰＢＳ成分の割合が 100モル％であるＰＢＳを
それぞれ別々にエクストルーダー型溶融紡糸機に供給
し、紡糸温度 160℃で溶融し、鞘芯重量比が１／３にな
るように直径 2.1mmの紡糸孔を２個有する紡糸口金から
紡出後、長さ２ｍ、温度16℃の水浴中で冷却した後、引
き取りローラで引き取り、直ちに65℃の温水浴中で、延
伸倍率（DR1) 5.2倍で第１段目の延伸を行い、次いで、
長さ３ｍ、温度 120℃のオーブン中で、全延伸倍率 (TD
R)が7.9倍になるように第２段目の延伸を行い、さら
に、長さ 1.5ｍ、温度 125℃のオーブン中で0.95倍の弛
緩熱処理を行った後、巻取り、直径 0.286mmの複合モノ
フィラメントを得た。
【００２９】実施例２〜４
実施例１と同様の方法により複合モノフィラメントを得
るに際し、表１に示す条件で製糸を行った。
るに際し、表１に示す条件で製糸を行った。
【００３０】比較例１〜５
実施例１と同様の方法により複合モノフィラメント又は
単成分モノフィラメントを得るに際し、表１に示す条件
で製糸を行った。
単成分モノフィラメントを得るに際し、表１に示す条件
で製糸を行った。
【００３１】上記の実施例及び比較例における製糸条件
及び得られたモノフィラメントの特性値を表１に示す。
及び得られたモノフィラメントの特性値を表１に示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】表１から明らかなように、本発明の実施例
１〜４では、直線強度、結節強度が高く、生分解性の優
れたモノフィラメントが得られた。しかし、単成分モノ
フィラメントである比較例１〜３では、直線強度は高い
ものの、結節強度、耐摩耗性あるいは生分解速度のいず
れかが劣ったモノフィラメントしか得られなかった。ま
た、芯部と鞘部の共重合体のＰＢＳ成分の割合が逆転し
た比較例４〜５でも、いずれかの特性の劣ったモノフィ
ラメントしか得られなかった。
１〜４では、直線強度、結節強度が高く、生分解性の優
れたモノフィラメントが得られた。しかし、単成分モノ
フィラメントである比較例１〜３では、直線強度は高い
ものの、結節強度、耐摩耗性あるいは生分解速度のいず
れかが劣ったモノフィラメントしか得られなかった。ま
た、芯部と鞘部の共重合体のＰＢＳ成分の割合が逆転し
た比較例４〜５でも、いずれかの特性の劣ったモノフィ
ラメントしか得られなかった。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、一般の産業用資材とし
て実用に供することができる一定の耐熱性を有し、結節
強度及び耐摩耗性に優れた生分解性複合モノフィラメン
トが提供される。
て実用に供することができる一定の耐熱性を有し、結節
強度及び耐摩耗性に優れた生分解性複合モノフィラメン
トが提供される。
【００３５】そして、本発明の生分解性モノフィラメン
トは、漁網や釣り糸等の漁業資材、防虫防鳥ネットや植
生ネットのような農業資材、コンポスト用バッグのよう
な生活資材、その他一般産業資材用として好適であり、
使用後は微生物が存在する環境下に放置しておけば一定
期間後には完全に分解するため、本発明の複合モノフィ
ラメントを使用すれば、特別な廃棄物処理を必要とする
ことなく、公害を防止することが可能となる。
トは、漁網や釣り糸等の漁業資材、防虫防鳥ネットや植
生ネットのような農業資材、コンポスト用バッグのよう
な生活資材、その他一般産業資材用として好適であり、
使用後は微生物が存在する環境下に放置しておけば一定
期間後には完全に分解するため、本発明の複合モノフィ
ラメントを使用すれば、特別な廃棄物処理を必要とする
ことなく、公害を防止することが可能となる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 高橋 修治
京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ
株式会社中央研究所内
(56)参考文献 特開 平７−278965（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−126914（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−207324（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
D01F 8/14
Claims (2)
- 【請求項１】 芯部、鞘部ともポリブチレンサクシネー
トとポリブチレンアジペート又はポリブチレンセバケー
トとの共重合体であって、ポリブチレンサクシネート成
分が70〜100 モル％の共重合体からなる芯鞘型複合モノ
フィラメントであって、鞘部の共重合体のポリブチレン
サクシネートの割合が芯部の共重合体のそれよりも少な
いことを特徴とする生分解性複合モノフィラメント。 - 【請求項２】 芯部がポリブチレンサクシネートとポリ
エチレンサクシネートとの共重合体であって、ポリブチ
レンサクシネート成分が85〜100 モル％の共重合体から
なり、鞘部がポリブチレンサクシネートとポリブチレン
アジペート又はポリブチレンセバケートとの共重合体で
あって、ポリブチレンサクシネート成分が70〜95モル％
の共重合体からなる芯鞘型複合モノフィラメントであっ
て、鞘部の共重合体のポリブチレンサクシネートの割合
が芯部の共重合体のそれよりも少ないことを特徴とする
生分解性複合モノフィラメント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28170994A JP3375435B2 (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | 生分解性複合モノフィラメント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28170994A JP3375435B2 (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | 生分解性複合モノフィラメント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08144127A JPH08144127A (ja) | 1996-06-04 |
| JP3375435B2 true JP3375435B2 (ja) | 2003-02-10 |
Family
ID=17642896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28170994A Expired - Fee Related JP3375435B2 (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | 生分解性複合モノフィラメント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3375435B2 (ja) |
-
1994
- 1994-11-16 JP JP28170994A patent/JP3375435B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08144127A (ja) | 1996-06-04 |
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