JPH024883A - 弾性基材接合用の接着剤組成物 - Google Patents

弾性基材接合用の接着剤組成物

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JPH024883A
JPH024883A JP1036462A JP3646289A JPH024883A JP H024883 A JPH024883 A JP H024883A JP 1036462 A JP1036462 A JP 1036462A JP 3646289 A JP3646289 A JP 3646289A JP H024883 A JPH024883 A JP H024883A
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thermoplastic
copolymer
butyl rubber
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JP1036462A
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Stephanie Nussbaum
ステフアニイ・ナスバーム
Roger L Streets
ロジャー・エル・ストリーツ
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Ashland Oil Inc
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/12Bonding of a preformed macromolecular material to the same or other solid material such as metal, glass, leather, e.g. using adhesives
    • C08J5/124Bonding of a preformed macromolecular material to the same or other solid material such as metal, glass, leather, e.g. using adhesives using adhesives based on a macromolecular component
    • C08J5/125Adhesives in organic diluents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J123/00Adhesives based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Adhesives based on derivatives of such polymers
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    • C09J123/28Adhesives based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Adhesives based on derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment by reaction with halogens or compounds containing halogen
    • C09J123/283Halogenated homo- or copolymers of iso-olefines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2321/00Characterised by the use of unspecified rubbers
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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    • C08L2666/02Organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明Fi、エチレンープロピレン・ジエン単量体(E
PDM)から作った屋根葺き材料接合用の接着剤又はプ
ライマーとして有用な組成物に関するO 〔従来の技術〕 広い面積の屋根を被覆するのに有用な屋根葺き材料は1
通常効率的に取り付けるために広幅のシートとして作ら
れる。これらの広幅のシートは。
屋根葺きシートを取り付けて均一な表面を提供するとき
にオーバーラツプして一緒に接合しなければならない。
オーバーラツプ接合はしばしば極端な天候下でしばしば
行われる。そして被接着部は長年の間低淘および高温の
両極端における苛酷な天候に耐え続けなければならない
プラスチック、ゴム又はエチレン・プロプレン・ジエン
単量体(gpDu)から製造した従来の屋根葺き材料は
現場でネオプレン(ポリクロロプレン)を主成分とした
コンタクト接着剤で一緒に接合されてきた。周知の「接
着剤ハンドブック」(Irving 5kiest の
編集によるVan No5trandReinhold
 Companyの出版、1977年、 p88o)は
gPDM基材にネオプレンを主成分とした接着剤の使用
を勧めている。インシアナートおよび硬化成分として酸
化亜鉛全含有するブチル・ゴムを主成分とした接着剤も
一般に使用されている。もう1つのEpoMJi根葺き
用接着剤は米国特許第1、61+ 0.730号に記載
されているが、熱可塑性ブロック共重合体、芳香族炭化
水素樹脂、硫黄および酸化亜鉛を混合している。
EPDM膜は極めて一般的な単層の屋根葺き材料である
。そr)、らは、しばしば仕上膜の処理および取扱いを
改良するためにメルク、雲母、又はセルロースの粉末で
処理される。接合用接着剤はしばしばこれらの被処理表
面への接着性が劣る。
EPDM材料と共に従来から使用されている接着剤、ネ
オプレン(クロロプレン)接着剤および従来のブチル・
ゴム接着剤はいくつかの欠点がある。ネオプレン接着剤
は、FiPDM材料全イソシアナート含有ブライマー又
は別のプライマー(例えば、米国特許用lll1第06
/8g7,594号に記載されているプライマー、該特
許ではプライマーを含有する熱可塑性ブロック共重合体
、)・ロジン化ブチル・ゴム、芳香族炭化水素強化樹脂
、ジフェニル・クワニシン第二促進剤および溶媒を提供
している)で予備処理をする必要がある。このプライマ
ーはネオプレン接着剤と併用される。ブチル・ゴム接着
剤は典型的にインシアナート成分を含む。
米国特許第11.501.11! 112号は硬化EP
DMゴムを結合するためにかかるイソシアナートヲ含有
するブチル・ゴム接着剤を記載している。
〔課頭を解決するための手段〕
従来のネオプレンは耐水性および長期間の耐久性の点で
劣る。イソシアチー1含有するブチル・ゴム接着剤は貯
蔵安定性が悪く、貯蔵後に使用したとき良く作用しない
。開口容器の水分が導入されると、直ちに接着性および
長期の安定性が劣化し始まる。そしてこの傾向は露出の
継成と共に悪化する。イソシアナートヲ含有するブチル
・ゴム接着剤は建築物への粘着性が劣り−オーブン・タ
イムが短く、高温での接着強度が低く、屋根葺き現場で
観察される塗布の湛■範囲(0℃〜65℃)におけるは
け塗り性が劣る。BPDM基材をプライマーで予備処理
する心安のある接着剤は、それら自身の塗布以外側にも
必要としない接着剤よりも使用が厄介である。
従って1本発明は、EPDM材料をプライマーで予備処
理する必要がなく、良好なグリーン強度。
耐水性、長期耐久性、良好なオープン・タイム、高温に
おける良好な接着強度および広範囲に及ぶ塗布潤度にお
ける良好なはけ塗り性を与えるところの被硬化EPDM
屋根葺き材料用接着剤を提供することを目的としている
〔課即を解決するための手段〕
本発明により、屋根葺き材料をプライマーで処理する必
要がなく、インシアナートを使用する必要がないEPD
M屋根葺き材料用接着剤が提供される。本発明の接着剤
は適切なオープン・タイム。
良好なグリーン強度、高温における良好な接着強度、優
れた耐水性、長期の耐久性および広い塗布開度範囲にお
ける良好なはけ塗υ性を提供する。
−実織愈様における本発明は、ハロゲン化予備梼かけブ
チル・ゴム、熱可塑性共重合体、熱可塑性炭化水素樹脂
、テルペン・フェノール重合体樹脂およびペンタエリト
リトール・ロジン・エステル樹脂から選んだ樹脂、およ
びキノイド硬化成分混合体から成る、被硬化EPDMの
ような弾性基材を接着させる接着剤組成物である。
別の実捲態様における本発明は、 (Il  次の接着剤コーティング組成物を前記弾性基
材に塗布する工程: (al  ハロゲン化予備梼かけイソブチレン−イソプ
レン共重合体ブチル・ゴム。
(bl  熱可塑性共重合体。
(cl  熱可塑性炭化水素樹脂、テルペン・フェノー
ル重合体樹脂および重合ペンタエIJ ) IJ )−
ル・ロジン・エステルから成る群から選んだ炭化水素樹
脂、 (d)  キノイド硬化混合体、および(e)  溶媒
、前記接着剤組成物は密閉容器内で少なくとも6ケ月間
は貯蔵安定性である;(II)  前記塗工した基材を
乾燥する工程;および憚) 前乾燥した被塗工基材を接
合する工程;から成る1弾性基材全装合する方法である
〔作 用〕
本発明の接合用接着剤は、硬化するためにイソシアナー
ト成分に依存しないで、接着剤組成物内に酸化剤とp−
キノン・ジオキシム化合物の両成分を一緒に含有させて
いる新規のキノイド硬化系を含有する。この系は、前記
Irving 5kiest Vcよる接着剤ハンドブ
ックの第16章、第262−2611頁に記載されてい
る従来のキノイド硬化系とは異なる(従来のものは酸化
剤を使用直前までp−キノン・ジオキシム成分から分離
しなければならない)。本発明の接着剤においては5両
方のキノイド硬化成分は1つのポット接着剤内にあって
、密閉容器においては少なくとも6ケ月は貯蔵安定であ
る。「貯蔵安定」とは、6ケ月間の貯蔵中に初期粘度よ
りも50%以上増さない粘度を有するものと定義する。
〔実施例〕
本発明の接着剤の第1の成分はハロゲン化、予備椙かけ
イソブチレン−イソプレン共重合体ブチル・ゴムである
。ハロゲン化予備椙かけブチル・ゴムは、カナダ、オン
タリオ、サルニアにあるPo1ysar 社で作ってい
るタイプのブロモブチル又はクロロブチルにすることが
できる。
ハロゲン化予備梼かけイソブチレン−イソプレン共重合
体ブチル・ゴムは、ゴムの重合中に槁かけ剤km加する
ことによって普通のブチル・ゴムから誘導される。最終
の生成物は模式的に次のように表わすことができる: 上式におけるXはat又はBr、nは約50そしてAは
梼かけ剤1例えば、1.lj−ジビニル・ベンゼン、メ
チル・ジビニル・ベンゼン、1.3−プタジエ/、イソ
プレン、2−エチル−1,3−ブタジェン、1.6−ヘ
キサジエン、1.6−ヘキサンシオールージアクリレー
ト、2−メチル−1,3−ブタジェン、ブチレングリコ
ール・ジメチルアクリレート、1.l1〜ブタンジオー
ル・ジアクリレート、チオジグリコール・ジメタクリレ
ート、ジアリル・マレエイト、デカメチレン・グリコー
ル・ジアクリレート、2−クロロ−1,3ブタジエン、
ポリエチレン・グリコール・ジメタクリレート又1t1
〜フエニル・エチレン−1゜2−ジメタクリレートであ
る。不飽和の全てが反応しないので、ブチル・ゴムの部
分はなお可溶性である。
好適なハロゲン化、予備摘かけイソブチレン−イソプレ
ン共重合体ブチル・ゴム成分は、臭素化。
予備椹かけイソブチレン−イソプレン共重合体ブチル・
ゴムであって、これは前記Po1ysar 社から商品
名Po1ysar XL IIo 502なる予備梼か
けブチル・ゴムとして入手でき、LO〜lI%の臭素。
A、STM  16146によって決定される60〜7
0のムーニー粘度(MLl十8.125℃)、 10,
000から槁かけのために無限の重量平均分子量MWを
有する。
本発明の接着剤の熱可塑性共重合体成分は、スチレン;
ゴムの比11I:86〜4.!l: 52を有するスチ
レン−ブタジェン−スチレン、スチレンイソプレン−ス
チレン、スチレン一二チレンープチレンースチレンおよ
びスチレン−エチレン−プロビレ/−スチレン重合体又
はそれらの混合体から選ぶ。好適な熱可塑性共重合体成
分は、テキサス州ヒユーストンにある5hell Oi
l 社から商品名Kraton G1652  ゴムと
して入手できるスチレン:ゴムの比29ニア1’に有す
るスチレン−ニーF−レンープチレンースチレン共重合
体である。熱可塑性共重合体は1本発明の接着剤に予備
槁かけハロゲン化ブチル・ゴム100部当り5〜50部
で使用される。
本発明の接着剤の炭化水素樹脂成分は熱可塑性炭化水素
樹脂、テルペン・・フェノール重合体樹脂。
およびペンタエリトリトール・ロジン・エステル樹脂か
ら選択される。熱可塑性炭化水素樹脂は、1110℃〜
150℃のリングおよびボール軟化点。
2800〜14500の重首平均分子電Mw、1以下の
酸価、1以下のけん化価およびASTM、D2710全
用いて27以下の臭素価、または30以下のヨウ素価に
よって示される不飽和fk有する。適当な炭化水素樹脂
はテキサス州ヒユーストンのI n t e r s 
i n社から入手できる商品名NorsoleneSP
I 50およびNorsolene S P l 40
の樹脂およびプラウエア州つイルミングトンにあるHe
rcules社から入手できる商品名Hercules
Picco  51 lIOの樹脂を含む。好適な炭化
水素樹脂はNorsolene  S P 130樹脂
である。本発明の接着剤において予備稿かけハロゲン化
ブチル・ゴムioo部に対して100部の炭化水素樹脂
が使用される。
テルペン・フェノールx合1ttJlニー 600〜7
00の重量平均分子量Mw、1146℃〜156℃のリ
ングおよびポール軟化点(ASTM E28で測定)、
および56〜70の酸価(ASTM D555で測定)
全有する。ニューヨーク州シエネクタデイにある5ah
enectady Chemicals  社の商品名
5p−56oの樹脂が望ましい。テルペン・フェノール
重合体樹脂であり1本発明の接着剤には予備椙かけハロ
ゲン化ブチル・ゴム100部に対して5〜100部使用
される。
本発明の接着剤の熱可塑性ペンタエIJ ) IJ ト
ール・ロジン・エステル成分は130℃〜195℃のド
ロップ軟化点を有する。望ましい重合ペンタ! IJ 
) ’J )−ル・ロジン・エステルは、前記Herc
ules社から商品名Pentalyn Oなる重合ロ
ジンのペンタエリトリトール・エステルとして入手テキ
る130℃〜1110℃のドロップ軟化点と16以下の
酸価を有する重合ロジンのペンタエリトリトール・エス
テルおよび商品名Pentalyn Kとして入手でき
る185℃〜195℃のドロップ軟化点と25以下の酸
価を有する二量体樹脂のペンタエリトリトール・エステ
ルを含む。本発明の接着剤のキノイド硬化成分は、金属
触媒錯体、例えば第一コバルト・アセチル・アセトナー
ト、スズ・アセチル・アセトナート、または他の遷移金
属イオン、例えば、亜鉛、第二鉄またはジルコニウム・
イオンのアセチル・アセトナート錯体の如き酸化剤と;
パラ−キノン・ジオキシム、ジベンゾイル・パラ−キノ
ン・ジオキシム、ジニトロソベンゼンおよびそれらの混
合体の群から選んだ槁がけ剤との混合物である。本発明
の接着剤の好適実施態様においては、0.5〜2.0部
の第一コバルト・アセチル・アセトナートおよび1〜5
部のジベンゾイル・ハラ−キノン・ジオキシムが100
部のハロゲン化予iIi!mかけイソブチレン−イソプ
レン共重合体ブチル・ゴムと、5〜50部の熱可塑性共
重合体と、5〜100部の炭化水素樹脂と、500部の
溶媒と混合される。
本発明の接着剤のキノイド硬化成分は、インシアナート
および酸化亜鉛の硬化機構による市販のブチル・ゴム接
着剤とは異なる硬化機構を提供する。キノイド硬化成分
を含有する接着剤はインシアナートヲ含有する接着剤の
欠点をもたない。
本発明の接着剤に有用な溶媒は、キシレン、シクロヘキ
サン、トルエン、アシュランド・ケミカル社から入手で
きる商品名Lacoleneなる溶媒およびそれらの混
合物を含む。
次の実施例は1本発明の実施方法を示すものであって限
定を意図していない。実施例におけるパーセントおよび
部は重量であり、全ての単位は特にことわらない限りメ
ートル法である。
実施例1 本例は本発明の甲板接合用接着剤の調製に関する。カー
ボンブラック(商品名Ashland N5II7HA
F−H8)5.0部とジベンゾイル・パラ−キノン・ジ
オキシム3.11部を含有する108.11部の量のハ
ロゲン化、予備槁かけインプチレ/−イソプレン共重合
体ブチル・ゴム(商品名XL110302)のマスター
バッチ・クラムを、メイヤー式の研究室用ミキサー内の
第一コバルト・アセチル・アセトナート(商品名Am5
pec ) LO部、酸化防止剤(ciba Gerg
y社の商品名1rganox 1010) I 0部、
ポリウレタン(Amoco Chemica1社の商品
名Indopal H2SO4) 5.0部、熱可塑性
クラムのスチレン−エチレン−ブチレン・スチレン(5
EBS )ブロック共重合体(Shell Oi1社の
商品名KratonG1652)15.0部、芳香族樹
脂(In teRes in社の商品名Norsole
ne  S P 130 ) 30.0部、2゜u−ペ
ンタンジオン触媒調節剤(Union Carbide
社製)5.0部、キシレン25.0部、シクロヘキサン
75.0部、トルエン9’AB部および溶媒(Ashi
anaChemica1社の商品名Lacolene)
 2995 mに添加した。その接N剤はなめらかにな
るまで5時間混合し、ろ過し、そして貯蔵した。
実施例2 本例は本発明の接着剤の評価に使用した試験方法を説明
する。インデイアナ州インデアナポリスにあるFire
stone Building Products社に
より商品名Rubber Gardで販売されているエ
チレン・プロピレン・ジエン単i1体(gppu)シー
ト屋根葺き材料の試験試料は、IO,2x20.3xO
,llCm(l!x8xO,0115in)の試料片の
表面全溶媒(Shell Oil Companey 
 の商品名5hell 5olB)に浸した布で洗浄す
ることによって調製した。
均一な接着剤孕料全EPDM試片上にはけ塗りして、2
5℃においてu5分間乾燥させた。T−はく離接着試料
は、一方の全体に接着剤を塗工した試片と他方の試片の
接層剤塗工側と全接合させ。
次にハンドローラによって積層品にすることによって調
製した。その接着試料は25℃で21i時間静かに放置
した。次に接着試験は、インストン弓張試験機でジョー
の速度f 5. OaCIrL(2in)/分にセット
して行った。試験は25℃で行った。試料は、25℃で
24時間のコンジショニング期間の後に70℃の空気中
、および70℃の水中でも貯蔵した。次に接着試験は前
記の如くインストロン試験機で行った。第1表は実施例
1の方法に従って調製した本発明の接着剤を使用して得
られた結果を示す。表記の対胛品は、米国特許第115
01.1!112号に記載されているインシアナートを
含有する市販の接着剤(商品名Uniroyal M 
6365) である。
第 表 室温、211時間 室 窩   0.1     0.
69室温、7日間   tt     L21    
0.7670℃、7日間     tt       
L 2 g        0.6970℃、水中7日
間  tt      Llo       0.63
−9℃、7日間     u       0.55 
      0.55尖細例5 本例は1本発明の接着剤における各種熱可塑性共重合体
の使用効果を示す。実施例1の方法に従って、実施例1
におけるKraton G 1652の代りにKrat
on D l 101 li重合体線状スチレン−ブタ
ジェン−スチレン、 S B S ) + 8ters
on8uoA(ランダム・ラジアル・スチレン−イソプ
レン−スチレン、 S I S )i使用した。それら
の結果全第2表に示す。
第 2表 Kg/cIrL 第 表 即/cIrL 室温、24時間  室温  olgo  0.11!0
 0.76 0.73室侶、3日間     #L25
L電I  L25  L19室渇、7日間    s 
   L27 123 125  L1670℃、21
1時間   #    0.55 0.37 0.32
 03070℃、う日間    tt    O,69
0,620,1110,11570℃、7日間    
tt     o、g2o、go  O,620,64
室温、211時間 盲愛品、7日間 70℃、211時間 70℃、7日間 0.80  0,78 0E0 107  LOO 12B  Li2 0E2069 Li14 u6 02802g 0.7i o、yg 実施例4 本例は、本発明の接着剤における各種炭化水素樹脂の使
用効果を示す。実施例1の方法に従って。
Norsolene SP l 30 、 Norso
lene SP  140゜Picco 5110熱可
塑性炭化水素樹脂、 5chenectadysp−5
6oテルペン・フェノール重合体樹脂オよびPenta
lyn  OおよびPentalyn K重合ペンタエ
リトリトール・ロジン・エステル樹脂を比較した。それ
らの結果を第5表に示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、下記の(a)〜(e)成分から成ることを特徴とす
    る弾性基材接合用の接着剤組成物: (a)ハロゲン化、予備橋かけイソブチレン−イソプレ
    ン共重合体ブチル・ゴム。 (b)熱可塑性共重合体。 (c)熱可塑性炭化水素樹脂、テルペン・フェノール重
    合体樹脂および重合ペンタエリトリトール・ロジン・エ
    ステルから成る群から選んだ炭化水素樹脂。 (d)キノイド硬化混合体、および (e)溶媒、前記接着剤は密閉容器内で少なくとも6ケ
    月間は貯蔵安定性である。 2、(a)が臭素化、予備橋かけイソブチレン−イソプ
    レン共重合体ブチル・ゴムであり、 (b)が14:86〜48:52のスチレン:ゴムの比
    を有するスチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン−
    イソプレン−スチレン、スチレン−エチレン−ブチレン
    −スチレン重合体又はそれらの混合物から成る群から選
    んだ熱可塑性共重合体であり、 (d)が第一コバルト・アセチル・アセトナートとジベ
    ンゾイル・パラ−キノン・ジオキシムである請求項1記
    載の組成物。 3、(a)が100部、 (b)が5〜50部、 (c)が5〜100部、そして (d)が1〜100部である請求項1記載の組成物。 4、(a)が100部、 (b)が15部、 (c)が30部、そして (d)が4〜5部である請求項1記載の組成物。 5、下記の工程( I )、(II)および(III)から成る
    ことを特徴とする弾性基材を一緒に接合する方法: ( I )次の接着剤コーティング組成物を前記弾性基材
    に塗布する工程: (a)ハロゲン化、予備橋かけイソブチレン−イソプレ
    ン共重合体ブチル・ゴム、 (b)熱可塑性共重合体、 (c)熱可塑性炭化水素樹脂、テルペン・フェノール重
    合体樹脂および重合ペンタエリトリトール・ロジン・エ
    ステルから選んだ炭化水素樹脂、 (d)キノイド硬化混合体、および (e)溶媒、前記接着剤組成物は密閉容器内で少なくと
    も6ケ月間は貯蔵安定性である;(II)前記塗工した基
    材を乾燥する工程;および (III)前記乾燥した被塗工基材を接合する工程。 6、(a)が臭素化、予備橋かけイソブチレン−イソプ
    レン共重合体ブチル・ゴムであり、 (b)が14:86〜48:52のスチレン:ゴムの比
    を有するスチレン−ブタジエン −スチレン、スチレン−イソプレン−スチレン、スチレ
    ン−エチレン−ブチレン−スチレン重合体又はそれらの
    混合物から成る群から選んだ熱可塑性共重合体であり、 (d)が第一コバルト・アセチル・アセトナートとジベ
    ンゾイル・パラ−キノン・ジオキシムである請求項1記
    載の組成物。 7、(a)が100部、 (b)が15部、 (c)が30部、そして (d)が4〜5部である請求項5記載の方法。 8、(a)が100部、(b)が15部、(c)が30
    部そして(d)が4〜5部である請求項5記載の方法。
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