JPH04261417A - プロピレングラフト共重合体 - Google Patents

プロピレングラフト共重合体

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JPH04261417A
JPH04261417A JP3173821A JP17382191A JPH04261417A JP H04261417 A JPH04261417 A JP H04261417A JP 3173821 A JP3173821 A JP 3173821A JP 17382191 A JP17382191 A JP 17382191A JP H04261417 A JPH04261417 A JP H04261417A
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propylene copolymer
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copolymer
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JP3173821A
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Harald Schwager
ハーラルト、シュヴァガー
Thomas Muehlenbernd
トーマス、ミューレンベルント
Bernd L Marczinke
ベルント、ロータル、マルクツィンケ
Juergen Kerth
ユルゲン、ケルト
Hans-Joachim Dr Mueller
ハンス−ヨーアヒム、ミュラー
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BASF SE
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F255/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00
    • C08F255/02Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00 on to polymers of olefins having two or three carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/42Introducing metal atoms or metal-containing groups

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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】
【0001】
【技術分野】本発明はグラフト重合せしめられるべき単
量体を1から500バールの圧力下においてプロピレン
共重合体と反応させることにより得られる、α,β−エ
チレン性不飽和カルボン酸もしくはカルボン酸誘導体と
グラフト重合せしめられた、35重量%までの他のC2
−C10アルケン−1を有するプロピレン共重合体に関
するものである。
【0002】
【従来技術】まずグラフト重合せしめられるべき重合体
を過酸化物と反応させ、次いでこの生成物を適当な単量
体と接触させることによりグラフト共重合体が得られる
(米国特許3862265号、3953655号および
4001172号)。開始剤として作用する過酸化物で
処理することによりまず重合体連鎖に遊離ラジカル基を
形成し、次いでこれにグラフト反応により単量体が付加
される。
【0003】さらに、エチレンの単独重合体もしくは共
重合体に不飽和カルボン酸および/あるいはそのエステ
ルもしくは無水物を、有機過酸化物により開始される反
応によりグラフト付加させ、次いでこの生成物を多官能
性アミンもしくはアルコールと反応させる方法も公知で
ある(西独特許出願公開2627785号、ヨーロッパ
特許出願公開50994号、米国特許4089794号
、4137185号、4161452号および4382
128号)。これにより得られる生成物は、安定ではあ
るが、一般にメルトフローインデックスが低く、プラス
チック技術に慣用の方法により熱的に処理することがで
きない。
【0004】さらに他のグラフト重合され、あるいは架
橋されたポリプロピレンの製造方法も公知であるが、こ
れらは重大な欠点を有し、例えばグラフト重合および架
橋反応における過酸化物により分子量が低減され、これ
により生成物の機械特性が著しく劣化される(J.Ap
pl.Poly.Sci、32巻(1986)5431
−5437頁)。ポリプロピレンを架橋する他の方法で
は、まずこれにビニルシランをグラフト付加し、次いで
有機錫触媒を使用し水蒸気で処理して生成物の架橋を行
う。しかしながら、この方法は一般に有害な錫触媒を使
用し、しかもこれを生成物から分離するのが困難である
ために、処理が極めて複雑であるという欠点を有する。 さらにポリマー溶融体の極性基板への接着に必要なすべ
てのシラン基が、冷却に際して水により加水分解され、
その結果多層構成体の製造が事実上不可能であるという
欠点を有する。またフランス特許2572417号は、
ポリプロピレンを有機過酸化物および不飽和カルボン酸
無水物との反応によりグラフト重合させる方法を開示し
ている。この方法で得られたグラフト重合ポリプロピレ
ンは、次いで多官能性アミンとの反応により架橋生成物
が得られる。
【0005】上記従来技術によれば、ポリプロピレンの
場合のグラフト重合反応は過酸化物の使用による反応開
始の場合にのみ良好な機械特性を有する生成物が得られ
る。しかるにグラフト重合反応における過酸化物の使用
は、多くの不利益を伴う。例えばグラフト付加されるべ
き単量体が比較的低い濃度、割合で使用される場合、実
質上完全な転化をもたらすためには比較的高い濃度、割
合の過酸化物を使用しなければならない。しかしながら
、ポリプロピレンのグラフト重合において多量の過酸化
物を使用することは、前述のように分子量を著しく低減
させ、極性物質、例えば金属、ポリアミドに対する接着
性を著しく低減させるので、生成ポリマーは満足すべき
使用特性を持ち得ない。なおポリオレフィンは、グラフ
ト重合反応において、しばしば帯色、臭気を付与される
。さらに工業的に過酸化物を使用するについては、重大
な安全上の問題がある。
【0006】そこで本発明の目的は、上述した従来技術
の欠点を克服し、過酸化物を使用することなく、改善さ
れた処理特性を有するグラフト重合ポリプロピレンを開
発、提供することである。
【0007】
【発明の要約】しかるに上述の目的は、エチレン性不飽
和カルボン酸もしくはカルボン酸誘導体をグラフト重合
させたプロピレン共重合体により達成され得ることが本
発明者らにより見出された。
【0008】すなわち本発明の対象は、グラフト重合せ
しめられるべき単量体を1から500バールの圧力下に
おいてプロピレン共重合体と反応させることにより得ら
れる、α,β−エチレン性不飽和カルボン酸もしくはカ
ルボン酸誘導体とグラフト重合せしめられた、35重量
%までの他のC2−C10アルケン−1を有するプロピ
レン共重合体であって、遊離ラジカル開始剤の不存在下
に、プロピレン共重合体に対して0.01から1.0重
量%のグラフト重合せしめられるべき単量体を溶融プロ
ピレン共重合体と混合し、210から350℃において
グラフト重合反応させることにより得られることを特徴
とするプロピレングラフト共重合体である。
【0009】さらに、このようなプロピレン共重合体に
、有機架橋剤を添加することにより得られる架橋された
、あるいは架橋可能なプロピレン共重合体、およびその
イオノマーも本発明の対象をなす。当然のことながら、
これらの製造方法も本発明の対象たり得る。
【0010】
【発明の構成】本発明によるプロピレングラフト共重合
体の製造方法において、グラフト付加されるべき単量体
は、α,β−不飽和カルボン酸もしくはカルボン酸誘導
体であって、これらは本発明の目的からしてプロピレン
と共重合され得るカルボン酸、あるいはそのエステル、
無水物もしくはアミドである。ことに好ましいのは、マ
レイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸、クロト
ン酸、あるいはこれらの無水物であるが、無水マレイン
酸がことに好ましい。
【0011】本発明による共重合体をもたらすべき方法
においてグラフト付加されるべき単量体は、35重量%
までの他のC2−C10アルケン−1を有するプロピレ
ン共重合体と反応せしめられる。
【0012】本発明の目的にかんがみて、このプロピレ
ン共重合体は、40から95重量%のプロピレン単独重
合体と、共重合されたC2−C10アルケン−1、例え
ばブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、ヘプテン
−1、オクテン−1、ことにエチレンあるいはブテン−
1を有するプロピレンランダム共重合体である。ことに
好ましいのは、40から90重量%のプロピレン単独重
合体のほかに、共重合されたC2−C10アルケン−1
を有するランダム共重合体10から60重量%を有する
プロピレン共重合体である。このランダム共重合体は全
重合体量に対して35重量%を超えない量、ことに2か
ら30重量%の量が好ましい。
【0013】また本発明の目的からして、他方において
プロピレン共重合体は、20重量%までの他のC2−C
10アルケン−1を有するプロピレンランダム共重合体
である。これに関連する好ましいプロピレン共重合体は
、共重合体分が15重量%を超えないものである。この
目的に使用されるC2−C10アルケン−1は、エチレ
ン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、ヘプテ
ン−1、オクテン−1であり、このような共重合体はC
2−C10アルケン−1のいずれかを単独で、あるいは
これらの混合物をプロピレン共重合させることにより得
られる。本発明による重合体を製造するためには特に使
用される共重合体は、10重量%を超えないコモノマー
とのプロピレン/エチレンおよびプロピレン/エチレン
/ブテン−1ランダム共重合体である。
【0014】これらプロピレン共重合体は、エチレン固
体分含有組成分のほかに、アルミニウム化合物を助触媒
ないし共触媒として含有する、ツィーグラー/ナッタ触
媒を使用して重合させることにより得られる。このアル
ミニウム化合物のほかに、さらに共触媒として好ましい
のは電子供与体化合物である。重合は工業的に重合反応
を行うために一般的に使用される反応器中において気相
で行われる。
【0015】上述した触媒のチタン含有固体組成分は、
一般にチタン化合物として3個もしくは4価チタンのハ
ロゲン化物あるいはアルコキシド、ことに塩化チタン、
そのうちでも特に四塩化チタンを使用して製造される。 チタン含有固体組成物は、微細粉担体、例えばシリカ、
アルミナおよび実験式SiO2、aAl2O3(式中a
は0.001から2、ことに0.01から0.5の数値
を表す)の珪酸アルミニウムを含有するのが好ましい。
【0016】好ましい担体は0.1から1,000μm
、ことに10から300μmの粒径、0.1から10c
m3/g、ことに1.0から5.0cm3/gの孔隙容
積および10から1,000m2/g、ことに100か
ら500m2/gの比表面積を有する。
【0017】チタン含有固体組成分の製造は、ことにハ
ロゲン化マグネシウム、アルキルマグネシウム、アリー
ルマグネシウム、アルコキシマグネシウム、アリールオ
キシマグネシウム、ことにマグネシウムジクロライド、
マグネシウムジブロマイドおよびマグネシウム−ジ(C
1−C10アルキル)のようなマグネシウム化合物を使
用して行われる。チタン含有固体組成分は、さらにハロ
ゲン、ことに塩素あるいは臭素を含有してもよい。
【0018】チタン含有固体組成分は、さらに電子供与
化合物、例えば単官能性あるいは多官能性カルボン酸、
その無水物およびエステル、さらにはケトン、エーテル
、アルコール、ラクトンおよび有機燐酸化合物、有機シ
ラン化合物を含有してもよい。チタン含有固体組成分中
に含有されるべき電子供与体化合物は、以下の式(I)
【0019】
【化1】 で表され、式中のXおよびYがそれぞれ塩素あるいはC
1−C10アルコキシを意味し、あるいは合体して酸素
を形成するフタル酸誘導体である。ことに好ましいのは
、XおよびYがC1−C8アルコキシ、例えばメトキシ
、エトキシ、プロポキシあるいはブトキシを意味する場
合のフタル酸エステルである。
【0020】チタン含有固体組成分中の電子供与体化合
物として好ましいのは、さらに3もしくは4員の置換も
しくは非置換ベンゾフェノン−2−カルボン酸のジエス
テルおよび置換もしくは非置換ベンゾフェノン−2−カ
ルボン酸のモノエステルである。これらエステルに使用
されるヒドロキシル化合物は、エステル化反応に慣用さ
れているアルコール、ことにC1−C15アルカノール
、C5−C7シクロアルカノール(これ自体がC1−C
10アルキル基を持っていてもよい)およびC6−C1
0フェノールである。
【0021】チタン含有固体組成分は、常法、例えばヨ
ーロッパ特許出願公開45975号、45977号、8
6473号、171200号、英国特許2111066
号および米国特許4857613号に開示されている方
法により製造され得るが、これは以下に記載される3工
程法により製造されるのがことに好ましい。
【0022】すなわち、まず第1工程において、液状ア
ルカンに溶解せしめられたマグネシウム含有化合物溶液
を、微細粉担体、ことにシリカあるいはSiO2、aA
l2O3(式中のaは0.001から2、ことに0.0
1から0.5の数値を表す)に添加し、10から120
℃において0.5から5時間にわたり撹拌する。担体1
モル当たり0.1から1モルのマグネシウム化合物を使
用するのが好ましい。次いで絶えず撹拌しながら、マグ
ネシウム含有化合物に対して2倍、ことに5倍モル量過
剰のハロゲンあるいはハロゲン化水素、ことに塩素ある
いは塩化水素を添加する、約30から120分後、固体
分を液相から濾別する。
【0023】第2工程において、このようにして得られ
た生成物を液状アルカン中に投入し、次いでC1−C8
アルカノール、ことにエタノール、3価もしくは4価チ
タンのハロゲン化物もしくはアルコレート、ことにチタ
ンテトラアルコライド、および電子供与体化合物を添加
する。1から5モル、ことに2から4モルのアルカノー
ル、2から20モル、ことに4から10モルの3価もし
くは4価のチタン、および0.01から1モル、ことに
0.1から1.0モルの電子供与体化合物を、第1工程
で得られた固体分中のマグネシウム1モルに対して使用
する。この混合物を10から150℃において1時間以
上撹拌し、生成固体を濾別し、液状アルカン、ことにヘ
キサンあるいはヘプタンで洗浄する。
【0024】第3工程において、第2工程で得られた固
体を、100から150℃において過剰量のチタンテト
ラクロライドあるいは不活性溶媒、ことにアルキルベン
ゼンに溶解させた過剰量のチタンテトラクロライド溶液
(5重量%以上のチタンテトラクロライドを含有)で数
時間抽出する。この生成物を液状アルカンで洗浄し、洗
浄液中のチタンテトラクロライド含有分が2重量%以下
となるまでこれを継続する。
【0025】このようにして得られたチタン含有固体組
成分は、ツィーグラー/ナッタ触媒系の助触媒とともに
使用される。この場合、適当な助触媒はアルミニウム化
合物およびその他電子供与体化合物である。
【0026】共触媒として適当なアルミニウム化合物は
、トリアルキルアルミニウムおよびアルキルがアルコキ
シあるいはハロゲン、例えば塩素あるいは臭素で置換さ
れている化合物であるが、ことに好ましいのはアルキル
基がそれぞれ1から8個の炭素原子を有するトリアルキ
ルアルミニウム化合物、例えばトリメチルアルミニウム
、トリエチルアルミニウムあるいはメチルジエチルアル
ミニウムである。
【0027】アルミニウム化合物のほかに好ましい共触
媒は、前述したように電子供与体化合物であって、例え
ば単官能性もしくは多官能性カルボン酸、その無水物お
よびエステル、さらにはケトン、テーテル、アルコール
、ラクトンおよび有機燐酸化合物、有機珪素化合物が使
用される。この場合、ことに好ましいのは以下の式(I
I)
【0028】
【化2】 で表され、式中、R1が互いに同じでも異なってもよく
、それぞれC1−C20アルキル、5から7員のシクロ
アルキル(これ自体がさらにC1−C10アルキルある
いはC6−C20アリールないしアリールアルキルを持
っていてもよい)を、R2が互いに同じでも異なっても
よく、それぞれC1−C20アルキルを、nが1.2あ
るいは3を意味する有機珪素化合物であって、このうち
でも特にR1がC1−C8アルキルあるいは5から7員
のシクロアルキルを、R2がC1−C4アルキルを、n
が1あるいは2を意味するものが好ましい。具体的には
ジメトキシジイソプロピルシラン、ジメトキシイソブチ
ルイソプロピルシラン、ジメトキシジイソブチルシラン
、ジメトキシジシクロペンチルシランおよびジエトキシ
イソブチルイソプロピルシランを使用するのがことに有
利である。
【0029】触媒系として好ましいのは、アルミニウム
化合物からのアルミニウムとチタン含有固体組成分から
のチタンとの間の原子割合が10:1から800:1、
ことに20:1から200:1であり、アルミニウム化
合物と共触媒としての電子供与化合物のモル割合が1:
1から100:1、ことに2:1から80:1のもので
ある。触媒組成分は、重合構成分中に任意の順序で個別
に添加してもよく、あるいは2組成分混合物として添加
してもよい。
【0030】本発明によるグラフト共重合体の製造に必
要なプロピレン共重合体は、2工程法で製造され、その
第1工程でプロピレンが重合され、第2工程でプロピレ
ンと1種類もしくは複数種類のC2−C10アルケン−
1との混合物が上記プロピレン重合体にグラフト重合さ
れる。
【0031】第1工程におけるプロピレンの重合は、2
0から40バールの圧力、60から90℃の温度、1か
ら5時間の反応混合物平均滞留時間で、ことに20から
35バール、65から85℃、1.5から4時間の滞留
時間で行われる。この反応条件は、第1重合工程におい
てアルミニウム分1ミリモルに対して0.05から2k
g、ことに0.1から1.5kgのポリプロピレンが形
成され得るように選択される。
【0032】反応終了後、このポリプロピレンは第1重
合反応圏から触媒と共に輩出され、第2重合反応圏に給
送され、ここでプロピレンと1種類あるいは複数種類の
C2−C10アルケン−1、ことにエチレンあるいはブ
テン−1との混合物と重合せしめられる。この第2重合
圏における圧力は、第1重合圏における圧力より7バー
ル、ことに10バール低く、5から30バール、ことに
10から25バールとする。温度は30から100℃、
ことに35から80℃とするのが好ましい。重合体平均
滞留時間は1から5時間、ことに1.5から4時間とす
るのが好ましい。
【0033】第2重合工程においてプロピレンの分圧と
C2−C10アルケン−1の分圧との割合は、0.5:
1から5:1、ことに1:1から4:1の範囲とするの
が好ましい。
【0034】なおツィーグラー/ナッタ触媒の活性に影
響を与えるC1−C8アルカノール、ことにC1−C4
アルカノールを第2重合工程の反応混合物中に導入する
こともできる。この目的に特に適するアルカノールは、
メタノール、エタノール、n−プロパノール、n−ブタ
ノール、ことにイソプロパノールである。この場合のC
1−C8添加量は、アルミニウム化合物とC1−C8ア
ルカノールのモル割合が0.1:1から10:1、こと
に0.2:1から5:1の範囲にあるように選定するの
が好ましい。また反応条件を、第1および第2重合にお
いて重合反応せしめられるべき単量体の間の重量割合が
1:1から20:1、ことに1.5:1から15:1の
範囲となるように調節することが望ましい。
【0035】本発明によりグラフト重合されるべきプロ
ピレン共重合体はまたランダム共重合により製造され得
る。プロピレンと、コモノマーとして使用されるC2−
C10アルケン−1との共重合は、液状媒体の不存在下
に、20から40バールの圧力、60から90℃の温度
、1から5時間の平均滞留時間において行われる。プロ
ピレンとC2−C10アルケン−1の分圧割合を5:1
から100:1の範囲にするのが好ましい。この場合に
使用する反応容器は、重合反応に慣用のものでよい。
【0036】本発明によるプロピレングラフト共重合体
は、プロピレン共重合体に対して0.01から1.0重
量%のグラフトは付加されるべき単量体を遊離ラジカル
開始剤の不存在下に1から500バール、ことに1から
300バールの圧力下に溶融プロピレン共重合体に混合
し、グラフト付加反応を210から350℃において行
うことにより製造される。グラフト重合せしめられる単
量体は、プロピレンと共重合体に対して0.01から0
.5重量%、ことに0.01から0.4重量%の範囲の
割合で使用される。グラフト重合反応は210から29
0℃、ことに210から260℃、平均滞留時間0.5
から10分、ことに0.5から5分で行うのが好ましい
【0037】プロピレン共重合体の過酸化物不存在のグ
ラフト重合は、プラスチック工業に慣用の反応容器、例
えば押出機あるいはブラベンダ混和器中において行われ
る。2軸押出機がことに適当であって、有利な実施態様
においては、プロピレン共重合体とグラフト付加される
べき単量体とを計量して、過酸化物の不存在下に、2軸
押出機の導入口に給送し、この混合物をまず170から
180℃で溶融させ、次いで210から350℃、0.
5から5分間グラフト重合させる。グラフト付加される
単量体は、予備加熱後、液状で添加されることが好まし
い。この単量体は、プロピレン共重合体が溶融された後
で給送してもよい。グラフト付加されるべき単量体であ
って少量残存する未反応のものは、グラフト重合反応終
了後、押出機給送口より下流にある2個の脱気口から除
去するのが好ましい。
【0038】このようにして得られたプロピレングラフ
ト共重合体は、一般的に0.01から1.0重量%の未
反応単量体をなお含有するが、良好な処理特性、ことに
極性物質、例えば金属あるいはポリアミドに対する高接
着性を有する。これはグラフト重合されないプロピレン
共重合体に比し、流動特性が本質的に変化しない。過酸
化物を使用しないために、グラフト重合反応の間に分子
量の低減が生じないからである。このグラフト重合せし
められたプロピレン共重合体は、さらに無色、無臭であ
り、残存未反応単量体の量も上述のとおり極めて微量で
ある。そのメルトフローインデックスは、DIN537
35により230℃、2.16kgの条件下に計測して
1から100g/10分、ことに2から50g/10分
の範囲である。この数値は230℃の温度、2.16k
/gの荷重で、DIN53735により標準化された試
験装置から10分の間に押圧排出された重合体量に相当
する。
【0039】本発明プロピレン共重合体は、ことに中空
製品の押出成形、射出成形に適する。その特性にかんが
みて、接着力増強剤、コーティングフィルムおよびイオ
ノマー製造用基本単位として使用するのにことに適当で
ある。この後者の場合、本発明によりグラフト重合され
たプロピレン共重合体のカルボキシル基は、これが遊離
形態であっても加水分解でアクセス可能の形態であって
も、無機塩基あるいは塩と反応して対応するイオン化重
合体、すなわちイオノマーをもたらす。この場合、アル
カリ金属化合物、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属、
亜塩と有機酸の化合物を使用するのがことに好ましい(
米国特許3264272号および437718号)。
【0040】マグネシウム、カルシウムあるいは亜鉛の
ような多価金属の塩から製造されるイオノマーは、一般
に、ナトリウム、カリウムのような1価金属の塩から製
造される対応イオノマーよりも、キシレン溶融分の含有
量が少ない。
【0041】本発明による過酸化を含まないプロピレン
共重合体は、その良好な処理特性の故に、有機架橋剤で
処理して新規の架橋重合体をもたらし得る。この場合、
プロピレン共重合体は、1から500バール、210か
ら350℃、ことに1から300バール、210から2
80℃、さらに好ましくは210から260℃で、有機
架橋剤と反応せしめられる。有機架橋としては、架橋反
応に慣用の化合物、ことに1級あるいは2級ポリアミン
、アミノアルコール、エポキシド含有化合物、ことにエ
チレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレン
テトラアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールア
ミン、ジプロパノールアミン、トリプロパノールアミン
、エチレンアミノエチルアミン、ジメチルエチレンジア
ミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ジメチルネオペ
ンタンジアミン、1,8−オクタンジアミン、4,7−
ジオキサデカン−1,10−ジアミン、ポリテトラヒド
ロフラン−α,ω−ジアミン、ネオペンタンジアミン、
ジメチルアミノブタノール、ドデシルアミン、ヘキサメ
チレンジアミン、ジエタノールアミン、N,N−ジエチ
ルアミノプロピルアミン、1,4−ビス〔2,3−エポ
キシプロポキシ〕ベンゼン、ビス〔2,3−エポキシプ
ロピル〕エーテルあるいは1,2:5,6−ビスエポキ
シヘキサンが使用される。
【0042】有機架橋剤は、グラフト付加されたコモノ
マーに対して0.5から500モル%、ことに1から3
00モル%の割合でプロピレン共重合体に添加される。
【0043】なおグラフト重合と架橋反応とを単一の処
理工程で、単一の混合装置で行うことができ、これは処
理技術の観点から著しく効率的である。
【0044】架橋反応もプラスチック工業において慣用
の反応装置、例えば押出機あるいはブラベンダ混和機で
行われるが、ことに2軸押出機が好ましく、好ましい実
施態様では、反応装置、ことに押出機の給送口より下流
の反応圏における溶融プロピレン共重合体に有機架橋剤
が添加される。有機架橋剤は、そのままで、あるいは溶
融状態で、あるいは不活性溶媒に溶解された状態で添加
される。架橋反応における反応干与体の滞留時間は、0
.2から10分、ことに0.3から5分である。微量の
未反応有機架橋剤および溶媒は、グラフト重合反応終結
後、反応圏下流の2個の脱気圏において除去される。
【0045】このようにして得られた架橋プロピレン共
重合体は意外にも高温において良好な処理特性を示す。 本発明によるプロピレン共重合体は、一般的に、部分的
非架橋状態にあるので適当な処理特性を示す。架橋され
た共重合体のメルトフローインデックスは、上述の如く
DIN53735により230℃、2.16kgで10
g/10分、ことに5g/10分より少ない。すなわち
、本発明により架橋プロピレン共重合体は高い機械的安
定性を有する。
【0046】本発明によりグラフト重合せしめられたプ
ロピレン共重合体は、良好な処理特性を有する前架橋段
階の架橋可能プロピレン共重合体をもたらし得るように
、有機架橋剤と反応せしめられることができる。この共
重合体は極めて簡単に架橋されることができる。
【0047】このような可能架橋のプロピレン共重合体
は、また前述した有機架橋剤をグラフト重合せしめられ
たプロピレン共重合体と、1から500バールの圧力、
210℃以下の温度、30秒以内の滞留時間で架橋反応
状態に置き、次いで混合物を急速に冷却することによっ
ても製造され得る。有機架橋剤の添加混合は、1から3
00バールの圧力、200℃を超えない温度、25秒を
超えない滞留時間で行うのが好ましい。このようにして
本発明によるグラフト重合プロピレン共重合体と有機架
橋剤から、未だ架橋されていないが、容易に架橋可能の
混合物が得られる。
【0048】この本発明による架橋可能プロピレン共重
合体は、温度および滞留時間を除いて、前述した架橋反
応と同じ装置、同じ処理方法で製造され得るので、詳細
な点については架橋反応につき前述したところを参照さ
れ度い。架橋反応混合物の冷却は、使用される反応容器
、例えば押出機の脱気圏において行われることを付記し
て置く。架橋反応混合物は100℃以下、ことに80℃
以下に冷却し、次いで顆粒化される。
【0049】本発明による架橋可能プロピレン共重合体
は、もちろん過酸化物を含有せず、熱的に架橋可能であ
るが、数ケ月間も貯蔵可能であり、加工処理可能である
。そのメルトフローインデックスは、上述したように計
測して、5から50g/10分、ことに5から40g/
10分の範囲内にある。簡単な加熱によりアミドあるい
はエステルを形成して5g/10分以下のメルトフロー
インデックス、高機械強度および極性物質に対する良好
な接着力を有する架橋生成物になされ得る。
【0050】実施例 以下の実施例1−4aおよび対比例Aは、2軸押出機、
ウエルネル、ウント、プファイデレル社のZSK40を
使用して行われた。使用したプロピレン共重合体は粗粉
粒ないし顆粒として押出機に給送され、180℃で溶融
せしめられた。抽出機中の重合体給送割合は、毎分15
0回転で20kg/hとした。
【0051】実施例1 77重量%のプロピレン単独重合体と、エチレン分が1
8重量%(フーリエの熱伝導赤外線分光法により測定)
である23のプロピレン/エチレン共重合体の混合物で
あるプロピレン共重合体(Maksomol  Che
m、178(1977)2335頁におけるW.ホルト
ループの抽出分別法により測定)(メルトフローインデ
ックス40.8g/10分)100重量部を重量%容器
ZSK40たいぷの2軸押出機において180℃で溶融
させ、液状無水マレイン酸0.16重量部を添加し、2
60℃で反応を開始させた。この場合の圧力は5バール
、平均滞留時間は2分とした。グラフト重合反応集結後
、未反応無水マレイン酸を顆粒の脱気圏で重合溶融体か
ら除去し、次いで水浴で冷却し、顆粒化し、乾燥した。
【0052】このようにしてグラフト重合せしめられた
プロピレン共重合体は、無色、無臭である。グラフト重
合せしめられた無水マレイン酸の量、グラフト重合率(
使用された無水マレイン酸総量に対するグラフト重合せ
しめられた無水マレイン酸量の割合)、メルトフローイ
ンデックス、衝撃性およびポリアミドに対する接着性は
後掲表1に示される。
【0053】対比例A 実施例1で使用したプロピレン共重合体100重量部を
、実施例1の反応条件下において0.16重量部の無水
マレイン酸とグラフト重合させたが、本対比例では過酸
化ジクミル0.01部を追加的に計量添加した。
【0054】得られた生成物は黄色で、過酸化物の分解
生成物の強烈な臭気を有する。分子量の著しい低減によ
り、もとのプロピレン共重合体に比しメルトフローイン
デックスは増大し、対ポリアミド接着性は減少した。
【0055】その余の結果は、無水マレイン酸量および
グラフト重合率と共に後掲表1に示される。
【0056】実施例2 80重量%のプロピレン単独重合体と、エチレン分が5
重量%(同上法により測定)である20重量%のプロピ
レン/エチレン共重合体の混合物であるプロピレン共重
合体(同上法により測定)(メルトフローインデックス
3.6g/10分)100重量部を、実施例1と同様の
条件下に0.08重量部の無水マレイン酸で処理し、2
60℃において反応を開始させた。
【0057】このグラフト重合せしめられたプロピレン
共重合体は無色、無臭であった。グラフト付加された無
水マレイン酸量、グラフト重合率、メルトフローインデ
ックス、耐衝撃性および対ポリアミド接着性は同様に表
1に示される。
【0058】実施例3 47重量%のプロピレン単独重合体と、エチレン分が3
0重量%である53重量%のプロピレン/エチレン共重
合体の混合物であるプロピレン共重合体(メルトフロー
インデックス2.0g/10分)100重量部を、実施
例1と同様の条件下に0.15重量部の液状無水マレイ
ン酸で処理し、260℃において反応を開始させた。
【0059】このグラフト重合プロピレン共重合体は無
色、無臭であった。グラフト付加された無水マレイン酸
量、グラフト重合率、メルトフローインデックス、耐衝
撃性および対ポリアミド接着性は同様に表1に示される
【0060】実施例4a 80重量%のプロピレン単独重合体と、エチレン分が1
2重量%である20重量%のプロピレン/エチレン共重
合体の混合物であるプロピレン共重合体(メルトフロー
インデックス2.8g/10分)100重量部を、実施
例1と同様の条件下に0.065重量部の液状無水マレ
イン酸で処理し、260℃で反応を開始させた。
【0061】得られたグラフト重合プロピレン共重合体
は無色、無臭であった。グラフト付加無水マレイン酸量
、グラフト重合率、メルトフローインデックス、耐衝撃
性および対ポリアミド接着性は同様に表1に示される。
【0062】実施例4b 実施例4aにおいてグラフト重合せしめられたプロピレ
ン共重合体100重量部をウエルネル、ウント、プファ
イデレル社のZSK57型2軸押出機に給送し、その溶
融圏において180℃で溶融させた。グラフト重合せし
められたコモノマーに対して200モル%の1,6−ヘ
キサンジアミンを50%濃度水溶液として、下流処理圏
において2ハールの圧力下に溶融重合体に添加した。架
橋剤として使用されたこの1,6−ヘキサンジアミンは
、さらに下流の反応圏においてプロピレン共重合体と均
質に混合され、3バール22℃において1分間の滞留時
間で反応せしめられた。架橋反応終結後、さらに下流の
脱気圏において未反応架橋剤を水と共に溶融重合体から
分離除去し、生成物を水で冷却し、顆粒化し、乾燥した
【0063】架橋されたこのプロピレン共重合体は無色
、無臭で、未架橋のグラフト重合プロピレン共重合体よ
り低いメルトフローインデックスおよび高い耐衝撃性を
示した。結果の詳細は後掲の表2に示される。
【0064】対比例B 実施例4aにおいて使用されたプロピレン共重合体10
0重量部を、実施例4aの条件下において0.008重
量%の無水マレイン酸により、ただし過酸化ジクミル0
.01重量部を追加的に添加してグラフト重合させた。
【0065】得られた生成物は黄色で、過酸化物分解生
成物の強烈な悪臭を放った。またメルトフローインデッ
クスも8.1g/10分を示し、グラフト付加された無
水マレイン酸の量は0.06重量%であった。
【0066】このグラフト重合プロピレン共重合体10
0重量部を、実施例4bと同じ条件下において、グラフ
ト付加されたコモノマーの200モル%の1,6−ヘキ
サンジアミンを50%濃度水溶液と反応させた。
【0067】反応生成物は、この場合架橋反応の制御が
不可能であるため、その処理が著しく困難であった。そ
の架橋生成物はもはや押出機による押出が不可能となる
程度にの低いメルトフローインデックスを示し、その後
の実験は実行不能となった。
【0068】実施例5 実施例4aにおいてグラフト重合せしめられたプロピレ
ン共重合体を、実施例4bの条件下、グラフト付加され
たコモノマーに対して200モル%量のジエタノールア
ミンの50%濃度水溶液で架橋した。
【0069】架橋プロピレン共重合は無色、無臭で、グ
ラフト重合非架橋プロピレン共重合体よりも低いメルト
フローインデックス、高い耐衝撃性を示した。結果の詳
細は同様に表2に示される。
【0070】実施例6 実施例4aにおいてグラフト重合せしめられたプロピレ
ン共重合体を、実施例4bの条件下に、グラフト付加さ
れたコモノマーに対して100モル%量の1,6−ヘキ
サンジアミンの50%濃度溶液で架橋した。
【0071】この架橋プロピレン共重合体は無色、無臭
で、グラフト重合、非架橋のプロピレン共重合体よりも
低いメルトフローインデックスおよび高い耐衝撃性を示
した。その他の詳細な結果は表2に示される。
【0072】実施例7 実施例4aにおいてグラフト重合せしめられたプロピレ
ン共重合体を、実施例4bの条件下に、グラフト付加さ
れたコモノマーに対して50モル%量の1,6−ヘキサ
ンジアミンの50%濃度水溶液で架橋した。
【0073】この架橋プロピレン共重合体は無色、無臭
で、非架橋のグラフト重合プロピレン共重合体よりも低
いメルトフローインデックスおよび高い耐衝撃性を示し
た。その余の結果は表2に示される。
【0074】実施例8 実施例においては、プロピレン共重合体のグラフト重合
および架橋反応を、同一の押出機において1工程で行っ
た。
【0075】80重量%のプロピレン単独重合体と、1
2重量%のエチレン分を有する20重量%のプロピレン
/エチレン共重合体の混合物であるプロピレン共重合体
(メルトインデックス2.8g/10分)100重量部
を、ウエルネル、ウント、プファイデレル社のZSK5
7型の2軸押出機に給送して180℃で溶融させ、次い
で0.16重量部の液状無水マレイン酸を添加し、下流
の反応圏において、260℃、2バールで、0.8分の
滞留時間において実質的な反応が行われた。揮発性分、
ことに未反応コモノマーをその下流の脱気圏において溶
融重合体から分離、除去した。グラフト重合せしめられ
たプロピレン共重合体を次の反応圏に給送し、ここで2
20℃、4バールの反応条件下、0.3分の滞留時間に
おいて、グラフト付加されたコモノマーに対して200
モル%量の1,6−ヘキサメチレンジアミンの50%濃
度水溶液により架橋反応させた。次いで他の脱気圏にお
いて未反応架橋剤を他の揮発性分と共に分離、除去し、
溶融重合体を水浴で冷却し、顆粒化し、乾燥した。
【0076】架橋されたプロピレン共重合体は無色、無
臭で、本実施例の出発材料として使用されたプロピレン
共重合体よりも低いメルトフローインデックスおよび高
い耐衝撃性わ示した。その余の結果は表2に示される。
【0077】実施例9 本実施例においては架橋可能  プロピレン共重合体を
製造した。まず実施例8の条件下にグラフト重合された
プロピレン共重合体を、1,6−ヘキサメチレンジアミ
ンと混合し、この混合物を200℃、25秒の滞留時間
で処理し、次いで直ちに排出し、水浴で冷却し、顆粒化
し、乾燥した。
【0078】この生成物は架橋可能であるが、6.9g
/10分のメルトフローインデックス(前述の通りDI
N53735により、230℃、2.16kgで測定し
た)を有し、良好な処理特性を示した。これは、そのま
ま顆粒として数ケ月間貯蔵され得る。
【0079】10ケ月後、この架橋可能重合体材料を、
ウエルネル、ウント、プファイデレル社の処理押出機に
より260℃、5バール、2分の滞留時間で処理して架
橋した。
【0080】このようにして架橋されたグラフト重合プ
ロピレン共重合体は無色、無臭で、架橋可能出発材料よ
りも低いメルトフローインデックスを示した。その余の
結果は同じく表2に示される。
【0081】
【表1】
【0082】
【表2】 以下の実施例10−12および対比例Cはウエルネル、
ウント、プファイデレル社のZSK40型2軸押出機を
使用して行われた。ここで使用されたプロピレンランダ
ム共重合体は粗粒ないし顆粒として押出機に給送され、
180℃で溶融せしめた。押出機は毎分150回転、毎
時20kgの重合体給送割合で操作された。
【0083】実施例10 2.1重量%のエチレン分(フーリエの熱伝導赤外線分
光法で測定)を含有し、1.8g/10分のメルトフロ
ーインデックス(DIN53735により230℃、2
.16kgで測定)および149℃の融点を示すプロピ
レン/エチレン共重合体100重量部を2軸押出機に給
送し、180℃で溶融させ、0.12重量部の液状無水
マレイン酸を添加し、この混合物を260℃、4バール
、2分の平均滞留時間で反応させた。
【0084】グラフト重合反応終了後、未反応無水マレ
イン酸を下流の脱気圏で溶融重合体から分離、除去し、
次いで重合体を水浴で冷却し、顆粒化し、乾燥した。
【0085】グラフト重合せしめられたこのプロピレン
ランダム共重合体は、無色、無臭であった。グラフト付
加された無水マレイン酸の量、グラフト重合率(使用さ
れた無水マレイン酸総量に対するグラフト付加された無
水マレイン酸量の割合)<メルトフローインデックス、
キシレン溶解分および対ポリアミド接着性は、後掲の表
3に示される。
【0086】対比例C 実施例10の条件下に、100重量部のプロピレン/エ
チレンランダム共重合体を、0.12重量部の無水マレ
イン酸でグラフト重合させたが、本例ではさらに0.0
1重量部の過酸化ジクミルを押出機に給送した。
【0087】得られたグラフト共重合体は、黄色を呈し
、過酸化分の分解生成物に特有の強烈な臭気を放った。 さらに分子量低減の結果、材料のプロピレン/エチレン
共重合体よりも高いメルトフローインデックスを示し、
対ポリアミド接着力は低減した。またキシレン溶解分は
増大した。正確な数値は無水マレイン酸量およびグラフ
ト重合率と共に表3に示される。
【0088】実施例11 7.2重量%のエチレン分(同上)を含有し、6.0g
/10分のメルトフローインデックス(同上)および1
24℃の融点を示すプロピレン/エチレンランダム共重
合体を、0.23重量部の液状無水マレイン酸と混合し
、260℃でグラフト重合反応させた。
【0089】得られたグラフト重合プロピレン/エチレ
ン共重合体は無色、無臭であった。グラフト付加された
無水マレイン酸量、グラフト重合率、メルトフローイン
デックス、キシレン溶解分、対ポリアミド接着力は、表
3に示される。
【0090】実施例12 実施例10の条件下に、エチレン分3.9重量%および
1−ブテン分2.0重量%を含有し、7.0g/10分
のメルトフローインデックス、130℃の融点を示すプ
ロピレン/エチレン/1−ブテンランダム共重合体10
0重量部と、0.18重量部の無水マレイン酸を混合し
、260℃において反応させた。
【0091】グラフト重合せしめられたこのプロピレン
/エチレン/1−ブテン共重合体は無色、無臭であった
。グラフト付加された無水マレイン酸量、グラフト重合
率、メルトフローインデックス、キシレン溶解分、対ポ
リアミド接着力は、表3に示される。
【0092】実施例13 実施例11においてグラフト重合せしめられたプロピレ
ン/エチレン共重合体100重量部を、ウエルネル、ウ
ント、プファイデレル社のZSK57型の2軸押出機に
給送し、その溶融圏において180℃で溶融させた。下
流の処理圏における溶融重合体に、グラフト付加された
コモノマーに対して200モル%量の1,6−ヘキサン
ジアミンを50%濃度水溶液として、2バールの圧力下
に添加した。次いでこの架橋剤1,6−ヘキサンジアミ
ンを均質に混合して、さらに下流の処理圏において5バ
ール、220℃、平均2分の滞留時間でプロピレン/エ
チレン共重合体と反応させた。架橋反応終結後、未反応
架橋剤下流脱気圏において水と共に分離除去し、溶融重
合体わ水浴で冷却し、顆粒化し、乾燥した。
【0093】この架橋プロピレン/エチレン共重合体は
無色、無臭であった。その余の結果は表3に示される。
【0094】対比例D 実施例11の条件下に、この実施例で使用されたプロピ
レン/エチレン共重合体100重量部を0.27重量部
の液状無水マレイン酸と混合し、260℃で反応させた
が、本例ではこのグラフト重合を0.01重量部の過酸
化ジクミルの存在下におこなった。
【0095】グラフト重合せしめられた共重合体は黄色
を呈し、過酸化物の分解生成物に特有の強い臭気を発し
た。そのメルトフローインデックスは14.8g/分で
、0.24重量%のグラフト付加無水マレイン酸含有量
を示した。次いで実施例13の条件下に、このグラフト
重合体プロピレン/エチレン共重合体100重量部を、
グラフト付加されたコモノマーに対して200モル%量
の1,6−ヘキサンジアミンの50濃度水溶液と反応さ
せた。
【0096】この場合、架橋反応の制御ができないので
処理に著しい困難を来した。このようにして架橋された
共重合体は、メルトフローインデックスが著しく小さく
、押出しは不可能であった、実験の継続は断念せざるを
得なかった。
【0097】実施例14 本実施例においては架橋可能プロピレン/エチレン共重
合体を製造した。実施例11で製造されたプロピレン/
エチレン共重合体を、実施例13と同様にグラフト付加
されたコモノマーに対して200モル%量の1,6−ヘ
キサンジアミンと混合したが、本例においては架橋剤は
198℃において添加され、平均滞留時間は20秒間と
した。次いで直ちに生成物を排出、冷却し、顆粒化し、
乾燥した。
【0098】生成共重合体は架橋可能ではあるが、まだ
加工処理は容易で、7.1g/10分メルトフローイン
デックスを示した。これは顆粒として何ケ月にもわたり
貯蔵され得る。
【0099】この架橋可能重合体材料を10ケ月後に押
出機中において260℃、4バール、平均滞留2分で架
橋させた。このようにして得られた架橋プロピレン/エ
チレン共重合体は無色、無臭で、架橋可能出発材料より
も低いメルトフローインデックスを示した。その余の結
果を表3に示す。
【0100】以下の実施例15から17においては、グ
ラフト重合プロピレン/エチレン共重合体のナトリウム
ないし亜鉛イオノマーを製造した。
【0101】実施例15、15aおよび16b80重量
%のプロピレン単独重合体と、エチレン分8.2重量%
(前述した方法で測定)を含有する20重量%のプロピ
レン/エチレン共重合体から成る(前述した方法で測定
)混合物としてのプロピレン共重合体(メルトフローイ
ンデックス2g/10分)100重量部を、実施例1の
条件下、0.12重量部の液状無水マレイン酸と混合し
、260℃において反応させた。生成物は無色、無臭で
あった。そのメルトフローインデックス、衝撃強さおよ
びキシレン溶解分は後掲の表4に示される。
【0102】このグラフト重合せしめられたプロピレン
共重合体100重量部を、上述ZSK40型2軸押出機
溶融圏において180℃で溶融させ、0.2重量部のナ
トリウムアセテート、あるいは0.27重量部亜鉛アセ
テートを下流処理圏において溶融重合体に添加し、この
混合物をさらに下流の反応圏において240℃、平均滞
留時間2分で反応させた。生成物を水浴で冷却し、顆粒
化し、乾燥した。
【0103】得られたナトリウムイオノマー、亜鉛イオ
ノマーは無色、無臭であった。表4に示されるように、
これらイオノマーはグラフト重合プロピレン共重合体よ
りも低いメルトフローインデックスを示し、ことに亜鉛
イオノマーは著しく低減されたキシレン溶解分を有する
【0104】実施例16 50重量%のプロピレン単独重合体と、エチレン分26
重量%を含有する(同上)50重量%のプロピレン/エ
チレン共重合体から成る、メルトフローインデックス1
g/10分のプロピレン共重合体(同上)100重量部
を、実施例1の条件下に260℃で0.17重量部の液
状無水マレイン酸と反応させた。このグラフト重合生成
物は無色、無臭であった。そのメルトフローインデック
ス、衝撃強さ、キシレン溶解分は表4に示される。
【0105】このグラフト重合プロピレン共重合体10
0重量部を、実施例15a、15bと同様に0.28重
量部のナトリウムアセテート、あるいは0.38重量部
の亜鉛アセテートと反応させた。
【0106】得られたナトリウムないし亜鉛イオノマー
は、無色、無臭であって、表4に示されるように、材料
として使用したプロピレン共重合体に対して低いメルト
フローインデックスを示し、またことに亜鉛イオノマー
は低減されたキシレン溶解分を有する。
【0107】実施例17、17a、17bエチレン分3
.4重量%(同前)を含有し、2g/10分のメルトフ
ローインデックスを示すプロピレン/エチレンランダム
共重合体100重量部を、実施例10の条件下に、0.
12重量部の液状無水マレイン酸でグラフト重合させた
。この生成物は無色、無臭であった。そのメルトフロー
インデックス、衝撃強さ、キシレン溶解分は表4に示さ
れる。
【0108】このグラフト重合プロピレン/エチレンラ
ンダム共重合体100重量部を、実施例15a、15b
と同様にして、0.2重量部のナトリウムアセテートな
いし0.27重量部の亜鉛アセテートと反応させた。
【0109】得られたナトリウムないし亜鉛イオノマー
は、無色、無臭であった。表4に示されるように亜鉛イ
オノマーは、材料として使用したグラフト重合プロピレ
ン/エチレンランダム共重合体に対して低いメルトフロ
ーインデックスを示し、低いキシレン溶解分を有する。
【0110】
【表3】
【0111】
【表4】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  グラフト重合せしめられるべき単量体
    を1から500バールの圧力下においてプロピレン共重
    合体と反応させることにより得られる、α,β−エチレ
    ン性不飽和カルボン酸もしくはカルボン酸誘導体とグラ
    フト重合せしめられた、35重量%までの他のC2−C
    10アルケン−1を有するプロピレン共重合体であって
    、遊離ラジカル開始剤の不存在下に、プロピレン共重合
    体に対して0.01から1.0重量%のグラフト重合せ
    しめられるべき単量体を溶融プロピレン共重合体と混合
    し、210から350℃においてグラフト重合反応させ
    ることにより得られることを特徴とするプロピレングラ
    フト共重合体。
  2. 【請求項2】  請求項(1)によりグラフト重合せし
    められたプロピレン共重合体を、アルカリ金属塩、アル
    カリ土類金属塩および遷移金属塩のうちから選ばれる、
    少なくとも1種類の無機もしくは有機酸金属塩と反応さ
    せることにより得られる、α,β−エチレン性不飽和カ
    ルボン酸もしくはカルボン酸誘導体とグラフト重合せし
    められた、35重量%までの他のC2−C10アルケン
    −1を有するプロピレン共重合体。
JP3173821A 1990-07-16 1991-07-15 プロピレングラフト共重合体 Pending JPH04261417A (ja)

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DE59108252D1 (de) 1996-11-14
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