JPH09110931A - 発泡性に優れたスチレン系樹脂及びその製造方法 - Google Patents
発泡性に優れたスチレン系樹脂及びその製造方法Info
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- JPH09110931A JPH09110931A JP27523095A JP27523095A JPH09110931A JP H09110931 A JPH09110931 A JP H09110931A JP 27523095 A JP27523095 A JP 27523095A JP 27523095 A JP27523095 A JP 27523095A JP H09110931 A JPH09110931 A JP H09110931A
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Abstract
性能を損うことなく、発泡体の二次加工、特に深絞り性
に優れたスチレン系発泡体の製造が可能となるスチレン
系樹脂が提供される。 【解決手段】 重量平均分子量(M)が20万以上50
万以下であり、貯蔵弾性率G’、損失弾性率G”の角速
度(ω)依存性を測定したマスターカーブのG’、G”
が同一となる交点における(Log10GH’、Log10ωH)か
ら、低剪断側に102低い剪断速度における(Log
10GL’、Log10ωL)とを結ぶ直線の傾きが1.00
[(dyn/cm2)/(rad/sec)]以下であるスチレン系樹脂。
Description
物及びその製造方法に関する。更に詳しくは、スチレン
樹脂発泡体等に好適に用いられるスチレン系樹脂に関す
る。
性、剛性に優れた樹脂であることから、家庭用品、包装
材料等の成形材料として広く用いられてきた。包装材料
の用途では、高い断熱性能を有するスチレン樹脂発泡体
シート(ポリスチレンペーパー:PSP)が種々の成形
形状に後加工(2次成形)されて食肉トレー、弁当容器
などに広く用いられている。
発泡し成形する一連の二次成形体の製造において、多様
化する市場要求にこたえるため、金型構造はより複雑な
構造となってきている。例えば、高い断熱性能を生かす
ために成形形状としては、コップ状、丼状の容器にみら
れる多量の変形(深絞り成形品)に対して、割れ、引裂
け等の不良発生のない発泡体を製造できる2次成形性に
優れると同時に、生産性の維持向上のためは、一次押出
の吐出性能を損わないスチレン樹脂が望まれている。
形性を改良する手段としては、特開62ー22834号公報に分
子量分布を調整することで成形条件幅が改良されること
が開示されているが、単に分子量分布を広げるだけで
は、2次成形の変形に耐えるだけの張力が得られずに不
均一な成形品になったり、成形途中に破断してしまうな
どの問題点があった。また、特開平 6ー57028号公報には
特定の開始剤を用いることで強度、外観に優れる発泡体
が得られることが開示されているが、これらの手法を用
いても、さらに、大量の変形を必要とする成形に耐える
うるスチレン系樹脂は得られなかったり、強度を付与す
る為に分子量を上げて生産性の低下を招くなどの問題点
があり、市場の要求を満足させるには至っていない。
脂発泡体シートの2次成形において成形性に優れたスチ
レン樹脂および、その製造法を提供するものである。
平均分子量(M)が20万以上50万以下であり、平行
板型溶融粘弾性測定で貯蔵弾性率G’、損失弾性率G”
の角速度(ω)依存性を測定した結果得られる160℃
のマスターカーブのG’、G”が同一となる交点におけ
る(Log10GH ’、Log10 ωH )から、低剪断側に10
2 低い剪断速度における(Log10 GL ’、Log10 ωL )
とを結ぶ直線の傾きが1.0[(dyn/cm2)/(rad/sec)]以
下であることを特徴とするスチレン系樹脂である。
明のスチレン樹脂は、平行板型溶融粘弾性測定で貯蔵弾
性率G’、損失弾性率G”の角速度(ω)依存性を測定
した結果得られる160℃のマスターカーブのG’、
G”が同一となる交点における(Log10GH’、Log
10ωH)から、低剪断側に102低い剪断速度における
(Log10GL’、Log10ωL)とを結ぶ直線の傾きが1.0
[(dyn/cm2)/(rad/sec)]以下でであり、好ましくは0.
90[(dyn/cm2)/(rad/sec)]以下のスチレン系樹脂が好
適に用いられる。
点におけるG’はスチレン系樹脂の分子量によって必ず
しも一定の剪断速度条件をあたえるものではないが、ほ
ぼ一定の弾性率G’を与え、二次成形に通常もちいられ
る温度樹脂(160℃)おける変形可能前の状態におけ
る弾性率を示し、一方,この交点から低剪断側の弾性率
はこの温度における流動領域の弾性率をあたえる。
剤を用いる方法や、分子量分布に着目した改良が為され
てきたが、単にそれらの制御を行なった改良樹脂の2点
間の直線の傾きは1.0[(dyn/cm2)/(rad/sec)]を越
え、二次加工時の弾性率低下が著しかったが、本発明で
得られる傾きが1.0[(dyn/cm2)/(rad/sec)]以下であ
るスチレン系樹脂は、二次加工の変形時における弾性率
の低下が小さいことを意味し、すなわち、加工時の流動
に於いても充分な弾性率を有しており、二次加工性に特
に優れている。
泡スチレン樹脂シートを2次成形にもちいると、コップ
状あるいは、丼状に成形する際に、側面の大変形に対し
ても充分な弾性率をもつことで均一なシート厚みが形成
され、従来の局部的に薄く引延ばされた不均一なシート
厚み形成のためにみられた切り裂けがなくなり、より深
絞りの成形体の成形に好適に用いることができ、不良品
発生の低下、形状付与性が著しく向上する。
(ω)依存性を測定は動的粘弾性測定装置を用いて常法
により測定される。例えば、レオメトリックス社製のR
MS−800をもちいて、160、180、200℃の
温度で10-1〜102 の範囲でそれぞれ角速度依存性を測定
し、160℃を基準としてマスターカーブを作成すれば
よい。
として20万以上50万以下の範囲にある必要がある。
好ましくは20万以上40万以下の範囲である。20万
以下の分子量では、本発明の粘弾性特性を有するように
調整したとしても成形性は良好であったとしても最終成
形品の充分な実用強度は得られず、一方、50万以上の
分子量では、押出し生産性を著しく低下させることとな
り、実用的でない。
れば充分良好な発泡シートの二次成形性を有するもので
あるが、さらに、特定分子量範囲のスチレン系重合体を
特定量含し、分子量分布の範囲が3.0〜4.0、好ま
しくは3.0〜3.5である場合より一層の成形加工性
改良効果をあたえるとともに、生産性の低下をおこすこ
とがなく発泡シート用として好適に用いられる。すなわ
ち、分子量分布が3以下の場合は生産性向上のために吐
出量を高めた場合押出発泡の際に発泡剤との混合が悪
く、未発泡部分を含む外観の悪い発泡シートが得られる
場合があり、商品価値の低い成形品が得られる場合があ
る。また、分子量分布が4.0を越える場合には、低分
子量を多量に含有することとなり、シート強度の低下を
招き、例えば、深絞り製品を成形した場合に成形品の側
面が破断する場合もあり、成形条件幅が狭く好ましくな
い。
レン樹脂には、ゲルパーミエーションクロマトグラフに
よる分離成分の分子量100万以上のスチレン系樹脂の
含有量(重量%、C100)と重量平均分子量(M、万)
が下記(1)式の関係を満足し、同時に、同分離成分の
分子量5万以下の含有量(重量%、C5)と重量平均分
子量(M、万)が下記(2)式の関係を満足している場
合より一層の成形性改良の効果が見られ好適である。
場合には、本発明の主たる目的である2次成形改良の為
に充分な弾性率がえられず、均一な成形品が得られな
い。
右辺の値を越える場合には、低分子量を多量に含有する
こととなり、シート強度の低下を招き、また、弾性率の
低下も招き好ましくない。さらに、深絞り製品を成形し
た場合成形品の側面が破断することとなり、好ましくな
い。また、分子量5万以下の含有量が(2)式左辺の値
を下回る場合には、生産性向上のために吐出量を高めた
場合、押出発泡の際に発泡剤との混合が悪く、未発泡部
分を含む外観の悪い発泡シートしか得られない。これら
の精密な制御を行なうことで二次成形時に必要な加工性
を有するスチレン系樹脂が得られる。
分子量範囲内の重量%は、常法により、ゲルパーミエシ
ョンクロマトグラフィーにより測定される。例えば、重
量平均分子量、分子量分布は、ゲルパーミエーションク
ロマトグラフとして東ソー(株)製(HLC−802
0、示差屈折率検出器内蔵)、同社製分離カラム(TS
Kgel−GMHXLを3本使用)を用いて同社製TSK
標準ポリスチレンを標準サンプルとして検量線を作成
し、温度=38℃、溶媒=テトラヒドロフラン、サンプ
ル濃度=0.1wt/v%、サンプリグピッチ=1/
0.4(回/秒)の条件で測定し、同社製データ処理キ
ットにて計算する。
において、ゲルパーミエーションクロマトグラフにより
分離した各分離時間の成分の分子量を溶出時間より算出
し、特定の分子量以上、または、特定分子量以下の成分
の溶出曲線面積を全溶出曲線面積で除することによって
重量%が求められる。これらのデータ処理も同社製デー
タ処理キットにより計算可能である。
続塊状、または、連続溶液重合によって実施される。反
応機としては、完全混合型反応機、層流型反応機等が使
用できる。連続溶液重合は、例えば、並列に配置した2
機の反応機の一方の反応機にスチレン単量体を主成分と
する混合液を供給し、重量平均分子量45〜70万のス
チレン系重合体が最終全ポリマー量に対し35〜50%
になるように重合し、他方の反応機に、スチレン単量体
を主成分とする混合液を供給し、重量平均分子量10〜
16万のスチレン系重合体が最終全ポリマー量に対し1
5〜30%になるように重合し、得られる2つの重合液
を混合した後、引続き、新たな重合反応機に導き20〜
30万のスチレン系重合体が最終全ポリマー量に対し3
5〜50%になるように重合する。
及び重合率を調整することで二次成形性に有効な弾性率
が付与されたスチレン系樹脂が連続重合によって得られ
る。各反応機の分子量、及び重合率は溶媒、例えばエチ
ルベンゼン、キシレン等の使用量や、温度、重合時間、
連鎖移動剤によって所望の分子量、及び重合率が得られ
るように調整すればよが、特に好ましい製造方法として
は、まず、重量平均分子量45〜70万のスチレン系重
合体が最終全ポリマー量に対し35〜50%になるよう
に重合させる際に供給するスチレン単量体を主成分とす
る混合液として下記一般式で示される有機過酸化物を1
0〜2000ppm、好ましくは、50〜1000pp
m添加した混合液を用いることである。
ルキル基、R1 、R2 は炭素数1〜2のアルキル基であ
る。この有機過酸化物の具体例としては、2,2−ビス
(4,4−ジターシャリーブチルパーオキシシクロヘキ
シル)プロパン、2,2−ビス(4,4−ジターシャリ
ーアミルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2
−ビス(4,4−ジクミルパーオキシシクロヘキシル)
プロパン、2,2−ビス(4,4−ジターシャリーブチ
ルパーオキシシクロヘキシル)ブタンなどを挙げること
が出来る。上記の有機過酸化物に加えてスチレン樹脂の
製造に一般に用いられている有機過酸化物を、上記一般
式の有機過酸化物の添加量を越えない範囲で併用するこ
とはさしつかえない。
点、あるいは、その後の1機以上の反応機の途中で上記
一般式の有機過酸化物、または、スチレン樹脂の製造に
一般に用いられている有機過酸化物を有機過酸化物単
独、あるいはスチレン単量体、重合溶媒等に溶解して添
加することができる。最終反応機を出た重合溶液は通常
スチレン樹脂の溶液重合による製造に用いられている回
収装置、例えば、脱揮タンク、多段ベント付き押出機に
導かれ、200℃〜260℃の温度で脱揮処理を行い、
ペレット化される。260℃を超える場合は、分子量の
低下が著しく好ましくない。また、200℃未満の場合
には、スチレン単量体の除去が困難な場合があり好まし
くない。この場合、2基以上の直列に配置した脱揮タン
クで脱揮処理を行うことが好ましい。
れる前または後の任意の段階で、スチレン樹脂に慣用さ
れている添加剤、例えば酸化防止剤、滑剤、可塑剤、着
色剤等を配合することもできる。
ベンゼン10重量%の混合液100重量部に対し、2,
2−ビス(4,4−ジターシャリーブチルパーオキシシ
クロヘキシル)プロパン0.03重量部を添加してた重
合液を、7.2リットルの完全混合型反応器に1.08
kg/hrで連続的に仕込み、103℃に調節する。こ
れと並列に接続された、合計2.8リットルの撹拌器を
備えた3ゾーンで温度コントロール可能な層流型反応器
−1に、スチレン70重量%、エチルベンゼン30重量
%の混合液100重量部に対し、1−ジターシャリーブ
チルパーオキシ3,3,5トリメチルシクロヘキサン
0.03重量部、αメチルスチレンダイマー0.3重量
部を添加してた重合液を0.50kg/hrで連続的に
仕込み、層流型反応機−1の温度を125℃/130℃
/135℃に順次調節する。二つの重合体溶液は混合さ
れ、混合された重合体溶液を引続き合計5.5リットル
の静的撹拌器を備え直列に配列された3基の層流型反応
器−2に連続的に仕込む。この3基の層流型反応器の温
度をそれぞれ125℃/145℃/160℃に調節す
る。重合反応器より連続して排出される重合体溶液を、
直列に配置した2基の、予熱器として0.6リットルの
静的混合器を内蔵した4リットルの脱揮タンクに導く。
予熱器温度を230℃とし、脱揮タンク内で230℃に
保ちながら、10torrの減圧下、脱揮後ペレタイズ
する。 [スチレン系樹脂の発泡押出し]幅300mmのTダイを備
えた30mm押出し発泡機を用いて発泡核剤を樹脂に対して
1重量部、発泡剤を樹脂に対して3重量部添加して発泡
シートを製造する。樹脂溶融ゾーンの温度は180〜2
00℃、ロータリークーラー温度は150〜160℃,
Tダイ温度は120〜130℃に調節する。発泡核剤に
は日本ミストロン製、ミストロンベーパーを用い、発泡
剤にはLPG(ノルマルブタン70/イソブタン30<
体積分率>)を用いる。押出しの際に吐出量を5kg/Hづ
つ変化させ未発泡部の発生しない最大吐出量を測定し
た。
外線加熱炉を用いて160℃に加熱し10cm径で深さ
が3cm、6cmの深さが異なるのコップ状の成形体を
成形し、100個成形し側面に引裂きが起こらず成形可
能であった数を求めた。重合条件、重合結果をを表1に
示す。得られるスチレン樹脂の性状および発泡試験結果
を表2、3に示す。
実施する。性状および物性試験結果を表2に示す。
流型反応機−2を直列に配置し、完全混合反応機に表1
に示すスチレン、エチルベンゼン、開始剤の混合液を連
続的に仕込み、引続き重合体溶液を層流型反応機−2に
連続的に仕込む。各反応機の温度を表1の条件に調節
し、反応機から排出される重合体溶液を実施例1と同様
に回収し、ペレットを得る。性状および物性試験結果を
表2に示す。
ン系樹脂に比較してスチレン樹脂発泡体、成形体の製造
において押出し性能を損うことなく、2次成形性、特に
深絞り性にすぐれスチレン系発泡体の製造が可能とな
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 重量平均分子量(M)が20万以上50
万以下であり、平行板型溶融粘弾性測定で貯蔵弾性率
G’、損失弾性率G”の角速度(ω)依存性を測定した
結果得られる160℃のマスターカーブのG’、G”が
同一となる交点における(Log10GH ’、Log10 ωH )
から、低剪断側に102 低い剪断速度における(Log10
GL ’、Log10 ωL )とを結ぶ直線の傾きが1.0[(d
yn/cm2)/(rad/sec)]以下であることを特徴とするスチレ
ン系樹脂。 - 【請求項2】 1)ゲルパーミエーションクロマトグラ
フによる分離成分の分子量が100万以上の含有量(重
量%)(C100 で表す。)と該重量平均分子量(M)と
の関係が、C100 ≧ 0.450×M−10.0………
(1)であり、2)同分離成分の分子量が5万以下の含
有量(重量%)(C5 で表す。)と該重量平均分子量
(M)との関係が、−0.175×M+19.0 ≧C
5 ≧−0.175×M+14.0………(2)であり、
Mw/Mnで表される分子量分布が3.0〜4.0であ
ることを特徴とする請求項1記載のスチレン系樹脂。 - 【請求項3】 まず、並列に配置した2機の反応機の一
方の反応機にスチレン単量体を主成分とする混合液を供
給し、重量平均分子量45〜70万のスチレン系重合体
が最終全ポリマー量に対し35〜50%になるように重
合し、他方の反応機に、スチレン単量体を主成分とする
混合液を供給し、重量平均分子量10〜16万のスチレ
ン系重合体が最終全ポリマー量に対し15〜25%にな
るように重合し、得られる2つの重合液を混合した後、
引続き、新たな重合反応機に導き重量平均分子量20〜
30万のスチレン系重合体が最終全ポリマー量に対し3
5〜50%になるように重合することを特徴とするスチ
レン系重合体の連続製造方法。 - 【請求項4】 まず、並列に配置した2機の反応機の少
なくとも一つの反応機に、スチレン単量体を主成分とす
る混合液に、下記一般式で示される有機過酸化物を10
〜2000ppm添加した混合液を供給し、重量平均分
子量45〜70万のスチレン系重合体が最終全ポリマー
量に対し35〜50%になるように重合することを特徴
とする請求項3記載のスチレン系重合体の連続製造方法 【化1】 式中、Rは3級アルキル基または3級アラルキル基、R
1 、R2 は炭素数1〜2のアルキル基である。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27523095A JPH09110931A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 発泡性に優れたスチレン系樹脂及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27523095A JPH09110931A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 発泡性に優れたスチレン系樹脂及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09110931A true JPH09110931A (ja) | 1997-04-28 |
Family
ID=17552524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27523095A Pending JPH09110931A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 発泡性に優れたスチレン系樹脂及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09110931A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001354718A (ja) * | 2000-06-14 | 2001-12-25 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | スチレン系樹脂およびその成形品 |
JP2008274168A (ja) * | 2007-05-02 | 2008-11-13 | Ps Japan Corp | スチレン系樹脂組成物、押出発泡シートおよび容器、および板状押出発泡体 |
JP2014074080A (ja) * | 2012-10-02 | 2014-04-24 | Ps Japan Corp | スチレン系樹脂、押出発泡シート及びその成形品 |
JP2018165299A (ja) * | 2017-03-28 | 2018-10-25 | Psジャパン株式会社 | 板状押出発泡体用スチレン系樹脂組成物、及び板状押出発泡体 |
-
1995
- 1995-10-24 JP JP27523095A patent/JPH09110931A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001354718A (ja) * | 2000-06-14 | 2001-12-25 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | スチレン系樹脂およびその成形品 |
JP4681103B2 (ja) * | 2000-06-14 | 2011-05-11 | 出光興産株式会社 | スチレン系樹脂およびその成形品 |
JP2008274168A (ja) * | 2007-05-02 | 2008-11-13 | Ps Japan Corp | スチレン系樹脂組成物、押出発泡シートおよび容器、および板状押出発泡体 |
JP2014074080A (ja) * | 2012-10-02 | 2014-04-24 | Ps Japan Corp | スチレン系樹脂、押出発泡シート及びその成形品 |
JP2018165299A (ja) * | 2017-03-28 | 2018-10-25 | Psジャパン株式会社 | 板状押出発泡体用スチレン系樹脂組成物、及び板状押出発泡体 |
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