JPH09118648A - 脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテル - Google Patents

脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテル

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JPH09118648A
JPH09118648A JP8282945A JP28294596A JPH09118648A JP H09118648 A JPH09118648 A JP H09118648A JP 8282945 A JP8282945 A JP 8282945A JP 28294596 A JP28294596 A JP 28294596A JP H09118648 A JPH09118648 A JP H09118648A
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fatty acid
oxide
catalyst
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metal
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Itsuo Hama
逸夫 浜
Takahiro Okamoto
貴弘 岡本
Hisashi Sasamoto
久 笹本
Hiroshi Nakamura
弘史 中村
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Lion Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルキレンオキサイドの付加モル数分布が狭
く起泡性に優れ、家庭用分野での洗浄剤、化粧品基剤あ
るいは化学品分野での洗浄剤基剤として有益に使用す
る。 【解決手段】 最も重量%の多い付加モル数をnMAX
としたとき以下の数1の式(A)を満足し、以下の化1
の一般式(I)で示されることを特徴とする脂肪酸ポリ
オキシアルキレンアルキルエーテル。 【数1】 【化1】 (R1,R3:アルキル基またはアルケニル基 R2 :アルキレン基)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、洗浄剤などの成分
として用いられる、アルキルオキサイド付加モル数分布
の小さい脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテル
に関する。
【0002】
【従来の技術】脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエ
ーテルは、エステル型の非イオン界面活性剤として知ら
れており、例えば化2で示されるステアリン酸ポリオキ
シエチレンステアリルエーテルは、化粧品および各種工
業分野での乳化剤、分散剤あるいは油相成分調整剤とし
て使われている。
【0003】
【化2】 また、化3で示されるラウリン酸ポリオキシエチレンメ
チルエーテルは、浸透剤としての使用が検討されている
(JAOCS,56:873(1979))。
【0004】
【化3】 さらに、脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテル
を、洗浄剤組成物(特願平3−229548号明細書、
特願平3−321106号明細書)あるいは古紙再生脱
墨剤(特願平4−209010号明細書)等へ利用する
ことについても期待がもたれている。
【0005】ところで、代表的なエチレンオキサイド付
加型非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンアル
キルエーテルやポリオキシエチレン脂肪酸エステルは、
それぞれアルコールまたは脂肪酸を出発原料とし、アル
カリあるいは酸触媒の共存下に直接エチレンオキサイド
を付加重合することにより得られる。これに対して、脂
肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの場合は、
上記の如きアルカリあるいは酸触媒の共存下に脂肪酸ア
ルキルエステルにアルキレンオキサイドを反応させて
も、アルキレンオキサイドの付加重合反応が全く進行し
ない。
【0006】脂肪酸アルキルエステルとアルキレンオキ
サイドとの一段階反応により脂肪酸ポリオキシアルキレ
ンアルキルエーテルを製造する方法としては、下記のよ
うな報告例があるが、生成物のアルキレンオキサイド付
加モル分布が広く、未反応の脂肪酸アルキルエステルが
多く残存し、洗浄力や泡立ち性あるいは生成物が着色す
るなど、工業的に十分満足が行くものではない。
【0007】1) 特開昭56−36431号公報:焼
成ハイドロタルサイト化合物を触媒として用い、酢酸ア
ルキルとアルキレンオキサイドから酢酸ポリオキシアル
キレンアルキルエーテルを合成する。 2) 特公昭53−24930号公報:亜鉛、アルミニ
ウム等のハロゲン化物または有機金属化合物あるいはさ
らにアミン化合物等を組み合わせて触媒とし、アルキレ
ンオキサイドと有機カルボン酸エステルとから脂肪酸ポ
リオキシアルキレンアルキルエーテルを製造する。
【0008】3) 特開昭54−1038125号公報
等:強酸性カチオン交換樹脂の存在下に、酢酸エチルと
過剰のエチレングリコールモノエチルエーテルとから、
酢酸ポリオキシエチレンエチルエーテルを製造する。 4) 特開平4−279552号公報:アルミニウム等
の金属イオン添加酸化マグネシウムを触媒として用い、
脂肪酸アルキルエステルとアルキレンオキサイドから脂
肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを合成す
る。 5) 特開平4−505449号公報:焼成ハイドロタ
ルサイトを触媒とし、脂肪酸エステルのエトキシル化ま
たはプロポキシル化を行なう。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、泡立ち性に
優れ、洗浄剤などの成分として優れた脂肪酸ポリオキシ
アルキレンアルキルエーテルを提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の脂肪酸ポリオキ
シアルキレンアルキルエーテルは、最も重量%の多い付
加モル数をnMAXとしたとき以下の数2の式(A)を
満足し、以下の化4の一般式(I)で示されることを特
徴とする。
【0011】
【数2】
【0012】
【化4】 (R1,R3:アルキル基またはアルケニル基 R2 :アルキレン基)
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の脂肪酸ポリオキシアルキ
レアルキルエーテルは、以下の化5の一般式(I)で示
される。
【化5】 (R1,R3:アルキル基またはアルケニル基 R2 :アルキレン基)
【0014】本発明の脂肪酸ポリオキシアルキレンアル
キルエーテルは、脂肪酸アルキルエステルに対してアル
キレオキサイドを付加重合することにより得られる。本
発明で出発原料として用いられる脂肪酸アルキルエステ
ルR1COOR3としては、R1 の炭素数が3〜40のも
のが好適であり、より好ましくは6〜22のものであ
る。また、R3 の炭素数は1〜30が適当であり、より
好ましくは1〜4である。なお、本発明でアルキルと
は、炭素鎖中に二重結合を含むもの(いわゆるアルケニ
ル)をも含む概念である。付加重合されるアルキレンオ
キサイドとしては、炭素数2〜8(R2 の炭素数2〜
8)のものが好ましく、特に炭素数2〜3のエチレンオ
キサイド、プロピレンオキサイドが好ましい。上記脂肪
酸アルキルエステルおよびアルキレンオキサイドは、そ
れぞれ単独であるいは2種以上の混合物として反応に供
される。
【0015】本発明の脂肪酸ポリオキシアルキレンアル
キルエーテルは、狭いアルキレンオキサイドの付加モル
数分布を有し、具体的には、以下の数3の式(A)の付
加モル数分布を有する。
【数3】
【0016】以下、上記式(A)の左辺をYi値と呼
ぶ。Yi値は、最も重量%の多いアルキレンオキサイド
の付加モル数のものをnMAXとしたとき、その±2の
付加モル数のものの総和が50%以上であることを示
し、より好ましいYi値は60%以上である。このYi
値が50%未満となると、泡立ち性が劣化する。このよ
うにアルキレンオキサイドの付加モル数分布の小さい脂
肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは例えば、
以下のようにして製造することができる。すなわち、脂
肪酸アルキルエステルとアルキレンオキサイドとを反応
することにより得られる。
【0017】ここで触媒としては、複合金属酸化物が用
いられ、例えば、金属イオン添加酸化マグネシウム、A
l−Mg系複合金属酸化物になりうる焼成ハイドロタル
サイト、水酸化アルミナ・マグネシウム(水酸化アルミ
ニウム−水酸化マグネシウム共沈物)の焼成生成物があ
る。上記の金属イオン添加酸化マグネシウムとしては、
Al(アルミニウム)、Ga(ガリウム)、Zr(ジル
コニウム)、In(インジウム)、Tl(タリウム)、
Co(コバルト)、Sc(スカンジウム)、La(ラン
タン)またはMn(マンガン)から選ばれる金属イオン
の1種以上が添加された金属イオン添加酸化マグネシウ
ムが用いられる。
【0018】酸化マグネシウム中に添加される添加金属
イオンの量は、複合金属酸化物中に0.1〜30重量%
が好ましい。特に、複合酸化物としては、水酸化アルミ
ナ・マグネシウムを用いた場合には、大きな触媒表面積
が得られ、脂肪酸アルキルエステルにアルキレンオキサ
イドを付加重合する際の反応活性が、他の複合酸化物に
比べ、非常に高くなる。既ち、複合酸化物として、水酸
化アルミナ・マグネシウムを用いることは、所定の付加
重合反応を効率的に達成することを可能とし、かつ反応
後の触媒分離も容易であることから、工業的に優位であ
る。
【0019】金属イオン添加酸化マグネシウムの製造方
法は、特開平1−164437号公報に記載されている
が、以下の方法のように、添加金属イオンを含む水溶液
から、添加金属イオンを析出させて金属イオン添加酸化
マグネシウム粒子を製造することが望ましい。 1) 含浸法:硝酸アルミニウム水溶液のような添加金
属イオンを含む水溶液に、MgO粒子を加え、混合した
のち、蒸発乾固→粉砕→焼成の工程を経て、触媒粒子を
得る。 2) 共沈物:硝酸マグネシウム水溶液のようなマグネ
シウム塩水溶液と、硝酸アルミニウム水溶液のような添
加金属イオンを含む水溶液とを混合し、これにアンモニ
ウム等の沈殿剤を加え、水溶液からマグネシウムと添加
金属を同時に水酸化物として析出させ、濾過→乾燥→粉
砕→焼成の工程を経て、触媒粒子を製造する。 3) 沈着法:酸化マグネシウム粒子を分散した分散液
に、添加金属イオンを含む水溶液を添加し、酸化マグネ
シウム粒子表面に添加金属の水酸化物を析出、沈着さ
せ、濾過→乾燥→焼成する。
【0020】また、上記共沈法、沈着法等の沈澱法によ
り触媒を製造する場合は、沈澱処理後に触媒スラリー中
に存在する不要陰イオンをイオン交換樹脂で除去するこ
ともでき、これにより濾過後、洗浄工程を省略ないしは
簡略化できる。一方、ハイドロサイトは下記化6の一般
式(II)で表わされ、天然品、合成品ともに使用でき、
焼成することによりAl−Mg系複合金属酸化物である
焼成ハイドロサイトが得られる。
【0021】
【化6】 焼成温度は400〜800℃が好ましく、より好ましく
は450〜700℃である。
【0022】また、水酸化アルミナ・マグネシウムは、
下記化7の一般式(III) で表わされ、焼成によりAl
−Mg系複合酸化物となる。
【化7】 nMgO・Al23・mH2O …(III) (nは正の数、特に2.5程度の好適、mは正の数をそ
れぞれ示す。) 水酸化アルミナ・マグネシウムの焼成温度は、400〜
950℃が好ましく、より好ましくは400〜700℃
である。
【0023】本発明の方法では、上記のような複合金属
酸化物を金属水酸化物または金属アルコキシドで表面改
質して、改質複合金属酸化物触媒とし、これを脂肪酸ポ
リオキシアルキレンアルキルエーテルを得るための反応
用触媒として用いる。この金属水酸化物としては、アル
カリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物が好まし
く、より好ましくは水酸化ナトリウムまたは水酸化カリ
ウムである。金属アルコキシドとしては、アルカリ金属
またはアルカリ土類金属のアルコキシドが好ましく、よ
り好ましくはナトリウムアルコキシドまたはカリウムア
ルコキシドである。改質複合金属酸化物触媒の製造方法
としては、複合金属酸化物、すなわち金属イオン添加酸
化マグネシウム、焼成ハイドロタルサイト、又は水酸化
アルミナ・マグネシウム焼成物をアルカリ金属またはア
ルカリ土類金属の水酸化物またはアルコキシドで改質し
た後、反応用触媒として使用する方法と;アルコキシル
化用反応器の中で、原料の脂肪酸アルキルエステル中に
複合金属酸化物と金属水酸化物または金属アルコキシド
を混合し、脂肪酸アルキルエステルの中で複合金属酸化
物の改質をした後、アルキレンオキサイドとの反応を行
なう方法がある。
【0024】前者の方法における複合金属酸化物の改質
方法は、特に限定されないが、複合金属酸化物に金属水
酸化物または金属アルコキシドの水溶液またはアルコー
ル溶液を噴霧した後、乾燥あるいは焼成する方法が好適
に使用しうる。また、後者の方法においては、原料脂肪
酸アルキルエステルへの複合金属酸化物と金属水酸物ま
たは金属アルコキシドの添加順序は特に限定されない。
この際、金属水酸化物または金属アルコキシドを低級ア
ルコール溶液として添加することも、触媒表面酸点をよ
り均質に、かつより選択的に部分被毒する意味で好まし
い。
【0025】複合金属酸化物の改質に使用する金属水酸
化物または金属アルコキシドの量は、複合金属酸化物に
対して1〜10重量%使用するのが好ましい。本発明の
反応は、通常の操作手順および反応条件の下で容易に行
なうことができる。反応温度は好ましくは80〜230
℃、より好ましくは120〜180℃である。また、反
応圧力は反応温度にもよるが好ましくは20atm以
下、より好ましくは2〜8atmである。触媒の使用量
は、反応に供されるアルキレンオキサイドと脂肪酸アル
キルエステルのモル比によっても変わるが、通常は脂肪
酸アルキルエステル量の0.1〜20重量%が好まし
い。
【0026】本発明の反応は、例えばオートクレーブ中
に脂肪酸アルキルエステルと改質触媒とを仕込み、脱ガ
ス、脱水処理した後、窒素雰囲気中、所定の温度、圧力
条件下でアルキレンオキサイドを導入して反応させ、次
いで反応液を冷却し、触媒を濾別することにより行なう
ことができる。また、オートクレーブ中に脂肪酸アルキ
ルエステルと複合金属酸化物を仕込み、次に触媒改質用
の金属水酸化物またはアルコキシドを添加、混合し、オ
ートクレーブ中で複合金属酸化物の改質を行なった後、
上記ように、脱ガス、脱水処理を行ない、次いで所定の
反応温度、圧力、雰囲気下でアルキレンオキサイドを付
加重合し、さらに反応液を冷却し、触媒を分離すること
によっても行なうことができる。
【0027】本発明によれば、複合金属酸化物触媒の表
面を金属水酸化物または金属アルコキシドによって改質
した改質触媒を用いることにより、脂肪酸アルキルエス
テルとアルキレンオキサイドの一段反応で、アルキレン
オキサイド付加モル分布が極めて狭く、未反応の脂肪酸
アルキルエステル残存量の少ない脂肪酸ポリオキシアル
キレンアルキルエーテルを容易に得ることができる。本
発明の脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテル中
に含まれる未反応の脂肪酸アルキルエーテルは5重量%
以下であることが好ましく、さらに好ましくは2重量%
以下、より好ましくは1重量%以下である。
【0028】
【発明の効果】本発明の脂肪酸ポリオキシアルキレンア
ルキルエーテルは、アルキレンオキサイドの付加モル数
分布が狭く起泡性に優れ、家庭用分野での洗浄剤、化粧
品基剤あるいは化学品分野での洗浄剤基剤として有益に
使用することができる。また、未反応脂肪酸アルキルエ
ステル由来の臭気を抑えることからも、上記の用途とし
て有用である。
【0029】
【実施例】
実施例1 2.5MgO・Al23・nH2 Oなる化学式をもつ水
酸化アルミナ・マグネシウム(協和化学工業製キョーワ
ード300CY)を窒素気流下、500℃で1時間焼成
して得られた焼成水酸化アルミナ・マグネシウム1.5
gに0.15重量%の水酸化カリウムメタノール溶液4
0gを噴霧しながら乾燥し、さらに100℃で10時間
乾燥することにより、改質触媒Aを得た。このようにし
て得られた改質触媒Aおよびラウリン酸メチル440g
をオートクレーブに仕込み、次いでオートクレーブ内を
窒素置換した後、昇温を行ない温度を180℃、圧力を
3atmに維持しつつ、エチレンオキサイド543gを
導入し、撹拌反応させた。触媒活性(単位触媒重量当り
のエチレンオキサイド(EO)付加速度)は、3.1g
−EO・(min)-1・(g−触媒)-1であった。得ら
れたラウリン酸ポリオキシエチレンメチルエーテルのエ
チレンオキサイド付加モル分布を図1の曲線Aに示す。
最大ピーク量は15.6重量%、未反応のラウリン酸メ
チル残存量は1.8重量%であった。また、得られたエ
チレンオキサイド付加体のYi値は66%であった。
【0030】比較例1 実施例1で得られた焼成水酸化アルミナ・マグネシウム
1.5g(未改質)とラウリン酸メチル440gをオー
トクレーブに仕込み、実施例1と同様の方法で窒素置
換、昇温を行ない、エチレンオキサイド543gを導入
し、撹拌反応させた。この時の触媒活性(単位触媒重量
当りのエチレンオキサイド(EO)付加速度)は、1
0.0g−EO・(min)-1・(g−触媒)-1であっ
た。得られたラウリン酸ポリオキシエチレンメチルエー
テルのエチレンオキサイド付加モル分布を図1の曲線B
に示す。最大ピーク量は8.9重量%、未反応のラウリ
ン酸メチル残存量は7.3重量%であった。また、得ら
れたエチレンオキサイド付加体のYi値は42%であっ
た。
【0031】実施例2 オートクレーブにラウリン酸メチル440g、および実
施例1で得られた焼成水酸化アルミナ・マグネシウム
1.5g(未改質)さらには、5重量%水酸化カリウム
メタノール溶液1.6gを添加し、オートクレーブ内で
焼成水酸化アルミナ・マグネシウムの改質を行なった。
次いで、実施例1と同様の方法でオートクレーブ内を窒
素置換、昇温を行ない、エチレンオキサイド543gを
導入し、反応させた。触媒活性(単位触媒重量当りのエ
チレンオキサイド(EO)付加速度)は、2.2g−E
O・(min)-1・(g−触媒)であった。得られたラ
ウリン酸ポリオキシオチレンメチルエーテルのエチレン
オキサイド付加モル分布を図2の曲線Cに示す。最大ピ
ーク量は18.0重量%、未反応のラウリン酸メチル残
存量は1.0重量%であった。また、得られたエチレン
オキサイド付加体のYi値は73%であった。
【0032】実施例3 オートクレーブにラウリン酸メチル440gおよびMg
6Al2(OH)16CO3・4H2 Oなる化学式をもつハイ
ドロタルサイトを500℃で1時間焼成して得られた複
合金属酸化物11g、さらには5重量%の水酸化ナトリ
ウムメタノール溶液3.5gを添加し、オートクレーブ
内で複合金属酸化物の改質を行なった。実施例1と同様
の方法で窒素置換、昇温を行ない、エチレンオキサイド
543gを導入し、反応させた。触媒活性(単位触媒重
量当りのエチレンオキサイド(EO)付加速度)は、
1.0g−EO・(min)-1・(g−触媒)であっ
た。得られたラウリン酸ポリオキシエチレンメチルエー
テルのエチレンオキサイド付加モル分布を図3の曲線D
に示す。最大ピーク量は13.9重量%、未反応のラウ
リン酸メチル残存量は1.8重量%であった。また、得
られたエチレンオキサイド付加体のYi値は59%であ
った。
【0033】比較例2 水酸化ナトリウムメタノール溶液を添加せずに比較例2
と全く同じ反応を行なった。この時の触媒活性(単位触
媒重量当りのエチレンオキサイド(EO)付加速度は、
3.2g−EO・(min)-1・(g−触媒)であっ
た。得られたラウリン酸ポリオキシエチレンメチルエー
テルのエチレンオキサイド付加モル分布を図3の曲線E
に示す。最大ピーク量は7.9重量%、未反応のラウリ
ン酸メチル残存量は7.8重量%であった。また、得ら
れたエチレンオキサイド付加体のYi値は40%であっ
た。
【0034】実施例4 オートクレーブにラウリン酸メチル240g、および
2.5MgO・Al23・nH2 Oなる化学式をもつ水
酸化アルミナ・マグネシウム(協和化学工業製キョーワ
ード300CY)を窒素気流下、600℃で1時間焼成
して得られた焼成水酸化アルミナ・マグネシウム1.5
g、さらには0.5規定の水酸化カリウムエタノール溶
液2.0mLを添加し、オートクレーブ内で焼成水酸化
アルミナ・マグネシウムの改質を行なった。次いで実施
例1と同様の方法でオートクレーブ内を窒素置換、昇温
を行ない、エチレンオキサイド743gを導入し、反応
させた。得られたラウリン酸ポリオキシエチレンメチル
エーテルのエチレンオキサイド付加モル分布を図4の曲
線Fに示す。最大ピーク量は14.2重量%、未反応の
ラウリン酸メチル残存量は0重量%であった。また、得
られたエチレンオキサイド付加体のYi値は65%であ
った。
【0035】実施例5 オートクレーブにオレイン酸メチル482g、および
2.5MgO・Al23・nH2 Oなる化学式をもつ水
酸化アルミナ・マグネシウム(協和化学工業製キョーワ
ード300CY)を窒素気流下、500℃で1時間焼成
して得られた焼成水酸化アルミナ・マグネシウム1.6
g、さらには10重量%の水酸化カリウムメタノール溶
液0.6gを添加し、オートクレーブ内で焼成水酸化ア
ルミナ・マグネシウムの改質を行なった。次いで実施例
1と同様の方法でオートクレーブ内を窒素置換、昇温を
行ない、エチレンオキサイド501gを導入し、反応さ
せた。最大ピーク量は15.5重量%、未反応のラウリ
ン酸メチル残存量は3.5重量%であった。また、得ら
れたエチレンオキサイド付加体のYi値は66%であっ
た。
【0036】以下の本発明の特徴的な構成を記載する。 (1) Yi値が、Yi≧60である脂肪酸ポリオキシ
アルキレンアルキルエーテル。 (2) 脂肪酸ポリオキアルキレンアルキルエーテル
が、脂肪酸アルキルエステルとアルキレンオキサイドと
を反応させて得られるものであること。 (3) 脂肪酸アルキルエステルが、炭素数6〜22の
飽和または不飽和脂肪酸のアルキルエステルであるこ
と。 (4) 脂肪酸アルキルエステルが、飽和または不飽和
脂肪酸と炭素数1〜4のアルカノールとのエステルであ
ること。 (5) 脂肪酸ポリオキシエチレンアルキルエーテル中
の未反応脂肪酸アルキルエステル含有量が5重量%以下
であること。 (6) 本発明の脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキル
エーテルを配合して洗浄剤組成物とすること。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例および比較例で得られた脂肪酸ポリオキ
シエチレンアルキルエーテルのエチレンオキサイドの付
加モル数分布を示すグラフである。
【図2】実施例で得られた脂肪酸ポリオキシエチレンア
ルキルエーテルのエチレンオキサイドの付加モル数分布
を示すグラフである。
【図3】実施例および比較例で得られた脂肪酸ポリオキ
シエチレンアルキルエーテルのエチレンオキサイドの付
加モル数分布を示すグラフである。
【図4】実施例で得られた脂肪酸ポリオキシエチレンア
ルキルエーテルのエチレンオキサイドの付加モル数分布
を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72)発明者 中村 弘史 東京都墨田区本所1丁目3番7号 ライオ ン株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 最も重量%の多い付加モル数をnMAX
    としたとき以下の数1の式(A)を満足し、以下の化1
    の一般式(I)で示されることを特徴とする脂肪酸ポリ
    オキシアルキレンアルキルエーテル。 【数1】 【化1】 (R1,R3:アルキル基またはアルケニル基 R2 :アルキレン基)
JP8282945A 1996-10-04 1996-10-04 脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテル Pending JPH09118648A (ja)

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JP8282945A JPH09118648A (ja) 1996-10-04 1996-10-04 脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテル

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