JPH10182834A - ポリシラン類の製造方法 - Google Patents
ポリシラン類の製造方法Info
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- JPH10182834A JPH10182834A JP34999296A JP34999296A JPH10182834A JP H10182834 A JPH10182834 A JP H10182834A JP 34999296 A JP34999296 A JP 34999296A JP 34999296 A JP34999296 A JP 34999296A JP H10182834 A JPH10182834 A JP H10182834A
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Abstract
ポリシラン類を製造するに際し、特別な装置或いは煩雑
な操作を必要とすることなく、安全性に優れ、しかも安
価に且つ高収率で所望のポリシランを製造しうる新たな
ポリシラン類の製造方法を提供することを主な目的とす
る。 【解決手段】ポリシラン類の製造方法であって、一般式 【化1】 (式中mは、1〜3である:Rは、水素原子、アルキル
基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基またはシリル
基を表す。m=1の場合には2つのRが、m=2の場合
には4つのRが、m=3の場合は6つのRが、それぞれ
同一でもあるいは2つ以上が相異なっていてもよい:X
は、ハロゲン原子を表す)で示されるジハロシランを非
プロトン性溶媒中金属ハロゲン化物の存在下アルカリ金
属を作用させることにより、一般式 【化2】 (式中Rは、出発原料に対応して上記に同じ:nは、2
〜1000である)で示されるポリシランを形成させる
ことを特徴とする方法。
Description
造方法に関する。
ォトレジスト、有機感光体、光導波路、光メモリなどの
光・電子材料などとして注目されている。
属ナトリウムなどのアルカリ金属を用いて、トルエン溶
媒中のジアルキルジハロシランあるいはジクロロテトラ
アルキルジシランを100℃以上の温度で強力に攪拌
し、還元的にカップリングさせる方法が知られている
{J.Am.Chem.Soc.,103(1981)7352}。しかしながら、こ
の方法は、過酷な反応条件を必要とすること、工業的規
模での生産に際しては安全性に大きな問題があり、ま
た、分子量分布が多峰性になるなど品質に関しても問題
がある。
記に示す様に、アルカリ金属を用いて100℃以下で縮
合させ、ポリシラン類を製造する方法が提案されてい
る。
い、溶媒としてトルエンを用いて、超音波を照射しつ
つ、ジハロシランを縮合させる方法(特開昭62-241926
号公報)。
い、溶媒としてジエチルエーテルを用い、クラウンエー
テルを添加して、ジハロシランを縮合させる方法(J.Ch
em.Soc.,Chem.Commun.,1147(1990))。
い、溶媒としてテトラヒドロフランを用いて、ジハロシ
ランを縮合させる方法(特開昭56-123993号公報)。
照射のための特別な装置とその操作が必要であり、
(b)の方法では、高価な試薬であるクラウンエーテル
を使用する必要がある。(c)の方法は、環状の低分子
量ポリシランが主生成物であるため、ポリシランの製造
方法として適しているとは言えない。
目的は、アルカリ金属を用いてジハロシランを縮合して
ポリシラン類を製造するに際し、特別な装置或いは煩雑
な操作を必要とすることなく、安全性に優れ、しかも安
価に且つ高収率で所望のポリシランを製造しうる新たな
ポリシラン類の製造方法を提供することにある。
従来技術の現状に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、非プロ
トン性溶媒中で特定の金属ハロゲン化物の存在下に、ハ
ロシランにアルカリ金属或いはアルカリ金属とアルカリ
土類金属とを作用させる場合には、従来技術の問題点が
実質的に解消されるか乃至は大幅に軽減されることを見
出した。
の製造方法を提供するものである: 1.ポリシラン類の製造方法であって、一般式
子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基
またはシリル基を表す。m=1の場合には2つのRが、
m=2の場合には4つのRが、m=3の場合は6つのR
が、それぞれ同一でもあるいは2つ以上が相異なってい
てもよい:Xは、ハロゲン原子を表す)で示されるジハ
ロシランを非プロトン性溶媒中金属ハロゲン化物の存在
下アルカリ金属を作用させることにより、一般式
じ:nは、2〜10000である)で示されるポリシラ
ンを形成させることを特徴とする方法。
l2、FeCl3、FeBr2、FeBr3、AlCl3、
AlBr3、ZnCl2、SnCl2、CoCl2、VCl
2、TiCl4、PdCl2、SmCl2およびSmI2の
少なくとも1種を使用する上記項1に記載の方法。
を使用する上記項1または2に記載の方法。
般式
子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基
またはシリル基を表す。m=1の場合には2つのRが、
m=2の場合には4つのRが、m=3の場合は6つのR
が、それぞれ同一でもあるいは2つ以上が相異なってい
てもよい:Xは、ハロゲン原子を表す)で示されるジハ
ロシランを非プロトン性溶媒中で金属ハロゲン化物の存
在下アルカリ金属とアルカリ土類金属を作用させること
により、一般式
じ:nは、2〜10000である)で示されるポリシラ
ンを形成させることを特徴とする方法。
l2、FeCl3、FeBr2、FeBr3、AlCl3、
AlBr3、ZnCl2、SnCl2、CoCl2、VCl
2、TiCl4、PdCl2、SmCl2およびSmI2の
少なくとも1種を使用する上記項4に記載の方法。
を使用する上記項5に記載の方法。
記載された発明を本願第1発明といい、請求項4〜6に
記載された発明を本願第2発明という。また、両発明に
共通な事項を説明する場合には、単に本発明という。
ハロシランは、一般式
原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ
基またはシリル基を表す。m=1の場合には2つのR
が、m=2の場合には4つのRが、m=3の場合は6つ
のRが、それぞれ同一でもあるいは2つ以上が相異なっ
ていてもよい:Xはハロゲン原子を表す)で示されるジ
ハロシランである。
式
同じ;nは、2〜10000である)で示されるポリシ
ランである。
いて、mは、1〜3であり、Rで示される水素原子、ア
ミノ基、有機置換基(アルキル基、アリール基、アルコ
キシ基、アミノ基)およびシリル基は、それぞれが同一
であってもよく、2つ以上が相異なっていても良い。よ
り具体的には、m=1の場合には2つのRが、m=2の
場合には4つのRが、m=3の場合には6つのRが、そ
れぞれ同一であっても或いは2つ以上が相異なっていて
も良い。
mが1または2であることが、より好ましい。アルキル
基としては、炭素数1〜10程度のものが挙げられ、こ
れらの中でも炭素数1〜6のものがより好ましい。アリ
ール基としては、フェニル基、炭素数1〜10個のアル
キル基を1つ以上置換基として有するフェニル基、p−
アルコキシフェニル基、ナフチル基などが挙げられる。
アルコキシ基としては、炭素数1〜10程度のものが挙
げられ、これらの中でも炭素数1〜6のものがより好ま
しい。シリル基としては、ケイ素数1〜10程度のもの
が挙げられ、これらの中でも、ケイ素数1〜6のものが
より好ましい。Rが上記のアミノ基、有機置換基および
シリル基である場合には、その水素原子の少なくとも1
つが、他のアルキル基、アリール基、アルコキシ基など
の官能基により置換されていても良い。この様な官能基
としては、上記と同様なものが挙げられる。
ゲン原子(Cl,F,Br,I)を表す。ハロゲン原子
としては、Clがより好ましい。
るジハロシランの1種を単独で使用しても良く、或いは
2種を混合使用しても良い。ジハロシランは、できるだ
け高純度のものであることが好ましく、例えば、液体の
ジハロシランについては、水素化カルシウムにより乾燥
し、蒸留して使用することが好ましく、また、固体のジ
ハロシランについては、再結晶法により、精製し、使用
することが好ましい。
ランを溶媒に溶解して使用する。溶媒としては、非プロ
トン性溶媒が広く使用でき、より具体的には、テトラヒ
ドロフラン、1,2−ジメトキシエタン、プロピレンカ
ーボネート、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、
ジメチルスルホキシド、ビス(2−メトキシエチル)エ
ーテル、1,4−ジオキサン、塩化メチレンなどの極性
溶媒;トルエン、キシレン、ベンゼン、n-ペンタン、n-
ヘキサン、n-オクタン、n-デカン、シクロヘキサンなど
の非極性溶媒が例示される。これらの溶媒は、単独で
も、或いは2種以上の混合物としても使用できる。溶媒
としては、極性溶媒の単独、2種以上の極性溶媒の混合
物、極性溶媒と非極性溶媒との混合物が好ましい。極性
溶媒と非極性溶媒との混合物を使用する場合には、前
者:後者=1;0.01〜20程度とすることが好まし
い。単独で或いは他の溶媒との混合物として使用する極
性溶媒としては、テトラヒドロフランおよび1,2−ジ
メトキシエタンがより好ましい。
場合には、重合が効率よく行われないのに対し、高すぎ
る場合には、反応に使用する金属ハロゲン化物が溶解し
ないことがある。従って、溶媒中のジハロシランの濃度
は、通常0.05〜20mol/l程度であり、より好
ましくは0.2〜15mol/l程度であり、特に好ま
しくは0.3〜13mol/l程度である。
は、FeCl2、FeCl3、FeBr2、FeBr3、A
lCl3、AlCl3、ZnCl2、SnCl2、CoCl
2、VCl2、TiCl4、PdCl2、SmCl2、Sm
I2などが例示される。これらの金属ハロゲン化物の中
でも、FeCl2がより好ましい。溶媒中の金属ハロゲ
ン化物の濃度は、低すぎる場合には、反応が十分に進行
しなくなり、一方、高すぎる場合には、反応に関与しな
くなる。従って、溶媒中の金属ハロゲン化物の濃度は、
通常0.001〜6mol/l程度であり、より好まし
くは0.005〜4mol/l程度であり、特に好まし
くは0.01〜3mol/l程度である。
ては、Li、Li合金、Na、Na合金などが例示され
る。これらのアルカリ金属とその合金は、それぞれ単独
で使用しても良く、或いは混合して使用しても良い。
反応を行いうる限り特に限定されないが、粉体、粒状
体、リボン状体、切削片状体、塊状体、棒状体、平板な
どが例示され、これらの中でも、表面積の大きい粉体、
粒状体、リボン状体、切削片状体などが好ましい。アル
カリ金属の保存状況などによってはその表面に形成され
ることある被膜は、反応に悪影響を及ぼすことがあるの
で、必要に応じて、切削などにより除去することができ
る。アルカリ金属の使用量は、通常ジハロシランに対し
て2倍モル(アルカリ金属として)以上であれば良い。
アルカリ金属は、一般式(1)でジハロシランを還元し
て、一般式(2)で示されるポリシランを形成させると
ともに、それ自身は、酸化されてアルカリ金属のハロゲ
ン化物を形成する。
類金属としては、MgおよびMg系合金などが好まし
く、アルカリ土類金属とその合金は、それぞれ単独で使
用しても良く、或いは混合して使用しても良い。
の形状も、反応を行いうる限り特に限定されないが、粉
体、粒状体、リボン状体、切削片状体、塊状体、棒状
体、平板などが例示され、これらの中でも、表面積の大
きい粉体、粒状体、リボン状体、切削片状体などが好ま
しい。アルカリ土類金属についても、保存状況などによ
ってはその表面に形成されることある被膜が、反応に悪
影響を及ぼすことがあるので、必要に応じて、切削など
により除去することができる。
物も、一般式(1)で示されるジハロシランを還元し
て、一般式(2)で示されるポリシランを形成させると
ともに、それ自身は酸化されて、それぞれのハロゲン化
物を形成する。
ルカリ土類金属との割合は、前者:後者=1:0.05
〜10程度であることが好ましく、1:0.05〜5程
度であることが、より好ましい。
に、一般式(1)で表されるジハロシラン、金属ハロゲ
ン化物とアルカリ金属(本願第1発明)、或いは一般式
(1)で表されるジハロシラン、金属ハロゲン化物とア
ルカリ金属およびアルカリ土類金属(本願第2発明)を
溶媒とともに収容し、好ましくは機械的もしくは磁気的
に攪拌しつつ、反応を行わせる方法により行うことがで
きる。反応容器は、密閉できる限り、形状および構造に
ついての制限は特にない。
が、乾燥したアルゴンガス雰囲気であることがより好ま
しく、さらに脱酸素し、乾燥したアルゴンガス雰囲気で
あることが特に好ましい。
ゲン化物およびアルカリ金属(或いはアルカリ金属とア
ルカリ土類金属)の量などに異なり得るが、5分程度以
上であり、通常30分〜100時間程度である。反応時
間を調整することにより、ポリシランの分子量制御が可
能となる。
る溶媒の沸点までの温度範囲内にあり、より好ましくは
−10〜70℃程度の範囲内にあり、最も好ましくは−
5〜50℃程度の範囲内にある。
果が達成される。
で撹拌操作を行うだけの簡便な方法で、分子量の揃った
高分子量のポリシランを高収率で製造できる。
いは高価な試薬などを使用しないので、ポリシラン類を
安価に製造できる。
分子量のポリシランを製造できる。
ころをより一層明確にする。
コ(以下反応器という)に塩化第1鉄(FeCl2)
0.96gを収容し、50℃で1mmHgに加熱減圧し
て、FeCl2を乾燥した後、脱酸素した乾燥アルゴン
を反応器内に導入し、さらに予めナトリウム−ベンゾフ
ェノンケチルで乾燥したテトラヒドロフラン40mlを
加えた。これに3mm角の塊状のリチウム0.58gを
加え、次いで予め蒸留により精製したメチルフェニルジ
クロロシラン7.6g(40mmol)をシリンジで加
え、反応器を室温に保持しつつ、マグネティックスター
ラーにより反応溶液を4時間攪拌して、反応を行った。
を加え、さらに蒸留水240mlを加えて、ジエチルエ
ーテル300mlで抽出し、貧溶媒エタノール400m
l、良溶媒テトラヒドロフラン20mlを用いて再沈し
た。
チルフェニルポリシランが収率45%で得られた。
時間を8時間とする以外は実施例1と同様にして反応を
行った。
チルフェニルポリシランが収率36%で得られた。
mmol)とする以外は実施例1と同様にして反応を行
った。
チルフェニルポリシランが収率33%で得られた。
施例1と同様にして反応を行った。
チルフェニルポリシランが収率48%で得られた。
精製したメチル(p-エチルフェニル)ジクロロシラン
8.8g(40mmol)を使用する以外は実施例1と
同様にして反応を行った。
加え、さらに蒸留水240mlを加え、ジエチルエーテ
ル300mlで抽出し、貧溶媒エタノール400ml、
良溶媒テトラヒドロフラン20mlを用いて再沈した。
応するポリシランが収率42%で得られた。
精製したメチルフェニルジクロロシラン3.8g(20
mmol)とメチル(p-プロピルフェニル)ジクロロシ
ラン4.7g(20mmol)を使用する以外は実施例
1と同様にして反応を行った。
加え、さらに蒸留水240mlを加え、ジエチルエーテ
ル300mlで抽出し、貧溶媒エタノール400ml、
良溶媒テトラヒドロフラン20mlを用いて再沈した。
応するポリシランが収率44%で得られた。
精製したメチルフェニルジクロロシラン6.1g(32
mmol)とメチル(p-ブチルフェニル)ジクロロシラ
ン2.0g(8mmol)を使用する以外は実施例1と
同様にして反応を行った。
加え、さらに蒸留水240mlを加え、ジエチルエーテ
ル300mlで抽出し、貧溶媒エタノール400ml、
良溶媒テトラヒドロフラン20mlを用いて再沈した。
応するポリシランが収率43%で得られた。
精製したシクロヘキシルメチルジクロロシラン7.9g
(40mmol)を使用する以外は実施例1と同様にし
て反応を行った。
加え、さらに蒸留水240mlを加え、n-ヘキサン30
0mlで抽出し、貧溶媒アセトン400ml、良溶媒n-
ヘキサン20mlを用いて再沈した。
応するポリシランが収率44%で得られた。
精製したn-ヘキシルメチルジクロロシラン7.9gを使
用する以外は実施例1と同様にして反応を行った。
加えて、さらに蒸留水240mlを加え、n-ヘキサン3
00mlで抽出し、貧溶媒アセトン400ml、良溶媒
n-ヘキサン20mlを用いて再沈した。
応するポリシランが収率39%で得られた。
精製した1,2-ジクロロ-1.1.2-トリメチル-2-フェニルジ
シラン7.7g(40mmol)を使用する以外は実施
例1と同様にして反応を行った。
加え、さらに蒸留水240mlを加え、ジエチルエーテ
ル300mlで抽出し、貧溶媒エタノール400ml、
良溶媒テトラヒドロフラン20mlを用いて再沈した。
応するポリシランが収率36%で得られた。
精製したメチルフェニルジブロモシラン11.2g(4
0mmol)を使用する以外は実施例1と同様にして反
応を行った。
加え、さらに蒸留水240mlを加え、ジエチルエーテ
ル300mlで抽出し、貧溶媒エタノール400ml、
良溶媒テトラヒドロフラン20mlを用いて再沈した。
応するメチルフェニルポリシランが収率41%で得られ
た。
ェニルジクロロシラン3.82g(20mmol)とジ
メチルジクロロシラン1.87g(20mmol)とを
使用する以外は実施例1と同様にして反応を行った。
チルフェニルポリシランが収率41%で得られた。
以外は実施例1と同様にして反応を行った。
で得られた。
以外は実施例1と同様にして反応を行った。
で得られた。
以外は実施例1と同様にして反応を行った。
で得られた。 実施例16 金属ハロゲン化物としてZnCl21.03gを用いる
以外は実施例1と同様にして反応を行った。
で得られた。
以外は実施例1と同様にして反応を行った。
で得られた。
以外は実施例1と同様にして反応を行った。
で得られた。
外は実施例1と同様にして反応を行った。
で得られた。
以外は実施例1と同様にして反応を行った。
で得られた。
以外は実施例1と同様にして反応を行った。
で得られた。
以外は実施例1と同様にして反応を行った。
で得られた。
外は実施例1と同様にして反応を行った。
で得られた。
乾燥した1,2−ジメトキシエタンを使用する以外は実
施例1と同様にして反応を行った。
加え、さらに蒸留水240mlを加え、ジエチルエーテ
ル300mlで抽出し、貧溶媒エタノール400ml、
良溶媒テトラヒドロフラン20mlを用いて再沈した。
チルフェニルポリシランが収率40%で得られた。
乾燥したTHF20mlとトルエン20mlとの混合溶
媒を使用する以外は実施例1と同様にして反応を行っ
た。
加え、さらに蒸留水240mlを加え、ジエチルエーテ
ル300mlで抽出し、貧溶媒エタノール400ml、
良溶媒テトラヒドロフラン20mlを用いて再沈した。
チルフェニルポリシランが収率31%で得られた。
93gを使用する以外は実施例1と同様にして反応を行
った。
加え、さらに蒸留水240mlを加え、ジエチルエーテ
ル300mlで抽出し、貧溶媒エタノール400ml、
良溶媒テトラヒドロフラン20mlを用いて再沈した。
チルフェニルポリシランが収率48%で得られた。
精製したメチル(p-エチルフェニル)ジクロロシラン
8.8g(40mmol)を使用する以外は実施例1と
同様にして反応を行った。
加え、さらに蒸留水240mlを加え、ジエチルエーテ
ル300mlで抽出し、貧溶媒エタノール400ml、
良溶媒テトラヒドロフラン20mlを用いて再沈した。
応するポリシランが収率40%で得られた。
精製したメチルフェニルジクロロシラン6.1g(32
mmol)とメチル(p-ブチルフェニル)ジクロロシラ
ン2.0g(8mmol)を使用する以外は実施例1と
同様にして反応を行った。
加え、さらに蒸留水240mlを加え、ジエチルエーテ
ル300mlで抽出し、貧溶媒エタノール400ml、
良溶媒テトラヒドロフラン20mlを用いて再沈した。
応するポリシランが収率44%で得られた。
gと3mm角の塊状のナトリウム0.96gを使用する
以外は実施例1と同様にして反応を行った。
加え、さらに蒸留水240mlを加え、ジエチルエーテ
ル300mlで抽出し、貧溶媒エタノール400ml、
良溶媒テトラヒドロフラン20mlを用いて再沈した。
チルフェニルポリシランが収率41%で得られた。
g、アルカリ土類金属として1mm粒状のマグネシウム
0.41gを使用する以外は実施例1と同様にして反応
を行った。
加え、さらに蒸留水240mlを加え、ジエチルエーテ
ル300mlで抽出し、貧溶媒エタノール400ml、
良溶媒テトラヒドロフラン20mlを用いて再沈した。
チルフェニルポリシランが収率39%で得られた。
2g、アルカリ土類金属として1mm粒状のマグネシウ
ム0.41gを使用する以外は実施例1と同様にして反
応を行った。
加え、さらに蒸留水240mlを加え、ジエチルエーテ
ル300mlで抽出し、貧溶媒エタノール400ml、
良溶媒テトラヒドロフラン20mlを用いて再沈した。
チルフェニルポリシランが収率40%で得られた。
gと3m角の塊状のナトリウム0.96g、アルカリ土
類金属として1mm粒状のマグネシウム0.41gを使
用する以外は実施例1と同様にして反応を行った。
加え、さらに蒸留水240mlを加え、ジエチルエーテ
ル300mlで抽出し、貧溶媒エタノール400ml、
良溶媒テトラヒドロフラン20mlを用いて再沈した。
チルフェニルポリシランが収率42%で得られた。
った。
加え、さらに蒸留水240mlを加え、ジエチルエーテ
ル300mlで抽出し、貧溶媒エタノール400ml、
良溶媒テトラヒドロフラン20mlを用いて再沈した。
分子量は15200で、収率は8%であった。
Claims (6)
- 【請求項1】ポリシラン類の製造方法であって、一般式 【化1】 (式中mは、1〜3である:Rは、水素原子、アルキル
基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基またはシリル
基を表す。m=1の場合には2つのRが、m=2の場合
には4つのRが、m=3の場合は6つのRが、それぞれ
同一でもあるいは2つ以上が相異なっていてもよい:X
は、ハロゲン原子を表す)で示されるジハロシランを非
プロトン性溶媒中金属ハロゲン化物の存在下アルカリ金
属を作用させることにより、一般式 【化2】 (式中Rは、出発原料に対応して上記に同じ:nは、2
〜10000である)で示されるポリシランを形成させ
ることを特徴とする方法。 - 【請求項2】金属ハロゲン化物として、FeCl2、F
eCl3、FeBr2、FeBr3、AlCl3、AlBr
3、ZnCl2、SnCl2、CoCl2、VCl2、Ti
Cl4、PdCl2、SmCl2およびSmI2の少なくと
も1種を使用する請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】金属ハロゲン化物として、FeCl2を使
用する請求項1または2に記載の方法。 - 【請求項4】ポリシラン類の製造方法であって、一般式 【化3】 (式中mは、1〜3である:Rは、水素原子、アルキル
基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基またはシリル
基を表す。m=1の場合には2つのRが、m=2の場合
には4つのRが、m=3の場合は6つのRが、それぞれ
同一でもあるいは2つ以上が相異なっていてもよい:X
は、ハロゲン原子を表す)で示されるジハロシランを非
プロトン性溶媒中で金属ハロゲン化物の存在下アルカリ
金属とアルカリ土類金属を作用させることにより、一般
式 【化4】 (式中Rは、出発原料に対応して上記に同じ:nは、2
〜1000である)で示されるポリシランを形成させる
ことを特徴とする方法。 - 【請求項5】金属ハロゲン化物として、FeCl2、F
eCl3、FeBr2、FeBr3、AlCl3、AlBr
3、ZnCl2、SnCl2、CoCl2、VCl2、Ti
Cl4、PdCl2、SmCl2およびSmI2の少なくと
も1種を使用する請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】金属ハロゲン化物として、FeCl2を使
用する請求項5に記載の方法。
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---|---|---|---|
JP34999296A JP3674205B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | ポリシラン類の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34999296A JP3674205B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | ポリシラン類の製造方法 |
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JPH10182834A true JPH10182834A (ja) | 1998-07-07 |
JP3674205B2 JP3674205B2 (ja) | 2005-07-20 |
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Family Applications (1)
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