JPH10204128A - グラフト共重合体及びこれを含む被覆用組成物 - Google Patents
グラフト共重合体及びこれを含む被覆用組成物Info
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- JPH10204128A JPH10204128A JP982997A JP982997A JPH10204128A JP H10204128 A JPH10204128 A JP H10204128A JP 982997 A JP982997 A JP 982997A JP 982997 A JP982997 A JP 982997A JP H10204128 A JPH10204128 A JP H10204128A
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Abstract
−リング剤に有用な湿気硬化型のグラフト共重合体及び
これを含む被覆用組成物を提供する。 【解決手段】セルロ−スアセテ−トブチレ−ト(a)1
〜30重量%と重合性不飽和モノマ−(b)70〜99
重量%を共重合させてなるグラフト共重合体であって、
イソシアネ−ト基成分を共重合体全重量の0.5〜2
8.5重量%含有してなり、重量平均分子量2,000
〜150,000でガラス転移温度0〜90℃であるグ
ラフト共重合体、及び該グラフト共重合体を主成分とし
て含む被覆用組成物。
Description
築用や補修用などの塗料やシ−リング剤に有用な湿気硬
化型のグラフト共重合体及びこれを含む被覆用組成物に
関する。
築物、家具、自動車等の塗装や補修に際し、乾燥性、仕
上り性、耐候性などの点からアクリルウレタン塗料が主
に使用されている。該塗料は常温硬化型として優れた性
能を有する塗膜を形成しうるものである。しかしながら
アクリルウレタン塗料は、通常、2液タイプであるた
め、一定の可使時間内に使用しなければならず、塗装作
業性に問題があった。また該塗料は比較的低分子量のポ
リイソシアネ−ト化合物を硬化剤として用いるため、現
場施工時にその蒸気による毒性や刺激性も問題であっ
た。
るイソシアネ−ト基による湿気硬化型の塗料が種々提案
されている。例えば特開昭56−118409号公報や
特開昭64−75578号公報などには、イソシアネ−
ト基含有共重合体を用いてなる塗料が開示されており、
塗装作業性、安全衛生面での改善がなされた。
として特に望まれる乾燥性及び物性面で、2液タイプの
アクリルウレタン塗料に匹敵するに至っていない。
を解決すべく鋭意検討した結果、セルロ−スアセテ−ト
ブチレ−トを使用してなるグラフト共重合体の幹部にイ
ソシアネ−ト基成分を導入してなるグラフト共重合体を
被膜成分として用いることにより、乾燥性に優れ且つ膜
物性を損なうことなくまた毒性や刺激性の問題のない1
液タイプの塗料が得られることを見出し本発明に到達し
た。
ブチレ−ト(a)1〜30重量%と重合性不飽和モノマ
−(b)70〜99重量%を共重合させてなるグラフト
共重合体であって、イソシアネ−ト基成分を共重合体全
重量の0.5〜28.5重量%含有してなり、重量平均
分子量2,000〜150,000でガラス転移温度0
〜90℃であることを特徴とするグラフト共重合体
(I)、及びこれを主成分として含む被覆用組成物を提
供するものである。
ブチレ−ト(a)(以下、これを「CAB」よ略称する
ことがある)は、セルロ−スの部分アセチル化物をさら
にブチルエステル化して得られるセルロ−ス誘導体であ
り、特に好適なものはアセチル基含有量が一般に1〜3
0重量%、好ましくは1〜14重量%で、ブチル基含有
量が一般に16〜60重量%、好ましくは35〜60重
量%であり、そしてASTM−D1343−54T(F
ormulaA)に記載された粘度測定法により測定し
た場合の粘度が一般に0.005〜5秒、好ましくは
0.005〜1秒の範囲に入るものである。具体的に
は、米国イ−ストマン・コダック社の製造にかかる製
品、例えば商品名〔前者の数字の2桁目迄はブチル基含
有量(重量%)を、また同じく3桁目は水酸基含有量を
示し、そして後者の数字は粘度(秒)を示す〕で、EA
B−381−0.5、EAB−551−0.2、EAB
−551−0.01などが使用できる。
(b)としては、例えば(メタ)アクリル酸メチル、
(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピ
ル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2
−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メ
タ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸シクロヘ
キシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)ア
クリル酸アダマンチル等の(メタ)アクリル酸のC1〜
C20のアルキル又は環状アルキルエステル;(メタ)
アクリル酸メトキシブチル、(メタ)アクリル酸メトキ
シエチル、(メタ)アクリル酸エトキシブチル等の(メ
タ)アクリル酸のC2〜C8のアルコキシアルキルエス
テル;ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ−ト、ヒドロ
キシプロピル(メタ)アクリレ−ト等の(メタ)アクリ
ル酸のC2〜C8のヒドロキシアルキルエステル;市販
品としてダイセル化学工業社製の製品であるプラクセル
FA−1(アクリル酸2−ヒドロキシエチル1モルにε
−カプロラクトン1モルを付加したモノマ−)、プラク
セルFM−1、FM−3、FM−5(メタクリル酸2−
ヒドロキシエチル1モルにε−カプロラクトンをそれぞ
れ1モル、3モル、5モル付加したモノマ−)、ユニオ
ンカ−バイド社(米)製の製品であるTONEM−10
0(アクリル酸2−ヒドロキシエチル1モルにε−カプ
ロラクトン2モルを付加したモノマ−)などの水酸基含
有(メタ)アクリル酸エステル1モルとラクトン類1〜
5モルとの付加物;ジメチルアミノエチル(メタ)アク
リレ−ト、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレ−ト
などの(メタ)アクリル酸のアミノアルキルエステル;
(メタ)アクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリレ
−ト;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエ
ン、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクロレイ
ン、ブタジエン、イソプレンなどが挙げられ、これらは
所望の物性に応じて適宜使用される。
ト成分を含有するものであり、該幹部にイソシアネ−ト
基を導入するには、(i)重合性不飽和モノマ−(b)
としてイソシアネ−ト基含有モノマ−を使用する、ある
いは(ii)重合性不飽和モノマ−(b)として上記水酸
基やアミノ基などの活性水素含有重合性モノマ−を用い
て本発明の共重合体に活性水素基を導入し、該活性水素
基の等モル以上のポリイソシアネ−ト化合物を反応させ
る、等の方法を採用することができる。
用されるイソシアネ−ト基含有モノマ−としては、例え
ばイソシアネ−トエチル(メタ)アクリレ−ト、イソシ
アネ−トプロピル(メタ)アクリレ−ト、イソシアネ−
トブチル(メタ)アクリレ−ト、イソシアネ−トヘキシ
ル(メタ)アクリレ−ト、m−イソプロペニル−α、α
´−ジメチルベンジルイソシアネ−ト、m−エチレニル
−α、α´−ジメチルベンジルイソシアネ−トなどが挙
げられ、さらにヒドロキシエチル(メタ)アクリレ−ト
等の活性水素含有重合性モノマ−にヘキサメチレンジイ
ソシアネ−ト等のポリイソシアネ−ト化合物を付加して
なる不飽和化合物が挙げられる。
性不飽和モノマ−(b)として用いた場合に、活性水素
基と反応させるポリイソシアネ−ト化合物としては、ヘ
キサメチレンジイソシアネ−ト、トリメチルヘキサメチ
レンジイソシアネ−ト等の脂肪族ジイソシアネ−ト類、
キシリレンジイソシアネ−ト、イソホロンジイソシアネ
−ト等の脂環族ジイソシアネ−ト類等が挙げられる。
液重合法によりラジカル重合開始剤の存在下でラジカル
重合することによって行われ、(b)成分が幹ポリマ−
を形成し、(a)成分が枝ポリマ−を形成する本発明の
グラフト共重合体を得ることができる。
ゾイル、t−ブチルハイドロパ−オキサイド、クミルハ
イドロパ−オキサイド、クメンハイドロパ−オキサイ
ド、t−ブチルパ−オキシベンゾエ−ト、t−ブチルパ
−オキシ−2−エチルヘキサノエ−ト等の過酸化物開始
剤や、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチル
バレロニトリル等のアゾ系開始剤が使用できる。
ンゼン、トルエン、キシレン;酢酸ブチル、酢酸エチ
ル、酢酸プロピル、セロソルブアセテ−ト等のエステル
系;ジオキサン、エチレングリコ−ルジブチルエ−テル
等のエ−テル系;メチルエチルケトン、メチルイソブチ
ルケトン等のケトン系などの溶剤が挙げられ、これらは
単独又は2種以上混合して使用できる。
(a)成分が1〜30重量%、好ましくは5〜20重量
%で(b)成分が70〜99重量%、好ましくは80〜
95重量%である。該(a)成分が1重量%未満では
((b)成分が99重量%を越えると)、得られる塗膜
の乾燥性、硬度が不十分となり、一方(a)成分が30
重量%を越えると((b)成分が70重量%未満で
は)、得られる塗膜の耐久性が低下するので好ましくな
い。
シアネ−ト基成分を共重合体全重量の0.5〜28.5
重量%、好ましくは3〜15重量%含有してなる。該含
有量が0.5重量%未満では、得られる塗膜の耐溶剤
性、耐久性が低下し、乾燥性、硬度も不十分となり、一
方28.5重量%を越えると塗膜が脆くなり、かえって
耐久性が低下するので好ましくない。
共重合体(I)は、重量平均分子量が2,000〜15
0,000、好ましくは5,000〜50,000で、
ガラス転移温度が0〜90℃、好ましくは15〜75℃
である。重量平均分子量が2,000未満では、得られ
る塗膜の乾燥性、硬度が満足に得られ難く、一方15
0,000を越えると貯蔵性が低下し、得られる塗膜の
仕上り性が満足に得られ難いので好ましくなく、またガ
ラス転移温度が0℃未満では、得られる塗膜の乾燥性、
硬度が満足に得られ難く、一方90℃を越えると塗膜が
脆くなり、かえって耐久性が低下する傾向がみられるの
で好ましくない。
単独で湿気硬化により被膜を形成することができるもの
であり、本発明では該グラフト共重合体(I)を主成分
として含む1液型の被覆用組成物をも提供するものであ
る。
共重合体(I)に、必要に応じて種々の硬化剤や樹脂成
分を配合してなるものが挙げられる。
ら、ポリイソシアネ−ト化合物やオキサゾリジン化合物
などを配合することができる。
合物(II)としては、1分子中に少なくとも2個以上イ
ソシアネ−ト基を含有する低分子化合物や重合体が使用
でき、例えばヘキサメチレンジイソシアネ−ト、トリメ
チルヘキサメチレンジイソシアネ−ト等の脂肪族ジイソ
シアネ−ト類、キシリレンジイソシアネ−ト、イソホロ
ンジイソシアネ−ト等の脂環族ジイソシアネ−ト類、こ
れらジイソシアネ−トと多価アルコ−ルや低分子量ポリ
エステル樹脂や水との付加物、これらジイソシアネ−ト
同志の重合体、さらにはイソシアヌレ−ト・ビュレット
体などが挙げられ、さらにイソシアネ−ト基含有モノマ
−を用いてなる重合体、特にイソシアネ−ト基含有モノ
マ−をスチレンや(メタ)アクリル酸エステル類等の他
の重合性不飽和モノマ−と共重合して得られるイソシア
ネ−ト基含有共重合体などが挙げられる。
全樹脂固形分に対して0.5〜40重量%、好ましくは
1〜20重量%の範囲で配合するのが適当である。
ロ−スアセテ−トブチレ−ト(III)や、該セルロ−スア
セテ−トブチレ−トとその他の重合性不飽和モノマ−を
共重合してなる変性ビニル系共重合体(III')を乾燥性
向上の点から配合することができる。
は、上記グラフト共重合体(I)の構成単位となる
(a)成分の説明で述べたものが使用でき、全樹脂固形
分に対して0.5〜20重量%の範囲で配合するのが適
当である。
記セルロ−スアセテ−トブチレ−ト5〜75重量%及び
その他の重合性不飽和モノマ−25〜95重量%を共重
合してなるイソシアネ−ト基成分を含まないグラフト共
重合体である。その他の重合性不飽和モノマ−として
は、前記グラフト共重合体(I)の構成単位となる重合
性不飽和モノマ−(b)の説明で述べたモノマ−(イソ
シアネ−ト基含有モノマ−及び活性水素含有モノマ−を
除く)から適宜選択して使用できる。
樹脂固形分に対して1〜30重量%の範囲で配合するの
が適当である。
エチレン性重合性モノマ−類の共重合体、特にマクロモ
ノマ−3〜30重量%とその他の重合性不飽和モノマ−
70〜97重量%を共重合させてなるグラフト共重合体
(IV)を乾燥性向上の点から配合してもよい。該マクロ
モノマ−は、末端に重合性不飽和基を有するオリゴマ−
又はポリマ−であり、従来公知の方法で製造されたもの
が使用でき、特にガラス転移温度が、50℃以上で重量
平均分子量が1,000〜25,000であるものが好
適である。市販品としては、東亜合成化学社製のAA−
2、AA−6、AB−2、AB−6などが挙げられる。
その他の重合性不飽和モノマ−としては、前記グラフト
共重合体(I)の構成単位となる重合性不飽和モノマ−
(b)の説明で述べたモノマ−(活性水素含有モノマ−
を除く)から適宜選択して使用できる。
分に対して1〜20重量%の範囲で配合するのが適当で
ある。
て、非水分散樹脂(V)を耐久性、乾燥性向上の点から
配合してもよい。該非水分散樹脂(V)は、分散安定剤
の存在下に、モノマ−は溶解するが該モノマ−から形成
される重合体は実質的に溶解しない有機液体中で、該モ
ノマ−を重合することにより得られるものであり、特に
該非水分散樹脂(V)として、重量平均分子量3,00
0〜150,000の重合体を分散安定剤として、この
存在下、前記グラフト共重合体(I)の構成単位となる
重合性不飽和モノマ−(b)の説明で述べたモノマ−
(イソシアネ−ト基含有モノマ−及び活性水素含有モノ
マ−を除く)から適宜選択し重合させて得られるガラス
転移温度が0〜100℃の重合体の粒子分散液が好適で
ある。
対して0.5〜50重量%、好ましくは1〜30重量%
の範囲で配合するのが適当である。
(I)を主成分とし、必要に応じて(II)〜(V)の硬
化剤や樹脂成分などを配合してなるものであるが、組成
物全体として樹脂固形分中に含まれるイソシアネ−ト基
成分が0.5〜28.5重量%、好ましくは3.0〜1
5.0重量%の範囲内となるように組成を選択すること
が貯蔵安定性や塗膜物性の点から好適である。
料類、溶剤、紫外線吸収剤、硬化触媒、脱水剤などの通
常の塗料用添加剤を配合することができる。
で塗装粘度に調整するだけで塗装可能となる1液型の塗
料として使用できる。
−塗り、ハケ塗り、ロ−ラ−塗り等の従来公知の方法が
利用でき、通常、乾燥膜厚10〜80μm程度塗装され
る。
説明する。尚、文中「部」及び「%」は夫々「重量部」
及び「重量%」を意味する。
反応器に、酢酸ブチル104部及び「EAB−551−
0.01」(イ−ストマン・コダック社製、CAB)1
0部を仕込み、窒素気流中で加熱し、100℃まで昇温
し、CABが完全に溶解したことを確認した後、加熱還
流し水分離器を通じてCAB中の水分を除いた。次いで
同温度でスチレン9部、メチルメタクリレ−ト22.5
部、2−エチルヘキシルアクリレ−ト9部、n−ブチル
アクリレ−ト13.5部、i−ブチルメタクリレ−ト2
2.5部、イソシアネ−トエチルメタクリレ−ト13.
5部及びt−ブチルパ−オキシベンゾエ−ト3部の混合
液を3時間かけて滴下し、さらに同温度で2時間熟成
し、不揮発分50%のグラフト共重合体溶液(I−1)
を得た。
剤の混合液を表1に示す配合とする以外は実施例1と同
様に行ないグラフト共重合体溶液(I−2)〜(I−
6)を得た。得られたグラフト共重合体溶液及び共重合
体の性状値を表1に示す。
反応器に、キシレン67部を仕込み、撹拌しながら12
0℃まで昇温し、「AA−6」(東亜合成化学社製、マ
クロモノマ−)15部、スチレン10部、メチルメタク
リレ−ト20部、n−ブチルメタクリレ−ト30部、i
−ブチルメタクリレ−ト15部、n−ブチルアクリレ−
ト10部及びt−ブチルパ−オキシ2−エチルヘキサノ
エ−ト3部の混合液を3時間かけて滴下し、さらに同温
度で2時間熟成した後、キシレン15部を加えて希釈し
不揮発分55%のグラフト共重合体溶液(IV)を得た。
反応器に、キシレン70部を仕込み、撹拌しながら10
0℃まで昇温し、スチレン10部、n−ブチルメタクリ
レ−ト25部、i−ブチルメタクリレ−ト35部、t−
ブチルメタクリレ−ト15部、2−エチルヘキシルメタ
クリレ−ト15部及び2,2´−アゾビスイソブチロニ
トリル1.0部の混合液を3時間かけて滴下し、さらに
同温度で2時間熟成した後、キシレン30部を加えて希
釈し不揮発分50%、粘度Vの分散安定剤共重合体溶液
を得た。該共重合体の重量平均分子量は45,000、
ガラス転移温度は45℃であった。
及びヘプタン85部を反応器に仕込み加熱還流させ、ス
チレン5部、メチルメタクリレ−ト23部、アクリロニ
トリル6部、メチルアクリレ−ト66部及び2,2´−
アゾビスイソブチロニトリル1.5部の混合液を3時間
滴下し、滴下後2時間熟成を行って不揮発分52%、粘
度EF、重合体粒子の粒径0.3μmの乳白色の安定な
重合体分散液を得た。1液型クリヤ−塗料の作成 実施例5〜14及び比較例3〜5 上記の通り得られたグラフト共重合体溶液(I−1)〜
(I−6)を用いて、表2に示す配合で他成分を加えて
混合撹拌し、1液型クリヤ−塗料を作成した。次いで各
クリヤ−塗料をトルエン/キシレン/酢酸エチル/酢酸
ブチル=50/20/10/20の組成のシンナ−にて
13〜14秒(フォ−ドカップ#4/25℃)にて粘調
し室温(20℃)にて、市販ラッカ−プライマ−〜ラッ
カ−プライマ−サ−フェ−サ−〜メタリックベ−スが順
次塗装されてなる工程板上に、乾燥膜厚40μmとなる
ようにスプレ−塗装を行った後、塗膜性能試験を行っ
た。結果を表2に合わせて示す。
方法は下記の通りである。
−3500」、住友バイエルウレタン社製、ヘキサメチ
レンジイソシアネ−トのイソシアヌレ−ト型、不揮発分
100%、NCO基含有量21.6% (注2)オキサゾリジン化合物:「Incozol L
V」、インダストリアルコポリマ−社製、純度99% (注3)硬化触媒A:ジブチルスズジラウレ−ト (注4)硬化触媒B:リン酸ジイソプロピルエステル (1)乾燥性 20℃で塗装後、塗板を水平に20分間保った後、温度
20℃、湿度75%RHの恒温恒湿室内に静置し、塗膜
表面にガ−ゼを8枚重ねたものを載せ、その上に接触面
積12.56cm2 である200gの重りを載せ,ガ−ゼ
跡が全くつかなくなるまでの静置時間(秒)を測定し
た。
20℃、湿度75%RHの恒温恒湿室内に1日、7日間
静置し、塗膜のツーコン硬度をAmerican Chain&Cable C
ompany製ツーコン硬度計を用いて20℃条件下で測定し
た。数値が大きいほど硬質である。
20℃、湿度75%RHの恒温恒湿室内に1日静置した
塗板の塗膜の平滑性、肉持感と透明性を目視判定した。
20℃、湿度75%RHの恒温恒湿室内に7日間放置し
た塗板をサンシャインウェザオメ−タ−にて1000時
間試験した後の塗面の変化の有無を確認した。
存したときの粘度の変化を評価した。
ブチレ−トを使用してなるグラフト共重合体の幹部にイ
ソシアネ−ト基成分を導入してなるグラフト共重合体が
得られ、これを被膜成分として用いることにより、乾燥
性に優れ且つ膜物性を損なうことなくまた毒性や刺激性
の問題のない1液タイプの塗料が得られる。本発明組成
物は、特に自動車用部品、建築用や補修用などの塗料や
シ−リング剤に有用である。
Claims (11)
- 【請求項1】 セルロ−スアセテ−トブチレ−ト(a)
1〜30重量%と重合性不飽和モノマ−(b)70〜9
9重量%を共重合させてなるグラフト共重合体であっ
て、イソシアネ−ト基成分を共重合体全重量の0.5〜
28.5重量%含有してなり、重量平均分子量2,00
0〜150,000でガラス転移温度0〜90℃である
ことを特徴とするグラフト共重合体。 - 【請求項2】 重合性不飽和モノマ−(b)がイソシア
ネ−ト基含有モノマ−である請求項1記載のグラフト共
重合体。 - 【請求項3】 セルロ−スアセテ−トブチレ−ト(a)
1〜30重量%と重合性不飽和モノマ−(b)70〜9
9重量%を共重合させてなるグラフト共重合体であっ
て、イソシアネ−ト基成分を共重合体全重量の0.5〜
28.5重量%含有してなり、重量平均分子量2,00
0〜150,000でガラス転移温度0〜90℃である
グラフト共重合体(I)を主成分として含む被覆用組成
物。 - 【請求項4】 ポリイソシアネ−ト化合物(II)を、全
樹脂固形分に対して0.5〜40重量%の範囲で配合し
てなる請求項3記載の被覆用組成物。 - 【請求項5】 ポリイソシアネ−ト化合物(II)が、1
分子中に少なくとも2個以上イソシアネ−ト基を含有す
る低分子化合物である請求項4記載の被覆用組成物。 - 【請求項6】 ポリイソシアネ−ト化合物(II)が、イ
ソシアネ−ト基含有モノマ−を用いてなる重合体である
請求項4記載の被覆用組成物。 - 【請求項7】 セルロ−スアセテ−トブチレ−ト(III
)を、全樹脂固形分に対して0.5〜20重量%の範
囲で配合してなる請求項3ないし6のいずれか1項記載
の被覆用組成物。 - 【請求項8】 セルロ−スアセテ−トブチレ−ト5〜7
5重量%及びその他の重合性不飽和モノマ−25〜95
重量%を共重合してなるイソシアネ−ト基成分を含まな
い変性ビニル系共重合体(III')を、全樹脂固形分に対
して1〜30重量%の範囲で配合してなる請求項3ない
し7のいずれか1項記載の被覆用組成物。 - 【請求項9】 マクロモノマ−3〜30重量%とそれ以
外の重合性不飽和モノマ−70〜97重量%を共重合さ
せてなるグラフト共重合体(IV)を、全樹脂固形分に対
して1〜20重量%の範囲で配合してなる請求項3ない
し8のいずれか1項記載の被覆用組成物。 - 【請求項10】 非水分散樹脂(V)を、全樹脂固形分
に対して0.5〜50重量%の範囲で配合してなる請求
項3ないし9のいずれか1項記載の被覆用組成物。 - 【請求項11】 非水分散樹脂(V)が、重量平均分子
量3,000〜150,000の重合体を分散安定剤と
して、この存在下、非水溶媒中で重合性不飽和モノマ−
を重合させて得られるガラス転移温度が0〜100℃の
重合体の粒子分散液である請求項10記載の被覆用組成
物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00982997A JP3934192B2 (ja) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | グラフト共重合体及びこれを含む被覆用組成物 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP00982997A JP3934192B2 (ja) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | グラフト共重合体及びこれを含む被覆用組成物 |
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JPH10204128A true JPH10204128A (ja) | 1998-08-04 |
JP3934192B2 JP3934192B2 (ja) | 2007-06-20 |
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Family Applications (1)
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JP00982997A Expired - Lifetime JP3934192B2 (ja) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | グラフト共重合体及びこれを含む被覆用組成物 |
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- 1997-01-23 JP JP00982997A patent/JP3934192B2/ja not_active Expired - Lifetime
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