JPH10324843A - 塗料用樹脂組成物 - Google Patents

塗料用樹脂組成物

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JPH10324843A
JPH10324843A JP9149868A JP14986897A JPH10324843A JP H10324843 A JPH10324843 A JP H10324843A JP 9149868 A JP9149868 A JP 9149868A JP 14986897 A JP14986897 A JP 14986897A JP H10324843 A JPH10324843 A JP H10324843A
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groups
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hydroxyl group
coating
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JP9149868A
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English (en)
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Shunichi Kodama
俊一 児玉
Yasuyuki Sasao
康行 笹尾
Katsuyuki Nishijima
勝行 西嶋
Tetsuya Tachibana
哲弥 立花
Tatsumi Osanai
龍美 長内
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Nihon Tokushu Toryo Co Ltd
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Nihon Tokushu Toryo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐候性、耐久性に優れ、かつ耐油性にも優れ
た塗膜を形成することができ、また、塗料としたときの
溶剤使用量を少なくできる塗料用樹脂組成物を提供す
る。 【解決手段】 (A)テトラヒドロフラン中30℃で測
定される固有粘度が0.02〜0.1dl/gであり、
かつ水酸基価が110〜250mgKOH/g−樹脂で
ある水酸基含有フッ素重合体、(B)水酸基、イソシア
ネート基および前記(A)と後記(C)が反応して生成
するウレタン結合中の活性水素含有基の少なくとも1種
との反応性を有する官能基を1分子中に平均3個以上有
し、数平均分子量が500〜5000であるポリエステ
ル重合体、(C)非ブロック化ポリイソシアネート系硬
化剤および(D)溶剤を含有させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐候性および耐油
性に優れた塗膜を形成でき、また塗料中の有機溶剤使用
量を少なくすることができる塗料用樹脂組成物に関す
る。
【0002】
【従来の技術】フッ素重合体および硬化剤からなる架橋
性樹脂組成物はすでに知られており、建築外装・土木構
造物・自動車・航空機・電車等の可動構造物に幅広く用
いられている。しかしながら、従来の架橋性組成物では
耐候性は優れているものの、燃料油、エンジン作動油等
の油に対し十分な耐性を有していなかった。また、近
年、大気中に放出される有機溶剤による地球温暖化が問
題となっており、塗料中の有機溶剤の削減が求められて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
課題を解消し、耐候性、耐油性に優れた塗膜を形成で
き、塗料中の有機溶剤量を少なくすることができる塗料
用樹脂組成物を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決すべくなされたものであり、(A)テトラヒドロフラ
ン中30℃で測定される固有粘度が0.02〜0.1d
l/gであり、かつ水酸基価が110〜250mgKO
H/g−樹脂である水酸基含有フッ素重合体、(B)水
酸基、イソシアネート基および前記(A)と後記(C)
が反応して生成するウレタン結合中の活性水素含有基の
少なくとも1種との反応性を有する官能基を1分子中に
平均3個以上有し、数平均分子量が500〜5000で
あるポリエステル重合体、(C)非ブロック化ポリイソ
シアネート系硬化剤および(D)溶剤を含む塗料用樹脂
組成物を提供するものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明において、水酸基含有フッ
素重合体Aは、テトラヒドロフラン中30℃で測定され
る固有粘度が0.02〜0.1dl/g、好ましくは
0.02〜0.07dl/g、さらに好ましくは0.0
2dl/g以上かつ0.05dl/g未満であり、かつ
水酸基価が110〜250mgKOH/g−樹脂、好ま
しくは130〜250mgKOH/g−樹脂である。固
有粘度が0.02未満では生成塗膜の機械的強度が低く
なる。また、固有粘度が0.1を超えると塗料中の使用
溶剤量が多くなってしまう。水酸基価が110mgKO
H/g−樹脂未満では塗膜の耐油性が不十分である。ま
た、水酸基価が250mgKOH/g−樹脂を超えると
塗膜がもろくなり耐衝撃性等の機械特性が不十分とな
る。水酸基含有フッ素重合体Aとしては、特に限定され
ず、広範囲のものが使用でき、水酸基を含有する塗料用
フッ素重合体として知られているフルオロオレフィンお
よびこれと共重合可能な単量体を共重合して得られるフ
ッ素重合体が溶剤に対する溶解性、塗膜の耐候性、塗装
作業性などの点から好ましい。
【0006】フルオロオレフィンとしては、テトラフル
オロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、トリフル
オロエチレン、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロ
ピレン、ペンタフルオロプロピレンなどの炭素数2また
は3のフルオロオレフィンが挙げられる。このフルオロ
オレフィンと共重合可能な単量体としては、ビニルエー
テル、カルボン酸ビニルエステル、アリルエーテル、カ
ルボン酸アリルエステル、イソプロペニルエーテル、カ
ルボン酸イソプロペニルエステル、メタリルエーテル、
カルボン酸メタリルエステル、α−オレフィン、アクリ
ル酸エステル、メタクリル酸エステルなどから選ばれる
1種以上の単量体が挙げられる。ビニルエーテルとして
は、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、シ
クロヘキシルビニルエーテル、フルオロアルキルビニル
エーテル、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)な
どのアルキルビニルエーテルが例示される。カルボン酸
ビニルエステルとしては、分岐状のアルキル基を有する
ベオバー10(シェル化学製、商品名)、酪酸ビニル、
酢酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサチック酸ビニル
などの脂肪酸ビニルエステルが例示される。
【0007】アリルエーテルとしては、エチルアリルエ
ーテル、シクロヘキシルアリルエーテルなどのアルキル
アリルエーテルが例示される。カルボン酸アリルエステ
ルとしては、プロピオン酸アリル、酢酸アリルなどの脂
肪酸アリルエステルが例示される。イソプロペニルエー
テルとしては、メチルイソプロペニルエーテルなどのア
ルキルイソプペニルエーテルが例示される。α−オレフ
ィンとしては、エチレン、プロピレン、イソブチレンな
どが例示される。フルオロオレフィンの共重合割合が少
な過ぎると、耐候性塗料として十分に優れた耐候性が発
揮されない。また、フルオロオレフィンの共重合割合が
多過ぎると、溶剤への溶解性や光沢、顔料分散性などが
低下する。従って、水酸基含有フッ素重合体Aとして
は、フルオロオレフィンに基づく重合単位が30〜70
モル%の割合、特には40〜60モル%の割合で共重合
した重合体であることが好ましい。
【0008】水酸基含有フッ素重合体Aは、フルオロオ
レフィンの他に上述のような化合物が共重合されている
ことが、溶剤に対する溶解性などの面から好ましい。特
に、ビニルエーテル、カルボン酸ビニルエステル、アリ
ルエーテル、カルボン酸アリルエステルがフルオロオレ
フィンとの共重合性に優れる点から好ましい。なかで
も、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状または脂環状のア
ルキル基を有するアルキルビニルエーテル、脂肪酸ビニ
ルエステルがより好ましい。水酸基の導入方法として
は、水酸基と重合にあずかる二重結合を有する単量体、
たとえば、ヒドロキシブチルビニルエーテルなどのヒド
ロキシアルキルビニルエーテル、ヒドロキシブチルアリ
ルエーテルなどのヒドロキシアルキルアリルエーテル、
エチレングリコールモノアリルエーテル、シクロヘキサ
ンジオールモノビニルエーテルなどを共重合せしめる方
法がある。水酸基を有する共重合単位は、共重合体中2
〜40モル%であることが好ましい。水酸基含有フッ素
重合体Aは、1種用いてもよいし、2種以上を組合せて
用いてもよい。
【0009】本発明において、ポリエステル重合体B
は、水酸基、イソシアネート基および水酸基含有フッ素
重合体Aと非ブロック化ポリイソシアネート系硬化剤が
反応して生成するウレタン結合中の活性水素含有基の少
なくとも1種との反応性を有する官能基を1分子中に平
均3個以上有する。水酸基含有フッ素重合体Aとポリエ
ステル重合体Bはポリイソシアネート系硬化剤を介して
架橋される。上記官能基の種類によっては、非ブロック
化ポリイソシアネート系硬化剤を介さずに水酸基含有フ
ッ素重合体Aとポリエステル重合体Bを架橋させるもの
であってもよい。官能基としては、硬化塗膜の耐候性、
機械特性、耐油性、硬化反応性等の面から、水酸基、カ
ルボキシル基、アミノ基、アセトアセチル基、エポキシ
基が好適であり、特に好ましくは水酸基、カルボキシル
基である。ポリエステル重合体Bの1分子中に平均3個
以上含まれる官能基は、同一であってもよいし、異なっ
てもよい。また、ポリエステル重合体Bの1分子中に平
均3個以上含まれる官能基が異なる場合、水酸基含有フ
ッ素重合体Aの水酸基と反応する官能基のみであっても
よいし、非ブロック化ポリイソシアネート系硬化剤のイ
ソシアネート基と反応する官能基のみであってもよい
し、あるいは両者の組合せであってもよい。
【0010】官能基は、ポリエステル重合体Bの1分子
中平均3個以上有され、好ましくは平均3〜15個であ
る。官能基が1分子中に平均3個未満では得られる硬化
塗膜の十分な耐油性が維持できない。また、ポリエステ
ル重合体Bは、数平均分子量が500〜5000であ
り、好ましくは500〜3000である。数平均分子量
が500未満では塗膜がもろくなり、数平均分子量が5
000以上では塗料粘度が上昇し溶剤使用量が増加して
しまう。
【0011】また、水酸基および/またはカルボキシル
基を有するポリエステル重合体としては、たとえば、ポ
リエステル形成可能なカルボン酸と多価アルコールとの
縮合物が好ましく用いられる。このようなカルボン酸と
しては、たとえば、コハク酸、マレイン酸、フタル酸、
ピロメリット酸、トリメリット酸、シクロペンタンテト
ラカルボン酸、1,2−ヘキサヒドロフタル酸、メチル
−1,2−ヘキサヒドロフタル酸、1,2−テトラヒド
ロキシフタル酸、メチルテトラヒドロキシフタル酸、お
よびそれらの酸無水物や、イソフタル酸、テレフタル
酸、メチルテレフタル酸、メチルイソフタル酸、フマル
酸、セバシン酸、シュウ酸、グルタル酸、アジピン酸、
アゼライン酸、1,3−ヘキサヒドロフタル酸、メチル
−1,3−ヘキサヒドロフタル酸、1,3−テトラヒド
ロキシフタル酸、1,4−ヘキサヒドロフタル酸、メチ
ル−1,4−ヘキサヒドロフタル酸、1,4−テトラヒ
ドロキシフタル酸などが挙げられる。これらのカルボン
酸は、一種類で用いても、2種類以上を組み合わせて用
いてもよい。また、多価アルコールとしては、たとえ
ば、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジ
オール、ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオー
ル、1,9−ノナンジオール、ネオペンチルグリコー
ル、2,2−ジエチルプロパンジオール、シクロヘキサ
ンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペ
ンタエリスリトール、トリメチロールエタン、1,4−
シクロヘキサンジメタノール、2,2,4−トリメチル
−1,3−ペンタンジオール、2−ブチル−2−エチル
−1,3−プロパンジオール、ヒドロキシビバリルヒド
ロキシビバレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオ
ール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、2−メ
チル−1,3−プロパンジオール、ポリエチレングリコ
ール、ポリプロピレングリコールなどが挙げられる。こ
れらの多価アルコールは、一種類で用いても、2種類以
上を組み合わせて用いてもよい。さらに、1分子中にカ
ルボキシル基と水酸基を持つ化合物やその環化物、たと
えばε−カプロラクトンなどを必要に応じて用いること
もできる。このようなポリエステル重合体としては、市
販品として、ニッポラン179、ニッポラン125、ニ
ッポラン800[以上、日本ポリウレタン工業
(株)]、デスモフェン650、デスモフェン651、
デスモフェン670、デスモフェン800[以上、住友
バイエルウレタン(株)]などが挙げられる。
【0012】また、このようなポリエステル重合体Bの
製造中もしくは製造後に、水酸基またはカルボキシル基
と反応性を有する官能基とアミノ基、ヒドロキシル基、
アセトアセチル基、エポキシ基のうちの少なくとも一つ
が1分子中に各々1つ以上存在する化合物を1種類もし
くは複数種類反応せしめることによりアミノ基、ヒドロ
キシル基、アセトアセチル基、エポキシ基をポリエステ
ル重合体に導入せしめることが可能である。ポリエステ
ル重合体Bは、1種用いてもよいし、2種以上を組合せ
て用いてもよい。
【0013】耐候性の観点から、水酸基含有フッ素重合
体Aとポリエステル重合体Bとの重量比は95/5〜4
5/55の範囲が好ましい。また、十分な硬化を達成さ
せるため、非ブロック化ポリイソシナネート系硬化剤
は、水酸基含有フッ素重合体Aとポリエステル重合体B
の合計量100重量部に対し10〜100重量部含有さ
れることが好ましく、特に30〜100重量部含有され
ることが好ましい。
【0014】非ブロック化ポリイソシアネート系硬化剤
は、水酸基含有フッ素重合体Aおよびポリエステル重合
体Bの少なくとも一方と架橋反応をするものであり、架
橋することにより優れた物性を有する硬化塗膜を形成す
るものである。非ブロック化ポリイソシアネート系硬化
剤としては、多価イソシアネート化合物が例示される。
多価イソシアネート化合物は、2以上のイソシアネート
基を有する化合物であり、また、その変性体や多量体か
らなる2以上のイソシアネート基を有する化合物であっ
てもよい。
【0015】多価イソシアネート化合物としては、具体
的にはエチレンジイソシアネート、プロピレンジイソシ
アネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメ
チレンジイソシアネート、ヘキサメチレントリイソシア
ネート、リジンジイソシアネートなどの脂肪族多価イソ
シアネート化合物、イソホロンジイソシアネート、ジシ
クロヘキシルメタンジイソシアネート、ジイソシアネー
トメチルシクロヘキサンなどの脂環族多価イソシアネー
ト化合物、およびm−キシレンジイソシアネート、p−
キシレンジイソシアネートなどの無黄変性芳香族イソシ
アネート化合物が例示できる。多価イソシアネート化合
物の変性体や多量体としては、たとえばウレタン変性
体、ウレア変性体、イソシアヌレート変性体、ビューレ
ット変性体、アロファネート変性体、カルボジイミド変
性体などと呼ばれているものがある。特に3両体である
イソシアヌレート変性体やトリメチロールプロパンなど
の多価アルコールとの反応生成物であるウレタン変性体
などが好ましい。
【0016】好ましい多価イソアネート化合物として
は、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイ
ソシアネートなどの無黄変性イソシアネート類やこれら
の多量化物、あるいはこれらのイソシアヌレート変性体
あるいはビュレット変性体などが挙げられる。非ブロッ
ク化ポリイソシアネート系硬化剤は、1種用いてもよい
し、2種以上を組合せて用いてもよい。非ブロック化ポ
リイソシアネート系硬化剤の使用により、本発明の組成
物を常温〜100℃または常温〜80℃の範囲で硬化さ
せることができる。多価イソシアネート化合物を用いた
場合、ジブチル錫ジラウレートなどの公知の硬化触媒の
添加により架橋反応の促進もできる。硬化触媒の添加量
は、特に制限ないが、通常硬化剤重量の0.001〜1
重量%にすればよい。
【0017】本発明で使用される溶剤は特に限定されな
いが、キシレン、トルエン等の芳香族化合物メチルエチ
ルケトン、メチルイソブチルケトン、等のカルボニル化
合物、酢酸ブチル、酢酸アミル等の酢酸エステル類、プ
ロピレングリコールモノメチルエーテル等のプロピレン
グリコールアルキルエーテル類等が例示される。溶剤
は、1種用いてもよいし、2種以上を組合せて用いても
よい。本発明の塗料用樹脂組成物は、塗料として使用し
た場合に、溶剤の使用量を少なくすることができる。特
に、本発明の塗料用樹脂組成物は、塗料中の溶剤を10
0〜500g/塗料用樹脂組成物1リットル、特には1
00〜420g/塗料用樹脂組成物1リットル、さらに
は100〜350g/塗料用樹脂組成物1リットルに抑
えることができる。
【0018】本発明の塗料用樹脂組成物には、各種目的
のため 着色剤(顔料)、充填剤、紫外線吸収剤、熱安
定剤、増粘剤、レベリング、分散剤等を適宜配合するこ
とも可能である。また、本発明の塗料用樹脂組成物に
は、本発明の目的に反しない程度の他の種々の化合物、
たとえばアクリル重合体、エポキシ化合物、本発明にお
けるフッ素重合体やポリエステル重合体以外のフッ素重
合体やポリエステル重合体等を混合することも可能であ
る。本発明の塗料用樹脂組成物を塗料として用いる場
合、その塗装は、スプレー塗装、ロール塗り、はけ塗り
等周知の方法が適用できる。得られる塗膜の膜厚は、用
途の要求特性に応じて適宜選定すればよいが、通常乾燥
後の膜厚を20〜100μmにすればよい。
【0019】
【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
するが、本発明はこれらによって何ら限定されるもので
はない。実施例および比較例において使用した水酸基含
有フッ素重合体Aとポリエステル重合体Bを表1および
表2に示す。
【0020】
【表1】 注)表1中の略号は、以下のものを示す。 CTFE:クロロトリフルオロエチレン CHVE:シクロヘキシルビニルエーテル EVE :エチルビニルエーテル HBVE:ωヒドロキシブチルビニルエーテル
【0021】
【表2】
【0022】注)表2中におけるB−1〜4のポリエス
テル重合体Bは、以下のものを示す。 B−1:ニッポラン179[日本ポリウレタン工業
(株)製、商品名]、フタル酸と多価アルコールを主成
分とする分岐ポリエステル B−2:ニッポラン800[日本ポリウレタン工業
(株)製、商品名]、アジピン酸と多価アルコールを主
成分とする分岐ポリエステル B−3:FLEXOREZ188[キングインダストリ
ーズ製、商品名]、多価カルボン酸とシクロヘキサンジ
メタノールを主成分とする直鎖ポリエステル B−4:ニッポラン1100[日本ポリウレタン工業
(株)製、商品名]、アジピン酸と多価アルコールを主
成分とする直鎖ポリエステル 上記ポリエステルは、全て重合体100%で常温で液状
の重合体であるが、使用できる重合体は、固形分100
%の形態に限定されるものではなく、溶剤で希釈されて
いてもよい。 (実施例1〜3および比較例1〜4)表3に示す処方に
て塗料を作成した後、スプレー法にてアルミニウム板上
に塗装し、80℃で2時間硬化させ、乾燥塗膜厚50μ
mの塗膜を得た。表3に塗料性能を、表4に該塗膜の塗
膜特性を示す。
【0023】
【表3】
【0024】注)表3中の略号は、以下のものを示し、
また、表3中の各種添加剤は、以下のものを示した。 (1)A/B固形分重量比:ポリエステル重合体Bの固
形分に対する水酸基含有フッ素重合体Aの固形分の重量
比 *1:CR−90(石原産業(株)製、商品名) *2:デュラネートTPA−100(旭化成(株)製、
商品名)、ヘキサメチレンジイソシアネートの多量体 *3:ディスパロンPW−36(楠本化成(株)製、商
品名) *4:ジブチル錫ジラウレート また、表3中の塗料粘度は、次の方法により測定した。 *5:塗料中の溶媒量を420g/1リットルに調整し
た時の粘度[ザーンカップNo.2での秒数(20
℃)]
【0025】
【表4】
【0026】注)表4および表5中の各種性能は、下記
の方法により測定した。 (1)60度光沢:JIS−Z−8741である。 (2)密着性:沸騰水*2時間浸漬後、直ちにカッター
にてクロスカットし、セロファンテープを付着させる。
セロファンテープをはがした後、塗膜の剥離状態を観察
をし、下記の基準で判定した。 ◎:問題なし ○:若干剥離 △:剥離中程度 ×剥離
大 (3)耐作動油性:作動油スカイドロール500B(シ
ェル化学(株)製、商品名)に室温7日間浸漬後の鉛筆
硬度をJIS−K−5400 8.4.2の塗膜のやぶ
れにて評価した。 (4)耐衝撃性:BYKガードナー社製のインパクトテ
スター#1120にて1ポンドの加重を垂直に落下させ
たとき、塗膜に異常がない最大の高さを求めた。(5)
促進耐候性:QUV 1000時間照射後の60度光沢
の初期値に対する保持率(%)を求めた。 (実施例4〜5および比較例5)水酸基含有フッ素重合
体A、ポリエステル重合体Bの混合比率を変更した以
外、実施例1と同様な方法で塗料化、塗装を実施した。
表5に評価結果を示す。
【0027】
【表5】 注)表5中の略号は、表3と同様である。
【0028】
【発明の効果】本発明の塗料用樹脂組成物は、耐候性、
耐久性に優れ、かつ耐油性にも優れた塗膜を形成するこ
とができ、また、塗料としたときの溶剤使用量を少なく
できる。このため、かかる性能を要求される分野、たと
えば建築外装・土木用途(特に現場施工用途)、自動車
上塗り塗装(特に補修用途)、航空機上塗り塗装、プラ
スチック塗装用途などに最適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西嶋 勝行 東京都北区王子5丁目16番7号 日本特殊 塗料株式会社内 (72)発明者 立花 哲弥 東京都北区王子5丁目16番7号 日本特殊 塗料株式会社内 (72)発明者 長内 龍美 東京都北区王子5丁目16番7号 日本特殊 塗料株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)テトラヒドロフラン中30℃で測定
    される固有粘度が0.02〜0.1dl/gであり、か
    つ水酸基価が110〜250mgKOH/g−樹脂であ
    る水酸基含有フッ素重合体、(B)水酸基、イソシアネ
    ート基および前記(A)と後記(C)が反応して生成す
    るウレタン結合中の活性水素含有基の少なくとも1種と
    の反応性を有する官能基を1分子中に平均3個以上有
    し、数平均分子量が500〜5000であるポリエステ
    ル重合体、(C)非ブロック化ポリイソシアネート系硬
    化剤および(D)溶剤を含む塗料用樹脂組成物。
  2. 【請求項2】官能基が、水酸基、カルボキシル基、アミ
    ノ基、アセトアセチル基およびエポキシ基からなる群か
    ら選ばれる少なくとも1種である請求項1記載の塗料用
    樹脂組成物。
  3. 【請求項3】水酸基含有フッ素重合体とポリエステル重
    合体の合計量100重量部に対しポリイソシアネート系
    硬化剤を30〜100重量部含有する請求項1または2
    記載の塗料用樹脂組成物。
  4. 【請求項4】水酸基含有フッ素重合体とポリエステル重
    合体の重量比が95/5〜45/55である請求項1〜
    3のいずれかに記載の塗料用樹脂組成物。
  5. 【請求項5】塗料用樹脂組成物1リットル中の溶剤の含
    有量が100〜500gである請求項1〜4のいずれか
    に記載の塗料用樹脂組成物。
JP9149868A 1997-05-26 1997-05-26 塗料用樹脂組成物 Pending JPH10324843A (ja)

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