JPH11152307A - エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物の連続処理法 - Google Patents
エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物の連続処理法Info
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Abstract
等に優れたエチレン−酢酸ビニル系共重合体ケン化物を
連続的に得るための効率的な処理法を提供すること。 【解決手段】 エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物
(A)を酸(B)および/またはその塩(C)で処理す
るにあたり、塔型反応器頂部よりエチレン−酢酸ビニル
共重合体ケン化物(A)を仕込むと共に該反応器の中部
より水を仕込み、かつ該反応器の下部より酸(B)およ
び/またはその塩(C)の水溶液を仕込んで、(A)と
水、(B)および/または(C)の水溶液を向流接触せ
しめ、余剰の水と酸(B)および/またはその塩(C)
の水溶液を該反応器の上部より取り出し、該反応器底部
より処理されたエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物
を連続的に取り出す。
Description
ニル共重合体ケン化物(以下、EVOHと略記する)の
連続処理法に関し、更に詳しくは、成形時の加熱により
着色の促進等が起こるなどの性能のばらつきが防止で
き、ロングラン成形性等に優れたEVOHを安定して連
続的に得るための処理法に関する。
リヤー性、保香性、耐溶剤性、耐油性などに優れてお
り、かかる特性を生かして、食品包装材料、医薬品包装
材料、工業薬品包装材料、農薬包装材料等のフィルムや
シート、或いはボトル等の容器等に成形されて利用され
ている。かかる成形にあたっては、通常溶融成形が行わ
れ、かかる成形により、フィルム状、シート状、ボトル
状、カップ状、チューブ状、パイプ状等の形状に加工さ
れて実用に供されており、その加工性(成形性)は大変
重要であり、かかる成形性や熱安定性(耐加熱変色性)
等を向上させるために、EVOHに酢酸、ホウ酸、リン
酸やその金属塩等で処理することが試みられており、そ
の具体的な処理法としては、例えば、特開昭62−14
3954号公報には、スラリー状のEVOHを酢酸及び
リン酸カルシウムの水溶液中で撹拌する方法や特開昭6
4−66262号公報にもペレット状のEVOHを酢酸
及び酢酸塩等を含有した水溶液に浸漬する方法が記載さ
れている。
如きバッチ方式では、EVOHの性能がバッチ毎で水溶
液の処理薬剤の調製や処理条件の制御に左右されるとこ
ろが多く、処理されたEVOHの性能にばらつきが生じ
ることは否めず、例えば溶融成形時の熱によるEVOH
の変色が促進されたり、あるいは成形性等の性能にばら
つきが生じて、良好な成形性が得られない恐れもあり、
均一な性能のEVOHを得るための処理法が望まれると
ころである。
かる現況に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、EVOH
(A)を酸(B)および/またはその塩(C)で処理す
るにあたり、塔型反応器頂部よりEVOH(A)を仕込
むと共に該反応器の中部より水を仕込み、かつ該反応器
の下部より酸(B)および/またはその塩(C)の水溶
液を仕込んで、(A)と水、(B)および/または
(C)の水溶液を向流接触せしめ、余剰の水と酸(B)
および/またはその塩(C)の水溶液を該反応器の上部
より取り出し、該反応器底部より処理されたEVOHを
連続的に取り出すことにより、性能のばらつきが少な
く、またフィッシュアイ等の発生を抑制することがで
き、かつロングラン成形時においても良好なEVOHが
連続的に得られることを見出し、本発明を完成するに至
った。
本発明のEVOH(A)としては、特に限定されない
が、エチレン含有量が20〜60モル%(更には25〜
55モル%)、ケン化度が90モル%以上(更には95
モル%以上)のものが用いられ、該エチレン含有量が2
0モル%未満では高湿時のガスバリヤー性、溶融成形性
が低下し、逆に60モル%を越えると充分なガスバリヤ
ー性が得られず、更にケン化度が90モル%未満ではガ
スバリヤー性、熱安定性、耐湿性等が低下して、好まし
くない。また、EVOH(A)は、メルトインデックス
(MI)(210℃、荷重2160g)が0.1〜10
0g/10分(更には0.5〜50g/10分)のもの
が好ましく、該メルトインデックスが該範囲よりも小さ
い場合には、成形時に押出機内が高トルク状態となって
押出加工が困難となり、また該範囲よりも大きい場合に
は、成形物の機械強度が不足して好ましくない。
ル共重合体のケン化によって得られ、該エチレン−酢酸
ビニル共重合体は、公知の任意の重合法、例えば、溶液
重合、懸濁重合、エマルジョン重合などにより製造さ
れ、エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化も公知の方
法で行い得る。該EVOHは、少量であればα−オレフ
ィン、不飽和カルボン酸系化合物、不飽和スルホン酸系
化合物、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリル
アミド、ビニルエーテル、ビニルシラン化合物、塩化ビ
ニル、スチレンなどの他のコモノマーで「共重合変性」
されても差し支えない。又、本発明の趣旨を損なわない
範囲で、ウレタン化、アセタール化、シアノエチル化な
ど「後変性」されても差し支えない。
酸(B)としては、酢酸、ホウ酸、リン酸、アジピン
酸、安息香酸、クエン酸等を挙げることができ、好適に
は酢酸、ホウ酸、リン酸が用いられる。また、その塩
(C)としては、上記(B)のアルカリ金属塩、アルカ
リ土類金属塩等が挙げられ、具体的には、酢酸塩として
は酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸カルシウム、酢
酸マグネシウム、酢酸マンガン、酢酸銅、酢酸コバル
ト、酢酸亜鉛などが挙げられ、好適には酢酸ナトリウ
ム、酢酸カルシウム、酢酸マグネシウムが用いられ、ホ
ウ酸塩としてはホウ砂、ホウ酸カルシウムなどが挙げら
れ、またリン酸塩としては、リン酸二水素ナトリウム、
リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン
酸水素二カリウム、リン酸三カリウム、リン酸一水素カ
ルシウム、リン酸二水素カルシウム、リン酸三カルシウ
ム、リン酸マグネシウム、リン酸水素マグネシウム、リ
ン酸二水素マグネシウムがあり、好適にはリン酸二水素
ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸二水素カル
シウム、リン酸二水素マグネシウムが用いられる。
を酸(B)やその塩(C)で処理するにあたり、塔型反
応器頂部よりEVOH(A)を仕込むと共に該反応器の
中部より水を仕込み、かつ該反応器の下部より酸(B)
および/またはその塩(C)の水溶液を仕込んで、
(A)と水、(B)および/または(C)の水溶液を向
流接触せしめ、余剰の水と酸(B)および/またはその
塩(C)の水溶液を該反応器の上部より取り出し、該反
応器底部より処理されたエチレン−酢酸ビニル共重合体
ケン化物を連続的に取り出すことを最大の特徴とするも
ので、かかる方法について具体的に説明する。
いが、反応器の高さと直径の比(高さ/直径)が4〜1
2程度の反応器(缶)で、その頂部、上部、中部、下
部、底部等に原料や処理品等の供給や排出のための開口
部が設けられたもので、反応器内の水や酸(B)および
/またはその塩(C)の水溶液の温度調節が可能な温調
設備または温調ジャケット等が付随しているもので、撹
拌装置等が付いていても構わない。
部よりEVOH(A)を仕込むのであるが、かかる仕込
みにあたっては、EVOHをペレット状にして水を含水
させた状態で仕込むことが好ましく、このときのEVO
Hの含水率は40〜75重量%が好ましく、かかる含水
率が40重量%未満ではEVOHに酸や塩が含有されに
くくなり、逆に75重量%を越えるとEVOHに過剰に
酸や塩が含有されやすくなって好ましくない。この際、
含水させる水にあらかじめメタノール、エタノール、プ
ロパノール等のアルコールや酢酸メチル、酢酸エチル等
の溶剤を含有していても差し支えない。尚、(含水)E
VOH(A)の仕込み速度は、0.1〜5m3/hr程
度が好ましい。
あるが、仕込み位置は反応器底部より1/3〜1/2の
高さで、特に3/5〜1/2の高さが好ましい。このと
きの水の仕込み量は上記EVOH(A)の2.5〜25
倍が好ましく、2.5倍未満ではEVOH(A)中に不
純物が存在した場合に該不純物の除去が困難となり、E
VOHに酸や塩が含有されにくくなり、逆に25倍を越
えると膨大な量の水が必要となったり、EVOHの処理
量が極めて少なくなったりして、工業的に好ましくな
い。このときの水はイオン交換水等の金属イオンをほと
んど含まない水であることが好ましい。
またはその塩(C)の水溶液を仕込むのであるが、この
ときの該水溶液の仕込み量は上記EVOH(A)の2〜
12倍が好ましく、2倍未満ではEVOHに必要量の酸
や塩が含有されなかったり、酸や塩の含有量が不均一に
なる恐れがあり、逆に12倍を越えるとEVOHに過剰
の酸や塩が含有される恐れがあり好ましくない。
その塩(C)の水溶液の塔型反応器内での流速は0.0
1〜0.3m/minであることが好ましく、該流速が
0.01m/min未満ではEVOHに含有される酸や
塩の量にばらつきが生じやすく、逆に0.3m/min
を越えるとEVOH(A)が浮遊する恐れがあり、この
場合もEVOHに含有される酸や塩の量にばらつきが生
じやすく好ましくない。
/またはその塩(C)の水溶液濃度は、特に限定され
ず、その種類によっても異なり一概にいえないが、0.
0001〜1重量%が適当である。更に具体的には、酸
(B)の場合は、0.005〜1重量%(更には0.0
1〜0.8重量%)が好ましく、0.005重量%未満
では酸の添加効果が発揮されなくなり、逆に1重量%を
越えると塩を併用したときの塩の添加効果が発揮されず
好ましくない。また、その塩(C)の場合は、0.00
01〜0.5重量%(更には0.001〜0.3重量
%)が好ましく、0.0001重量%未満では塩の添加
効果が発揮されなくなり、逆に0.5重量%を越えると
酸を併用したときの酸の添加効果が発揮されず好ましく
ない。
水と酸(B)および/またはその塩(C)の水溶液は該
反応器の上部より取り出すことが必要で、かかる取り出
しにあたっては、(A)〜(C)及び水の仕込み量や
(B)、(C)の含有量により、適宜取り出し量を調整
すればよい。また、該反応器中の処理時の温度は、コン
トロールすることが好ましく、反応器内の液及び該反応
器に仕込まれる上記の水、(B)や(C)の水溶液の温
度を10〜50℃(特に20〜40℃)になるようにす
ることが好ましく、かかる温度が10℃未満ではEVO
Hに酸や塩を含有させることが困難となり、逆に50℃
を越えると、EVOHが溶出しやすくなって好ましくな
い。EVOHの滞留時間は、1〜10時間程度の範囲か
ら選択される。
部より連続的に取り出され、70〜130℃で、6〜2
4時間程度乾燥処理が行われる。かかるEVOHには、
更に、必要に応じて、可塑剤、熱安定化剤、紫外線吸収
剤、酸化防止剤、着色剤、抗菌剤、フィラー、他樹脂な
どの添加剤を配合することも可能である。特にゲル発生
防止剤として、ハイドロタルサイト系化合物、ヒンダー
ドフェノール系やヒンダードアミン系の熱安定化剤、高
級脂肪族カルボン酸の金属塩を添加することもできる。
本発明の処理法で得られたEVOHは、成形物の用途に
多用され、溶融成形等によりペレット、フィルム、シー
ト、容器、繊維、棒、管、各種成形品等に成形され、
又、これらの粉砕品(回収品を再使用する時など)やペ
レットを用いて再び溶融成形に供することが多い。
ダイ押出、インフレーション押出、ブロー成形、溶融紡
糸、異型押出等)、射出成形法が主として採用される。
溶融成形温度は、150〜250℃の範囲から選ぶこと
が多い。また、該EVOHは、積層体用途にも多用さ
れ、特に該EVOHからなる層の少なくとも片面に熱可
塑性樹脂層を積層してなる積層体として用いられる。
の方法で処理されたEVOHの層の片面又は両面に他の
基材を積層するのであるが、積層方法としては、例えば
該EVOHのフィルム、シートに熱可塑性樹脂を溶融押
出する方法、逆に熱可塑性樹脂等の基材に該EVOHを
溶融押出する方法、該EVOHと他の熱可塑性樹脂とを
共押出する方法、更には本発明で得られたEVOHのフ
ィルム、シートと他の基材のフィルム、シートとを有機
チタン化合物、イソシアネート化合物、ポリエステル系
化合物、ポリウレタン化合物等の公知の接着剤を用いて
ドライラミネートする方法等が挙げられる。
低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリ
エチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル
共重合体、アイオノマー、エチレン−プロピレン共重合
体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリプロ
ピレン、プロピレン−α−オレフィン(炭素数4〜20
のα−オレフィン)共重合体、ポリブテン、ポリペンテ
ン等のオレフィンの単独又は共重合体、或いはこれらの
オレフィンの単独又は共重合体を不飽和カルボン酸又は
そのエステルでグラフト変性したものなどの広義のポリ
オレフィン系樹脂、ポリエステル、ポリアミド、共重合
ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ア
クリル系樹脂、ポリスチレン、ビニルエステル系樹脂、
ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマ
ー、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン等が挙
げられる。エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物も共
押出可能である。上記のなかでも、共押出製膜の容易
さ、フィルム物性(特に強度)の実用性の点から、ポリ
プロピレン、ポリアミド、ポリエチレン、エチレン−酢
酸ビニル共重合体、ポリスチレン、PETが好ましく用
いられる。
から一旦フィルム、シート等の成形物を得、これに他の
基材を押出コートしたり、他の基材のフィルム、シート
等を接着剤を用いてラミネートする場合、前記の熱可塑
性樹脂以外に任意の基材(紙、金属箔、一軸又は二軸延
伸プラスチックフィルム又はシート、織布、不織布、金
属綿状、木質等)が使用可能である。積層体の層構成
は、本発明の方法で処理されたEVOHの層をa
(a1、a2、・・・)、他の基材、例えば熱可塑性樹脂
層をb(b1、b2、・・・)とするとき、フィルム、シ
ート、ボトル状であれば、a/bの二層構造のみなら
ず、b/a/b、a/b/a、a1/a2/b、a/b1
/b2、b2/b1/a/b1/b2等任意の組み合わせが
可能であり、フィラメント状ではa、bがバイメタル
型、芯(a)−鞘(b)型、芯(b)−鞘(a)型、或
いは偏心芯鞘型等任意の組み合わせが可能である。
用されるが、更に該積層体の物性を改善するためには延
伸処理を施すことも好ましく、かかる延伸については、
一軸延伸、二軸延伸のいずれであってもよく、できるだ
け高倍率の延伸を行ったほうが物性的に良好で、延伸時
にピンホールやクラック、延伸ムラ、デラミ等の生じな
い延伸フィルムや延伸シート等が得られる。
ー延伸法、チューブラー延伸法、延伸ブロー法等の他、
深絞成形、真空成形等のうち延伸倍率の高いものも採用
できる。二軸延伸の場合は同時二軸延伸方式、逐次二軸
延伸方式のいずれの方式も採用できる。延伸温度は80
〜170℃、好ましくは100〜160℃程度の範囲か
ら選ばれる。
を行う。熱固定は周知の手段で実施可能であり、上記延
伸フィルムを緊張状態を保ちながら80〜170℃、好
ましくは100〜160℃で2〜600秒間程度熱処理
を行う。
意のものであってよく、フィルム、シート、テープ、ボ
トル、パイプ、フィラメント、異型断面押出物等が例示
される。又、得られる積層体は必要に応じ、熱処理、冷
却処理、圧延処理、印刷処理、ドライラミネート処理、
溶液又は溶融コート処理、製袋加工、深絞り加工、箱加
工、チューブ加工、スプリット加工等を行うことができ
る。上記の如く得られたフィルム、シート或いは容器等
は食品、医薬品、工業薬品、農薬等各種の包装材料とし
て有用である。
する。尚、実施例中「部」、「%」とあるのは特に断り
のない限り重量基準を示す。 実施例1 含水率55%のペレット状のEVOH(A)を塔型反応
器(高さ7m、直径1m)の頂部より、0.6m3/h
rの速度で仕込みながら、該反応器の中部(高さ3mの
位置)から水(30℃)を5.5m3/hrの速度で仕
込み、かつ該反応器の下部より0.10%の酢酸(B)
及び0.009%のリン酸二水素カルシウム(C)を含
有する水溶液(30℃)を4.7m3/hrの速度で仕
込んで、余剰の水と該水溶液(の混合液)を該反応器の
上部より取り出すと同時に該反応器底部より、処理され
たEVOHを連続的に取り出して、取り出し開始6時間
後(a)、同12時間後(b)及び同18時間後(c)
のEVOHについて、110℃で12時間乾燥した後に
以下の評価を行った。 (加熱変色)上記(a)〜(c)を150℃で5時間放
置後、変色度(YI値)を測定して、(a)に対する
(b)及び(c)の性能を評価したが、いずれも±2.
5%以内であり、安定して性能のばらつきの少ないEV
OHが得られていることが判明した。
た単軸押出機に供給し、下記の条件で、厚さ120μm
のEVOHフィルムの成形を行って、下記の要領で直径
が0.1mm未満の微細なフィッシュアイの発生および
ロングラン成形性を調べた。 [単軸押出機による製膜条件] スクリュー内径 40mm L/D 28 スクリュー圧縮比 3.2 Tダイ コートハンガータイプ ダイ巾 450mm 押出温度 C1:180℃、 H:210℃ C2:200℃、 D:210℃ C3:220℃、 C4:220℃ (フィッシュアイ)上記の成形直後のフィルム(10c
m×10cm)について、直径が0.01以上のフィッ
シュアイの発生状況を目視観察したが、(a)〜(c)
いずれもフィッシュアイの発生個数は3個以下で、ばら
つきはなく良好であった。 (ロングラン成形性)また、上記の(A)〜(C)のE
VOHを上記に準じて順次成形を行って、その時の成形
フィルムについて、同様にフィッシュアイの増加状況を
目視観察したが、(a)〜(c)いずれもフィッシュア
イの増加は認められず、ばらつきはなく良好であった。
0%の酢酸(B)の水溶液のみを4.7m3/hrの速
度で仕込んだ以外は同様に行って、連続的にEVOHを
得て、同様に評価を行ったが、実施例1と同様に良好な
結果であった。
8.3m3/hrの速度とした以外は同様に行って、連
続的にEVOHを得て、同様に評価を行ったが、実施例
1と同様に良好な結果であった。
(B)、0.017%のリン酸(B)及び0.012%
のリン酸二水素カルシウム(C)を含有する水溶液を
4.7m3/hrの速度で仕込んだ以外は同様に行っ
て、連続的にEVOHを得て、同様に評価を行ったが、
実施例1と同様に良好な結果であった。
酸(B)、0.055%のホウ酸(B)及び0.035
%の酢酸ナトリウム(C)、0.005%の酢酸マグネ
シウム(C)を含有する水溶液を4.7m3/hrの速
度で仕込んだ以外は同様に行って、連続的にEVOHを
得て、同様に評価を行ったが、実施例1と同様に良好な
結果であった。
H(A)を塔型反応器の頂部より、0.8m3/hrの
速度で仕込んだ以外は同様に行って、連続的にEVOH
を得て、同様に評価を行ったが、実施例1と同様に良好
な結果であった。
つきが少なく、ロングラン成形性等に優れたEVOHを
安定して連続的に得ることができ、食品や医薬品、農薬
品、工業薬品包装用のフィルム、シート、チューブ、
袋、容器等の用途に非常に有用である。
供給 (b)水の供給 (c)酸(B)および/またはその塩(C)の水溶液の
供給 (d)水、酸(B)および/またはその塩(C)の水溶
液の取り出し (e)処理されたエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化
物の取り出し
た単軸押出機に供給し、下記の条件で、厚さ120μm
のEVOHフィルムの成形を行って、下記の要領で直径
が0.1mm未満の微細なフィッシュアイの発生および
ロングラン成形性を調べた。 [単軸押出機による製膜条件] スクリュー内径 40mm L/D 28 スクリュー圧縮比 3.2 Tダイ コートハンガータイプ ダイ巾 450mm 押出温度 C1:180℃、 H:210℃ C2:200℃、 D:210℃ C3:220℃、 C4:220℃ (フィッシュアイ)上記の成形直後のフィルム(10c
m×10cm)について、直径が0.1mm未満のフィ
ッシュアイの発生状況を目視観察したが、(a)〜
(c)いずれもフィッシュアイの発生個数は3個以下
で、ばらつきはなく良好であった。 (ロングラン成形性)また、上記の(A)〜(C)のE
VOHを上記に準じて順次成形を行って、その時の成形
フィルムについて、同様にフィッシュアイの増加状況を
目視観察したが、(a)〜(c)いずれもフィッシュア
イの増加は認められず、ばらつきはなく良好であった。
Claims (8)
- 【請求項1】 エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物
(A)を酸(B)および/またはその塩(C)で処理す
るにあたり、塔型反応器頂部よりエチレン−酢酸ビニル
共重合体ケン化物(A)を仕込むと共に該反応器の中部
より水を仕込み、かつ該反応器の下部より酸(B)およ
び/またはその塩(C)の水溶液を仕込んで、(A)と
水、(B)および/または(C)の水溶液を向流接触せ
しめ、余剰の水と酸(B)および/またはその塩(C)
の水溶液を該反応器の上部より取り出し、該反応器底部
より処理されたエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物
を連続的に取り出すことを特徴とするエチレン−酢酸ビ
ニル共重合体ケン化物の連続処理法。 - 【請求項2】 エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物
(A)がペレット状で、かつ含水率が40〜75重量%
であることを特徴とする請求項1記載のエチレン−酢酸
ビニル共重合体ケン化物の連続処理法。 - 【請求項3】 水の仕込み量がエチレン−酢酸ビニル共
重合体ケン化物(A)の仕込み量の2.5〜25倍であ
ることを特徴とする請求項1または2記載のエチレン−
酢酸ビニル共重合体ケン化物の連続処理法。 - 【請求項4】 酸(B)および/またはその塩(C)の
水溶液の仕込み量がエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン
化物(A)の仕込み量の2〜12倍であることを特徴と
する請求項1〜3いずれか記載のエチレン−酢酸ビニル
共重合体ケン化物の連続処理法。 - 【請求項5】 水若しくは酸(B)および/またはその
塩(C)の水溶液の塔型反応器内での流速が0.01〜
0.3m/minであることを特徴とする請求項1〜4
いずれか記載のエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物
の連続処理法。 - 【請求項6】 酸(B)が、酢酸、ホウ酸、リン酸の少
なくとも1種以上であることを特徴とする請求項1〜5
いずれか記載のエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物
の連続処理法。 - 【請求項7】 酸塩(C)が、酢酸、ホウ酸、リン酸の
いずれかのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩の少な
くとも1種以上であることを特徴とする請求項1〜6い
ずれか記載のエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物の
連続処理法。 - 【請求項8】 酸(B)および/またはその塩(C)
を、0.0001〜1重量%の濃度の水溶液として仕込
むことを特徴とする請求項1〜7いずれか記載のエチレ
ン−酢酸ビニル共重合体ケン化物の連続処理法。
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JP33809697A JP3976212B2 (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物の連続処理法 |
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JP33809697A JP3976212B2 (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物の連続処理法 |
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JPH11152307A true JPH11152307A (ja) | 1999-06-08 |
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