JPS60203610A - クロロプレンの重合方法 - Google Patents

クロロプレンの重合方法

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JPS60203610A
JPS60203610A JP59267272A JP26727284A JPS60203610A JP S60203610 A JPS60203610 A JP S60203610A JP 59267272 A JP59267272 A JP 59267272A JP 26727284 A JP26727284 A JP 26727284A JP S60203610 A JPS60203610 A JP S60203610A
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F36/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
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    • C08F36/18Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated containing elements other than carbon and hydrogen containing halogen containing chlorine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はクロログレンの東金方法同じくまたこの方法に
よつ℃得られるポリクロロプレンならびにこれの接着剤
混合物中での使用を目的とする。
より特定的に本発明は鎖Ie動刑の存在下での水性孔1
@液中でのクロログレンの重合方法を目的とする。
ポリクロロプレンはラテックスの状、″丸および浴媒中
のm孜の形で接着剤中で頻用される。この用途のためゾ
ル型のつまり粘度がいろ(ハ)ろでありうる耐媒中に町
浴な重合体、が使用される。しかしながら筒い凝果刀を
特徴とする接着剤を得るためには、有い粘度をもつこと
が望ましい。
接着剤としての用途のほとんどについて、重合体を溶解
するに先立って素練り(mastLcatlon)操作
にかける必斐がある。素練りは重合体中にあって、製品
の弾性的挙動の原因となる網状化したないしは分枝した
長い鎖を破断することを目的とする。この操作は比較的
費用のか\るものである。
従って、混練された標準的な製品のレオロジー特性をも
つゴムを直接得ることを可能とする重合方法を発見する
ことに興味が抱かれ℃いた。
ポリクロロプレンに関する他の重装な品質規格は老化へ
の耐性である。一般にいって、貯蔵に際して粘度が増大
する傾向がある。操作条件に依存しつ\多かれ少かれ急
速である網状化VC起因するこの現象は、本合体の老化
という呼称の下に却られている。粘度の増大はグルの発
生を伴いあるいは伴わない可能性があり、ケゞルの発生
の結果、接着剤用処方物中でのポリクロロプレンの部分
的不溶解化が起りまた重合体の物理的およびレオロジー
的特性の顕著な変化が起る。
重合系内に存在してよい樹脂酸はラテックスの老化を防
止づ−ることが知られている。しかしこの樹脂酸は、マ
グネシアおよびフェノール樹脂を含むm媒と接着剤との
混合物中にあって、多かれ少かれ長い経過時間の末に認
められる相分離という現象のもとになる。この現象を回
避する一つの方法は、少量のコロンオニウムと7控え目
な汝の脂肪酸との存在下でクロログレンを重合づ−るこ
とである(フランス特許第2164095号)。しかし
この乗件下では、そして特に、重合の終期にチウラムが
添刀口される場合、ポリクロログレンの自然的老化が増
大することが認められる。
ゾル型のポリクロログレンを得ることを可能とする従来
的な技術の一つは、顧移m沖」の存在でり □ロログレ
ンを重合することからなる。得られる粘度は、鎖移動剤
の種類および割合に依るとともに単量体の重合体への転
化率にも依る。経隣的な理由から、転化率はできるだけ
商いのが望ましく、70%を越えるのが望ましい。
東金の開始時に一挙に導入するものとして、n−ドデシ
ルメル力ブタン(n、DDM )を少割合しか用いない
ことによって、尚粘度のポリクロロプレンを得ることが
できる。しかしこれによって得られる重合体は、「グル
」相の形をとる部分的に網状化した構造を示し、この「
ゲル」相のため重合体はそれにとつ″′C適当な俗媒中
で部分的に不溶となる。ゲルは最終的転化率が高いほど
迅速に出現する。
所定の転化率の下で重合体の平均分子址を減少するため
の、乳〜液中での1合技術において周知の方法は、重合
の全肋間にわたって間欠的にもしくは連続的に変性剤を
添加することからなる。この一般的方法に対する改良は
、ドイツ特許ps2060659号中で僅案されている
。しかしながらこの技術によっては、m液として高い粘
度をもつポリクロログレンのラテックス中にデルが全(
存在しないようにすることはできず、このことは、特に
ラテックスの老化の後および転化率が約70%を越える
時に然りである。
本記載における品い粘度とは、トルエン中での10%m
液の26℃で測定したブルックフィールド粘度が少くと
も約2500 mPa、sであることをいう。
本発明は、商業的に許容できる転化率にまで重合を実施
しつ\なおゲルを発生することな(、重合体の粘度を巾
広く調整することのできるポリクロログレンの製造方法
を提供することを主目的とする。
本発明の意図する他の目的は、ケゞルもしくはその生成
に至りうる網状化した長鎖を含マない高粘度のクロログ
レンVゾルJを得ることにある。
本発明はさらに、商い粘度、艮好な自然的老化性、改良
されたンオロシー的挙動をもっとともに相分離現象をも
たらさない、溶媒と接着剤との混合物中で使用するため
のポリクロロプレンを得ることも目的とする。
本発明に従5に、異なった反応性をもつ二つの鎖移動剤
の作用を併用することにより、重合体の重合体への転化
率か同じ場合に、ただ一つの鎖移動剤のみを用いる従来
的技術に比べて改良されたレオロジー的挙動を#5、m
液中の粘度が高い重合体をグルの生成をみることなく得
ることが可能であることが見出されている。
鎖移動剤の活性は、重合すべき一つもしくはい(つかの
単量体の重合速度に対する反応速度によつ℃計測するこ
とができる。
本発明に従うに、本方法はクロログレンもしくはアルカ
リ性の水性乳陶放中で共重合可能な単量体2DJ[jt
%までとのクロロプレンの混合物を鎖移動剤の存在下で
重合することからなり、重合の開始にあたって相対反応
速度がクロロプレンの相対反応速度より大きい鎖移動剤
を象り口し、次いで相対反応速度がクロログレンのそれ
と実質的に弄しい鎖移*jJ剤を反応に際し℃間欠的に
もしくは連続的に冷加することを特徴とする。
本発明に従うこれらの二つの移@刑の組合せの結果、分
子量が大きすぎ、従つ℃分枝し過ぎる物質の生成が重合
の全期間にわたって阻止される。
このような結果は、従来的な技術に従う唯一つの移動剤
の使用によっては達成することができない。
本発明に従つ℃使用できる鎖移動剤は一般に、クロログ
レンの東金技術において仰られた分子敞調整剤のうちか
ら、その反応性を決定した後、選択されてよい。
クロロプレンの相対反応速度に比べて高い相対反応速度
を示す、以下KX−移動剤と称する移動剤の5ち、弐R
−CI3(ただしRは氷菓もしくは炭素原子1ないし6
個をもつアルキル基を表わす)の化合物を特に挙げるこ
とができる。殊にヨードンオルムが選好される。
クロログレンの相対反応速度に実質的に寺しい相対反応
速度を示す、以下[Y−移動列と称する移動剤として、
n−オクチルメルカプタン、n−1デシルメルカfタン
、インドデシルメルカプタンのような炭素原子8ないし
18個をもつ直鎖もしくは分枝鎖の脂肪族メルカプタン
を特に挙げることができる。その藺莱的人手性の良さの
ためn−ドデシルメルカプタンか特に利用される。同様
にペンズアニリドニ減化物のよ5な芳香族二腕化物を利
用することもできる。
移#刑XおよびYは俗欧、乳濁液の形でもしくは純粋な
状態で反応媒体中に導入されてよい。
一つもしくはい(つかの単量体の転化率、鎖移m刑の量
および重合温度は本発明の方法における重合な変因子で
ある。
重合の開始にあたって姉加する移動剤Xの量は装入する
クロログレンの重量に対するヨードフォルムのmkで表
わすとして50ないし700 ppmである。
移動剤Yの全社はクロログレンの転化率および重合温度
の関数である。一般にこの寸は、移動剤Yの導入速度が
一定である場合、単量体の転化百分率1%につぎ、n−
ドデシルメルカグタン(n。
DDM 、)のamで表わし10ないし70 ppmで
あってよい。重合@度θは5ないし50’Dである。こ
の範囲内において、そし”i(XおよびYの割合が上記
した埴であるものとし℃、移動剤の全社の最低II[は
下式によつ℃算出される: y(ppm/転化百分率〕ン14+1.ソθ−0.08
x−1,]、0L114xθ導入速度を変化しつ工、そ
して一般に導入速度を増大しつつ移動剤Yを導入するの
が有利でありうる。単量体の転化率の関数たる導入速度
の増大の仕方は、重合体の分子量の配分を変更するよ5
に、単量体のある転化率を始点とする直蔵状もしくは非
直線状であってよい。この場合Yの金賞は単量体の転化
率1%あたり、n −DDMの皿型で表わすとし′″C
10ないし300 ppmであつ℃よい。
ヨードフォルムおよびn −DDM以外の移動剤Xおよ
びYを用いる場合、それらの量は分子量の単純な比率に
より算出される。
移動剤Yは間欠的にもしくは連続的に離別されてよい。
使用する方法が何であろうとも、導入緻が、転化率の関
数とし℃上記に示した制限に抵触しないよう注意せねば
ならない。このよ5にすることによって、単量体の重合
体への最終的転化率は低い重合温度の場合90%に達し
、またより商い温度の場合80%に達することができる
本方法の一変改におい℃は、望ましくはクロロプレンの
転化率が50%となった後、相対反応速度がクロログレ
ンのそれよりも大きい移動剤を移動剤Yに加えて反応の
除に鑑別することができる。
この移動剤は重合の開始にあたり導入される移動剤と同
じであっても異なっていてもよい。
本発明による改良は別として、重合は、鎖移動剤の存在
でアルカリ性乳濁液中でのクロロプレンの重合のための
現用の技術によって実施される。
クロログレンは少(とも一つのエチレン二車結合をもつ
他の単量体と共重合されてよい。
クロロプレンと共重合されうる単量体として、スチレン
、ビニルトルエンおよびビニルナフタレンのととぎビニ
ル芳香族化合物、エチルアクリレート、メチルアクリレ
ートおよびアクリロニトリルのようなアクリルメタクリ
ル酸量じ(またそのエステルおよびニトリル誘導体、i
 、 3− フタジエン、イソプレン、i−クロロブタ
ジェン、2゜6−ゾクロロゾタジエンおよび2,6−シ
メテルブタジエンのような脂肪族共役ジオレフィン−メ
チルビニルエーテル、ビニルアセテートおよびメチルビ
ニルケトンのようなビニルエーテルおよびケトンを挙げ
ることかできる。
重合は遊離基を発生する標準的な触媒を用いることによ
り水性乳濁液中で実施される。特に、アルカリ金属もし
くはアンモニウムの過体酸塩、過酸化水素水、クメンパ
ーオキシド、ベンゾイルパーオキシド同じ(またアルカ
リ金属およびアンモニウムの7エリシアン化物のような
過酸化物化合はな(、一般に乳濁液の全重量の60ない
し60チの範囲内にある。
重合は酸素の不存在下で不活性雰囲気中で実施される。
乳濁液のPI”lは11ないし16である。
クロログレンの乳f@液をつ(るために従来的なあらゆ
る乳化剤および保護コロイドを用いることができる。こ
れらの架剤とし℃、水中に町浴な塩特に、長鎖の脂肪酸
、松脂、木材、トール藺のクロロオニウムもしくはクロ
ロオニウムの=4体、部分的に重合された、異性化され
たもしくは不同変化(dismut、ation )さ
れたコロ7アンのナトリラム、カリウムもしくはアンモ
ニウム塩;脂肪族アルコールの硫酸塩、アルキル硫酸塩
およびアルキルスルフォン酸塩;アルキルアリールスル
フォン酸のアルカリ垣間じくまたナフタレンスルフォン
酸のようなアリールスルフォン酸とのンオルマリンの綱
会生成物およびエチンンオキテイドとフェノールとの縮
合物をあげることができる。接着Rすを画線とともに使
用してポリクロログレンを製造するために、クロロプレ
ンに対する重電組成が樹脂誘導体1.8ないし6%およ
び飽和もしくは不飽和脂肪酸0.1ないし1%である乳
化剤系が特に選好される(フランス特許第2.164.
095号およびアメリカ特許第3.872,043号)
重合は従来的な重合仰制刑の添加によりいかなる時にも
停止されることができ、転化率はできるだけ扁(シ、望
ましくは少(とも70%とする。
重合の停止に際して、ゾ第三グチルパ2クレゾー・ル、
2 + 2’−メチレンビス(6−第三−プチル−パラ
−クレゾール)、2.z−チオビス(4゜6−シー第三
−プチルンエノール)、2,6−ゾー第三−フチル−4
−ンエニルフェノールのような従来的な酸化防止化合物
も同様にラテックス中に導入することができる。
ポリクロログレンは例えば低温槽もしくは水蒸気で71
0熱された槽での凝縮、洗滌および乾燥によるなどして
、既知の何らかの方法によりラテックスから単離されつ
る。
本発明の方法は、強い凝集力と例外的にまで満足なレオ
ロジー的挙動とを有するゾル状のポリクロロプレンを高
い転化率で得ることをり能にする。
このポリクロロプレンは老化に対する防止剤の不在下で
さえ老化への良好な抵抗力をもつ。このポリクロロプレ
ンは予め累練りする心安なしに−および接看剤の製造の
ための基体電合体として使用するのに特に適している。
非限足的な例示のための以下の例は、本発明をfll解
する。
1I11 重合槽内に、 −クロロプレン 100東倉部 −水 100 l −樹脂酸:不同変化されたコロフオ ニウム〔パンコス(Pa5sicos )社の登録商標
名7エドル(ph6dre)V 〕 2 重量部 −ナトリウムオレエー) 0.4 # −ソーダ(100条) 0.46 1 −メチレン−ビス−アルキレン−ナ フタレンスルフォン酸のナトリウ ム塩〔コンパニ フランセーズ デ マチエール コロラント(Cie Fransaise des Mati6res Co
1ora−nteS )社の登録商標名ディスタ ペックス(DisZabex)LS[J、875重量部
−ヨードフォルム 0.02751 を、 A)硫酸第1鉄(7H2O) 0.00384重量部エ
チレンジアミンテトラ酢酸の シナトリウム塩〔グロテツクス (PROTEX)社の登録商標名マス オール(Masoucl) B ] 0.[]0577
 ’ソーダ O,[l0124 ’ 水 1.L126 。
B)ナトリウムジテオナイト 0.0294 。
水 0.588 。
からなる出発時の触媒とともに装入する。
過硫酸アンモニウムの水m液の流量を適当に調節するこ
とにより+10℃において重合を10時間実施する。
重合の開始後直ちに、単鎗体の東会体への転化率1%あ
たりn−ドデンルメルヵブタン20 ppmを連続的に
添刀Uする。
重合は下記の混合物により転化率80%において停止す
るニ ークロロプレン 0.8重量部 −ナトリウムラウリルチルフェート 08口2I−フエ
ノチアシン o、oi l −水 2.93 1 最後に、クロロプレン(2,93部)中に溶解されたゾ
第三ゾテルパラクレゾール0.4sをラテックス中に冷
加する。
ポリクロロプレンのために通常用いられる方法によりラ
テックスの水蒸気での同伴(entra↑neaent
)および単離を行5゜特に、単離は−を6.5にしたラ
テックスを一20℃の低温槽で!l!固することにより
行う。得られるフィルムを沈静しかつ乾燥する。
得られるポリクロロプレンについて、粘度、レオロジー
的挙動およびゲルの存在を計測する。
粘度:型式LVTのブルックフィールド粘度語−23”
O−)ルエン中の10重址%醒液レオロジー的挙動:バ
イセンベルグ(WeLssen−berg )効果の測
定〔ネイチュア(Nature ) a1947年6月
1日発行159巻610〜611ページのに、パイセン
ベルブのレオロジー現象の連続体理m ’(A con
tinuum Theory Of rheologi
calpheno・mena ) ] 5000 mPa、、sの粘度を得るようにポリクロロ
グレンをトルエン中にm rW4 t ル。
一端が円錐になっているミリメートル尺度のついた円柱
状の俸を、液面が目盛の「0」にくるよ5に奴中に浸漬
する。棒を毎分300回転するとぎ、枯弾性額体がj$
Kfeって上昇する。60秒間の回転の後上昇する高さ
をミリメートル単位で表わした値を「パイセンベルブ上
昇」というが、これは加わる剪断応力(法腺力)K対し
て垂直な刀に比例する。
試験温度=26℃ パイセンベルブ上昇は重合体1?[の弾性およびプロ丈
ビリテ(brossabilit6 )の順向を特徴づ
けるものであり、この1頃向が弱いほどレオロジー的挙
動が改良される。
ゲルの存在 ポリクロロプレン50〜を振動攪拌機により2時間にわ
たって攪拌しつ\テトラヒドロンラン中に溶解する。
浴液を0.45μのテフロンフィルター上で濾過する。
浴液かフィルターを完全に通過するならば、ポリクロロ
プレンはゲルを詮まな(八(−)と考えられる。
この例で得られるポリクロログレンは4500mPa、
sの粘度とパイセンベルブ効果4 Q mmとを示す。
ゲルは最初も何ら認められず、丈だ70℃で6日間老化
後も何ら認められない。
例2ないし16 重合温度、ヨードフォルムおよびn−ドデシルメルカプ
タンの量を変更しつ\例1におけると同じ仕方で重合を
行5゜ ヨードフォルムの割合は装入するクロロプレンの重量に
対するヨードフォルムの重敏部で表わす。
n −DDMの割合は転化率1%あたりの、クロロプレ
ンの重置に対するn−ドデシルメルカプタンの重蓋部で
表わ′1−6 結果を第1表に示す。
ヨードフォルムを用いず、その代りに種々の量のn −
DDMを初期装入物中に導入して、例1におけるように
重合を実施する。これらの例においては反応に際して追
加的なn −DDMの添加は行なわない。転化率が80
%に達するとぎに重合を停止する。
結果を第2表に示J−0 1,100mPa、s K等しいかこれを上同わる粘度
の場合、初期の重合体中の少量のゲルの存在(+)、重
合体の劣悪な老化性および高いパイセンベルブ効果が認
められる。
例1の重合を行5が、ヨードフォルムを種々な量のn 
−DDMでおきかえ、かつ重合に際して別な量のn −
DDMを連続的に冷加する。転化率が80%VC達する
ときに重合を停止する。
結果を第6表に示す。
初期のn −DDMの割合が低い場合、AないしGの試
験に比べ℃改善が認められる。しかし粘度が約2+0 
[] OmPa、sの場合(試験J)、老化K 1m 
Lでゲルが急速に発生する。
17 例IKおけるのと同様に重合を行うが、下記に示すよ5
 Vcn −DDMの割合を単量体の関数とし℃変化さ
せる: 口ないし40 25 40ないし50 60 50ないし60 65 6Dないし65 45 65ないし70 60 70ないし75. 100 75ないし80 140 80ないし85 200 転化率80%で重合を停止する。
得られるポリクロロプレンは粘度8Q Q mPa、s
(トルエン中の10%MU)、パイセンベルブ効果10
ミリを示す。初期の重合体および70℃で6日間老化し
た重合体はともにケ9ルを含まない。
例18 例1におけるのと同様にして重合を行うが、ただし重合
温度は60℃であり、また?/1期のヨードフォルムは
0.Ll 400重量部である。n −DDM ノ割合
を以下に示すよ5に転化率の関数として変化させる: 口ないし40 20 40ないし50 60 50ないし60 50 60ないし65 80 65ないし70 130 70ないし75 2[J0 75ないし80 ’ 300 転化率80%で重合を停止する。
得られるポリクロログレンの粘度は950 mPa、、
sでありそのパイセンベルブ効果は25ミリである。
初期の重合体および70°Cで6日間老化後の重合体の
いづれにもゲルは検出されない。
例19 io’cで例1と同様に重付を行つ。
最初に装入するヨードフォルムの址はO,L1250鍬
社部である。
本台の開始後、n −DDMを次いでn−、DDMとヨ
ードフォルムとの混合物を下記に示す方式に従って連続
的に離別する: n−DDM ヨードフォルム 0ないL50 25 D 50ないし60 25 10 60ないし70 25 20 70ないしso 25 30 soないしss 25 40 転化率85%で重合を停止する。
ポリクロログレンの粘If 670 mPa、sパイセ
ンベルブ効果 1゜ ゲル なし

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)重合の開始にあたって、相対反応速度がクロログ
    レンの相対反応速度より大きい鎖移動剤Xを添加し、次
    いで相対反応速度がクロログレンのそれと実買的に等し
    い鎖移動剤Yを反応に際して間欠的にもしくは連続的に
    添〃口することを特徴とする、乳化剤および鎖移動剤の
    存在下でのクロロプレンのならびにクロロプレンとアリ
    カリ性の水性乳濁孜中で重合可能な、20重童%までの
    単量体との混合物の重合方法。 (2)移動剤Xが弐R−CI3(ただしRは水素もしく
    はCユ〜03アルキル基を表わす)の化合物であること
    を%徴とする上記第1項の方法。 +3) 移動MIJがヨードフォルムである上記第2項
    の方法。 t41 移動剤Yか炭素原子8ないし18個をもつ直鎖
    もしくは分枝鎖Qアルキルメルカプタンおよび芳香族二
    硫化物からなる群から選択されることを%徴とする上記
    第1ないし第6項のいづれかの方法。 (5J 移動剤がn−ドデシルメルカプタンである上記
    第4項の方法。 (6)移動剤がベンズアニリドの二硫化物である上記第
    4項の方法。 (7)重合温度θが5ないし5[1”Cであることを特
    徴とする上記第1ないし第6項いづれかの方法。 (8) 移#I剤Xの量が、クロログレンのN鼠に対す
    ルヨードンオルムのNitで表わすとして50ないし7
     D D 1)I)mであり、移動剤Yの導入速度が一
    定である場合、単量体の重合体への転化百分率1%あた
    りの移動剤Yのtが、装入されるクロログレンのM量に
    対するn−ドデシルメルカプタンの電型で表わすとして
    、10ないし70 ppmであることを特徴とする上記
    第1ないし第7項のいづれかの方法。 19)移m剤Xの童が、クロログレンの京厳に対するヨ
    ードフォルムの1量で表わすとして50ないし7 ’0
    0 ppmであり、移動剤Yの導入速度が増大する場合
    、単量体の重合体への転化η分率1%あたりの移動犀J
    の量が、装入されるクロログレンに対するn−ドデシル
    メルカプタンの重量で表わすとして、10ないし300
     ppmであることを特徴とずろ上記第1ないし第7項
    のいづれかの方法。 110) 移#IM Y VC7JI]えて、相対反応
    速度がクロロプレンのそれより大きい移動剤を重合に1
    県し′C2!4人することを%黴とする上記第1ないし
    第9項のいづれかの方法。 uD 移動剤の全量の最1氏値が酸二 Y(ppm/転化百分′4)>14+1.9θ−[J、
    08 X−[J、0014Xθにより算出されることを
    %徴とする上記第1ないし第8項のいづれかの方法。 ua 乳化剤系がクロログレンに苅して1.8ないし6
    M前%の樹脂@導体と0.1ないし1M遣嘱の飽和およ
    び(もしくは)不飽和脂肪酸もしくはこれらのアリカリ
    塩を含むことを%徴とする上記第1ないし第11項のい
    づれかの方法。 (13)上記第1ないし第12項のいづれかの方法によ
    り得られるポリクロロプレンラテックスおよびポリクロ
    ロン0レンゴム。 11勺 接着剤混合物の製造のための、上記第1ないし
    第12項のいづれかの方法により得られるポリクロログ
    レンのラテックスおよびゴムの使用。
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