JPS62253656A - ポリアリ−レンチオエ−テル成形物 - Google Patents

ポリアリ−レンチオエ−テル成形物

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JPS62253656A
JPS62253656A JP9848886A JP9848886A JPS62253656A JP S62253656 A JPS62253656 A JP S62253656A JP 9848886 A JP9848886 A JP 9848886A JP 9848886 A JP9848886 A JP 9848886A JP S62253656 A JPS62253656 A JP S62253656A
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potassium titanate
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pate
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Toshitaka Kayama
香山 俊孝
Harunobu Egawa
江川 治伸
Hiroshi Iizuka
洋 飯塚
Yoshiya Shiiki
椎木 善彌
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Original Assignee
Kureha Corp
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Publication date
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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、溶融粘度(310℃、10,000(セf1
の剪断速度で測定したもの)が10〜200po1se
である未架橋ポリアリーレンチオエーテルと平均繊維長
が20〜70μmで平均繊維が0.8〜4μmのチタン
酸カリクム繊維からなるポリアリーレンチオエーテル成
形物に関する。本発明の成形物は特に溶融加工時に加工
機械に粘着せず、且つ実用上必要とされる機械的強度及
び耐ハンダ性を有するものであって電子部品封止材に適
したポリアリーレンチオエーテル成形物である。
更に本発明は前記成形物から成る耐ハンダ性のある電子
部品用封止材に関する。
従来技術 電子部品、例えばIC,LSI、)ランシスター、ダイ
オード、コンf/サー等は、電気絶縁性の保持、機械的
保砕、外m雰囲気による特性変化の防止等の目的で樹脂
封止を施すことが広く行なわれている。従来の樹脂封止
はエポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性+a l
l&を用いてトランスファー成形によジ行なうのが普通
であったが、熱硬化性樹脂を用いるため、成形時間が長
いこと、樹脂のポットライフに起因する保存管理の難し
さ、スゲルー、ランナー等のスクラップの再利用ができ
ないこと等の欠点を有している。このような問題点を解
決する九め熱可塑性樹脂であるポリアリーレンチオエー
テA/(以下、 PATEと略記する)を用いることが
試みられたがpATW単独では、封止材に要求される特
性、すなわち、成形加工時に加工機械等に粘も・するこ
となく高流動性を示すこと、及びそれから(、hられる
封止材が潰れ′fe、機械的強度を有すること、を同時
に満たすことは困難であり、PATEにガラス繊維、ガ
ラスピーズ、シリカ等を充を材として混入した成形物が
提案されている(特公昭56−2790.、%υ1」昭
53−22363.特開昭55−22816、特開昭5
6−81953等)。
しかし、これ痔のPATE成形物は、必要な機械的強度
を得るために、ガラス■維%を充分量混入すると、七〇
酊融粘度が著しく高くftす、コンデンサー索子、IC
素子等の封止時に素子がずれ(変位)を起こしたF)+
fンデイングワイヤーが変形もしくは切断したりする欠
点及び、封止電子部品を260″Cに10秒間加熱した
場合にクラックを多発し耐ノ1ンダ性がないという欠点
がある。
これら従来の封止材の欠点を解決するため従来の充填材
よシも細く且つ短かいチタン酸カリウム繊維を充填材と
して用いることが提案されている(特開1)fj59−
20910.%開昭59−20911゜特開昭59−2
15353等)、シかしながら特開昭59−20910
;特開昭59−20911及び特開昭59−21535
3において具体的に使用されているチタン酸カリウム繊
維は、平径繊維径が0.2〜0.5μm、平均幹給長が
10〜20μmであり、このような形状のチタン酸カリ
ウム繊維をPATEに充分縫充填、すると、金属への粘
着性が異常に高まり溶融成形時にスクリューとシリング
−に封止材が粘着して一体となって回転してしまい成形
が不可能になる。これを避けるためにチタン酸カリウム
繊維の充tBB、1を少なくすると充分な機械的強直を
有する封止材を得ることが困!!トになる。又、特開昭
59−20910及び特開昭59−20911において
使用されている珪酸カルシウム繊維(フォラストナイト
)は繊m径が1〜3μm、RL維長が20μrn程度で
その形状から封止材の良好な充填材として期待されたが
、繊維自体の強度が低いために、封止材の機械的強腿を
改善する効果ばあまυ認められない。
更に、特開昭59−215353の実施例において使用
されているPATEは、高溶融粘度を示す架橋ポリマー
である。このような高溶融精良の架橋ポリマーを用匹た
場合、封止時に素子ずれやデンディングワイヤーの変形
及び切断を起こし易く又、粘度上昇を起こし易いばかり
でなく、得られた封止材は機械的に極めて脆いという欠
点を有している。
本発明者等は、上述した問題を解決すべく、鋭意研究を
行なった結果、平均繊維径0.8〜4.0μm平均繊維
長20〜70μmのチタン酸カリウム繊維を未架橋FA
TE K混入した成形物は成形加工時に高流動性を示し
且つ加工機械に粘着することもなく、従来の熱硬化性樹
脂から得られた封止材に匹敵する機械的強度を有するこ
とを見出しこの知見に基づき本発明を成すに至った。
発明の構成 本発明の成形物は、310”O1剪断速度10,000
Cs1で測定しfcfd融粘度fbg 10〜200 
pol saテである未架橋PATE 100重量部、
及び平均繊維径0.8〜4〃m、平均繊維長20〜70
μmのチタン酸カリウム繊維40〜250重創部からな
り、その溶融粘度が10 (1〜400 poi@e 
(310”O1剪断速度10,000(秒νで測定)で
且つ曲げ強度が10kg/−以上、引張り強度が6kg
/mm2以上、Izod強度が7kg・確/ぼ以上であ
るポリアリーレンチオエーテル成形物である。
本発明の成形物のPATE#:を実質的に、線状に重合
されたポリアリーレンチオエーテルである。
ここで、FAT Ilmとは、繰返し単位+Ar−8+
(Ar :アリーレン基)を主要構成要素としたものを
意味する。
アリーレン基としてはノ9ラフエニレン基からなるもの
またはl?ラフエニレン基を主成分とするものが、耐熱
性、成形性1機械的特性等の物性上の点から好ましい。
ノ9ラフエニレン基以外のアリーレン基としては、(R
:アルキル基(好ましくは低級アルキル基)、nU1〜
+O整数)、p、p’−ノフエニレンースルフオン基(
−CリーSO2〒(D−)、pe P’−ビフェニレン
基(++)、I)+P’−ソフエニレンエーテル基c(
トリ−0→C)−)、p 、 p’−ジ7工二しン力ル
ゲニル基(−@−co−@−)  す7タレ本発明に使
用するPATEの310’O1剪断速度t o、 o 
o Oにvf’で測定した溶融粘度は、10〜200 
pois@、好ましくは20〜100 polIIsで
ある。  10 pots・未満の溶融粘度を示すI’
ATEからなる成形物は溶融加工性が悪く、又200p
oisのを超える溶融粘度を示すPATEを用いた場合
、成形物の溶融粘度が高くなシ過ぎて封止時に高流動性
を示さず素子のずれ(変位)やビンディングワイヤーの
変形及び切断等の不都合が生じるので好ましくない。
≠X本発明に使用するPATEは、実質的に線状構造で
あるものが好ましい。例えば、重合時に有効量の架橋剤
(例えば1.2.4− トリハロベンゼン)を用いて得
次架橋PATE、あるいは線状?リマーを02存在下等
で高温処理して効果的に架橋させただ架橋f’ATEは
、本発明のPATEとしては好ましくない。これらの架
橋PATEを用いて得た成形物は、加工時の溶融粘度が
大きくて加工性の面から好ましくないばかうでなく、得
られる成形物も通常、機械的に極めて脆弱であり、物性
の面からも好ましくない。
上記のような線状PATEI’j、たとえば、本発明者
等の出願にかかわる特開昭61−7332号公報等に記
載の方法によシ経済的に製造することが可能である。そ
の他に、特公昭52−12240号公報記載のカルメン
酸を重合系に多量に添加して、高分子量の線状PATE
を得る方法なども用いることができる。
本発明において充填材として用いるチタン酸カリウム繊
維は一般式に2O−nTlo2(n’=;6)で表わさ
れる単結晶繊維で平均繊維径が0.8〜4.0μm1好
ましくは1.01〜2.0μmであり、平均繊維長は2
0〜70μm、好ましくは30〜60μmである。
従来入手′5J能であった平均繊維径が0.8μm未満
のチタン酸カリウム繊維から成る成形物は、金属面への
粘着性が著しく高くなり成形加工時に加工機械のシリン
ダー及びスクリュー等に粘着してスクリューと一体とな
って回転し、成形が不可能になる。
又粘着性を減少させる念めにチタン酸カリウム#I1.
維の充填量を少なくすると成形物の機械的強度も同時に
低下してし1い実用に適さなくなる。
一方、平均繊維径4.0μm以上のチタン酸カリウム繊
維を用いて得たPATE成形物に機械的強度が不充分な
ものである。
更に、チタン酸カリウム繊維の平均繊維長が20μm未
満である場合には、機械的強度が充分な封止材を得るこ
とが困難になる。70μmを超える場合に框成形物の溶
融粘度が著しく高くなり。
封止時にコンデンサー等の素子をずれ(変位)させた、
p、IC等のがンデイングワイヤーを変形もしくは切断
するなどの不都合が生じる。又、平均繊維長が70μm
を超えるチタン酸カリウム繊維を工業的に製造すること
は容易でないので実用的でない。
すなわち、平均繊維径0.8〜4.0μm、平均繊維長
20〜70μmのチタン酸カリウム繊維をPAT Eの
充填材として用いることにより、後述するように封止に
適した流動性、すなわち100〜400polseの溶
融粘度を示し、しかも従来の熱硬化性樹脂から得られ念
封止材に匹敵する機械的強度を有する制止材を得ること
が可能になる。
なお、上述のチタン酸カリウム繊維は、そのままPAT
EK混入して使用することもできるが、I’ATEとの
親和性を高めるためにアミノシラン、アルコキシシラン
、エポキシクラン、メルカグトシラ/、アクリル7ラン
等のシランカッシリング剤、有機チタネートカップリン
グ剤あるいはステアリン酸等の脂肪酸等で表面処理され
たチタン酸カリウム繊維を使用することもできる。しか
し、耐熱性が低い又は沸点が低い表面処理剤は、溶融混
合時や成形加工時に分解しあるいは発泡したりして、封
止材の物性を低下せしめるので好ましくない。
封止材は、封止時にコンデンサー素子及びIC素子など
のずれ(変位)、ダンディングワイヤーの変形及び切断
などを生じないことが重要である。
この之めには、封止材は成形加工時に高流動性を示すこ
とが重要であり310℃、剪断速度10,000(げ1
で測定し比溶融粘度が100〜400 poiseであ
ることが必要である。100 pots・未満の場合に
は溶融時にドローダウンを起こし易く、ペレット等に成
形するのが困難となるので好ましくない。又、 400
 polmsを超える場合には溶融時に高流動性を示さ
ず封止時に素子のずれ(変位)やメンディングワイヤー
の変形又は断線を起こす恐れがあるので好ましくない。
更に封止電子部品は%にノ1ンダ付は時あるいは使用時
に応力や温度変化等によってクラック等を発生しないこ
とが要求される。このためには当該成形物が曲げ強11
0kg/−以上好ましくは12kl?/−以上、引張シ
強度6ゆ/−以上好ましくは7kg/mm2以上、X5
od強反7時・17口以上好ましくは8ゆ・口/α以上
の機械的強度を有することが望ましい。
上述の如き溶融粘度及び物性を示す本発明の成形物は、
上述の未架&FATE 100重量部当り、上述のチタ
ン酸カリウム繊維を40〜250重景部好ま重量は55
〜190重伊部充填することにより得られる。チタン酸
カリウム繊維の充填量が40重量部未満の場合には、機
械的強度が不充分で好ましくなく、又250重量部を超
える場合には得らnる成形物の溶融粘度が著しく高くな
シ、封止時に素子のずれ(変位)、ダンディングワイヤ
一本発明の組試物は未架橋PATEとチタン酸カリウム
繊維をそれらの溶融を伴う方法によって混合し、所謂「
(レット」化することによって得ることがふつうである
が、両成分の粉末をトライブレンドして得ることもでき
る。
PATEは本質的には熱可塑性樹脂でおシ、従って本発
明によって得られるFATE成形物に熱可塑性樹脂に慣
用されているところに従って種々の添加物を配合するこ
とができる。具体的には、たとえば、マイカ、TlO2
,810□、人t203、CaCO3、カーボン黒、タ
ルク、Ca5i02、MgC0,、ガラスなどの粉末状
無機充填材などを溶融混合して成形物とすることができ
る。また、PEゴム、水添SB8ゴム、フッ素ゴム、ポ
リエステルエラストマー、ポリイミP1 ポリアミド、
ポリーフ邸1ルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエ
ーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアリーレン
、?リフエニレンエーテル、ポリカー〆ネート、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、
?リアセタール、ぼりプロピレン、?リエチレン、AB
C,ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、Iリ
スチレン、4す7フ化ビニリデン、ポリテトラフルオル
エチレン、テトラフルオルエチレンコポリマー、などと
ブレンドして成形物とすることもできる。これらの充填
材の他に、少量の安定剤、核剤、滑剤、防錆剤、カップ
リング材、離型剤、撥水剤、抗酸化剤、着色料、その他
等も用いることができる。
従って、本発明の成形物は、PATE及びチタン酸カリ
ウム繊維のみからなる成形物の外に、上記のような各種
の添加剤を配合した成形物をも包含する。
本発明の成形物は通常の成形法、すなわち射出成形法、
圧縮成形法、押出成形法、特に射出成形法により好まし
く成形加工され、曲げ強度が10馳/−以上、引張り強
度6に&!/−以上、工寡od強肛7睦・an/cs以
上の機械的強度及び優れた耐ハンダ性(260℃のハン
ダ浴に10秒間浸漬してもクラックの発生が実質的に認
められない)を示す成形物である。
従って本発明の成形物は電子部品、例えばコンデンサー
素子、IC素子、L8I素子、トラ/シスター素子、ダ
イオード素子など、特にコンデンサー2子の封正に好ま
しく用いられる。
発明の効果 本発明の成形物は、溶融粘度が低いため、コンデンサー
素子やIC素子などの電子部品の刺止時に素子のずれ(
変位)やデンディングワイヤーの変形又は切断を起こし
難く、且つ従来のエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用い
た成形物に匹敵する機械的強度を有する成形物である。
又、本発明の成形物は従来の熱硬化性樹脂成形物の欠点
であった成形時間が長いこと、?ットライフに起因する
保存管理の難しさ、スクラップの再利用の困難性などを
解決すると共に、従来提案されていたFAT IC及び
チタン酸カリウム繊維から成る成形物の金属への高い粘
着性を低減し、成形加工時の生産性を高めることができ
る。
更に本発明の成形物から得られた封止電子部品は優れた
機械的強度及び耐/Sンダ性を有する。
以下本発明を実施例に基づいてさらに詳しく説明するが
、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない
実施例1 ?リアリーレンチオエーテル(PATH)の製造2 m
sのチタンライニングのオートクレーブに、N−メチル
ピロリドン1,0OOkF、硫化ソーダ(固形分45.
93%) 2.2 kmotを仕込み約200℃まで昇
温し水分を留出させた。次いでp−ジクロルベンゼン2
.45 kmol 及ヒN−メチルピロリドン250階
を仕込み210℃で2時間、更に220℃で4時間反応
させた。次いで純水7.45 kmolを加えて、26
3℃で1,5時間反応させた。反応後スクリーンを用い
て反応混合物を濾過し、50℃の1.2%塩化アンモニ
ウム水溶液で数回洗浄した後、脱水乾燥してPATHを
得た。得られたPATE(ポリマー人)の溶融粘度は4
0 poise (310℃、剪断速度to、oooぽ
1で測定)であった。
ポリマーA40重量部、無機充填材として表1に記載の
チタン酸カリクム繊維A60重世部、水酸化カルシウム
0.1重量部及び3−グリシドキシプロビルトリメトキ
ンシラン0.1重量部をミキサーで均一にした後、同方
向2軸押出機を用い、溶融混合し、ベレット状のPAT
E成形物を得た。得られたPATE成形物の溶融粘度は
170 polio (310°C1剪断速度10,0
00ば1で測定)であった。
上述のようにして得られたベレット状PATE成形物を
用いて曲げ試験、引張試験及びIr;od衝撃試験用の
各試験片を下に示した条件でそれぞれ成形した。
なお、曲げ試験はASTM D−790、引張試験はA
STM D−638、IT、odlllj撃試験(ノツ
チなし)は。
人STM D−256にそれぞれ準拠して行なつ危。
各試験の結果は表2に示した。
成形機:日本製鋼所製射出成形機(JT−4O8)成形
条件 シリンダ一温度 :300−325−・31. O″C
金!4り温度      :135”0スクリユ一回転
i: 15 O〜200 rpm射出土     :1
100〜1200に9メゴ保圧  :30〜90に9〜 射出時間    : 5 s@e 上述のようにして得たベレット状PATE成形物を用い
て耐熱性ポリフェニレンチオエーテルフィルムコ/テン
サー素子(図1)を下記の条件で封止して封止成形物を
得た。
上記コンデンサー素子は図2に示したように正常に封止
され図3に示した如き素子のズレ、ビンディングワイヤ
ーの断線、クラックなどはVめられなかった。
封止成形機二日本製鋼所製射出成形機(JT−408)
シリンダ一温度:270−310−310”0全型温度
 :150’0 スクリュー回転数:150rpm 射出圧 ニア50ゆ/d 保圧: 80kg/1ffl 射出時間: 5δlle 冷却時間:5sae 更に、上述のようにして得られた封止成形物について耐
ハンダ性試験を行なった。
封止成形物を260”Oのハンダ浴に10秒間浸漬し九
後、クラックの有無を観察したがクラックの発生は認め
られなかった。
実施例2及び3 F’ATE (ポリマーA)とチタン酸カリクム繊維人
を表2に記載のように混合することを除いてtよ実施例
1と同様にして、溶融粘度150 pois@、220
 poiseの各ベレット状FATE成形物を得た。
更に、各ベレット状PAT E成形物を用いて、実施例
1と同様にして、曲げ試験、引張試験、1zod衝撃試
験、封止試験及び耐ハンダ性試験をそれぞれ行なった。
結果を表2に示した。
比較例1 p−ジクロルベンゼンを2.27 kmol仕込むこと
以外は実施例1と同様にして260 polsaの溶融
粘度(310℃、剪断速度11)、000眞1で測定)
を示すPATE (yNリマーB)を得た。
ポリマー870重量部、チタン酸カリウム繊維人30重
旬゛部、水酸化カルシウム0.1重両1部及び3−グリ
シドキシプロビルトリメトキンシラン0.1車量部を用
いて実施例1と同杆にしてペレット状のPATE成形物
を得た。
このPAT E成形物の溶融精良は650 poise
(310’C,n断連i10,000(!j)”’テm
ll定)!?あった。
上記ペレット状のPAT E成形物を用いて、実施例1
と同様にして曲げ試験、引張試験、l5od衝撃試験、
コンデンサー封止試験及び耐ハンダ性試験を行なった。
結果を表2に示した。
比較例2 27FLsのチク/ライニングのオートクレーブにN−
メチルピロリドンi、oooゆ、硫化ソーダ(固形分4
5.9:4%)2.2krnolを仕込み約200℃ま
で昇温し、水分を留出させ友。次いでp−ジクロルベン
ゼン2.45 kmol及びN−メチルピロリドン25
0klFを仕込み210℃で2時間、更に220℃で4
時間反応させた。反応後、スクリーンを用いて反応混合
物をP遇し、50℃の1.2チ塩化アンモニクム水溶液
で数回洗浄した後脱水乾燥してPATEを得た。
得られたPA’rg (ポリマーC)の溶融粘度は2p
oise (310℃、剪断速度1o、 o o o韓
’で測定)であった。
ポリマー〇30重量部、チタン酸カリウム繊維人701
i量部、水酸化カル7940.1重量部及び3−グリシ
ドキンプロピルトリメトキシシラン0.1重量部を実施
例1と同様にして溶融混合し、ペレット状のPATE成
形物を得ようとしたが、ドローダウンがひどくベレット
化が困難であつ九九め塊状のFATE成形物として得次
。溶融粘度は35 poia@(310℃、剪断速rt
 10. OOo@’で測定)であった。
上記の塊状のPATE成形物を粉砕した後、実施例1と
同様にして、各試験片及びコンデンサー封止成形物を得
ようとしたが、極めて脆いため各成形物を成形機から取
シ出す際に破損してしまい、正常な成形物は得られなか
った。
比較例3〜17 実施例1で得たポリマー人と、表1に示し九充填材を表
2に示した割合で混合する以外は、実施例1と同様にし
て各PATE成形物を製造し、各試験を行なつ±。結果
な我2に示しな。
表1無機充填材 注:fクスamはカタログ記載の値によ〕、他の緻膳に
ついては、電顕法によ〕求めた値によった。
在車x  A:実質的に無発生 B:若干発生C:多発 在車2 人:実質的にクラック無発生 B:クラック若
干発生 C:り2ツク多発 *3 成形が困難であったため測定不能
【図面の簡単な説明】 第1図はフィルムコンデンサー素子、第2図は第1図の
フィルムコンデンサー素子が正常罠封止された状態、第
3図は、第1図のフィルムコンデンサー素子が封止時に
ずれ(変位)を起こして封止された状態をそれぞれ示す
概略図である。 手続補正書 昭和61年12月S日 ”′7?jijt l El 1191 Ji R回1
、事件の表示   昭和61年特許願第98488号2
、発明の名称   ポリアリーレンチオエーテル成形物
3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 名 称  (110)呉羽化学工業株式会社4、代 理
 人   東京都新宿区新宿1丁目1番14号 山田ビ
ル(郵便番号160)電話(03)  354−862
35、補正命令の日付   自 発 6、補正により増加する発明の数 7、補正の対象   明Ill書 8、補正の内容 (1)明細書中、第14頁第9行目の「加工性上」を「
加工上」と補正する。 ■明@書中、第15頁第4行目のrPEゴム、」をrP
Eゴム、ポリイソブチレン、」と補正する。 C)明細書中、第15頁第6乃至7行目の「ポリエーテ
ルケトン」を「ポリエーテルエーテルケトン」と補正す
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)溶融粘度が10〜200poise(310℃剪
    断速度10,000(秒)^−^1で測定)の未架橋ポ
    リアリーレンチオエーテル100重量部及び平均繊維径
    0.8〜4.0μm、平均繊維長20〜70μmのチタ
    ン酸カリウム繊維40〜250重量部から成る溶融粘度
    が100〜400poise(310℃、剪断速度10
    ,000(秒)^−^1で測定)で、且つ、曲げ強度が
    10kg/mm^2以上、引張り強度が6kg/mm^
    2以上及びIzod強度が7kg・cm/cm以上であ
    るポリアリーレンチオエーテル成形物。
  2. (2)溶融粘度が10〜200poise(310℃、
    剪断速度10,000(秒)^−^1で測定)の未架橋
    ポリアリーレンチオエーテル100重量部、及び平のチ
    タン酸カリウム繊維40〜250重量部から成る溶融粘
    度が100〜400poise(310℃、剪断速度1
    0,000(秒)^−^1で測定)であり、且つ、曲げ
    強度が12kg/mm^2以上、引張り強度が7kg/
    mm^2以上及びIzod強度が8kg・cm/cm以
    上であるポリアリーレンチオエーテル成形物から成る電
    子部品封止材。
JP9848886A 1986-04-28 1986-04-28 ポリアリ−レンチオエ−テル成形物 Pending JPS62253656A (ja)

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