JPS6291517A - 熱可塑性グラフト重合体 - Google Patents

熱可塑性グラフト重合体

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JPS6291517A
JPS6291517A JP23467486A JP23467486A JPS6291517A JP S6291517 A JPS6291517 A JP S6291517A JP 23467486 A JP23467486 A JP 23467486A JP 23467486 A JP23467486 A JP 23467486A JP S6291517 A JPS6291517 A JP S6291517A
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polymer
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graft
graft polymer
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JP23467486A
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クリスチヤン・リンドナー
デイーター・ビツトマン
ハンス−ユルゲン・クレス
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Bayer AG
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    • C08L33/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
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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】 本発明は長鎖の炭化水素基を組み込んで改良した熱可塑
性グラフト重合体に関するものである。
グラフト幹ポリマーとじての弾性体に樹脂形成性単量体
をグラフトさせたグラフト重合体は熱可塑性成形用材料
として極めて重要である。この種のグラフト重合体は、
たとえば、公知の’ABS I+、″M B S ”、
” HI P S ”および“″ASA″成形用材料中
に含まれる。
下記文脈中の゛’ABS成形用材料゛′はアクリロニト
リル、その誘導体または類似の単量体およびスチレンま
たはその誘導体をポリブタジェンまたは他のジエンゴム
類にグラフトさせたグラフト重合体、ならびにそれとア
クリロニトリルおよびスチレン型の樹脂形成性単量体の
共重合体との混合物であると理解すべきである。“’M
BS成形用材料″中ではアクリロニトリルがメタクリル
酸メチルで置き換えられている。“’HIPS”(高衝
撃ポリススチレン(high impact poly
styrene ) )はジエンゴム上で重合したスチ
レンのみを含有し、” A S A ”はアクリロニト
リル/スチレンをグラフトさせたアクリレートゴムを指
す。
これら全ての材料中で、ゴムまたは弾性体成分は実用上
そのように用いられているとおり、応力下の破断強度(
すなわち衝撃強度)の改良をもたらすが、他の重要な緒
特性、たとえば硬度、剛性、加工性、熱歪み温度ならび
に加工および熱に対する安定度がゴムにより損なわれる
可能性もある。
ゴムにグラフト重合した樹脂形成性単量体の部分が長鎖
のアルキル基を含有するならば熱可塑性グラフト重合体
がより良好な性質を有することが゛見出された。特に加
工性および粗材材の色(粗色相crude 5hade
)は衝撃強度の損失なしに改良される。慣用の充填剤の
混入が容易になる。一般に、本発明記載のグラフト重合
体および成形材料において、該当する技術特性の全般的
レベルの改良がみられる。
したがって、本発明はグラフト幹ポリマーとしての、0
℃以下のガラス転移点を有する弾性体と、式(1)また
は(I) (I>           (If)式中 RはHまたはCHsであり XおよびY +、tCh〜Cssのアルキルであるの単
量体の少なくとも1種および他のビニル単量体の少なく
も1種をその上に重合させた樹脂との熱可塑性グラフト
重合体に関するものである。
本発明記載の好ましいグラフト重合体は、少なくとも部
分的に架橋した平均粒径0.05〜8μm、特に0.1
〜0.8μm(dso値)の粒状弾性体をグラフト幹ポ
リマーとして含有するものである。
特に好ましいグラフト重合体は10〜80、特に50〜
80重屋部のグラフト斡ポリマーと90〜20、特に5
0〜20部のその上に重合した樹脂とよりなり、この樹
脂は1〜50、特に2〜20重量%の少なくとも1種の
式(I)または(ff)の単量体と99〜50、特に9
8〜80%の少なくと1種の他のビニル単量体とよりな
り、仁れらの単量体は全て重合した形で存在する。
本発明に記載された他のビニル単量体は好ましくはスチ
レン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、メタク
リロニトリル、アルコール基に12個以内のC原子を有
するアクリル酸エステル、アルコール基に12個以内の
C原子を有するメタクリル酸エステル、C1〜C6のカ
ルボン酸のビニルエステル、メタクリル酸、無水マレイ
ン酸またはマレイン酸イミドであり、スチレン、α−メ
チルスチレン、アクリロニトリルおよびメタクリル酸エ
ステル類が特に好ましい。
本発明はさらに、5〜95重槽部の熱可塑性樹脂、すな
わち、スチレンの単独または共重合体、メタクリル酸メ
チルの単独または共重合体および塩化ビニルの単独また
は共重合体と95〜5重量部の本発明記載のグラフト重
合体とよりなる熱可塑性成形用材料に関するものでもあ
り、本発明との関連で特に好ましい熱可塑性樹脂はスチ
レン/アクリロニトリル共重合体およびα〜メチルスチ
レン/アクリロニトリル共重合体、α−メチルスチレン
/アクリロニトリル/メタクリル酸メチル三元重合体、
ポリメタクリル酸メチルならびにポリ塩化ビニルである
本発明記載のグラフト重合体中のゴム(または弾性体)
はジエンゴム、アクリレートゴムまたはオレフィンゴム
である。好ましいジエンゴムはポリブタジェン、ポリイ
ソプレンおよび50重員%までのスチレン、アクリロニ
トリル、メタクリル酸メチルまたはアクリル酸アルキル
エステルとブタジェンとの共重合体であり、適宜に少量
の多官能性ビニル単量体、たとえばジビニルベンゼンを
、これらのゴムに組み入れることもできる。特に好まし
いジエンゴムはポリブタジェンである。
本発明との関連ではアクリレートゴムはアクリル酸の0
1〜CI−アルキルエステルの重合体であり、これらの
重合体は、任意に、共重合した形でスチレン、アクリロ
ニトリル、メタクリル酸メチル、ビニルエステルおよび
ビニルエーテルを40重量%まで含有することもできる
このアク、リレートゴムは好ましくは部分的に架橋した
ものである。:゛品゛種の部分的に、乃至高度に架橋し
たアクリレートゴムを製造するためには2個以上の共重
合可能な二重結合を有する架橋性単量体をこのゴムに共
重合させることができる。
この種の架橋性単量体はたとえば03〜C叩の不飽和モ
ノカルボン酸と02〜C8の不飽和アルコールとのエス
テル、C3〜C!!の飽和ポリカルボン酸とC2〜Cs
の不飽和アルコールとのエステル、cJs〜C2の不飽
和モノカルボン酸とC2〜Crtの飽和ポリオールとの
エステル、多価不飽和の異節環化合物たとえばシアヌー
ル酸トリアリルおよびイソシアヌール酸トリアリル、多
官能性ビニル化合物たとえばジーおよびトリビニルベン
ゼン、リン酸トリアリルならびに多価不飽和カルボン酸
アミドである。
好ましい架橋性単量体はメタクリル酸アリル、アクリル
酸アリル、エチレン−およびブチレングリコールジメタ
クリル酸エステル、フタル酸ジアリル、シアヌール酸ト
リアリル、イソシアヌール酸トリアリル、トリアクリロ
イルへキサヒドロ−5−トリアジンおよびトリアリルベ
ンゼンである。
この種の架橋性単量体の量は通常、ゴム10重量部あた
り0.02〜5重量部である。
本発明に適したアクリレートゴムは多層構造を有するも
のでもあり得る。樹脂性重合体たとえばスチレンもしく
はアクリル酸メチルの単独もしくは共重合体の粒子、ま
たは弾性体重合体たとえばブタジェンの単独もしくは共
重合体の粒子がアクリレートゴムに組み込まれ、または
包含されていてもよいのである。好ましいアクリレート
ゴムは粒状であり、全弾性体を規準にして40重量%ま
での量のジエンゴムの芯体を含有するものである。
これらのアクリートゴムは公知物質である。゛本発明に
適したオレフィンゴムはポリエチレン;ポリプロピレン
;小量の非共役ジエン単量を組込まれた形で含有してい
てもよいエチレン/プロピレン共重合体(いわゆるEP
DMゴム);エチレン/酢酸ビニル共重合体;および他
の付加的な共重合単量体(たとえば−酸化炭素および酢
酸ビニル)を共重合した形で小量含有していでもよいエ
チレン/アクリル酸アルキルエステル共重合体から選ば
れる。本発明との関連で好ましい弾性体は20重量%を
超える、特に60重量%を超えるゲル含量を有し、好ま
しは粒状であり、その平均粒径が0.05〜8μm、好
ましくは0.1〜0゜8μm(dso値)であるもので
ある。
上記弾性体は公知物質であり、極めて多様な方法、たと
えば乳化重合、けん濁重合、沈殿重合(precipi
tation polymeriza口On)、溶液重
合またはバルク重合により製造することができる。これ
らの弾性体はその製造中直接に、または製造後に架橋す
ることができる。5 弾性体は好ましくは乳濁液、分散液またはけん濁液の形
状で用い、これは、好ましくは弾性体の製造過程で直接
に得るか、またはあらかじめ製造したゴムを公知の方法
、たとえば乳化により転化して製造するのがよい。
特に好ましい弾性体は乳化重合、分散重合またはけん濁
重合により、少なくとも部分的に架橋した状態で直接に
得られるようなものである。
゛グラフト枝重合体″の語は弾性体の存在下で製造され
、少なくとも部分的にその弾性体にグラフトした重合体
を意味する。実際にグラフトした、すなわち、化学的に
結合した重合体の量は公知の方法により測定し得る。こ
れは公知の手段により、広い範囲で制御することができ
る。゛′グラフト枝ポリマー″は本発明との関連では、
下記のグラフト度またはグラフト収率 ゴ  ム  の  貿  蛍 グラフトする単量体の質量 とは無関係に、弾性体の存在下に製造した重合体と理解
すべきである。好ましいグラフト重合体は20重量%を
超える、特に40重量%を超えるグラフト収率を有する
本発明記載のグラフト重合体のグラフト枝ポリマーは式
(I)または(n) (I)           (II)式中 RはHまたはCH3であり、 XおよびYはCm−C33のアルキル、特にCn ”0
3 !のアルキルである の少なくとも1種の重合した形の単量体と少なくとも1
種の共重合した形の他の単量体とよりなる。
式(I)の単量体はメタクリル酸またはアクリル酸と1
4〜33個のC原子を有する長鎖の脂肪族アルコールと
のエステルである。式(1)のエステルの好ましいアル
コール成分はせチル、ステアリル、セリル、ベヘニルま
たはメリシルアルコールである。式(If)の単量体は
Cys−Os3の長鎖脂肪酸のビニルエステル、特にパ
ルミチン酸ビニルまたはステアリン酸ビニルである。
上記グラフト枝ポリマーを生成するための他のビニル単
量体は好ましくはスチレン、α−メチルスチレン、アク
リロニトリル、メタクリロニトリル、アルコール基に1
2個以内のC原子を有するアクリル酸エステル、アルコ
ール基に12個以内のC原子を有するメタクリル酸エス
テル、CL〜C6のカルボン酸のビニルエステル、メタ
クリル酸、アクリル酸、無水マレイン酸ならびにN−置
換マレイミド、たとえばN−シクロへキシル−およびN
−フェニルマレイミドである。特に好ましいビニル単量
体はメタクリル酸メタル、メタクリル酸シクロヘキシル
ならびに、メタクリル酸とスチレンとの;メタクリル酸
メチル、アクリロニトリルとスチレンとの;アクリロニ
トリルとスチレンとの;およびアクリロニトリルとα−
メチルスチレンとの混合物である。
本件グラフト枝ポリマーは好ましくは少なくとも1種の
重合した形の式(I)または(II)の単量体1〜50
重量%、特に2〜2o重量%と、少なくとも1種の共重
合した形の他のビニル単量体99〜50重量%、特に9
8〜50重量%とよりなる。
本発明記載のグラフト重合体は上記他のビニル単量体の
少なくとも1種を式(I)または(II)の特定の単量
体の少なくとも1種とともに、弾性体の存在下に遊離基
グラフト共重合体させることにより製造する。このよう
にして得られた重合体は少なくとも部分的に弾性体にグ
ラフトされている。このグラフト共重合は好ましくは4
5〜100℃の温度で行なう。この反応は遊離基開始剤
、たとえばベルオキソ硫酸塩、ベルオキソリン酸塩、過
酸化物、ベルオキソ酸エステルおよびアゾ化合物を用い
て開始させることができ、メルカプタン、アリル化合物
およびオレフィンのような化合物の添加はグラフト度を
増加させる効果を有し得る。
1つの好ましい方法では開始物質としての弾性体の乳濁
液、特に水性乳濁液を用いる。このときにはこの乳濁液
の存在下で、グラフト枝ポリマーを形成する単量体を、
好ましくは同様に乳濁液中で遊離基重合させる。この方
法はグラフト重合体が容易に脱水、単離し得るので特に
有利である。
この方法は好ましくは反応媒体に可溶な開始剤を用いて
行なう。水を用いるならばベルオキソ硫酸塩、ベルオキ
ソリン酸塩または水溶性過酸化物のような開始剤を用い
る。
生成するグラフト重合体は種々の方法で、たとえばスプ
レィ乾燥により、直接−過により、または、乳化重合の
場合には、特に50℃以上の温度で酸、塩基、塩類を援
用しての乳濁液の凝集、r過または遠心、洗浄およびそ
れに続く50℃以上の温度での乾燥により単離すること
ができる。
ある場合には、このグラフト重合体を揮発性成分脱離装
置内で、同時に揮発性共存物質を蒸発させながら、顆粒
にまとめることにより、乳濁液またはけん濁液から直接
に加工することもでき、ついで、この顆粒を熱可塑物の
成形品に加工することができる。
本発明記載のグラフト重合体は熱可塑的に加工して高品
質の成形品とすることかできる。本件グラフト重合体は
加工性が改良され、良好な自然色相を有し、かつ、高度
の表面品質とノツチ衝撃強度(not=ched 1l
ipact strength )とを有している。
本件グラフト重合体は任意に通常のスチレンの単独また
は共重合体、メタクリル酸メチルの単独または共重合体
および塩化ビニルの単独または共重合体と、特にスチレ
ン/アクリロニトリル樹脂、α−メチルスチレン/アク
リロニトリル樹脂およびポリ塩化ビニルと混合してもよ
い。この種の成形用材料は5〜95重量部の熱可塑性樹
脂と95〜5重量部のグラフト重合体とよりなる。グラ
フト重合体のゴム含有量が50重量%未満ならば、樹脂
をざらに添加することなく熱可塑的に加工するのに特に
適している。グラフト重合体のゴム含有量が50重量%
以上であるならば、上記熱可塑性樹脂と混合するのに特
に適している。
熱可塑性樹脂とグラフト重合体との熱可塑性成形用組成
物は、この両成分を融解状態で混合(融合compou
nding)することにより製造し得る。
熱可塑性樹脂が乳濁液として存在するならば、これをグ
ラフト重合体の分散液と混合し、ついで上記のようにし
て、たとえば凝集させることにより、加工することがで
きる。
本発明記載の熱可塑性成形用材料は公知の方法により、
たとえば、押出し成形、射出成形、カレンダー成形、プ
レス成形、ミル成形、およびブロー成形により熱可塑物
として加工することができる。公知の添加剤、たとえば
安定剤、潤滑剤、防炎剤、顔料、染料または帯電防止剤
を本件成形用材料に混入することができる。
上記の粒径はds O値であって超遠心測定法により測
定した[ショルタンら(W、 5choltan et
al、〉コロイズ・ツエット・ポリメレ(Collo−
ids Z、 Polymere ) 250 (19
72) 、783〜796ベージ]。
J、1ポリブタジエンの水性乳濁液。
乳濁液の重合体固体含有量:50重量%平均粒径(ds
 o ) :      0,38μlポリブタジエン
のゲル含量二89重量%I、2ポリブタジェンの水性乳
濁液。
乳濁液重合体固体含右量:30重量% 平均粒径(ds o ) :      0.11μm
ポリブタジェンのゲル含量791重量%1.3ポリアク
リル@n−ブチルの水性乳濁液。
重合体粒子は全弾性体100重量部を規準にして1重量
部の含量で、埋込まれた( embedded )ポリ
ブタジェンゴム芯体を含有する。
乳濁液の重合体個体濃度=37重量% 平均粒径(ds。):     0.48μm全弾性体
のゲル含量:85重量% 埋め込まれたポリブタジェン 芯体の平均粒径:0.1μm この弾性体乳濁液は遊離基乳化重合により、公知の方法
で製造した。
M、IIU  の ラフト重−および 2.370重量部のラテックスI、1および900重量
部の水を反応器に入れる。
この混合物を65〜70℃に加熱し、ベルオキソニ硫酸
カリウム4.5重量部を100重最重量水に溶解させた
溶液を添加したのら、下記液流を重合部に供給する。
1)300重量部の単量体混合物 2>410重量部の水、21重量部の不均化アビエチン
酸ナトリウム塩および20重量部の1N水酸化ナトリウ
ム溶液。
全重合時間は65〜70℃で10時間である。
ついで、このラテックスを、グラフト重合体100重量
部あたり2重量部のフェノール性酸化防止剤を用いて安
定化し、硫酸マグネシウム/酢酸混合物を用いて凝集さ
せる。
表1は製造したグラフト重合体の概略を示す。
九−二二グラフト重合体の製造 型    単量体混合物の組成(重量%)I[,110
0MMA [297MMA 3     STMA ff、3       90     MMAlo  
   STMA [,485MMA 15     STMA II、4       82     MMA18  
   S T M A MMA−メタクリル酸メチル STMA−メタクリル酸ステアリル 95〜98℃での凝集の過程で得た重合体スラリーを実
験室用遠心器(φ30cn+、1.400rpHl :
乾燥重量1.400gの重合体を負荷)で、一定条件下
で(洗浄水が電解質を含有しなくなるまで)洗浄し、遠
心により乾燥する。以下の値が得られる。
人−2 型   電解質がなくなる  8分間遠心して乾燥した
までの時間     のちの粉末の残留水分含量I1.
1     20分         50重量%I1
.2     15分         47重量%[
,315分         44重量%2.300虜
量部のラテックス1.1と810重山部の水とを反応器
に入れる。
10重量部のベルオキソニ硫酸カリウムを200重量部
の水に溶解させた溶液を70’Cで添加して重合を開始
させ、下記の液流を5時間かけて反応器に供給する。
1)2.096重量部の単量体混合物および3重量部の
第3−ドデシルメルカプタン 2)2.860重量部の水、45重量部の不均化アビエ
チン醗Na塩および37重量部の1N水酸化ナトリウム
溶液 ついで、この混合物を5時間かけて完全に重合させる。
1.2重量部(グラフト重合体100重合部あたり)の
酸化防止剤を用いて安定化させたのち、酢酸を含有する
硫酸マグネシウムによる凝集の手段でこの重合体を後処
理し、洗浄し、乾燥する。
11.1      650     AONl、44
6     A M S [[,2624A CN 1.388     A M S 84     STMA ACN−アクリロニトリル AMS−α−メチルスチレン STMA−メタクリル酸ステアリル このグラフト重合体をlll1滑剤としてのレクシオー
ル(Lexiol ) 670 0.2重量%とともに
、190℃のミルで5分かけて混合相し、ついで、19
5℃でプレスして成形品とする。
■、    1 の ラフト重A およ4.867重量
部のラテックスU、3と717重量部の水とを反応器に
とる。
65℃で、ベルオキソニ硫酸ナトリウム6重量部を29
0部の水に溶解させた溶液を用いて重合を開始させたの
ち、下記の液流を68〜70℃で反応器に供給する。
1)1.800重量部の単量体混合物 2)30重量部のCm〜Cu−アルキルスルホン酸Na
塩および 2.872重量の水。
4時間の後重合と11時間の全重合時間ののち、得られ
たグラフト重合体ラテックスを重合体100重量部あた
り1重量部のフェノ゛−ル性酸化防止剤を用いて安定化
し、硫酸マグネシウム溶液を用いて凝集させ、洗浄し、
乾燥して粉末とする。
5: ラフト重 体の組成の概 IV、1     1,296    5504   
  A CN IV、2     1,231    5479   
  A CN 90     STMA IV、3     1,231    5479   
  A CN 90     V S T S−スチレン ACN−アクリロニトリル STMA−メタクリル酸ステアリル VST−ステアリン酸ビニル パンベリー(B anbury)ミキサー(ボミニ・フ
ァレル(pon+1ni−Farrel ) )で、下
記混合条件下で混合して表6に示した成形用材料を製造
した。
材料温度=190〜225℃ 混合時間:1.5〜2分 サイクル時間:2〜4分 この混合物をパンベリーミキサーから二軸ロールミル(
ロール1:T−160℃、ロール2:T−150℃)に
落とし、帯の形状で取出し、冷却後顆粒化する。
表 6:熱可塑性混合物 型  グラフト重合体  樹 脂   潤滑剤重畿  
     重量     量 A    40 1V、1    60SAN   3
AC1340IV、2    60SAN   3AC
C401V、3    60SAN   3ACAC−
エチレンジアミンのビスステアリルアミド5AN−スチ
レン/アクリロニトリル共重合体ACN含有量26重量
% シュタウディンガー指数[η]−0.7dl/g (ジ
メチルホルムアミド、25℃)表6に示した成形用材料
を220℃で射出成型して標準棒体に加工し、DIN法
により検査した(表7)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、グラフト幹ポリマーとしてのガラス転移点0℃以下
    の弾性体と、少なくとも1種のビニル単量体および少な
    くとも1種の式( I )または(II)▲数式、化学式、
    表等があります▼( I )▲数式、化学式、表等があり
    ます▼(II) 式中 RはHまたはCH_3を表わし、 XおよびYはC_1_4〜C_3_3のアルキルを表わ
    すの単量体のグラフト枝ポリマーとよりなる熱可塑性グ
    ラフト重合体。 2、グラフト幹ポリマーとして少なくとも部分的に架橋
    した、平均粒径0.05〜8μm(d_5_0値)の粒
    状弾性体を含有することを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載のグラフト重合体。 3、10〜80重量部のグラフト幹ポリマーとしての弾
    性体と90〜20重量部のグラフト枝ポリマーとを含有
    し、そのグラフト枝ポリマーが少なくとも1種の単量体
    ( I )または(II)1〜50重量%と少なくとも1種
    の他の重量体99〜50重量%とよりなるものであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のグラフト重
    合体。 4、上記他の単量体がスチレン、α−メチルスチレン、
    アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アルコール基
    に12個以内のC原子を有するアクリル酸エステル、ア
    ルコール基に12個以内のC原子を有するメタクリル酸
    エステル、C_1〜C_6のカルボン酸のビニルエステ
    ル、メタクリル酸、アクリル酸、無水マレイン酸および
    マレイン酸イミド類よりなるグループから選択したもの
    であることを特徴とする特許請求の範囲第3項記載のグ
    ラフト重合体。 5、スチレンの単独または共重合体、メタクリル酸メチ
    ルの単独または共重合体および塩化ビニルの単独または
    共重合体よりなる系列から選択した熱可塑性樹脂5〜9
    5重量部と特許請求の範囲第1〜4項記載のグラフト重
    合体95〜5重量部とを構成成分とする熱可塑性成形用
    材料。
JP23467486A 1985-10-09 1986-10-03 熱可塑性グラフト重合体 Pending JPS6291517A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01203450A (ja) * 1987-12-19 1989-08-16 Roehm Gmbh ポリマー配合物
WO2001048081A1 (fr) * 1999-12-24 2001-07-05 Kaneka Corporation Adjuvant de traitement et compositions de resines de chlorure de vinyle contenant cet adjuvant
JP2009298836A (ja) * 2008-06-10 2009-12-24 Umg Abs Ltd 熱可塑性エラストマー、熱可塑性エラストマー組成物および成形品

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