JP3508967B2 - サイズ処理法 - Google Patents
サイズ処理法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はサイズ処理法に関するも
のであり、詳しくはケテン二量体系サイズ剤を含有する
製紙原料スラリーを抄紙するにあたり、ジメチルジ（メ
タ）アリルアンモニウム塩の（共）重合体を併用するこ
とによりドライヤーパートでの乾燥後、サイズの立ち上
がりが早まるサイズ処理法に関する。
のであり、詳しくはケテン二量体系サイズ剤を含有する
製紙原料スラリーを抄紙するにあたり、ジメチルジ（メ
タ）アリルアンモニウム塩の（共）重合体を併用するこ
とによりドライヤーパートでの乾燥後、サイズの立ち上
がりが早まるサイズ処理法に関する。
【０００２】
【従来の技術】中性抄紙用サイズ剤として現在最も広く
使用されているものはケテン二量体系サイズ剤（以下Ａ
ＫＤと略記）である。ＡＫＤは乳化分散液として調製し
ても一定期間保存可能なのでアルケニル無水コハク酸系
サイズ剤と較べると取扱も良くサイズ効果も安定してい
る。しかしＡＫＤの一番の問題点はドライヤーパートで
乾燥した後直ちにサイズ効果が十分発現せず、塗工原紙
としてその後加工する場合の障害となっている。この点
を改良する目的で二級ジアリルアミン系重合体を含有す
ることによりサイズ効果の立ち上がりを早めたとするＡ
ＫＤ分散液の製造法が出願されている（特開平６−２９
９４９４）。しかしながらＡＫＤは中性抄紙用サイズ剤
であり、炭酸カルシウムを填料として使用した抄紙系の
ｐＨは７．５〜８．２と高く、二級アミンの解離は抑制
されてしまいその効果ははなはだ不十分である。またＡ
ＫＤサイズ効果向上を目的としてポリジアリルアンモニ
ウム塩重合体およびジシアンジアミド−ホルマリン縮合
物を併用する処方はすでに存在する（特公平３−１６４
３７）。しかしこれはジシアンジアミド−ホルマリン縮
合物かポリジアリルアンモニウム塩重合体のうち一方が
添加されないとサイズ効果の向上は認められないこと、
サイズ効果の立ち上がりについては言及されていない。
ジシアンジアミド−ホルマリン縮合物と併用しないと十
分効果が発現しない理由として考えられる最も重要な点
はジメチルジ（メタ）アリルアンモニウム塩重合体の固
有粘度が低く効果が不十分だったことが考えられる。
使用されているものはケテン二量体系サイズ剤（以下Ａ
ＫＤと略記）である。ＡＫＤは乳化分散液として調製し
ても一定期間保存可能なのでアルケニル無水コハク酸系
サイズ剤と較べると取扱も良くサイズ効果も安定してい
る。しかしＡＫＤの一番の問題点はドライヤーパートで
乾燥した後直ちにサイズ効果が十分発現せず、塗工原紙
としてその後加工する場合の障害となっている。この点
を改良する目的で二級ジアリルアミン系重合体を含有す
ることによりサイズ効果の立ち上がりを早めたとするＡ
ＫＤ分散液の製造法が出願されている（特開平６−２９
９４９４）。しかしながらＡＫＤは中性抄紙用サイズ剤
であり、炭酸カルシウムを填料として使用した抄紙系の
ｐＨは７．５〜８．２と高く、二級アミンの解離は抑制
されてしまいその効果ははなはだ不十分である。またＡ
ＫＤサイズ効果向上を目的としてポリジアリルアンモニ
ウム塩重合体およびジシアンジアミド−ホルマリン縮合
物を併用する処方はすでに存在する（特公平３−１６４
３７）。しかしこれはジシアンジアミド−ホルマリン縮
合物かポリジアリルアンモニウム塩重合体のうち一方が
添加されないとサイズ効果の向上は認められないこと、
サイズ効果の立ち上がりについては言及されていない。
ジシアンジアミド−ホルマリン縮合物と併用しないと十
分効果が発現しない理由として考えられる最も重要な点
はジメチルジ（メタ）アリルアンモニウム塩重合体の固
有粘度が低く効果が不十分だったことが考えられる。
【０００３】
【発明の課題】ケテン二量体系サイズ剤は、中性、アル
カリ性抄紙において安定したサイズ効果を発現し十分実
用に耐えるものであるが、ドライヤーパートでの乾燥直
後、サイズの立ち上がりが遅く、その後の加工に大きな
障害になっている。従ってこの点が改善されるならば製
紙工業において大きな生産性向上につながることは言う
までもない。
カリ性抄紙において安定したサイズ効果を発現し十分実
用に耐えるものであるが、ドライヤーパートでの乾燥直
後、サイズの立ち上がりが遅く、その後の加工に大きな
障害になっている。従ってこの点が改善されるならば製
紙工業において大きな生産性向上につながることは言う
までもない。
【０００４】
【課題を解決する為の手段】本発明者等は上記課題を解
決するため鋭意研究をおこなった結果、ＡＫＤを含有す
る製紙原料を抄紙するにあたり、ケテン二量体系サイズ
剤の添加に先立ってカチオン変性デンプンとジメチルジ
（メタ）アリルアンモニウム塩の（共）重合体の各々を
この順に添加することにより、サイズ効果の立ち上がり
が早い紙が製造可能なことを発見し本発明に到達した。
決するため鋭意研究をおこなった結果、ＡＫＤを含有す
る製紙原料を抄紙するにあたり、ケテン二量体系サイズ
剤の添加に先立ってカチオン変性デンプンとジメチルジ
（メタ）アリルアンモニウム塩の（共）重合体の各々を
この順に添加することにより、サイズ効果の立ち上がり
が早い紙が製造可能なことを発見し本発明に到達した。
【０００５】この理由はいまだ明らかではないが、本発
明で使用するジメチルジ（メタ）アリルアンモニウム塩
（共）重合体の添加によってＡＫＤのサイジング反応が
促進されることが推測される。ＡＫＤはアルキルケテン
二量体であるが、この組成のままではパルプに吸着して
もサイズ効果は発現しない。これが別の物質に分解する
ことによって初めてサイジングが完了するとする説が有
力である。すなわちこの分解反応を促進するよう（共）
重合体が働くと考えることができる。またもう一つ考え
られるのはＡＫＤの定着率が向上することである。即ち
抄紙系に存在する種々のアニオン性物質を電気的に中和
し、ＡＫＤ粒子表面の電荷を適切な値に調節する。
明で使用するジメチルジ（メタ）アリルアンモニウム塩
（共）重合体の添加によってＡＫＤのサイジング反応が
促進されることが推測される。ＡＫＤはアルキルケテン
二量体であるが、この組成のままではパルプに吸着して
もサイズ効果は発現しない。これが別の物質に分解する
ことによって初めてサイジングが完了するとする説が有
力である。すなわちこの分解反応を促進するよう（共）
重合体が働くと考えることができる。またもう一つ考え
られるのはＡＫＤの定着率が向上することである。即ち
抄紙系に存在する種々のアニオン性物質を電気的に中和
し、ＡＫＤ粒子表面の電荷を適切な値に調節する。
【０００６】本発明で使用するジメチルジ（メタ）アリ
ルアンモニウム塩の（共）重合体はラジカル重合により
容易に製造できる。すなわち重量パーセントで１０〜５
０％に調製した後、ラジカル重合開始剤により水溶液重
合、分散重合、逆相乳化重合パール重合等が可能であ
り、また増感剤を添加した光重合等も可能であり重合法
は特に制限されない。またジメチルジ（メタ）アリルア
ンモニウム塩と共重合するノニオン性単量体としてアク
リルアミド、アクリロニトリル、Ｎ−ビニルピロリド
ン、酢酸ビニル、アクリル酸アルキル、Ｎ−ビニルカル
ボン酸アミド等があげられる。これらノニオン性単量体
の全単量体中にしめる共重合比率は０〜５０モル％の範
囲が好ましく、０〜２０モル％の範囲がさらに好まし
い。ジメチルジ（メタ）アリルアンモニウム塩の共重合
比率が５０モル％以下になるとカチオン電荷密度が低く
なる等機能が低下しサイズ効果の立ち上がり促進が見ら
れなくなる。また本発明の重合体は、２５℃の１Ｎ食塩
水中における固有粘度〔η〕が、０．６ｄｌ／ｇ以上で
あることを必須とする。これ以下であると効果が低下す
る。
ルアンモニウム塩の（共）重合体はラジカル重合により
容易に製造できる。すなわち重量パーセントで１０〜５
０％に調製した後、ラジカル重合開始剤により水溶液重
合、分散重合、逆相乳化重合パール重合等が可能であ
り、また増感剤を添加した光重合等も可能であり重合法
は特に制限されない。またジメチルジ（メタ）アリルア
ンモニウム塩と共重合するノニオン性単量体としてアク
リルアミド、アクリロニトリル、Ｎ−ビニルピロリド
ン、酢酸ビニル、アクリル酸アルキル、Ｎ−ビニルカル
ボン酸アミド等があげられる。これらノニオン性単量体
の全単量体中にしめる共重合比率は０〜５０モル％の範
囲が好ましく、０〜２０モル％の範囲がさらに好まし
い。ジメチルジ（メタ）アリルアンモニウム塩の共重合
比率が５０モル％以下になるとカチオン電荷密度が低く
なる等機能が低下しサイズ効果の立ち上がり促進が見ら
れなくなる。また本発明の重合体は、２５℃の１Ｎ食塩
水中における固有粘度〔η〕が、０．６ｄｌ／ｇ以上で
あることを必須とする。これ以下であると効果が低下す
る。
【０００７】次に重合体の添加場所についてのべる。重
合体の添加場所はマシンチェストが第一候補である。マ
シンチェストでは一般の抄紙用添加薬品、たとえば紙力
増強剤、カチオン変性デンプン、硫酸バンド、炭酸カル
シウム、カオリン、タルク、二酸化チタン、ホワイトカ
ーボン、微粉末シリカ、染料、顔料、消泡剤、スライム
コントロール剤等が添加される。またＡＫＤもこのマシ
ンチェストで添加される場合が多いが、ジメチルジ（メ
タ）アリルアンモニウム塩の（共）重合体よりも先にＡ
ＫＤが添加されると抄紙系のアニオン物質等がＡＫＤと
反応してしまい（共）重合体の添加効果が発揮されな
い。したがって理想的にはジメチルジ（メタ）アリルア
ンモニウム塩の（共）重合体を先に添加し、その後ＡＫ
Ｄを添加するのが効果的である。この場合ＡＫＤはマシ
ンチェストとファンポンプの間で添加する。
合体の添加場所はマシンチェストが第一候補である。マ
シンチェストでは一般の抄紙用添加薬品、たとえば紙力
増強剤、カチオン変性デンプン、硫酸バンド、炭酸カル
シウム、カオリン、タルク、二酸化チタン、ホワイトカ
ーボン、微粉末シリカ、染料、顔料、消泡剤、スライム
コントロール剤等が添加される。またＡＫＤもこのマシ
ンチェストで添加される場合が多いが、ジメチルジ（メ
タ）アリルアンモニウム塩の（共）重合体よりも先にＡ
ＫＤが添加されると抄紙系のアニオン物質等がＡＫＤと
反応してしまい（共）重合体の添加効果が発揮されな
い。したがって理想的にはジメチルジ（メタ）アリルア
ンモニウム塩の（共）重合体を先に添加し、その後ＡＫ
Ｄを添加するのが効果的である。この場合ＡＫＤはマシ
ンチェストとファンポンプの間で添加する。
【０００８】次に本発明で使用する重合体の添加方法お
よび添加率について述べる。ジメチルジ（メタ）アリル
アンモニウム塩の（共）重合体はアクリル系の歩留剤、
濾水性向上剤などに較べ粘度が低いので、製品の数倍か
ら１０倍程度に希釈して添加することができる。この際
希釈は容易に行うことができるのでラインミキサー等を
用い、直接抄紙ラインに添加できる省力化メリットがあ
る。重合体の添加率は一般に対製紙原料固形分あたり
０．００２〜０．４重量％であり、好ましくは０．０１
〜０．２％である。添加率が０．００２％より少なけれ
ばサイズ立ち上がり促進効果は無く、０．４％より多け
れば抄紙系のパルプや填料の表面電荷が正に傾きすぎた
り、未吸着の重合体が抄紙系に遊離しワイヤー上でのワ
ンパスリテンションが低下する等、悪影響をおよぼす。
よび添加率について述べる。ジメチルジ（メタ）アリル
アンモニウム塩の（共）重合体はアクリル系の歩留剤、
濾水性向上剤などに較べ粘度が低いので、製品の数倍か
ら１０倍程度に希釈して添加することができる。この際
希釈は容易に行うことができるのでラインミキサー等を
用い、直接抄紙ラインに添加できる省力化メリットがあ
る。重合体の添加率は一般に対製紙原料固形分あたり
０．００２〜０．４重量％であり、好ましくは０．０１
〜０．２％である。添加率が０．００２％より少なけれ
ばサイズ立ち上がり促進効果は無く、０．４％より多け
れば抄紙系のパルプや填料の表面電荷が正に傾きすぎた
り、未吸着の重合体が抄紙系に遊離しワイヤー上でのワ
ンパスリテンションが低下する等、悪影響をおよぼす。
【０００９】また本発明で使用する重合体の添加は一般
のウェットエンド添加薬品、たとえば紙力増強剤、カチ
オン変性デンプン、硫酸バンド、炭酸カルシウム、カオ
リン、タルク、二酸化チタン、ホワイトカーボン、微粉
末シリカ、染料、顔料、消泡剤、スライムコントロール
剤等と併用できることは言うまでもない。
のウェットエンド添加薬品、たとえば紙力増強剤、カチ
オン変性デンプン、硫酸バンド、炭酸カルシウム、カオ
リン、タルク、二酸化チタン、ホワイトカーボン、微粉
末シリカ、染料、顔料、消泡剤、スライムコントロール
剤等と併用できることは言うまでもない。
【００１０】
【実施例】以下実施例および比較例によって本発明の内
容をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を越
えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
容をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を越
えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００１１】〔本発明で使用する重合体の製造例〕表１
に記載する組成の単量体を、表１に記載する濃度となる
用にイオン交換水に溶解し、溶液のｐＨを３．５とす
る。単量体水溶液を４０℃に保持し３０分間窒素ガスを
流し溶液中の酸素を除く。単量体当たり２、２’アゾビ
スアミジノプロパン２塩酸塩（Ｖ５０）をそれぞれ表記
のモル分率で添加し窒素ガスを流しながら４０℃で２０
時間保持し重合する。その後各溶液をアセトン中に投入
し重合体を析出させ、その後減圧乾燥して対応する重合
体を得た。これらを４％食塩水中に０．１、０．０５、
０．０１、０．００５％の各濃度の溶液を調製し２５℃
においてオストワルド粘度計を用いて還元粘度を測定し
たのち、濃度０に外挿することにより固有粘度〔η〕を
推定した。各共重合体のモル分率、Ｖ５０の添加率、固
有粘度の測定結果を表１に示す。
に記載する組成の単量体を、表１に記載する濃度となる
用にイオン交換水に溶解し、溶液のｐＨを３．５とす
る。単量体水溶液を４０℃に保持し３０分間窒素ガスを
流し溶液中の酸素を除く。単量体当たり２、２’アゾビ
スアミジノプロパン２塩酸塩（Ｖ５０）をそれぞれ表記
のモル分率で添加し窒素ガスを流しながら４０℃で２０
時間保持し重合する。その後各溶液をアセトン中に投入
し重合体を析出させ、その後減圧乾燥して対応する重合
体を得た。これらを４％食塩水中に０．１、０．０５、
０．０１、０．００５％の各濃度の溶液を調製し２５℃
においてオストワルド粘度計を用いて還元粘度を測定し
たのち、濃度０に外挿することにより固有粘度〔η〕を
推定した。各共重合体のモル分率、Ｖ５０の添加率、固
有粘度の測定結果を表１に示す。
【表−１】
【００１２】〔実施例１〜２０〕広葉樹クラフトパルプ
（ＬＢＫＰ）をＣＳＦ−４００ｍｌに叩解し、濃度０．
８７５％に調製する。 この分散液５００ｍｌをブリッ
ト式ダイナミクジャーに投入した後、軽質炭酸カルシウ
ム、カチオン変性デンプン、本発明の（共）重合体（試
作ＮＯ１〜１０）各々表２およびその下に示した添加量
で、８００ｒｐｍの攪拌により各々１０秒間隔で添加
し、（共）重合体添加後３０秒攪拌した後ケテン二量体
系サイズ剤（ＡＳ−２６１，日本ＰＭＣ製）添加２０秒
攪拌市、歩留向上剤添加３０秒攪拌した後、ダイナミッ
クジャーに投入し、６０メッシュのワイヤーで濾過しワ
イヤー上に残った紙料を採取し、坪量６０ｇ／ｍ2 の紙
をタッピスタンダード手抄き抄紙機により抄紙した。各
成紙は２枚の濾紙にはさみ、５Ｋｇ／ｃｍ2 の条件で１
回プレスした。その後回転式ドラムドライヤーにより１
００℃、２分で乾燥し、６５ＲＨ，２０℃の恒温恒湿室
で直ちにステキヒト法（ＪＩＳ８１２２）によりサイズ
度を測定した。同様に一時間後および２４時間後のサイ
ズ度も測定した。 以上の結果を表２に示す。
（ＬＢＫＰ）をＣＳＦ−４００ｍｌに叩解し、濃度０．
８７５％に調製する。 この分散液５００ｍｌをブリッ
ト式ダイナミクジャーに投入した後、軽質炭酸カルシウ
ム、カチオン変性デンプン、本発明の（共）重合体（試
作ＮＯ１〜１０）各々表２およびその下に示した添加量
で、８００ｒｐｍの攪拌により各々１０秒間隔で添加
し、（共）重合体添加後３０秒攪拌した後ケテン二量体
系サイズ剤（ＡＳ−２６１，日本ＰＭＣ製）添加２０秒
攪拌市、歩留向上剤添加３０秒攪拌した後、ダイナミッ
クジャーに投入し、６０メッシュのワイヤーで濾過しワ
イヤー上に残った紙料を採取し、坪量６０ｇ／ｍ2 の紙
をタッピスタンダード手抄き抄紙機により抄紙した。各
成紙は２枚の濾紙にはさみ、５Ｋｇ／ｃｍ2 の条件で１
回プレスした。その後回転式ドラムドライヤーにより１
００℃、２分で乾燥し、６５ＲＨ，２０℃の恒温恒湿室
で直ちにステキヒト法（ＪＩＳ８１２２）によりサイズ
度を測定した。同様に一時間後および２４時間後のサイ
ズ度も測定した。 以上の結果を表２に示す。
【００１３】〔比較例１〜５〕実施例と同様にして下記
比較品を用いた場合および無添加時の抄紙試験を行っ
た。 （比較品１）ジメチルアミン−エピクロロヒドリン−ペ
ンタエチレンヘキサミン縮合物（カチオン当量値８．０
ｍｅｑ／ｇ，固有粘度０．１ｄｌ／ｇ） （比較品２）アクリロイルオキシエチルトリメチルアン
モニウムクロライド３０モル％、アクリルアミド７０モ
ル％共重合体（カチオン当量値２．５ｍｅｑ／ｇ，固有
粘度１．０ｄｌ／ｇ） 以上の結果をまとめて表２に示す。
比較品を用いた場合および無添加時の抄紙試験を行っ
た。 （比較品１）ジメチルアミン−エピクロロヒドリン−ペ
ンタエチレンヘキサミン縮合物（カチオン当量値８．０
ｍｅｑ／ｇ，固有粘度０．１ｄｌ／ｇ） （比較品２）アクリロイルオキシエチルトリメチルアン
モニウムクロライド３０モル％、アクリルアミド７０モ
ル％共重合体（カチオン当量値２．５ｍｅｑ／ｇ，固有
粘度１．０ｄｌ／ｇ） 以上の結果をまとめて表２に示す。
【表−２】
【００１４】〔実施例２１〜４０〕実施例１〜２０と同
様にして、填料をカオリンとタルクの混合比を１：１と
したものに変え試験した。結果をまとめて表３に示す。
様にして、填料をカオリンとタルクの混合比を１：１と
したものに変え試験した。結果をまとめて表３に示す。
【００１５】〔比較例６〜１０〕実施例２１〜４０と同
様の試験条件にて比較例１〜５と同様の添加物にて抄紙
試験を行った。 結果をまとめて表３に示す。
様の試験条件にて比較例１〜５と同様の添加物にて抄紙
試験を行った。 結果をまとめて表３に示す。
【表−３】
【００１６】
【発明の効果】本発明のサイズ処理法を適用すれば、ド
ライヤーパートにおける乾燥後のサイズの立ち上がりが
早まり、塗工などその後の加工がオンマシン的に操業可
能であり、生産性が向上するため製紙工業における貢献
は多大なものがある。
ライヤーパートにおける乾燥後のサイズの立ち上がりが
早まり、塗工などその後の加工がオンマシン的に操業可
能であり、生産性が向上するため製紙工業における貢献
は多大なものがある。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
D21H 11/00 - 27/42
C08F 6/00 - 246/00
Claims (4)
- 【請求項１】 ケテン二量体系サイズ剤を含有する製紙
原料スラリーを抄紙するにあたり、ケテン二量体系サイ
ズ剤の添加に先立ってカチオン変性デンプンとジメチル
ジ（メタ）アリルアンモニウム塩の（共）重合体の各々
をこの順に添加することを特徴とするサイズ処理法。 - 【請求項２】 ジメチルジ（メタ）アリルアンモニウム
塩の（共）重合体のジメチルジ（メタ）アリルアンモニ
ウム塩構造単位が５０〜１００モル％であることを特徴
とする請求項１に記載のサイズ処理法。 - 【請求項３】 ジメチルジ（メタ）アリルアンモニウム
塩の（共）重合体の２５℃の１Ｎ食塩水中における固有
粘度〔η〕が０．６ｄｌ／ｇ以上であることを特徴とす
る請求項１あるいは請求項２に記載のサイズ処理法。 - 【請求項４】 ケテン二量体系サイズ剤を含有する製紙
原料スラリーを抄紙するにあたり、カチオン変性デンプ
ン、ジメチルジ（メタ）アリルアンモニウム塩の（共）
重合体、ケテン二量体系サイズ剤の各々をこの順に添加
することを特徴とする請求項１に記載のサイズ処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06897596A JP3508967B2 (ja) | 1996-03-01 | 1996-03-01 | サイズ処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06897596A JP3508967B2 (ja) | 1996-03-01 | 1996-03-01 | サイズ処理法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09241997A JPH09241997A (ja) | 1997-09-16 |
| JP3508967B2 true JP3508967B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=13389193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06897596A Expired - Fee Related JP3508967B2 (ja) | 1996-03-01 | 1996-03-01 | サイズ処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3508967B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4222699B2 (ja) * | 1999-11-08 | 2009-02-12 | ハイモ株式会社 | サイズ定着方法 |
| US20030127204A1 (en) * | 2001-09-06 | 2003-07-10 | Varnell Daniel F. | Amphoteric polymer resins that increase the rate of sizing development |
| BR0316878B1 (pt) * | 2002-12-23 | 2012-08-21 | polìmeros hidrofobicamente modificados, produto de limpeza, formulação de processo têxtil, auxiliares de tingimento ou impressão e/ou agentes de acabamento, e método para processamento têxtil. | |
| JP5691425B2 (ja) * | 2010-11-17 | 2015-04-01 | 星光Pmc株式会社 | 紙の製造方法 |
-
1996
- 1996-03-01 JP JP06897596A patent/JP3508967B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09241997A (ja) | 1997-09-16 |
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