ES2601057T3

ES2601057T3 - Composición curable para fines dentales

Info

Publication number: ES2601057T3
Application number: ES08703830.3T
Authority: ES
Inventors: Yoshiko Kuboe; Takahiro Sekiguchi
Original assignee: Kuraray Noritake Dental Inc
Current assignee: Kuraray Noritake Dental Inc
Priority date: 2007-02-01
Filing date: 2008-01-24
Publication date: 2017-02-14
Anticipated expiration: 2028-01-24
Also published as: EP2123247B1; JP5631547B2; CA2676801A1; EP2123247A1; AU2008211424B2; EP2123247A4; WO2008093596A1; CN101600412B; CN101600412A; US7951851B2; AU2008211424A1; JPWO2008093596A1; US20100105802A1

Abstract

Composición curable para uso dental, que comprende un monómero polimerizable, partículas inorgánicas (A) que tienen formas irregulares y un tamaño de partícula promedio desde 1,0 hasta 5,0 μm, en la que las partículas inorgánicas (A) se tratan en la superficie con un agente de acoplamiento de silano (a) representado por la fórmula (I):**Fórmula** en la que R1 es un átomo de hidrógeno o un grupo metilo, R2 es un grupo hidrolizable, R3 es un grupo hidrocarbonado que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, X es un átomo de oxígeno o de azufre, p es 2 ó 3, y q es un número entero desde 8 hasta 13, y partículas inorgánicas (B) que tienen formas irregulares y/o formas esféricas o casi esféricas, y un tamaño de partícula promedio desde 0,01 hasta 0,10 μm, en la que las partículas inorgánicas (B) se tratan en la superficie con un agente de acoplamiento de silano (b) representado de la misma manera que en el agente de acoplamiento de silano (a) excepto porque q en la fórmula (I) es un número entero desde 1 hasta 6, en la que las partículas inorgánicas (A) y las partículas inorgánicas (B) están contenidas en cantidades desde el 85 hasta el 98% en peso y desde el 2 hasta el 15% en peso, respectivamente, de la cantidad total de las partículas inorgánicas.

Description

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El monómero polimerizable (A) que tiene un anillo aromático que no tiene ningún grupo hidroxilo no está particularmente limitado, siempre que el monómero polimerizable tenga un anillo aromático que no tiene ningún grupo hidroxilo, y el monómero polimerizable puede tener al menos un anillo aromático. El compuesto incluye un compuesto representado por la fórmula (II):

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en la que m y n son números positivos que muestran un número promedio de moles de un grupo etoxilo añadido, en la que la suma de m y n es preferiblemente desde 1 hasta 6, y más preferiblemente desde 2 hasta 4, incluyendo, por ejemplo, 2,2-bis[4-(met)acriloiloxipolietoxifenil]-propano en el que m y n satisfacen la fórmula de m + n = 2,6 (que puede denominarse a continuación en el presente documento D2,6E); 2,2-bis[4-(met)acriloiloxipolietoxifenil]propano en el que m y n satisfacen la fórmula de m + n = 6 (que puede denominarse a continuación en el presente documento D6E); 2,2-bis[4-(met)acriloiloxifenil]propano (m y n satisfacen la fórmula de m + n = 0); 2,2-bis[4(met)acriloiloxidietoxifenil]propano (m y n satisfacen la fórmula de m + n = 2), 2,2-bis[4(met)acriloiloxitetraetoxifenil]propano (m y n satisfacen la fórmula de m + n =4), 2,2-bis[4(met)acriloiloxipentaetoxifenil]propano (m y n satisfacen la fórmula de m + n =5). Además, el compuesto incluye, por ejemplo, 2,2-bis[(met)acriloiloxifenil]propano, 2,2-bis[4-(met)acriloiloxidipropoxifenil]propano, 2-[4(met)acriloiloxidietoxifenil]-2-[4-(met)acriloiloxiditrietoxifenil]propano, 2-[4-(met)acriloiloxidipropoxifenil]-2-[4(met)acriloiloxitrietoxifenil]propano, 2,2-bis[4-(met)acriloiloxipropoxifenil]propano, 2,2-bis[4(met)acriloiloxiisopropoxifenil]propano y 2,2-bis[4-[3-(met)acriloiloxi-2-(met)acriloiloxipropoxi]fenil]propano.

El monómero polimerizable (B) que tiene un anillo aromático y un grupo hidroxilo no está particularmente limitado, siempre que el monómero polimerizable tenga un anillo aromático y un grupo hidroxilo, y el número de anillos aromáticos y el número de grupos hidroxilo sean respectivamente números independientes, y el monómero polimerizable puede tener al menos uno de ambos grupos funcionales. El compuesto incluye, por ejemplo, 2,2-bis[4[3-(met)acriloiloxi-2-hidroxipropoxi]fenil]propano (que puede denominarse a continuación en el presente documento Bis-GMA) y 1,2-bis[3-(met)acriloiloxi-2-hidroxipropoxi]etano.

El monómero polimerizable (C) que no tiene ningún anillo aromático ni ningún grupo hidroxilo incluye, por ejemplo, di(met)acrilato de etilenglicol, di(met)acrilato de trietilenglicol (que puede denominarse a continuación en el presente documento 3G), di(met)acrilato de propilenglicol, di(met)acrilato de neopentilglicol, di(met)acrilato de 1,6-hexanodiol, di(met)acrilato de 1,10-decanodiol (que puede denominarse a continuación en el presente documento DD), (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de iso-butilo, (met)acrilato de bencilo, (met)acrilato de laurilo, (met)acrilato de 2(N,N-dimetilamino)etilo, (met)acrilato de 2,3-dibromopropilo, bis[2-(aminocarboxi)etan-1-ol]dimetacrilato de N,N’(2,2,4-trimetilhexametileno), bis[2-(aminocarboxi)propano-1,3-diol]tetrametacrilato de N,N’-(2,2,4trimetilhexametileno) (que puede denominarse a continuación en el presente documento U4TH), bromuro de (met)acriloiloxidodecilpiridinio, cloruro de (met)acriloiloxidodecilpiridinio, tri(met)acrilato de trimetilolpropano, tri(met)acrilato de trimetiloletano y tetra(met)acrilato de pentaeritritol. En el presente documento, el término “(met)acrilato de” se refiere a un éster de ácido acrílico y/o un éster de ácido metacrílico.

Un monómero polimerizable distinto de los monómeros polimerizables (A), (B), y (C) que puede usarse en la presente invención incluye, por ejemplo, ésteres de (met)acrilamida de ácido -cianoacrílico, ácido (met)acrílico, ácidos acrílicos -halogenados, ácido crotónico, ácido cinámico, ácido sórbico, ácido maleico, ácido itacónico, y similares, derivados de (met)acrilamida, ésteres vinílicos, vinil éteres, derivados de mono-N-vinilo y derivados estirénicos, entre los cuales se usa preferiblemente el éster de ácido (met)acrílico.

El monómero polimerizable se usa individualmente o en una combinación de varias clases, y como monómero polimerizable, se usa un monómero conocido en el material dental sin limitación particular.

El monómero polimerizable está contenido en la cantidad total de preferiblemente desde 12 hasta 30 partes en peso, y más preferiblemente desde 17 hasta 27 partes en peso, basándose en 100 partes en peso de la cantidad total de las partículas inorgánicas, desde el punto de vista de obtener una propiedad de manipulación adecuada en el caso de llevar a cabo una carga directa.

Además, en la presente invención, el monómero polimerizable tiene una viscosidad a 40ºC preferiblemente desde 20 hasta 400 mPa•s, y más preferiblemente desde 40 hasta 200 mPa•s, desde el punto de vista de obtener una propiedad de manipulación adecuada en el caso de llevar a cabo una carga directa. En el presente documento, en el caso en el que se usen dos o más clases de monómeros polimerizables, la viscosidad del monómero polimerizable global puede expresarse mediante una viscosidad promedio ponderada de los monómeros polimerizables, y los monómeros polimerizables tienen una viscosidad promedio a 40ºC de preferiblemente desde 20 hasta 400 mPa•s, y más preferiblemente desde 40 hasta 200 mPa•s. En la presente memoria descriptiva, la viscosidad del monómero polimerizable se mide según el método descrito en los ejemplos expuestos más adelante.

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La polimerización del monómero polimerizable puede llevarse a cabo según un método conocido usando un iniciador de la polimerización, si es necesario.

Como iniciador de la polimerización, puede usarse un iniciador de la polimerización conocido, y el iniciador de la polimerización se selecciona habitualmente teniendo en consideración la capacidad de polimerización del monómero polimerizable y las condiciones de polimerización.

En un caso en el que la polimerización se lleva a cabo a una temperatura ambiental, por ejemplo, se usa preferiblemente un iniciador de la polimerización redox, tal como una mezcla de peróxido orgánico/amina o una mezcla de peróxido orgánico/amina/ácido sulfínico (o una sal del mismo). Cuando se usa el iniciador de la polimerización redox, es necesario tener una forma de envoltura en la que un agente oxidante y un agente reductor se envuelvan por separado, para mezclar ambos componentes inmediatamente antes de su uso. El agente oxidante incluye peróxidos orgánicos tales como peróxidos de diacilo, peroxiésteres, peróxidos de dialquilo, peroxicetales, peróxidos de cetona e hidroperóxidos. Específicamente, el peróxido de diacilo incluye peróxido de benzoílo, peróxido de 2,4-diclorobenzoílo, peróxido de m-toluoílo, y similares. El peroxiéster incluye, por ejemplo, benzoato de tbutilperoxilo, isoftalato de bis-t-butilperoxilo, 2,5-dimetil-2,5-bis(benzoilperoxi)hexano, hexanoato de t-butilperoxi-2etilo y carbonato de t-butilperoxiisopropilo. El peróxido de dialquilo incluye, por ejemplo, peróxido de dicumilo, peróxido de di-t-butilo y peróxido de lauroílo. El peroxicetal incluye, por ejemplo, 1,1-bis(t-butilperoxi)3,3,5trimetilciclohexano. El peróxido de cetona incluye, por ejemplo, peróxido de metil etil cetona. El hidroperóxido incluye, por ejemplo, hidroperóxido de t-butilo. Como agente reductor, se usa habitualmente una amina terciaria, y la amina terciaria incluye, por ejemplo, N,N-dimetilanilina, N,N-dimetil-p-toluidina, N,N-dimetil-m-toluidina, N,N-dietil-ptoluidina, N,N-dimetil-3,5-dimetilanilina, N,N-dimetil-3,4-dimetilanilina, N,N-dimetil-4-etilanilina, N,N-dimetil-4-ipropilanilina, N,N-dimetil-4-t-butilanilina, N,N-dimetil-3,5-di-t-butilanilina, N,N-di(2-hidroxietil)-p-toluidina, N,N-di(2hidroxietil)-3,5-dimetilanilina, N,N-di(2-hidroxietil)-3,4-dimetilanilina, N,N-di(2-hidroxietil)-4-etilanilina, N,N-di(2hidroxietil)-4-i-propilanilina, N,N-di(2-hidroxietil)-4-t-butilanilina, N,N-di(2-hidroxietil)-3,5-di-i-propilanilina, N,N-di(2hidroxietil)-3,5-di-t-butilanilina, 4-dimetilaminobenzoato de etilo, 4-dimetilaminobenzoato de n-butoxietilo, 4dimetilaminobenzoato de (2-metacriloiloxi)etilo, trimetilamina, trietilamina, N-metildietanolamina, N-etildietanolamina, N-n-butildietanolamina, N-laurildietanolamina, trietanolamina, metacrilato de (2-dimetilamino)etilo, dimetacrilato de Nmetildietanolamina, dimetacrilato de N-etildietanolamina, monometacrilato de trietanolamina, dimetacrilato de trietanolamina, trimetacrilato de trietanolamina, y similares. Además de lo anterior, se usa adecuadamente un iniciador de oxidación-reducción, tal como una mezcla de hidroperóxido de cumeno/tiourea, una mezcla de ácido ascórbico/sal de Cu2+, y un ácido organosulfínico (o una sal del mismo)/amina/peróxido, tributilborano, un ácido organosulfínico o similar.

Cuando se lleva a cabo una fotopolimerización mediante irradiación con luz visible, se prefiere un iniciador de oxidación-reducción, tal como una -dicetona/amina terciaria, una -dicetona/aldehído o una dicetona/mercaptano. El fotoiniciador de la polimerización incluye, por ejemplo, una -dicetona/agente reductor, un cetal/agente reductor, una tioxantona/agente reductor, y similares. Ejemplos de la -dicetona incluyen canforquinona, bencilo, 2,3-pentanodiona, y similares. Los ejemplos del cetal incluyen bencil dimetil cetal, bencil dietil cetal, y similares. Ejemplos de la tioxantona incluyen 2-clorotioxantona, 2,4-dietiltioxantona, y similares. Ejemplos del agente reductor incluyen una cetona de Michler, y similares; aminas terciarias tales como metacrilato de 2-(dimetilamino)etilo, N,N-bis[(met)acriloiloxietil]-N-metilamina, N,N-dimetilaminobenzoato de etilo, 4dimetilaminobenzoato de butilo, 4-dimetilaminobenzoato de butoxietilo, N-metildietanolamina, 4dimetilaminobenzofenona, N,N-di(2-hidroxietil)-p-toluidina y dimetilaminofenantrol; aldehídos tales como citronelal, aldehído laurílico, ftaldialdehído, dimetilaminobenzaldehído y tereftalaldehído; compuestos que tienen un grupo tiol, tales como ácido tiosalicílico, ácido tiobenzoico, y similares, por ejemplo, 2-mercaptobenzooxazol, decanotiol, 3mercaptopropiltrimetoxisilano, 4-mercaptoacetofenona, o similares; y similares. También se usa preferiblemente una mezcla de -dicetona/peróxido orgánico/agente reductor obtenida añadiendo un peróxido orgánico a estos sistemas de oxidación-reducción.

Cuando se lleva a cabo una fotopolimerización mediante irradiación con luz ultravioleta, se prefiere un alquil éter de benzoína, bencil dimetil cetal, o similar. Además, se usa preferiblemente fotoiniciador de la polimerización de óxido de acilfosfina. El óxido de acilfosfina incluye, por ejemplo, metil éter de benzoílo, óxido de 2,4,6trimetilbenzoildifenilfosfina, óxido de 2,6-dimetoxibenzoildifenilfosfina, óxido de 2,6-diclorobenzoildifenilfosfina, óxido de 2,3,5,6-tetrametilbenzoildifenilfosfina, fosfonato de benzoil-di-(2,6-dimetilfenilo) y óxido de 2,4,6trimetilbenzoiletoxifenilfosfina. Estos iniciadores de la polimerización de óxido de acilfosfina pueden usarse solos, o junto con un agente reductor, tales como diversas aminas, aldehídos, mercaptanos y sulfinatos. El iniciador de la polimerización de óxido de acilfosfina puede usarse adecuadamente junto con el fotoiniciador de la polimerización de la luz visible.

Los iniciadores de la polimerización pueden usarse solos o en una combinación apropiada de dos o más clases. Los iniciadores de la polimerización están contenidos en la cantidad total de preferiblemente desde 0,1 hasta 10 partes en peso, y más preferiblemente desde 0,2 hasta 5,0 partes en peso, basándose en 100 partes en peso de la cantidad total de los monómeros polimerizables.

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volumen acumulativa calculada en porcentaje en volumen es del 50% contado desde los tamaños de partículas más pequeños.

Aparato de medición: Modelo CAPA500 (fabricado por Horiba, LTD.)

Software de análisis: Método de precipitación centrífuga de transmisión de luz

Dispersión: Hexametafosfato de sodio al 0,2%

Condiciones de dispersión: Se añaden 15 mg de muestra a 20 ml de la dispersión anterior, y se dispersa la mezcla con un dispersador ultrasónico, para preparar una dispersión que contiene muestra.

Condiciones de medición: Se mide la dispersión que contiene muestra anterior para obtener la mediana del tamaño de partícula en volumen y la razón del número de partículas que tienen un tamaño de partícula desde 0,01 hasta 100 m.

[Tamaño de partícula promedio de partículas inorgánicas (B): Método de medición 2]

Usando un microscopio electrónico de barrido de alto rendimiento (S-4500, fabricado por HITACHI, LTD.), se observa una carga en la condición de un voltaje de aceleración de 15 kV, y se obtiene una imagen que tiene un aumento de 10.000 veces. Usando un software de medición de la distribución del tamaño de partícula por análisis de imágenes (MAC-Vista Ver. 3.5, fabricado por MOUNTECH Co., Ltd.), se miden 100 partículas seleccionadas aleatoriamente, y se obtiene la mediana del tamaño de partícula en volumen a partir de la distribución de volumen.

[Viscosidad de monómero polimerizable]

Se coloca un monómero preparado en un aparato de medición de la viscosidad (viscosímetro modelo TV-30, fabricado por TOKI SANGYO CO., LTD.), y se toma la medición de viscosidad al tiempo que se mantiene la temperatura a 40ºC. Se lleva a cabo la medición en condiciones de un diámetro de cono de 48 mm, un ángulo de inclinación del cono de 0,8º y una velocidad de rotación de 100 r/min.

[Viscosidad de la composición]

Se coloca una pasta preparada sobre un reómetro (AR2000, fabricado por TA Instruments, Japón), y se toma la medición de viscosidad al tiempo que se mantiene la temperatura a 25ºC. Se lleva a cabo la medición en condiciones de un diámetro de una placa paralela de 20 mm y una velocidad de cizalladura de 1,0 s-1 haciendo girar las placas en una dirección dada.

Ejemplo de producción 1 de partículas inorgánicas

Se trituró o molió vidrio de bario “Ray-Solb E-3000” (fabricado por Specialty Glass) con un molino de bolas de vibración, para dar un polvo de partículas inorgánicas finas que tenían una forma irregular, teniendo el polvo de partículas inorgánicas finas una mediana del tamaño de partícula en volumen de 2,5 m y que contenía el número de partículas que tenían tamaño de partículas desde 0,2 hasta 50 m en una proporción del 99% en volumen. Se cargó un matraz de tres bocas con 100 g de las partículas inorgánicas resultantes que tenían formas irregulares, teniendo las partículas inorgánicas un tamaño de partícula promedio de 2,5 m, 2,0g de 11metacriloiloxiundeciltrimetoxisilano y 200 ml de tolueno, y se agitaron los componentes a temperatura ambiente durante 2 horas. Se eliminó por destilación el tolueno a presión reducida, y entonces se sometió el residuo a secado a vacío a 40ºC durante 16 horas. Además, se calentó el residuo secado a 90ºC durante 3 horas, para dar partículas inorgánicas (a-1) que tenían un tamaño de partícula promedio de 2,5 m.

Ejemplo de producción 2 de partículas inorgánicas

Se trituró o molió vidrio de bario “Ray-Solb E-3000” (fabricado por Specialty Glass) con un molino de bolas de vibración, para dar un polvo de partículas inorgánicas finas que tenían una forma irregular, teniendo el polvo de partículas inorgánicas finas una mediana del tamaño de partícula en volumen de 2,5 m y que contenía el número de partículas que tenían tamaño de partículas desde 0,2 hasta 50 m en una proporción del 99% en volumen. Se cargó un matraz de tres bocas con 100 g de las partículas inorgánicas resultantes que tenían formas irregulares, teniendo las partículas inorgánicas un tamaño de partícula promedio de 2,5 m, 2,0g de3metacriloiloxipropiltrimetoxisilano y 200 ml de tolueno, y se agitaron los componentes a temperatura ambiente durante 2 horas. Se eliminó por destilación el tolueno a presión reducida, y entonces se sometió el residuo a secado a vacío a 40ºC durante 16 horas. Además, se calentó el residuo secado a 90ºC durante 3 horas, para dar partículas inorgánicas (a-2) que tenían un tamaño de partícula promedio de 2,5 m.

Ejemplo de producción 3 de partículas inorgánicas

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[Tabla 2]

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Puede observarse a partir de los resultados anteriores que las composiciones para uso dental de los ejemplos tienen una propiedad de formación y consistencia más favorables, y una resistencia a la flexión más excelente, en comparación con las de las composiciones para uso dental de los ejemplos comparativos. Entre ellas, a partir de la comparación de los ejemplos 1, 9 y 10, en el caso en el que se usan partículas inorgánicas tratadas con un agente de acoplamiento de silano que tiene una cadena de alquilo de 11, el equilibrio hidrófobo de la superficie de las partículas inorgánicas es el más favorable, de modo que se obtiene una composición que también tiene una resistencia suficiente, al tiempo que tiene una viscosidad apropiada. Además, puede observarse a partir de la comparación de los ejemplos 1, 15 y 16 que cuanto mayor sea el tamaño de partícula de las partículas inorgánicas que tienen tamaños de partícula grandes, más pequeña será el área de superficie específica, de modo que la viscosidad disminuye y la resistencia aumenta. Puede observarse a partir de la comparación de los ejemplos 1 y 4 a 8 que se obtiene una composición que tiene una viscosidad y resistencia apropiadas usando las dos clases de las partículas inorgánicas tal como se definen en la presente invención, independientemente de la viscosidad del monómero polimerizable usado. Por otro lado, a partir de los resultados del ejemplo comparativo 4, cuando se usan las partículas inorgánicas que tienen tamaños de partícula pequeños tratadas con un agente de acoplamiento de silano que tiene una cadena de alquilo larga, apenas hay efecto de proporcionar viscosidad, de modo que no pudo obtenerse una composición que tuviese una viscosidad deseada. A partir de los resultados del ejemplo comparativo 3, cuando se usan las partículas inorgánicas que tienen tamaños de partícula grandes tratadas con un agente de acoplamiento de silano que tiene una cadena de alquilo corta, el tratamiento hidrófobo de la superficie de las partículas inorgánicas es insuficiente, de modo que la viscosidad aumenta presumiblemente. A partir de los resultados de los ejemplos comparativos 8 y 9, incluso cuando se usan agentes de acoplamiento de silano que tienen diferentes longitudes de cadena de alquilo en el tratamiento de partículas inorgánicas que tienen el mismo tamaño de partícula, no se encuentran los efectos de la presente invención, de modo que puede observarse que la combinación de tamaños de partícula de las partículas tratadas con los agentes de acoplamiento de silano es importante. Además, con respecto a las partículas inorgánicas que tienen tamaños de partícula grandes, puede observarse a partir de los resultados del ejemplo comparativo 7 que no se obtiene un efecto suficiente en el caso en el que las formas de las partículas inorgánicas son esféricas. Se sugiere a partir de estos hallazgos que pueden obtenerse composiciones que tienen una viscosidad y resistencia apropiadas mediante el uso combinado de las partículas inorgánicas que tienen tamaños de partícula grandes que se tratan con un agente de acoplamiento de silano que tiene una cadena de alquilo larga, y tienen formas irregulares, teniendo las partículas inorgánicas tamaños de partícula pequeños que se tratan con un agente de acoplamiento de silano que tiene una cadena de alquilo corta.

Ejemplo de prueba 4 (medición de la viscoelasticidad dinámica)

Se midieron el módulo de almacenamiento (G’) y módulo de pérdida (G”) para las resinas compuestas de tipo pasta para uso dental, preparadas en los ejemplos 1, 3 a 6, y 16 y los ejemplos comparativos 1, 3, 5, 7 y 8 en las condiciones de medición facilitadas a continuación, y se calcularon el periodo de tiempo durante el cual tan  [(G”)/(G’)] satisface 1 o menos, y el valor de tan  tras 70 segundos desde el comienzo de la medición, respectivamente. Los resultados se muestran en la tabla 3.

[Condiciones de medición]

Aparato: reómetro (AR2000, fabricado por TA Instruments)

Plantilla: 20 mm, una placa paralela hecha de aluminio

Soporte de muestra: acero inoxidable

Temperatura de medición: 37ºC

Hueco: 500 m

Método de carga: Se aplica una tensión del 100% a una frecuencia de 1 Hz a una muestra que va a medirse durante 1 minuto, y posteriormente se aplica una tensión del 1% a una frecuencia de 1 Hz (el punto de tiempo en el que se inicia la aplicación de una tensión del 1% se define como el comienzo de la medición).

[Tabla 3]

Propiedades físicas: Ejemplos

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Periodo de tiempo durante el cual tan  satisface 1 o menos (s): 16,8 14,5 32,6 20,5 10,7 58,5

Valor de tan  tras 70 segundos: 0,90 0,80 0,85 0,95 0,80 0,90

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Claims

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