JP2001279023A - クロロプレン系ゴム組成物 - Google Patents

クロロプレン系ゴム組成物

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JP2001279023A
JP2001279023A JP2000176376A JP2000176376A JP2001279023A JP 2001279023 A JP2001279023 A JP 2001279023A JP 2000176376 A JP2000176376 A JP 2000176376A JP 2000176376 A JP2000176376 A JP 2000176376A JP 2001279023 A JP2001279023 A JP 2001279023A
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phenylene group
triazine
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靖 阿部
Hiroyuki Ishiguro
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 クロロプレン系ゴムに従来使用されてきたエ
チレンチオウレアなどの汎用の加硫促進剤に代わる新規
な加硫促進剤を提供する。 【解決手段】 下記の一般式(1)で示される構造を有
する化合物と一般式(2)で示される構造を有する化合
物を組み合わせてなるクロロプレン系ゴム用加硫促進
剤、これを配合してなる加硫可能なクロロプレン系ゴム
組成物。 【化1】 【化2】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、クロロプレン系ゴ
ムに従来使用されているエチレンチオウレアやトリメチ
ルチオウレアなどの加硫促進剤に代わる新規な加硫促進
剤に関する。更に詳しくは、本発明は下記の一般式
(1)で示される構造を有する化合物と一般式(2)で
示される構造を有する化合物を組み合わせてなる加硫促
進剤と、これを含有したクロロプレン系ゴム組成物に関
するものであり、更に詳しくは加硫することによって、
引張強度や伸び、圧縮永久ひずみなどの物性に優れるク
ロロプレン系ゴム組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】クロロプレン系ゴムの加硫促進剤として
は、エチレンチオウレアやトリメチルチオウレアなどが
使用されている。また、本願の一般式(1)で示される
構造の化合物を単独で加硫促進剤として用いられること
は知られている(特開昭59−109541号公報)。
しかしながら、一般式(1)で示される構造の化合物を
単独で加硫促進剤として使用した場合には加硫が遅く、
加硫してなる配合物の機械的特性が十分でない。また、
本願の一般式(2)で示される構造の化合物を単独で加
硫促進剤として用いられることも知られている(特開昭
51−55347号公報、特開昭58−222129号
公報、特開昭62−86034号公報)。しかしなが
ら、一般式(2)で示される構造の化合物を単独で加硫
促進剤として使用した場合には、スコーチタイムが短い
為に極めてスコーチし易いという欠点を有している。更
に、本願の一般式(1)で示される構造の化合物と一般
式(2)で示される構造の化合物の組み合わせて加硫促
進剤として用いた例はこれまではなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、クロ
ロプレン系ゴムに従来使用されてきたエチレンチオウレ
アなどの汎用の加硫促進剤に代わる新規な加硫促進剤を
提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意検討を重ねたところ、クロロプレン
系ゴムの加硫促進剤として使用されていなかった、下記
の一般式(1)と(2)で規定される化合物を組み合わ
せた新規な加硫促進剤を使用することによりクロロプレ
ン系ゴムを架橋し得ることを見出し、本発明を完成させ
るに到った。すなわち本発明は、下記の一般式(1)と
(2)で表される構造を有する化合物を組み合わせてな
るクロロプレン系ゴム用加硫促進剤である。
【0005】
【化3】
【0006】(但し、一般式(1)においてRは、O、
S、アルキレン基、フェニレン基、シクロアルキレン
基、スルホン基、(フェニレン基)−(アルキレン基)
−(フェニレン基)、(フェニレン基)−O−(フェニ
レン基)または(フェニレン基)−O−(フェニレン
基)−アルキレン基−(フェニレン基)−O−(フェニ
レン基)のいずれかであり、フェニレン基またはアルキ
レン基には炭素数1〜5個のアルキル基が水素を置換し
ていても良く、Rが何も無く窒素原子同士が直接結合し
ても良い。)
【0007】上記の一般式(1)で示される構造を有す
るの化合物としては、N,N’−(m−フェニレン)ビ
スマレイミド、N,N’−(4,4’−ジフェニルメタ
ン)ビスマレイミド、ビス(3−エチル−5−メチル−
4−マレイミドフェニル)メタンまたは2,2’−ビス
(4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル)プロパ
ンであることが好ましい。
【0008】
【化4】
【0009】(但し、一般式(2)においてR1、R2
としては、それぞれSH、SX、R’、OR’、S
R’、NR’R”、COOHまたは塩素のいずれかであ
り、Xはアルカリ金属であり、R’またはR”は水素ま
たは炭素数1〜10のアルキル基または、フェニル基で
ある。)
【0010】上記の一般式(2)で示される構造を有す
る化合物としては、2,4,6−トリメルカプト−s−
トリアジン、2−ジブチルアミノ−4,6−ジメルカプ
ト−s−トリアジン、2,4,6−トリメルカプト−s
−トリアジン−モノナトリウム塩または2−アニリノ−
4,6−ジメルカプト−s−トリアジンであることが好
ましい。
【0011】また、本発明は上記の加硫促進剤を配合し
てなる加硫可能なクロロプレン系ゴム組成物である。ま
た、本発明のクロロプレン系ゴムは、キサントゲン変性
クロロプレン系ゴム、メルカプタン変性クロロプレン系
ゴム及び硫黄変性クロロプレンゴムから選ばれた1種ま
たは2種以上であることが好ましい。また、本発明のク
ロロプレン系ゴム組成物は、金属化合物を少なくとも1
種添加されていることが好ましい。金属化合物は酸化亜
鉛であることが特に好ましい。
【0012】更に、本発明は上記のクロロプレン系ゴム
を加硫することによって得られる加硫物である。
【0013】以下、本発明について更に詳細に説明す
る。本発明で用いる上記の一般式(1)の構造を有する
化合物は、ビスマレイミドの2つの窒素の間にO、S、
アルキレン基、フェニレン基、シクロアルキレン基、ス
ルホン基、(フェニレン基)−(アルキレン基)−(フ
ェニレン基)、(フェニレン基)−O−(フェニレン
基)または(フェニレン基)−O−(フェニレン基)−
アルキレン基−(フェニレン基)−O−(フェニレン
基)のいずれかであるか、または2つの窒素が直接連結
されたNN’−連結ビスマレイミドである。また上記フ
ェニレン基またはアルキレン基には炭素数1〜5のアル
キル基が水素を置換していても良い。
【0014】また、上記の一般式(2)の構造を有する
化合物は、上記の一般式(2)においてR1、R2とし
ては、それぞれSH、SX、R’、OR’、SR’、N
R’R”、COOHまたは塩素のいずれかであり、Xは
アルカリ金属であり、R’またはR”は水素または炭素
数1〜10のアルキル基または、フェニル基である。
【0015】本発明で用いる一般式(1)の構造を有す
る化合物としては、N,N’−ビスマレイミド、N,
N’−メチレンビスマレイミド、N,N’−エチレンビ
スマレイミド、N,N’−プロピレンビスマレイミド、
N,N’−ヘキサメチレンビスマレイミド、N,N’−
(o−フェニレン)ビスマレイミド、N,N’−(m−
フェニレン)ビスマレイミド、N,N’−(p−フェニ
レン)ビスマレイミド、N,N’−(2,4−トリレ
ン)ビスマレイミド、N,N’−デュリレンジマレイミ
ド、N,N’−(4,4(2,2,’ジクロロビフェニ
レン))ジマレイミド、N,N’−(4,4’−メチレ
ンジフェニル)ジマレイミド、N,N’−(1,4−デ
ュリレンジエチレン)ジマレイミド、N,N’−(4,
4’スルホニルジフェニル)ジマレイミド、2,6−ビ
ス(マレイミドメチル)−t−ブチルフェノール、N,
N’−オキシジメチレンジマレイミド、N,N’−
(4,4’−ジフェニルメタン)ビスマレイミド、ビス
(3−エチル−5−メチル−4−マレイミドフェニル)
メタン、2,2’−ビス(4−(4−マレイミドフェノ
キシ)フェニル)プロパンなどが挙げられる。
【0016】上記の一般式(1)で示される構造を有す
る化合物が、N,N’−(m−フェニレン)ビスマレイ
ミド、N,N’−(4,4’−ジフェニルメタン)ビス
マレイミド、ビス(3−エチル−5−メチル−4−マレ
イミドフェニル)メタンまたは2,2’−ビス(4−
(4−マレイミドフェノキシ)フェニル)プロパンであ
ることが好ましい。
【0017】本発明で用いる一般式(2)の構造を有す
る化合物としては、2,4,6−トリメルカプト−s−
トリアジン、2−メトキシ−4,6−ジメルカプト−s
−トリアジン、2−エトキシ−4,6−ジメルカプト−
s−トリアジン、2−モルホリノ−4,6−ジメルカプ
ト−s−トリアジン、2−フェノキシ−4,6−ジメル
カプト−s−トリアジン、2−ブチルアミノ−4,6−
ジメルカプト−s−トリアジン、2−アニリノ−4,6
−ジメルカプト−s−トリアジン、2−ナフチルアミノ
−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン、2−メチル
アミノ−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン、2−
ジエチルアミノ−4,6−ジメルカプト−s−トリアジ
ン、2−ジブチルアミノ−4,6−ジメルカプト−s−
トリアジン、2−ジフェニルアミノ−4,6−ジメルカ
プト−s−トリアジン、2−ジシクロヘキシルアミノ−
4,6−ジアミノ−s−トリアジン、2−ピペリジル−
4,6−ジメルカプト−s−トリアジン、2−クロロ−
4,6−ジメルカプト−s−トリアジン、及び上記化合
物のナトリウム塩、2,4−ジメトキシ−6−メルカプ
ト−s−トリアジン、2,4−ジエトキシ−6−メルカ
プト−s−トリアジン、2,4−ジモルホリノ−6−メ
ルカプト−s−トリアジン、2,4−ジフェノキシ−6
−メルカプト−s−トリアジン、2,4−ジブチルアミ
ノ−6−メルカプト−s−トリアジン、2,4−ジアニ
リノ−6−メルカプト−s−トリアジン、2,4−ジナ
フチルアミノ−6−メルカプト−s−トリアジン、2,
4−ジメチルアミノ−6−ジメルカプト−s−トリアジ
ン、2,4−ビスジエチルアミノ−6−メルカプト−s
−トリアジン、2,4−ビスジブチルアミノ−6−メル
カプト−s−トリアジン、2,4−ビスジフェニルアミ
ノ−6−メルカプト−s−トリアジン、2,4−ビスジ
シクロヘキシルアミノ−6−アミノ−s−トリアジン、
2,4−ジピペリジル−6−メルカプト−s−トリアジ
ン、2,4−ジクロロ−6−メルカプト−s−トリアジ
ンなどが挙げられる。
【0018】上記の一般式(2)で示される構造を有す
る化合物が2,4,6−トリメルカプト−s−トリアジ
ン、2−ジブチルアミノ−4,6−ジメルカプト−s−
トリアジン、2,4,6−トリメルカプト−s−トリア
ジン−モノナトリウム塩または2−アニリノ−4,6−
ジメルカプト−s−トリアジンであることが好ましい。
【0019】添加される一般式(1)で表される化合物
の量は、ゴム100質量部あたり0.01〜20質量
部、好ましくは0.1質量部〜10質量部の範囲内であ
ることが好ましい。なお、本明細書において他に注記し
たものを除き、全ての部はゴム100質量部あたりの部
数(質量部)であり、そして百分率は全組成物の質量に
よる。
【0020】添加される一般式(2)で表される化合物
の量は、ゴム100質量部あたり0.01〜20質量
部、好ましくは0.1質量部〜10質量部の範囲内であ
ることが好ましい。
【0021】クロロプレン系ゴムはクロロプレン系単量
体の重合体であり、一般に乳化重合により製造される
が、本発明で用いるクロロプレン系ゴムとしては、クロ
ロプレンの単独重合体またはクロロプレンと共重合可能
な他の単量体1種以上との混合物(以下クロロプレン系
単量体と称する)を重合して得られた共重合体(以下ク
ロロプレン系ゴムと称する)が用いられる。クロロプレ
ンと共重合可能な単量体としては、例えば、2,3−ジ
クロロ−1,3−ブタジエン、1−クロロ−1,3−ブ
タジエン、硫黄、スチレン、アクリロニトリル、メタク
リロニトリル、イソプレン、ブタジエン、並びにアクリ
ル酸、メタクリル酸及びこれらのエステル類などであ
り、本発明の目的を満たす範囲で用いることが出来る。
【0022】本発明で用いるクロロプレン系ゴムを得る
重合方法には特に制限はなく、通常の重合方法が使用で
き、クロロプレン系単量体をクロロプレンの重合に一般
に用いられる重合開始剤の存在下に、通常用いられる方
法により乳化重合して得ることが出来る。この乳化重合
を実施する場合の乳化剤に制限はなく、一般にクロロプ
レンの乳化重合に使用される乳化剤、例えば炭素数6〜
22の飽和または不飽和の脂肪族のアルカリ金属塩、ロ
ジン酸または不均化ロジン酸のアルカリ金属塩、β−ナ
フタレンスルホン酸のホルマリン縮合物のアルカリ金属
塩などが用いられる。
【0023】クロロプレン系ゴムは、分子量調整剤の種
類により、イオウ変性タイプ、メルカプタン変性タイ
プ、キサントゲン変性タイプに分類される。イオウ変性
タイプは、イオウとクロロプレン系単量体を共重合した
ポリマーをチウラムジスルフィドで可塑化し、所定のム
ーニー粘度に調整するものである。メルカプタン変性タ
イプは、n−ドデシルメルカプタン、tert−ドデシ
ルメルカプタン、オクチルメルカプタン等のアルキルメ
ルカプタン類を分子量調整剤に使用するものである。ま
た、キサントゲン変性タイプは、アルキルキサントゲン
化合物を分子量調整剤に使用するものである。本発明の
クロロプレン系ゴムとしては、これらのうちから選ばれ
た1種または2種以上を混合して用いることができる。
【0024】重合開始剤としては特に制限されないが、
クロロプレンの乳化重合に一般に用いられる公知の過硫
酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、
過酸化水素、t−ブチルハイドロパーオキサイドなどの
有機過酸化物類が用いられる。
【0025】本発明において重合温度及びモノマーの最
終転化率は特に制限されないが、重合温度は0〜50℃
であることが好ましく、更に20〜50℃であることが
好ましい。また、モノマーの転化率は60〜90質量%
の範囲に入るように行うことが好ましく、この転化率に
達した時点で重合禁止剤を少量添加して重合を停止させ
る。重合禁止剤としては、例えば、チオジフェニルアミ
ン、4−ターシャリーブチルカテコール、2,2−メチ
レンビス−4−メチル−6−ターシャリーブチルフェノ
ールなどの通常用いられる禁止剤が用いられる。
【0026】未反応の単量体は、例えば、スチームスト
リッピング法によって除去し、その後、ラテックスのp
Hを調整し、常法の凍結凝固、水洗、熱風乾燥などの方
法により重合体を単離することができる。
【0027】本発明で用いるクロロプレン系ゴム組成物
におけるゴム成分は、クロロプレン系ゴムを主成分とす
るものであるが、クロロプレン系ゴムの他に、必要に応
じて天然ゴム、ブチルゴム、BR、NBR、EPDM等
を含有することができる。
【0028】本発明で加硫剤として用いられる金属およ
び金属化合物としてはベリリウム、マグネシウム、亜
鉛、カルシウム、カドミウム、ストロンチウム、バリウ
ム、ゲルマニウム、チタニウム、錫、ジルコニウム、
鉛、アンチモン、バナジウム、砒素、ビスマス、クロ
ム、モリブデン、タングステン、テルル、セレン、鉄、
ニッケル、コバルト、オスミウムなどの元素単体およ
び、上記元素の酸化物および水酸化物が用いられる。
【0029】好ましくは、上記の加硫剤として用いられ
る金属化合物のうち酸化カルシウム、酸化亜鉛、酸化
鉛、二酸化アンチモン、三酸化アンチモンが用いられ
る。これらは2種以上を併用して用いることもできる。
金属化合物のうち酸化亜鉛が特に好ましい。これらの金
属酸化物の添加量は、ゴム100質量部に対して2〜2
0質量部が好ましい。
【0030】更に好ましくは、上記金属化合物のうち酸
化マグネシウムについては、加硫促進剤の種類によって
は、酸化マグネシウムを添加することにより加硫速度が
遅くなる場合があるため、添加量を2質量部以下もしく
は添加しない方が好ましい。
【0031】本発明のクロロプレン系ゴム組成物は、従
来よりゴム、プラスチックに使用されている各種の添加
剤を用途に応じてそれぞれの目標物性に到達するように
配合することができる。これらの添加剤としては、補強
剤、軟化剤、加工助剤、老化防止剤等が挙げられる。
【0032】補強剤としてはカーボンブラック、シリカ
等が挙げられ、ゴムの機械強度を増大させるために用い
られる。補強剤の添加量は、一般的には、ゴム100質
量部に対して20〜80質量部程度である。また、炭酸
カルシウム、クレー、タルク等の充填剤も必要に応じて
添加することができる。
【0033】軟化剤としては、潤滑油、プロセスオイ
ル、パラフィン、流動パラフィン、ワセリン、石油アス
ファルト等の石油系軟化剤、ナタネ油、アマニ油、ヒマ
シ油、ヤシ油等の脂肪油系軟化剤が挙げられ、ゴム10
0質量部に対して40質量部程度まで添加できる。
【0034】加工助剤としては、ステアリン酸等の脂肪
酸が挙げられ、ゴム100質量部に対して0.5〜5質
量部程度まで添加できる。
【0035】老化防止剤としては、アミン系、イミダゾ
ール系、カルバミン酸金属塩、フェノール系、ワックス
等が挙げられ、ゴム100質量部に対して0.5〜10
質量部程度添加することができる。
【0036】本発明のクロロプレン系ゴム組成物は、良
好な加工性を有するため、通常のゴムと同様の方法で、
ニーダー、バンバリーまたはロール等の混練り機によっ
て混合し、目的に応じた形状に成形加工し成形加硫物を
得ることが出来る。具体的には各成分を加硫温度以下の
温度で混練し、次いでその混合物を各種形状に成形して
加硫して加硫物を得る。加硫時の温度や加硫時間は適宜
設定することができる。加硫温度は130〜200℃が
好ましく、140〜190℃が更に好ましい。
【0037】
【実施例】以下に実施例により本発明を詳しく説明する
が、本発明は下記の実施例により限定されるものではな
い。 実施例及び比較例 表1および表2に示す配合処方により、8インチロール
を用いて配合して得たクロロプレン系ゴム組成物の加硫
物について物性試験を行ない、結果を表1および表2に
示した。油圧プレスにて160℃×30分間加硫した試
験片の引張強度、伸び等の力学的特性は、JIS K6
251に準拠して行った。硬度は、JIS K6253
に準拠してデュロメータ硬さ計を用いて測定を行った。
油圧プレスにて160℃×35分間加硫したサンプルの
圧縮永久ひずみ試験は、JIS K6262に準拠して
(試験条件は100℃×70時間)行った。更に、加硫
促進剤として従来使用されているエチレンチオウレア及
びN,N’−(m−フェニレン)ビスマレイミド及び
2,4,6−トリメルカプト−s−トリアジンを使用し
て同様に試験し、比較例1、2、3として結果を表2に
併せて示した。
【0038】ムーニースコーチ試験は、JIS K63
00に準拠して、L形ローターを使用して、試験温度1
25℃におけるスコーチタイム(t5)を測定した。
【0039】振動式加硫試験機による加硫試験は、東洋
精機製AUTOMATIC ROTORLESS RH
EOMETER ALR−2を用いて160℃で測定を
行い、JIS K6300に準拠して、T90とT10を求
めた。
【0040】
【表1】
【0041】
【表2】
【0042】表1、表2で用いたクロロプレンゴム(M
−40)は、電気化学工業株式会社製メルカプタン変性
タイプのクロロプレンゴムである。 表1、表2で用いたMgOは、協和化学工業株式会社
製、キョウワマグ150 表1、表2で用いたZnOは、堺化学工業株式会社製、
亜鉛華2種 表1、表2で用いた#22(エチレンチオウレア)は、
川口化学工業株式会社製、アクセル 22−S 表1、表2で用いたHAFは、旭カーボン株式会社、#
70
【0043】
【発明の効果】実施例に示した通り、本発明の一般式
(1)で表される化合物と一般式(2)で表される化合
物を組み合わせてなる新規な加硫促進剤を用いて、比較
例2で示したような一般式(1)のみを加硫促進剤とし
て使用したものより、加硫速度が早く、ゴム弾性を表す
圧縮永久歪みに優れ、比較例3で示したような一般式
(2)のみを加硫促進剤として使用したものよりスコー
チタイムが長いことより加工安定性に優れており、比較
例1に示したような従来の加硫促進剤であるエチレンチ
オウレアと同等の加硫促進効果が得られ、引張強度、伸
び、圧縮永久ひずみ等の力学的特性の優れた加硫物が得
られる。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の一般式(1)で示される構造を有
    する化合物と一般式(2)で示される構造を有する化合
    物を組み合わせてなることを特徴とするクロロプレン系
    ゴム用加硫促進剤。 【化1】 (但し、一般式(1)において、RはO、S、アルキレ
    ン基、フェニレン基、シクロアルキレン基、スルホン
    基、(フェニレン基)−(アルキレン基)−(フェニレ
    ン基)、(フェニレン基)−O−(フェニレン基)また
    は(フェニレン基)−O−(フェニレン基)−アルキレ
    ン基−(フェニレン基)−O−(フェニレン基)のいず
    れかであり、フェニレン基またはアルキレン基には炭素
    数1〜5のアルキル基が水素を置換していても良く、R
    が何も無く窒素原子同士が直接結合していても良い。) 【化2】 (但し、一般式(2)においてR1、R2としては、そ
    れぞれSH、SX、R’、OR’、SR’、NR’
    R”、COOHまたは塩素のいずれかであり、Xはアル
    カリ金属であり、R’またはR”は水素または炭素数1
    〜10のアルキル基または、フェニル基である。)
  2. 【請求項2】 一般式(1)で示される構造を有する化
    合物がN,N’−(m−フェニレン)ビスマレイミド、
    N,N’−(4,4’−ジフェニルメタン)ビスマレイ
    ミド、ビス(3−エチル−5−メチル−4−マレイミド
    フェニル)メタンまたは2,2’−ビス(4−(4−マ
    レイミドフェノキシ)フェニル)プロパンであることを
    特徴とする請求項1記載のクロロプレン系ゴム用加硫促
    進剤。
  3. 【請求項3】 一般式(2)で示される構造を有する化
    合物が2,4,6−トリメルカプト−s−トリアジン、
    2−ジブチルアミノ−4,6−ジメルカプト−s−トリ
    アジン、2,4,6−トリメルカプト−s−トリアジン
    −モノナトリウム塩または2−アニリノ−4,6−ジメ
    ルカプト−s−トリアジンである請求項1または2記載
    のクロロプレン系ゴム用加硫促進剤。
  4. 【請求項4】 クロロプレン系ゴムに請求項1記載の化
    合物を配合してなることを特徴とする加硫可能なクロロ
    プレン系ゴム組成物。
  5. 【請求項5】 クロロプレン系ゴムがキサントゲン変性
    クロロプレン系ゴム、メルカプタン変性クロロプレン系
    ゴム及び硫黄変性クロロプレンゴムから選ばれた1種ま
    たは2種以上であることを特徴とする請求項4記載のク
    ロロプレン系ゴム組成物。
  6. 【請求項6】 金属化合物を少なくとも1種添加するこ
    とを特徴とする請求項4または5記載のクロロプレン系
    ゴム組成物。
  7. 【請求項7】 金属化合物が酸化亜鉛であることを特徴
    とする請求項6記載のクロロプレン系ゴム組成物。
  8. 【請求項8】 請求項4〜7のいずれか1項記載のクロ
    ロプレン系ゴム組成物を加硫してなることを特徴とする
    加硫物。
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