JP2015078275A - 成形体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】所定の還元粘度のポリフェニレンエーテル系樹脂(I)と、所定の重量平均分子量のポリプロピレン系樹脂(II)と、を含み、前記ポリフェニレンエーテル系樹脂(I)と前記ポリプロピレン系樹脂(II)との合計100質量部に対して、所定の水素添加ブロック共重合体(III)と、所定のホスフィン酸塩類(IV)と、を含み、実質的にハロゲンを含まず、IEC60112:2003に準じて行なった耐トラッキング性(使用電解液:溶液A)試験により測定されたCTI(比較トラッキング指数)が、500V以上である、成形体。
【選択図】なし
Description
〔1〕
還元粘度が0.25〜0.45dL/gであるポリフェニレンエーテル系樹脂(I)35〜80質量部と、
重量平均分子量Mwが400,000〜1,500,000であるポリプロピレン系樹脂(II)20〜65質量部と、を含み、
前記ポリフェニレンエーテル系樹脂(I)と前記ポリプロピレン系樹脂(II)との合計100質量部に対して、
ビニル芳香族化合物を主体とする重合体ブロックPと、1,2−ビニル結合量及び3,4−ビニル結合量の合計量が30〜90%であり、共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックQと、を含むブロック共重合体の少なくとも一部が水素添加された水素添加ブロック共重合体(III)1〜30質量部と、
下記式(1)で表されるホスフィン酸塩及び下記式(2)で表されるジホスフィン酸塩からなる群より選ばれる少なくとも1種のホスフィン酸塩類(IV)2〜30質量部と、を含み、
実質的にハロゲンを含まず、
IEC60112:2003に準じて行なった耐トラッキング性(使用電解液:溶液A)試験により測定されたCTI(比較トラッキング指数)が、500V以上である、
成形体。
〔2〕
IEC60243に準じて測定した絶縁破壊強さが、30kV/mm以上である、前項〔1〕に記載の成形体。
〔3〕
前記CTIが、600V以上である、前項〔1〕又は〔2〕に記載の成形体。
〔4〕
前記ポリプロピレン系樹脂(II)の重量平均分子量が、700,000〜1,500,000である、前項〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載の成形体。
〔5〕
前記ポリフェニレンエーテル系樹脂(I)の還元粘度が、0.25〜0.36g/dLである、前項〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の成形体。
〔6〕
前記重合体ブロックQの1,2−ビニル結合量及び3,4−ビニル結合量の合計量が、65〜90%であり、かつ
前記重合体ブロックQが、ブタジエンを含む前記共役ジエン化合物を主体とする、
前項〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載の成形体。
〔7〕
前記ポリフェニレンエーテル系樹脂(I)と前記ポリプロピレン系樹脂(II)との合計100質量部に対して、リン酸エステル系化合物(V)5〜30質量部をさらに含む、前項〔1〕〜〔6〕のいずれか1項に記載の成形体。
〔8〕
前記リン酸エステル系化合物(V)が、縮合リン酸エステル系化合物を含む、前項〔7〕に記載の成形体。
〔9〕
繊維状及び/又は板状のフィラー(VI)をさらに含む、前項〔1〕〜〔8〕のいずれか1項に記載の成形体。
本実施形態の成形体は、
還元粘度が0.25〜0.45dL/gであるポリフェニレンエーテル系樹脂(I)(以下「成分(I)」又は「PPE」ともいう。)35〜80質量部と、
重量平均分子量Mwが400,000〜1,500,000であるポリプロピレン系樹脂(II)(以下「成分(II)」又は「PP」ともいう。)20〜65質量部と、を含み、
前記ポリフェニレンエーテル系樹脂(I)と前記ポリプロピレン系樹脂(II)の合計が100質量部に対して、
ビニル芳香族化合物を主体とする重合体ブロックPと、1,2−ビニル結合量及び3,4−ビニル結合量の合計量が30〜90%であり、共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックQと、を含むブロック共重合体の少なくとも一部が水素添加された水素添加ブロック共重合体(III)1〜30質量部と、
下記式(1)で表されるホスフィン酸塩及び下記式(2)で表されるジホスフィン酸塩からなる群より選ばれる少なくとも1種のホスフィン酸塩類(IV)2〜30質量部と、を含み、
実質的にハロゲンを含まず、
IEC60112:2003に準じて行なった耐トラッキング性(使用電解液:溶液A)試験により測定されたCTI(比較トラッキング指数)が、500V以上である。
本実施形態の成形体のCTI(比較トラッキング指数)は、500V以上であり、好ましくは、600V以上である。CTIが500V以上であることは、成形体の表面に埃等の異物が付着しても漏電が起きにくいことを意味する。成形体のCTIは、成形体表面近傍のポリプロピレン成分を増大させることにより増大し、成形体表面近傍のポリプロピレン成分を減少させることにより減少する。なお、成形体のCTIは、IEC60112:2003に準じて行なった耐トラッキング性(使用電解液:溶液A)試験により測定することができ、より具体的には実施例に記載の方法により測定することができる。
本実施形態の成形体は、実質的にハロゲンを含まない。ここで、「実質的にハロゲンを含まない」とは、本実施形態の成形体に含まれるハロゲン量が、本実施形態の成形体の総量に対して、好ましくは0〜1000ppmであり、より好ましくは0〜500ppmであり、さらに好ましくは0〜100ppmであることをいう。例えば、ハロゲン含有添加剤やこれら含有する樹脂成分を用いないことで実現できる。また、成形体に含まれるハロゲン量は、実施例に記載の方法により測定することができる。
本実施形態の成形体の絶縁破壊強さは、好ましくは30kV/mm以上であり、より好ましくは35kV/mm以上であり、さらに好ましくは40kV/mm以上である。なお、成形体の絶縁破壊強さは大きいほど好ましく、特に上限は限定されない。成形体の絶縁破壊強さは、成形体表面近傍のポリプロピレン成分を増大させることにより増大し、成形体表面近傍のポリプロピレン成分を減少させることにより減少する。絶縁破壊強さはIEC60243に準じて測定することができ、より具体的には実施例に記載の方法により測定することができる。
本実施形態で用いるポリフェニレンエーテル系樹脂(I)としては、特に限定されないが、例えば、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル、及び両者の混合物が挙げられる。成分(I)は、1種単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。
ポリフェニレンエーテルとしては、特に限定されないが、例えば、下記一般式(3)で表わされる繰り返し単位構造からなるホモ重合体及び/又は下記一般式(3)で表される繰り返し単位構造を有する共重合体が挙げられる。
変性ポリフェニレンエーテルとしては、特に限定されないが、例えば、上記のポリフェニレンエーテルにスチレン系モノマー又はその誘導体がグラフト化又は付加したものが挙げられる。グラフト化又は付加の割合は、特に限定されないが、変性ポリフェニレンエーテルの総量に対し、好ましくは0.01〜10質量%であり、より好ましくは0.01〜7質量%であり、さらに好ましくは0.01〜5質量%である。
本実施形態で用いるポリプロピレン系樹脂(II)としては、特に限定されないが、例えば、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、及び両者の混合物が挙げられる。成分(II)は、1種単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。
ポリプロピレンとしては、特に限定されないが、例えば、プロピレンを繰り返し単位構造とするホモ重合体及び/又は共重合体が挙げられる。このなかでも、結晶性プロピレンホモポリマー、結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体、又は結晶性プロピレンホモポリマーと結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体との混合物が好ましい。なお、ポリプロピレンは、1種単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。
変性ポリプロピレンとしては、特に限定されないが、例えば、上記したポリプロピレンをα,β−不飽和カルボン酸又はその誘導体(酸無水物やエステルも含む)でグラフト又は付加したものが挙げられる。グラフト化又は付加の割合は、特に限定されないが、変性ポリプロピレンの総量に対し、好ましくは0.01〜10質量%であり、より好ましくは0.01〜7質量%であり、さらに好ましくは0.01〜5質量%である。
本実施形態で用いる水素添加ブロック共重合体系樹脂(III)は、成分(I)と成分(II)の混和剤又は耐衝撃性付与剤の少なくともいずれかとして作用する。成分(III)としては、特に限定されないが、例えば、水素添加ブロック共重合体、変性水素添加ブロック共重合体、及び両者の混合物が挙げられる。成分(III)は、1種単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。
水素添加ブロック共重合体は、ビニル芳香族化合物を主体とする重合体ブロックPと、1,2−ビニル結合量及び3,4−ビニル結合量の合計量が30〜90%であり、共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックQと、を含むブロック共重合体の少なくとも一部を水素添加したものである。ここで、「1,2−ビニル結合量及び3,4−ビニル結合量の合計量」とは、1,2−ビニル結合量と、3,4−ビニル結合量と、1,4−共役結合量との総量に対する、1,2−ビニル結合量と3,4−ビニル結合量との合計量の割合をいう。
ビニル芳香族化合物を主体とする重合体ブロックPとしては、特に限定されないが、例えば、ビニル芳香族化合物のホモ重合体ブロック、又はビニル芳香族化合物と共役ジエン化合物との共重合体ブロックが挙げられる。重合体ブロックPにおいて「ビニル芳香族化合物を主体とする」とは、重合体ブロックP中にビニル芳香族化合物を50質量%を超えて含有することをいう。重合体ブロックP中のビニル芳香族化合物の含有量は、好ましくは70質量%以上であり、より好ましくは80質量%以上である。重合体ブロックP中のビニル芳香族化合物の含有量の上限は、特に限定されないが、好ましくは100質量%である。
共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックQとしては、特に限定されないが、例えば、共役ジエン化合物のホモ重合体ブロック、又は共役ジエン化合物とビニル芳香族化合物とのランダム共重合体ブロックが挙げられる。重合体ブロックQにおいて「共役ジエン化合物を主体とする」とは、重合体ブロックQ中に共役ジエン化合物を50質量%を超えて含有することをいう。流動性の観点から、重合体ブロックQ中の共役ジエン化合物の含有量は、好ましくは70質量%以上であり、より好ましくは80質量%以上である。重合体ブロックQ中の共役ジエン化合物の含有量の上限は、特に限定されないが、好ましくは100質量%である。
成分(III)は、少なくとも重合体ブロックPと、少なくとも重合体ブロックQとを含むブロック共重合体の水素添加ブロック共重合体であることが好ましい。
変性水素添加ブロック共重合体は、上記した水素添加ブロック共重合体に、α,β−不飽和カルボン酸又はその誘導体(エステル化合物や酸無水物化合物)が、グラフト化又は付加したものをいう。変性水素添加ブロック共重合体は、ラジカル発生剤の存在下又は非存在下、溶融状態、溶液状態又はスラリー状態で、80〜350℃で、上記した水素添加ブロック共重合体と、α,β−不飽和カルボン酸及び/又はその誘導体と、を反応させることによって得られる。α,β−不飽和カルボン酸又はその誘導体のグラフト化又は付加の割合は、特に限定されないが、水素添加ブロック共重合体の総量に対し、好ましくは0.01〜10質量%であり、より好ましくは0.01〜7質量%であり、さらに好ましくは0.01〜5質量%である。
ホスフィン酸塩類(IV)(以下、「成分(IV)」ともいう。)は、下記式(1)で表されるホスフィン酸塩及び下記式(2)で表されるジホスフィン酸塩からなる群より選ばれる少なくとも1種である。成分(IV)は、下記式(1)で表されるホスフィン酸塩及び下記式(2)で表されるジホスフィン酸塩の混合物を含んでもよい。
本実施形態の成形体は、リン酸エステル系化合物(V)(以下、「成分(V)」ともいう。)をさらに含んでもよい。成分(V)としては、難燃性向上に有効なリン酸エステル系化合物を用いることができ、特に制限されない。その具体例としては、トリフェニルフォスフェート、フェニルビスドデシルホスフェート、フェニルビスネオペンチルホスフェート、フェニル−ビス(3,5,5’−トリメチル−ヘキシルホスフェート)、エチルジフェニルホスフェート、2−エチル−ヘキシルジ(p−トリル)ホスフェート、ビス−(2−エチルヘキシル)p−トリルホスフェート、トリトリルホスフェート、ビス−(2−エチルヘキシル)フェニルホスフェート、トリ−(ノニルフェニル)ホスフェート、ジ(ドデシル)p−トリルホスフェート、トリクレジルホスフェート、ジブチルフェニルホスフェート、2−クロロエチルジフェニルホスフェート、p−トリルビス(2,5,5’−トリメチルヘキシル)ホスフェート、2−エチルヘキシルジフェニルホスフェート、ビスフェノールA・ビス(ジフェニルホスフェート)、ジフェニル−(3−ヒドロキシフェニル)ホスフェート、ビスフェノールA・ビス(ジクレジルホスフェート)、レゾルシン・ビス(ジフェニルホスフェート)、レゾルシン・ビス(ジキシレニルホスフェート)、2−ナフチルジフェニルフォスフェート、1−ナフチルジフェニルフォスフェート、ジ(2−ナフチル)フェニルホスフェート等が挙げられる。
本実施形態の成形体は、繊維状及び/又は板状のフィラー(VI)(以下、「成分(VI)」ともいう)をさらに含むことが好ましい。成分(VI)としては、特に限定されないが、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、ポリアクリロニトリル繊維、金属繊維等の繊維状フィラー;タルク、雲母、クレー等の板状フィラーが挙げられる。成分(VI)の含有量は、の観点から、難燃性、耐トラッキング性、絶縁破壊強さの向上成分(I)と成分(II)の合計量100質量部に対して、0.1〜200質量部が好ましく、より好ましくは0.5〜100質量部である。
本実施形態の成形体は、PPEとPP以外の熱可塑性樹脂(VII)(以下、「成分(VII)ともいう。」)をさらに含むことが好ましい。成分(VII)としては、特に限定されないが、例えば、ポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレン、又はハイインパクトポリスチレンが挙げられる。成分(VII)の含有量は、上記した成分(I)100質量部に対して、好ましくは0〜400質量部であり、より好ましくは0〜300質量部であり、さらに好ましくは0〜200質量部である。成分(VII)の含有量が上記範囲内であることにより、難燃性、耐トラッキング性、絶縁破壊強さにより優れる傾向にある。
本実施形態の成形体は、上述した成分(I)、成分(II)、成分(III)、成分(IV)、成分(V)、成分(VI)、及び成分(VII)の他、その他の添加剤を含んでもよい。その他の添加剤としては、特に限定されず、例えば、ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物のブロック共重合体、オレフィン系エラストマー、酸化防止剤、金属不活性化剤、熱安定剤、成分(IV)、又は成分(V)以外の難燃剤(ポリリン酸アンモニウム系化合物、ポリリン酸メラミン系化合物、水酸化マグネシウム、芳香族ハロゲン系難燃剤、シリコーン系難燃剤、ホウ酸亜鉛等)、フッ素系ポリマー、可塑剤(低分子量ポリエチレン、エポキシ化大豆油、ポリエチレングリコール、脂肪酸エステル類等)、三酸化アンチモン等の難燃助剤、耐候(光)性改良剤、ポリオレフィン用造核剤、スリップ剤、成分(VI)以外の無機又は有機の充填材や強化材(カーボンブラック、酸化チタン、炭酸カルシウム、導電性カーボンブラック等)、各種着色剤、離型剤等が挙げられる。
本実施形態の成形体の製造方法について説明する。本実施形態の成形体は、上述した成分(I)、成分(II)、成分(III)、及び成分(IV)、並びに必要に応じて成分(V)、成分(VI)、成分(VII)、及びその他の添加剤を含有した樹脂組成物を成形することにより製造することができる。このような樹脂組成物は、種々の溶融混練機及び混練押出機を用いて製造できる。具体的には、成分(I)及び成分(II)の合計100質量部と、成分(III)1〜30質量部と、成分(IV)2〜30質量部と、を溶融混練するに際して、以下の工程を有する製造方法1又は製造方法2が好ましい。
製造方法1は、成分(I)の全量、並びに、成分(II)及び成分(III)の一部又は全量を溶融混練し、混練物を得る工程(1−1)と、該工程(1−1)で得られた混練物に対して、成分(IV)の一部又は全量、並びに、成分(II)及び成分(III)の残部(但し、工程(1−1)で成分(II)及び成分(III)を全量用いた場合を除く。)を添加し、溶融混練し、混練物を得る工程(1−2)と、該工程(1−2)で得られた混練物に対して、成分(IV)の残部(但し、工程(1−2)で(IV)成分を全量用いた場合を除く)を添加し、溶融混練する工程(1−3)と、を有する。
製造方法2は、成分(I)の全量、並びに、成分(II)及び成分(III)の一部又は全量を溶融混練し、混練物を得る工程(2−1)と、該工程(2−1)で得られた混練物に対して、成分(II)及び成分(III)の残部(但し、工程(2−1)で成分(II)及び成分(III)を全量用いた場合を除く。)を添加し、溶融混練し、混練物を得る工程(2−2)と、該工程(2−2)で得られた混練物に対して、成分(IV)の全量を添加し、溶融混練する工程(2−3)と、を有する。
本実施形態の成形体は、上記樹脂組成物を従来公知の成形方法で成形することにより得ることができる。成形方法としては、特に限定されないが、例えば、射出成形、押出成形、押出異形成形、中空成形、圧縮成形等が挙げられる。これらの中でも、本発明の効果をより効果的に発現させるといった観点から、射出成形が好ましい。
2,6−キシレノールを酸化重合して得た、還元粘度(ηsp/c:0.5g/dLのクロロホルム溶液)0.41のポリフェニレンエーテル
なお、還元粘度は、ηsp/c:0.5g/dLのクロロホルム溶液を用いて、30℃で測定した。
MFR=5.9g/10分、重量平均分子量720,000のポリプロピレンホモポリマー
水素添加されたポリブタジエン−ポリスチレン−水素添加されたポリブタジエン−ポリスチレンの構造(Q−P−Q−P)を有し、結合スチレン量44質量%、ポリマー全体の数平均分子量95,000、分子量分布1.06、ポリスチレン部の数平均分子量20,900、水素添加前のポリブタジエン部の1,2−ビニル結合量及び3,4−ビニル結合量の合計量が75%、ポリブタジエン部の水素添加率が99.9%の水添ブロック共重合体を合成した。
クラリアント社製 Exolit OP1312
縮合リン酸エステル系化合物 大八化学社製E890
樹脂組成物の製造装置として、二軸押出機ZSK−25(コペリオン社製)を用いた。該二軸押出機において、原料の流れ方向に対し上流側に第1原料供給口、これより下流に第2、第3原料供給口、更に下流に液添ポンプを設け、第1原料供給口と第2原料供給口、第3原料供給口と液添ポンプの間に真空ベントを設けた。また、第2、第3供給口への原料供給方法は、押出機サイド開放口から強制サイドフィーダーを用いて供給する方法とした。上記のように設定した二軸押出機に、成分(I)、成分(II)、成分(III)、成分(IV)、及び成分(V)を以下のように供給し、押出温度290℃、スクリュー回転数300rpm、吐出量15kg/時間の条件にて溶融混練し、ダイスから押し出して切断して樹脂組成物のペレットを得た。
第1原料供給口:成分(I)の全量、成分(II)の半量、及び成分(III)の全量を供給した。
第2原料供給口:成分(II)の半量及び成分(IV)の全量を供給した。
第3原料供給口:成分(V)の全量を供給した。
上記製造方法にて得られたペレットを用い、誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP−AES)装置を用いて含有ハロゲン量の定量を実施した。
実施例1、及び比較例2においては、上記で得た樹脂ペレットを、シリンダー温度240℃に設定された東芝機械製IS−100GN成形機を用い、金型温度60℃に設定し、射出圧力70MPaの条件で、120mm×80mm×3mmの平板を得た。この平板から20mm×20mm×3mmの平板を切り出し、IEC60112:2003(使用電解液:溶液A、滴下数:50滴)に準じて耐トラッキング性の試験を実施した。
実施例1、及び比較例2においては、耐トラッキング性試験片を得る方法と同様の方法で射出成形により120mm×80mm×3mmの平板を得て、この平板から100mm×80mm×3mmの平板を切り出し、IEC60243に準じて絶縁破壊強さの測定を実施した。
実施例1、及び比較例2においては、上記で得た樹脂ペレットを、シリンダー温度240℃に設定した東芝機械製IS−100GN成形機に供給し、金型温度60℃、射出圧力60MPaの条件で成形し、UL−94垂直燃焼試験測定用テストピース(1.6mm厚み)を5本射出成形した。これら5本の試験片を用いて、UL−94垂直燃焼試験に基づき難燃性を評価した。10秒間の接炎後、炎を離してから炎が消えるまでの燃焼時間をt1(秒)とし、再び10秒間の接炎後、炎を離してから炎が消えるまでの燃焼時間をt2(秒)とし、各5本について、t1とt2の平均燃焼時間を求めた。一方、t1とt2を合わせた10点の中のうち、最大のものを最大燃焼時間とした。また、UL−94規格に基づき、V−0、V−1、V−2、HBの判定を実施した。
実施例1、及び比較例2においては、上記で得た樹脂ペレットを、シリンダー温度240℃に設定したスクリューインライン型射出成形機に供給し、金型温度60℃の条件で成形し、物性評価用ISOダンベルを射出成形した。この試験片を、1%の曲げ歪を与えた状態で、23℃のシクロヘキサン/イソプロピルアルコール=50/50(v/v)の混合溶媒に浸漬し、1時間後に取り出した。取り出した試験片をISO527に準じて引張強度を測定し、浸漬の前後での引張強度保持率を評価した。本測定における引張強度保持率が高いほど、成形片の耐薬品性が優れるとした。
Claims (9)
- 還元粘度が0.25〜0.45dL/gであるポリフェニレンエーテル系樹脂(I)35〜80質量部と、
重量平均分子量Mwが400,000〜1,500,000であるポリプロピレン系樹脂(II)20〜65質量部と、を含み、
前記ポリフェニレンエーテル系樹脂(I)と前記ポリプロピレン系樹脂(II)との合計100質量部に対して、
ビニル芳香族化合物を主体とする重合体ブロックPと、1,2−ビニル結合量及び3,4−ビニル結合量の合計量が30〜90%であり、共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックQと、を含むブロック共重合体の少なくとも一部が水素添加された水素添加ブロック共重合体(III)1〜30質量部と、
下記式(1)で表されるホスフィン酸塩及び下記式(2)で表されるジホスフィン酸塩からなる群より選ばれる少なくとも1種のホスフィン酸塩類(IV)2〜30質量部と、を含み、
実質的にハロゲンを含まず、
IEC60112:2003に準じて行なった耐トラッキング性(使用電解液:溶液A)試験により測定されたCTI(比較トラッキング指数)が、500V以上である、
成形体。
- IEC60243に準じて測定した絶縁破壊強さが、30kV/mm以上である、請求項1に記載の成形体。
- 前記CTIが、600V以上である、請求項1又は2に記載の成形体。
- 前記ポリプロピレン系樹脂(II)の重量平均分子量が、700,000〜1,500,000である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の成形体。
- 前記ポリフェニレンエーテル系樹脂(I)の還元粘度が、0.25〜0.36g/dLである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の成形体。
- 前記重合体ブロックQの1,2−ビニル結合量及び3,4−ビニル結合量の合計量が、65〜90%であり、かつ
前記重合体ブロックQが、ブタジエンを含む前記共役ジエン化合物を主体とする、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の成形体。 - 前記ポリフェニレンエーテル系樹脂(I)と前記ポリプロピレン系樹脂(II)との合計100質量部に対して、リン酸エステル系化合物(V)5〜30質量部をさらに含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の成形体。
- 前記リン酸エステル系化合物(V)が、縮合リン酸エステル系化合物を含む、請求項7に記載の成形体。
- 繊維状及び/又は板状のフィラー(VI)をさらに含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の成形体。
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