JP5406784B2 - 水分散型粘着剤組成物およびその製造方法 - Google Patents
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J7/00—Adhesives in the form of films or foils
- C09J7/30—Adhesives in the form of films or foils characterised by the adhesive composition
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- C09J7/381—Pressure-sensitive adhesives [PSA] based on macromolecular compounds obtained by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C09J7/385—Acrylic polymers
Description
本明細書において、一般生菌由来の不快臭とは、一般生菌由来と判断され得る臭気を指し、典型的にはいわゆる腐敗臭として把握され得る。その原因物質は、一般生菌の代謝物、あるいは菌の死骸またはその分解物等であり得る。これら原因物質は、例えば、アンモニア、インドール類、アミン類(トリメチルアミン等)等のN含有化合物;硫化水素、メルカプタン類等のS含有化合物;酪酸等の脂肪酸;等を含み得る。したがって、一般生菌由来の不快臭は、主にこれら化合物に特徴的な臭い、またはそれらの混合臭として把握することができる。
加熱処理を行う場合、温度が60〜80℃(より好ましくは70〜80℃)程度となるまで、その水を加熱することが好ましい。かかる温度で、例えば、30分以上保持すればよい。加熱処理をした水は、そのまま、あるいは所望の温度(例えば室温(23℃程度))まで冷却して使用することができる。
高エネルギー線照射は、従来公知の方法に準じて行うことができる。例えば、紫外線(UV)や電磁線を所定量照射すればよい。例えば、照度35000μW/cm2程度で1分間以上、あるいはこれと同程度以上の照射量(J/cm2)となるよう、UVを照射すればよい。
膜濾過処理を行う場合、例えば、孔径が0.2μm以下の多孔膜(逆浸透膜、限外濾過膜、精密濾過膜等)に水を通せばよい。
乳化重合を60℃以上の温度で行う場合、該温度にて通常の反応時間乳化重合させることにより、反応溶液中に含まれる一般生菌は重合時の加熱によって実質的に全て死滅することから、かかる態様では、重合用水として、上記のいずれを使用してもよい。コストおよび手間を削減する観点からは、未処理の水を使用することが有利である。乳化重合を60℃未満の温度で行う場合、重合温度が60℃以上でも重合時間が加熱殺菌には不十分な場合、乳化重合時に反応液が60℃に達するまでの時間に繁殖し得る一般生菌数を抑制したい場合、あるいは更に確実に殺菌を期する場合等において、重合用水として、上記殺菌水および/または上記濾過水を好ましく使用することができる。
CH2=C(R1)COOR2 (I)
ここで、式(I)中のR1は、水素原子またはメチル基である。また、式(I)中のR2は、炭素数1〜20のアルキル基である。該アルキル基は直鎖状であってもよく、分岐を有してもよい。式(I)で表されるアルキル(メタ)アクリレートの具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、イソペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、ノナデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらのうちR2が炭素数2〜14(以下、このような炭素数の範囲を「C2−14」と表すことがある。)のアルキル基であるアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、R2がC2−10のアルキル基(例えば、n−ブチル基、2−エチルヘキシル基等)であるアルキル(メタ)アクリレートがより好ましい。上記出発モノマーに含まれるアルキル(メタ)アクリレートの量は、例えば、モノマー成分総量の凡そ50〜98質量%であり得る。出発モノマーの組成は、典型的には、該出発モノマーを重合させて得られるアクリル系重合体の重合割合に概ね対応する。
アルコキシシリル基含有モノマー(シラノール基形成性モノマー)としては、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。
アミド基含有モノマーとしては、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メチロールプロパン(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
エポキシ基含有モノマーとしては、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等が挙げられる。
アゾ系開始剤としては、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]ハイドレート、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二硫酸塩、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロライド、2,2’−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロライド、2,2’−アゾビス(N,N’−ジメチレンイソブチルアミジン)ジヒドロクロライド等が例示される。
過酸化物系開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化水素等が挙げられる。
置換エタン系開始剤としては、フェニル置換エタン等が例示される。
レドックス系開始剤としては、過硫酸塩と亜硫酸水素ナトリウムとの組み合わせ、過酸化物とアスコルビン酸ナトリウムとの組み合わせ等が例示される。
重合開始剤の供給方法としては、使用する重合開始剤の実質的に全量を出発モノマーの供給開始前に反応容器に入れておく(典型的には、反応容器内に該重合開始剤の水溶液を用意する)一括仕込み方式、連続して供給(滴下)する方式、分割して供給(滴下)する方式等のいずれも採用可能である。
上記ロジン誘導体樹脂としては、上記ロジン系樹脂のエステル化物、フェノール変性物およびそのエステル化物等が挙げられる。
上記石油系樹脂としては、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、共重合系石油樹脂、脂環族系石油樹脂、これらの水素化物等が例示される。
上記テルペン系樹脂としては、α−ピネン樹脂、β−ピネン樹脂、芳香族変性テルペン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂等が挙げられる。
上記ケトン系樹脂としては、例えば、ケトン類(例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン等の脂肪族ケトン;シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン等の脂環式ケトン等)とホルムアルデヒドとの縮合によるケトン系樹脂が例示される。
図3,図4は、基材レス粘着シートの構成例である。図3に示す粘着シート13は、基材レスの粘着剤層2の両面が、少なくとも該粘着剤層側が剥離面となっている剥離ライナー3によってそれぞれ保護された構成を有する。図4に示す粘着シート14は、基材レスの粘着剤層2の一面が、両面が剥離面となっている剥離ライナー3により保護された構成を有し、これを巻回すると粘着剤層2の他面が剥離ライナー3に当接して該他面もまた剥離ライナー3で保護された構成とできるようになっている。
図5,図6は、片面接着性の基材付き粘着シートの構成例である。図5に示す粘着シート15は、基材1の片面に粘着剤層2が設けられ、その粘着剤層2の表面(接着面)が、少なくとも該粘着剤層側が剥離面となっている剥離ライナー3によって保護された構成を有する。図6に示す粘着シート16は、基材1の一面に粘着剤層2が設けられた構成を有する。その基材1の他面は剥離面となっており、粘着シート16を巻回すると該他面に粘着剤層2が当接して該粘着剤層の表面(接着面)が基材1の他面で保護された構成とできるようになっている。
所定サイズの粘着剤層を含む試料を入れたバイアル瓶を80℃で30分間加熱し、ヘッドスペースオートサンプラー(HSS)を用いて、加熱状態のガス1.0mLをGC(ガスクロマトグラフィー)測定装置に注入する。得られたガスクロマトグラムに基づいて、粘着剤層の作製に使用した材料から予測される揮発物質(アクリル系ポリマーの合成に用いたモノマー、後述する粘着付与樹脂エマルションの製造に用いた溶剤等)については標準物質によりピークの帰属および定量を行い、その他の(帰属困難な)ピークについてはトルエン換算として定量する。これらを合計して、上記試料に含まれる粘着シート(剥離ライナーを除く)1g当たりのVOCs放散総量(μg/g)を求める。
(A)粘着剤組成物を剥離ライナー(上質紙の両面にシリコーン系剥離剤が塗付されたもの)の一方の面に塗付し、100℃で2分間乾燥して厚さ60μmの粘着剤層を有する基材レス粘着シートを作製する。これを二枚用意し、一枚目の粘着シートの粘着剤層に、厚さ40μm,坪量14g/m2の不織布を貼り合わせ、該不織布に、二枚目の粘着シートの粘着剤層をさらに貼り合わせて両面粘着シートを形成する。これを50℃で1日間(24時間)保持して測定用サンプルとする。
(B))既知質量(例えば、基材を除いた粘着剤量で0.2g程度)の測定用サンプルから、MO BIO社製の商品名「UltraClean Microbial DNA Isolation Kit」を用い、DNAを抽出する。抽出したDNAは、スペクトロフォトメーターによりλ=260nmにおける吸光度を測定して、その質量を算出する。抽出方法は、キットマニュアルに従い、ガラスビーズによる菌体の破砕、溶媒によるDNA画分の抽出、DNA吸着カラムによる精製を行う。なお、DNA抽出の際は、粘着剤から菌体を分離せず、粘着剤ごと破砕する。
(C)抽出したDNA10ngに対し、GE ヘルスケア社製の商品名「illustra GenomiPhi V2 DNA Isolation Kit」を用い、そのキットマニュアルに従って、ゲノムDNAの増幅を行う。
(D)細菌DNA量を標準化するため、細菌16S rDNAを標的とし、表1に示すサイクル条件にてPCR増幅を行う。増幅プライマーには、上記16S rDNAに特異的なV3領域である341F(GCクランプ付)と518Rを用いる。上記(C)工程で得られたゲノムDNA増幅液1μL、DNAポリメラーゼ(アプライドバイオシステム社製、商品名「Ampli Taq Gold」)1.25units/reaction、上記プライマー各20pmolを加え、2mMのMgCl2、0.2mMのdNTP Mix(インビトロジェン社製)、1×PCRバッファーの最終濃度となるよう蒸留水で調整し、PCR反応液50μLを得る。このPCR反応液に対し、表1に示すサイクル条件にてPCR増幅を行う。
F = 蛍光強度(実測値)/(粘着シートサンプル質量 ― 基材質量)
に従って求める。
表2に示す単位体積当たりの一般生菌数が異なる粘着剤組成物8種を用意し、それぞれ20gを50mLのスクリュー管に入れ、蓋をして判定用サンプルとした。モニターとして、20歳代〜40歳代の健康な男女を任意に30人選定した。モニターは、一人ずつ、23℃の雰囲気下でスクリュー管の蓋を開けて臭いを嗅ぎ、一般生菌由来の不快臭の有無を判定した。
表3に示す測定用粘着剤試料の単位質量当たりの蛍光強度が異なる粘着剤層を備える粘着シート8種を用意し、それぞれ粘着剤1gに相当する分量の粘着シートを50mLのスクリュー管に入れ、蓋をして判定用サンプルとした。モニターとして、同様に、20歳代〜40歳代の健康な男女を任意に30人選定した。モニターは、一人ずつ、上記と同様にして一般生菌由来の不快臭の有無を判定した。
これらの結果を併せて表2,3にそれぞれ示す。
表3に示されるように、測定用粘着剤試料1g当たりの蛍光強度が5.5×105未満の粘着剤組成物では、不快と感じられる一般生菌由来の臭いは感知されなかった。一方、該蛍光強度が5.5×105以上の粘着剤組成物では、30%以上のモニターが一般生菌由来の不快臭を感知し、蛍光強度が高くなるにつれ、臭いが不快と判定した人数が増加した。
以下の実施例中において、加熱処理水としては、80℃で30分間加熱した軟水を用いた。UV照射水としては、照度35000μW/cm2の条件で1分間UV照射した軟水を用いた。
<例1>
ブチルアクリレート(BA)86.5部、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)9.6部、アクリル酸(AA)3.8部、および3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学社製、商品名「KBM−503」;シラノール基形成性モノマー)0.07部、ドデカンチオール(連鎖移動剤)0.05部を、ポリオキシエチレンラウリル硫酸ナトリウム(乳化剤)2部の存在下で、未殺菌の常温軟水(重合用水)29部に乳化させ、モノマーエマルションを調製した。
冷却管、窒素導入管、温度計、滴下管および攪拌装置を備えた反応容器に、未殺菌の常温軟水(重合用水)40部と2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]ハイドレート(和光製薬工業株式会社製、商品名「VA−057」)0.1部とを加え、攪拌しながら60℃で1時間窒素置換した。これを60℃に保ちつつ、上記モノマーエマルションを4時間かけて徐々に滴下した。滴下終了後、さらに60℃で3時間攪拌し、過酸化水素水0.075部およびアスコルビン酸0.15部を添加した。加熱を停止して1時間攪拌した後、アンモニア水0.07部を添加し、さらに30分攪拌して、アクリル系共重合体の水分散液を得た。該アクリル系重合体のTHF可溶分の重量平均分子量は35×104、酢酸エチル不溶分は55%であった。
得られたアクリル系共重合体水分散液に、該共重合体100部に対して、粘着付与剤(荒川工業株式会社製、商品名「E−200NT」;ロジンフェノール樹脂)を30部、増粘剤(東亞合成株式会社製、商品名「アロンB−500」)0.47部、アンモニア水0.4部、加熱処理水(ワークアップ用水)2.5部を添加し、本例の水分散型粘着剤組成物を得た。
ワークアップ用水としてUV照射水を用いた他は例1と同様にして、本例の粘着剤組成物、基材レス粘着シートおよび両面粘着シートを得た。
<例3>
重合用水としてUV照射水を用いた他は例1と同様にして、本例の粘着剤組成物、基材レス粘着シートおよび両面粘着シートを得た。
<例4>
重合用水としてUV照射水を用いた他は例1と同様にして、粘着剤組成物を得た。この粘着剤組成物に防腐剤(住化エンビロサイエンス株式会社製、商品名「ネオシントール2208」)を0.025%の割合で添加して、本例の粘着剤組成物を得た。この組成物を用いた他は例1と同様にして、本例の基材レス粘着シートおよび両面粘着シートを得た。
<例5>
防腐剤(例4と同じ)の添加量を0.05%とした他は例4と同様にして、本例の粘着剤組成物、基材レス粘着シートおよび両面粘着シートを得た。
<例6>
防腐剤(例4と同じ)の添加量を0.1%とした他は例4と同様にして、本例の粘着剤組成物、基材レス粘着シートおよび両面粘着シートを得た。
<例7>
重合用水およびワークアップ用水として未殺菌の軟水を用いた他は例1と同様にして、本例の粘着剤組成物、基材レス粘着シートおよび両面粘着シートを得た。
<例8>
例7の粘着剤組成物に、例4と同じ防腐剤を0.001%の割合で添加して、本例の粘着剤組成物を得た。この組成物を用いた他は例1と同様にして、本例の基材レス粘着シートおよび両面粘着シートを得た。
<例9>
ワークアップ用水としてUV処理水を用いた他は例8と同様にして、本例の粘着剤組成物を得た。この組成物を用いた他は例1と同様にして、本例の基材レス粘着シートおよび両面粘着シートを得た。
30℃5日保存前において、各粘着剤組成物を蒸留水で100倍に希釈し、該希釈液1mLをシート培地(チッソ株式会社製、商品名「サニ太くん」(一般生菌用))に添加した。これを35℃で48時間保持した後、確認されたコロニー数を百倍して、粘着剤組成物1mL当たりの初期一般生菌数を求めた。同様にして、30℃5日保存後の各粘着剤組成物の一般生菌数を求めた。
上述した方法に従って、VOCs放散総量を測定した。サンプルとしては、1cm×5cmにカットした各例の両面粘着シートを用いた。詳しくは、各粘着シートから一枚目の剥離ライナーを除去し、露出した第1粘着面にアルミ箔を貼り付けた。二枚目の剥離ライナーを除去して第2粘着面を露出させたサンプルを、20mLのバイアルに入れて密栓した。HSSおよびGCの設定は以下のとおりとした。
HSS:Agilent Technologies社製 型式「7694」
加圧時間:0.12分
ループ充填時間:0.12分
ループ平衡時間:0.05分
注入時間:3分
サンプルループ温度:160℃
トランスファーライン温度:200℃
GC装置:Agilent Technologies社製 型式「6890」
カラム:ジーエルサイエンス株式会社製 J&W キャピラリーカラム 商品名「DB−ffAP」(内径0.533mm×長さ30m、膜厚1.0μm)
カラム温度:250℃(40℃から90℃まで10℃/分で昇温し、引き続き250℃まで20℃/分で昇温して2分保持)
カラム圧力:24.3kPa(定流モード)
キャリアーガス:ヘリウム(5.0mL/分)
注入口:スプリット(スプリット比 12:1)
注入口温度:250℃
検出器:FID
検出器温度:250℃
各例の基材レス粘着シートを用いて、上述の方法に従い、測定用粘着剤試料1g当たりの蛍光強度を求めた。DNA抽出に用いた粘着剤量(基材を除く粘着シートの質量)は、約0.2gとした。スペクトロフォトメーターとしては、ナノドロップ社製の型式「ND−1000」を用いた。PCR装置としては、エッペンドルフ社製のサーマルサイクラー 型式「Mastercycler」を用いた。ゲル撮影装置としては、バイオラッド社製の商品名「GelDoc」を用いた。蛍光強度を数値化するための画像解析ソフトとしては、バイオラッド社製の商品名「Quality One」を用いた。
各両面粘着シートの一枚目の剥離ライナーを剥がし、露出した第1粘着面に厚さ25μmのPETフィルムを貼り付けて裏打ちした。この裏打ちされた粘着シートを幅20mm、長さ100mmのサイズにカットして試験片を作製した。該試験片から二枚目の剥離ライナーを剥がし、露出した第2の粘着面を被着体としてのSUS304ステンレス板に貼り合わせ、2kgのローラを1往復させて圧着した。これを23℃に30分間保持した後、引張試験機を用い、JIS Z 0237に準拠して、温度23℃、RH50%の環境下、引張速度300mm/分、剥離角度180°の条件で剥離して、そのときの剥離強度を対SUS粘着力(N/20mm幅)として測定した。
各両面粘着シートの各粘着面に対して、かかる測定をそれぞれ行い、その平均値を算出した。
各粘着シートから一枚目の剥離ライナーを除去して露出した第1粘着面に、厚さ50μmのPETフィルムを貼り合わせた。これを10mm×100mmにカットして試験片を作製した。該試験片から二枚目の剥離ライナーを剥がして露出した第2粘着面を、トルエンで表面を洗浄したベークライト板(被着体)に、10mm×20mmの接着面積にて貼り付け、2kgのローラを1往復させて圧着した。これを40℃で30分間保持した後、ベークライト板を垂下し、試験片の自由端に500gの荷重を付与した。JIS Z 0237に準じて、該荷重が付与された状態で40℃の環境下に保持し、1時間経過時点での初期貼り付け位置からの試験片のズレ距離(mm)を測定した。
これらに対し、加熱処理またはUV照射を施した軟水をワークアップ用水として用いてなる例1〜6の粘着剤組成物は、いずれも、初期および30℃5日保存後ともに一般生菌数が0個/mLと、不快臭の原因となり得る一般生菌の存在が認められなかった。また、蛍光強度も、不快臭が感知され得るレベルには至らなかった。中でも、例1〜3は、原料由来以外の防腐剤を含まない構成であったにも拘わらず、保存前後で一般生菌の存在は認められず、防腐剤を0.025〜0.1%含む例4〜6と同等の防腐効果が実現されたことが確認された。
2:粘着剤層
3:剥離ライナー
11,12,13,14,15,16:粘着シート
Claims (3)
- ベースポリマーとしてアクリル系重合体のみを含む水分散型粘着剤組成物(ただし、テルペン、テルピネオール、ピネンおよび1,8−シネオールからなる群から選択される一種以上のテルペノイドまたは酢酸リナリルと、シトラール、オクチルアルデヒド、ノニルアルデヒド、ゲラニオール、アンスラニル酸エステル、ビサボレン、サンタロール、リナロール、3−オクタノン、ラバンジュロール、ラバンジュリルアセテート、リモネン、オシメン、カンファー、ボルネオール、カリオレフィンからなる群から選択される一種以上の植物精油成分を含むものを除く。また、一般式:RA−O−CH2−CH2−O−RB(前記一般式中、RAは炭素数1〜4の炭素化合物を、RBはHまたはCH3COを示す。);で示される水溶性有機化合物を含むものを除く。)を用いて形成された粘着剤層をシート状基材の両面に備える両面粘着シートであって、
前記アクリル系重合体を構成するモノマー成分の総量のうち50質量%以上を占める成分が、式(I):
CH2=C(R1)COOR2 (I)
(式(I)中のR1は、水素原子またはメチル基である。また、式(I)中のR2は、炭素数2〜20のアルキル基である。);で表されるアルキル(メタ)アクリレートから選択される一種または二種以上であり、
前記粘着剤組成物は、防腐剤を実質的に含まない、または、防腐剤を該粘着剤組成物の溶媒を含む総量中に0.01〜0.3質量%含み、
前記粘着剤組成物は乳化剤を含み、該乳化剤は、アニオン系乳化剤、ノニオン系乳化剤、または、該アニオン系乳化剤もしくは該ノニオン系乳化剤にラジカル重合性基が導入された構造のラジカル重合性乳化剤であり、
前記粘着剤組成物は粘着付与剤を含み、該粘着付与剤は、ロジン系樹脂、ロジン誘導体樹脂、石油系樹脂、テルペン系樹脂、フェノール系樹脂およびケトン系樹脂から選択される一種または二種以上であり、
前記組成物を30℃の雰囲気下で5日間保持した場合において、その保存後の組成物1mL当たりに存在する一般生菌の数が、106個未満であり、
前記粘着剤組成物から形成された粘着剤層を備える両面粘着シートを80℃で30分間保持したとき、該粘着シートから放散される揮発性有機化合物の総量が、該粘着シート1g当たり100μg以下である、両面粘着シート。 - 前記粘着剤組成物は防腐剤を実質的に含まない、請求項1記載の両面粘着シート。
- 前記粘着付与剤の含有量は、前記アクリル系重合体100質量部に対して50質量部以下である、請求項1または2記載の両面粘着シート。
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