JPH05214293A - 熱硬化性被覆組成物および金属支持体に対する下塗コーチングのためのその使用 - Google Patents
熱硬化性被覆組成物および金属支持体に対する下塗コーチングのためのその使用Info
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 ε−カプロラクタム封鎖されたイソシアネー
トプレポリマーと脂環式ポリアミンとに基づく熱硬化性
被覆組成物および焼付耐性かつ砂利耐性の下塗コーチン
グの提供。 【構成】 (A)ε−カプロラクタムにより封鎖された
イソシアネート基を有し、1000〜10,000の平
均分子量を有し、かつ (A1)芳香族ポリイソシアネートおよび (A2)ヒドロキシル基を有する有機化合物を含有する
成分〔50〜100ヒドロキシル当量%はポリエステ
ル、0〜50ヒドロキシル当量%はエステル基を持たな
いポリヒドロキシル化合物に基づく〕から作成されたプ
レポリマーと、 (B)少なくとも2個の第一アミノ基を有する脂環式ポ
リアミンを含有する硬化剤成分とを1:1〜1:1.5
の封鎖イソシアネート基とアミノ基との当量比にて含ん
でなる結合剤組成物に基づく熱硬化性被覆組成物。
トプレポリマーと脂環式ポリアミンとに基づく熱硬化性
被覆組成物および焼付耐性かつ砂利耐性の下塗コーチン
グの提供。 【構成】 (A)ε−カプロラクタムにより封鎖された
イソシアネート基を有し、1000〜10,000の平
均分子量を有し、かつ (A1)芳香族ポリイソシアネートおよび (A2)ヒドロキシル基を有する有機化合物を含有する
成分〔50〜100ヒドロキシル当量%はポリエステ
ル、0〜50ヒドロキシル当量%はエステル基を持たな
いポリヒドロキシル化合物に基づく〕から作成されたプ
レポリマーと、 (B)少なくとも2個の第一アミノ基を有する脂環式ポ
リアミンを含有する硬化剤成分とを1:1〜1:1.5
の封鎖イソシアネート基とアミノ基との当量比にて含ん
でなる結合剤組成物に基づく熱硬化性被覆組成物。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ε−カプロラクタム封
鎖されたイソシアネートプレポリマーと脂環式ポリアミ
ンとに基づく新規な熱硬化性被覆組成物および焼付耐性
かつ砂利耐性の下塗コーチングを金属支持体に対し作成
するためのその使用に関するものである。
鎖されたイソシアネートプレポリマーと脂環式ポリアミ
ンとに基づく新規な熱硬化性被覆組成物および焼付耐性
かつ砂利耐性の下塗コーチングを金属支持体に対し作成
するためのその使用に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車に対する砂利耐性(gravel
−proof)の下塗コーチングは、砂利による損傷か
ら多層被覆構造体を保護すると共に最終的に車体シート
を腐蝕から防止するには特殊な機械的要求を満たさねば
ならない。1つの公知の解決策は、ポリウレタン尿素を
含有する被覆組成物を使用することである。厚いコーチ
ングを作成するためのポリウレタン尿素結合剤は比較的
低分子の成分、すなわち封鎖NCOプレポリマーおよび
ジアミンから製造せねばならない。これら結合剤は公知
であって従来技術、たとえばドイツ特許第2,131,
299号公報に記載されている。この引例に記載された
ε−カプロラクタム封鎖NCOプレポリマーは、芳香族
ジイソシアネートをヒドロキシル基を有する重合もしく
は重縮合生成物と反応させることにより得られ、アミン
に対し不活性である。NCOをプレポリマーを製造する
のに使用されるヒドロキシル基を有する化合物は、好ま
しくはポリウレタン化学から公知のポリエーテルポリオ
ールである。この点に関しポリエステルポリオールは挙
げられていない。何故なら、被覆組成物の貯蔵および架
橋に際し活性化剤におけるエステル結合と遊離アミノ基
との間でアミノ分解副反応が生じうることが明らかなた
めである。この引例における系の利点は、硬質セグメン
ト(ポリ尿素基)と軟質セグメント(ポリエーテル成
分)との間で相互作用して砂利に対し良好な保護を与え
る粘可塑性(viscoplastic)の被覆特性を
もたらすことにある。
−proof)の下塗コーチングは、砂利による損傷か
ら多層被覆構造体を保護すると共に最終的に車体シート
を腐蝕から防止するには特殊な機械的要求を満たさねば
ならない。1つの公知の解決策は、ポリウレタン尿素を
含有する被覆組成物を使用することである。厚いコーチ
ングを作成するためのポリウレタン尿素結合剤は比較的
低分子の成分、すなわち封鎖NCOプレポリマーおよび
ジアミンから製造せねばならない。これら結合剤は公知
であって従来技術、たとえばドイツ特許第2,131,
299号公報に記載されている。この引例に記載された
ε−カプロラクタム封鎖NCOプレポリマーは、芳香族
ジイソシアネートをヒドロキシル基を有する重合もしく
は重縮合生成物と反応させることにより得られ、アミン
に対し不活性である。NCOをプレポリマーを製造する
のに使用されるヒドロキシル基を有する化合物は、好ま
しくはポリウレタン化学から公知のポリエーテルポリオ
ールである。この点に関しポリエステルポリオールは挙
げられていない。何故なら、被覆組成物の貯蔵および架
橋に際し活性化剤におけるエステル結合と遊離アミノ基
との間でアミノ分解副反応が生じうることが明らかなた
めである。この引例における系の利点は、硬質セグメン
ト(ポリ尿素基)と軟質セグメント(ポリエーテル成
分)との間で相互作用して砂利に対し良好な保護を与え
る粘可塑性(viscoplastic)の被覆特性を
もたらすことにある。
【0003】しかしながら、公知の結合剤は焼付温度の
上昇に対し敏感であるという欠点を有する。これらを正
確に160℃で焼付ければ、最適なフィルム特性が得ら
れる。焼付温度を僅か180℃まで上昇させれば、フィ
ルムは永久的に軟質となる。焼付温度が200℃となれ
ば、フィルム特性は一層悪化する。特に砂利耐性コーチ
ングの厚い層が薄くなる「オーバースプレー」領域にお
ける結果は、しばしば後に施される充填剤および追加被
覆層における付着性の喪失である。実用上、特に自動車
コーチングの場合、公知の被覆組成物の最適特性につき
必要とされるように焼付温度を160〜170℃の範囲
に常に狭く維持することができない。したがって、コー
チングの特性に悪影響を及ぼすことなく200℃までの
焼付温度に耐えうる「焼付耐性」の被覆組成物につき需
要が存在する。
上昇に対し敏感であるという欠点を有する。これらを正
確に160℃で焼付ければ、最適なフィルム特性が得ら
れる。焼付温度を僅か180℃まで上昇させれば、フィ
ルムは永久的に軟質となる。焼付温度が200℃となれ
ば、フィルム特性は一層悪化する。特に砂利耐性コーチ
ングの厚い層が薄くなる「オーバースプレー」領域にお
ける結果は、しばしば後に施される充填剤および追加被
覆層における付着性の喪失である。実用上、特に自動車
コーチングの場合、公知の被覆組成物の最適特性につき
必要とされるように焼付温度を160〜170℃の範囲
に常に狭く維持することができない。したがって、コー
チングの特性に悪影響を及ぼすことなく200℃までの
焼付温度に耐えうる「焼付耐性」の被覆組成物につき需
要が存在する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、焼付耐性の被覆組成物、特に砂利耐性の下塗コー
チングを作成すべく使用しうる被覆組成物を提供するこ
とにある。この課題は、以下詳細に説明する本発明の被
覆組成物により解決することができる。芳香族ジイソシ
アネートおよびポリエステルポリオールから脂肪族ポリ
アミンと組合せて作成したε−カプロラクタム封鎖NC
Oプレポリマーに基づく被覆組成物は、ドイツ特許第
2,131,299号のコーチングとは異なり、極端な
焼付条件(たとえば200℃にて20分間)においてさ
えドイツ自動車工業会により承認された砂利耐性試験で
極めて良好な結果を与えるコーチングをもたらすことが
予想外に見出された。他の驚異的な知見は、組成物にお
けるエステル基と遊離アミノ基との同時の存在が焼付過
程の際に望ましくない副反応を生ぜしめず或いは貯蔵の
際に被覆組成物の安定性を喪失させないことである。
題は、焼付耐性の被覆組成物、特に砂利耐性の下塗コー
チングを作成すべく使用しうる被覆組成物を提供するこ
とにある。この課題は、以下詳細に説明する本発明の被
覆組成物により解決することができる。芳香族ジイソシ
アネートおよびポリエステルポリオールから脂肪族ポリ
アミンと組合せて作成したε−カプロラクタム封鎖NC
Oプレポリマーに基づく被覆組成物は、ドイツ特許第
2,131,299号のコーチングとは異なり、極端な
焼付条件(たとえば200℃にて20分間)においてさ
えドイツ自動車工業会により承認された砂利耐性試験で
極めて良好な結果を与えるコーチングをもたらすことが
予想外に見出された。他の驚異的な知見は、組成物にお
けるエステル基と遊離アミノ基との同時の存在が焼付過
程の際に望ましくない副反応を生ぜしめず或いは貯蔵の
際に被覆組成物の安定性を喪失させないことである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、(A)ε−カ
プロラクタムにより封鎖されたイソシアネート基を有
し、1000〜10,000の平均分子量を有し、かつ
(A1)芳香族ポリイソシアネートおよび(A2)ヒド
ロキシル基を有する少なくとも1種の有機化合物を含有
する成分〔成分(A2)の50〜100ヒドロキシル当
量%はヒドロキシル基を有するポリエステルに基づき、
0〜50ヒドロキシル当量%はエステル基を持たないポ
リヒドロキシル化合物に基づく〕から作成されたプレポ
リマーと、(B)少なくとも2個の第一アミノ基を有す
る少なくとも1種の脂環式ポリアミンを含有する硬化剤
成分とを1:1〜1:1.5の封鎖イソシアネート基と
アミノ基との当量比にて含有する結合剤組成物に基づく
熱硬化性被覆組成物に関するものである。
プロラクタムにより封鎖されたイソシアネート基を有
し、1000〜10,000の平均分子量を有し、かつ
(A1)芳香族ポリイソシアネートおよび(A2)ヒド
ロキシル基を有する少なくとも1種の有機化合物を含有
する成分〔成分(A2)の50〜100ヒドロキシル当
量%はヒドロキシル基を有するポリエステルに基づき、
0〜50ヒドロキシル当量%はエステル基を持たないポ
リヒドロキシル化合物に基づく〕から作成されたプレポ
リマーと、(B)少なくとも2個の第一アミノ基を有す
る少なくとも1種の脂環式ポリアミンを含有する硬化剤
成分とを1:1〜1:1.5の封鎖イソシアネート基と
アミノ基との当量比にて含有する結合剤組成物に基づく
熱硬化性被覆組成物に関するものである。
【0006】さらに本発明は、適宜予備される金属支持
体に対し焼付耐性かつ砂利耐性の下塗コーチングを作成
するための被覆組成物の使用にも関するものである。芳
香族ポリイソシアネート(A1)は好ましくは市販の芳
香族ポリイソシアネート、たとえば2,4−ジイソシア
ナトトルエン;これと35重量%までの2,6−ジイソ
シアナトトルエンとの混合物;4,4′−ジイソシアナ
トジフェニルメタン;これと50重量%まで(好ましく
は40重量%まで)の2,4′−ジイソシアナトジフェ
ニルメタンおよび必要に応じ5重量%までの2,2′−
ジイソシアナトジフェニルメタンとの混合物;これらジ
イソシアナトジフェニルメタン異性体と2個より多いイ
ソシアネート基を有するその高級同族体との混合物〔こ
れら混合物は一般に少なくとも80重量%の上記ジイソ
シアナトジフェニルメタン異性体を含有する〕;並びに
例として挙げたポリイソシアネートの混合物である。上
記全ての説明において重量%は混合物の重量に対するも
のである。
体に対し焼付耐性かつ砂利耐性の下塗コーチングを作成
するための被覆組成物の使用にも関するものである。芳
香族ポリイソシアネート(A1)は好ましくは市販の芳
香族ポリイソシアネート、たとえば2,4−ジイソシア
ナトトルエン;これと35重量%までの2,6−ジイソ
シアナトトルエンとの混合物;4,4′−ジイソシアナ
トジフェニルメタン;これと50重量%まで(好ましく
は40重量%まで)の2,4′−ジイソシアナトジフェ
ニルメタンおよび必要に応じ5重量%までの2,2′−
ジイソシアナトジフェニルメタンとの混合物;これらジ
イソシアナトジフェニルメタン異性体と2個より多いイ
ソシアネート基を有するその高級同族体との混合物〔こ
れら混合物は一般に少なくとも80重量%の上記ジイソ
シアナトジフェニルメタン異性体を含有する〕;並びに
例として挙げたポリイソシアネートの混合物である。上
記全ての説明において重量%は混合物の重量に対するも
のである。
【0007】ポリヒドロキシル化合物(A2)は主とし
て、ヒドロキシル基を有するポリエステルまたはヒドロ
キシル基を有するポリエステルとエステル基を持たない
50ヒドロキシル当量%までのポリヒドロキシル化合物
との混合物、好ましくはヒドロキシル基を有するポリエ
ーテルである。これら適宜のポリエーテルポリオール
は、粘度を調整するために使用することができる。ポリ
エステルポリオール、すなわちヒドロキシル基を有する
ポリエステルは好ましくは、多塩基性酸もしくは多塩基
性酸の無水物と過剰量の多価アルコールとの縮合生成物
である。適する多塩基性酸もしくは酸無水物はアジピン
酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、無水フタ
ル酸、テトラヒドロフタル酸、無水テトラヒドロフタル
酸、ヘキサヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル
酸、およびこれら多塩基性酸および/または酸無水物の
混合物を包含する。
て、ヒドロキシル基を有するポリエステルまたはヒドロ
キシル基を有するポリエステルとエステル基を持たない
50ヒドロキシル当量%までのポリヒドロキシル化合物
との混合物、好ましくはヒドロキシル基を有するポリエ
ーテルである。これら適宜のポリエーテルポリオール
は、粘度を調整するために使用することができる。ポリ
エステルポリオール、すなわちヒドロキシル基を有する
ポリエステルは好ましくは、多塩基性酸もしくは多塩基
性酸の無水物と過剰量の多価アルコールとの縮合生成物
である。適する多塩基性酸もしくは酸無水物はアジピン
酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、無水フタ
ル酸、テトラヒドロフタル酸、無水テトラヒドロフタル
酸、ヘキサヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル
酸、およびこれら多塩基性酸および/または酸無水物の
混合物を包含する。
【0008】多価アルコールは62〜200の分子量を
有するもの、たとえばエチレングリコール、プロピレン
グリコール、異性体ブタンジオール、ペンタンジオー
ル、ヘキサンジオールおよびオクタンジオール、グリセ
リン、トリメチロールプロパン、さらにこれら多価アル
コールの混合物を包含する。成分(A2)の全部もしく
は1部として使用するのに適するポリエステルポリオー
ルは、出発物質の量から計算して400〜4000、好
ましくは500〜2000の分下量を有する。特に好適
なポリエステルポリオールは500〜2000の分子量
を有し、アジピン酸とネオペンチルグリコールおよび/
または1,6−ジヒドロキシヘキサンとから作成され
る。ポリエステルポリオール(A2)はさらにポリラク
トンジオール、たとえばヘキサンジオール−1,6とε
−カプロラクトンとの500〜1500の分子量を有す
る反応生成物をも包含する。成分(A2)の全部または
1部として適するポリエステルポリオールの他の例はポ
リカーボネートジオール、好ましくは500〜2000
の分子量を有するヘキサンジオール−1,6−ポリカー
ボネートジオールであって、ジオールとジフェニルカー
ボネートもしくはジメチルカーボネートとの縮合により
公知方法で得ることができる。
有するもの、たとえばエチレングリコール、プロピレン
グリコール、異性体ブタンジオール、ペンタンジオー
ル、ヘキサンジオールおよびオクタンジオール、グリセ
リン、トリメチロールプロパン、さらにこれら多価アル
コールの混合物を包含する。成分(A2)の全部もしく
は1部として使用するのに適するポリエステルポリオー
ルは、出発物質の量から計算して400〜4000、好
ましくは500〜2000の分下量を有する。特に好適
なポリエステルポリオールは500〜2000の分子量
を有し、アジピン酸とネオペンチルグリコールおよび/
または1,6−ジヒドロキシヘキサンとから作成され
る。ポリエステルポリオール(A2)はさらにポリラク
トンジオール、たとえばヘキサンジオール−1,6とε
−カプロラクトンとの500〜1500の分子量を有す
る反応生成物をも包含する。成分(A2)の全部または
1部として適するポリエステルポリオールの他の例はポ
リカーボネートジオール、好ましくは500〜2000
の分子量を有するヘキサンジオール−1,6−ポリカー
ボネートジオールであって、ジオールとジフェニルカー
ボネートもしくはジメチルカーボネートとの縮合により
公知方法で得ることができる。
【0009】ポリエステルポリオール(A2)の1部
は、ヒドロキシル基を有する長鎖カルボン酸のオリゴエ
ステル(たとえばヒマシ油)に基づくことができる。し
かしながら、これらエステルの使用は大して好ましくな
い。たとえこれらを使用するとしても、その量は成分
(A2)の30ヒドロキシル当量を越えない。適宜のポ
リヒドロキシポリエーテルは低分子量ポリオールに対す
るエポキシド(たとえば酸化エチレンもしくは酸化プロ
ピレ)の公知の重付加生成物である。ビスフェノールA
もしくはトリメチロールプロパンで開始されかつ344
〜3000、好ましくは344〜800の分子量を有す
る酸化プロピレンポリエーテルを使用するのが好適であ
る。分子量はヒドロキシル基の含有量および官能価から
計算される。さらに大して好適でないがエステル基を持
たない他のポリヒドロキシル化合物を成分(A2)の1
部として使用することも可能であり、たとえばポリエス
テルポリオールにつき出発物質として記載した62〜2
00の分子量を有する多価アルコールである。封鎖NC
Oプレポリマーは公知方法、たとえばポリヒドロキシル
化合物(A2)を過剰量のポリイソシアネート(A1)
と反応させることによる2段階反応で製造することがで
きる。必要に応じ、大過剰のポリイソシアネートを使用
し、次いでプレポリマーが生成した後にたとえば蒸留に
より好ましくは薄層蒸発器にて未反応ポリイソシアネー
トを除去することができる。しかしながら、反応は好ま
しくは2:1〜2.5:1のNCO/OH当量比を維持
しながら行なわれる。出発成分(A1)および(A2)
の種類および比率は、得られるNCOプレポリマーが
3.0〜7.0重量%(好ましくは4.5〜6.0重量
%)のNCO含有量を有するように選択される。NCO
プレポリマーを作成した後、これらを好ましくは化学量
論量のε−カプロラクタムにより必要に応じ溶剤の存在
下で封鎖する。両反応は一般に60〜120℃の温度、
好ましくは80〜100℃にて行なわれる。
は、ヒドロキシル基を有する長鎖カルボン酸のオリゴエ
ステル(たとえばヒマシ油)に基づくことができる。し
かしながら、これらエステルの使用は大して好ましくな
い。たとえこれらを使用するとしても、その量は成分
(A2)の30ヒドロキシル当量を越えない。適宜のポ
リヒドロキシポリエーテルは低分子量ポリオールに対す
るエポキシド(たとえば酸化エチレンもしくは酸化プロ
ピレ)の公知の重付加生成物である。ビスフェノールA
もしくはトリメチロールプロパンで開始されかつ344
〜3000、好ましくは344〜800の分子量を有す
る酸化プロピレンポリエーテルを使用するのが好適であ
る。分子量はヒドロキシル基の含有量および官能価から
計算される。さらに大して好適でないがエステル基を持
たない他のポリヒドロキシル化合物を成分(A2)の1
部として使用することも可能であり、たとえばポリエス
テルポリオールにつき出発物質として記載した62〜2
00の分子量を有する多価アルコールである。封鎖NC
Oプレポリマーは公知方法、たとえばポリヒドロキシル
化合物(A2)を過剰量のポリイソシアネート(A1)
と反応させることによる2段階反応で製造することがで
きる。必要に応じ、大過剰のポリイソシアネートを使用
し、次いでプレポリマーが生成した後にたとえば蒸留に
より好ましくは薄層蒸発器にて未反応ポリイソシアネー
トを除去することができる。しかしながら、反応は好ま
しくは2:1〜2.5:1のNCO/OH当量比を維持
しながら行なわれる。出発成分(A1)および(A2)
の種類および比率は、得られるNCOプレポリマーが
3.0〜7.0重量%(好ましくは4.5〜6.0重量
%)のNCO含有量を有するように選択される。NCO
プレポリマーを作成した後、これらを好ましくは化学量
論量のε−カプロラクタムにより必要に応じ溶剤の存在
下で封鎖する。両反応は一般に60〜120℃の温度、
好ましくは80〜100℃にて行なわれる。
【0010】或いは、封鎖NCOプレポリマー(A)は
ワンポット反応で製造することもでき、この場合はポリ
ヒドロキシル化合物(A2)および封鎖剤(好ましくは
ε−カプロラクタム)を上記の温度範囲内でNCOバン
ド(IRスペクトル)が消失するまでポリイソシアネー
ト(A1)と反応させる。概算して反応体の比率は、2
NCO当量当り1当量のヒドロキシルおよび1当量の封
鎖剤を与えるよう選択される。最適なスプレー粘度を有
する被覆組成物を得るには、得られた封鎖NCOプレポ
リマー(A)を溶液の重量に対し約25〜50重量%の
有機溶剤で希釈することができる。適する溶剤の例はソ
ルベッソ100溶剤、溶剤ナフサ、イソブタノール、酢
酸ブチルおよび/または酢酸メトキシプロピルを包含す
る。硬化剤成分(B)は好ましくは、少なくとも2個の
第一アミノ基を有する脂環式ポリアミンである。その例
は4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタン、1,4
−ジアミノシクロヘキサン、3,3,5−トリメチル−
5−アミノメチルシクロヘキシルアミン(IPDA)、
および対応の脂環式トリイソシアネートを製造すべくド
イツ公開公報第3417683号に使用された過水素化
トリアミノジフェニルメタンを包含する。これらポリア
ミンの混合物も使用することができ、3,3′−ジメチ
ル−4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタンが好適
である。
ワンポット反応で製造することもでき、この場合はポリ
ヒドロキシル化合物(A2)および封鎖剤(好ましくは
ε−カプロラクタム)を上記の温度範囲内でNCOバン
ド(IRスペクトル)が消失するまでポリイソシアネー
ト(A1)と反応させる。概算して反応体の比率は、2
NCO当量当り1当量のヒドロキシルおよび1当量の封
鎖剤を与えるよう選択される。最適なスプレー粘度を有
する被覆組成物を得るには、得られた封鎖NCOプレポ
リマー(A)を溶液の重量に対し約25〜50重量%の
有機溶剤で希釈することができる。適する溶剤の例はソ
ルベッソ100溶剤、溶剤ナフサ、イソブタノール、酢
酸ブチルおよび/または酢酸メトキシプロピルを包含す
る。硬化剤成分(B)は好ましくは、少なくとも2個の
第一アミノ基を有する脂環式ポリアミンである。その例
は4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタン、1,4
−ジアミノシクロヘキサン、3,3,5−トリメチル−
5−アミノメチルシクロヘキシルアミン(IPDA)、
および対応の脂環式トリイソシアネートを製造すべくド
イツ公開公報第3417683号に使用された過水素化
トリアミノジフェニルメタンを包含する。これらポリア
ミンの混合物も使用することができ、3,3′−ジメチ
ル−4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタンが好適
である。
【0011】結合剤組成物は、成分(A)および(B)
と必要に応じ上記溶剤とを混合して製造される。各成分
の量は1:1〜1:1.5、好ましくは1:1.1〜
1:1.4の封鎖NCO基とアミノ基との当量比を与え
るよう選択される。本発明による被覆組成物はさらに慣
用の被覆添加剤および助剤、たとえば顔料、均展剤、U
V安定化剤、酸化防止剤、充填剤およびチキソトローブ
剤を含有することができる。結合剤組成物は、成分
(A)および(B)を混合する前もしくはその間または
その後に添加剤および助剤と組合せることができる。本
発明による被覆組成物は金属支持体に焼付コーチングを
作成するのに特に適し、金属支持体は必要に応じ予備処
理することもでき、好ましくは自動車製造用に使用され
る金属支持体である。コーチングは好ましくは160〜
200℃の温度で焼付けられる。
と必要に応じ上記溶剤とを混合して製造される。各成分
の量は1:1〜1:1.5、好ましくは1:1.1〜
1:1.4の封鎖NCO基とアミノ基との当量比を与え
るよう選択される。本発明による被覆組成物はさらに慣
用の被覆添加剤および助剤、たとえば顔料、均展剤、U
V安定化剤、酸化防止剤、充填剤およびチキソトローブ
剤を含有することができる。結合剤組成物は、成分
(A)および(B)を混合する前もしくはその間または
その後に添加剤および助剤と組合せることができる。本
発明による被覆組成物は金属支持体に焼付コーチングを
作成するのに特に適し、金属支持体は必要に応じ予備処
理することもでき、好ましくは自動車製造用に使用され
る金属支持体である。コーチングは好ましくは160〜
200℃の温度で焼付けられる。
【0012】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明し、
ここで部数および%は特記しない限り全て重量による。実施例1 この実施例は、本発明による被覆組成物の製造および得
られるコーチングの性質につき説明する。1.1 結合剤組成物の作成 プレポリマー成分 510g(0.6当量):アジピン酸/ヘキサンジオール/ネオペンチルグリ コールポリエステル(ヘキサンジオールとネオペン チングリコールとの重量比=77:36)、OH価 66 110g(0.4当量):ビスフェノールAで開始されたポリオキシプロピレ ングリコール、OH価204 183g(2.1当量):2,4−トルイレンジイソシアネート 124g(1.1モル):ε−カプロラクタム 309g(75%) :ソルベッソ100溶剤 ─────────────────────────────────── 1236g(1.1当量の封鎖NCO基)結合剤成分 100g(0.089当量):上記封鎖NCOプレポリ
マー 15.0g(0.126当量NH2 ):3,3′−ジメ
チル−4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタン 封鎖NCO/NH2 の当量比=1:1.4
ここで部数および%は特記しない限り全て重量による。実施例1 この実施例は、本発明による被覆組成物の製造および得
られるコーチングの性質につき説明する。1.1 結合剤組成物の作成 プレポリマー成分 510g(0.6当量):アジピン酸/ヘキサンジオール/ネオペンチルグリ コールポリエステル(ヘキサンジオールとネオペン チングリコールとの重量比=77:36)、OH価 66 110g(0.4当量):ビスフェノールAで開始されたポリオキシプロピレ ングリコール、OH価204 183g(2.1当量):2,4−トルイレンジイソシアネート 124g(1.1モル):ε−カプロラクタム 309g(75%) :ソルベッソ100溶剤 ─────────────────────────────────── 1236g(1.1当量の封鎖NCO基)結合剤成分 100g(0.089当量):上記封鎖NCOプレポリ
マー 15.0g(0.126当量NH2 ):3,3′−ジメ
チル−4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタン 封鎖NCO/NH2 の当量比=1:1.4
【0013】手順:ポリエステルとポリエーテルとトル
イレンジイソシアネートとを上記した量で混合すると共
に、攪拌しながら約80〜90℃まで加熱した。90℃
における反応を約2.5時間にわたり進行させた後、測
定したNCO含有量は5.5%(計算値5.7%)であ
った。粉末ε−カプロラクタムの1部を添加し、混合物
をソルベッソ100溶剤で希釈すると共に、もはやNC
O含有量(IRスペクトル)が検出しえなくなるまでさ
らに5時間にわたり90℃で反応させた。封鎖NCOプ
レポリマー溶液は23℃にて約8000mPasの粘度
と1130gの封鎖NCO当量とを有した。軟質セグメ
ント成分、すなわちNCOプレポリマーのポリエステル
/ポリエーテルセグメントはヒドロキシル基を有する6
0当量%のポリエステルとヒドロキシル基を有する40
当量%のポリエーテルとを含有した。出発成分の重量か
ら明らかであるように、ポリエステルは主としてヒドロ
キシル基含有成分であった 82.3重量%のポリエステル 17.7重量%のポリエーテル。 結合剤を製造するため、100部の上記封鎖NCOプレ
ポリマー溶液を15部の3,3′−ジメチル−4,4′
−ジアミノジシクロヘキシルメタンと混合した。
イレンジイソシアネートとを上記した量で混合すると共
に、攪拌しながら約80〜90℃まで加熱した。90℃
における反応を約2.5時間にわたり進行させた後、測
定したNCO含有量は5.5%(計算値5.7%)であ
った。粉末ε−カプロラクタムの1部を添加し、混合物
をソルベッソ100溶剤で希釈すると共に、もはやNC
O含有量(IRスペクトル)が検出しえなくなるまでさ
らに5時間にわたり90℃で反応させた。封鎖NCOプ
レポリマー溶液は23℃にて約8000mPasの粘度
と1130gの封鎖NCO当量とを有した。軟質セグメ
ント成分、すなわちNCOプレポリマーのポリエステル
/ポリエーテルセグメントはヒドロキシル基を有する6
0当量%のポリエステルとヒドロキシル基を有する40
当量%のポリエーテルとを含有した。出発成分の重量か
ら明らかであるように、ポリエステルは主としてヒドロ
キシル基含有成分であった 82.3重量%のポリエステル 17.7重量%のポリエーテル。 結合剤を製造するため、100部の上記封鎖NCOプレ
ポリマー溶液を15部の3,3′−ジメチル−4,4′
−ジアミノジシクロヘキシルメタンと混合した。
【0014】1.2 被覆組成物の作成 100.0部:実施例1.1からの封鎖NCOプレポリマー 15.0部:3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタ ン 11.3部:二酸化チタン(ルチル型) 1.2部:黒色酸化鉄 90.5部:硫酸バリウム(増量剤) 2.9部:高分散珪酸 40.4部:酢酸エトキシプロピル/溶剤ナフサ150 ──────── 261.3部 各成分を溶解器(7000rpm)で約30分間にわた
り分散させた。得られた砂利耐性の下塗はこの形態にて
空気もしくはエアレス法で40〜50℃にて使用するこ
とができた。被覆組成物は、粘度の変化なしに50℃に
て2ケ月間にわたり貯蔵された。
り分散させた。得られた砂利耐性の下塗はこの形態にて
空気もしくはエアレス法で40〜50℃にて使用するこ
とができた。被覆組成物は、粘度の変化なしに50℃に
て2ケ月間にわたり貯蔵された。
【0015】1.2.1 試験シートの作成 燐酸処理した車体シートを先ず最初に市販の陰極電気付
着コーチング(ドイツ記号 KTL)で被覆し、190
℃にて20分間にわたり焼付けた(層厚さ:15〜20
μ)。本発明による下塗の層(乾燥フィルム厚さ:12
0μ)を次いで施した。1分間にわたり空気乾燥させた
後、40μの慣用のポリエステル−メラミン充填剤をさ
らに中間乾燥することなく「湿潤状態」で噴霧した。慣
用方法でコーチングを160℃にて約30分間焼付け
た。焼付耐性を試験するため、コーチングを200℃に
て20分間にわたり焼付けた。最後に、市販のアクリレ
ート焼付用トップコート(TSA)の厚さ40μの層を
施して160℃で20分間にわたり焼付けた。
着コーチング(ドイツ記号 KTL)で被覆し、190
℃にて20分間にわたり焼付けた(層厚さ:15〜20
μ)。本発明による下塗の層(乾燥フィルム厚さ:12
0μ)を次いで施した。1分間にわたり空気乾燥させた
後、40μの慣用のポリエステル−メラミン充填剤をさ
らに中間乾燥することなく「湿潤状態」で噴霧した。慣
用方法でコーチングを160℃にて約30分間焼付け
た。焼付耐性を試験するため、コーチングを200℃に
て20分間にわたり焼付けた。最後に、市販のアクリレ
ート焼付用トップコート(TSA)の厚さ40μの層を
施して160℃で20分間にわたり焼付けた。
【0016】1.3 焼付け試験 被覆されたシートを砂利試験装置(モデル508型,メ
ッサー・エリクセン社)にて「VDA」(ドイツ自動車
工業会)にかけた。試験の詳細は次の表示で示される:
500gのシスチールショット、4〜5mm直径、衝突
圧力1.5〜2バール、処理時間約5秒を用いる複数回
の衝撃。次いで試験の効果を腐食試験、すなわちAST
M3117によるソルトミスト試験によって示した。こ
の試験は、特性値0〜5の間のピクチャーテーブルに基
づく10の基準を有する。この実施例における砂利耐性
の下塗は最良可能な試験結果(すなわち0〜1の評価)
を有し、すなわちコーチング構造は無傷の状態を維持し
た。積層シートには光る金属部分が存在せず、多層被覆
構造に対する浸透がないことを示した。シートにはマー
ク1が与えられた。何故なら、極く僅かな腐食点(ピン
突刺の寸法)しか存在しなかったからである。
ッサー・エリクセン社)にて「VDA」(ドイツ自動車
工業会)にかけた。試験の詳細は次の表示で示される:
500gのシスチールショット、4〜5mm直径、衝突
圧力1.5〜2バール、処理時間約5秒を用いる複数回
の衝撃。次いで試験の効果を腐食試験、すなわちAST
M3117によるソルトミスト試験によって示した。こ
の試験は、特性値0〜5の間のピクチャーテーブルに基
づく10の基準を有する。この実施例における砂利耐性
の下塗は最良可能な試験結果(すなわち0〜1の評価)
を有し、すなわちコーチング構造は無傷の状態を維持し
た。積層シートには光る金属部分が存在せず、多層被覆
構造に対する浸透がないことを示した。シートにはマー
ク1が与えられた。何故なら、極く僅かな腐食点(ピン
突刺の寸法)しか存在しなかったからである。
【0017】実施例2(比較例) この例は、従来技術の被覆組成物の構成およびこれによ
り得られるコーチングの性質につき説明する。2.1 結合剤組成物の作成 プレポリマー成分 1143.0g(1.0当量):ポリエーテルポリオール、OH価49、2.9 :1の重量比におけるトリメチロールプロパン とグリセリンとの混合物をプロポキシル化し、 次いでプロポキシル化生成物をエトキシル化し て作成(PO:EO重量比=95:5) 135.6g(1.2モル):ε−カプロラクタム 191.4g(2.2当量):2,4−トルイレンジイソシアネート ─────────────────────────────────── 1470.0g(1.2当量の封鎖NCO基)結合剤成分 100.0g(0.098当量):封鎖NCOプレポリ
マー 16.3g(0.137当量):3,3′−ジメチル−
4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタン 封鎖NCO/NH2 の当量比=1:1.4
り得られるコーチングの性質につき説明する。2.1 結合剤組成物の作成 プレポリマー成分 1143.0g(1.0当量):ポリエーテルポリオール、OH価49、2.9 :1の重量比におけるトリメチロールプロパン とグリセリンとの混合物をプロポキシル化し、 次いでプロポキシル化生成物をエトキシル化し て作成(PO:EO重量比=95:5) 135.6g(1.2モル):ε−カプロラクタム 191.4g(2.2当量):2,4−トルイレンジイソシアネート ─────────────────────────────────── 1470.0g(1.2当量の封鎖NCO基)結合剤成分 100.0g(0.098当量):封鎖NCOプレポリ
マー 16.3g(0.137当量):3,3′−ジメチル−
4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタン 封鎖NCO/NH2 の当量比=1:1.4
【0018】手順:無水ポリエーテルとε−カプロラク
タムとトルイレンジイソシアネートとを秤量すると共
に、間けつ的に攪拌しながら100℃まで加熱した。反
応をこの温度にて約5時間にわたりもはやNCO含有量
(IRスペクトル)が検出しえなくなるまで継続した。
封鎖された溶剤フリーのNCOプレポリマーは23℃に
て約30,000mPasの粘度と1225gの封鎖N
CO当量とを有した。
タムとトルイレンジイソシアネートとを秤量すると共
に、間けつ的に攪拌しながら100℃まで加熱した。反
応をこの温度にて約5時間にわたりもはやNCO含有量
(IRスペクトル)が検出しえなくなるまで継続した。
封鎖された溶剤フリーのNCOプレポリマーは23℃に
て約30,000mPasの粘度と1225gの封鎖N
CO当量とを有した。
【0019】2.2 被覆組成物の作成 100.0部:実施例2.1からの封鎖NCOプレポリマー 16.3部:3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタ ン 11.6部:二酸化チタン(ルチル型) 1.3部:黒色酸化鉄 90.8部:硫酸バリウム(増量剤) 3.0部:高分散珪酸 50.0部:酢酸エトキシプロピル/溶剤ナフサ150 ──────── 273.0部 各成分を実施例1.2に記載したような噴霧しうる砂利
耐性の下塗に配合し、予め陰極電気付着コーチング(K
TL)により実施例1.2に記載したように予め被覆さ
れた試験シートに施した。
耐性の下塗に配合し、予め陰極電気付着コーチング(K
TL)により実施例1.2に記載したように予め被覆さ
れた試験シートに施した。
【0020】2.3 焼付け試験 被覆されたシートを実施例1.3に記載した砂利試験に
かけた。薄層オーバースプレー領域に関する試験結果は
約4の評価であり、底部からの第3の数値、すなわち光
った金属もしくはKTLが試験領域の殆んどで露出し
た。砂利耐性下塗と充填剤とトップコートとは試験装置
からのショットによりほぼ完全に除去された。このこと
は、砂利耐性の下塗の付着が実質的に焼付過程で破壊さ
れたことを示す。
かけた。薄層オーバースプレー領域に関する試験結果は
約4の評価であり、底部からの第3の数値、すなわち光
った金属もしくはKTLが試験領域の殆んどで露出し
た。砂利耐性下塗と充填剤とトップコートとは試験装置
からのショットによりほぼ完全に除去された。このこと
は、砂利耐性の下塗の付着が実質的に焼付過程で破壊さ
れたことを示す。
【0021】実施例3 3.1 結合剤組成物の作成 プレポリマー成分 600g(0.6当量):ヘキサンジオール−1,6−ポリカーボネート、O H価56 110g(0.4当量):ビスフェノールAグリコールで開始された実施例1 .1からのポリオキシプロピレングリコール 124g(1.1モル):ε−カプロラクタム 183g(1.0当量):2,4−トルイレンジイソシアネート(TDI) 550g(65%) :ソルベッソ100溶剤 ─────────────────────────────────── 1567g(1.1当量の封鎖NCO基)結合剤成分 100g(0.0638当量) :上記封鎖NCOプ
レポリマー 10g(0.084当量NH2 ):3,3′−ジメチル
−4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタン 封鎖NCO/NH2 の当量比=1:1.3
レポリマー 10g(0.084当量NH2 ):3,3′−ジメチル
−4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタン 封鎖NCO/NH2 の当量比=1:1.3
【0022】手順 ポリオールとε−カプロラクタムとソルベッソ100溶
剤との溶液を加熱(約50℃)および攪拌により作成し
た。TDIの全量を1度に溶液中に注ぎ入れて100℃
で反応させた。約4時間の反応時間の後、もはやNCO
含有量は検出しえなかった。封鎖されたNCOプレポリ
マー溶液は23℃にて約3400mPasの粘度と14
25gの封鎖NCO当量とを有した。結合剤を作成する
ため、100部のこのプレポリマー溶液を10部の3,
3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジシクロヘキシル
メタンと混合した。
剤との溶液を加熱(約50℃)および攪拌により作成し
た。TDIの全量を1度に溶液中に注ぎ入れて100℃
で反応させた。約4時間の反応時間の後、もはやNCO
含有量は検出しえなかった。封鎖されたNCOプレポリ
マー溶液は23℃にて約3400mPasの粘度と14
25gの封鎖NCO当量とを有した。結合剤を作成する
ため、100部のこのプレポリマー溶液を10部の3,
3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジシクロヘキシル
メタンと混合した。
【0023】3.2 被覆組成物の作成 100.0部:実施例3.1からの封鎖NCOプレポリマー 10.0部:3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタ ン 11.5部:二酸化チタン(ルチル型) 1.2部:黒色酸化鉄 90.5部:硫酸バリウム(増量剤) 3.3部:高分散珪酸 50.5部:酢酸エトキシプロピル/溶剤ナフサ150 ──────── 267.0部 上記配合物を実施例1.2および1.2.1に記載した
ように噴霧しうる砂利耐性の下塗に変換して、試験用シ
ートに施した。
ように噴霧しうる砂利耐性の下塗に変換して、試験用シ
ートに施した。
【0024】3.3 焼付試験の結果 上記の砂利耐性下塗で被覆された試験シートを実施例
1.2.1に記載したように「過剰焼付」にかけ、次い
でVDA砂利試験(実施例1.3参照)にかけた。この
実施例における砂利耐性下塗は、実施例1におけると同
様に0〜1の最良可能な評価を有し、すなわちKTLと
上記下塗と実施例1に記載した市販の充填剤およびトッ
プコートとよりなるコーチング構造の全体は無傷の状態
を維持した。
1.2.1に記載したように「過剰焼付」にかけ、次い
でVDA砂利試験(実施例1.3参照)にかけた。この
実施例における砂利耐性下塗は、実施例1におけると同
様に0〜1の最良可能な評価を有し、すなわちKTLと
上記下塗と実施例1に記載した市販の充填剤およびトッ
プコートとよりなるコーチング構造の全体は無傷の状態
を維持した。
【0025】実施例4 4.1 結合剤組成物の作成 プレポリマー成分 510g (0.6当量):実施例1からのアジピン酸/ヘキサンジオール /ネオペンチルグリコールポリエステル 102.0g(0.3当量):ヒマシ油 5.8g(0.1当量):ヘキサンジオール−1,6 125.0g(1.1モル):ε−カプロラクタム 183.0g(2.1当量):2,4−トルイレンジイソシアネート(TDI) 310.2g(75%) :ソルベッソ100溶剤 ─────────────────────────────────── 1236.0g(1.1当量の封鎖NCO基)結合剤成分 100g (0.089当量) :上記NCOプ
レポリマー 13.8g(0.116当量NH2 ):3,3′−ジメ
チル−4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタン 封鎖NCO/NH2 の当量比=1:1.3
レポリマー 13.8g(0.116当量NH2 ):3,3′−ジメ
チル−4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタン 封鎖NCO/NH2 の当量比=1:1.3
【0026】操作:ポリエステルとヘキサンジオール−
1,6とヒマシ油とε−カプロラクタムとを攪拌および
加熱(約50℃)しながらソルベッソ100溶剤に溶解
させた。TDIの全量を添加し、温度を約90℃まで上
昇させた。90℃にて約4時間にわたり反応させた後、
もはやNCOは検出しえなかった。この封鎖NCOプレ
ポリマー溶液は23℃にて約6000mPasの粘度と
1124gの封鎖NCO当量とを有した。結合剤を作成
するため、100部のこのプレポリマー溶液を13.8
部の3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジシクロ
ヘキシルメタンと混合した。
1,6とヒマシ油とε−カプロラクタムとを攪拌および
加熱(約50℃)しながらソルベッソ100溶剤に溶解
させた。TDIの全量を添加し、温度を約90℃まで上
昇させた。90℃にて約4時間にわたり反応させた後、
もはやNCOは検出しえなかった。この封鎖NCOプレ
ポリマー溶液は23℃にて約6000mPasの粘度と
1124gの封鎖NCO当量とを有した。結合剤を作成
するため、100部のこのプレポリマー溶液を13.8
部の3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジシクロ
ヘキシルメタンと混合した。
【0027】4.2 被覆剤の作成 100.0部:実施例4.1からの封鎖NCOプレポリマー 13.8部:3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタ ン 11.0部:二酸化チタン(ルチル型) 1.0部:黒色酸化鉄 89.5部:硫酸バリウム(増量剤) 2.7部:高分散珪酸 40.3部:酢酸エトキシプロピル/溶剤ナフサ150 ──────── 258.3部 上記各成分を溶解器にて実施例1.2に記載したように
分散させた。得られた砂利耐性下塗は、この形態にて空
気もしくはエアレス法で40〜50℃にて使用すること
ができた。
分散させた。得られた砂利耐性下塗は、この形態にて空
気もしくはエアレス法で40〜50℃にて使用すること
ができた。
【0028】4.3 焼付試験の結果 実施例1.2.1に記載したように試験シートを作成
し、次いで実施例1.3に記載したVDA砂利試験にか
けた。試験結果は実施例1におけると同様に0〜1の最
良可能な評価を有した。コーチング構造は全く損傷しな
かった。以上、本発明を例示の目的で詳細に説明した
が、この詳細は単に例示の目的に過ぎず、本発明の思想
および範囲を逸脱することなく多くの改変をなしうるこ
とが当業者には了解されよう。
し、次いで実施例1.3に記載したVDA砂利試験にか
けた。試験結果は実施例1におけると同様に0〜1の最
良可能な評価を有した。コーチング構造は全く損傷しな
かった。以上、本発明を例示の目的で詳細に説明した
が、この詳細は単に例示の目的に過ぎず、本発明の思想
および範囲を逸脱することなく多くの改変をなしうるこ
とが当業者には了解されよう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フリーデリツヒ・ポウル・アントン・シヨ レーデル ドイツ連邦共和国デイー5653 ライヒリン ゲン、アン・デン・ツヴアイアイヒエン 27デー (72)発明者 リリイ・マリア・シヨレーデル ドイツ連邦共和国デイー5653 ライヒリン ゲン、アン・デン・ツヴアイアイヒエン 27デー (72)発明者 エルケ・リユツクゲン ドイツ連邦共和国デイー4019 モンハイ ム、デンスゼルシユトラーセ 1 (72)発明者 ステフアン・シヨレーデル ドイツ連邦共和国デイー5000 ケルン41、 ニコロウスシユトラーセ 89 (72)発明者 ハンス−ヘリベルト・ブルクデユルフエル ドイツ連邦共和国デイー5000 ケルン80、 ゴフイネヴエグ 49
Claims (2)
- 【請求項1】 (A)ε−カプロラクタムにより封鎖さ
れたイソシアネート基を有し、1000〜10,000
の平均分子量を有し、かつ(A1)芳香族ポリイソシア
ネートおよび(A2)ヒドロキシル基を有する少なくと
も1種の有機化合物を含有する成分〔成分(A2)の5
0〜100ヒドロキシル当量%はヒドロキシル基を有す
るポリエステルに基づき、0〜50ヒドロキシル当量%
はエステル基を持たないポリヒドロキシル化合物に基づ
く〕から作成されたプレポリマーと、(B)少なくとも
2個の第一アミノ基を有する少なくとも1種の脂環式ポ
リアミンを含有する硬化剤成分とを1:1〜1:1.5
の封鎖イソシアネート基とアミノ基との当量比にて含ん
でなる結合剤組成物を含有する熱硬化性被覆組成物。 - 【請求項2】 コーチングが、(A)ε−カプロラクタ
ムにより封鎖されたイソシアネート基を有し、1000
〜10,000の平均分子量を有し、かつ(A1)芳香
族ポリイソシアネートおよび(A2)ヒドロキシル基を
有する少なくとも1種の有機化合物を含有する成分〔成
分(A2)の50〜100ヒドロキシル当量%はヒドロ
キシル基を有するポリエステルに基づき、0〜50ヒド
ロキシル当量%はエステル基を持たないポリヒドロキシ
ル化合物に基づく〕から作成されたプレポリマーと、
(B)少なくとも2個の第一アミノ基を有する少なくと
も1種の脂環式ポリアミンを含有する硬化剤成分とを
1:1〜1:1.5の封鎖イソシアネート基とアミノ基
との当量比にて含んでなる結合剤組成物を含有する熱硬
化性被覆組成物から得られる被覆された支持体。
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