JPH07502569A - 印刷可能なカーペットタイル及び方法 - Google Patents

印刷可能なカーペットタイル及び方法

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JPH07502569A JP4503139A JP50313992A JPH07502569A JP H07502569 A JPH07502569 A JP H07502569A JP 4503139 A JP4503139 A JP 4503139A JP 50313992 A JP50313992 A JP 50313992A JP H07502569 A JPH07502569 A JP H07502569A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 印刷可能なカーペットタイル及び方法 肛豆L1尤 発明は改良されたビチューメンを裏打ちしたカーペラ1−材料及びかかる熱安定 な、印刷可能なカーペット材料を製造する方法に関する。特に、発明は、熱硬化 性をビチューメンパッキング層に付与するために熱硬化量のヒドロキシルを末端 基とするポリブタジエンーポリイソシアネートウレタンポリマーを有するカーペ ットタイルに関する。
発明は印刷適性の改良された、特に湿りスチームブロッキングシートに固定させ かつバッキング層を一次パッキングシートに固定させてなり、該バッキング層は 改質、すなわち熱硬化量の熱硬化性ウレタンポリマーを熱硬化性をバッキング層 に付与する程の量で含有するビチューメンタ1′ブのバッキング層を含む。ウレ タンポリマーは、ポリイソシアネートと反応し得る活性な水素を有する長鎖炭化 水素、例えばヒドロキシルを末端基とするポリブタジェンのようなヒドロキシル を末端基とする或はアミノ含有長鎖ジエン炭化水素(こねらに限定されない)と 、芳香族ジイソシアネートのようなポリイソシアネートとの反応生成物を含む。
カーベットタイルバッキ〕lグ層として用いるウレタンポリマービチューメン組 成物は、熱安定性でありかつ湿りスチーム印刷或はその他のプロセスをスチーム 温度で実質的にエツジ損失或はエツジ変形無く施こすことができるカーペットタ イルを提供する。発明の方法は、ビチューメンパッキング組成物を、ウレタンポ リマーの反応性成分に混入した後に、フィブラス、タフテッド面を有する一次パ ッキングシートの裏面に塗布して熱硬化ビチューメンパッキング層を有するカー ペットタイルにすることを含む。
カーペットタイルのようなカーペット材料を製造する際に使用するウレタン改質 されたビヂューメンパッキング組成物は、カーペットタイルの性質及びかかるカ ーペットタイルの製造法の両方において多数の利点をもたらす。熱安定性改質量 のウレタンポリマーをビチューメンパッキング組成物に加えることは、高いスチ ーム温度で安定な熱硬化性タイプのバッキング組成物をもたらし、従って通常の 湿式印刷プロセスのスチーム及び乾燥サイクルにカーペットタイルのエツジフロ ー或は変形なく耐えることができるカーペットタイルビチューメンバッキング組 成物をもたらす。熱安定性カーペットタイルは、スラブ或は個々の形態のいずれ かで、従来のビチューメンを裏打ちしたカーペットタイル製造に伴う問題なく、 印刷することができる。
加えて、低或は高針人度タイプのビチューメンからブローン或はストレートラン タイプのビチューメンまでの任意のタイプのビチューメンをビチューメンパッキ ング組成物において用いてよい。例えば芳香族ジイソシアネートのようなイソシ アネートか或はヒドロキシルを末端基とするポリブタジェンのいずれかをビチュ ーメンに加えることは、単に成分を混合することによって容易に達成されかつビ チューメンと混合する場合に、相容性かつ安定性になる。反応プロセスにおいて 用いるヒドロキシルを末端基とするポリブタジェン及びポリイソシアネートは共 に液体であり、従ってビチューメン中に混入するのが極めて容易であり、それに よりスチレン−ブタジェン−スチレンブロックコポリマーを用いてビチューメン パッキング組成物を製造する場合のようにエネルギーを消費する、高剪断タイプ のミックスを必要とするのを回避する。それにより低剪断攪拌条件下でのヒドロ キシルを末端基とするポリブタジェン及び液体ポリイソシアネートの一層速いミ ックスサイクル及び混合を可能にし、使用する混合装置の費用を低減させる。ま た、改質用成分が低い粘度を有する液体であるので、混合は低い温度で行うこと ができることも分かった。従って、ヒドロキシルを末端基とするポリブタジェン ホモポリマーをビチューメンに混入することは、通常SBSコポリマーのような 改質用添加剤を用いて必要とされるような約150°〜190℃よりもむしろ、 典型的には温度約60°〜150℃、例えば80’〜120℃で行うことができ る。
また重要なことに、ヒドロキシルを末端基とするポリブタジェンポリマー及びイ ソシアネートをビチューメンの中にブレドすると、従来技術のビチューメンパッ キング組成物のコーティング粘度10,000〜100゜000cpsよりもむ しろ、例えば約5,000〜20.000の範囲の粘度の一層低いコーティング 組成物になる。発明の粘度の一層低いビチューメン組成物は、所望の場合、次い で更に粒状充填材をビチューメンパッキング組成物に一層高い配合レベルに加入 してコーティング目的に高すぎる粘度に達しさせないで費用を低減させ、コーテ ィングが一層低い塗布温度で可能になるというそれ以上の利点をもたらす0例え ば、SBSコポリマーシステムにおいてビチューメン組成物と混和する際に加熱 することができる典型的な炭酸カルシウム充填剤は、今、容認し得ない高いコー ティング粘度に達しさせないで、ビチューメン組成物の6o〜75重量%の量ま での5〜15重量%高い充填剤レベルで加え得ることが分かった。このように、 ヒドロキシルを末端基とするポリブタジェン−ジイソシアネートウレタンポリマ ーをビチューメンパッキング組成物において用いて熱硬化性ビチューメンパッキ ング組成物にすることは、数多くの利点及び有意の利点を共に生成するカーペッ トタイルの性質に付与しかっこのようなカーペットタイルの製造方法に付与する 。
カーペットタイル用の熱硬化性ビチューメンパッキング組成物を製造するのに用 いるウレタンポリマーは、ヒドロキシルを末端基とするポリブタジェンのような 長鎖炭化水素と、ジイソシアネートのようなポリイソシアネートとの、典型的に は化学量論量での、もしくはイソシアネート或はヒドロキシルを末端基とする炭 化水素のいずれかをわずかに過剰に、例えば約5%まで存在させたポリマー反応 生成物を所望の通りに含む。反応は一段反応として行なってもよくもしくは二段 反応で、すなわち、初めにポリイソシアネート及びヒドロキシルを末端基とする ポリブタジェンのプレポリマーを形成し、次いでウレタンポリマーを更に、例え ば短鎖グリコールを使用する或はポリエーテル又はポリエステルポリオール又は アミンポリオールを使用するようなその他の連鎖延長剤を使用することによって 改質する反応で、行なってもよい。
ビチューメンパッキング組成物は、また更に所望の通りに改質して、ビチューメ ンの特別の選定、すなわち例えば針入値により、或は異なる充填剤及び充填剤の 量を用いることによって所望の可撓性及び硬さを得ることができる。短い硬化時 間サイクルを必要とする場合、促進剤、もしくは促進剤と、安定剤と、アミン化 合物、例えばトリエチルジアミン及びジエチルトルエンジアミンのような触媒或 は連鎖延長剤と、有機金属化合物、例えば下記:スズ及び鉛;ジブチルスズジラ ウレートのような脂肪酸(これらに限定されない)との組合せをポリマー反応に 加えてもよい6選定したビチューメン及びヒドロキシルを末端基とするポリブタ ジェン並びに必要とする通りの石灰石のような粒状充填剤材料或は任意の促進剤 又は連鎖延長剤のブレンドに、使用する前に、選定したポリイソシアネートを単 独で或は所望の通りにビチューメンをブレンドしたものを混和し、生成する反応 生成物は化学的に架橋された熱硬化性ビチューメン組成物となる。ビチューメン 組成物は熱硬化させて少なくとも150℃に、典型的には180℃より高くすべ きである。生成した熱硬化性ビチューメン組成物は、それにより、カーペットタ イルに、湿式印刷プロセスのように高い湿り及び熱条件を施す場合に、フェース コート、すなわちフィブラス面、−次パッキングシート及びプリコートの移動を 防ぐカーペットタイル用耐熱性及び防湿性バッキング組成物になる。
ポリイソシアネートを反応させることができる活性水素基を含有する、ビチュー メンと適合し得る任意の長鎖炭化水素タイプの物質を発明の実施において用いて よく、例えば長鎖炭化水素、典型的には例えばC*−C4ジエン炭化水素のホモ 或はコポリマー、一層特には例えば特に芳香族ジイソシアネートとの高い反応性 を有するアリル系タイプの第一級末端ヒドロキシル基を主に含有する液状のヒド ロキシルを末端基とするホモポリマーであるポリブタジェンのホモポリマーのよ うな長鎖炭化水素タイプの物質を用いてよい。ヒドロキシルポリブタジェンのヒ ドロキシル官能価は典型的には2.2〜2.6の範囲であり、分子量は例えば約 2500mw〜3000mwの範囲になり得る0発明を実施するために特に適し たヒドロキシルを末端基とするポリブタジェンポリマーは、ペンシルバニア、マ ルバーンのAto−chem、Inc、のR−45及びR−45HTとして知ら れているPo1y BD(登録商標)液体樹脂であることが分かった。
ウレタンポリマーを製造するのに用いるポリイソシアネートは任意のイソシアネ ートを含んでよいが、特に芳香族ジイソシアネートが好適であり、一層特にはト ルエンジイソシアネート或はMDIが一層特に好適である。
満足すべきウレタンポリマーの一種はMDIとヒドロキシルを末端基とするポリ ブタジェンとの、促進剤を使用する場合或は使用しない場合の反応生成物を含む 。ヒドロキシルを末端基とするポリブタジェンポリマー及びMDIは共に液体で あり、特に低い温度、すなわち温度120°C又はそれ以下でビチューメンと容 易に混合され、ビチューメン粘度が増大することにならない。ポリイソシアネー ト及びヒドロキシルを末端基とするポリブタジェンのビチューメンと混合する際 のポットライフは変わり得る。材料は、カーペット裏面に塗布する直前に、ポッ トライフに応じて混合すべきである。混合物をカーペラI・裏面に、例えば19 88年4月12日に発行された米国特許第4,373.221号に記載されてい る通りの方法で塗布する。
反応混合物のポットライフは、例えば約5〜20分の範囲になり得る。反応性成 分は両方液体であるので、成分は、強力な混合装置及び高剪断ミックスを必要と しないでかつビチューメンに混入する際に通常用いられる、例えば150’〜1 60”cより低い温度でビチューメンに容易に混入することができる。
ビチューメン組成物を改質してビチューメンパッキング層にする際に反応させる べきウレタンポリマーの量は、熱硬化性をビチューメンパッキング組成物に得る ために用いる十分な成分により変わり得る。通常、約1.5〜2.0%又はそれ 以下の量では不満足であり、多い量、例えば12%或は15%より多い量は通常 必要とせずかつ極めて高い度合いの熱硬化性を望むのでなければ、単に費用を増 大するだけである。典型的には、ビチューメン組成物の約3〜12重厘%、特に 3〜8%が使用すべき好適な量であることが分かった。高性能、高品質カーペッ トバッキング及びずっと多い量、例えば60重量%までのポリブタジェン−イソ シアネートポリマーが所定のバッキングにおいて有用になり得る。
発明のビチューメンパッキング組成物を製造する際に、広範囲のビチューメンを 用いることができる。ビチューメンは、生成するビチューメンパッキング層の硬 さ或は軟かさを決めるのに必要とする通りの針入度特性を所望の通りに変えてよ い。ビチューメンは、例えばレギュラービチューメン、エアブローンビチューメ ン、低アスファルテンビチューメン、プロパン不活性化ビチューメン或はこれら の組合せにすることができる。典型的には、ビチューメンの針入度値は約30〜 60ASTM針人度値、一層特には40〜55の範囲になる。
発明のビチューメンパッキング組成物は、剛性を付与するために、バッキングの 値段を低減させるために及び難燃性を加えるために充填剤を入れるのが普通であ る。
通常、任意の粒状或はフィブラスタイプの充填剤材料のような任意の充填剤材料 を、一層特には粒状化炭酸カルシウムを用いてよく、これにビチューメンパッキ ング組成物に通常用いられるようなシリカ或はその他の添加剤及び改質剤を補っ てもよい。充填剤材料の量は変えてよいが、典型的には、ウレタンポリマーによ りビチューメンの粘度が低下することにより、充填剤材料を一層多い量で、例え ばビチューメン組成物の50重量%を越える、例えば60%を越えかつ75%或 は80%までの量を、ビチューメンパッキング組成物のコーティング粘度限界、 例えば120.000cpsを越えないで用いてよい。
ビチューメンパッキング組成物は通常カーペットの裏面に溶融層として塗布しも しくはカーペットの裏面をベルト或は基材上のビチューメンの溶融層の中に置く 。カーペットは通常天然或は合成ファイバー、一層特にはナイロン、ポリエステ ル、アクリル樹脂或はこれらの混合物のような合成ファイバーのタフテッド面の ようなフィブラス面を含み、該ファイバーはタフチング、ニードルパンチング或 はその他の技術による等して一層パッキングシートに固定されており、−次パッ キングシートは必要に応じて裏面上に、例えばエチレンビニルアセテート或はカ ルボキシル化SBRタイプエマルションのプリコート層を収容する。ビチューメ ンパッキング組成物をプリコート層の上にバッキング層として、例えば厚さ約3 0〜120ミル(0,76〜3.0mm) 、例えば50〜80ミル(1,3〜 2.0mm)の範囲で塗布し、随意に、必要とするならば、ビチューメンパッキ ング層を単一層としてもしくは−、二又はそれ以上の別々の層として塗布しても よく、またバッキング層内にグラスファイバースクリム或はその他の安定用シー ト材料、並びにカーペットタイルの裏面上に、グラスファイバースクリム材料或 はポリエステル或はその他の材料のような二次バッキング材料を含んでもよい。
140”cより低い、例えば12o°〜130℃の温度の低い組成物を使用する ことにより、リボンポリプロピレンのような安価な、感温性の二次バッキング材 料を使用することが可能になる。
ウレタンポリマーを有するビチューメンパッキング組成物は、熱硬化性を有する 耐熱性及び防湿性バッキング層をもたらす。ビチューメンパッキング組成物で裏 打ちされたカーペットタイルはスチーム或は湿式印刷プロセスにおいて用いるこ とができ、生成するカーペットタイルは、バッキング層の熱硬化安定性により、 例えば面のファイバーそれ自体が湿式印刷プロセスにより変形可能である場合の 外、エツジ「クリープ」、エツジ丸み或はエツジ変形を示さない、典型的な湿式 印刷プロセスでは、すなわち水、染料及び増粘剤を通常ビチューメンが裏打ちさ れたカーペットタイルにおいてスラブ形態のカーペットタイルのフィブラス面に 塗布する。染料を色留めさせて定着させるために、スラブをスチームで約4〜8 分間処理し、スラブ全体を濡れたままかつ熱いまま取り出した後に、スラブを冷 却しかつ水で洗浄して過剰の染料及び増粘剤を取り去り、次いで再び洗浄しかつ 乾燥させた後に、切断してカーペットタイルにする。しかし、発明のビチューメ ンパッキング組成物により、ビチューメンが裏打ちされたカーペットは、今個々 に印刷することができる。
要するに、熱硬化性ビチューメンが裏打ちされたカーペットタイル及び方法は、 ビチューメンパッキング層の熱可塑性が相当に低減され、それゆえタイルをスチ ームに次いで洗浄に暴露させた後に温度130℃までの範囲で乾燥させることが できる点で、従来技術のビチューメンが裏打ちされたカーペットに勝る多くの利 点を具備する。加えて、充填されたビチューメンパッキングシステムの粘度は、 ウレタン反応体が液性であることにより低下され、同等の炭酸カルシウム充填剤 レベルにおいて通常バッキングコーティング温度150”〜160℃であるのに 比べて温度120℃又はそれ以下でバッキング組成物を塗被するのを可能にする 。熱硬化性ビチューメンパッキング組成物は、リボンポリプロピレンのような感 温性及び感熱性の、熱可塑性タイプの一次及び二次バッキングを、温度の一層高 いかつ価格の一層高いポリエステルバッキングに代えてカーペットタイルに用い るのを可能にする。熱硬化性ビチューメンパッキング層を用いた内部密着性は、 使用する種々の他の基材、例えばバッキング層、プリコートへの及び介在する安 定化層への密着性としてカーペットにおいて相当に改良されることが分かった。
改良された熱硬化性ビチューメンパッキングを収容するカーペットタイルは湿式 印刷プロセスに関して特に有用であるが、熱硬化性ビチューメンが裏打ちされた カーペットタイルは、たとえ湿式印刷プロセスを用いないとしても、バッキング 層の熱硬化性及び記載するその他の利点がそれを高温及び高湿分条件において用 いることを可能にするので、カーペットタイルを製造する方法は、従来技術のビ チューメンが裏打ちされたカーペットタイルの製造方法に勝る利点を有すること が認められる。
発明は、単にいくつかの実施態様に関してだけ例示する目的で記述するが、当業 者ならば、すべて発明の精神及び範囲内に入る種々の変更態様、変更、改良及び 付加を例示する実施態様に為し得ることが認められる6及1−且二II 例」2 ループパイル及びカットパイルの両方のタフテッドナイロン面を一次シートに固 定させかつラテックスプリコートバッキング層を有するカーペットタイルに下記 の通りのバッキング組成物を裏面塗布した:ビチューメンパッキング組成物は、 ビチューメン、充填剤及びヒドロキシルを末端基とするポリブタジェンのマスタ ーバッチを、およそ150ボンド(68kg)をミキサーでバッチ温度約120 ℃で混合して調製することによって作った。マスターバッチの半分を小さい容器 の中に流し込み、低剪断実験室ミキサーを使用して約2分間MDIに混入した。
MDI含有ビチューメン組成物を、次いでコーティングアプリケーターの中に注 入し、第一コーティング層をポリエステルの二次バッキングに120℃で被覆し 、次いでグラスファイバーティッシュ−を中に置き、次いで第二ビチューメンパ ッキング層を被覆し、最後にカーペット材料を第二ビチューメン層の上面に適用 した後に、カーペットタイルを冷却して印刷する。
MDIとヒドロキシルを末端基とするポリブタジェンとの架橋反応は、プラント 施行装置での容易な施行を可能にする程に遅いものであった。反応時間は、MD Iの添加から粘度が増大するまでおよそ6分であった。反応速度は、110”〜 150℃の間の温度で同じであるようであった。カーペットタイルを調べたとこ ろ、カーペットタイルのコンパウンド性は、可撓性及び密着性に関し、少なくと も改質量のSBSブロックコポリマーを含有するビチューメンが裏打ちされたカ ーペットタイルと同等であることを示した。ビチューメンパッキング層における ウレタンポリマーの反応性システムは、針入値によって測定する通りの完全硬化 に達するのに約24時間を必要とした。反応性システムは、冷却後、針入値35 で、およそ80%の硬化:1時間後、針入値22で、90%の硬化;8時間後、 針入値14で、95%の硬化:24時間後、針入値10で、完全硬化に達した。
そのようにして裏打ちされたカーペットタイルを、次いで典型的な湿りスチーム 印刷プロセスにおいて試験し、調べた場合に、印刷した際にエツジフロー或は膨 張を示さなかった。印刷プロセスは、典型的な湿式印刷プロセスのようにスチー ム及び乾−湿サイクルを伴うものである。
鮭l イソシアネートと高温ビチューメンとの混合は反応を起こさせずかつ混合物の粘 度は安定であることが分かった。更に、イソシアネートとビチューメン及び充填 剤との混合は、高い、すなわち通常190℃を越える温度に達するまで、反応を 何ら起こさせず、高い温度に達した時に、わずかな粘度上昇が起きる。ビチュー メン、充填剤及びイソシアネートブレンドとヒドロキシルを末端基とするポリブ タジェンブレンドとを混合する場合、生成する生成物は、一段反応で製造するの と同じ熱硬化性化合物になる。イソシアネート及びヒドロキシルを末端基とする ポリブタジェンを含有するビチューメン組成物を表IIに示す通りにして調製し た。得られる粘度は例示する通りである。A部とB部とを、次いで二次バッキン グに或はカーペット材料の裏面上に塗布する直前に一緒にして混合する、例えば ブリブレンドされる成分をコーティングヘッドで一緒にして混合することができ る。A部とB部とを2つの別々の供給タンクから往復混合アプリケーションヘッ ドで供給してもよい。
ビチューメン 27.0 27.O MDI 2.6 Poly BD樹脂R−45)IT 13.4炭酸カルシウム 65.0 65 .0 100.0 +00.0 例Lジ ビチューメンパッキング組成物を、充填剤、内容物、ポリブタジェン及びMDI を種々の量で用いて表■に示す通りにして調製した。
例示する通りに、ウレタンポリマーの量は変えてよいが、生成するカーペットタ イルが300” F (149℃)において15分間バッキング層の溶融をほと んど或は何ら持たないようにするために、典型的には1.5〜2.0%より多く すべきである。匹敵し得る商用ビチューメンー5BSブロックコポリマーカーペ ットタイルのテストは、同じ耐熱テスト条件下でビチューメンバッキング層の全 メルトな示した。テストデータにおし)で示される通りに、反応性ポリブタジェ ン含量を増大させると、強さの一層大きな、感熱性の一層小さいバ・ンキングを 生じ、硬さく針入度)に与える影響は無視し得るものである。ポリブタジェン含 量を増大させると、ビチューメンの含量が増大してネッキング/塑性流れを生じ 、高い伸び値をもたらすことにより、弾性に予測し得ない影響を与える傾向にあ る。充填剤含量を増大させると、強さの一層大きな、感熱性の一層小さい、一層 硬いバッキング組成物を生じる。MDI含量を増大させると、強さの一層大きな 、電気を帯びにくいかつ感熱性の一層小さいカーペットバッキング組成物を生じ る。ポリブタジェン含量が約1.4〜2.7と少ないバッキング組成物(A、B 及びC)は、更にMDIを加えることによって改良することができる。テストデ ータは、総合して好適な安価なバッキング組成物が、ポリブタジェン含量が約8 .0重量%より少ないE、F、I及びLのものであることを示す。例示する通り に、熱硬化性ウレタンビチューメンパッキング組成物は、ビチューメンパッキン グ組成物に比べて熱硬化性の安定なバッキングを提供する。
国際調査報告 フロントページの続き (72)発明者 クレセン、ヨハネス アー、バー。
オランダ国 エヌエル3833 ベーター 口イスデン、クラインホルスト 1 1

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.フイブラス面、一次バッキングシート及びバッキング層を含み、バッキング 層はビチューメン及び熱硬化性をバッキング層組成物に付与する程の熱硬化量の ウレタンポリマーを含む安定な熱硬化性ビチューメンバッキング組成物を含み、 ウレタンポリマーはヒドロキシルを末端基とする長鎖ジエン炭化水素とポリイソ シアネートとで構成される反応生成物を含んで湿りスチームプロセス印刷する間 熱安定性であり、カーペット材料のエッジ損失或は変形がないカーペット材料と なるカーペット材料。
  2. 2.ウレタンポリマーの量がビチューメンバッキング層組成物の約2〜12重量 %の範囲である請求項1のカーペット材料。
  3. 3.ヒドロキシルを末端基とする長鎖ジエンポリマーがヒドロキシルを末端基と するポリブタジエンホモポリマーを含む請求項1のカーペット材料。
  4. 4.バッキング層安定性の改良されたカーペット材料の製造方法であって、ビチ ューメン、充填剤材料及び改質量のウレタンポリマーを含むビチューメンバッキ ング組成物をバッキング層としてカーペット材料に塗布することを含み、ウレタ ンポリマーは熱硬化性をビチューメンバッキング組成物に付与する程の量であり 、ウレタンポリマーはヒドロキシルを末端基とするジエン炭化水素とポリイソシ アネートとを反応させることによって製造し、それで湿りスチーム印刷プロセス を施して実質的に損失或はエッジ変形がないカーペット材料とするカーペット材 料の製造方法。
  5. 5.ビチューメン、充填剤、ヒドロキシルを末端基とするジエン炭化水素成分、 並びに別のビチューメン及びポリイソシアネート成分を製造しかつ該成分を、ビ チューメンバッキング組成物をカーペット材料の裏面に塗布する直前に予備混合 することを含む請求項4の方法。
  6. 6.感熱性ポリプロピレンシート材料を一次或は二次バッキングシートとして用 いることを含む請求項4の方法。
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