JPH08170091A - 高温使用に適したグリース - Google Patents

高温使用に適したグリース

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温使用に適した公知のグリースの欠点を排
除し、かつ同方向に動くリンクにおける高い温度負荷下
に使用するために適したグリース。 【解決手段】 付加的に固体潤滑剤として黒鉛、ポリテ
トラフルオルエチレンおよび少なくとも1つのモリブデ
ン有機化合物を含有し、かつモリブデンジスルフィド、
黒鉛、ポリテトラフルオルエチレンおよびモリブデン有
機化合物の組合せ物の含量はグリースに対して2〜5重
量%の範囲内にある。 【効果】 このグリースは、僅かな費用で製造可能であ
り、種々の潤滑に重要な性質の点で公知のグリースの性
質を凌駕し、同方向に動くリンクにおける永続的な固体
潤滑剤充填物としての使用の場合に改善された寿命を生
じるだけでなく、密閉に使用されるベローズを形成する
材料と良好に認容性であり、かつこの材料の寿命を減少
させない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、濃稠化剤としての
尿素化合物および分散された固体潤滑剤としてのモリブ
デンジスルフィド(MoS2)を含有する、鉱油または
/および合成油もしくはこれらの混合物を基礎とする高
温使用に適したグリースに関する。
【0002】
【従来の技術】1つの濃稠化剤および分散された固体潤
滑剤としてのMoS2を含有する、鉱油または合成油を
基礎とするグリースは、公知である。即ち、英国特許第
2255103号明細書Aには、濃稠化剤として尿素お
よびMoS2をモリブデンおよび亜鉛の金属有機化合物
とともに含有するグリースが開示されている。特開平2
−020597号公報の記載からは、尿素−ウレタンを
濃稠化剤として含有することもできる相応する組成のグ
リースが公知である。この公知のグリースは、実際に高
温適性に関連してリチウム脂肪を凌駕するが、しかし、
この公知のグリースは、寿命、疲れ限度および潤滑作用
に関連してなお所望のものには程遠い。更に、この公知
のグリースは、製造の点で費用がかかり、したがって高
価である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、高温
使用に適した公知のグリースの欠点を排除し、かつ同方
向に動くリンクにおける高い温度負荷下に使用するため
に適したグリースを得ることであり、この場合このグリ
ースは、僅かな費用で製造可能であり、種々の潤滑に重
要な性質の点で少なくとも公知のグリースの性質を達成
するかまたは凌駕し、同方向に動くリンクにおける永続
的な固体潤滑剤充填物としての使用の場合に同方向に動
くリンクの改善された寿命を生じるだけでなく、密閉に
使用されるベローズを形成する材料と良好に認容性であ
り、かつこの材料の寿命を減少させない。
【0004】
【課題を解決するための手段】この課題は、グリースが
付加的に固体潤滑剤として黒鉛、ポリテトラフルオルエ
チレンおよび少なくとも1つのモリブデン有機化合物を
含有し、かつモリブデンジスルフィド、黒鉛、ポリテト
ラフルオルエチレンおよびモリブデン有機化合物の組合
せ物の含量がグリースに対して2〜5重量%の範囲内に
あることによって解決される。
【0005】本発明の範囲内で尿素化合物は、脂肪アミ
ンおよびジイソシアネートおよび/またはジイソシアネ
ートの同族体、異性体および重合体からなる反応生成物
である。
【0006】固体潤滑剤の本発明による4回の組合せに
よって、意外なことに、卓越した固体潤滑剤の作用、ひ
いてはそれによって潤滑される金属摩擦面の相応する延
長された寿命を達成するだけでなく、高価な固体潤滑剤
の量を本質的に減少させ、それと同時に全体で本質的に
減少された生産費で卓越した製品を得ることが可能にな
る。
【0007】4つの記載した固体潤滑剤の組合せ物は、
特にMoS2約40〜約80重量%からなる。黒鉛、ポ
リテトラフルオルエチレンおよびモリブデン有機化合物
は、ほぼ同量部を形成し、残りは60〜20重量%であ
り、この場合2つの別の成分に対して約30%までの全
ての成分の割合における偏倚は、意図した性質をなお損
なうものではない。
【0008】モリブデン有機化合物としては、有利に1
つの固体が例えばモリブデンオキシスルフィドジチオカ
ルバメートのようなモリブデンジチオカルバメートの形
で使用される。また、固体の形のモリブデンジチオホス
フェートまたは別のモリブデン有機化合物は、個別的に
使用することができるか、または殊にモリブデンジチオ
カルバメートと一緒の化合物として使用することができ
る。
【0009】MoS2、黒鉛、ポリテトラフルオルエチ
レンおよびモリブデン有機化合物の記載した4回の組合
せとともに、本発明によるグリースは、ポリ尿素または
その誘導体を濃稠化剤として含有する。有利に、このポ
リ尿素は、8〜22個のC原子の鎖長を有する1級脂肪
アミンとイソシアネートまたはこのような脂肪アミンの
混合物としての多数の脂肪アミンとの反応混合物からな
る。この脂肪アミンは、種々の鎖長の脂肪アミンからな
る市販の混合物である。イソシアネート成分としては、
基油中で良好に可溶性でありかつ150℃までの温度で
蒸気を発生させないイソシアネートが有利である。適当
なイソシアネートの例は、1,3−ジイソシアネートベ
ンゾール、2,4−ジイソシアネートトルオールおよび
4,4´−ジイソシアネートジフェニルメタンである。
有利には、4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネー
トまたは4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネート
と異性体および同族体との混合物が使用される。
【0010】ポリ尿素は、有利に全部のグリースに対し
て5〜17重量%、特に5〜12重量%の量で存在す
る。
【0011】基油としては、鉱油または/および合成炭
化水素が適当である。好ましいのは、1:3〜1:6の
割合で合成炭化水素油との組合せ物のナフテンを基礎と
する鉱油である。これは、特に40℃で100〜150
センチストークスの粘度を有する。合成油としては、例
えば100℃で1〜40センチストークス、特に3〜1
5センチストークスの粘度を有するポリ−α−オレフィ
ンが適当である。特に有利には、全部のグリースに対し
て、ナフテンを基礎とする鉱油60〜70重量%および
合成油10〜20重量%を含有する。ポリ−α−オレフ
ィンを基礎とする合成油を有する脂肪アミンは、ナフテ
ンを基礎とする鉱油中に溶解されていなければならな
い。このことは、イソシアネート成分の分散にとって必
要なことである。
【0012】記載した本質的な成分とともに、本発明に
よるグリースは、なお付加的に常用の油溶性添加剤を含
有する。即ち、有利には、付加的に特にメルカプト化合
物からなる硫黄含有金属失活剤が存在する。特に有利に
メルカプト化合物としては、メルカプトチアジアゾール
である。金属失活剤の量は、一般に2重量%までであ
り、有利には、0.3〜1.0重量%である。同様に、
特に高圧添加剤が使用される。
【0013】特に使用される他の添加剤は、耐蝕剤であ
る。この耐蝕剤の量は、2重量%まで、有利に0.1〜
1重量%である。また、多数の耐蝕剤の組合せ物は、有
効であることが証明された。
【0014】他の好ましい成分は、カルシウム錯脂肪で
あり、これは、存在する場合には、2〜20重量%、特
に2〜8重量%の量で使用される。
【0015】本発明によるグリースの1つの重要な利点
は、簡単な装置を用いて問題なく製造することができ、
かつこの場合に環境保護の視点で課すべき全ての要求が
満たされることに見ることができる。殊に、生成物は、
遊離イソシアネートを含有せず、生成物の製造の場合に
は、イソシアネートの蒸気を発生させることもない。こ
のことは、例えば形成される毒性蒸気を吸着させるため
の技術的手段が存在しない場所での製造をも可能にす
る。この性質の本質的な関心は、本発明によるグリース
の製造にとって十分である80〜140℃の大きさの程
度で低い温度を有することである。
【0016】本発明によるグリースは、基油もしくは基
油混合物の第1の部分で脂肪アミンを溶解し、基油の第
2の部分でイソシアネートを分散させ、次に双方の部分
を高められた温度で混合し、脂肪アミンとイソシアネー
トとの反応が完全に経過するまでの長時間80〜140
℃に維持し、次いで残留成分、即ち固体潤滑剤と油溶性
添加剤との組合せ物を最大90℃の温度で脂肪の残りの
成分と混合するようにして製造される。この場合には、
製造のために、尿素化合物の成分を含有する基油の両含
量を適当な撹拌機、例えば対向フレーム形ミキサー(Ra
hmenruehwerk)または遊星形ミキサー中で高められた温
度にもたらし、次いで互いに混合させるようにして有利
に実施される。基油の混合すべき部分の予熱のための温
度としては、一般に80〜120℃が適当である。
【0017】イソシアネートが完全に反応されているこ
とを保証するために、尿素の形成は、有利な方法で制御
される。このためには、IR分光計が特に好適である。
例えば、2時間の撹拌の後にイソシアネートがなお完全
には反応されていない場合には、再び相応する量の脂肪
アミンを添加することができる。
【0018】本発明によるグリースの残りの成分は、尿
素化合物の形成後に得られる基礎グリースに適当な撹拌
装置および混合装置を使用しながら添加される。良好な
均質化を生じさせる高圧ホモジナイザーもしくはコロイ
ドミルは、有効であることが証明された。
【0019】本発明によるグリースは、同方向に動くリ
ンク、殊によりいっそう高い温度が運転中に生じるよう
な同方向に動くリンクのための固体潤滑剤充填物として
使用される。この場合、本発明によるグリースは、標準
温度範囲内ならびに高温範囲内で最もよく知られた高温
グリースに少なくとも匹敵する性質を示すが、しかし、
多くの点で凌駕している。即ち、本発明によるグリース
は、150℃までの作業温度に適しており、このこと
は、市販のグリースでは達成されない。
【0020】本発明によるグリースの性質は、次の実施
例において図面と関連付けて詳説される。
【0021】この場合、試験により、標準温度試験にお
いて特によく知られた市販のグリースと比較して平均で
70%の改善、ゴムならびにプラスチックのベローズと
比較して卓越したベローズとの認容性の際に100%を
上廻る高温試験における寿命の上昇率が判明した。
【0022】次の実施例により本発明をさらに詳説す
る。
【0023】
【実施例】
本発明によるグリースの有利な組成物 本発明による高温グリースを次のようにして得た。全脂
肪を重量部に対して65.4%有する全部のナフテン系
基油を2つの部分、即ち重量部に対して約80%を有す
る第1の部分および重量部に対して約20%を有する第
2の部分に分けた。第1の部分の場合に、全脂肪の重量
部に対して5%の割合を有する水素化牛脂アミンを10
0℃への加熱の際に溶解した。
【0024】ポリ−α−オレフィンを基礎とする合成油
を有する、完成脂肪の重量分に対して3.75%に達す
るジイソシアネート(4,4´−ジフェニル−メタンジ
イソシアネート)100%の1:1の懸濁液(重量に対
して)を調製し、かつ撹拌しながら100℃に加熱し
た。
【0025】次に、この懸濁液を、溶解した脂肪アミン
を有するナフテン系基油の第1の部分に添加した。
【0026】この混合物の温度は、反応熱のために上昇
し、かつ最大に到達した後に約130℃にさらに加熱さ
れた。130℃の温度を少なくとも2時間維持した。次
に、この混合物を遊離ジイソシアネートの存在について
試験し、かつこのようなものが存在していた場合には、
中和した。
【0027】こうして得られた基礎グリースを80℃の
温度に冷却した。引続き、ナフテン系基油およびポリ−
α−オレフィンを基礎とする反応の際に使用されなかっ
た合成油の第2の部分ならびにカルシウム錯脂肪を混入
し、粒径5μmのモリブデンジスルフィドの形 重量部
に対して2%、平均粒径4μmを有する黒鉛の形 重量
に対して0.4%、ポリテトラフルオルエチレンの形
重量部に対して0.4%およびポリブデンオキシスルフ
ィドジチオカルバメートの形 重量部に対して0.4%
を混入した。更に、メルカプトチアジアゾールの形 重
量部に対して0.6%および耐蝕剤の形 重量部に対し
て0.5%を添加した。得られたグリースを高圧ホモジ
ナイザーを用いて均質化し、濾過し、かつ充填した。高
圧ホモジナイザーの代わりに、鋼の歯を備えた回転子−
固定子を有するコロイドミルも有効であることが判明し
た。濾過のために、100μの間隙幅を有する自己清浄
性のエッジフィルター(Kantenspaltfilter)を使用し
た。
【0028】得られたグリースは、次の性質を有してい
た: 融解点:225℃(IP396) 実用に供されない針入度:308(DIN/ISO21
37) 実用に供される針入度(60):310(DIN/IS
O2137) 100000DH後の針入度:347(DIN/ISO
2137) 168時間/40時間でのDINによる油析出率:1.
97%(DIN51817) 20℃での流れ圧力:80ミリバール(DIN5180
5) −35℃での流れ圧力:600ミリバール(DIN51
805) 試験1 本発明によるグリース処方物の効率を評価するために、
314Nmの動的伝導能力および硬化前に取り除かれる
球路を有する構造サイズ93構造様式VLの球対を備え
た同方向に動くリンク(Kugelgleichlaufgelenk)を用
いて寿命試験を実施した(Schmelz, Friedrich: Gelenk
e und Gelenkwellen: Berechnung, Gestaltung, Anwend
ungen / F. Schmelz; H-Ch. Graf v. Seherr-Thoss; E.
Aucktor; Berlin; Heidelberg; New York; London; Pa
ris; Tokyo; Springer 1988 (全36巻))。
【0029】試験プログラムは、第1表に記載された回
転モーメント、回転数、リンク屈曲角度および作動時間
分を有する8時間の試験であった。8つのプログラム工
程をリンクが作動停止するまで繰り返した。このリンク
を試験の間、空気を用いて冷却し(吹付け速度:約12
m/s)、作動停止時に80℃のリンク外側温度の超過
分を評価した。
【0030】
【表1】
【0031】この試験を実施する場合には、本発明によ
るグリースを有する8個のリンクおよびPUを基礎とす
る連続的使用の際に存在する高温グリース“A”を有す
る16個のリンクを試験した。このグリースは、基油、
尿素化合物、モリブデンジスルフィド、黒鉛およびポリ
テトラフルオルエチレンからなる。有機モリブデン化合
物成分は、存在していない。ワイブルの関数分布(Weib
ull-Verteilung)を用いての個々の寿命の値を評価する
(VDA: Qualitaetskontrolle in der Automobilindustr
ie: Zuverlaessigkeitssicherung bei Automobilherste
llern und Lieferanten, Verfahren und Beispiele; Ve
rband der Automobilindustrie e.V. (VDA), Westendst
rasse 61, Frankfurt/Main, 1976)ことにより、本発明
によるグリースについてよりいっそう高いB10値およ
びB50値を認めることができる明らかに改善された寿
命が明らかになった:
【0032】
【表2】
【0033】この場合、考察された抜試験のためのB1
0値には、試験体の90%が、なお作動停止されていな
いような測定された寿命が記載されている。同様に、B
50値には、試験体の50%が、なお作動停止されてい
ないような測定された寿命が記載されている。
【0034】図1には、この試験の図による評価が図示
されている。作動時間は、本発明によるグリースを使用
した際に比較グリースを使用した場合よりも著しく長い
ことが判明した。
【0035】試験2 本発明によるグリース処方物の効率を評価するために、
390Nmの動的伝導能力および硬化前に取り除かれる
球路を有する構造サイズ6020構造様式VLの球対を
備えた同方向に動くリンク(Kugelgleichlaufgelenk)
を用いて寿命試験を実施した(Schmelz, supra)。
【0036】試験プログラムは、定数300Nmの回転
モーメント、定数10゜のリンク屈曲角度および100
0min-1の回転数を用いての1工程試験であった。こ
のリンクを試験の間、空気を用いて冷却し(吹付け速
度:約12m/s)、作動停止時にグリース中の金属粒
子の退出を評価した。
【0037】この試験を実施する場合には、本発明によ
るグリースを有する31個のリンクおよびPUを基礎と
する連続的使用の際に存在する記載した高温グリース
“A”を有する10個のリンクを試験した。
【0038】ワイブルの関数分布(Weibull-Verteilun
g)を用いての個々の寿命の値を評価することにより、
本発明によるグリースについてよりいっそう高いB10
値およびB50値を認めることができる明らかに改善さ
れた寿命が明らかになった:
【0039】
【表3】
【0040】図2には、この試験の図による評価が図示
されている。本発明によるグリースを用いた場合には、
比較グリースを用いた場合よりも著しく高い回転数が達
成されたことが判明する。
【0041】試験3 本発明によるグリース処方物の効率を評価するために、
522Nmの動的伝導能力および硬化前に取り除かれる
球路を有する構造サイズ107構造様式VLの球対を備
えた同方向に動くリンク(Kugelgleichlaufgelenk)(L
oehr & Bromkamp GmbH, Offenbach)を用いて寿命試験
を実施した(Schmelz, supra)。
【0042】試験プログラムは、第2表に記載された回
転モーメント、回転数、リンク屈曲角度および作動時間
の割合を有するブロックプログラムであった。表に記載
されたプログラム工程は、リンクが作動停止するまで繰
り返された。プログラム工程7〜12の場合には、この
箱内の温度をリンク外側温度が約120℃であるように
上昇させた。
【0043】望ましい温度水準は、70〜80℃の加熱
箱内部温度の際に達成されることが判明した。
【0044】作動停止時に過剰の温度上昇もしくは磨滅
を指示する騒音の発生を評価した。
【0045】
【表4】
【0046】この試験を実施する場合には、本発明によ
るグリースを有する7個のリンクおよびPUを基礎とす
る連続的使用の際に存在する記載した高温グリース
“A”を有する6個のリンクを試験した。
【0047】ワイブルの関数分布(Weibull-Verteilun
g)を用いての個々の寿命の値を評価することにより、
本発明によるグリースについてよりいっそう高いB10
値およびB50値を認めることができる明らかに改善さ
れた寿命が明らかになった:
【0048】
【表5】
【0049】図3には、この試験の図による評価が図示
されている。本発明によるグリースを用いた場合には、
比較グリースを用いた場合よりも著しく高い作動時間が
達成されたことが判明する。
【0050】試験4 この場合には、試験を試験2と同様に実施するが、さら
に2つの比較グリースを使用した。球対を備えた同方向
に動くリンク(Kugelgleichlaufgelenk)および試験条
件は、試験2の記載と同様であった。
【0051】高温グリース“A”を用いて22個のリン
クを試験し、他の市販の高温グリース“B”を用いて4
個のリンクを試験し、かつ第3の市販の高温グリース
“C”を用いて16個のリンクを試験した。グリース
“B”は、基油、尿素化合物、モリブデンジスルフィ
ド、モリブデンジチオカルバメートおよび鉛ジチオカル
バメートからなる。黒鉛およびポリテトラフルオルエチ
レンは、存在していない。
【0052】グリース“C”は、基油、尿素化合物、モ
リブデンジスルフィドおよび黒鉛からなる。有機モリブ
デン化合物およびポリテトラフルオルエチレンは、存在
していない。
【0053】ワイブルの関数分布(Weibull-Verteilun
g)を用いての個々の寿命の値を評価することにより、
試験2からの既に公知の値と比較してB50の値に対す
る比較グリースを用いてのよりいっそう短い寿命が明ら
かになった:
【0054】
【表6】
【0055】図4には、記載したB−10の値を補足し
た図による評価が図示されている。本発明によるグリー
ス(左側)は、3つの比較グリース“A”、“B”およ
び“C”と対比されている。本発明によるグリースに対
する回転数はよりいっそう高いこと(約2倍)を確認す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】8工程試験における本発明によるグリースおよ
び市販の高温グリース“A”に対する時間での標準温度
安定性を示す線図。
【図2】1工程試験において作動停止するまでの達成さ
れた回転数を用いての本発明による同じグリースおよび
高温グリース“A”に対する標準温度安定性を示す線
図。
【図3】ブロックプログラム試験において作動停止する
までの作動時間を用いての本発明による同じグリースお
よび高温グリース“A”に対する時間での高温安定性を
示す線図。
【図4】図2に記載の工程試験において作動停止するま
での本発明による同じグリースおよび種々の固体潤滑剤
組合せ物を有する3つの市販のPU高温グリースに対す
る標準温度安定性を補足された棒グラフとともに示す棒
グラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10M 115:08) C10N 50:10 (72)発明者 ペーター ザイゲルト ドイツ連邦共和国 ローマール ケッセル シュトラーセ 14 (72)発明者 ヘルベルト コーネゲン ドイツ連邦共和国 レースラト ペスタロ ッツィヴェーク 6 (72)発明者 ヴォルフガング ヒルデプラント ドイツ連邦共和国 ジークブルク アム ヘレンガルテン 3

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 付加的に固体潤滑剤として黒鉛、ポリテ
    トラフルオルエチレンおよび少なくとも1つのモリブデ
    ン有機化合物を含有し、かつこの場合モリブデンジスル
    フィド、黒鉛、ポリテトラフルオルエチレンおよびモリ
    ブデン有機化合物の組合せ物の含量はグリースに対して
    2〜5重量%の範囲内にあることを特徴とする、濃稠化
    剤としての尿素化合物および分散された固体潤滑剤とし
    てのモリブデンジスルフィド(MoS2)を含有する、
    鉱油または/および合成油もしくはこれらの混合物を基
    礎とする高温使用に適したグリース。
  2. 【請求項2】 固体潤滑剤の組合せ物がMoS240〜80
    重量%を含有し、かつ残りの3つの固体潤滑剤がほぼ等
    量で存在する、請求項1記載のグリース。
  3. 【請求項3】 モリブデン有機化合物としてモリブデン
    ジチオホスフェートまたは/およびモリブデンジチオカ
    ルバメートが備えられている、請求項1または2に記載
    のグリース。
  4. 【請求項4】 尿素化合物が8〜22個のC原子を有す
    る1つまたはそれ以上の1級脂肪アミンおよびイソシア
    ネートから得られたものである、請求項1から3までの
    いずれか1項に記載のグリース。
  5. 【請求項5】 付加的に硫黄含有金属失活剤および高圧
    添加剤を含有する、請求項1から4までのいずれか1項
    に記載のグリース。
  6. 【請求項6】 金属失活剤としてメルカプト化合物、殊
    に高圧添加剤の少なくとも1つをも含有するものを含有
    している、請求項5記載のグリース。
  7. 【請求項7】 メルカプト化合物がメルカプトチアジア
    ゾールである、請求項6記載のグリース。
  8. 【請求項8】 付加的に少なくとも1つの耐蝕剤を含有
    する、請求項1から7までのいずれか1項に記載のグリ
    ース。
  9. 【請求項9】 鉱油混合物および合成油混合物60〜9
    0重量%、少なくとも1つの尿素化合物5〜17重量
    %、Ca−錯脂肪2〜20重量%、モリブデンジスルフ
    ィド1〜4重量%、黒鉛0.2〜1重量%、ポリテトラ
    フルオルエチレン粉末0.2〜1重量%、モリブデン有
    機化合物0.2〜1重量%、金属失活剤の形で2重量%
    までおよび耐蝕剤の形で2重量%までを含有する、請求
    項1から8までのいずれか1項に記載のグリース。
  10. 【請求項10】 ナフテンを基礎とする鉱油60〜70
    重量%およびポリ−α−オレフィンを基礎とする合成油
    10〜20重量%を油混合物として含有する、請求項9
    記載のグリース。
  11. 【請求項11】 鉱油60〜70重量%、ポリ−α−オ
    レフィンを基礎とする合成油10〜20重量%、少なく
    とも1つの尿素化合物5〜12重量%、Ca−錯脂肪2
    〜8重量%、粒径0.2〜10μmを有するモリブデン
    ジスルフィド1〜3重量%、平均粒径0.1〜10μm
    を有する黒鉛0.2〜0.6重量%、平均粒径1〜20
    μmを有するポリテトラフルオルエチレン粉末0.2〜
    0.6重量%、平均粒径0.5〜20μmを有するモリ
    ブデンジチオカルバメート0.2〜0.6重量%、メル
    カプトチアジアゾール0.3〜1重量%および耐蝕剤
    0.1〜1重量%を含有する、請求項1から10までの
    いずれか1項に記載のグリース。
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