JPS59184242A - ポリメタクリル酸メチルを基質とする火炎阻止性成形材料 - Google Patents

ポリメタクリル酸メチルを基質とする火炎阻止性成形材料

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JPS59184242A
JPS59184242A JP59056421A JP5642184A JPS59184242A JP S59184242 A JPS59184242 A JP S59184242A JP 59056421 A JP59056421 A JP 59056421A JP 5642184 A JP5642184 A JP 5642184A JP S59184242 A JPS59184242 A JP S59184242A
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JP59056421A
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カ−ル・アウグスト・ユング
カ−ル−ハインツ・ヤコブ
マンフレ−ト・ムンツア−
ヴイルヘルム・ヴオプカ−
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Roehm GmbH Darmstadt
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Roehm GmbH Darmstadt
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/52Phosphorus bound to oxygen only
    • C08K5/521Esters of phosphoric acids, e.g. of H3PO4
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/53Phosphorus bound to oxygen bound to oxygen and to carbon only
    • C08K5/5317Phosphonic compounds, e.g. R—P(:O)(OR')2
    • C08K5/5333Esters of phosphonic acids
    • C08K5/5337Esters of phosphonic acids containing also halogens

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】 本発明は、火炎阻止性ポリメタクリル酸メチル成形材料
に関する。成形材料はその組成によって、次の6群に分
けることができる:II)  ポリメタクリル酸メチ〃
及び80%までこれからなる共重合体、 (2)  メタクリル藏メチルと他の著しい量のモノマ
ー、洞見ばスチロール及びα−メチルスチロールとの共
重合体、 (3)嘆合体混含物及びメタクリルfilメチルと軟質
ゴム状物質(衝撃に安定な物質)とのグラフト重合体。
量的に優位?占める固有のポリメタクリル酸メチル成形
材゛科は、ポリメタクリル酸メチル又はわずかな係の低
アク1)ル虐エステルとの共重合体からなる材料7形成
する。成形材料の加工は、主として6つの異なる方法に
よって行なう二(at  プレス法(どれは特別の目的
に対してわずかな軛1用内で1更用されるのに過き゛な
い)、(bl  射出成形法、 (cl  押出成形法。
成形材料の均−性及・び品質に対する最高の要求が押出
成形に課せられる。押出による加工が増大するにつれて
、成形材料の品質に対する要求は続いて増大する。ポリ
メタクリル酸メチルを基質とする成形材料の重要な使用
頭載は建築及び車輛の分野、電飾及び広告の分野、家庭
及び工学の成形物体である。特に重要なのは押出成形に
よって製造することのできる特殊の半製品、例えば絶縁
ガラスとして役立つウエプニ重−又はウエゾ三重プレー
ト(タイツ特許公開第1609777号明細書)である
。それ故、ポリメタクリル酸メチル成形材料から製造し
L物体の燃焼挙動は特に重要である( Vipweg 
−Esser著: Kunststoff −)Tan
dbuch 、 9巻、Polymethacryla
te 1ICarl Hanser出版社、ミュンヘン
、1975年、400〜407頁参照)。
プラスチックン耐燃性にするために通常使用される火炎
保護剤は、多(は次の90質群に所属する: 無機添加剤 ハロゲン化有機化合物 有機燐化合物 ハロダン化有機燐化合物 最近までは、好ましくは分子に燐の2つ及び多(の作用
7有jる化合物(ジクロルネオペンチルグリコールの二
#酸塩及びニホスホン噴堪−溝酸塩)が、アクIJ Q
樹脂の火炎保護剤として使用された。
ドイツ特許第1544767号明細科からは(al  
モノマー、例えばビニル−及びアクリル化合物、 (t)l  塩素ン含有する重合体、 (cl  (alにOT溶の7%ロゲン及び/又は!’
Y含有−fろ常用の耐燃性物質(例えばgA酸トリクロ
ルエチル)及び (dl  常用の架橋剤 かもなる流込み樹脂が公知である。この特許間11渫で
は、流込み樹脂の性質に対して重快なのは、混合物中に
存在する)10rンは塩素含有重合体の形で存在するこ
とが確かめられる。
ドイツ特許公開第1495544号明細書からは自消火
性合成樹脂の製造法が公刊であり、その際塩化ビニルの
共消合体少(とも5痙畦%、場合により/%ロrンン含
有しP−,0結合を有する有機燐化合物の形の爛少くと
も1.2喧喧係、好ましくは少くとも重合性モノマー及
び場合により架橋剤からなる混合9JJを東金させる。
メタクリル酸メチル予重合体(粘度5500 cP )
と燐酸トリクロルエチルとから84:15(重量%〕の
割合でなる重合体での比較実・倹は、かかる生成物は自
己消火性でないことを示す。
ソ連特許第68!1210号明、rag (Cbemi
calAbstract 、 95巻、170478 
)からは、同じようにしてポリ塩化ビニル及びポリメタ
クリル酸メチルそれぞれ65〜47.5 を量係からん
り、安定剤、グリセリン、架橋剤及び燐酸トリクロルエ
チルの成分を有する重合体が公知である。
公知技術からは、重合体中で大寸のハロピン菩有ポリマ
ーの存在は、その工業的利用に絶対必読であることが結
論された。
提案された解決は、複合組成のポリマー系乞壜貫とする
;これは、耐燃せ乞除い1こ生成物及び必・堤な磯城性
及び場合により光学性乞得る定めの安協である。この、
J:5にして、タイツ特許公開M1495544号明細
臀には、重合体は真空深絞り加工によるか又は吹込み法
で1菱からなお成形することができることが記載されて
いる。実際には、ハロゲン化有機燐化合′吻系の火炎保
護剤の鉛加は、さしあたりその可塑剤の作用の結果とし
てプラスチック生成物の品質に対して作用ビ発揮するこ
とは殆んど常に疑問である。
この可塑剤の作用の結果は、燃焼格!鞠でも比較的迅速
な軟化ケ考j1ばしなければならないことによって明ら
かである。
更に、ポリメタクリル酸メチルχ某質とするプラスチッ
クの水の吸収傾向は、ハロゲン化燐化合物の添加のため
に増大すること乞考慮することができ、これは同じよう
にして機械的及び光学的性質に対して打撃をあたえうる
それ故、成形材料で押出成形に対する使用は、著しい疑
念に対立していた。
ところで、式■: 1 C1−CH2−CH−07P−(OR4)2    1
■ 2 〔式中R工は炭素原子1〜4個乞有し場合により分枝し
たアルキル基又は−〇H−CH2C1基を表ゎぜ 2 し、R2は水素又は場合により塩素によって置換されて
いる炭素原子1〜2個?有するアルキル基を表わす〕の
クロルアルキル燐酸エステル少くとも8〜15重構%を
含有する火炎阻止性成形材料は、工学の必要条件乞十分
に/1ilvkすことか判明した。
式Iのクロルアルキル燐層エステルとしては、殊ニドリ
ス(2−クロルエチル)ホスフェート、更にトリス(β
−クロルイソプロピル)ホスフェートが該当する。
好ましくは本発明による成形材料は、なお式: %式% 〔式中R3及びR4は水素又は塩素馨表わし、nは1.
2又は6であり、R5は水素又は炭素原子3〜8個を有
する第2アルキル基又はシクロアルキル基を表わす〕の
塩化ホスホン酸エステル、好ましくは分子構造からオレ
フィン乞脱擬する傾向を何するエステル、殊に分枝状又
は指環式アルコールのエステル乞含有する。
例えばジイソプロピルエステル、ネオペンチルエステル
、シクロヘキシルエステルその他が挙げられる。
その外に、主として過酸化物の分1・屏剤として使用さ
れる61ITI8の遺の公知エステルの添加が好ましい
ことが判明した。即ち次式Illの化合物である: 〔式中R8は炭素原子14〜24個?有−1−るアルキ
ル基又はアルキル置換のフェニル基ン表わし、R6とR
7とは燐と一緒に環 を形成する、か又はR6は−oR8と同一であり、R7
は基   ・ を表わ丁、か又は−R8がアルキル置換のフェニルを表
わす場合には、R6及びR6はそれぞれ一0RBを表わ
す〕0 (Ul1mann’s RncyclopHdie d
er TechniscbenChemie 、 Cb
emie If版、15版、258〜259ホ参照)、
特に、次の化合物Ill A [ウニストン(WEST
ON ) 618” 、’lびにウニストン(死ST○
N)MDW 626、ボルダ・ワーナー(B−org−
Warner)社製〕、Ill B Cサンドスタブ(
5ANDO8TAB )P−EPQ”%45ンドズ(5
andoz )社製、バーゼル在〕及ヒ111C〔トリ
ス−ノニルフェニルホスファイト、ナラガード(NAU
GARD ) ′p、 ウニロイヤル(Uniroya
l )社製〕が挙げられる二〇9H19 弐■の化合物の代りか又はこれと−緒に、通、常うジカ
ル捕促物質として分節の立体障害フェノール乞使用する
こともできる( Ul1mann’5Toc、cit、
 257頁参照)。本発明によって使用することのでき
る立体障害フェノールは、一般にフェニル基でQH基に
対してオルト位又はパラ位に第6基少(とも1個最高2
個及び場合により他の置換分乞有するフェニル基を有し
、その際フェニル基の全置換分の炭素原子の総数は少く
とも9個である。
この化合物は、1部分次の一般式1■によって表わすこ
とができる: 、R9y12 〔式中R9、Rlo及びR11は水素又は立体障害基、
例えばtert−ブチル−又は1−メチルシクロヘキシ
ル(この基の2個以上は卒体障害乞生ぜしめないものと
する)を表わし、害12は水素又はメチル乞表わす、か
又はRIO又はR11の1方は架m A Y表わし、こ
の架橋には更に少(ともフェノール基: R’9R’12 (置挾分R19及び”’12はR9及びR工2と同じも
のン表わし、R1□0又÷まR11,の1つはAとの結
合個所を表わす)が存在すると共に、他方はRIO又は
R工1と同一であるか又はR11は基ニー(CH2)n
C00R13(nは1.2又は6であり、R13は長連
鎖状アルキル基、好ましくはC9〜C22−アルキル基
である)又は基: 乞表わす〕。
架橋Aとしては、例えば硫黄架橋又は基ニR’l 4 7− 〔式中R14は水素又はメチルを表わし、R15は水素
又は立体障害基を有するフェノール基で置換されていて
もよい炭素原子1〜5個ン有するアルキル基又は基ニ 〇               〇 111 一ca2−c−     −CR2−C−S−CR2−
又は基ニ )1 − (CH2)m−C−Q− (C.R2 )p−z(
m及びpは1〜4であり、Qは一〇−又は−NHである
)又は基: 又は基: を表わす、か又は4つの基: か中央の炭素原子に結合していてもよい(この場合には
Aは好ましくは 1 −CFT 2−CH2−C−0−CH2−である)〕で
あってもよい。
3価の燐のエステル又は立体障害7x:ノールの割合は
、成形材料に対して0.05〜?爪量予、好ましくは0
.3〜1重′It係であり一好ましい実施形式では一両
成分、即ち6価の燐のエステルと立体障害フェノールと
が同時に存在し、このようにしてその割合は相補なって
0.05〜2重量係、好ましくは゛0.3〜1重景%に
なる。
火炎阻止性成形材料の製造は、公知技術の成形材料の製
造と同じようにして行なうことかで゛さる。基質重合体
として該当するポリメタクリル酸メチル成形材料は、既
に述べたように高成分のメタクリル酸メチル(一般にメ
タクリル酸メチル80重量%以上、好ましくは90市量
係以上)を有するポリマーである。この成形材料は、例
えば熱可塑性加工の際に流動性を改良するために、コー
モノマーとしての従属量のC1〜4−アクリル酸アルキ
ルを含有していてもよい。
特別の場合には、他のビニル化合物、例えばスチロール
又はその誘導体、例えばp−メチルスチロール又はビニ
ルエステル又は−エーテルとの共重合も可能である。
本発明によって添加した火炎保護剤は一般に融解粘度を
下げるので、十分な熱形状安定性のためには6エ塑性コ
ーモノマーの添加は最低限度(10爪暖係以下)に制限
されている。
前記火炎阻止性成形材料の製造法としては、常用の成形
材料の製造に公知のすべての重合法が該当する。これは
、とりわけ不連続的及び連続的ブロック重合(Winn
acker−Kn chler著:Chemiscfl
e Tecbnologie’ 、 6巻、 Orga
nischeTechnologie l 1414頁
、Carl FTanser出版社、ミュンヘン、19
82年券照)及び@濁取合(5childknecbt
 / 5keist N合法) (HighPolym
ers 、 29巻、Wiley−(nterscie
nce出版社、1977年、166頁参照)である。
開始剤としては、アゾ化合物(PrototypATB
N )又は有機過酸化物、例えば過酸化ジアシル又はベ
ルエステル(シかしながらメルカプタン又はチオエーテ
ルに対する反応性のためにペルオキシシカ−ぜネートは
小町)を使用する。
使用した開始剤の種類と壇は、主として選んだ重合法の
種類により、その配所は一般にモノマーの全体に対して
0.01〜1ti%である。分子量を調節するためには
、すべてのポリメタクリル酸メチル成形材料の場合のよ
うに、メルカプタン、例えばアルキルメルカプタン又は
チオグリコール酸又はメルカプトプロピオン酸と1価又
は多価アルコールとのエステルヲ、o、i〜1チ、−1
般に0.2〜0.5%の叶で使用する。平滑剤又は雌型
剤としては、常用の長連鎖状アルコール、エステル又は
カルボン1被、1列えはステアリルアルコール又はステ
アリン酸が役立つ。
その他の添加剤、例えば酸化防IE剤、紫外罎吸収剤そ
の他忙関しても、火灸阻市性ポリメタクリル酸メチル成
形材料では特別の制限は存在しない。
重合助剤は一般に重合の開始前にモノマーに溶かし、安
定性添加剤はでき上った重合体と混合してもよい。火炎
保護剤の添加は任意の時点に、つまり重合の前、間又は
後に行なうことができろ。多(の連続面方法の場合と同
じように、モノマー含有ポリマー融液が生じる場合には
、これは接続したスクリュー蒸発器中で真空下に脱ガス
するか又は生じた重合体を押出機で粒化処理する。
本発明による火炎阻止性成形材料は、一般にすべての重
要な好ましい性質を維持して特に有利な燃焼挙動によっ
て浚れでいる。本発明による成形材料は、(常用の装備
の)作業機で長時間にわたって問題な(加工することが
できる。
例えば腐蝕の損害は生じない。光透過性〔ドイツ工業規
格(DrN5036 )による〕は、主として基質重合
体の光デ過性に相応する。成形材料の黄色++N (D
iN 6167による)及び光学的品質も基′1(重合
体のそれに相応する。戸外の気夕状況でガラス化材料に
必要な安定性は同じようにして得られる。このようにし
て、性質の全体像は5000時間のキセノ試験の気象状
況(DTN56387による)によれば実際に変らない
。もちろんこれは、1年間以上続く戸外の気象状況に好
ましい性質は、例えば非火炎阻止性の基質材料(ポリメ
タクリル酸メチル基質材料LOT =17.2 )と比
較して、LOI (ASTM 2865による低酸素指
数)の著しい増大を示す。次に性質を、実施例で製造し
た材料についてのべる。通常の燃滉性に対する試験で、
材料によってDIN 4102による格付けB2が得ら
れ、その際材料は測定目標に達する前にひとりでに消火
する。
IMN 53438による燃焼試倹では、材料はに1及
びFlの級に格付げされる(曲刃では非火炎阻止性材料
はに2及びF2の級に属する)。大きい平面のガラス化
には、大きい燃焼負荷での火炎拡大速度が重要である。
小管路の火炎拡大速度〔この試憎はASTM B84に
類似、シュタイネル・チューネル(Stpiner−T
unn、el ) 〕では、基質材料に対して減少した
火炎拡大速度が判明する。
十分な加工性は、例えばウエブニ重−又はウェブ三重プ
レートの複雑な魂何字形を有する半製品の製造性に対す
る必要条件をなす。
次に実施例につき本発明を説明する。
例 1 (成形材料の製造) メタクリル酸メチル     88.54重−敬部アク
リル酸メチル       1  重量部トリス(2−
クロルエチル)ホスフェート10  1rL 置部過酸
化ジラウロイル      0.05重量部2−エチル
へキシルチオグリコンート      0 、31 ’
、*−龍部ステアリン酸         (1,1重
量部からなる混合物乞、フォイルバッグ中で65′″G
で6時間、続いて55℃で20時間及び110°Cで1
0時間τ住合させろ。平均分子睦が1.7×105の成
形材料を破砕し、安定にするためにウェストy (We
ston ) MDW 626 CMルグ・ワーナー(
Borg−Warner )社製] C1,5@ 璧%
及びイルtf/ ツクス(Trganox ) 107
PO,1*tt’l’と混合し、説ガス押出機で均一に
し、粒化する。
得られた均一な顆粒から、平らな5mmo)プレート及
びウエブニ取プレートを製造した(無色透明)。M]工
の際に問題、例えば突起、溶食又は変色は生じなかった
。DIN 5ろ45ろによるプレートの性質: 耐衝撃強度      11kJ/m”切欠キ衝S強度
’ i、okJz4” この値は純粋のポリメタクリル酸メチルに相応する0 ビカー軟化温度93 ′C(DrN 53460による
)水の吸収率(飽和1)1.9%(IMN 53495
による) 光透過性91.7%(DIN 5036による)黄色頃
0.4 (orN6167による)例  2 例1と同じ方法で メタクリル酸メチル     83.45重項部アクリ
ル酸メチル       6.0  重量部トリス(2
−クロルエチル)ホ スフエート        10.0  屯貴部過酸化
ジラウロイル      0.05爪量部セfルア A
/ :I−A/        0.1 11j−ir
iH部からなる混合vJ乞重合させる。平均分子IA:
力一1.2 X 105の成形材料乞破砕し、安定−す
るためにサンドスタブ(S油DO8TAB ) P−E
PQ”〔サンドi (Sa、ndoz )社製〕0−’
3 g 4 %及びイk h” / ッp X (Ir
ganox ) 1076■0.’[l 54■□1−
%と混合し、脱ガス押出機で均一にし、粒化する。得ら
れた均一な顆粒から、平らな6朋のプレート乞押出成形
する。回置は、例1で製眉した材料の性質に相応する(
この場合86°Cまでのビカー軟化温度)が、この材料
によってDIN 4102による燃焼試゛倹の格付けB
1が得られる。
例  3 例1と同じ方法で メタクリル酸メチル     84.15重量部アクリ
ル酸エチル       2.O重fif部スチロール
          20 電量部トリス(2−クロル
エチル)ホ スフエート         10.0  ’、Jt 
4.9部ter t−プチルベルネオデカノエ ー ト                      
       o、o6 i、=ヒ部tert−ブチル
ペルオクトエート0.02重時部エチルへキシルチオグ
リコレ〜 ト                     0.6
 重量部クロルメタンホスホン酸ジイソ プロピルエステル      1.5  重量部を重合
させる。
成形材料は平均分子、tl、6XID”&有し、次いで
これ乞破枠する。安定にするためにナラ度は88゛Cで
ある。加工及び燃焼性は、例1によって製造した材料に
相応する。小庁路の燃焼拡大試験では、例1に対して減
少した燃焼拡大速度が判明する。
第1頁の続き 0発 明 者 ヴイルヘルム・ヴオプカードイツ連邦共
和国ピッケンバッ ハ・ライフッアイゼンシュトラ ーセ5

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 平均分子it、IX 1 o’〜2x 10’ 
    Y:有するポリメタクリル酸メチル乞基質とし公知火炎
    保護剤と組合せた火炎阻止性成形材料において、式I: 1 C1−CH2−aH−0,−P−(OR1)212 〔式中R1は炭素原子1〜4個を有し揚台により分枝し
    たアルキル基又は−C)T−(”H2C1基を2 表わし、R2は水素又は陽今により塩素によって1喉換
    されている炭素原子1〜2個を有するアルキル基乞表わ
    す〕のクロルアルキル燐1波エステル少(とも8〜15
    市量%ゲ言有する、火炎阻止性成形材料。 ・21式IのR2はメゞチル基又はクロルメチル基であ
    る、特許請求の範囲第1」口記載の火炎阻止性成形材料
    。 3ニーORIは式Iのエステル基−0(”)I−C)1
    2−C1と■ 2 ゛ 同一である、特許請求の範囲第1又は2項記載のい
    づれか1項の火炎阻止性成形材料。 4、平均分子°量lX10’〜2X105を有するポリ
    メタクリル酸メチル乞基質とし公知火炎保護剤と組合せ
    た火炎阻止性成形材料において、式に−・ 1 (”1−C’H2−CH−0−P−(ORI )2  
     12 〔式中R工は炭素原子1〜4個ン有し場合により分枝し
    たアルキル基又は−〇)I−CH2C1基を2 表わし、R2は水素又は場合により塩素によつて1扉換
    されている炭素原子1〜2個を有するアルキル基ビ表わ
    す〕のクロルアルキル燐酸エステル少くとも8〜15重
    −Hqbと共に、なお弐■二 3 0 11 C1−((” )n−P−(OR5)2    14 〔式中R3及びR4は水素又は塩素乞表わし、nは1.
    2又は6であり、R5は水素又は炭素原子6〜8個を有
    する第2アルキル基又はシクロアルキル基を表わす〕の
    電化ホスホン酸エステル1種又は数種ン、0.5〜5重
    t%、好ましくは1〜3重i%の割合で含有する、火炎
    阻止性成形材料。 5、平均分子量1x105〜2X10’乞有するポリメ
    タクリル酸メチルケ基質とし公知火炎保護剤と組合せた
    火炎阻止性成形材料において、式l: al−OH2−Cn−o−P−(oal)2     
     I2 〔式中R1は炭素原子1〜4個乞有し場合により分枝し
    たアルキル基又は−CH−C)T201基乞2 表わし、R2は水素又は場合により塩素によって置換さ
    れている炭素原子1〜2個を有するアルキル基乞表わす
    〕のクロルアルキル燐酸エステル少(とも8〜154f
    %と共に、なお弐111: 〔式中R8は炭素原子14〜24個を有するアルキル基
    又はアルキル置換のフェニル基を表わし、R6とR7と
    は燐と一緒に環 ぞ形成する、か又はR6は一0R8と同一であり、R7
    は死 ン表わす、か又は−R8かアルキル置1実Q)フェニル
    乞表わす場合には、R6及びR7&まそれぞれ一0RB
    ン辰、わす〕の61曲のI舜σつエステル1棟又は数1
    屯及び/又は公知立体障害フェノールケ、成形材料に対
    して0.05〜2重−N %、好ましくは0.6〜1重
    量係の′gu合で含・何する、火炎阻止性成形材料0 6、弐■の化合物は からなる群から選ばれている、特許請求の範囲第5項記
    載の火炎阻止性成形材料。 l 公知立体障害フェノールは、フェニル基でOH基に
    対してオルト位又はパラ位に第3基少(とも1個最高2
    個及び場合により他の食喚分ヲ有するフェニル基(その
    際フエノル基の全88分の炭素原子の線数は少くとも9
    個である)からなっている、特許請求の範囲第5項記載
    の火炎阻止性成形材料。 8、  *許請求の、範囲第1.4又は5項のいづれに
    よって製造した、火炎阻止性成形体。
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