JPS6018749A - 湿度センサ - Google Patents
湿度センサInfo
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- JPS6018749A JPS6018749A JP12662283A JP12662283A JPS6018749A JP S6018749 A JPS6018749 A JP S6018749A JP 12662283 A JP12662283 A JP 12662283A JP 12662283 A JP12662283 A JP 12662283A JP S6018749 A JPS6018749 A JP S6018749A
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- Japan
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- humidity
- film
- protective film
- sensitive membrane
- sensor
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/121—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid for determining moisture content, e.g. humidity, of the fluid
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は感湿膜に水蒸気以外のガスや油等の付着によ
る感湿特性の劣化を防止するために、感湿膜表面に保護
膜を形成せしめた湿度センサに関するものである。
る感湿特性の劣化を防止するために、感湿膜表面に保護
膜を形成せしめた湿度センサに関するものである。
電気抵抗の湿度依存性を利用した湿度センサとしては、
例えばくし型電極を形成したアルミナ基板上に感湿膜と
して固体電解質を含む有機高分子物質を用いたものや、
酸化亜鉛の多孔質焼結体を用いた無機材料系のものなど
が知られている。
例えばくし型電極を形成したアルミナ基板上に感湿膜と
して固体電解質を含む有機高分子物質を用いたものや、
酸化亜鉛の多孔質焼結体を用いた無機材料系のものなど
が知られている。
そしてこれらのいずれの湿度センサも、その表面の感湿
膜に水蒸気が吸着することを利用したものである。
膜に水蒸気が吸着することを利用したものである。
とζろがこれらの感湿膜は、その表面に水蒸気以外のガ
スや油なども吸着することによって汚染され、再現性、
応答性などの感湿特性を著しく劣化させる原因となって
いる。また有機高分子系の感湿膜において、イオン伝導
を利用した湿度センサは、結露などの水濡れによりイオ
ンが流出するという欠点があった。
スや油なども吸着することによって汚染され、再現性、
応答性などの感湿特性を著しく劣化させる原因となって
いる。また有機高分子系の感湿膜において、イオン伝導
を利用した湿度センサは、結露などの水濡れによりイオ
ンが流出するという欠点があった。
これらの欠点に鑑みて、湿度センサ表面に水蒸気のみを
通過させ、水蒸気以外のガスを透過させないようにする
ために感湿膜表面に耐水性のよい保護膜を形成させるこ
とが研究されている。
通過させ、水蒸気以外のガスを透過させないようにする
ために感湿膜表面に耐水性のよい保護膜を形成させるこ
とが研究されている。
そしてこのような保Ｒ’４膜としては、撥水性のシリコ
ン樹脂や酢酸セルロース、カルボキシメチルセルロース
、シアノエチルセルロースナトのセルロース誘導体、酢
酸ヒニル、ポリビニルアルコールなどの合成樹脂を湿度
センサ表面に塗布する方法が知られているが、これらの
方法は （１） 塗布法では塗布膜の厚みを薄くすることが困難
であシ、この膜が厚いと水蒸気の透過性が悪く、感湿の
応答時間が長くなる。
ン樹脂や酢酸セルロース、カルボキシメチルセルロース
、シアノエチルセルロースナトのセルロース誘導体、酢
酸ヒニル、ポリビニルアルコールなどの合成樹脂を湿度
センサ表面に塗布する方法が知られているが、これらの
方法は （１） 塗布法では塗布膜の厚みを薄くすることが困難
であシ、この膜が厚いと水蒸気の透過性が悪く、感湿の
応答時間が長くなる。
（２）塗布膜の厚みをコントロールすることが難しく、
均一な特性を得ることができない。
均一な特性を得ることができない。
（３）塗布法では保護膜形成材料を溶剤に溶かして塗布
する場合が多いが、これらの溶剤が塗布形成した保護膜
とセンサの表面の間にとじこめられ、膜を剥離さすこと
がある。
する場合が多いが、これらの溶剤が塗布形成した保護膜
とセンサの表面の間にとじこめられ、膜を剥離さすこと
がある。
などの欠点が指摘され、吸湿性のある膜は水に溶けやす
く、また耐水性の良好な膜は水蒸気の透過が悪くなった
し、感湿応答時間が長くなって、適当な塗膜の保護膜は
見出されてい々い。
く、また耐水性の良好な膜は水蒸気の透過が悪くなった
し、感湿応答時間が長くなって、適当な塗膜の保護膜は
見出されてい々い。
発明者らは上記の点に鑑みて湿度センサの感湿膜上に形
成する保護膜として水蒸気のみを透過させ、それ以外の
ガスや油などの透過を防止してそれらによる汚染を防ぎ
、かつ湿度センナとしての耐水性を向−ヒさせる保護膜
について検討の結果、ポリシアノバラキシリレンを保護
膜として形成させた湿度センサが、上記の目的を達成す
ることを見出し、この発明に至ったものである。
成する保護膜として水蒸気のみを透過させ、それ以外の
ガスや油などの透過を防止してそれらによる汚染を防ぎ
、かつ湿度センナとしての耐水性を向−ヒさせる保護膜
について検討の結果、ポリシアノバラキシリレンを保護
膜として形成させた湿度センサが、上記の目的を達成す
ることを見出し、この発明に至ったものである。
蒸着コーティングの行なえる保護膜としてポリバラキシ
リレンはよく知られている。
リレンはよく知られている。
該ポリパラキシリレンは厚さ１μ以下の均一な膜を作製
することができ、耐水性、耐溶剤性あるいは耐熱性にお
いて従来の塗布膜にはみられない優れた性質を有してい
る。
することができ、耐水性、耐溶剤性あるいは耐熱性にお
いて従来の塗布膜にはみられない優れた性質を有してい
る。
このよう々ポリパラキシリレンが有する諸物件を失なう
ことなく、水蒸気のみを透過するように改質できるなら
ば、このポリパラキシリレンを湿度センサの保護膜とし
て使用することができるのである。そのだめの方法とし
てポリパラキシリレンの重合度の小さな膜を作製し、水
蒸気の透過性をもたせることも考えられるが、このよう
にすると耐水性、耐溶剤性が劣り、まだ煙等のガスを透
過させてしまい、湿度センサの保護膜としては不適当で
ある。
ことなく、水蒸気のみを透過するように改質できるなら
ば、このポリパラキシリレンを湿度センサの保護膜とし
て使用することができるのである。そのだめの方法とし
てポリパラキシリレンの重合度の小さな膜を作製し、水
蒸気の透過性をもたせることも考えられるが、このよう
にすると耐水性、耐溶剤性が劣り、まだ煙等のガスを透
過させてしまい、湿度センサの保護膜としては不適当で
ある。
そこで、発明者らはポリパラキシリレンの芳香核に種々
の置換基を導入して湿度センサの保護膜として、その目
的を達［７うる材料の検討を行なったところ、芳香核に
シアノ基を導入したポリシアノバラキシリレンが水蒸気
の透過性があって、かつ耐水性、耐溶剤性にもすぐれ、
煙等のガスの透過性も小さくて良好であることがわかっ
た。
の置換基を導入して湿度センサの保護膜として、その目
的を達［７うる材料の検討を行なったところ、芳香核に
シアノ基を導入したポリシアノバラキシリレンが水蒸気
の透過性があって、かつ耐水性、耐溶剤性にもすぐれ、
煙等のガスの透過性も小さくて良好であることがわかっ
た。
即ちこの発明は、上記のような観点からポリシアノバラ
キシリレンを感湿膜」二に保護膜として形成せＩ２めた
湿度センサを提供するものである。
キシリレンを感湿膜」二に保護膜として形成せＩ２めた
湿度センサを提供するものである。
しかしてポリシアノバラキシリレンを湿度センサの感湿
膜上に成膜せしめる方法の一例と［７てはジシアノ−ジ
−バラキシリレンを１０４ｔｏｒｒの真空中で６００℃
に加熱すると、熱分解してラジカル単量体を形成する。
膜上に成膜せしめる方法の一例と［７てはジシアノ−ジ
−バラキシリレンを１０４ｔｏｒｒの真空中で６００℃
に加熱すると、熱分解してラジカル単量体を形成する。
この単量体を湿度センサの感湿膜表面に蒸着して気相重
合することによってボリシアノパラキシリ１／ンの保護
膜として成膜することができる。
合することによってボリシアノパラキシリ１／ンの保護
膜として成膜することができる。
以下この発明を実施例によυ詳細に説明する。
実施例１
亜鉛に鉛２重量係、ニッケル２Ｎ量係を含有させた亜鉛
合金を１ｏｏｍ？、ｔ＝０．５の円盤状に成形し、これ
をターゲットとして下記条件、即ちガスのｉｉｉ類 Ａ
ｒ ：０２ ＝ ５０ ： ５０スパツタ圧 １．０Ｘ
ｌＯｔｏｒｒ ′市 力 ２００Ｗ 基板−ターゲット間距離 ３０調 基板温度 ２００°Ｃ にて予めくし型電極を作成したアルミナ磁器基板上にス
パッタリングによって１μの感湿膜を形成した。
合金を１ｏｏｍ？、ｔ＝０．５の円盤状に成形し、これ
をターゲットとして下記条件、即ちガスのｉｉｉ類 Ａ
ｒ ：０２ ＝ ５０ ： ５０スパツタ圧 １．０Ｘ
ｌＯｔｏｒｒ ′市 力 ２００Ｗ 基板−ターゲット間距離 ３０調 基板温度 ２００°Ｃ にて予めくし型電極を作成したアルミナ磁器基板上にス
パッタリングによって１μの感湿膜を形成した。
このようにして形成した湿度センサ素子表面にポリシア
ノバラキシリレン蒸着装置によってジシアノ−ジ−バラ
キシリレンを蒸着し、０．５μ厚のポリシアノバラキシ
リレン保護膜を形１１ｊ２ した。
ノバラキシリレン蒸着装置によってジシアノ−ジ−バラ
キシリレンを蒸着し、０．５μ厚のポリシアノバラキシ
リレン保護膜を形１１ｊ２ した。
この湿度センサは、湿度の増加に伴って抵抗値が減少す
るｎ型の特性を有する。
るｎ型の特性を有する。
次に、この実施例Ｉで得たこの発明の湿理センサ（１）
を、保護膜を有しない湿度センサ（２）および保護膜と
して酢酸エチルセルロース２％溶液を被覆した湿度セン
サ（３）を比較品として、煙の汚染と湿度センサの相対
指示値の変動テストを下記の方法で行った。
を、保護膜を有しない湿度センサ（２）および保護膜と
して酢酸エチルセルロース２％溶液を被覆した湿度セン
サ（３）を比較品として、煙の汚染と湿度センサの相対
指示値の変動テストを下記の方法で行った。
即ち、１２Ｉ！のデシケータ中にＭｇ （ＮＯｓ ）
ｒ ６ Ｈａ Ｏの飽和水溶液を入れ、相対湿度５２チ
の雰囲気を作シ、この中にタバコ１本を入れて燃焼させ
２時間封入した。
ｒ ６ Ｈａ Ｏの飽和水溶液を入れ、相対湿度５２チ
の雰囲気を作シ、この中にタバコ１本を入れて燃焼させ
２時間封入した。
その後、この雰囲気中に上記３種の湿度センナを入れ、
ＩＫＨｚ、 ２Ｖの交流電圧を印加して電気抵抗変化を
測定し、初期の相対湿度指示値に換算した値をタバコの
本数との関係値としてめたところ第１図の結果を得た。
ＩＫＨｚ、 ２Ｖの交流電圧を印加して電気抵抗変化を
測定し、初期の相対湿度指示値に換算した値をタバコの
本数との関係値としてめたところ第１図の結果を得た。
図中の番号１，２．３は各濁度センサ（１）、（２）、
（３）にそれぞれ対応する。
（３）にそれぞれ対応する。
また、別に上’４ｉコのＭｇ （ＮＯａ） ｇ・６Ｈ２
０の飽和水溶液をＮａＣ１の飽和水溶液にかえて相対湿
度７５ｑ６の雰囲気としだデシケータ中にタバコ１本を
入れて燃焼させ２時間封入した。
０の飽和水溶液をＮａＣ１の飽和水溶液にかえて相対湿
度７５ｑ６の雰囲気としだデシケータ中にタバコ１本を
入れて燃焼させ２時間封入した。
そしてこの雰囲気中に上記と同様３種の湿度センサを入
れて同様のテストをしたところ、第２図の結果を得た。
れて同様のテストをしたところ、第２図の結果を得た。
図中の番号１．２．３は各湿度センサ（ＩＬ （２）、
（３）にそれぞれ対応する。
（３）にそれぞれ対応する。
これらの図から、この発明のポリシアノバラキシリレン
を保護膜とした湿度センサは、このポリシアノバラキシ
リレン保護膜が水蒸気は透過させるが、煙を透過させな
い保護膜として有効であることが認められた。
を保護膜とした湿度センサは、このポリシアノバラキシ
リレン保護膜が水蒸気は透過させるが、煙を透過させな
い保護膜として有効であることが認められた。
そしてこの発明の湿度センサは、例えば空調機のセンサ
として応用でき、その効果の大きいことも認められた。
として応用でき、その効果の大きいことも認められた。
実施例２
くし型電極を形成したアルミナ基板上に２−ヒドロキシ
エチルアクリレート１．０２−ヒドロキシエチルアクリ
ロイルホスフェート １．７ビスフエノールＡ−ジグリ
シジルアクリレート １．０ベンゾインイソブチルエー
テル（紫外線増感剤） ０．０３よシなる配合の樹脂溶
液を塗布し、１６０Ｗ／ｄ の紫外線を２０秒間照射１
−で硬化させ感湿膜を形成させた。
エチルアクリレート１．０２−ヒドロキシエチルアクリ
ロイルホスフェート １．７ビスフエノールＡ−ジグリ
シジルアクリレート １．０ベンゾインイソブチルエー
テル（紫外線増感剤） ０．０３よシなる配合の樹脂溶
液を塗布し、１６０Ｗ／ｄ の紫外線を２０秒間照射１
−で硬化させ感湿膜を形成させた。
次いでこの表面にポリシアノバラキシリレン保護膜を実
施例１と同様にして形成した。
施例１と同様にして形成した。
この湿１ｆ−センザは実施例１と同様ｎ型の抵抗変化型
のものである。
のものである。
かくして得られた湿度センサを（１）とし、実施例１に
おけると同じ比較品（２Ｌ （３）とともに下記によっ
て相対湿度指示値と時間変化についてテストした０ 即ち、−上記（１）、（２）、（３）の湿度センサを水
中に浸漬して１０時間ごとに取出し、相対湿度５５チの
雰囲気に保持した恒湿槽に入れ、各センサの電気抵抗値
を測定１−た。これを初期の相対湿度指示値に換算した
値を第３図に示した。図中の番号１１２．３は各湿ＩＩ
センサ（ｉ）、（２）、（ａ）にそれぞれ対応する。
おけると同じ比較品（２Ｌ （３）とともに下記によっ
て相対湿度指示値と時間変化についてテストした０ 即ち、−上記（１）、（２）、（３）の湿度センサを水
中に浸漬して１０時間ごとに取出し、相対湿度５５チの
雰囲気に保持した恒湿槽に入れ、各センサの電気抵抗値
を測定１−た。これを初期の相対湿度指示値に換算した
値を第３図に示した。図中の番号１１２．３は各湿ＩＩ
センサ（ｉ）、（２）、（ａ）にそれぞれ対応する。
第３図から２．３のように保護膜の々い湿度センサ（２
）、あるいは保護膜のあるものでも吸湿性のあるもの（
３）では、水中に浸Ｙｉ￥′する時間が長くなれば相対
湿度指示値が１＋、１下してゆくことがわかる。
）、あるいは保護膜のあるものでも吸湿性のあるもの（
３）では、水中に浸Ｙｉ￥′する時間が長くなれば相対
湿度指示値が１＋、１下してゆくことがわかる。
これは水中に可動イオンが流出してゆくため、センサの
電気抵抗値が高くなることに対応している。
電気抵抗値が高くなることに対応している。
一方、この発明の湿度センサにおけるポリシアノバラキ
シリレン保護ｊ１αは、その変化が非常に小さいことが
認められた。
シリレン保護ｊ１αは、その変化が非常に小さいことが
認められた。
次に上記（］） 、（２） 、（３）の湿度センサにつ
いて応答時間の比較テストを行なった。
いて応答時間の比較テストを行なった。
１２１！デシケータ中にＮａＣ１飽和水溶液を入れて、
相対湿度７６％の雰囲気を作り、一方向様に１２１！デ
シケータ中にＫＣｆ飽和水溶液を入れた相対湿度３２％
の雰囲気を作った。
相対湿度７６％の雰囲気を作り、一方向様に１２１！デ
シケータ中にＫＣｆ飽和水溶液を入れた相対湿度３２％
の雰囲気を作った。
そして（１）、（２）、（３）の湿度センサを相対湿度
７６チのデシケータ中に入れ、次に相対湿度３２％のデ
シケータ中に移した時の相対湿度指示値の変化と、３２
係から７６％へ移しだ時の相対湿度指示値の変化をみた
ところ、第４図の結果が得られた。
７６チのデシケータ中に入れ、次に相対湿度３２％のデ
シケータ中に移した時の相対湿度指示値の変化と、３２
係から７６％へ移しだ時の相対湿度指示値の変化をみた
ところ、第４図の結果が得られた。
これらの結果から、この発明の湿ＩΩ：センサにおける
ポリシアノバラキシリレン保護膜は、塗布法による保護
膜を形成した湿度センサ（３）よシ応答速度の早いこと
が認められた。
ポリシアノバラキシリレン保護膜は、塗布法による保護
膜を形成した湿度センサ（３）よシ応答速度の早いこと
が認められた。
これによって結露しても劣化のない、反応の速い湿度セ
ンサの得られることがわかった。
ンサの得られることがわかった。
なお、上記実施例１，２において示した感湿膜の材料組
成は、あくまでも−例であって、この発明の湿度センサ
としての感湿膜は何らこれらに限定されるものではない
。
成は、あくまでも−例であって、この発明の湿度センサ
としての感湿膜は何らこれらに限定されるものではない
。
第１図はＭｇ（イ）３）２・６Ｈ２０にょる５２係相対
湿度中でタバコ１本を燃焼させ、密封したデシヶータ中
におけるセンサの用ｚｌ湿度指示値を示すグラフ、第２
図けＮａ（ｊ！による７５チ相対湿度中でタバコ１本を
燃焼さぜ、密封したデシケータ中におけるセンサの相対
湿度指示面を７ドすグラフ、第３図は湿度センサを水中
にぐ２之潰したときの相対湿度指示値の時間変化を示す
グラフ、第４図はセンサをＫＣ１飽和水溶液による相ゾ
［湿度７５チから３２％へ移したとき、ｊ′？よび：３
２係から７５％へ移したときの相対湿度指示値の時間変
化を示すグラフでめる。 特許出願人 株式会社 材用・％１作所代理人 −１ｌ
ｆ埋十和田昭 （１１） 第１図 １０ デ゛ジケータ中１−人凱たタハ゛コの本書え第２図 ６／。 デ°シケーツ中１−人！１狂ψ口のホ滲父第３図 １に＋４：Ｉ侵１ｊ昨闇
湿度中でタバコ１本を燃焼させ、密封したデシヶータ中
におけるセンサの用ｚｌ湿度指示値を示すグラフ、第２
図けＮａ（ｊ！による７５チ相対湿度中でタバコ１本を
燃焼さぜ、密封したデシケータ中におけるセンサの相対
湿度指示面を７ドすグラフ、第３図は湿度センサを水中
にぐ２之潰したときの相対湿度指示値の時間変化を示す
グラフ、第４図はセンサをＫＣ１飽和水溶液による相ゾ
［湿度７５チから３２％へ移したとき、ｊ′？よび：３
２係から７５％へ移したときの相対湿度指示値の時間変
化を示すグラフでめる。 特許出願人 株式会社 材用・％１作所代理人 −１ｌ
ｆ埋十和田昭 （１１） 第１図 １０ デ゛ジケータ中１−人凱たタハ゛コの本書え第２図 ６／。 デ°シケーツ中１−人！１狂ψ口のホ滲父第３図 １に＋４：Ｉ侵１ｊ昨闇
Claims (1)
- 感湿膜表面にポリシアノバラキシリレン保護膜を形成し
てなる湿度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12662283A JPS6018749A (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | 湿度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12662283A JPS6018749A (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | 湿度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6018749A true JPS6018749A (ja) | 1985-01-30 |
Family
ID=14939748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12662283A Pending JPS6018749A (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | 湿度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6018749A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01287268A (ja) * | 1988-05-14 | 1989-11-17 | Nippon Mining Co Ltd | 浸漬ボンディング方法及び装置 |
| JPH0236344A (ja) * | 1988-07-26 | 1990-02-06 | Agency Of Ind Science & Technol | 静電容量変化型感湿素子の製造方法 |
| JPH04337358A (ja) * | 1991-05-14 | 1992-11-25 | Fuji Xerox Co Ltd | 有機電導性組成物およびその製造方法 |
| US5776324A (en) * | 1996-05-17 | 1998-07-07 | Encelle, Inc. | Electrochemical biosensors |
| WO2016132859A1 (ja) * | 2015-02-19 | 2016-08-25 | 国立大学法人信州大学 | パリレン透水膜及びその製造方法、水の分離方法 |
-
1983
- 1983-07-11 JP JP12662283A patent/JPS6018749A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01287268A (ja) * | 1988-05-14 | 1989-11-17 | Nippon Mining Co Ltd | 浸漬ボンディング方法及び装置 |
| JPH0236344A (ja) * | 1988-07-26 | 1990-02-06 | Agency Of Ind Science & Technol | 静電容量変化型感湿素子の製造方法 |
| JPH04337358A (ja) * | 1991-05-14 | 1992-11-25 | Fuji Xerox Co Ltd | 有機電導性組成物およびその製造方法 |
| US5776324A (en) * | 1996-05-17 | 1998-07-07 | Encelle, Inc. | Electrochemical biosensors |
| WO2016132859A1 (ja) * | 2015-02-19 | 2016-08-25 | 国立大学法人信州大学 | パリレン透水膜及びその製造方法、水の分離方法 |
| JPWO2016132859A1 (ja) * | 2015-02-19 | 2018-02-01 | 国立大学法人信州大学 | パリレン透水膜及びその製造方法、水の分離方法 |
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