JPWO2018092488A1 - 可逆性記録媒体および可逆性記録媒体用塗料ならびに外装部材 - Google Patents
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Abstract
Description
1.第1の実施の形態(サリチル酸骨格を有する顕・減色剤を含む可逆性記録媒体の例)
1−1.可逆性記録媒体の構成
1−2.可逆性記録媒体の製造方法
1−3.可逆性記録媒体の記録および消去方法
1−4.作用・効果
2.第2の実施の形態(複数の記録層を備えた可逆性記録媒体の例)
2−1.可逆性記録媒体の構成
2−2.可逆性記録媒体の記録および消去方法
2−3.作用・効果
3.変形例
3−1.変形例1(1層の記録層で多色表示が可能な可逆性記録媒体の例)
3−2.変形例2(複数種類の呈色性化合物を混合して記録層を形成した例)
4.第3の実施の形態(呈色性化合物としてフタリド骨格を有する化合物を用いた例)
4−1.可逆性記録媒体の構成
4−2.作用・効果
5.適用例
6.実施例
図1は、本開示の第1の実施の形態に係る可逆性記録媒体(可逆性記録媒体1)の断面構成を表したものである。可逆性記録媒体1は、例えば、支持基体11上に、記録状態および消去状態を可逆的に変化させることが可能な記録層12が配置されたものである。なお、図1は、可逆性記録媒体1の断面構成を模式的に表したものであり、実際の寸法、形状とは異なる場合がある。
支持基体11は、記録層12を支持するためのものである。支持基体11は、耐熱性に優れ、且つ、平面方向の寸法安定性に優れた材料により構成されている。支持基体11は、光透過性および非光透過性のどちらの特性を有していてもよい。支持基体11は、例えば、ウェハ等の剛性を有する基板でもよいし、可撓性を有する薄層ガラス、フィルムあるいは紙等により構成してもよい。支持基体11として可撓性基板を用いることにより、フレキシブル(折り曲げ可能)な可逆性記録媒体を実現できる。
本実施の形態の可逆性記録媒体1は、例えば、塗布法を用いて製造することができる。なお、以下に説明する製造方法は一例であり、その他の方法を用いて製造してもよい。
本実施の形態の可逆性記録媒体1では、例えば、以下のようにして記録および消去を行うことができる。
前述したように、印刷物に替わる表示媒体の開発が進められており、その1つとして、熱により可逆的に情報の記録や消去が可能な可逆性記録媒体が注目されている。可逆性記録媒体は、一般に、電子供与性を有する呈色性化合物と、電子受容性を有する顕・減色剤と、マトリクスポリマーとから構成されている。更に、可逆性記録媒体は、光熱変換材料を加えることで、特定の波長の光を照射することで記録および消去が可能となる。
図2は、本開示の第2の実施の形態に係る可逆性記録媒体(可逆性記録媒体2)の断面構成を表したものである。可逆性記録媒体2は、例えば、支持基体11上に、記録状態および消去状態を可逆的に変化させることが可能な記録層21が配置されたものである。この記録層21は、例えば、3つの層(第1層22、第2層23および第3層24)がこの順に積層されたものであり、各層22,23,24の間には、断熱層25,26がそれぞれ設けられている。なお、図2は、可逆性記録媒体1の断面構成を模式的に表したものであり、実際の寸法、形状とは異なる場合がある。
記録層21は、熱により可逆的に情報の記録や消去が可能なものであり、上記のように、例えば、第1層22、第2層23および第3層24が支持基体11側からこの順に積層された構成を有する。第1層22、第2層23および第3層24は、互いに異なる色を呈する呈色性化合物と、各呈色性化合物に対応する顕・減色剤と、互いに異なる波長域の光を吸収して発熱する光熱変換材料とを含む、例えば、高分子材料によって形成されている。顕・減色剤は、上記のように、例えば、無色の呈色性化合物を発色または、所定の色を呈している呈色性化合物を消色させるためのものである。顕・減色剤は、例えば、上記一般式(1)に示したサリチル酸骨格を有し、分子内に電子受容性を有する基を含む化合物から選択される。光熱変換材料は、上記のように、フタロシアニン骨格を有する化合物(フタロシアニン系染料)、スクアリリウム骨格を有する化合物(スクアリリウム系染料)および無機化合物等から選択される。この他、上記第1の実施の形態と同様に、優れた耐光性および耐熱性を有するシアニン骨格を有する化合物(シアニン系染料)を用いてもよい。
本実施の形態の可逆性記録媒体2では、例えば、以下のようにして記録および消去を行うことができる。なお、ここでは記録層21は、上述した、それぞれ、シアン色、マゼンタ色、イエロー色を呈する第1層22、第2層23および第3層24が積層されている場合を例に説明する。
本実施の形態の可逆性記録媒体2では、例えば、それぞれ、イエロー色、マゼンタ色またはシアン色を呈する呈色性化合物と、対応する顕・減色剤と、互いに異なる吸収波長を有する光熱変換材料とを含む3種の層(第1層22、第2層23および第3層24)を形成し、これを積層させるようにした。これにより、発色感度を維持しつつ、高い発色の安定性および繰り返し描画性を有すると共に、多色での記録が可能な可逆性記録媒体を提供することが可能となる。
(3−1.変形例1)
上記第2の実施の形態では、記録層21として、互いに異なる色を呈する層(第1層22、第2層23および第3層24)を形成し、これらを積層した多層構造を有する例を示したが、例えば単層構造でも多色表示が可能な可逆性記録媒体を実現することができる。
上記第1の実施の形態および第2に実施の形態では、記録層12および記録層21(第1層22、第2層23および第3層24)を、それぞれ、単一(1種類)の呈色性化合物を用いて形成する例を示したが、これに限らない。上記第1,第2の実施の形態における可逆性記録媒体1,2では、記録層12,21(第1層22,第2層23,第3層24)を、それぞれ、互いに異なる色を呈する複数種類の呈色性化合物を混合して用いる形成するようにしてもよい。
図4は、本開示の第3の実施の形態に係る可逆性記録媒体(可逆性記録媒体4)の断面構成を表したものである。可逆性記録媒体4は、例えば、支持基体11上に、記録状態および消去状態を可逆的に変化させることが可能な記録層42が配置されたものである。この記録層42は、呈色性化合物として下記一般式(3)で表される化合物を用いて形成されたものである。
支持基体11および保護層13は、上記第1の実施の形態における可逆性記録媒体1と同様の構成を有する。
次に、上記第1の実施の形態、第2の実施の形態および第3の実施の形態ならびに変形例1,2において説明した可逆性記録媒体(例えば、可逆性記録媒体1等)の適用例について説明する。ただし、以下で説明する電子機器の構成はあくまで一例であり、その構成は適宜変更可能である。上記可逆性記録媒体1〜3は、各種の電子機器あるいは服飾品の一部、例えば、いわゆるウェアラブル端末として、例えば時計(腕時計)、鞄、衣服、帽子、眼鏡および靴等の服飾品の一部に適用可能であり、その電子機器等の種類は特に限定されない。また、電子機器や服飾品に限らず、例えば、外装部材として、建造物の壁等の内装や外装、机等の家具の外装等にも適用することができる。
図5Aおよび図5Bは、リライト機能付きIntegrated Circuit(IC)カードの外観を表したものである。このICカードでは、カードの表面が印字面110となっており、例えば、シート状の可逆性記録媒体1等が貼付されて構成されている。ICカードは、印字面110に可逆性記録媒体1等を配置することで、図5Aおよび図5Bに示したように、適宜、印字面110に描画およびその書き換え並びに消去が可能となる。
図6Aはスマートフォンの前面の外観構成を、図6Bは、図6Aに示したスマートフォンの背面の外観構成を表したものである。このスマートフォンは、例えば、表示部210および非表示部220と、筐体230とを備えている。背面側の筐体230の例えば一面には、筐体230の外装部材として、例えば可逆性記録媒体1等が設けられており、これにより、図6Bに示したように、様々な色柄を表示することができる。なお、ここでは、スマートフォンを例に挙げたが、これに限らず、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ(PC)やタブレットPC等にも適用することができる。
図7Aおよび図7Bは、鞄の外観を表したものである。この鞄は、例えば収納部310と持ち手320とを有しており、例えば、収納部310に、例えば可逆性記録媒体1が取り付けられている。収納部310には、例えば可逆性記録媒体1により、様々な文字や図柄が表示される。また、持ち手320部分に可逆性記録媒体1等が取り付けることで、様々な色柄を表示することができ、図7Aの例から図7Bの例のように、収納部310の意匠を変更することができる。ファッション用途においても有用な電子デバイスを実現可能となる。
図8は、例えばアミューズメントパークにおいて、例えばアトラクションの搭乗履歴やスケジュール情報等を記録可能なリストバンドの一構成例を表したものである。このリストバンドは、ベルト部411,412と、情報記録部420とを有している。ベルト部411,412は、例えば帯形状を有し、端部(図示せず)が互いに接続可能に構成されている。情報記録部420には、例えば可逆性記録媒体1等が貼付されており、上記アトラクションの搭乗履歴MH2やスケジュール情報IS(IS1〜IS3)のほか、例えば情報コードCDが記録されている。アミューズメントパークでは、入場者が、アトラクション搭乗予約スポット等の各所に設置された描画装置にリストバンドをかざすことによって上記情報を記録することができる。
次に、本開示の実施例について詳細に説明する。なお、下記実験において作製した可逆性記録媒体は、以下を基準にして評価した。
(実験例1−1)
まず、顕・減色剤を合成した。ノナコサン酸(C28H57COOH)10g、トリエチルアミン4.6g、トルエン50mlをフラスコ内に入れ、40℃まで加熱した。続いて、DPPA6.3gを追加して還流したのち、室温まで放冷した。次に、溶剤を除去してオクタコシルイソシアネート16.2gを得た。続いて、別のフラスコに入れた4−アミノサリチル酸4.2gに、テトラヒドロフラン(THF)に溶かしたオクタコシルイソシアネート16.2gを追加して加熱還流を行った。これを室温まで冷却し、析出した固体をろ取し、洗浄した。これにより、下記式(1−1)で表わされる顕・減色剤K−01を得た。
実験例1−2では、ノナコサン酸(C28H57COOH)をC29H59COOHに替えて顕・減色剤を合成(顕・減色剤K−02)し、これを用いた以外は上記実験例1−1と同様の方法を用いて記録層を作製した。
実験例1−3では、ノナコサン酸(C28H57COOH)をC26H53COOHに替えて顕・減色剤を合成(顕・減色剤K−03)し、これを用いた以外は上記実験例1−1と同様の方法を用いて記録層を作製した。
実験例1−4では、ノナコサン酸(C28H57COOH)をC25H51COOHに替えて顕・減色剤を合成(顕・減色剤K−04)し、これを用いた以外は上記実験例1−1と同様の方法を用いて記録層を作製した。
実験例1−5では、ノナコサン酸(C28H57COOH)をC24H49COOHに替えて顕・減色剤を合成(顕・減色剤K−05)し、これを用いた以外は上記実験例1−1と同様の方法を用いて記録層を作製した。
実験例1−6では、ノナコサン酸(C28H57COOH)をC23H47COOHに替えて顕・減色剤を合成(顕・減色剤K−06)し、これを用いた以外は上記実験例1−1と同様の方法を用いて記録層を作製した。
実験例1−7では、ノナコサン酸(C28H57COOH)をC22H45COOHに替えて顕・減色剤を合成(顕・減色剤K−07)し、これを用いた以外は上記実験例1−1と同様の方法を用いて記録層を作製した。
実験例1−8では、ノナコサン酸(C28H57COOH)をC21H43COOHに替えて顕・減色剤を合成(顕・減色剤K−08)し、これを用いた以外は上記実験例1−1と同様の方法を用いて記録層を作製した。
実験例1−9では、ノナコサン酸(C28H57COOH)をC18H37COOHに替えて顕・減色剤を合成(顕・減色剤K−09)し、これを用いた以外は上記実験例1−1と同様の方法を用いて記録層を作製した。
実験例1−10では、ノナコサン酸(C28H57COOH)をC14H29COOHに替えて顕・減色剤を合成(顕・減色剤K−10)し、これを用いた以外は上記実験例1−1と同様の方法を用いて記録層を作製した。
実験例1−11では、フタロシアニン骨格を有する光熱変換材料を、スクアリリウム骨格を有する光熱変換材料(Y−02)に替えた以外は、上記実験例1−1と同様の方法を用いて記録層を作製した。
実験例1−12では、フタロシアニン骨格を有する光熱変換材料を、金属酸化物からなる光熱変換材料(Y−03)に替えた以外は、上記実験例1−1と同様の方法を用いて記録層を作製した。
実験例1−13では、フタロシアニン骨格を有する光熱変換材料を、カウンターイオンとしてヨウ素(I)を用いたシアニン骨格を有する光熱変換材料(Y−04)に替えた以外は、上記実験例1−1と同様の方法を用いて記録層を作製した。
実験例1−14では、フタロシアニン骨格を有する光熱変換材料を、カウンターイオンとしてSbF6を用い、メチン鎖内に環状構造を含むシアニン骨格を有する光熱変換材料(Y−05)に変えた以外は、上記実験例1−1と同様の方法を用いて記録層を作製した。
(実験例2−1)
支持基体上に、呈色性化合物として上記式(2−1)に示したロイコ色素と、顕・減色剤として、顕・減色剤K−01とを用いた以外は、上記実験例1と同じ材料および同じ成膜方法を用いて記録層を作製した。
呈色性化合物として上記式(2−2)に示したロイコ色素を用いた以外は、実験例2−1と同様の方法を用いて記憶層を作製した。
呈色性化合物として上記式(2−4)に示したロイコ色素を用いた以外は、実験例2−1と同様の方法を用いて記憶層を作製した。
顕・減色剤K−09を用いた以外は、実験例2−1と同様の方法を用いて記憶層を作製した。
顕・減色剤K−09を用いた以外は、実験例2−2と同様の方法を用いて記憶層を作製した。
顕・減色剤K−09を用いた以外は、実験例2−3と同様の方法を用いて記憶層を作製した。
(実験例3−1)
まず、顕・減色剤を合成した。オクタコサン酸(C27H55COOH)10g、トリエチルアミン4.6g、トルエン50mlをフラスコ内に入れ、40℃まで加熱した。続いて、DPPA6.3gを追加して還流したのち、室温まで放冷した。次に、溶剤を除去してオクタコシルイソシアネート16.2gを得た。続いて、別のフラスコに入れた4−アミノサリチル酸4.2gに、テトラヒドロフラン(THF)に溶かしたオクタコシルイソシアネート16.2gを追加して加熱還流を行った。これを室温まで冷却し、析出した固体をろ取し、洗浄した。これにより、上記式(1−1)のRがC27H55の顕・減色剤K−01を得た。
実験例3−2では、式(3−1)で表わされるロイコ色素を下記式(4−1)で表わされるロイコ色素に替えた以外は上記実験例3−1と同様の方法を用いて記録層を作製した。
実験例3−3では、式(3−1)で表されるロイコ色素を下記式(3−2)で表わされるロイコ色素に替えた以外は上記実験例3−1と同様の方法を用いて記録層を作製した。
実験例3−4では、式(3−1)で表されるロイコ色素を下記式(4−2)で表わされるロイコ色素に替えた以外は上記実験例3−1と同様の方法を用いて記録層を作製した。
実験例3−5では、式(3−1)で表されるロイコ色素を下記式(3−3)で表わされるロイコ色素に替えた以外は上記実験例3−1と同様の方法を用いて記録層を作製した。
実験例3−6では、式(3−1)で表されるロイコ色素を上記式(2−5)で表わされるロイコ色素に替えた以外は上記実験例3−1と同様の方法を用いて記録層を作製した。
実験例3−7では、4−アミノサリチル酸の替わりに4−アミノメトキシフェノールを用い、実験例3−1と同様の反応を行った後、メトキシ基を脱離し、下記式(1−2)で表される顕・減色剤を合成した。この後、上記実験例3−1と同様の方法を用いて記録層を作製した。
実験例3−8では、式(3−1)で表されるロイコ色素を下記式(3−2)で表わされるロイコ色素に替えた以外は上記実験例3−7と同様の方法を用いて記録層を作製した。
[1]
支持基体と、
前記支持基体上に設けられると共に、記録状態および消去状態が可逆的に変化する記録層とを備え、
前記記録層は、
フタロシアニン骨格を有する化合物、スクアリリウム骨格を有する化合物、カウンターイオンとしてSbF6,PF6,BF4,ClO4,CF3SO3および(CF3SO3)2Nのいずれかを含む、または、メチン鎖内に5員環または6員環の環状構造を含むシアニン骨格を有する化合物および無機化合物のうちの少なくとも1種からなる光熱変換材料と、
電子供与性を有する呈色性化合物と、
電子受容性を有する共に、下記一般式(1)で表わされる化合物のうちの少なくとも1種からなる顕・減色剤とを含む
可逆性記録媒体。
[2]
前記記録層は、前記呈色性化合物を2種以上含む、前記[1]に記載の可逆性記録媒体。
[3]
前記記録層は複数の層からなる、前記[1]または[2]に記載の可逆性記録媒体。
[4]
前記記録層は、複数の層として第1層および第2層を有し、
前記第1層および前記第2層は、それぞれ、互いに吸収波長領域の異なる光熱変換材料を含む、前記[1]乃至[3]のうちのいずれかに記載の可逆性記録媒体。
[5]
前記光熱変換材料の吸収ピーク波長は、700nm以上2000nm以下である、前記[1]乃至[4]のうちのいずれかに記載の可逆性記録媒体。
[6]
前記記録層は、さらに熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を含む、前記[1]乃至[5]のうちのいずれかに記載の可逆性記録媒体。
[7]
前記シアニン骨格を有する化合物は、カウンターイオンとしてSbF6,PF6,BF4,ClO4,CF3SO3および(CF3SO3)2Nのいずれかを含み、且つ、メチン鎖内に5員環または6員環の環状構造を含む、前記[1]乃至[6]のうちのいずれかに記載の可逆性記録媒体。
[8]
所定の波長領域の近赤外線を照射することによって前記記録層への記録および前記記録の消去を行う、前記[1]乃至[7]のうちのいずれかに記載の可逆性記録媒体。
[9]
半導体レーザを照射することによって前記記録層への記録および前記記録の消去を行う、前記[1]乃至[8]のうちのいずれかに記載の可逆性記録媒体。
[10]
支持基体と、
前記支持基体上に設けられると共に、記録状態および消去状態が可逆的に変化する記録層とを備え、
前記記録層は、
フタロシアニン骨格を有する化合物、スクアリリウム骨格を有する化合物、分子内に、SbF6,PF6,BF4,ClO4,CF3SO3および(CF3SO3)2Nのうちのいずれかのカウンターイオンと、5員環または6員環を含むメチン鎖との少なくとも一方を有するシアニン骨格を有する化合物および無機化合物のうちの少なくとも1種からなる光熱変換材料と、
電子供与性を有すると共に、下記一般式(2)で表される呈色性化合物と、
電子受容性を有する顕・減色剤とを含む
可逆性記録媒体。
[11]
溶媒中に、
フタロシアニン骨格を有する化合物、スクアリリウム骨格を有する化合物、カウンターイオンとしてSbF6,PF6,BF4,ClO4,CF3SO3および(CF3SO3)2Nのいずれかを含む、または、メチン鎖内に5員環または6員環の環状構造を含むシアニン骨格を有する化合物および無機化合物のうちの少なくとも1種からなる光熱変換材料と、
電子供与性を有する呈色性化合物と、
電子供与性を有する呈色性化合物と、
電子受容性を有する共に、下記一般式(1)で表わされる化合物のうちの少なくとも1種からなる顕・減色剤とを含む
可逆性記録媒体用塗料。
[12]
少なくとも、可逆性記録媒体が設けられた一の面を有し、
前記可逆性記録媒体は、
支持基体と、
前記支持基体上に設けられると共に、記録状態および消去状態が可逆的に変化する記録層とを備え、
前記記録層は、
フタロシアニン骨格を有する化合物、スクアリリウム骨格を有する化合物、カウンターイオンとしてSbF6,PF6,BF4,ClO4,CF3SO3および(CF3SO3)2Nのいずれかを含む、または、メチン鎖内に5員環または6員環の環状構造を含むシアニン骨格を有する化合物および無機化合物のうちの少なくとも1種からなる光熱変換材料と、
電子供与性を有する呈色性化合物と、
電子供与性を有する呈色性化合物と、
電子受容性を有する共に、下記一般式(1)で表わされる化合物のうちの少なくとも1種からなる顕・減色剤とを含む
外装部材。
Claims (12)
- 支持基体と、
前記支持基体上に設けられると共に、記録状態および消去状態が可逆的に変化する記録層とを備え、
前記記録層は、
フタロシアニン骨格を有する化合物、スクアリリウム骨格を有する化合物、分子内に、SbF6,PF6,BF4,ClO4,CF3SO3および(CF3SO3)2Nのうちのいずれかのカウンターイオンと、5員環または6員環を含むメチン鎖との少なくとも一方を有するシアニン骨格を有する化合物および無機化合物のうちの少なくとも1種からなる光熱変換材料と、
電子供与性を有する呈色性化合物と、
電子受容性を有する共に、下記一般式(1)で表わされる化合物のうちの少なくとも1種からなる顕・減色剤とを含む
可逆性記録媒体。
- 前記記録層は、前記呈色性化合物を2種以上含む、請求項1に記載の可逆性記録媒体。
- 前記記録層は複数の層からなる、請求項1に記載の可逆性記録媒体。
- 前記記録層は、複数の層として第1層および第2層を有し、
前記第1層および前記第2層は、それぞれ、互いに吸収波長領域の異なる光熱変換材料を含む、請求項1に記載の可逆性記録媒体。 - 前記光熱変換材料の吸収ピーク波長は、700nm以上2000nm以下である、請求項1に記載の可逆性記録媒体。
- 前記記録層は、さらに熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を含む、請求項1に記載の可逆性記録媒体。
- 前記シアニン骨格を有する化合物は、分子内に、カウンターイオンとしてSbF6,PF6,BF4,ClO4,CF3SO3および(CF3SO3)2Nのいずれかを含み、且つ、メチン鎖内に5員環または6員環の環状構造を含む、請求項1に記載の可逆性記録媒体。
- 所定の波長領域の近赤外線を照射することによって前記記録層への記録および前記記録の消去を行う、請求項1に記載の可逆性記録媒体。
- 半導体レーザを照射することによって前記記録層への記録および前記記録の消去を行う、請求項1に記載の可逆性記録媒体。
- 支持基体と、
前記支持基体上に設けられると共に、記録状態および消去状態が可逆的に変化する記録層とを備え、
前記記録層は、
フタロシアニン骨格を有する化合物、スクアリリウム骨格を有する化合物、分子内に、SbF6,PF6,BF4,ClO4,CF3SO3および(CF3SO3)2Nのうちのいずれかのカウンターイオンと、5員環または6員環を含むメチン鎖との少なくとも一方を有するシアニン骨格を有する化合物および無機化合物のうちの少なくとも1種からなる光熱変換材料と、
電子供与性を有すると共に、下記一般式(2)で表される呈色性化合物と、
電子受容性を有する顕・減色剤とを含む
可逆性記録媒体。
- 溶媒中に、
フタロシアニン骨格を有する化合物、スクアリリウム骨格を有する化合物、分子内に、SbF6,PF6,BF4,ClO4,CF3SO3および(CF3SO3)2Nのうちのいずれかのカウンターイオンと、5員環または6員環を含むメチン鎖との少なくとも一方を有するシアニン骨格を有する化合物および無機化合物のうちの少なくとも1種からなる光熱変換材料と、
電子供与性を有する呈色性化合物と、
電子供与性を有する呈色性化合物と、
電子受容性を有する共に、下記一般式(1)で表わされる化合物のうちの少なくとも1種からなる顕・減色剤とを含む
可逆性記録媒体用塗料。
- 少なくとも、可逆性記録媒体が設けられた一の面を有し、
前記可逆性記録媒体は、
支持基体と、
前記支持基体上に設けられると共に、記録状態および消去状態が可逆的に変化する記録層とを備え、
前記記録層は、
フタロシアニン骨格を有する化合物、スクアリリウム骨格を有する化合物、分子内に、SbF6,PF6,BF4,ClO4,CF3SO3および(CF3SO3)2Nのうちのいずれかのカウンターイオンと、5員環または6員環を含むメチン鎖との少なくとも一方を有するシアニン骨格を有する化合物および無機化合物のうちの少なくとも1種からなる光熱変換材料と、
電子供与性を有する呈色性化合物と、
電子供与性を有する呈色性化合物と、
電子受容性を有する共に、下記一般式(1)で表わされる化合物のうちの少なくとも1種からなる顕・減色剤とを含む
外装部材。
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