JP5268632B2 - 繊維で被覆された伸縮性材料、前記伸縮性材料を備えたおむつ及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、衛生製品、特に、乳幼児用おむつや失禁用おむつ等の分野における革新に関する。
乳幼児用おむつや他の同様の製品では、使用者の体形に合わせるために伸縮性を有する構成材が用いられている。
このため、伸縮特性を有するポリマーフィルムが使用されている。言い換えれば、フィルムが解放された時に、フィルムがその元の形状に大体戻るように、実質的な伸縮性の範囲内に留まる伸長によって引き伸ばされ得、かつ、変形され得るポリマーフィルムが使用され、また、前記フィルムの永久変形は、80%の3回の伸長サイクルの後に、典型的には、初期の長さの10%の範囲内に制限されている。
この種のフィルムから、おむつに適用される伸縮性ストリップが製造され、おむつに必要なフィット性を付与し、おむつが使用者に適合し、また、利用されることを可能にしている。乳幼児用おむつにおいては、この種の伸縮性フィルムがおむつの閉タブの製造に用いられている。おむつの使用から普通のパンツの使用への経過を補助するために今日用いられる「トレーニングパンツ」においては、通常のパンツのように着られるが、おむつの構造及び機能特性を有する製品のサイドバンドを形成するために、伸縮性フィルムのストリップが使用されている。特に、この応用において、製品は伸縮性ポリマーフィルムで形成された大きな面積を有する。
ポリマーフィルムの肌への接触が不快であり、特に、乳幼児用おしめにおける使用において皮膚に刺激を生じさせるため、ポリマーフィルムを織物繊維でコートすることが研究されている。また、織物繊維のコーティングは、その製品を着ける人だけではなく、その製品を取り扱う人にも、よりよい「肌触り」を与える作用を有する。従って、使用者の肌に接触する状態にはならないおむつの構成材に用いられる伸縮性フィルムにも繊維コーティングが用いられる。
米国特許第5,422,172号には、不織布層に接合された伸縮性フィルムから成るラミネートと、関連する製造方法とが開示されている。ポリマーフィルムは、一つ又は二つのウェブが供給されるカレンダーのニップに直接押し出される。繊維は、押し出されたフィルムに直接接合される。この製造工程は、フィルムをカレンダーの口部に直接押し出さなければならないため、複雑な機構を必要とする。さらに、得られた製品を引っ張って引き伸ばす時に、繊維の破損が生じる。
他の技術によれば、繊維のウェブは予め形成されたフィルムに接合される。この種の製品は、ポリマーフィルムを引き伸ばした位置に保持してポリマーフィルムに不織布を付けた場合、得られたラミネートを解放してフィルムを引き伸ばしていない状態に戻した時に、不織布にしわが寄るので、満足のいくものになることが保証されていない。さらに、これらの技術では、フィルムは引き伸ばされ、言い換えれば、機械の進行方向(MD)に予め引き伸ばされ、即ち、材料の供給方向と並行な方向に予め引き伸ばされる。他方、半加工製品を(おしめ等のような)吸収製品又は衣類の製造に使用する場合には、横方向(CD)への伸縮性、又は横方向への優位性が概して求められる。これは、おむつの製造段階において、伸縮性製品がおむつと一直線にして供給されると、伸縮性バンドを横方向に供給して、その後回転させて製造する速度より、製造速度が著しく速くなるためである。
始めに、引き伸ばされることなしに、フィルムが不織布ウェブにラミネート加工されると、不織布が使用時にフィルムの引き伸ばしを妨害し、繊維が剥がれ、また、破壊する。代わりに、伸縮性不織布を使用するべきであるが、これらは非常に高価である。
米国特許公開2003/0105446号には、二つの織物ウェブにラミネート加工された中間ポリマーフィルムを備えた複合ラミネート加工製品が開示されている。また、この場合、フィルムは、二つの繊維層の少なくとも一方をラミネート加工する装置に直接押し出される。その後、この複合製品は、繊維を破壊するため伸縮性の範囲で引き伸ばされ、最終製品にフィルムの伸縮性を与える。また、フィルムに孔を設ける可能性についても開示されている。この製法工程は複雑であり、かつ、繊維を破壊するので不満足なものであり、他方、生産ラインの最後で、適当な伸縮特性を備えた半加工製品を得る必要がある。
さらに、伸縮性フィルムと繊維とのラミネートを製造する方法が米国特許公開2003/0084986号及び米国特許第6,537,930号、米国特許公開2003/0022582号及び米国特許第6,255,236号に開示されている。
欧州特許第0737462号には、フロック加工繊維層が形成された非伸縮性ポリマーフィルムから成る複合材料が開示されている。この複合材料は、特に、女性用衛生ナプキンにおけるトップシートとして用いられる。フィルムは、体液の通過を可能にする孔を有する。
米国特許第5,422,172号 米国特許公開2003/0084986号 米国特許第6,537,930号 米国特許公開2003/0022582号 米国特許第6,255,236号 欧州特許第0737462号
本発明の目的は、特に、乳幼児用おしめ、失禁用おしめ及びその他の衛生吸収製品における伸縮性構成材として好適な、伸縮性フィルムを備えたラミネートの新しい製造方法を実現することにある。
別の側面によれば、本発明の目的は、着用が、より簡単で、そしてより快適であり、かつ、快適性が向上し、フィット性が高くなり、さらに、使用者の体形への適合性が高い少なくとも一つの伸縮性構成材を備えた吸収製品、特に、限定するわけではないが、乳幼児用おしめや失禁用おしめを製造することにある。
さらに別の側面によれば、本発明の目的は、衛生ナプキン及び乳幼児用おしめ又は失禁用おしめ若しくはそれらと同様の製品の構成材として特に好適で有効な伸縮性フィルムと織物繊維のコーティングとを有する伸縮性ラミネート製品を製造することにある。
実質的に、第一の特徴によれば、本発明は、ポリマー材料で形成された伸縮性フィルムと、前記フィルムの少なくとも一方の面に設けられた繊維から成るコーティングとを有し、前記コーティングがフロック加工繊維で形成されている複合材料に関する。
従って、従来の伸縮性フィルムとは逆に、本発明によれば、非常に短い繊維を用いたコーティングが得られ、これらの繊維は、フィルム表面に対して直角に位置決めされてフィルムに接合される。この方法では、繊維がフィルムの伸長を妨害することはなく、フィルムが引き伸ばされた時に繊維が破壊されることはなく、かつ、フィルムを引き伸ばして、引き伸ばした状態で繊維を塗布しても、繊維がしわになることはない。しかしながら、フィルムを予め引き伸ばしておかずに、フロック加工を行うことが好ましい。
有利には、繊維は、重合成樹脂や接着剤のような接合材料を用いてフィルムに接合される。この材料は、乾燥され、交差接合され、又は重合された時に、それ自身が伸縮特性を有する。選択的に、ポリマーフィルムに塗布した時点で、分布が不連続性になる、典型的には、連続層の形態というよりはむしろ格子の形態になる材料を使用することができる。このような性質を有する熱溶解接着剤は公知であり、吸収製品の製造に使用されている。接着剤は連続したフィルム又は層の形態で堆積しないが、細孔性であるので、接着剤が少量づつ小さなアイランドを形成し、これらアイランドは互いに接続し得、しかも、相ライドに繊維が接合する。従って、概して、フィルムの伸縮による接着剤/繊維組立体の変形は極度に小さくなる。
この方法では、接合層は、樹脂であろうと、接着剤であろうと、複合材料の伸長に追従し、そして、しわになったり、破壊したりすることなく、伸縮変形を元の状態に回復してその初期状態に戻る。
流体状又はペースト状で塗布される接合材料は、実質的に、等方性伸縮特性、言い換えれば、全ての方向に等しい伸縮特性を有する。他方、フロック加工により繊維が適用されるフィルムは、様々な方向に分化された伸縮特性を有し得る。例えば、装置の流れ方向、言い換えれば、フィルムの供給方向に対して、横断方向より高い伸縮特性を有し得る。逆に、好ましくは、フィルムは、横断方向及び装置の流れ方向の二方向に実質的に同程度の伸縮特性を有し得る。これにより、乳幼児用おむつや幼児用トレーニングパンツ等のような最終製品の生産用の半加工製品としての使用が容易になる。
伸縮性フィルムは、一つの主たる引き伸ばし方向において、又は、幾つかの主たる引き伸ばし方向(例えば、装置の流れ方向及び横断方向)において、乳幼児用おしめ等のような衣類における構成材として使用するのに十分な、引き伸ばしと原長への回復による変形能力を有するフィルムを意図している。典型的には、有利な実施例によれば、樹脂フィルム及び繊維から成る接合材料の伸縮性は、複合材料が80%引き伸ばしの疲労サイクルに耐えることができ、最大永久変形が20%以下を記録するようなものである。
使用可能な市販の実用伸縮性ポリマーフィルムは以下の通りである。
(A)Polyurethane UE30 S MATT L
供給者:Chiorino Spa
via S. Agata 9, 13900 Biella Italy
(B)Elastic bubble film AB 1312/99
供給者:Rheinische Kunststoffwerke
Alkorstrasse 6, 83512 Wasserburg/Inn (Germany)
(C)Elastic film Flexaire 100
供給者:Tredegar Industries Inc.
1100 Boulders Parkway, Richmond Virginia 23225
(D)Elastic film EXXON
供給者:ExxonMobil Chemical Europe
Bayton Technology & Engineering Complex
Baytown Texas 77520-2101
(E)Elastic film HB001 XC001 8 (110-40um)
供給者:Lo Presti
Via XX Settembre, 30, 22100 Como
より一般的には、適当な伸縮特性を有するポリマーフィルムは、ポリオレフィンやエチレン−ポリプロピレン共重合体のような付加重合体
及び縮合重合体を基礎とするものであり得るが、スチレンブタジエンやポリウレタンを基礎とするフィルムでもよい。伸縮性合成樹脂から成る他の材料の例は、この明細書の序文で引用した特許文献に示されている。
通気性を有する細孔性伸縮フィルムを使用してもよい。
繊維を接合するために伸縮性材料として使用可能な接着剤は、ポリオレフィンや合成ゴムを基礎とし得る。本発明における用途に適した伸縮特性を有し、上述した目的のために、多孔性又は格子状、言い換えれば、不連続な分布を形成し得る市販の接着剤の例は、以下の通りである。
・Sanicare HM 6700(熱溶解接着剤を基礎としたポリオレフィン)
・Sanicare HM 521 VP(熱溶解接着剤を基礎としたポリオレフィン)
・Sanicare HM 6540(伸縮性熱溶解接着剤を基礎としたゴム)
・ECOMELT H 339 UV(伸縮性熱溶解接着剤を基礎としたゴム)
供給者:Henkel Sanicare
40191 Dusseldorf Germany
・H53 (熱溶解接着剤を基礎としたエチレン酢酸ビニール)
供給者:Nuova Unicol(登録商標) srl
via 1° maggio, 18, 31043 Fontanelle (TV) - Italy
接着剤に代えて、重合可能な伸縮性水発泡性樹脂を、それらが、フィルム上に層を形成するために展開されコーティングされ得るように使用することができる。その後、これらの材料はオーブンで交差接合される。この特定応用に適した実用可能な伸縮性樹脂は以下の通りである。
(1)ACRONAL 579S:アクリロニトリル共重合体及びアクリル酸エステルを基礎とする熱交差接合樹脂(供給者:BASF-Germany)
(2)CRILAT 4710及び4735:アクリルスチレン樹脂(供給者:VINAVIL)
(3)PRIMAL NW185及びPRIMAL ECO36:熱交差接合アクリル樹脂(供給者:Acril Nova s.r.l. - italy)
実施可能な実施例によれば、ポリマーフィルムは、5〜400μm、好ましくは、20〜200μm、より好ましくは30〜70μmの範囲の厚みを有する。繊維は、表面積当たりの繊維量が2g/m〜100g/m、好ましくは、5g/m〜40g/m、より好ましくは、7〜29g/mの範囲で、フィルムの一面又はフィルムの各面に適用され得る。繊維の接合材料の量は、乾燥又は交差接合後の重量で、各面において1〜30g/m、好ましくは、5〜10g/mの範囲であり得る。
有利には、繊維は、0.3〜3.3dtexのカウントを有し得、かつ、0.2〜1.5mmの範囲の長さを有し得る。繊維は、概して、ビスコース、ポリエステル、ポリプロピレン、二成分混合物、コットン、ウール、ポリエチレン、PLA又は生分解性繊維であり得る。
さらに、本発明は、上述した複合材料で形成された構成材を少なくとも一つ有する吸収製品に関する。
本発明のさらなる有利な特徴及び実施例は、添付の特許請求の範囲に示されている。
図1は、第一実施例によるフロック加工伸縮性フィルム(a flocked elastic film)の製造システムを非常に図式的に示している。この種のシステムは、本質的に公知であり、イミテーションベルベットの製造に一般的に使用されている。この種のシステムは、本発明によるフィルムの製造に適応され得る。この明細書では、当業者に公知の構造上の細部を除いて、構造を簡単に説明する。
符号B1は、処理されるべき伸縮性フィルムFのリールを示しており、フィルムFは、矢印fに沿って巻外され、フロック加工装置1へ送られる。フィルムは、装置の流れ方向(MD)、言い換えれば、供給方向に伸縮性を有し得、かつ、好ましくは、前後方向(CD)に伸縮性を有する。
フロック加工装置1の上流には、コーティングステーション3が配置されており、コーティングステーション3では、熱溶解コーティングシステム5又は他の適当な手段が、フィルム上にフロック加工繊維の接着層を形成する熱溶解接着剤R又は重合性樹脂RをフィルムFの上面に分配(distribute)する。接着層を形成する樹脂又は接着剤は、処理終了時に伸縮性がある材料である。コーティングユニット5の下流には、フィルムF上に樹脂又は接着剤Rを分配するドクター7が配置されている。ドクター7は平坦な縁部を有し、前記縁部は、フィルムの表面から所定の間隔を置いて配置され、かつ、フィルムの表面と並行に配置され、それにより、一定の厚みを持った均一な層がフィルム上に展開される。他方、歯付き外形を有するドクターを設けてもよい。フィルムFの表面に歯が接するようにドクターを位置決めすることによって、フィルムFには均一な厚さの樹脂のストリップが展開され、前記ストリップは、歯の高さと大体同じ高さを有し、かつ、そのフィルムの移動方向を横切る方向の幅が、ドクターの下部の一つの歯と次の歯との間の長さに相当する。ドクター7は、逆圧ローラ9又はフィルムFが載るコンベアベルト等のような他の適当な逆圧手段と協働する。
図1に示されたフロック加工装置は、二つのステーションを有するが、一つのステーション又は二つ以上のステーションを使用することも可能である。各ステーションは、調整可能な量の繊維13をフィルムF上に供給する計量装置11を有する。繊維13が落とされる領域は、垂直で、かつ、フィルムに対して直角な方向に向けられた力線(force lines)を有する静電場中に入れられる。静電場は、フィルムFの上方及び下方に位置決めされた二つの電極15及び17によって得られる。この方法では、繊維は、フィルムの上面に展開された樹脂の層に固着し、静電場の力線によって正しい向きにされる。
フィルムの下方に配置された振動器19は、高振動数でフィルムを振動させ、繊維の正確な分布を可能にし、樹脂に正しく接着されない繊維を除去する。これらの除去された繊維は、吸引装置21によって吸い上げられる。
フロック加工装置の下流において、フィルムはステーション23を通過させられる。ステーション23の形式は、繊維を接着するために用いられた材料Rの種類に依存して変更することができる。仮にこの材料Rが熱重合性樹脂(hot polymerizable resin)であるとすると、ユニット、即ち、ステーション23は、オーブンであり得る。他方、好ましくは、この接着材料Rが熱溶解樹脂である場合、ユニット23は冷却ユニットであり、この冷却ユニットで、熱溶解接着剤は、それが完全に硬化するまで冷却される。その後、オーブンから送られるフィルムは、リールB2に再巻取りされる。
図示実施例では、フィルムFを装置の流れ方向に緊張した状態で保持し、緊張され引き伸ばされたフィルムにフロック加工繊維を適用するために、少なくとも一方が動力付きローラを有する二組のローラ20及び22が設けられている。しかし、これは必須ではなく、フィルムは、緩められた状態で、言い換えれば、引き伸ばされていない状態でフロック加工装置1を通して供給され得る。好ましい実施例によれば、フィルムFは、緩められた方法で、言い換えれば、予め引き伸ばされずに供給されている。
図2は、図1における生産ラインに関する変形実施例を示している。同一の符号は、図1の構成要素と同一又は、それに対応する構成要素を示している。この実施例では、二つのフロック加工装置1及び1Aが設けられている。これらのフロック加工装置の各々は単一である。第一フロック加工装置は、図1に関して説明された同一の加工装置によって先行して理解されている。オーブン23の下流には、全体を符号5Aで示した熱溶解接着剤を塗布するためのノズル又はユニットを備えたコーティングステーション3Aが配置されており、このコーティングステーション3Aは、フィルムFの、フロック加工装置1によってフロック加工された面とは反対の面に樹脂又は接着剤を塗布する。ユニット5Aの下流には、ドクター7Aが配置されている。ドクター7Aは、第一フロック加工装置1と同じように構成された第二フロック加工装置1AにフィルムFが入る前に、接着剤又は樹脂を均一に広げる。フロック加工装置1Aの下流には、ユニット23の機能と同様の機能を有するユニット23Aが配置されている。従って、フィルムFは、両面がフロック加工され、リールB2に巻き取られる。
図3及び図4は、図1における生産ラインで得られたフィルムの一部を、緩められた状態と伸ばされた状態の二つの状態で各々示している。繊維13は、フィルムの伸長方向に対してほぼ直角に配置されている。フィルムFと、フィルムF上に塗布された樹脂又は接着剤Rとは、伸縮特性を有し、その結果、フィルムが引張応力を受けると(図3B参照)、フィルムFは引き伸ばされ、繊維13は相互に離されるが、損傷はなく、正確に接着された状態を維持する。さらに、伸縮性フィルム及びそれに対する接着剤の引き伸ばしが均一であれば、繊維は実質的に均一な分布を維持する。
図5は、上述の方法によって得られたフロック加工伸縮性フィルムの実施可能な応用例、所謂、トレーニングパンツを示している。トレーニングパンツは、全体が符号Pで示されている。トレーニングパンツは、本質的に公知の方法で、サイドバンド又はストリップSを備え、前記サイドバンド又はストリップSは、幼児のウェスト周りを締め付ける。図示実施例において、サイドバンド又はストリップSには、各々、中間ラインLMに沿って接合された二つ部分のフロック加工フィルムFが使用されている。フィルムの二つの部分の接合は、熱接着、超音波接着、糊付け又は他の公知の方法により行われ得る。フロック加工繊維13は、熱可塑性プラスチック材料で形成され得、その結果、たとえ、サイドバンドSを形成する二つのフィルム部分が重なる接合領域にフロック加工繊維を用いたとしても、それらが接合を邪魔することはない。また、代わりに、ビスコース繊維を使用しても、フィルムのコーティング、言い換えれば、フィルム上の繊維13の接合は可能である。
選択的に、有利な実施例によれば、トレーニングパンツPは、パンツの隙間全体を囲み、ウェスト周りで幼児を囲む伸縮性バンドを有し得る。この場合、環状ストリップ又はバンドを形成するために、単一ストリップのフロック加工伸縮性フィルムが上下の縁部に沿って接合され得る。
図6は、本発明によるフロック加工伸縮性フィルムの別の使用方法を示している。この実施例では、フロック加工伸縮性フィルムが適用される対象はおむつP1であり、このおむつP1は、その背部の端部に二つの伸縮性タブLが設けられている。これらのタブは本発明によるフロック加工伸縮性フィルムで形成されており、これらのタブには、タブをおむつの前部に接着するために、(公知の方法で)Velcro(登録商標)から成る接合材料部分Gが設けられている。
図面は、単に実施可能な実施例と、本発明の使用方法を示しているだけであり、本発明に基づく概念の範囲から逸脱することなく、形態及び構成を変更することができることは理解される。特許請求の範囲における参照符号は何れも、上述の説明と照らし合わせて読み易くするためだけに付されたものであり、保護範囲を限定するものではない。
本発明による材料の実施可能な生産ラインの概略側面図である。 別の実施例の実施可能な生産ラインの概略側面図である。 図1における生産ラインで製造された材料の一部の緩められた状態を示している。 図1における生産ラインで製造された材料の一部の圧力下での伸長状態を示している。 本発明による材料を使用して製造されたトレーニングパンツを示している。 本発明による材料を使用した構成材により製造されたおむつを示している。

Claims (21)

  1. ポリマー材料で形成された伸縮性フィルムと、
    接合材料から成る層によって、前記フィルムの少なくとも一方の面に固定されたフロック加工繊維から成るコーティングと
    を有する複合材料において、
    前記接合材料が不連続的に分布され、
    前記少なくとも一方の面における面積当たりの繊維量が、5g/m〜40g/mの範囲にあり、
    元の長さの80%引き伸ばしを行う応力サイクルの後の永久変形が、20%か又は20%未満であり、
    〜30g/mの範囲の量の繊維接合材料が、前記少なくとも一方の面に塗布され、前記重量が乾燥した又は交差接合した製品に基づいて決められる
    ことを特徴とする複合材料。
  2. 前記接合材料から成る接合層が伸縮特性を有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の複合材料。
  3. 相互の直交する二つの方向に伸縮性を有する
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の複合材料。
  4. ポリマー材料で形成された前記伸縮性ポリマーフィルムが、5〜400μmの範囲の厚みを有する
    ことを特徴とする請求項1〜の何れか一項に記載の複合材料。
  5. ポリマー材料で形成された前記伸縮性ポリマーフィルムが、20〜200μmの厚みを有する
    ことを特徴とする請求項1〜の何れか一項に記載の複合材料。
  6. ポリマー材料で形成された前記伸縮性ポリマーフィルムが、30〜70μmの厚みを有する
    ことを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の複合材料。
  7. 前記少なくとも一方の面における、少なくとも一方の面の面積当たりの繊維の量が、7g/m〜20g/mの範囲にある
    ことを特徴とする請求項1〜の何れか一項に記載の複合材料。
  8. 〜10g/mの範囲の量の繊維接合材料が、前記少なくとも一方の面に塗布される
    ことを特徴とする請求項1〜の何れか一項に記載の複合材料。
  9. 前記繊維が熱可塑性繊維である
    ことを特徴とする請求項1〜の何れか一項に記載の複合材料。
  10. 前記繊維が、0.3〜3.3dtexである
    ことを特徴とする請求項1〜の何れか一項に記載の複合材料。
  11. 前記繊維が、0.2〜1.5mmの範囲の長さを有する
    ことを特徴とする請求項1〜10の何れか一項に記載の複合材料。
  12. 両面に、フロック加工繊維から成るコーティングを有する
    ことを特徴とする請求項1〜11の何れか一項に記載の複合材料。
  13. 前記伸縮性フィルムが、ポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体、スチレンブタジエン、ポリウレタンから成る群から選択されるポリマーを用いて製造される
    ことを特徴とする請求項1〜12の何れか一項に記載の複合材料。
  14. 前記接合層が伸縮性重合樹脂で形成されている
    ことを特徴とする請求項1〜13の何れか一項に記載の複合材料。
  15. 接合層を形成する前記伸縮性重合樹脂が、アクリロニトリル共重合体及びアクリル酸エステルに基づく樹脂、アクリルスチレン樹脂、アクリル熱架橋接合樹脂から成る群から選択される
    ことを特徴とする請求項14に記載の複合材料。
  16. 前記フロック加工繊維の接合材料が接着剤である
    ことを特徴とする請求項1〜14の何れか一項に記載の複合材料。
  17. 前記接着剤が熱溶解接着剤である
    ことを特徴とする請求項16に記載の複合材料。
  18. 前記接着剤がポリオレフィン又は合成ゴムを基礎とする
    ことを特徴とする請求項16又は17に記載の複合材料。
  19. 請求項1〜18の何れか一項に記載の複合材料によって形成される少なくとも一つの構成要素を有する吸収性物品。
  20. 伸縮性閉鎖タブを備えた乳幼児用おむつであって、
    前記伸縮性タブの少なくとも一部が、請求項1〜18の何れか一項に記載の複合材料で形成されている
    ことを特徴とする乳幼児用おむつ。
  21. ウェストの高さに少なくとも一つの伸縮性バンドを有するトレーニングパツであって、
    少なくとも一部が、請求項1〜18の何れか一項に記載の複合材料で形成されている
    ことを特徴とするトレーニングパンツ。
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