JPH08511051A - 充填剤を含有しないペルオキシドマスターバッチ及びそれの製造方法 - Google Patents
充填剤を含有しないペルオキシドマスターバッチ及びそれの製造方法Info
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- JPH08511051A JPH08511051A JP7501288A JP50128895A JPH08511051A JP H08511051 A JPH08511051 A JP H08511051A JP 7501288 A JP7501288 A JP 7501288A JP 50128895 A JP50128895 A JP 50128895A JP H08511051 A JPH08511051 A JP H08511051A
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Abstract
(57)【要約】
a)エチレンプロピレンコポリマー、及びエチレンプロピレンコポリマーの重量に基づいて10〜150重量部のポリオクテナマーゴムの混合物を、混合装置に供給する工程、b)混合物の温度を、マスターバッチ組成物中に含有されるべき最も低い温度で融解するペルオキシドの融点より少なくとも2℃低い温度に調節する工程、c)混合物の重量に基づいて20〜60重量%のペルオキシド開始剤を、混合しながら混合物に加え、それと同時に、混合物の温度を、ペルオキシド開始剤が混合物と実質上完全に混合されるまで、ペルオキシド開始剤中の最も低い温度で融解するペルオキシドの融点より少なくとも2℃低い温度に維持する工程、d)温度が混合物中のペルオキシドを溶融するのに十分に上昇するような様式にて、ペルオキシド開始剤を含む混合物を更に混合して、マスターバッチ組成物を得る工程、及びe)マスタバッチ組成物を混合装置から排出する工程、を含むペルオキシドマスターバッチ組成物の製造方法が開示される。更に、上述の方法により作られ得るマスターバッチ組成物、及びゴムの架橋におけるそのようなマスターバッチの使用が開示される。
Description
【発明の詳細な説明】
充填剤を含有しないペルオキシドマスターバッチ及びそれの製造方法
本発明は、EP(D)M及びポリオクテナマーゴム(polyoctenamer rubber)
のブレンド中のペルオキシドマスターバッチの製造方法、及び該方法によって製
造されうるマスターバッチに関する。
“VESTENAMER(商標)種々の分子量を有する新規なゴム”というタイトルのヒ
ュルズ出版物、1992年3月からのリサーチディスクローザー335011、
及びKautsch.Gummi,Kunst.st.42,1130-1140頁(1989)から、トランスポリ
オクテナマーゴムであるVestenamer(商標)が、ゴム添加剤(ペルオキシドを含
む)のマスターバッチを作るために用いられ得ること、及びVestenamer(商標)
が、他のゴムに比べて低い粘度を有することが知られている。更に、EP(D)
MとのVestenamer(商標)の相溶性もまた、ヒュルズ出版物において言及されて
いる。
加えて、かなりの量の充填剤物質を含有する、EP(D)M中のペルオキシド
のマスターバッチは、アクゾ社により販売されており、従って本技術分野におい
て公知である。
ヨーロッパ特許出願第227048号は、ペルオキシド化合物、例えばジクミ
ルペルオキシドのための担体としての、異なった溶融温度を有する2つのポリマ
ーのブレンド
の使用を開示している。この開示は、本発明のブレンドについては言及していな
いが、ある種の特性を有するポリマーブレンドがペルオキシド担体を有用にする
と示唆している。特に、250〜2500グラム/10分のメルトインデックス
、50〜115℃の平均軟化点を有しかつ2つの区別された溶融温度を有するポ
リマーブレンドが好ましい。
更に、米国特許第4737547号明細書は、反応成分を低濃度にて含むポリ
オレフィン混合物を開示している。担体物質は、2〜10の炭素原子のα−オレ
フィンのホモポリマー及びコポリマーである。米国特許第4397992号、第
4342844号、及び第4808442号明細書はまた、ポリマー中のペルオ
キシドマスターバッチの例を開示している。
最後に、トランスポリオクテナマーゴムは、一般に、刊行物、Kautschuk + Gu mmi Kunststoffe
34,第3号/1981,185-190頁 及びKautschuk + Gummi kuns tstoffe
42,第10号/1989,868-874頁から公知である。元の名称は、IUPAC-Info
rmation Bulletin第29号(1972)にて見いだすことができる。
ペルオキシドマスターバッチが直面する問題は、ゴム組成物の高い粘度故に、
ゴム中のこのようなマスターバッチを作るためにしばしば大量の充填剤が要求さ
れることである。しかしながら、マスターバッチのユーザーは、しばしば、ゴム
生成物中に充填剤を必要とせず、従って、充填剤のないマスターバッチを好む。
更に、充填剤がゴムにおい
て望まれる場合ですら、ペルオキシドマスターバッチのユーザーは、マスターバ
ッチ中に充填剤が存在することにより充填剤の選択が制限されることを好まない
。もしマスターバッチが充填剤を含まないならば、その時は、マスターバッチの
ユーザーは、用いる充填剤を自由に選択することができる。
従って、本発明は、ペルオキシドマスターバッチの製造における充填剤の使用
の必要性を克服する方法及びマスターバッチに向けられている。本発明のこれら
の及び他の目的は、以下の概要及び詳細な説明から明らかとなろう。発明の概要
本発明は、第一の観点において、
a)エチレンプロピレンコポリマー、及びエチレンプロピレンコポリマーの重量
に基づいて10〜150重量部のポリオクテナマーゴムの混合物を、混合装置に
供給する工程、
b)混合物の温度を、マスターバッチ組成物中に含有されるべき最も低い温度で
溶融するペルオキシドの溶融温度より少なくとも2℃低い温度に調節する工程、
c)上記混合物の重量に基づいて20〜60重量%のペルオキシド開始剤を、混
合しながら混合物に加え、それと同時に、ペルオキシド開始剤が混合物と実質上
完全に混合されるまで、混合物の温度を、ペルオキシド開始剤中の最も低い温度
で溶融するペルオキシドの溶融温度より少なくとも2℃低い温度に維持する工程
、
d)温度が混合物中のペルオキシドを溶融するのに十分に上昇するような様式に
て、ペルオキシド開始剤を含む混合物を更に混合してマスターバッチ組成物を得
る工程、及び
e)マスターバッチ組成物を混合装置から排出する工程、
を含むペルオキシドマスターバッチ組成物の製造方法に関する。
第二の観点において、本発明は、エチレンプロピレンコポリマー、エチレンプ
ロピレンコポリマーの重量に基づいて10〜150重量部のポリオクテナマーゴ
ム、及びエチレンプロピレンコポリマー及びポリオクテナマーゴムの全重量に基
づいて20〜60重量%のペルオキシド開始剤を含むマスターバッチ組成物に関
する。
最後に、本発明はまた、ゴムの架橋のためのフリーラジカル源として、上記の
マスターバッチを用いることに関する。好ましい実施態様の詳細な説明
本発明の方法の第一工程において、エチレンプロピレンコポリマー、及びエチ
レンプロピレンコポリマーの重量に基づいて10〜150重量部のポリオクテナ
マーゴムの混合物が、混合装置に提供される。
エチレンプロピレンコポリマーは、EPM及びEPDMコポリマー及びそれら
の混合物から選ばれる。ポリオクテ
Marl A.,Kautschuk + Gummi Kunststoffe,34,第3号
/1981,185-190頁、及び”25 Jahre Polyoctenamer - der Entwicklungsgang e
ines Synthesekautschuks vom Labo
A.,Kautschuk + Gummi Kunststoffe,42,第10号/1989,868-874頁(これらの
刊行物は、引用することにより本明細書の一部である)に記載されている如くの
ゴムを1以上含有する。
ポリオクテナマーゴムの量は、エチレンプロピレンコポリマーに基づいて、1
0〜150重量部、より好ましくは15〜100重量部、最も好ましくは20〜
40重量部である。本発明において有用なポリオクテナマーは、ポリマー中に、
任意の比において、トランス二重結合及びシス二重結合の両者を含みうる。より
好ましいポリオクテナマーは、50%より多くのトランス二重結合を含み、残り
がシス二重結合である。最も好ましいポリオクテナマーゴムは、Vestenamer(商
標)(これは、ヒュルズ社の製品であり、ポリマー中に80%のトランス二重結
合及び60%のシス二重結合を有する)である。
本発明の方法において用いられる混合装置は、ゴムの混合に適した公知の装置
のいずれでもよいが、但し、装置は、ペルオキシドがマスターバッチ中に実質上
完全に混合される期間中、ペルオキシドの溶融温度未満にマスターバッチ混合物
の温度を維持するために十分な放熱ができなければならない。特に適した装置は
、放熱を補助するために冷却手段が任意的に備えられている、二ロールミル及び
ある種
の押出機である。二ロールミルは、本発明の方法のための好ましい装置である。
ポリオクテナマーゴムがエチレンプロピレンコポリマーと混合される温度は、
重要ではなく、マスターバッチの完全な混合に適したいずれの温度も用いられ得
る。特に良好な温度は、一般に80〜100℃である。温度は、例えば、混合装
置の外部の又は内部の加熱又は冷却、消費された混合エネルギーの量、及びミル
のニップ設定により調節され得る。一般に、加熱は、熱発生をもたらす激しい混
合により成し遂げられる。
本発明の方法の第二工程において、エチレンプロピレンコポリマー及びポリオ
クテナマーゴムの混合物の温度は、マスターバッチ中に含有されるべき最も低い
温度で溶融するペルオキシドの溶融温度よりも少なくとも2℃低い温度に調節さ
れる。更に好ましくは、温度は、マスターバッチ中に含有されるべき最も低い温
度で溶融するペルオキシドの溶融温度よりも少なくとも5℃低い温度に調節され
る。
この温度調節は重要である。何故なら、マスターバッチ中でペルオキシドの実
質上完全な混合を得るために、ペルオキシドは、その融点より低い温度にてマス
ターバッチ中に混合されなければならないからである。この温度は、完全な混合
を保証するために、ペルオキシドの添加の期間を通じて及びその後の短期間、維
持される。
温度は、種々の手段、例えば、外部の又は内部の冷却手段、時間をかけてペル
オキシドをマスターバッチに徐々に
添加すること、用いる混合エネルギーを調節すること、及びもしミルを用いるな
らばミルのニップ設定を調節することによって制御されうる。更に、これらの手
段のいずれの組み合わせも、要求された温度を維持するために用いられ得る。
いったんエチレンプロピレンコポリマー及びポリオクテナマーゴムの混合物が
適した温度に調節されれば、ペルオキシドがマスターバッチに添加される。ペル
オキシドは、マスターバッチの温度がペルオキシドの融点にまで上昇しないよう
にして添加されなければならない。このことは、例えば、混合を継続しながら、
ペルオキシドを5〜30分間の時間をかけて徐々に加えることによって達成され
うる。
用いるペルオキシドの量は、一般に、エチレンプロピレンコポリマー及びポリ
オクテナマーゴムの混合物の全重量に基づいて、20〜60重量%である。特に
好ましくは、用いるペルオキシドの量は、30〜50重量%である。
本発明の方法において用いられうるペルオキシドは、一般に、ペルオキシドの
分解温度より少なくとも15℃低い融点を有する、ゴムの架橋に用いられるペル
オキシドである。典型的なペルオキシドは、ビス(t−ブチルペルオキシイソプ
ロピル)ベンゼン及びジクミルペルオキシドを包含する。
いったんペルオキシドが、マスターバッチ中に実質上完全に混合されれば、混
合装置の冷却は中止され、そして、温度がマスターバッチ組成物中の最も高い温
度で溶融する
ペルオキシドの溶融温度より高い温度にまで上昇する様式にて、混合が更に行わ
れる。この方法において、完全に混合されたペルオキシドの全てが、マスターバ
ッチ中で溶融され、マスターバッチ組成物中での分散を更に改善し、並びに後に
その表面にブルームしないようにマスターバッチ中にペルオキシドをより良好に
結合するようになる。
温度は、一般にペルオキシドの望ましくない分解をもたらすような高い温度ま
で上げられるべきではない。従って、一般に、温度は、マスターバッチ中の最も
高い温度で溶融するペルオキシドの融点より約10℃を超える温度までは上げら
れないことが望ましい。
この点に関して、2つ以上のペルオキシドは、もし両方のペルオキシドの融点
が、ペルオキシドの最も低い分解温度よりも十分に(少なくとも10℃)低くな
ければ、単一のマスターバッチ中で混合されることはできないということが注意
されるべきである。一般に、たった一つのみのペルオキシドを含有するマスター
バッチが、本発明において好ましい。
最後に、マスターバッチ組成物は、混合装置から排出され、そして室温にまで
放冷される。次いで、マスターバッチは、所望により、例えばシート又はペレッ
トへと更に加工され得る。
本発明の方法は、著しいペルオキシドの分解なしに、低い温度で加工されうる
、ゴム中のペルオキシドマスターバッチを提供する。更に、本発明の方法は、任
意的に、ゴム
中の充填剤のないペルオキシドマスターバッチを製造することを提供する。
本発明のマスターバッチ生成物は、従来のマスターバッチに比べて2つの重要
な利点を示す。第一は、本発明のマスターバッチは、他の充填剤を含まないペル
オキシドマスターバッチに比べ、マスターバッチ表面へのペルオキシドのより少
ないブルーミングを示す。第二は、本発明のマスターバッチのケーキングは、殆
ど同様の従来のマスターバッチと比べたときに、少ない。これらの理由より、本
発明の方法及び該方法から作られるマスターバッチは、ゴム架橋分野において、
著しく改善されたものであると考えられる。
第2の観点において、本発明は、エチレンプロピレンコポリマー、エチレンプ
ロピレンコポリマーの重量に基づいて10〜150重量部のポリオクテナマーゴ
ム、及びエチレンプロピレンコポリマー及びポリオクテナマーゴムの全重量に基
づいて20〜60重量%のペルオキシド開始剤を含むペルオキシドマスターバッ
チ組成物に関する。これらのマスターバッチは、本発明の方法を含むいずれかの
適した方法によって作られうる。
本発明に従った好ましいマスターバッチはまた、充填剤を含まない(即ち、マ
スターバッチは、上記で特定した成分に加えて、いずれの公知のゴム充填剤物質
も含有しない)。このことは、ペルオキシドマスターバッチを介してゴム生成物
中に望まない充填剤物質を取り込む必要がないので、
これらのマスターバッチのユーザーに対して実質上の利点を提供し、そして、ユ
ーザーは、このようなマスターバッチ中にしばしば含有される付加的な充填剤物
質に代金を払う又はそれらを輸送する必要がもはやないので、マスターバッチの
より少ない純粋の量を購入及び輸送することができる。
更に、より好ましいマスターバッチは、エチレンプロピレンコポリマーに基づ
いて、15〜100重量部のポリオクテナマーゴム、もっと好ましくは20〜4
0重量部のポリオクテナマーゴムを含む。用いるペルオキシドの量は、一般に、
エチレンプロピレンコポリマー及びポリオクテナマーゴムの混合物の全重量に基
づいて20〜60重量%である。より好ましくは、用いるペルオキシドの量は、
30〜50重量%である。
本発明のマスターバッチにおいて用いられ得るペルオキシドは、一般に、ペル
オキシドの分解温度より少なくとも15℃低い融点を有する、ゴムの架橋に用い
られるペルオキシドである。典型的なペルオキシドは、ビス(t−ブチルペルオ
キシイソプロピル)ベンゼン及びジクミルペルオキシドを含む。
本発明の最も好ましいペルオキシドマスターバッチは、本発明の方法によって
作られるペルオキシドマスターバッチである。本発明のペルオキシドマスターバ
ッチは全て、ゴム生成物の架橋において有用である。
本発明のペルオキシドマスターバッチは、一般に、改善
されたケーキング防止特性、及び従来のペルオキシドマスターバッチに比べてよ
り少ないブルーミングを示す。
最後に、本発明はまた、ゴムの架橋において、フリーラジカル源としての上記
ペルオキシドマスターバッチの使用を具体化する。この使用は、本技術分野にて
一般に公知の方法によって行われうる。使用において、本発明のマスターバッチ
がより少ないブルーミング及びケーキングを示すという事実、及び本発明の好ま
しいマスターバッチは望まない充填剤物質を含まないということからいくつかの
利点が明白である。
以下の実施例は、本発明の更なる説明のために示される。実施例1
二ロールが両方とも水により内部で冷却されかつ1:1.2のフリクション設
定を有し、ニップ設定が2.3に設定された二ロールミル上にて、85重量部の
EPDMを混練し、ロールを70℃の温度まで暖める。次いで、混合を二ロール
ミル上で続けながら、15部のVestenamer(商標)、トランスポリオクテニレン
ゴムを添加した。次いで、二ロールミルを、20分間の時間をかけて、39℃の
温度にまで冷却した。その後、40重量%のビス(ターシャリーブチルペルオキ
シイソプロピル)ベンゼンを、冷却を続けながら、かつ二ロールミルのニップ設
定を3.5に調節した後、約10分間の時間にわたって徐々に加えた。この方法
において、温度は約39℃に維持され、そしてペルオ
キシドは、固体状態にて、マスターバッチ中に完全に混合された。
その後、冷却を止め、そして、混合を続け、温度をペルオキシドの融点より最
大で約10℃高い温度(この場合は、54〜58℃)まで上げた。これに約6分
間かかった。この方法において、実質上全てのペルオキシドが、マスターバッチ
中に溶融された。最後に、ニップ設定を2.3に再設定し、そして、約2分後に
、混合物を二ロールミルから排出した。
0.1g/10分(2.16kg、190℃)(DIN 53735)又は1
1g/10分(21.6kg、190℃)のメルトフローインデックスを有する
、良好な、充填剤を有さないペルオキシドマスターバッチが得られた。マスター
バッチは、50〜300℃の間で軟化点を示さず、55℃の単一の溶融温度を有
していた。実施例2
マスターバッチを実施例1の方法に従って調製した。但し、ビス(ターシャリ
ーブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼンをジクミルペルオキシドに換え、か
つEPDM/Vestenamer(商標)混合物の温度を、ペルオキシドを添加する前に
20分間の時間をかけて33℃に調節した。最後に、マスターバッチ中のペルオ
キシドを溶融するために、温度は後に45〜50℃に上げられた。良好な、充填
剤を含まないマスターバッチが得られた。
実施例1〜2のマスターバッチを充填剤を含有する従来の生成物と、ケーキン
グ試験にて比較した。特に、シリンダーを30gのマスターバッチで充填し、そ
して45g/cm2の負荷を有するプランジャーを、表1に示した温度にてシリ
ンダー中の試料の上部に24時間当てる。次いで、シリンダーを注意深く空にし
、そしてケーキングを目視で調べた。
表1において、実施例1のマスターバッチ、及び市販の、40重量%のビス(
ターシャリーブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン、28%のEPDM、2
7%の不活性充填剤及び5%の他の物質を含有するマスターバッチ(比較例A)
間の比較を行った。また表1において、実施例2のマスターバッチ、及び市販の
、40重量%のジクミルペルオキシド、30%のEPDM及び30%の不活性充
填剤物質を含有するマスターバッチ組成物(比較例B)間の比較を行った。いず
れのマスターバッチも、ケーキング試験に先だって、タルクを用いる表面処理は
なされなかった。
表1から理解されうるように、本発明のマスターバッチは、充填剤を含有する
市販のマスターバッチに比べ、ケーキングを受けるのははるかに少ない。
市販の比較例Bのマスターバッチとの実施例2のマスターバッチの更なる比較
を、両方のマスターバッチをタルクでの表面処理(ペルオキシドマスターバッチ
におけるケーキングの減少のための公知の処理)をした後に行った。実施例2の
マスターバッチは、20℃にて、たった65%ケークとなりかつ非常にゆるく、
30℃にて100%ケークしかつ非常にゆるく、そして35℃にて100%ケー
クしかつ適当にゆるいと判った。比較例Bの市販のマスターバッチは、20℃に
て100%ケークしかつ非常にゆるく、30℃にて100%ケークしかつ非常に
ゆるかったが、35℃においては、100%ケークしかつかなり固形であった。
従って、タルクで処理した後でさえ、本発明のマスターバッチは、充填剤を含む
市販のマスターバッチに比べてより少ないケーキングを示す。実施例3
実施例1の方法に従ってマスターバッチを調製した。但し、60部のEPDM
及び40部のVestenamer(商標)を用いた。40g/10分(21.6kg、1
90℃)のメルトフローインデックス、約200℃の平均軟化点、及び55℃の
単一の溶融温度を有する、良好なマスターバッチが得られた。実施例4
次いで、実施例1〜2のマスターバッチを、EPDMのみ用いた(即ち、全て
のVestenamer(商標)をEPDMで置き換えた)充填剤を含まないマスターバッ
チと比較した。純粋なEPDMに基づくマスターバッチは、マスターバッチの表
面に現れるペルオキシド結晶によって明示されるように、著しいブルーミングを
示した。これらのペルオキシド結晶は、マスターバッチの包装品の底に集まり、
危険及びマスターバッチ中の活性酸素の著しい損失をもたらす傾向があるので、
この現象は特に望ましくない。本発明のマスターバッチは、ひどいブルーミング
は示さず、かつスムースなマスターバッチ表面上にペルオキシド結晶は検出され
ない。
前述の実施例は、説明及び記述の目的のみのために示したものであり、いかな
る点においても本発明を限定するものと解釈されるべきではない。本発明の範囲
は、添付の請求の範囲から決定されるべきものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.a)エチレンプロピレンコポリマー、及びエチレンプロピレンコポリマーの 重量に基づいて10〜150重量部のポリオクテナマーゴムの混合物を、混合装 置に供給する工程、 b)該混合物の温度を、マスターバッチ組成物中に含有されるべき最も低い温度 で溶融するペルオキシドの融点より少なくとも2℃低い温度に調節する工程、 c)該混合物の重量に基づいて20〜60重量%のペルオキシド開始剤を、混合 しながら該混合物に加え、それと同時に、混合物の温度を、ペルオキシド開始剤 が該混合物と実質上完全に混合されるまで、ペルオキシド開始剤中の最も低い温 度で溶融するペルオキシドの融点より少なくとも2℃低い温度に維持する工程、 d)温度が混合物中のペルオキシドを溶融するのに十分に上昇するような様式に て、ペルオキシド開始剤を含む混合物を更に混合して、マスターバッチ組成物を 得る工程、及び e)マスタバッチ組成物を混合装置から排出する工程、 を含むペルオキシドマスターバッチ組成物の製造方法。 2.エチレンプロピレンコポリマーの重量に基づいて15〜100重量部のポリ オクテナマーゴムが用いられ、かつ該混合物の重量に基づいて30〜50重量% のペルオキシドが用いられる請求の範囲第1項に記載の方法。 3.該混合物の温度が、方法の工程(b)〜(c)のために、ペルオキシド開始 剤中の最も低い温度で溶融するペルオキシドの融点より少なくとも5℃低い温度 で維持されている請求の範囲第1項又は第2項に記載の方法。 4.混合装置が、押出機及び二ロールミルから選ばれる請求の範囲第1項〜第3 項のいずれか一つに記載の方法。 5.該エチレンプロピレンコポリマーが、それへの該ポリオクテナマーゴムの添 加に先だって混合されかつ加熱され、そしてその該混合物が、引き続き温度を調 節するために冷却される請求の範囲第1項〜第4項のいずれか一つに記載の方法 。 6.該エチレンプロピレンコポリマーが、EPM及びEPDMから選ばれ、かつ 該ペルオキシドが、ビス(ターシャリーブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼ ン及びジクミルペルオキシドから選ばれる請求の範囲第1項〜第5項のいずれか 一つに記載の方法。 7.エチレンプロピレンコポリマー、エチレンプロピレンコポリマーの重量に基 づいて10〜150重量部のポリオクテナマーゴム、及びエチレンプロピレンコ ポリマー及びポリオクテナマーゴムの全重量に基づいて20〜60重量 %のペルオキシド開始剤を含むマスターバッチ組成物。 8.該ポリオクテナマーゴムが、エレンプロピレンコポリマーの重量に基づいて 15〜100重量部の量で存在し、かつ該ペルオキシドが、エチレンプロピレン コポリマー及びポリオクテナマーゴムの全重量に基づいて30〜50重量%の量 で存在する請求の範囲第7項のマスターバッチ組成物。 9.該エチレンプロピレンコポリマーがEPM及びEPDMから選ばれ、かつ該 ペルオキシダーゼがビス(ターシャリーブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼ ン及びジクミルペルオキシドから選ばれる請求の範囲第7項又は第8項に記載の マスターバッチ組成物。 10.ゴムの架橋のために、フリーラジカル源として請求の範囲第7項〜9項の いずれか一つに記載のマスターバッチを用いる方法。
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