JPH0873747A - アミノ基含有オルガノポリシロキサンマイクロエマルジョンおよびその製法 - Google Patents

アミノ基含有オルガノポリシロキサンマイクロエマルジョンおよびその製法

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JPH0873747A
JPH0873747A JP6241923A JP24192394A JPH0873747A JP H0873747 A JPH0873747 A JP H0873747A JP 6241923 A JP6241923 A JP 6241923A JP 24192394 A JP24192394 A JP 24192394A JP H0873747 A JPH0873747 A JP H0873747A
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Masaki Tamura
誠基 田村
Isao Noda
功 野田
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Abstract

(57)【要約】 【構成】アミノ基含有オルガノポリシロキサン100重
量部、界面活性剤10〜1000重量部、および水40
〜500000重量部からなるエマルジョンを製造する
際に、上記ポリシロキサン分子中の窒素原子に対して水
素イオン換算で0.1化学当量以上に相当する量の、ア
ミノ基を含む酸(例:グルタミン酸,アスパラギン酸
等)を添加し中和するマイクロエマルジョンの製法、お
よび該マイクロエマルジョン。 【効果】高温条件下(50〜90℃)での貯蔵安定性、
希釈安定性、機械的安定性、熱的安定性、透明性に優
れ、繊維処理剤に特に有用なマイクロエマルジョンが得
られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアミノ基含有オルガノポ
リシロキサンマイクロエマルジョンおよびその製法に関
する。より詳しくは、本発明は、貯蔵安定性、希釈安定
性、機械的安定性、高温での熱的安定性にすぐれ、透明
感のある外観を有し、繊維処理剤などとして好適に使用
できる、アミノ基含有オルガノポリシロキサンマイクロ
エマルジョンおよびその製法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、アミノ基含有オルガノポリシロキ
サンエマルジョンは、液状アミノ基含有オルガノポリシ
ロキサンを界面活性剤とともに、例えばホモミキサー、
コロイドミルのような高剪断力をかけ得る装置またはプ
ロペラ羽根のような攪拌装置により水中に乳化分散する
ことにより製造されている。しかしながら、この従来の
方法で製造されたアミノ基含有オルガノポリシロキサン
エマルジョンは、平均粒径が0.5μm以上と大きく、
貯蔵安定性、希釈安定性、特に機械的剪断に対する安定
性に劣り、例えば繊維処理剤等として用いた場合、処理
速度が速いと高速回転するロールによってエマルジョン
破壊が起こり、処理むらやロールの汚れ等の問題を発生
しやすいという欠点があった。
【0003】また、アミノ基含有オルガノポリシロキサ
ンエマルジョンの製造方法として、低分子の環状シロキ
サンおよびアミノシランを出発物質とし、乳化分散系で
強アルカリを触媒として重合高分子化する、乳化重合法
もよく知られている(特公昭56−38609号公
報)。この方法によれば、得られるエマルジョンの平均
粒径を0.1〜0.2μmとかなり小さくすることがで
き、貯蔵安定性や希釈安定性は相当に改善されるもの
の、機械的剪断に対する安定性については依然として不
十分であった。
【0004】さらに、アミノ基含有オルガノポリシロキ
サンエマルジョンは、水または多価アルコールに溶解性
のある界面活性剤と多価アルコールとの混合物に、オル
ガノポリシロキサンを加えて得られる前駆体組成物を経
て製造することもできる(特公平4−49581号公
報)。この方法における組成物は半透明ないし透明であ
り、これに水を加えて得られるエマルジョンの平均粒径
は0.5μm以下であるものの、貯蔵安定性、希釈安定
性および機械的安定性が不十分であった。
【0005】この他に、アミノ基含有オルガノポリシロ
キサンマイクロエマルジョンおよびその製造方法として
は、アミノ基含有オルガノポリシロキサンに界面活性
剤、酸性物質を加え、系全体を50℃以上に加熱する方
法が知られている(特表平2−503204号および特
開平2−284959号公報)。しかし、この方法で製
造されたマイクロエマルジョンは平均粒径が0.1μm
以下と小さく、貯蔵安定性、希釈安定性および機械的安
定性はかなり良好であるが、50〜90℃といった高温
条件下での貯蔵安定性、熱的安定性、機械的安定性、希
釈安定性、透明性等は不十分なものだった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような状況に鑑
み、本発明は、貯蔵安定性、希釈安定性、機械的安定
性、高温での熱的安定性にすぐれ、透明感のある外観を
有し、繊維処理剤などとして好適に使用できる、アミノ
基含有オルガノポリシロキサンマイクロエマルジョンお
よびその製法の提供を課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、従来技術
の欠点を克服する方法について種々検討した結果、アミ
ノ基含有オルガノポリシロキサン、界面活性剤および水
の他に特定の酸を共存させて乳化することにより、従来
法から得られるマイクロエマルジョンに比べ、貯蔵安定
性、熱的安定性、機械的安定性、希釈安定性、透明性に
おいてはるかにすぐれた性能を有するマイクロエマルジ
ョンが得られることを見出し、さらに検討を加え本発明
を完成させた。
【0008】すなわち、本発明は、次式:
【化2】 {式中、R1 は水素原子、水酸基、炭素原子数1ないし
20の一価炭化水素基または次式:−OR´(式中、R
´は炭素原子数1ないし20の一価炭化水素基を表す)
で表される基を表し、Aは次式:−R2 (NR3 4
z NR5 6 (式中、R2 およびR4 は互いに独立して
炭素原子数1ないし6の二価炭化水素基を表し、R3
5 およびR6 は互いに独立して水素原子または炭素原
子数1ないし20の一価炭化水素基を表し、そしてzは
0ないし5の整数を表す)で表される有機官能基を表
し、そしてxおよびyは次の条件:0<x≦3、0≦y
<3、0<x+y≦3を満たす数を表し、式Iで表され
る化合物の分子量中に占めるアミノ基の割合はNH2
算で0.25重量%以上である}で表されるアミノ基含
有オルガノポリシロキサン100重量部、界面活性剤1
0〜1000重量部、および水40〜500000重量
部からなるエマルジョンを製造する際に、上記アミノ基
含有オルガノポリシロキサン分子中の窒素原子に対して
水素イオン換算で0.1化学当量以上に相当する量の、
分子内にアミノ基または置換アミノ基を含有する酸を添
加し中和することを特徴とするアミノ基含有オルガノポ
リシロキサンマイクロエマルジョンの製造方法に関す
る。
【0009】本発明において用いられるアミノ基含有オ
ルガノポリシロキサンは上記式Iで表されるものであれ
ば、特に制限されない。式I中、基R1 は水素原子、水
酸基、炭素原子数1ないし20の一価炭化水素基、例え
ばメチル基、エチル基、プロピル基、オクチル基、ラウ
リル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケ
ニル基、フェニル基、トリル基、ナフチル基等のアリー
ル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロ
アルキル基またはそれらの一部もしくは全部の水素原子
がハロゲン原子に置換された基等、または次式:−OR
´{式中、R´は炭素原子数1ないし20の一価炭化水
素基(例えば、R1 に対して例示したもの)を表す}で
表される基である。
【0010】また、基Aは次式:−R2 (NR3 4
z NR5 6 で表される有機官能基であり、R2 および
4 は互いに独立して炭素原子数1ないし6の二価炭化
水素基、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン
基、ヘキサメチレン基、フェニレン基等であり、R3
5 およびR6 は互いに独立して水素原子または炭素原
子数1ないし20の一価炭化水素基(例えば、R1 に対
して例示したもの)であり、zは0ないし5の整数であ
る。上記有機官能基Aとして、−C3 6 NH2 、−C
3 6 NHC2 4 NH2、−C6 12NHC2 4
2 、−C3 6 (NHC2 4 2 NH2 、−C2
4 NHC2 4 NH2 、−C2 4 NHC2 4 N(C
3 2 等が挙げられるが、これらに限定されるもので
はない。
【0011】なお、上記式I中のxおよびyは次の条
件:0<x≦3、0≦y<3、0<x+y≦3を満たす
数である。
【0012】また、本発明においては、式Iで表される
アミノ基含有オルガノポリシロキサン分子中のアミノ基
が、NH2 換算で0.25重量%以上であることが必須
である。その理由は、アミノ基の量がこの範囲から外れ
ると、アミノ基含有オルガノポリシロキサンの親水性が
不足し、製造されるマイクロエマルジョンの透明性が悪
化するからである。
【0013】上記式Iで表されるアミノ基含有オルガノ
ポリシロキサンの代表的な具体例として、次式:
【化3】 (式中、R1 およびAは式Iに対して定義されたものと
同じ意味を表し、R2 はR1 またはAの意味を表し、m
は0〜25000、好ましくは10〜2000、さらに
好ましくは80〜750であり、そしてnはmと同じ数
値範囲であるが、分子中のアミノ基の割合がNH2 換算
で0.25重量部以上となるような数である)で表され
る直鎖状のアミノ基含有オルガノポリシロキサンが挙げ
られるが、これに限定されず、分岐状の構造を含むアミ
ノ基含有オルガノポリシロキサン等も使用できる。ま
た、式Iのアミノ基含有オルガノポリシロキサンは、ポ
リシロキサン鎖の末端がトリメチルシリル基等のトリア
ルキルシリル基で封鎖されたものが一般的であるが、ア
ルキル基の一部または全部が水酸基、アルコキシ基、ア
ミノ基含有基等で置換されたトリアルキルシリル基で封
鎖されていてもよい。
【0014】本発明において使用される界面活性剤は、
非イオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオ
ン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤、シリコーン
系界面活性剤といった従来公知の各種のものが使用可能
である。界面活性剤の具体例としては、非イオン系界面
活性剤、例えばポリオキシエチレンアルキルフェニルエ
ーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオ
キシエチレンアルキルエステル、ソルビタン脂肪酸エス
テルまたはショ糖脂肪酸エステル等、アニオン系界面活
性剤、例えばアルキル硫酸塩、アルキルフェニルスルホ
ン酸塩またはポリオキシエチレンアルキルフェニル硫酸
塩等、カチオン系界面活性剤、例えばアルキルトリメチ
ルアンモニウムクロライド、ジアルキルジメチルアンモ
ニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムク
ロライド等、両性イオン系界面活性剤、例えばアルキル
ベタインまたはアルキルアミノ酸等が挙げられ、これら
の1種または2種以上を使用し得るが、中でも他のイオ
ン性を有する成分との併用性の点から非イオン系界面活
性剤の使用が好ましく、特に使用する界面活性剤のHL
B(親水基・親油基バランス)値の合計が8〜15にな
るように選択することが好ましい。
【0015】上記界面活性剤の添加量は、アミノ基含有
オルガノポリシロキサン100重量部に対して10〜1
000重量部、好ましくは10〜100重量部である。
界面活性剤の添加量が10重量部未満であると、透明な
マイクロエマルジョンが得られず、添加量が多いほどマ
イクロエマルジョンの安定性は増大する。しかし、界面
活性剤が1000重量部を越えると、アミノ基含有オル
ガノポリシロキサンの特性を阻害し、得られるマイクロ
エマルジョンを例えば繊維処理剤として使用する場合、
アミノ基含有オルガノポリシロキサンの独特の風合いが
得られない等の弊害を生じる。
【0016】本発明において使用される酸は分子内にア
ミノ基または置換アミノ基を含有する酸、例えばグルタ
ミン酸、アスパラギン酸、スルファミン酸、オキシグル
タミン酸等である。これらの酸は1種または2種以上を
組み合わせて使用し得る。これらの特定の酸を使用した
場合、他の酸を使用した場合に比べ、アミノ基含有オル
ガノポリシロキサンマイクロエマルジョンの貯蔵安定
性、希釈安定性、機械的安定性、熱的安定性、透明性を
さらに向上させることができる。また、本発明において
使用される酸は、元来金属腐蝕性が少なく揮発性も低い
ため、例えば繊維処理工程において配管、処理装置、貯
蔵装置、使用装置内面の金属表面に酸による腐蝕や錆が
発生しにくい。
【0017】上記酸の添加量は、アミノ基含有オルガノ
ポリシロキサン分子中の窒素原子に対して水素イオン換
算で0.1化学当量以上に相当する量である。ここで、
添加する酸がアミノ基等の塩基性の基を分子内に持つ酸
である場合、酸の価数と塩基の価数の差を有効な酸の価
数とする。例えば、グルタミン酸は分子内に1価の酸で
あるカルボキシル基を2つと1価の塩基であるアミノ基
を1つ持っているので1価の酸とする。酸の添加によ
り、アミノ基含有オルガノポリシロキサン中のアミノ基
と水素イオンが反応してアミン塩が形成され、これによ
りアミノ基含有オルガノポリシロキサンの親水性が増大
してマイクロエマルジョンを得ることができるので、酸
の添加量が上記の量より少ないと、アミノ基含有オルガ
ノポリシロキサンの親水性の不足のため、白濁したエマ
ルジョンとなってしまう。また、酸の添加量の上限は特
に限定されないが、通常、上記水素イオン換算で1化学
当量を越えて用いられることはない。
【0018】本発明のアミノ基含有オルガノポリシロキ
サンマイクロエマルジョン中に、その他の添加剤、例え
ばシラン化合物、架橋剤、防腐剤、塩類およびジメチル
ポリシロキサン、エポキシ基含有オルガノポリシロキサ
ン、カルボキシ基含有オルガノポリシロキサン、ポリシ
ロキサン・ポリオキシアルキレン共重合体、シラノール
基含有オルガノポリシロキサン等の各種ポリシロキサン
類を本発明の効果が損なわれない範囲で含有させること
ができる。
【0019】本発明において、アミノ基含有オルガノポ
リシロキサンを水中に乳化分散させる方法は特に限定さ
れず、例えばアミノ基含有オルガノポリシロキサン、界
面活性剤、水および所望によるその他の添加剤をプロペ
ラ羽根またはホモミキサー等の攪拌装置で混合均一化す
ることからなる。また、中和方法も特に限定されず、例
えば乳化後に酸をそのまま、または酸の水溶液を添加し
て攪拌する方法や、アミノ基含有オルガノポリシロキサ
ン、界面活性剤および所望によるその他の添加剤の混合
物に酸の水溶液を滴下して、乳化と中和を同時に行う方
法等が挙げられる。ここで、水は単独で、または酸の水
溶液の状態で添加されるが、マイクロエマルジョンを形
成するため、最終的な水の添加量はアミノ基含有オルガ
ノポリシロキサン100重量部に対して40〜5000
00重量部の範囲から適宜選択される。
【0020】
【実施例】次に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもので
はなく、本発明の技術的思想を体現するものは本発明の
範囲内に包含される。 実施例1 次式:
【化4】 で表されるアミノ基含有オルガノポリシロキサン120
g、ポリオキシエチレンラウリルエーテル{エチレンオ
キシド(EO)付加モル数8モル,HLB=13.1}
70gを1リットルのビーカーに仕込み、ホモミキサー
で5000rpmにて5分間均一に混合した後、同一攪
拌下、水700gにL−グルタミン酸8.8g(アミノ
基含有オルガノポリシロキサン分子中の窒素原子に対し
て水素イオン換算で0.4化学当量に相当)を溶解させ
た水溶液を添加し、20分間攪拌を行いマイクロエマル
ジョンを得た。これをマイクロエマルジョンAと呼ぶ。
【0021】実施例2 L−グルタミン酸に代え、酸としてアスパラギン酸8.
0g(アミノ基含有オルガノポリシロキサン分子中の窒
素原子に対して水素イオン換算で0.4化学当量に相
当)を用いた以外は実施例1と同様の方法でマイクロエ
マルジョンを得た。これをマイクロエマルジョンBと呼
ぶ。
【0022】実施例3 実施例1で得たマイクロエマルジョンA800gに対し
てγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン1.0
gを添加し、攪拌により完全に溶解させた。これをマイ
クロエマルジョンCと呼ぶ。
【0023】実施例4 次式:
【化5】 で表されるアミノ基含有オルガノポリシロキサン120
g、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(EO
付加モル数7モル,HLB=11.6)70gを1リッ
トルのビーカーに仕込み、ホモミキサーで5000rp
mにて5分間均一に混合した後、同一攪拌下、水550
gにスルファミン酸3.8g(アミノ基含有オルガノポ
リシロキサン分子中の窒素原子に対して水素イオン換算
で0.5化学当量に相当)を溶解させた水溶液を添加
し、20分間攪拌を行いマイクロエマルジョンを得た。
これをマイクロエマルジョンDと呼ぶ。
【0024】実施例5 スルファミン酸に代え、酸として2−アミノスルホン酸
3.8g(アミノ基含有オルガノポリシロキサン分子中
の窒素原子に対して水素イオン換算で0.4化学当量に
相当)を用いた以外は実施例4と同様の方法でマイクロ
エマルジョンを得た。これをマイクロエマルジョンEと
呼ぶ。
【0025】実施例6 実施例4で得たマイクロエマルジョンD800gに対し
て{N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピル}
・トリメトキシシラン0.2gを添加し、攪拌により完
全に溶解させた。これをマイクロエマルジョンFと呼
ぶ。
【0026】実施例7 次式:
【化6】 で表されるアミノ基含有オルガノポリシロキサン150
g、ポリオキシエチレントリデシルエーテル(EO付加
モル数10モル,HLB=13.7)90gを1リット
ルのビーカーに仕込み、ホモミキサーで5000rpm
にて5分間均一に混合した後、同一攪拌下、水700g
にグルタミン酸11.7g(アミノ基含有オルガノポリ
シロキサン分子中の窒素原子に対して水素イオン換算で
0.2化学当量に相当)を溶解させた水溶液を添加し、
20分間攪拌を行いマイクロエマルジョンを得た。これ
をマイクロエマルジョンGと呼ぶ。
【0027】比較例1 酸を35%塩酸6.3g(アミノ基含有オルガノポリシ
ロキサン分子中の窒素原子に対して水素イオン換算で
0.4化学当量に相当)とした以外は、実施例1と同様
の方法でマイクロエマルジョンを製造した。これをマイ
クロエマルジョンHと呼ぶ。
【0028】比較例2 酸を酢酸4.5g(アミノ基含有オルガノポリシロキサ
ン分子中の窒素原子に対して水素イオン換算で0.5化
学当量に相当)とした以外は、実施例3と同様の方法で
マイクロエマルジョンを製造した。これをマイクロエマ
ルジョンIと呼ぶ。
【0029】比較例3 酸をギ酸1.8g(アミノ基含有オルガノポリシロキサ
ン分子中の窒素原子に対して水素イオン換算で0.5化
学当量に相当)とした以外は、実施例4と同様の方法で
マイクロエマルジョンを製造した。これをマイクロエマ
ルジョンJと呼ぶ。
【0030】比較例4 酸をプロピオン酸2.9g(アミノ基含有オルガノポリ
シロキサン分子中の窒素原子に対して水素イオン換算で
0.5化学当量に相当)とした以外は、実施例6と同様
の方法でマイクロエマルジョンを製造した。これをマイ
クロエマルジョンKと呼ぶ。
【0031】比較例5 酸をリン酸2.6g(アミノ基含有オルガノポリシロキ
サン分子中の窒素原子に対して水素イオン換算で0.2
化学当量に相当)とした以外は、実施例7と同様の方法
でマイクロエマルジョンを製造した。これをマイクロエ
マルジョンLと呼ぶ。
【0032】実施例1〜7および比較例1〜5で得られ
たマイクロエマルジョンA〜GおよびH〜Lについて、
透明性、貯蔵安定性(50℃,70℃)、機械安定性、
希釈安定性の評価を行った。結果を表1および表2に示
す。なお、各特性の評価方法および規準は以下のとおり
である。
【0033】評価方法 透明性:製造直後のマイクロエマルジョンの外観を目視
観察。 貯蔵安定性(50℃,30日間):マイクロエマルジョ
ン100gを200mlの密栓式ガラスビンに入れ、5
0℃の恒温槽内に静置し、30日後の外観を目視観察。 貯蔵安定性(70℃,7日間):マイクロエマルジョン
100gを200mlの密栓式ガラスビンに入れ、70
℃の恒温槽内に静置し、7日後の外観を目視観察。 機械的安定性:マイクロエマルジョンを水で2%に希釈
し、これをホモミキサーにて8000rpmで10分間
攪拌後、外観を目視観察。 希釈安定性(50℃,7日間):マイクロエマルジョン
を水で2%に希釈し、これを200mlの密栓式ガラス
ビンに入れ、50℃の恒温槽内に静置し、7日後の外観
を目視観察。
【0034】評価規準 ◎:全体が均一な無色透明の外観(光透過率80〜10
0T%) ○:青白色でわずかに濁った外観(光透過率50〜80
T%) △:やや白濁した外観(光透過率20〜50T%) ×:白色の外観(光透過率0〜20T%)、または分離
が認められる
【0035】
【表1】
【0036】
【0037】上の結果より、アミノ基含有オルガノポリ
シロキサンマイクロエマルジョンの製造の際に、本発明
において、分子内にアミノ基または置換アミノ基を含有
する酸を用いる技術を適用することにより、従来法によ
り得られるアミノ基含有オルガノポリシロキサンマイク
ロエマルジョンに比べ、貯蔵安定性、希釈安定性、機械
的安定性、熱的安定性、透明性において、はるかに優れ
た性能を有するアミノ基含有オルガノポリシロキサンマ
イクロエマルジョンが得られることが確認された。特
に、本発明のマイクロエマルジョンの高温での貯蔵安定
性および希釈安定性は際立ったものがある。
【0038】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
り得られるアミノ基含有オルガノポリシロキサンマイク
ロエマルジョンは、従来の方法で製造されるものに比
べ、特に50〜90℃といった高温条件下での貯蔵安定
性、希釈安定性、機械的安定性、熱的安定性、透明性に
優れている。従って、本発明のアミノ基含有オルガノポ
リシロキサンマイクロエマルジョンは、繊維処理剤など
として特に有用である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次式I: 【化1】 {式中、R1 は水素原子、水酸基、炭素原子数1ないし
    20の一価炭化水素基または次式:−OR´(式中、R
    ´は炭素原子数1ないし20の一価炭化水素基を表す)
    で表される基を表し、 Aは次式:−R2 (NR3 4 z NR5 6 (式中、
    2 およびR4 は互いに独立して炭素原子数1ないし6
    の二価炭化水素基を表し、R3 、R5 およびR6 は互い
    に独立して水素原子または炭素原子数1ないし20の一
    価炭化水素基を表し、そしてzは0ないし5の整数を表
    す)で表される有機官能基を表し、そしてxおよびyは
    次の条件:0<x≦3、0≦y<3、0<x+y≦3を
    満たす数を表し、 式Iで表される化合物の分子量中に占めるアミノ基の割
    合はNH2 換算で0.25重量%以上である}で表され
    るアミノ基含有オルガノポリシロキサン100重量部、
    界面活性剤10〜1000重量部、および水40〜50
    0000重量部からなるエマルジョンを製造する際に、
    上記アミノ基含有オルガノポリシロキサン分子中の窒素
    原子に対して水素イオン換算で0.1化学当量以上に相
    当する量の、分子内にアミノ基または置換アミノ基を含
    有する酸を添加し中和することを特徴とするアミノ基含
    有オルガノポリシロキサンマイクロエマルジョンの製造
    方法。
  2. 【請求項2】 酸としてグルタミン酸およびアスパラギ
    ン酸のいずれか一方または両方が使用される請求項1記
    載の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の方法により製造
    されたアミノ基含有オルガノポリシロキサンマイクロエ
    マルジョン。
JP24192394A 1994-09-09 1994-09-09 アミノ基含有オルガノポリシロキサンマイクロエマルジョンおよびその製法 Expired - Lifetime JP3495110B2 (ja)

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