JPH09512053A - 発泡フレークから複合発泡体を製造する方法、複合発泡体、及び複合発泡体の使用する遮音方法 - Google Patents

発泡フレークから複合発泡体を製造する方法、複合発泡体、及び複合発泡体の使用する遮音方法

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JPH09512053A JP52801295A JP52801295A JPH09512053A JP H09512053 A JPH09512053 A JP H09512053A JP 52801295 A JP52801295 A JP 52801295A JP 52801295 A JP52801295 A JP 52801295A JP H09512053 A JPH09512053 A JP H09512053A
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Abstract

(57)【要約】 音響特性をもつ複合発泡体を製造するため、異なるサイズ、異なる発生源、及び/又は異なる材料組成の発泡フレーク(8)が少量のポリウレタン分散結合剤で湿潤される。次に、混合物が成形部品(1)又は連続ウェブに組み合わされ且つ熱い(水)蒸気又はマイクロ波エネルギの作用を受けて硬化され、次に乾燥される。本発明の複合発泡体は、車両及び一般的機械構造並びに建築構造における遮音の目的にも使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】 発泡フレークから複合発泡体を製造 する方法、複合発泡体、及び複合発泡体の使用 本発明は、請求の範囲第1項の前提部の記載に従って、発泡フレークから、音 響特性をもつ複合発泡体を製造する方法、該方法により製造される複合発泡体、 及び該複合発泡体の使用に関する。 発泡フレークからの複合発泡体の製造は実際に相当期間知られており、例えば 、製造工程中に生じる残材すなわち廃棄材料の自家加工(リサイクリング)が行 なわれている。この加工(材料自体は1種類のみ)は、製造方法及び製品の所望 の特性についての特別な要求がない限り、発泡フレークが種々の色をもつという 点を除き全く問題はない。 欧州特許EP-B1-0 031 425による既知の手順では、発泡(発泡材料)フレーク は、特定の特性を得るための分散成分又は溶解成分を含有する水性分散液及び/ 又は水溶液で湿潤され、混合物は、ポリウレタンを形成するための結合剤と一緒 に硬化される。この製造方法により、熱成形適性、高周波融着の可能性及び耐火 特性が改善され且つ他の特性及び効果を得ることもできる。しかしながら、この 方法は比較的複雑で、特に時間がかかり、且つプレポリマー及びオーブン中で又 は熱風ブロワにより供給しなければならない熱を使用する。次の乾燥チャンバ内 での乾燥では、部品の硬化時間は約2時間であり、これは、熱風を用いることに より15分程度に短縮できる。例えば着色顔料のような溶解固形物の添加により 、目的製品に均一外観を与えることが考えられる。 しかしながら、異なるサイズ、異なる発生源及び/又は異なる材料組成の発泡 フレークを組み合わせて複合発泡体にし得ることを当業者に想起させる如何なる 教示も存在しない。同様に、どれ程の量の結合剤を使用すべきであるかというこ と、及び発泡フレークからなる複合発泡体の機械的及び物理的特性値(特に音響 特性値)を悪化させることなくセパレータ又は離型剤等の他の補完材料を減少で きるかということについての如何なる開示もなされていない。 しかしながら、このことは重要であり且つ重要性は増大している。このような 成形部品の金型内での慣用的な製造のため、金型からの取出しを行なうための離 型剤の消費は、環境保護の観点からできる限り少なくすべきである。製造業者が 古い自動車を引き取るという将来起こり得る義務のため、例えば、将来は、製造 時に生じる残材の通常量に加え、例えば座席クッション及び遮音材から追加の多 量の発泡材が生じるであろうが、これらの発泡材は再処理しなければならない。 従って本発明の目的は、既知の方法を更に改善して、少量の結合剤であるにも 係わらず、且つ異なるサイズ、異なる発生源及び/又は異なる材料組成の発泡フ レークを使用するにも係わらず、現行技術により製造される複合発泡体に匹敵す る機械的特性が得られ且つ遮音特性をも備えた複合発泡体を製造できる方法を提 供することにある。 上記目的は、請求の範囲第1項に記載の特徴により達成される。 本発明は、更に、実施態様項に記載の特徴を有する。請求の範囲第5項の記載 によれば、適当な複合発泡体が提供される。請求の範囲第6項〜第8項には、複 合発泡体の使用が記載されている。 本発明によれば、種々の発生源から生じ及び/又は種々の組成をもつ発泡フレ ークが、これ自体は既知の技術に従って組み合わされ、省エネルギ及び省コスト 方法で種々の成形部品に成形される。これにより、このような部品を、好ましく はポリウレタン発泡体のような発泡体の新しい部品内に埋込むことにより、複合 発泡体及び新しく製造されるポリウレタン発泡体が質量−ばね系(mass-spring- system)内の音響ばねとして一緒に使用される場合でも、1種類の材料のその後 のリサイクリングが都合良く行なわれる。この場合、この質量−ばね系の音響的 に有効な質量が、できるだけ可撓性を与えるような、音を減衰する重質層(これ 自体は慣用的技術である)により形成される。 結合剤(該結合剤は、極く低い重量%割合で添加される)は、室温で不活性で あり且つ発泡フレークの非常に良好な湿潤を与え、このため、湿潤後でも、首尾 よく発泡フレークを搬送(輸送)及び計量(dosing)することができる。発泡フ レークのこの種の予備処理を行なうことにより、複合発泡体の成形部品の連続的 製造が可能になる。硬化のためには(水)蒸気が使用され、乾燥及び硬化工程を 加速させるには、続いて真空又は部分真空にし及び/又は熱風を供給する。蒸気 の代わりに、マイクロ波エネルギを使用することもできる。 本発明に従って、発泡フレークに少量の結合剤を添加して複合発泡体を製造す る方法を、2つの例を参照して以下に説明する。 異なる発生源から生じ且つ異なる組成をもつ発泡フレークの2つの装填材料を 用意する。第1の装填材料は、密閉金型内で成形後の約60〜80kg/m3の密度 をもつ軽量ポリウレタン発泡体の製造時の残材から生じたものである。ふるい分 けにより、6、8、12及び15mmの縁長さをもつ発泡フレーク部片を用意する 。第2装填材料の発泡フレークは、回収した車両の発泡座席クッションから発生 したものである。これらの発泡フレークは、8mm程のほぼ均一な縁長さを有する 。発泡フレークとポリウレタンの分散結合剤との湿潤、及びその後の搬送(輸送 )及び計量工程に関する予備試験により、8mm程度の縁長さをもつ発泡フレーク が最適な結果をもたらすことが判明した。 第1装填材料を用いる第1の例では、8mmの縁長さをもつ発泡フレークのみを 選択して、第2装填材料の発泡フレークと混合した。2つの装填材料からの発泡 フレークが、各50重量部ずつ混合され且つ結合剤で湿潤される。結合剤として 、1次及び/又は2次脂環式結合アミノ基をもつポリアミン成分を含有する、N COプレポリマーとブロックトイソシアネート基との水性結合剤混合物を使用し た。 ポリウレタン分散結合剤は、水で1:1の重量部に稀釈した。上記例には、使 用される発泡フレークの重量により定められる20重量%のこの溶液を使用した 。 発泡フレークからなる複合発泡体を製造するため、湿潤後に、発泡フレークを 真空により計量リザーバ内に吸引し、ここから、超過圧力を用いて、2つのイン ジェクタを介して金型ベッド(金型ベッドは550×308×25mmの寸法を有 する)内に吹き込む。蒸気を、4バールの圧力及び153℃の温度で、金型ベッ ドを通して30秒間流した。蒸気温度は、120〜180℃の範囲内、好ましく は140〜160℃の範囲内で変えることができる。次に、真空を適用して、蒸 気からの残留水分を複合発泡体から吸引する。120℃を下限温度とした理由は 、この温度からブロックトイソシアネート基を有する水性結合剤が反応できるた めであり、上記上限温度に定めた理由は、これより高い温度では熱分解が生じる た めである。 第2例では、発生源の点で第1装填材料からの1種類のみからなり且つ8mm程 度の均一縁長さをもつ発泡フレークを同様に使用した。この場合にも、同じポリ ウレタン分散結合剤を水で1:1重量部に稀釈した。発泡フレークの重量により 定められる20重量%の結合剤溶液が、湿潤のため発泡フレークに加えられた。 他の工程は、第1例の工程と同じである。 蒸気の流通時間及び真空の適用時間の最適設定時間を定めるため、予備試験を 同様に行なった。できる限り良い機械特性値が得られるようにするため、両パラ メータを変化させた。好ましい蒸気温度範囲(140〜160℃)で、蒸気の流 通時間は15〜60秒の範囲内(最適値は30秒)であり、真空適用時間は30 〜45秒(最適値は45秒)であった。 少量の結合剤を用いて上記方法で製造された、発泡フレークからの複合発泡体 は、次表に掲示する数値をもつ成形部品となった。 ここで、nは;使用した試料の数 xは;試料の測定値の中間値 弾性係数(E)及び損失係数は、23℃及び50%相対湿度で24時間コンデ ィショニングされ、且つ50〜70Hzの周波数範囲内で測定された。試料の寸法 は、50(幅)×50(長さ)×22(高さ)mmである。 このような複合発泡体により形成された成形部品の他の試料については、DIN 53426による垂直変位試験に従って、動弾性係数及び損失係数等の音響データを 測定した。 従って、具合が良いことに、弾性係数Eは、50,000〜140,000 N/m2の範囲内 にあり、損失係数は0.2より大きく、且つ密度は150kg/m3より大きい。密度 (かさ比重)は、発泡フレークの充填量により制御できる。低密度では、製造さ れた部品の内部強度が大幅に低下するので、150kg/m3以上の密度値になる。 予備試験は、8mmより小さい縁長さをもつ発泡フレークはより高い密度をもたら すが、このため、結合剤の使用量も増大することを証明した。8mm以上の縁長さ をもつ大きな発泡フレークは密度を小さくすることができるけれども、表面品質 及び表面の均一性は低下する。 他の試験は、特に、本発明に従って製造される複合発泡体の外面が、外面の延 びる方向(例えば、擦り切れ移動(chafing movements)の性質が生じる方向)の 直接的機械荷重に曝されないならば、使用される発泡フレークの重量により定め られる5重量%の結合剤であっても、発泡フレークをポリウレタン分散材料で湿 潤すれば充分なものとなることを証明した。 結合剤として水性ポリウレタン分散液を使用する本発明の方法は、比較的少量 の結合剤で湿潤が行なわれること、並びに極く少量の離型剤の使用により、搬送 性(conve-yability)又は輸送性(transportability)及び金型からの取出し容 易性が、標準プレポリマー又は2Kポリウレタン結合剤を使用する場合に対して 明らかな長所をもたらすが故に有利である。ポリウレタン分散結合剤以外には、 他の添加剤、顔料その他の補完物質は全く不要である。ポリウレタン分散結合剤 による発泡フレークの最適コンディショニングにより、連続製造ラインによる製 造並びに金型内での複合発泡体の製造が可能になる。この連続製造ラインによる 製造は、二重コンベアプレス(該プレス自体は慣用的なものである)を用いて有 効に行なわれる。本発明の方法に従って製造される複合発泡体からなる成形部品 は、車両及び一般的な機械構造での遮音に使用することができる。特に、このよ うな用途では、金属シート等との力−ロック連結(force-locking connection) 又は接合連結を達成するが、それにもかかわらず破壊することなく後で取外しで きる接着剤コーティング(接着剤コーティンク自体は既知である)を設けること ができる。また、本発明の複合発泡体は、建築構造におけるドライフローリング プラスタ要素での足音遮蔽部品として、及び軽量構造壁に使用されるような3層 複合システムの音響的に有効な中間層としても適している。このようなシステム の2つの外側層は、例えば、プラスタ−繊維ボード又は構造物に良く使用される 他の無機材料、プラスチック又は木材ボードで作られる。 以下、添付図面に示す使用例を参照して、本発明の複合発泡体の形成及び使用 をより詳細に説明する。 第1図は、車両内に配置できるシェル状部品を示す斜視図である。 第2図は、第1図のII−II線に沿う断面図である。 第3図は、本発明を使用した、建築構造における足音遮蔽部品を示す断面図で ある。 第4図は、本発明を使用した仕切り壁を示す断面図である。 先ず、第1図及び第2図を参照して、本発明をより詳細に説明する。 第1図は、特に、自動車に組み込むことができる成形部品を示す。この種の成 形部品は長い間知られており、例えばDE-AS-20 06 741に記載された成形部品が ある。成形部品1は、車両本体のフロアパネル2上に置かれ且つ該パネルに接着 される。可視側面(すなわち、成形部品1の客室に面する側の側面)はカーペッ ト地3で形成される。フロアパネル2とカーペット地3との間には、遮音目的の ための質量−ばね系が設けられている。これは、音を減衰させる可撓性を与える ことの可能な重質層4からなり、該重質層4は、カーペット地3と、ばね5(該 ばね5は、重質層4とフロアパネル2との間に配置される発泡材料からなる)と に隣接している。個々の層は、互いに固定的に接着するか、互いに重ねて成形す ることができる。重要なことは、既知のように、これらの層間の力−ロック連結 だ けである。ばね5とフロアパネル2との間の力/形状−ロック連結(force and f orm-locking connection)は、例えば、破壊することなく後で取外しできる接着 剤コーティング等の手段(これ自体は知られている)により達成できる。また、 重質層4は、カーペット地3上に直接発泡成形することもできる。 機械的負荷の大きい領域では、ばね5の代わりに、重質層4に比べてかなり小 さい密度をもつ本発明の複合発泡要素が設けられる。 このような要素として、一方では敷居(土台)補強体(sill reinforcement) 6があり且つ他方では足支持体7がある。 本発明による敷居(土台)補強体6の複合発泡体の構造を第2図に関連して説 明する。足支持体7の複合発泡体の構造もほぼ同様である。 複合発泡体は発泡フレーク8を収容している。該発泡フレーク8は、発生源、 組成及び/又は縁長さの異なるものでもよく、且つ複合発泡体を形成する本発明 の方法に従って処理されている。図面中の不規則な輪郭及び異なる陰影付けは、 処理された発泡フレーク8が例えば1つの金型内で形成され、硬化され且つ乾燥 されて、成形部品1として一体化されていることを示している。これにより、必 要な物理的条件(特に、音響技術の目的から必要な物理的条件)、より詳しくは 、150kg/m3以上の密度、50,000〜140,000 N/m3の範囲内の動弾性係数及び0 .2より大きい損失係数が維持される。 成形部品1を形成する場合、複合発泡体部品(例えば、敷居(土台)補強体6 又は足支持体7)は、ばねの成形時に該ばねの対応位置に予め配置されるけれど も、後で所定位置に取り付けることもできる。 第3図は、本発明による複合発泡体を建築構造(この場合には、足音遮蔽体9 )に使用した例を示す。複合発泡体の層11がフローリングプラスタ10上に取 り付けられ、複合発泡体の層11上には、パネルすなわちシート12(例えば、 プラスター繊維ボードパネル又は木材−繊維ボード)が配置されている。また、 パネルすなわちシート12上にはカーペット地のようなフロアカバーリング13 を取り付けることができる。 フローリングプラスタ10は、足音遮蔽特性をもつ予組立て構造シートが形成 されるように、ドライプラスタ構造要素で構成することができる。後者の場合に は、複合発泡体の層11がフローリングプラスタ10に確実に接合される。また 、シート12と複合発泡体の層11とを確実に接合することも有効である。フロ アカバーリング13は、個々の特定用途に応じて、シート12に確実に接合する か、後で幾つかの構造要素上に敷設することができる。 建築物内の内部フローリングプラスタの表面上に敷設する場合、複合発泡体の 層11は独立製品として使用するか、或いはシート12に確実に接合することも できる。 第4図は、2つのシートすなわちボード要素15、16(これらのボード要素 は、同じものでも、異なるものでもよい)を備えた仕切り壁要素14を示す。こ のようなボード要素すなわちシート要素として、プラスタ−繊維ボード、プラス タ−紙ボード、木材パネル要素等を用いることができる。2つのパネル要素15 、16の間には、本発明の方法に従って製造される複合発泡体の層17が配置さ れる。複合発泡体の層17により形成される、仕切り壁のこの充填物は、仕切り 壁要素14により分離される部屋間の優れた遮音効果を発揮する。 機械構造及び建築物における他の用途を考えることができることはもちろんで ある。
【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1996年5月31日 【補正内容】 請求の範囲 1.発泡フレークから音響特性をもつ複合発泡体を製造する方法であって、発泡 フレークを水性ポリウレタン分散結合剤で湿潤させ、次に硬化させる方法におい て、 異なるサイズ、異なる発生源、及び/又は異なる材料組成の発泡フレーク( 8)が使用され、前記湿潤が、NCOプレポリマーとブロックトイソシアネート 基との水性結合剤混合物として形成され且つ1次及び/又は2次脂環式結合アミ ノ基をもつポリアミン成分を含有する、少量のポリウレタン分散結合剤を用いて 行なわれ、 ポリウレタン分散結合剤は、水で1:1の比に稀釈された後、使用される発 泡フレーク(8)の量により定められる5〜20重量%の最少量で添加され、 次に、前記混合物が成形部品(1)又は連続ウェブに組み合わされ且つ熱い (水)蒸気又はマイクロ波エネルギの作用を受けて硬化され、次に熱風及び/又 は真空を用いて乾燥されることを特徴とする方法。 【手続補正書】 【提出日】1997年3月31日 【補正内容】 (1)発明の名称(明細書第1頁第3−4行目)の「発泡フレークから複合発泡 体を製造する方法、複合発泡体、及び複合発泡体の使用」を、「発泡フレークか ら複合発泡体を製造する方法、複合発泡体、及び複合発泡体を使用する遮音方法 」と訂正する。 (2)請求の範囲を別紙の通り訂正する。 (3)明細書第1頁第8行目の「及び該複合発泡体の使用に関する。」を「及び 該複合発泡体を使用する遮音方法に関する」と訂正する。 (4)同書第2頁第13行目の「第5項」を「第4項」と訂正する。 (5)同書第2頁第14行目の「第6項〜第8項」を「第5項〜第7項目と訂正 する。 (6)同書第3頁第11行目の「発泡フレークとポリウレタンの分散結合剤との 湿潤、」を「発泡フレークのポリウレタン分散結合剤による湿潤、」と訂正する 。 (7)同書第3頁第16行目の「且つ」を「そして」と訂正する。 (8)同書第5頁第1行目の「nは」を「n」と訂正する。 (9)同書第5頁第2行目の「xは」を「x」と訂正する。 (10)同書第5頁第25行目の「2K」を「2K(2成分)」と訂正する。 (11)同書第5頁第28〜29行目の「連続製造ラインによる製造」を「連続製 造ラインによる製造(連続ウエブ)」と訂正する。 (12)同書第6頁第25〜28行目の「これは、・・・隣接している。」を以下 の通り訂正する。 「この系は、音を減衰させる可撓性を与えることの可能な重質層4(該重質層 4は、カーペット地3に隣接している)と、発泡材料からなるばね5(該ばね5 は、重質層4とフロアパネル2との間に配置される)とからなる。」 (13)同書第7頁第22行目の「足音遮蔽体9」を「足音遮蔽体(衝撃遮音体) 9」と訂正する。 請求の範囲 1.発泡フレークを水性ポリウレタン分散結合剤で湿潤させ、次に硬化させて、 発泡フレークから音響特性をもつ複合発泡体を製造する 方法において、 異なるサイズ、異なる発生源、及び/又は異なる材料組成の発泡フレーク(8 )を使用すること、 前記湿潤が、NCOプレポリマーとブロックトイソシアネート基との水性結合 剤混合物として提供され且つ1次及び/又は2次脂環式結合アミノ基をもつポリ アミン成分を含有する、少量のポリウレタン分散結合剤を用いて行なわれ、その 際に前記 ポリウレタン分散結合剤は、水で1:1の比に希釈された後、発泡フレ ーク(8)の使用量 により定められる5〜20重量%の量で添加されること、 次に、前記発泡フレークとポリウレタン分散結合剤との混合物を組み合わせて 、成形部品(1)又は連続ウエブにし、そして熱い水蒸 気又はマイクロ波エネル ギの作用の下で硬化せしめ、次いで熱風及び/又は真空を用いて乾燥せしめるこ とを特徴とする複合発泡体の製造方法。 2.6〜15mm、好ましくは8mmの縁部長さをもつ発泡フレーク(8)が使 用されることを特徴とする前記請求項1に記載の製造方法。 3.硬化のために、約4バールの圧力で、120〜180℃、好ましくは140 〜160℃の温度をもつ水蒸気を使用することを特徴とする前記請求項1〜3の いずれかに記載の製造方法。 4.前記請求項1〜3のいずれかに記載の方法により製造される、発泡フレーク (8)からなる音響特性をもつ複合発泡体において、密度が150kg/m3 り大きく、動弾性係数が50,000〜140,000N/m2の範囲内にあり 、且つ損失係数が0.2より大きいことを特徴とする複合発泡体。 5.前記請求項1〜3のいずれかに記載の方法により製造された、発泡フレーク (8)からなる音響特性をもつ複合発泡体を、車両又は一般的機械構造における 遮音(成形部品1)のために使用することを特徴とする車両又は一般的機械構造 における遮音方法。 6.前記請求項1〜3のいずれかに記載の方法により製造された、発泡フレーク (8)からなる音響特性をもつ複合発泡体を、建築構造のために、ドライフロー リングプラスタ要素において又はフローリングプラスタ(10)上への適用のた め、足音遮蔽部品(9)として使用することを特徴とする建築構造におけるフロ ーリング要素の遮音方法。 7.前記請求項1〜3のいずれかに記載の方法により製造された、発泡フレーク (8)からなる音響特性をもつ複合発泡体を、軽量構造壁又は仕切り壁要素(1 4)としての、3層複合システムでの音響的に有効な中間層(層17)として使 用することを特徴とする軽量構造壁又は仕切り壁要素の遮音方法。
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Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.発泡フレークから音響特性をもつ複合発泡体を製造する方法であって、発泡 フレークを水性ポリウレタン分散結合剤で湿潤させ、次に硬化させる方法におい て、 異なるサイズ、異なる発生源、及び/又は異なる材料組成の発泡フレーク( 8)が使用され、前記湿潤が、NCOプレポリマーとブロックトイソシアネート 基との水性結合剤混合物として形成され且つ1次及び/又は2次脂環式結合アミ ノ基をもつポリアミン成分を含有する、少量のポリウレタン分散結合剤を用いて 行なわれ、 次に、前記混合物が成形部品(1)又は連続ウェブに組み合わされ且つ熱い (水)蒸気又はマイクロ波エネルギの作用を受けて硬化され、次に熱風及び/又 は真空を用いて乾燥されることを特徴とする方法。 2.6〜15mm、好ましくは8mmの縁部長さをもつ発泡フレーク(8)が使用さ れることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の方法。 3.ポリウレタン分散結合剤は、水で1:1の比に稀釈された後、使用される発 泡フレーク(8)の量により定められる5〜20重量%の最少量で添加されるこ とを特徴とする請求の範囲第1項又は第2項に記載の方法。 4.硬化のために、約4バールの圧力で、120〜180℃、好ましくは140 〜160℃の温度をもつ(水)蒸気が使用されることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第3項のいずれかに記載の方法。 5.請求の範囲第1項〜第4項のいずれかに記載の方法により製造される、発泡 フレーク(8)からなる音響特性をもつ複合発泡体において、 密度が150kg/m3より大きく、動弾性係数が50,000〜140,000 N/m2の範 囲内にあり、且つ損失係数が0.2より大きいことを特徴とする複合発泡体。 6.車両及び一般的機械構造における遮音(成形部品1)を特徴とする、請求の 範囲第1項〜第4項のいずれかに記載の方法により製造される、発泡フレーク( 8)からなる音響特性をもつ複合発泡体の使用。 7.ドライフローリングプラスタ要素の足音遮蔽部品(9)としての使用又は建 築構造用フローリングプラスタ(10)上への取付けを特徴とする、請求の範囲 第1項〜第4項のいずれかに記載の方法により製造される、発泡フレーク(8) からなる音響特性をもつ複合発泡体の使用。 8.3層複合システムでの、音響的に有効な中間層としての、軽量構造壁、仕切 り壁要素(14)等としての使用を特徴とする、請求の範囲第1項〜第4項のい ずれかに記載の方法により製造される、発泡フレーク(8)からなる音響特性を もつ複合発泡体の使用。
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