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JP2859881B2 - ガラスの接触強化用材料 - Google Patents

ガラスの接触強化用材料

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JP2859881B2
JP2859881B2 JP63257397A JP25739788A JP2859881B2 JP 2859881 B2 JP2859881 B2 JP 2859881B2 JP 63257397 A JP63257397 A JP 63257397A JP 25739788 A JP25739788 A JP 25739788A JP 2859881 B2 JP2859881 B2 JP 2859881B2
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pad
strengthening
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メルロ アンリ
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SAN GOBAN BITORAAJU
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Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=9355816&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2859881(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
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    • C03B23/03—Re-forming glass sheets by bending by press-bending between shaping moulds
    • C03B23/0307—Press-bending involving applying local or additional heating, cooling or insulating means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03B27/0442—Tempering or quenching glass products using gas for flat or bent glass sheets being in a horizontal position for bent glass sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B40/00—Preventing adhesion between glass and glass or between glass and the means used to shape it, hold it or support it
    • C03B40/005—Fabrics, felts or loose covers

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  • Glass Compositions (AREA)
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  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
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  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
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  • Basic Packing Technique (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、場合によってその曲げ加工をも伴うガラス
板の強化（trempe）に関するものであり、特に接触強化
と呼ばれる強化方法に適用されるものである。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕
特公昭39−1029号公報は、機械的及び熱的緩衝材の役
目をもつ材料を接触強化装置の冷却板とガラスとの間に
挿入する技術を開示している。しかしながら、ここで提
案されている材料すなわちシリコーン又はグリースが浸
み込んだ織布、ガラス布は、ガラスと化学反応を起こす
（シリコーン）か又は脆性が高すぎ、そのため工業的利
用と相容れないことから、満足を与えてくれるものでは
ない。同様にもう一つの緩衝材材料として例えば鉛製の
柔軟かつ薄い金属シートも提案されている。ガラスの強
化に対するかかる金属シートの熱特性の不適合性以外
に、複雑で展開不可能な形をもつ冷却板上にこの金属シ
ートを正確に適用するのに考えられる困難さも指摘する
ことができる。
さらに、この先行の特公昭39−1029号公報における接
触によるガラスの強化のため金属ワイヤーの房を用いる
試験は、これら金属ワイヤーの利用上の難しさ及びガラ
ス表面に対する損傷のために反ばくの余地のないもので
はなかったということを言っておかなくてはならない。
本発明は、接触強化設備の冷却板とガラスとの間に挿
入されるべき材料を提案することにより、接触法による
ガラスの強化の問題点を解決することを目的としてい
る。
提案されるこれらの材料は、以前に試験された材料の
もつ欠点をもっていないものであることが重要である。
従ってこれらの材料は、ガラス及び場合によってほどこ
されるコーティング（特にエナメル）に対して化学的に
不活性でなくてはならず、ガラス及び／又はそのコーテ
ィングを傷つけてはならず、またガラスの光学的性質を
保つ平面性を有していなければならない。またこれら
は、ガラスに与えられうる又はガラスがすでに持ってい
る可能性のある複雑で特に展開不可能な形状に合うよう
なすぐれた変形能力を有していなくてはならない。さら
に、このように製造された自動車用ガラスのようなガラ
スの利用を可能にする強化ができるようにするため（原
動機付き車両の装備品及び部品の統一承認条件の採用及
び承認の相互認可に関する国際連合協定の規則第43号の
遵守）には、これらは適切な熱抵抗を有していなくては
ならず、工業的に用いられるためには、これらは短時間
で約150℃から650℃までの多くの熱サイクル（および10
秒のサイクルが数百回）を許容する耐久性とすぐれた機
械的強度を有していなくてはならない。
〔課題を解決するための手段、実施例、及び作用効果〕
この目的で本発明は、接触による強化そして場合によ
っては曲げ加工のための設備の冷却板とガラスとの間に
挿入するための多孔質材料を提案するものである。ここ
において、かかる材料は、1mmから10mmまでの厚みのガ
ラスについては約0.25×10-3〜10×10-3m2・Ｋ・W-1で
ある熱抵抗を有している。なお、熱抵抗というのは、材
料の熱伝導率に対する材料の厚みの比率である。
好ましい熱抵抗は、およそ0.25×10-3〜2.5×10-3m2
・Ｋ・W-1である。
さらに限定的に言うと、厚み約３〜4mmの接触強化す
べきガラスについては、推奨される材料の熱抵抗は約10
-3から1.5×10-3m2・Ｋ・W-1である。
ガラスと直接接触するこの材料は、少なくとも何本か
が金属製である細いワイヤーで構成されている。
これらの細いワイヤーは、織り込み、編み込み、交差
又は焼結された紐の形で配置されている。
有利には、接触強化のために一定厚みのワイヤーを一
定厚みの機械的緩衝材に連結する。
以下では本発明を添付の図面を参照してさらに詳細に
説明する。
第１図は、接触法とよばれる方法によるガラス板の強
化そして場合によっては曲げ加工のための設備の全体図
を示している。かかる設備には、基本的にガラスの転移
温度より高い温度すなわち約600〜650℃で処理すべきガ
ラス板Ｖを加熱する炉１、強化及び場合によっては曲げ
加工を行うため一つの工程においてガラス板Ｖに対し自
らを適用することができるような、また処理済みのガラ
ス板の排出及び処理すべき次のガラス板の取込みを可能
にするためもう一つの工程において互いに離隔すること
ができるような形で、互いに対して可動であり互いに向
き合った２枚の冷却板３及び４を主として有する、強化
及び場合によっては同時に曲げ加工を行うステーション
２、炉１から強化及び同時曲げ加工用ステーション２ま
でガラス板を支持・搬送する手段６が含まれている。有
利には、強化及び同時曲げ加工用ステーション２には二
次冷却ステーション７が続いており、ここでは、冷却板
３及び４との接触により応力が固定されたガラス板の冷
却が終了し、こうして急速に冷却板３及び４を解放して
他のガラス板の強化及び場合によっては曲げ加工ができ
るようにする。
ガラス板の支持及び搬送手段６はローラーコンベヤ及
び／又はエアクッションコンベヤ、或いは図示されてい
ないレールの上を移動できる上部負圧式輸送要素、或い
はまた同等のその他の装置である。
冷却板３及び４は、熱緩衝材であると同時に機械的緩
衝材でもある材料５で被覆された、ガラス板へ適用され
るべき面を有している。
有利には、これらの冷却板は、速い速度での使用に際
して変形したり過熱したりしないように、例えばその内
部の水の循環その他の方法により冷却されている。
やはり有利には、熱及び特に、冷却板３及び４の表面
と冷却されたそれらの中心部との間に存在する大きな熱
勾配の効果の下での変形を避けるため、かかる冷却材は
熱に対する変形がほとんどない材料でできている。従っ
て特に、熱伝導率に対する線膨張率の比率が小さい例え
ばグラファイトのようなものが適している。
冷却板３及び４を被覆する緩衝材５は、厚みが1mmか
ら10mmのガラス板を強化する場合その熱抵抗すなわち材
料の厚みとその熱伝導率との比が約0.25×10-3と2.5×1
0-3m2・Ｋ・W-1との間であるような多孔質の材料ででき
ている、ガラスと直接接触する少なくとも一つの層８
（第２図参照）から構成されている。
このような材料は、ガラスと冷却板３及び４との間の
熱流束を減少させることができ、原動機付き車両の装備
品及び部品の統一承認条件の採択及び承認の相互認可に
関する国際連合協定の規則第43号を満たす強化を可能に
する。この規則によると、自動車のガラスは、それが衝
撃のため当該規則に規定されている場所の一つにおいて
割れた場合、5cm×5cm以内の砕片の数が40以上350（こ
の数は厚み3.5mm以下のガラスについては400とされる）
以下であり、いかなる砕片もガラス周辺の幅2cmの帯域
内及び衝撃箇所を中心として7.5cm半径内を除いて表面
積が３cm2を超えず、長さ7.5cm以上の細長い砕片が全く
存在しないといった強化の制約条件を満たしていなくて
はならない。
提案されている熱抵抗の範囲内では、望ましい熱抵抗
は所望の強化の程度に応じて調整されうる。この場合、
熱抵抗はより細かい砕片化が望まれれば望まれるほど低
くならなくてはならない。また、この熱抵抗は強化すべ
きガラスの厚みに応じても調整されうる。この場合熱抵
抗は、同じ砕片化を保つためガラスの厚みが小さくなる
につれて低くならなくてはならない。
接触強化を採用する際には、処理すべきガラスの厚み
を考慮に入れて提案されている熱抵抗の範囲内に含まれ
てはいるものの比較的低い又は逆に比較的高い熱抵抗を
有する材料を採用することにより、必要とあらば国際連
合の規則第43号を満たさない高い強化レベル（規則第43
号により要求されているものより細かい砕片化）又は逆
に低い強化レベル（規則第43号により要求されているも
のよりも大きい砕片化）のガラス板を得ることもでき
る。このようなガラス板は自動車用の強化一枚ガラスと
しては使用できないが、例えば建物内又は自動車、飛行
機その他用の合わせガラスの構成要素の一つとして使用
することができる。
適切な熱抵抗は、例えば、ワイヤーの秩序立った又は
無秩序な集成体から構成されたもののような多孔質材料
から得ることができる。ワイヤーはさまざまな性質のも
のが考えられるが（炭素、金属…）ガラスと冷却材３及
び４との間に挿入されたこの緩衝材の長い寿命を確保す
るために、ワイヤーのうち少なくとも何本かは金属製で
ある。
望ましい熱抵抗を与えうる量の空気を内部に保存する
能力と同時にガラスに傷を生じさせる危険性のない表面
の平面性を緩衝材に与えるため、使用されるワイヤー特
に金属ワイヤーは、小さい直径、それもできるだけ小さ
い直径、すなわちいずれにせよ50μｍ未満、できれば15
μｍ未満の直径のものである。
ワイヤーの細さ、すなわち材料の多孔性により、上述
の材料は蓄熱を避け、かつ、金属ワイヤー固有の熱伝導
率にもかかわらず総体的に断熱性をもつものであること
が可能である。
ワイヤーの全て又は一部分が金属ワイヤーで構成され
ていることから、これらの材料は、考慮中の応用分野が
必要とする機械的強度及び耐久性を得ることができる。
これらのワイヤーは紐状にまとめられ、次いでその全て
又は少なくとも一部分を組み込み、編み込み、交差又は
焼結して、所望する材料を構成する。別の実施態様によ
ると、ワイヤーは予め紐状にまとめられずに直接焼結、
織り込み、編み込み、又は交差される。上述の集成体は
さらに材料の多孔性を増大させ、さらに変形してさまざ
まな形の冷却板に適合するという材料の能力を高める。
上に規定されている熱抵抗をもつ材料のさまざまな例
が、ガラス板の強化及び場合によってはその同時曲げ加
工を行うためにテストされ合格している。なおここで、
同時に曲げ加工を行う場合には、冷却板はガラス板に対
して望まれる形をしている。
例１ 炭素繊維の織紐の織物を、直径12〜14μｍのワイヤー
から作った。この織物の厚みは0.1mm、熱抵抗は10-3m2
・Ｋ・W-1であった。
これを国際連合規則第43号を満たす３〜4mmのガラス
板の強化及び同時曲げ加工用に使用した。
織物の熱特性は充分なものであったが、その機械的特
性は工業的使用を可能にするものではなかった。
例２ 焼結された、直径12〜14μｍのステンレス鋼繊維から
構成される厚み0.14mmの織物は、熱抵抗10-3m2・Ｋ・W
-1であった。
これは、国際連合規則第43号を満たす厚み3mmがガラ
ス板の強化及び同時曲げ加工についてテストされ合格し
た。
例４ ２種類のステンレス鋼ワイヤーを含む紐から得られた
織物は、熱抵抗が1.5×10-3m2・Ｋ・W-1であった。
これは、国際連合規則第43号を満たす厚み4mmのガラ
ス板の強化及び同時曲げ加工についてテストされ合格し
た。
例５ インコネルワイヤーから得られた厚み0.42mmの織物
は、熱抵抗2.1×10-3m2・Ｋ・W-1であった。
これは、厚み3mm又は4mmのガラス板の強化及び同時曲
げ加工についてテストされ合格した。得られた強化の程
度は、砕片化があまりにも低いため、規則第43号を満た
さない。過度に低い強化レベルを有する厚み３〜4mmの
これらのガラスは、自動車で一枚ガラスとして用いるこ
とができない。自動車で用いるためには、これを合わせ
ガラスに統合しなくてはならない。
この同じ織物は、規則第43号の条件の下で厚み6mm又
は8mmのガラス板を強化することができる。強化に際し
てガラスへの冷却板の圧力を変え、こうして織物を多少
の差こそあれ押しつぶすことにより、厚み6mm又は8mmの
ガラスについて同じ砕片化を得ることができる。なお織
物の押しつぶしは、より厚みの少ないガラスを同程度に
強化するためにはより小さい規模のものでなくてはなら
ない。
例６ 直径0.04mmの青銅の単一ワイヤーから織り上げられた
厚み0.08mmの織物は、熱抵抗0.25×10-3m2・Ｋ・W-1で
あった。
これは、規則第43号を満たす厚み1.6mmのガラス板の
強化及び同時曲げ加工についてテストされ合格した。同
様に厚み３〜4mmのガラス板に、「超強化」すなわち規
則第43号に規定されているもの以上の砕片化を伴う強化
を行うことも可能である。
例７ 直径0.04mmのステンレス鋼の単一ワイヤーから織り上
げられた厚み0.08mmの織物は、熱抵抗0.25×10-3m2・Ｋ
・W-1であった。
これは、規則第43号を満たす厚み1.6mmのガラスの強
化ついてテストされ合格した。
厚み3mm〜4mmのガラス板の「超強化」を行った。
例８ ステンレス鋼ワイヤーの紐を織り上げて得られた厚み
0.45mmの織物は、熱抵抗2.1×10-3m2・Ｋ・W-1であっ
た。
これは、厚み6mm、8mm、10mmのガラスを規則第43号に
従って強化した。また、厚み３〜4mmのガラス板を強化
した（規則第43号に規定されているもの以下の砕片化を
伴う強化）。
例の中ですでに言及されているように、強化の際に前
述の織物を押しつぶす別態様によって同じ織物から異な
る熱抵抗を得ることができる。こうして、材料を変える
ことなく強化を変えることができる。
冷却板上の他のいずれの箇所に配置された織物とも異
なる熱特性をもつ織物を一部分の必要な箇所に配置する
ことにより、ガラス板の総体的強化レベルの局所的変更
を得ることもできる。
例１を除く上記の例全てにおいて、織物の寿命は工業
的使用に問題がないようなものである。また、金属製の
ものとカーボン製のものという２種類の紐又はワイヤー
から作られた織物も、満足を与えてくれるものである。
有利には、接触による強化そして場合によっては曲げ
加工に応用するため、0.25×10-3m2・Ｋ・W-1から2.5×
10-3m2・Ｋ・W-1までの熱抵抗をもつ材料の層は、基本
的に機械的緩衝材の役目を果たす他の材料の下層９（第
２図参照）に結びつけられている。
実際、層８の材料に対して課せられているワイヤーの
細さ、平面性の制約条件ならびに熱抵抗の制約条件のた
め、機械的緩衝材の役目はこの層８により完全にかつ最
適な形で満たされてはいないことが多い。
このような理由から、補足的なもう一つの下層を備え
ることが望ましい。
第２図を見ればわかるように、冷却板３及び４は、強
化及び場合によっては曲げ加工すべきガラス板と接触す
るその表面上に被覆５をほどこされている。この被覆５
は、有利には、前述のような熱緩衝材の役目を主に果た
している層８と以下に記述する機械的緩衝材の役目を果
たす下層９から構成されている。
こうして緩衝材５を形成するよう一般に二つの重なり
合った層を有するため、これらの層の各々について一方
では機械的緩衝材、もう一方では熱緩衝材の役割を最適
な形で果たすことのできる材料を選ぶことが一層たやす
くなる。
基本的に機械的緩衝材の役目を果たす下層９の材料
は、冷却板３及び４の機械加工及び調整の不完全さを補
償するのに充分な弾性及び圧縮性をもっていなくてはな
らない。ガラスが不時に破損する場合には、この材料に
傷がついてその後に強化されるガラス板の光学的性質に
対して有害な影響を与えることになるため、この弾性に
は過度の柔らかさが伴っていてはならない。当然のこと
ながら、この材料は熱に対する耐性、ガラスに対する化
学的不活性及び変形可能性といった能力も有している。
従って、受ける圧力0.1〜10バールに対し厚みの変化
が0.01〜0.5mmである材料が適している。冷却板の加工
許容誤差が約0.05〜0.1mmであり調節の不確実さが0.05
〜0.10mmであるような一般的な場合においては、できれ
ば材料としては0.1〜10バールの圧力に対し厚みの変化
が0.05mmから0.2mmまでである材料が適切である。換言
すると、ヤング率が0.1MPaから100MPaまでの材料が適当
であり、さらにはヤング率が0.5MPaから20MPaまでの材
料が一般的場合を満たすのに適切であることが多い。
一方、この下層は基本的に熱緩衝材の役目を果たす材
料すなわち層８の材料の熱特性の発揮を妨げてはならな
い。特にこの下層は、冷却板からくる熱流束に相対する
補足的な実質的熱抵抗を構成するものであってはならな
い。
このように、下層９は、強化すべきガラス板ならびに
冷却板３及び４に対し垂直な方向に大きな熱伝導率をも
っていなくてはならない。この熱伝導率は少なくとも約
2W・m-1・℃-1、できれば4W・m-1・℃-1以上であり、熱
緩衝材の役割を果たす材料８の熱抵抗よりも著しく低い
熱抵抗（少なくとも２分の１、できれば10分の１）が得
られなくてはならない。
有利には、長手方向の熱伝導率すなわち冷却板に対し
接線方向における熱伝導率は、ガラスから受け取った熱
量の放出を可能にするよう大きなものである。
こうして、Carbone Lorraine社が“PAPYEX"の呼称で
販売している材料が適している。
この材料は、エキスパンドグラファイトから成形さ
れ、シート状で販売されており、シートの平面内すなわ
ち冷却板に対し接線方向における伝導率が大きい、すな
わち垂直方向におけるものより少なくとも10倍大きいよ
うな異方性構造をもつ。
このようにこれらの伝導率は、テストされた試料につ
いてそれぞれ4W・m-1・℃-1及び160W・m-1・℃-1であ
る。この材料は、0.2〜4mm、好ましくは0.5〜2.5mmの厚
みで用いられる。
層８及び層９は、単に冷却板３及び４上に並置して固
定することもできるが、エアポケットを完全に避けるよ
う接着しておいても有利である。
局所的に少なくとも一つの強化レベルの異なる帯域を
有する強化ガラスも、表面の残りの部分と異なる特性を
少なくとも一つの帯域に局所的に有する下層を備えるこ
とにより得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、接触法と呼ばれる方法によりガラス板の強化
及び場合によっては曲げ加工を行うための設備の概略図
である。 第２図は、接触法による強化設備の冷却板とガラスとの
間に挿入される緩衝材の構造図である。 １……炉、２……強化・曲げ加工用ステーション、3,4
……冷却板、５……緩衝材、６……ガラスシートの支持
・搬送手段、７……二次冷却ステーション、８……多孔
質材料層、９……下層。
フロントページの続き (72)発明者 ポール ウアン ブラジル国，04516 サオ パウロ エ スピー，エーピー．124，アベニュー ロクシノール，463 (56)参考文献 特開 昭59−217629（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C03B 27/004

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】厚み１〜10mmのガラス板を接触により強化
    しそして場合により同時に曲げ加工も行うための設備の
    冷却板（３、４）を被覆し、少なくともガラス板と直接
    接触する表面が、熱抵抗が0.25×10-3m2・Ｋ・W-1と10
    -2m2・Ｋ・W-1との間にある層（８）から作られている
    パッド（５）であって、当該層（８）が、直径が50μｍ
    未満であって少なくとも一部のものは金属製であるワイ
    ヤーから作られており、当該パッドが、それ自体が紐を
    含む布帛を含み、この紐がそれを構成するワイヤーの集
    合体であることを特徴とするパッド。
  2. 【請求項２】前記層（８）の熱抵抗が0.25×10-3m2・Ｋ
    ・W-1と2.5×10-3m2・Ｋ・W-1との間にあることを特徴
    とする、請求項１記載のパッド。
  3. 【請求項３】前記金属ワイヤーと組み合わせられたワイ
    ヤーが炭素でできていることを特徴とする、請求項１又
    は２記載のパッド。
  4. 【請求項４】前記層（８）の熱抵抗が前記ガラス板に対
    する前記冷却板（３、４）の適用圧力を調整することに
    より接触強化中に所望の値にされることを特徴とする、
    請求項１から３までのいずれか一つに記載のパッド。
  5. 【請求項５】ヤング率が0.1MPaから100MPaまでの機械的
    緩衝材の下層（９）を含むことを特徴とする、請求項１
    から４までのいずれか一つに記載のパッド。
  6. 【請求項６】前記下層（９）が、前記冷却板（３、４）
    の方向に対し垂直な方向において、2W・m-1・℃-1より
    大きい熱伝導率、換言すると前記層（８）の熱抵抗より
    実質的に小さい熱抵抗、を有することを特徴とする、請
    求項５記載のパッド。
  7. 【請求項７】前記下層（９）が、前記冷却板（３、４）
    の接線方向においてより高い熱伝導率を示す特性を与え
    る異方性構造を有していることを特徴とする、請求項５
    記載のパッド。
  8. 【請求項８】前記下層（９）が、前記冷却板（３、４）
    の接線方向において他の方向における熱伝導率より少な
    くとも10倍高い熱伝導率を示す特性を与える異方性構造
    を有していることを特徴とする、請求項７記載のパッ
    ド。
  9. 【請求項９】前記下層（９）がエキスパンドグラファイ
    トでできていること、ならびに0.2〜4mmの厚みで用いら
    れることを特徴とする、請求項６記載のパッド。
  10. 【請求項１０】前記冷却板（３、４）が熱伝導率に対す
    る線膨張率の比が小さい材料でできていることを特徴と
    する、請求項１から９までのいずれか一つに記載のパッ
    ド。
  11. 【請求項１１】前記材料がグラファイトであることを特
    徴とする、請求項10記載のパッド。
  12. 【請求項１２】国際連合協定の規則第43号を満足する自
    動車ガラスとして使用するのを目的とするガラス板の強
    化に適用される、請求項１から11までのいずれか一つに
    記載のパッド。
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