| 【発明の名称】 |
アルキルセルロースを用いた水解性の繊維シート |
| 【発明者】 |
【氏名】竹内 直人
【氏名】小西 孝義
【氏名】倉田 隆一郎
【氏名】諸橋 信夫
【氏名】松本 真芳
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| 【要約】 |
【課題】水をある程度含有したウェットな状態においても、水解性及び強度に優れ、且つ大量の水に触れると容易に分散する水解性の繊維シートを得る。
【解決手段】繊維を接合するバインダーとしてアルキルセルロースを用いた繊維シートにおいて、電解質を含有し、且つ（Ａ）酸無水物である重合性の化合物と、これと共重合可能な化合物との共重合体及び／又は（Ｂ）アミノ酸誘導体を含有することを特徴とする水解性の繊維シートは、水解性及び強度に優れた繊維シートを得ることができた。さらに、この繊維シートは高温下での保管後も水解性及び強度が低下しない。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 繊維を接合するバインダーとしてアルキルセルロースを用いた繊維シートにおいて、電解質を含有し、且つ（Ａ）酸無水物である重合性の化合物と、これと共重合可能な化合物との共重合体及び／又は（Ｂ）アミノ酸誘導体を含有することを特徴とする水解性の繊維シート。
【請求項２】 （Ａ）の共重合体が部分的に鹸化されたアルカリ金属塩である請求項１記載の水解性の繊維シート。
【請求項３】 アルキルセルロースがメチルセルロースである請求項１又は２記載の水解性の繊維シート。
【請求項４】 アルキルセルロースの含有量が繊維シートの繊維１００ｇに対して１〜３０ｇである請求項１、２又は３記載の水解性の繊維シート。
【請求項５】 （Ａ）が（メタ）アクリル酸（エステル）マレイン酸共重合体及び／又は（メタ）アクリル酸（エステル）フマル酸共重合体である請求項１、２、３又は４記載の水解性の繊維シート。
【請求項６】 （Ｂ）がトリメチルグリシンである請求項１、２、３、４又は５記載の水解性の繊維シート。
【請求項７】 （Ａ）及び／又は（Ｂ）を水に溶解させ、その水溶液を繊維シートに含浸させた請求項２、３、４、５、６又は７記載の水解性の繊維シート。
【請求項８】 水溶液の（Ａ）の濃度が０．０５〜５．０重量％である請求項７記載の水解性の繊維シート。
【請求項９】 水溶液の（Ｂ）の濃度が１〜１５重量％である請求項７記載の水解性の繊維シート。
【請求項１０】 （Ａ）及び／又は（Ｂ）の水溶液に、水溶性無機塩及び／又は水溶性有機塩が電解質として溶解している請求項７記載の水解性の繊維シート。
【請求項１１】 水溶液の電解質の濃度が０．５〜１０重量％である請求項１０記載の水解性の繊維シート。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は水流によって容易に分散する水解性の繊維シートに関する。更に詳しくは水解性及び強度並びに安定性に優れた水解性の繊維シートに関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】人間のおしり等の肌を拭く為に、あるいはトイレの周辺の清掃の為に繊維シートが使われる。この繊維シートは、使用後にはトイレにそのまま流し捨てることができるように水解性のものが好ましく使われる。しかし、トイレ等に流し捨てた場合、水解性の良いものでなければ浄化槽で分散されるのに時間がかかってしまったり、トイレ等の排水溝を詰まらせてしまう危険性がある。
【０００３】また、清掃作業や拭き取り作業に用いる使い捨ての繊維シートは、簡便さや作業効果の点から清浄液等で予め湿らせた状態で包装されて販売されることが多い。しかしそれらの繊維シートは、清浄薬液等が含浸した状態で拭き取り作業に耐えるだけの十分な強度が必要であり、且つトイレに流し捨てたときは水解することが必要である。
【０００４】例えば、特公平７−２４６３６号公報に、カルボキシル基を有する水溶性バインダー、金属イオン及び有機溶剤を含有する水解性清掃物品が開示されている。しかし、この金属イオン及び有機溶剤には皮膚刺激性がある。
【０００５】また、特開平３−２９２９２４号公報には、ポリビニルアルコールを含む繊維にホウ酸水溶液を含浸させた水解性清掃物品が、特開平６−１９８７７８号公報には、ポリビニルアルコールを含む不織布にホウ酸イオン及び重炭酸イオンを含有させた水解性ナプキンが開示されている。しかし、ポリビニルアルコールは熱に弱く４０℃以上になると、シートの強度が低下してしまう。
【０００６】また、特開平９−１７０１９３号には、水溶性セルロースエーテルを塗工し、且つ電解質を含有させた水崩壊シートが開示されている。しかし、水解性及び強度にさらに優れた繊維シートが求められている。
【０００７】本発明の目的は水解性がよく、しかも使用に耐えうる強度をもつ繊維シートを提供することにある。
【０００８】本発明の他の目的は、高温下で長期間保管しても水解性及び強度の低下が見られない安定性に優れた繊維シートを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の前記目的及び利点は、繊維を接合するバインダーとしてアルキルセルロースを用いた繊維シートにおいて、電解質を含有し、且つ（Ａ）酸無水物である重合性の化合物と、これと共重合可能な化合物との共重合体及び／又は（Ｂ）アミノ酸誘導体を含有することを特徴とする水解性の繊維シートによって達成される。
【００１０】本発明の繊維シートの繊維は、水に対する分散性が良いものが用いられる。ここでいう水に対する分散性とは、水解性と同じ意味であって、多量の水に接触することにより細分化される性質のことである。
【００１１】本発明において用いられる繊維としては、天然繊維若しくは化学繊維のどちらか一方または両方の繊維を使用することができる。天然繊維としては針葉樹パルプや広葉樹パルプ等の木材パルプ、化学繊維としては再生繊維であるレーヨンや合成繊維であるポリプロピレン等があげられる。また、これらを主体として木綿等の天然繊維、レーヨン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリエステル又はポリアクリルニトリル等の合成繊維、ポリエチレン等からなる合成パルプ並びにガラスウール等の無機繊維などを含有させても良い。これらの中でも、針葉樹晒クラフトパルプや広葉樹晒クラフトパルプは水分散性が良いので好ましい。
【００１２】本発明においては、繊維の秤量（目付）は、２０〜１００ｇ／ｍ2が好ましい。秤量が前記下限より小さいと、繊維シートを拭き取り作業用のシートとして使用するにあたり、必要な強度が得られない。秤量が前記上限より大きいと、繊維シートとしての柔軟性に欠ける。おしり拭き用や清掃用として拭き取り作業に使用される繊維シートの場合、強度やソフト感の点で、更に好ましい繊維の秤量は３０〜７０ｇ／ｍ2である。
【００１３】本発明における繊維シートは通常行われている乾式法、湿式法のいずれの方法を用いても製造することができる。例えば、湿式法で製造する場合、抄紙された繊維ウェッブを乾燥させた後、バインダーとしてアルキルセルロースをシルクスクリーンなどを用いて塗工する。繊維ウェッブとは、繊維の方向がある程度揃った繊維塊のシート状のものである。
【００１４】アルキルセルロースとは、セルロースのグルコース環単位中の水酸基が、アルキル基に置換された化合物である。 アルキルセルロースには、例えばメチルセルロース、エチルセルロース、ベンジルセルロース等をあげることができる。その中でも、水解性及び強度の良さからいってメチルセルロースが特に好ましい。このアルキルセルロースの量（塗工量）は、繊維の重量を１００ｇとしたときに１〜３０ｇであることが好ましい。量が前記下限より少ないと、繊維シートの強度が低くなる。また、量が前記上限より多いと、繊維シートが硬くなってソフト感が低下するため、使用感が悪くなる。さらに、水解性も低下してしまう。
【００１５】電解質は、無機塩と有機塩どちらか一方、又は両方を使用することができる。無機塩としては硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、カリミョウバン、塩化ナトリウム、硫酸アルミニウム、硫酸マグネシウム、塩化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモニウム等をあげることができる。繊維シートの強度を上げる点において、この中でも一価の無機塩が好ましい。また、その中でも硫酸ナトリウムが、繊維シートの強度が更に高くなるので特に好ましい。また、有機塩としてはピロリドンカルボン酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、酒石酸ナトリウム、酒石酸カリウム、乳酸ナトリウム、コハク酸ナトリウム、パントテン酸カルシウム、乳酸カルシウム、ラウリル硫酸ナトリウム等をあげることができる。繊維シートの強度を上げる点において、この中でも一価の有機塩が好ましい。
【００１６】電解質を繊維シートに含有させるには、その電解質をその他化合物と共に水に溶解して、その水溶液を繊維シートに含浸させることができる。従って、電解質は水溶性であることが好ましい。この場合、繊維シートに含浸させる水溶液の電解質の濃度は０．５〜１０重量％が好ましい。更に好ましくは１．０〜５．０重量％である。電解質の含有量が少ないと、繊維シートにおいて必要な強度を得ることが難しい。また、電解質の含有量が多ければ多いほど繊維シートの強度が上がるが、電解質として硫酸ナトリウムを使用し、且つ繊維シートを人間の肌などに使用する場合、肌に刺激を与えないために硫酸ナトリウムの含有量は少量のほうが好ましい。繊維シートに水溶液を含浸させる方法としては浸漬や噴霧により行うことができる。
【００１７】（Ａ）酸無水物である重合性の化合物と、これと共重合可能な化合物との共重合体とは、例えば酸無水物である無水マレイン酸又は無水フマル酸と、メチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート又はブチルメタクリレートとが共重合した化合物等をいう。この共重合体は、例えば人の肌に直接使用する繊維シートの場合では、（メタ）アクリル酸マレイン酸系樹脂、（メタ）アクリル酸フマル酸系樹脂、酢酸ビニルマレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メチルビニルエーテルマレイン酸樹脂、アルファオレフィンマレイン酸樹脂、アルファオレフィンフマル酸樹脂、イソブチレンマレイン酸樹脂、ペンテンマレイン酸樹脂等を使用することが好ましい。また、人間の肌に直接使用しない繊維シートにおいては、その他尿素ホルマリン樹脂、メチロールメラミン樹脂等の水酸基を含有する樹脂やグリオキザール、タンニン酸等の水酸基を２個以上含有する有機化合物及びエポキシポリアミド系樹脂等を使用することができる。これらの共重合体の中でも、（メタ）アクリル酸（エステル）マレイン酸共重合体及び／又は（メタ）アクリル酸（エステル）フマル酸共重合体が安全性が高く、また繊維シートの強度が高くなるので好ましい。
【００１８】また、これらの共重合物は、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物を作用させて鹸化し、部分的にカルボン酸のナトリウム塩としたものを用いることが好ましい。このとき、鹸化度は０．１〜１．０であることが好ましい。この部分的に鹸化された共重合体は、隣接するカルボン酸基が塩となっているので、水に溶解しやすい。共重合体を水溶性とすることにより、繊維シートに含有させるときに水に溶解して含浸させることができるので便利である。また、水溶性のものを使用することにより繊維シートの水解性も落ちることがない。また、水溶液にして繊維シートに（Ａ）を含有させる場合、その水溶液の（Ａ）の濃度は０．０５〜５．０重量％が好ましい。（Ａ）の濃度が５．０重量％より多くなっても、繊維シートの強度はあまり変わらない。人の肌などに直接使用する場合、肌に刺激を与えないために（Ａ）の含有量はあまり多くないほうが好ましい。また、（Ａ）の濃度が０．０５重量％より少なくなると、繊維シートにおいて必要な強度を得ることが難しい。この場合、少量の（Ａ）の代わりに、若しくは（Ａ）と共に（Ｂ）を繊維シートに含有させることにより、繊維シートの強度を上げることは可能である。
【００１９】（Ｂ）アミノ酸誘導体とはアミノ酸から得ることができる化合物であり、アミノ酸をアシル化、脱水縮合、エステル化、脂肪酸を中和したもの、重合したもの等がある。例えば、グルタミン酸のＮ−トリアルキル置換体であるトリメチルグリシン、グルタミン酸を脱水縮合して得ることができるＤＬ−ピロリドンカルボン酸、ＤＬ−ピロリドンカルボン酸ナトリウム、 ＤＬ−ピロリドンカルボン酸トリエタノールアミン、アルギニンをアシル化、エステル化したＮ−アミノ油脂肪酸アミルＬ−アルギニンエチル・ＤＬ−ピロリドンカルボン酸、アスパラギン酸を重合したポリアスパラギン酸ナトリウム等をあげることができる。その中でもトリメチルグリシンが安全性が高く、また繊維シートの強度が高くなる点で特に好ましい。
【００２０】（Ｂ）アミノ酸誘導体を繊維シートに含有させるには、そのアミノ酸誘導体をその他化合物と共に水に溶解して、その水溶液を繊維シートに含浸させることができる。その場合、繊維シートに含浸させる水溶液のアミノ酸誘導体の濃度は１〜１５重量％が好ましい。繊維シートにおいて（Ｂ）の含有量が多すぎると、繊維シートにぬめりが出てしまい、繊維シートに触ったときの感触が悪くなる。また、繊維シートに（Ａ）が含有されない場合においては、繊維シートに含浸させる水溶液の（Ｂ）の濃度は５重量％以上であることが好ましい。この濃度より低くなると、繊維シートにおいて必要な強度を得ることができない。また、繊維シートに（Ａ）が含有される場合においては、繊維シートに含浸させる水溶液の（Ｂ）の濃度は１〜５重量％であることが好ましい。（Ａ）が含有されることによって繊維シートの強度が高くなるので、（Ｂ）の含有量が少なくても必要な強度を得ることができる。
【００２１】以上のようにして得られた水解性の繊維シートは、通常の気温より高い温度、例えば４０℃雰囲気下の保管においても水解性及び強度が低下しない。
【００２２】本発明の水解性の繊維シートには、グリセリン等の多価アルコールが含有されることが好ましい。繊維シートの強度が上がるからである。また、本発明における水解性の繊維シートには、本発明の効果を妨げない範囲でその他の物質を含有させることができる。例えば、界面活性剤、殺菌剤、保存剤、消臭剤、保湿剤、アルコール等を含有させることができる。
【００２３】本発明の水解性の繊維シートは、おしり拭きなどの人体の肌に使用するウエットティッシュとして、またトイレ周りの清掃用などとして使用することができる。本発明の水解性の繊維シートを清浄液等であらかじめ湿らせた製品として包装する場合、繊維シートが乾燥しないように密封包装されて販売される。
【００２４】あるいは、本発明の水解性の繊維シートは乾燥した状態で販売されるものであってもよい。例えば、繊維シートにアルキルセルロースを塗工し、電解質、（Ａ）、（Ｂ）等を溶解させた水溶液を含浸させた後、乾燥させた水解性の繊維シートを、使用時に水や薬液を含浸させて使用するものであっても良い。
【００２５】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
〔実施例１〕原料の繊維として針葉樹晒クラフトパルプ（カナディアン・スタンダード・フリーネス（ＣＳＦ）＝７４０ｍｌ）１００％を使用し、抄紙機（円網）を用いて湿式抄紙法により、秤量５０ｇ／ｍ2の繊維シート（原紙）を製造した。この繊維シート（原紙）を乾燥させた後、繊維シート（原紙）表面にメチルセルロースを２．０ｇ／ｍ2塗工し、繊維シートを調整した。塗工する方法として、シルクスクリーン（６０メッシュ）を用いて、メチルセルロースを繊維シート（原紙）に対し均一に塗工した。塗工後、熱風式乾燥機を用いて１５０℃で２分間の乾燥を行った。
【００２６】上記方法にて得られた調整された繊維シートに対し、硫酸ナトリウム及びメタクリル酸マレイン酸部分ナトリウム塩をそれぞれ表１に示す含有量になるようにイオン交換水を適宜加えて水溶液を調整した。メタクリル酸マレイン酸部分ナトリウム塩を水に溶解させる際には、水酸化ナトリウムを用いて部分的に鹸化したものを溶解させた。この水溶液を、調整された繊維シートの重量１００ｇに対して２５０ｇ含浸させた。得られた繊維シートを本発明の実施例として水解性及び湿潤強度の試験を行った。また、比較例として、硫酸ナトリウム及びメタクリル酸マレイン酸部分ナトリウム塩を含有しない水溶液を含浸させた繊維シートに対して、実施例と同様に水解性及び湿潤強度の試験を行った。
【００２７】水解性の試験はＪＩＳ Ｐ４５０１のトイレットペーパーほぐれやすさ試験に基づいて行った。詳細を述べると、水解性の繊維シートを縦１０ｃｍ横１０ｃｍに切断したものを、イオン交換水３００ｍｌが入った容量３００ｍｌのビーカーに投入して、回転子を用いて撹拌を行った。回転数は６００ｒｐｍである。この時の繊維シートの分散状態を経時的に観察し、分散されるまでの時間を測定した（表以下、単位は秒）。
【００２８】湿潤強度は、前記方法によって得られた繊維シートを幅２５ｍｍ長さ１５０ｍｍに裁断したものを試料として用い、テンシロン試験機により、チャック間隔は１００ｍｍ、引張速度は１００ｍｍ／ｍｉｎで測定した。測定は紙の縦方向（ＭＤ：Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）及び紙の横方向（ＣＤ：ＣｒｏｓｓＤｉｒｅｃｔｉｏｎ）に対してそれぞれ行った。そのときの破断時の強度（ｇｆ）を湿潤強度の試験結果の値とした（表以下、単位はｇ／２５ｍｍ）。結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】〔実施例２〕繊維シートを実施例１と同様に調整した。硫酸ナトリウム及びトリメチルグリシンをそれぞれ表２に示す含有量になるようにイオン交換水を適宜加えて水溶液を調整した。この水溶液を、調整された繊維シートの重量１００ｇに対して２５０ｇ含浸させた。得られた繊維シートに対し、水解性及び湿潤強度の測定を行った。測定方法は実施例１と同じである。また、比較例として、トリメチルグリシンを含有しない水溶液を含浸させた繊維シートに対して、実施例と同様に水解性及び湿潤強度の試験を行った。結果を表２に示す。
【００３１】
【表２】
【００３２】〔実施例３〕繊維シートを実施例１と同様に調整した。硫酸ナトリウム、トリメチルグリシン、グリセリンをそれぞれ表３に示す含有量になるようにイオン交換水を適宜加えて水溶液を調整した。この溶液を、調整された繊維シートの重量１００ｇに対して２５０ｇ含浸させた。得られた繊維シートに対し、水解性及び湿潤強度の測定を行った。測定方法は実施例１と同じである。また、比較例として、トリメチルグリシンを含有しない水溶液を含浸させた繊維シートに対して、実施例と同様に水解性及び湿潤強度の試験を行った。結果を表３に示す。
【００３３】
【表３】
【００３４】〔実施例４〕繊維シートを実施例１と同様に調整した。硫酸ナトリウム、トリメチルグリシン及びグリセリンをそれぞれ表４に示す含有量になるようにイオン交換水を適宜加えて水溶液を調整した。この水溶液を、調整された繊維シートの重量１００ｇに対して２５０ｇ含浸させた。得られた繊維シートに対し、水解性及び湿潤強度の測定を行った。測定方法は実施例１と同じである。また、比較例として、硫酸ナトリウムを含有しない水溶液を含浸させた繊維シートに対して、実施例と同様に水解性及び湿潤強度の試験を行った。結果を表４に示す。
【００３５】
【表４】
【００３６】〔実施例５〕繊維シートを実施例１と同様に調整した。硫酸ナトリウム、メタクリル酸マレイン酸部分ナトリウム塩及びトリメチルグリシンをそれぞれ表５に示す含有量になるようにイオン交換水を適宜加えて水溶液を調整した。この溶液を、調整された繊維シートの重量１００ｇに対して２５０ｇ含浸させた。得られた繊維シートに対し、水解性及び湿潤強度の測定を行った。測定方法は実施例１と同じである。また、比較例として、メタクリル酸マレイン酸部分ナトリウム塩及びトリメチルグリシンを含有しない水溶液を含浸させた繊維シートに対して、実施例と同様に水解性及び湿潤強度の試験を行った。結果を表５に示す。
【００３７】
【表５】
【００３８】〔実施例６〕実施例１と同様に製造した繊維シートに硫酸ナトリウム、トリメチルグリシン及びグリセリンをそれぞれ表６に示す含有量になるようにイオン交換水を適宜加えて水溶液を調整した。この溶液を、調整された繊維シートの重量１００ｇに対して２５０ｇ含浸させた。得られた繊維シートに対し、水解性及び湿潤強度の測定を行った。測定方法は実施例１と同じである。また、安定性の試験については、水解性の繊維シートをポリプロピレン製の袋に密封後、ポリエチレン性の容器に入れ、４０°Ｃ雰囲気中に７日間保管したのち、実施例と同じ方法で水解性及び湿潤強度を測定した。
【００３９】また、比較例は、バインダーとしてメチルセルロースの代わりにカルボキシメチルセルロース又はポリビニルアルコールを用いて繊維シートを調整した。電解質及びトリメチルグリシンを表４に示す量を溶解させた水溶液を調整した。ここで、バインダーとしてカルボキシメチルセルロースを用いた繊維シートには、カルボキメチルセルロースとの組合せにおいて高い強度を発現することができる塩化カルシウムを電解質として用いた。また、バインダーとしてポリビニルアルコールを用いた繊維シートには、高い強度を発言することができる硫酸ナトリウムを電解質として用いた。この水溶液を、調整された繊維シートの重量１００ｇに対して２５０ｇ含浸させた。得られた繊維シートに対し、実施例と同様に水解性及び湿潤強度並びに安定性の試験を行った。結果を表６に示す。
【００４０】
【表６】
【００４１】表６からわかるように、実施例の湿潤強度は、バインダーとしてカルボキシメチルセルロースを用いた繊維シートの湿潤強度より高い。また、バインダーとしてポリビニルアルコールを用いたものは、高温下に保管されると繊維シートの湿潤強度及び水解性が落ちてしまう。それに対して実施例のバインダーとしてメチルセルロースを用いたものは、高い湿潤強度をえることができ、さらに高温下に保管されても湿潤強度及び水解性が変わらない。
【００４２】〔実施例７〕繊維シートを実施例１と同様に調整した。硫酸ナトリウム、表５に示す樹脂、トリメチルグリシン及びグリセリンをそれぞれ表７に示す含有量になるようにイオン交換水を適宜加えて水溶液を調整した。この水溶液を、調整された繊維シートの重量１００ｇに対して２５０ｇ含浸させた。得られた繊維シートに対し、水解性及び湿潤強度の測定を行った。測定方法は実施例１と同じである。結果を表７に示す。
【００４３】
【表７】
【００４４】
【発明の効果】以上のように、本発明の水解性の繊維シートは、水分を含有したウエットな状態においても、使用中に十分な強度を保つことができる。また、使用後に多量の水に浸されると容易に分解される。さらに、４０℃の高温下の保管においても水解性及び強度が低下しない。
【００４５】また、繊維シートに含有される（Ａ）の共重合体の種類を選ぶことにより、人体に対して安全性の高い水解性の繊維シートを得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１１５１０８
【氏名又は名称】ユニ・チャーム株式会社
【識別番号】０００２２２１１８
【氏名又は名称】東洋インキ製造株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１２月２６日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】野▲崎▼ 照夫
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１８７９８３ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月１３日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３６０４３２ |
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