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具有發(fā)泡涂膜的金屬蓋及其制造方法

文檔序號:4279261閱讀:188來源:國知局
具有發(fā)泡涂膜的金屬蓋及其制造方法
【專利摘要】在外表面用由在涂料中含有熱膨脹性中空粒子的涂料組合物形成的涂膜形成的金屬蓋中,以所述涂料的剛性擺錘粘彈性試驗的衰減率的拐點的溫度表示的固化開始溫度wrc)滿足TA彡Ta+25(其中,Ta為所述熱膨脹性中空粒子的膨脹開始溫度(°C)),和以所述涂料的剛性擺錘粘彈性試驗的衰減率的峰值的溫度表示的最大固化溫度TB(°C)滿足:Tb-10彡TB彡Tb+10(其中,Tb為所述熱膨脹性中空粒子的最大膨脹溫度(°C))。即使在所述蓋上發(fā)生結(jié)露的情況下,所述金屬蓋也高效地提供優(yōu)異的抓握性、打開性和耐擦傷性。
【專利說明】具有發(fā)泡涂膜的金屬蓋及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種金屬蓋,更具體地涉及一種具有發(fā)泡涂膜的金屬蓋,所述具有發(fā)泡涂膜的金屬蓋即使在所述蓋上發(fā)生結(jié)露時,也不會滑動并提供優(yōu)異的抓握性(grip);和涉及一種所述金屬蓋的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]冷卻容納軟飲料等作為內(nèi)容物的容器,然后打開蓋子倒出所述內(nèi)容物。因此,在空氣中的水汽凝結(jié)在冷的蓋子和容器的表面上。特別是,與樹脂蓋相比,金屬蓋具有高導(dǎo)熱率,因而經(jīng)常導(dǎo)致結(jié)露。所產(chǎn)生的結(jié)露水引起手在蓋上滑動,導(dǎo)致所述蓋打開性差的問題。
[0003]為了解決上述問題,發(fā)明人提出一種金屬蓋,其包括包含含有熱膨脹性中空粒子的涂層組合物的涂膜,所述涂膜具有以算術(shù)平均粗糙度(Ra)表示的表面粗糙度為1.6μπι以上的外表面,并具有2Η以上但4Η以下的鉛筆硬度(專利文獻(xiàn)I)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)I JP-A-2008-94467


【發(fā)明內(nèi)容】

_7] 發(fā)明要解決的問題
[0008]專利文獻(xiàn)I中描述的蓋即使在所述蓋上結(jié)露時也具有優(yōu)異的抓握性,顯示出所述蓋優(yōu)異的打開性和所述涂膜的高耐擦傷性。然而,對于該蓋,難以在形成涂膜的同時高效地使所述涂層組合物中存在的熱膨脹性中空粒子膨脹。因此,所述蓋的生產(chǎn)性和經(jīng)濟性不完全令人滿意。
[0009]因此,本發(fā)明的目的是提供一種即使在蓋上發(fā)生結(jié)露時也具有優(yōu)異的抓握性和打開性的金屬蓋,所述金屬蓋還顯示出高耐擦傷性。
[0010]本發(fā)明的另一目的是提供可高效制造上述金屬蓋的制造方法。
[0011]用于解決問題的方案
[0012]根據(jù)本發(fā)明,提供一種金屬蓋,其具有用由在涂料中含有熱膨脹性中空粒子的涂料組合物組成的涂膜形成的外表面,其中以所述涂料的剛性擺錘粘彈性試驗(rigidpendulum viscoelasticity test)的衰減率達(dá)到拐點時的溫度表示的、所述涂料的固化開始溫度TA(°C )滿足:
[0013]TA 彡 Ta+25...(I)
[0014]其中Ta為所述熱膨脹性中空粒子的膨脹開始溫度CC ),和
[0015]以所述涂料的剛性擺錘粘彈性試驗的衰減率達(dá)到峰值時的溫度表示的、所述涂料的最大固化溫度TB (°C)滿足:
[0016]Tb - 10 ^ TB ^ Tb+10...(2)
[0017]其中Tb為所述熱膨脹性中空粒子的最大膨脹溫度CC )。
[0018]在本發(fā)明的金屬蓋中,優(yōu)選
[0019]1.所述涂膜的膜厚度為0.1至10.0 μ m,并且所述涂膜中的熱膨脹后的中空粒子的平均粒徑為10至40 μ m ;
[0020]2.以算術(shù)平均粗糙度(Ra)表示的涂膜的表面粗糙度為2.5 μ m以上;和
[0021]3.所述涂膜的鉛筆硬度為2H以上但4H以下。
[0022]根據(jù)本發(fā)明,還提供一種金屬蓋的制造方法,所述金屬蓋具有用由在涂料中含有熱膨脹性中空粒子的涂料組合物組成的涂膜形成的外表面,其中以所述涂料的剛性擺錘粘彈性試驗的衰減率達(dá)到拐點時的溫度表示的、所述涂料的固化開始溫度TACC )滿足:
[0023]TA 彡 Ta+25...(I)
[0024]其中Ta為所述熱膨脹性中空粒子的膨脹開始溫度CC ),以所述涂料的剛性擺錘粘彈性試驗的衰減率達(dá)到峰值時的溫度表示的、所述涂料的最大固化溫度TBCC )滿足:
[0025]Tb - 10 ^ TB ^ Tb+10...(2)
[0026]其中Tb為所述熱膨脹性中空粒子的最大膨脹溫度CC ),和
[0027]所述熱膨脹性中空粒子在所述涂料的最大固化溫度TB下膨脹至預(yù)定粒徑。
[0028]發(fā)明的效果
[0029]對于本發(fā)明的金屬蓋,用于構(gòu)成作為外表面的涂膜的涂料組合物的熱膨脹性中空粒子與具有對所述熱膨脹性中空粒子的膨脹溫度來說的最佳固化溫度的涂料組合,由此變得可以提供具有優(yōu)異的抓握性和高耐擦傷性的金屬蓋。
[0030]對于本發(fā)明的金屬蓋,如將從隨后描述的實施例的結(jié)果清楚可見,以算術(shù)平均粗糙度表示的表面粗糙度為2.5 μ m以上,特別是2.5至4.0 μ m ;在干燥狀態(tài)下,所述靜摩擦系數(shù)為0.65以上和所述動摩擦系數(shù)為0.55以上,即使在結(jié)露狀態(tài)下,所述靜摩擦系數(shù)也為
0.70以上和所述動摩擦系數(shù)為0.55以上。如這些發(fā)現(xiàn)所證明的,所述金屬蓋可顯示出優(yōu)異的抓握性。
[0031]此外,如2H以上但4H以下的鉛筆硬度所示,所述蓋的表面堅硬。因此,盡管如
2.5μπι以上的表面粗糙度所示的凹凸不平,但所述蓋具有優(yōu)異的耐擦傷性。由于即使在高速制造時也不損害外觀特性,因而所述蓋還具有優(yōu)異的生產(chǎn)性。
[0032]如上所述,能夠容易地選擇所述涂料與熱膨脹性中空粒子的最優(yōu)組合。因此,在所述涂膜烘烤的同時能夠高效地使所述熱膨脹性粒子膨脹。因此,能夠以高生產(chǎn)率制造具有上述性質(zhì)的金屬蓋。

【具體實施方式】
[0033]在本發(fā)明中,通過組合滿足符合上述方程式⑴和(2)的固化條件的涂料與熱膨脹性中空粒子,可高效地使所述熱膨脹性中空粒子膨脹,結(jié)果,可在金屬蓋上形成能夠顯示出優(yōu)異的抓握性和高耐擦傷性的膨脹的涂膜。
[0034]S卩,構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的金屬蓋的外表面上的涂膜的涂料組合物包含涂料和熱膨脹性中空粒子。對于所述涂料的固化,存在最佳溫度范圍。對于所述熱膨脹性中空粒子的膨脹,也存在優(yōu)選的溫度范圍。如果在超過所述優(yōu)選溫度范圍的溫度下加熱所述熱膨脹性中空粒子,則所述熱膨脹性中空粒子在膨脹后收縮。因此,重要的是,在所述涂料的固化條件下高效地使所述熱膨脹性中空粒子膨脹。
[0035]從隨后描述的實施例的結(jié)果,上述事實將是明顯的。即,在使用包含滿足上述方程式(I)和(2)的涂料和熱膨脹性中空粒子的組合的涂料組合物構(gòu)成的金屬蓋中,所述算術(shù)平均粗糙度(Ra)在2.5至4.Ομπι的范圍內(nèi),并且很明顯抓握性和耐擦傷性是優(yōu)異的(實施例I至2)。在使用包含不滿足上述方程式(I)和(2)中至少一個的涂料和熱膨脹性中空粒子的組合的涂料組合物構(gòu)成的金屬蓋中,包括算術(shù)平均粗糙度(Ra)小于2.5μπι的樣品,因此很明顯抓握性較差(比較例2至3);或包括算術(shù)平均粗糙度(Ra)大于4.0 μ m的樣品,因此很明顯耐擦傷性差(比較例4至5)。
[0036]在本發(fā)明的金屬蓋中,優(yōu)選所述涂膜的厚度在0.1至10.0 μ m、特別是I至8 μ m的范圍內(nèi),膨脹后的中空粒子的平均粒徑在10至40 μ m、特別是15至25 μ m的范圍內(nèi)。相對于所述涂膜的膜厚度,膨脹后的中空粒子落在上述范圍內(nèi),使得能夠滿足兩個對立的性質(zhì):抓握性和耐擦傷性。
[0037](涂料組合物)
[0038]在本發(fā)明中,重要的是組合使用滿足方程式(I)和(2)的涂料和熱膨脹性中空粒子,并且優(yōu)選地,期望從下述涂料和熱膨脹性中空粒子中選擇適合的組合。
[0039]作為所述涂料,可使用迄今為止用作金屬蓋外表面用涂料的所有涂料,如環(huán)氧酚醛涂料、環(huán)氧氨基涂料、聚酯涂料和聚氨酯涂料。然而,由于它們在金屬蓋的外表面用涂膜需要的性質(zhì)如涂膜粘合性、加工性、耐腐蝕性(阻隔性)和衛(wèi)生性上優(yōu)異,和從常規(guī)熱膨脹性中空粒子的膨脹開始溫度(Ta)和最大膨脹溫度(Tb)的方面,可優(yōu)選使用聚酯涂料。
[0040]作為聚酯涂料,可優(yōu)選使用與熱固性樹脂如氨基樹脂、酚醛樹脂、異氰酸酯樹脂或熱固化丙烯酸類樹脂混合的基本上由聚酯樹脂組成的溶劑類涂料;或作為丙烯酸類改性聚酯樹脂的聚酯類水性涂料。
[0041]優(yōu)選地,作為主要成分的聚酯樹脂通常具有1,000至50,000的數(shù)均分子量,20至80°C的玻璃化轉(zhuǎn)變點,和0.25至0.70dl/g的比濃粘度(reduced viscosity)。
[0042]所述聚酯涂料優(yōu)選包含混合比為95:5至60:40的聚酯樹脂和熱固性樹脂。制備涂料時,相對于100重量份的樹脂組分,優(yōu)選所述聚酯涂料包含150至500重量份的溶劑。作為所述溶劑,可使用能夠溶解上述樹脂組分的任何公知溶劑。其實例是異丙醇、醋酸異丁酯、正丁醇和 Solvesso 110。
[0043]作為所述涂料中包括的熱膨脹性中空粒子,優(yōu)選的是其中構(gòu)成所述粒子的外覆蓋部包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈或甲基丙烯腈等,和在所述外覆蓋粒子中包括被包封的物質(zhì)如異戊烷溶液或化學(xué)發(fā)泡劑的那些粒子。
[0044]如前所述,優(yōu)選地,膨脹后的熱膨脹性中空粒子具有10至40 μ m的平均粒徑,以獲得0.1至10.0ym的涂膜厚度。這些粒子優(yōu)選為體積通常增大至原始體積的8至64倍的那些粒子??墒褂玫臒崤蛎浶灾锌樟W觾?yōu)選為,但不限于,由Expancel制造的Expancel (注冊商標(biāo))、由 Matsumoto Yush1-Seiyaku C0., Ltd.制造的 Matsumoto Microsphere (注冊商標(biāo))和由 EIWA CHEMICAL IND.C0.,LTD 制造的 CELLP0WDER(注冊商標(biāo))。
[0045]在用于本發(fā)明的涂料組合物中,相對于100重量份的涂料樹脂組分,優(yōu)選包括0.7至3.0重量份的膨脹后平均粒徑在上述范圍內(nèi)的熱膨脹性中空粒子。
[0046](涂裝金屬板)
[0047]用于形成根據(jù)本發(fā)明的金屬蓋的涂裝金屬板至少包括未涂裝金屬板或用保護性底層清漆涂裝金屬板,和形成在所述未涂布的或涂有底漆的金屬板上的外表面涂膜,所述涂膜由上述涂料組合物組成。
[0048]作為金屬板,可使用迄今為止已用于金屬蓋的金屬板,例如各種表面處理過的鋼板如無錫鋼或馬口鐵,和輕金屬材料如鋁。特別是,優(yōu)選的金屬板包括鋁或鋁合金。
[0049]金屬板的板厚度優(yōu)選為0.18至0.25mm,特別是,在鋁的情況下,推薦的厚度為
0.22 至 0.25mm。
[0050]涂料組合物優(yōu)選以40至60mg/dm2的涂布量涂布在所述金屬板上。涂布可通過任何公知方法如浸涂、棍涂、噴涂或電沉積涂裝來進行。
[0051]所述涂料的焙烤條件包括與使用的涂料相符的加熱溫度。例如,當(dāng)使用聚酯氨基涂料時,加熱該涂料,將其最大固化溫度設(shè)置為峰值溫度,并在達(dá)到最大固化溫度后,結(jié)束加熱。當(dāng)達(dá)到最大固化溫度時,固化沒有結(jié)束,而是由于熱慣性,固化繼續(xù)進行。
[0052](金屬蓋)
[0053]例如,通過上述涂裝金屬板的公知拉拔成形,形成蓋形狀的金屬蓋。
[0054]本發(fā)明的金屬蓋可采取各種形狀,只要其在其外表面上具有包括上述涂料組合物的發(fā)泡涂膜。特別是,其優(yōu)選是轉(zhuǎn)動時開啟的蓋,特別是螺旋固定在容器口上的蓋,因為這種蓋具有良好的抓握性且容易轉(zhuǎn)動。
[0055]如下制備金屬蓋:拉拔成形涂裝金屬板,以使拉拔形成的板具有由上述發(fā)泡涂膜形成的外表面;然后形成螺紋部分;如果需要,形成開啟識別帶等以形成蓋殼;然后在所述蓋殼的頂板部內(nèi)表面上形成襯墊材料。
[0056]實施例
[0057](評價方法)
[0058]表I示出試驗裝置和試驗條件。
[0059][表 I]
[0060]試驗名稱__試驗裝置__試驗條件三維表面粗糙度測試儀
1.算術(shù)平均粗糙度RaSV-600JlS B0601

(]![ MITUTOYO 制造)

HEIDON 14型表面性能測
2.靜摩擦系數(shù)、動摩擦系試儀載荷200 g、
數(shù)(山 SHINTO Scientific C0.,1mm/分鐘
Ltd.制造)
剛體擺錘粘彈性測試儀
3.涂料固化過程中的衰減PRT-3000W
^_升顯7°C/分鐘
率(ill A&D Company, Limited
制造)
TMA/SDTA841e
4.發(fā)泡劑的膨脹行為&μ、+ 升溫2(TC/分鐘
(由 Mettler Toledo 制造)
[0061](評價標(biāo)準(zhǔn))
[0062].抓握性
[0063]測定所得到的螺旋蓋的動摩擦系數(shù)和靜摩擦系數(shù)(干燥狀態(tài))。此外,將所述螺旋蓋施加至可再密封罐,所述罐具有形成在其口處的螺紋部分并填充有作為內(nèi)容物的熱水,并在5°C溫度下,將用螺旋蓋塞住的可再密封罐冷藏24小時。
[0064]從冰箱中取出如此儲存的罐,并使其在23°C溫度和60% RH的濕度下靜置10分鐘。然后,測定動摩擦系數(shù)和靜摩擦系數(shù)(結(jié)露狀態(tài)),并由10個評價者根據(jù)下述標(biāo)準(zhǔn)評價所述蓋的滑動性和打開性:
[0065]◎:與常規(guī)金屬蓋相比,非常容易打開。
[0066]〇:與常規(guī)金屬蓋相比,容易打開。
[0067]Λ:與常規(guī)金屬蓋相當(dāng)。
[0068]X:與常規(guī)金屬蓋相比,難以打開。
[0069].耐擦傷性
[0070]目測檢查成形后的蓋的外表面上的涂膜的擦痕和裂紋,并根據(jù)下述標(biāo)準(zhǔn)進行評價:
[0071]〇:相對于常規(guī)金屬蓋,擦痕和裂紋相當(dāng)。
[0072]Δ:與常規(guī)金屬蓋相比,觀察到稍微更多的擦痕和裂紋。
[0073]X:與常規(guī)金屬蓋相比,觀察到更多的擦痕和裂紋。
[0074].鉛筆硬度
[0075]如劃痕硬度試驗法(JIS Κ5600-5-4)中所規(guī)定的,進行鉛筆硬度試驗,所述劃痕硬度試驗法是用于評價涂膜的機械性能的試驗法之一。
[0076](涂料組合物)
[0077].涂料A:聚酯氨基涂料(由DIC Graphics Corporat1n制造)
[0078](固化開始溫度(TA)1250C,最大固化溫度(TB) 144°C )
[0079].涂料B:聚酯氨基涂料(由TOYO INK C0.,LTD.制造)
[0080](固化開始溫度(TA)1240C,最大固化溫度(TB) 163°C )
[0081].涂料C:聚酯氨基涂料(由KANSAI PAINT C0.,LTD.制造)
[0082](固化開始溫度(TA)112°C,最大固化溫度(TB) 145°C )
[0083]以上標(biāo)明的固化開始溫度和最大固化溫度各自表示三次測量的平均值。
[0084]?熱膨脹性中空粒子(I):
[0085]膨脹開始溫度(Ta) 950C,最大膨脹溫度(Tb) 145°C,發(fā)泡后的粒徑20 μ m
[0086]?熱膨脹性中空粒子(2):
[0087]膨脹開始溫度(Ta) 950C,最大膨脹溫度(Tb) 145°C,發(fā)泡后的粒徑40 μ m
[0088]?熱膨脹性中空粒子(3):
[0089]膨脹開始溫度(Ta) 105 0C,最大膨脹溫度(Tb) 150 °C,發(fā)泡后的粒徑40 μ m
[0090]?熱膨脹性中空粒子(4):
[0091]膨脹開始溫度(Ta)125°C,最大膨脹溫度(Tb) 180°C,發(fā)泡后的粒徑40 μ m
[0092](實施例1)
[0093]在板厚度為0.25mm的鋁板上,以45mg/dm2的涂布量涂布相對于100重量份涂料A的樹脂包括3重量份所述熱膨脹性中空粒子(I)的涂料組合物,形成清漆底層(厚度0.1至15.Ομπι)和印刷層(厚度0.1至5.Ομπι)。在180°C的峰值溫度下,加熱所述涂布的鋁板10分鐘,以制備膜厚度為4至5 μ m和膨脹后的中空粒子的平均粒徑為20 μ m的涂裝金屬板。將所述涂裝金屬板進行拉拔成形,制備開口直徑為38mm的螺旋蓋。所述評價的結(jié)果示出在表2中。
[0094](實施例2)
[0095]除用中空粒子(2)代替實施例1中的熱膨脹性中空粒子(I)以外,以與實施例1相同的方法制備螺旋蓋。所述評價的結(jié)果示出在表2中。
[0096](比較例I)
[0097]除不包括熱膨脹性中空粒子以外,以與實施例1相同的方法制備螺旋蓋。所述評價的結(jié)果示出在表2中。
[0098](比較例2)
[0099]除用涂料B代替實施例1中的涂料A以外,以與實施例1相同的方法制備螺旋蓋。所述評價的結(jié)果示出在表2中。
[0100](比較例3)
[0101]除用涂料C代替實施例1中的涂料A以外,以與實施例1相同的方法制備螺旋蓋。所述評價的結(jié)果示出在表2中。
[0102](比較例4)
[0103]除用中空粒子(3)代替實施例1中的熱膨脹性中空粒子(I)以外,以與實施例1相同的方法制備螺旋蓋。所述評價的結(jié)果示出在表2中。
[0104](比較例5)
[0105]除用中空粒子(4)代替實施例1中的熱膨脹性中空粒子(I)以外,以與實施例1相同的方法制備螺旋蓋。所述評價的結(jié)果示出在表2中。
[0106](評價結(jié)果)
[0107]各個試驗的評價結(jié)果示出在表2中。
[0108]將所述涂料的固化開始溫度設(shè)定在比所述熱膨脹性中空粒子的膨脹開始溫度高25°C以上的溫度,以延遲固化反應(yīng)的開始時間,以及將所述涂料的最大固化溫度設(shè)定在所述熱膨脹性中空粒子膨脹最大化的最大膨脹溫度±10°C的溫度范圍內(nèi)。通過這樣做,成功高效地制造了抓握性增加但不損失耐擦傷性的具有凹凸面的金屬蓋。
[0109]別特等露結(jié)對于用選優(yōu)可
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[0112]此外,所述金屬蓋具有優(yōu)異的耐擦傷性,并且即使高速制造時,也不會損害其外觀特性。因此,其具有優(yōu)異的生產(chǎn)性,且能夠適應(yīng)大量生產(chǎn)。
[0113]此外,能夠容易地選擇所述涂料和熱膨脹性中空粒子的最優(yōu)組合。因此,在所述涂膜烘烤的同時能夠高效地使所述熱膨脹性中空粒子膨脹。因此,能夠以高生產(chǎn)率制造所述金屬蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬蓋,其具有用由在涂料中含有熱膨脹性中空粒子的涂料組合物組成的涂膜形成的外表面, 其中以所述涂料的剛性擺錘粘彈性試驗的衰減率達(dá)到拐點時的溫度表示的、所述涂料的固化開始溫度TACC )滿足:
TA 彡 Ta+25 其中Ta為所述熱膨脹性中空粒子的膨脹開始溫度CC ),和 以所述涂料的剛性擺錘粘彈性試驗的衰減率達(dá)到峰值時的溫度表示的、所述涂料的最大固化溫度TB (°C)滿足:
Tb - 10 ^ TB ^ Tb+10 其中Tb為所述熱膨脹性中空粒子的最大膨脹溫度CC )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬蓋,其中所述涂膜的膜厚度為0.1至10.0 μ m,和所述涂膜中的熱膨脹后的中空粒子的平均粒徑為10至40 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬蓋,其中以算術(shù)平均粗糙度(Ra)表示的所述涂膜的表面粗糙度為2.5μπι以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的金屬蓋,其中所述涂膜的鉛筆硬度為2Η以上但4Η以下。
5.一種金屬蓋的制造方法,所述金屬蓋具有用由在涂料中含有熱膨脹性中空粒子的涂料組合物組成的涂膜形成的外表面, 其中以所述涂料的剛性擺錘粘彈性試驗的衰減率達(dá)到拐點時的溫度表示的、所述涂料的固化開始溫度TACC )滿足:
TA 彡 Ta+25 其中Ta為所述熱膨脹性中空粒子的膨脹開始溫度CC ), 以所述涂料的剛性擺錘粘彈性試驗的衰減率達(dá)到峰值時的溫度表示的、所述涂料的最大固化溫度TB (°C)滿足:
Tb - 10 ^ TB ^ Tb+10 其中Tb為所述熱膨脹性中空粒子的最大膨脹溫度CC ),和 所述熱膨脹性中空粒子在所述涂料的最大固化溫度TB下膨脹至預(yù)定粒徑。
【文檔編號】B65D41/04GK104220339SQ201380017231
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月27日
【發(fā)明者】中川征 申請人:日本克樂嘉制蓋株式會社
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