(57)【要約】  【課題】  高品質の海島型複合繊維を効率良く形成することができる海島型複合繊維用口金を提供する。【解決手段】  海成分及び島成分から海島型複合繊維を形成する口金１であって、鉛直方向に延びるように形成された複数の海成分流通孔３２を有する海成分流通体１３と、海成分流通孔３２に海成分を導入する海成分導入部３０と、複数の海成分流通孔３２にそれぞれ挿入され、鉛直方向に沿って延びる複数の島成分流通管３３と、島成分流通管３３に島成分を導入する島成分導入部３１と、海成分流通孔３２及び島成分流通管３３の下方において、複合繊維を収集する複合繊維収集部４０と、を備え、複数の海成分流通孔３２は、複数の同心円の円周上のいずれかに分配されるように形成されており、同心円における最も径方向外側の最外円上に配置された最外海成分流通孔３２１と、最外円より内側の円上に配置された内側海成分流通孔３２２とから構成されており、最外海成分流通孔３２１の断面積は、内側海成分流通孔３２２の断面積よりも大きい口金１である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海成分及び島成分から海島型複合繊維を形成する海島型複合繊維用口金であって、
鉛直方向に延びるように形成された複数の海成分流通孔を有する海成分流通体と、
前記複数の海成分流通孔に海成分を導入する海成分導入部と、
前記複数の海成分流通孔にそれぞれ挿入され、鉛直方向に沿って延びる複数の島成分流通管と、
前記複数の島成分流通管に島成分を導入する島成分導入部と、
前記海成分流通孔及び前記島成分流通管の下方において、海成分及び島成分からなる複合繊維を収集する複合繊維収集部と、を備え、
前記複数の海成分流通孔は、複数の同心円の円周上のいずれかに分配されるように形成されており、前記同心円における最も径方向外側の最外円上に配置された最外海成分流通孔と、前記最外円より内側の円上に配置された内側海成分流通孔とから構成されており、
前記最外海成分流通孔の断面積は、前記内側海成分流通孔の断面積よりも大きい海島型複合繊維用口金。
【請求項２】
前記最外海成分流通孔の断面積と、前記内側海成分流通孔の断面積との比は、１．２：１〜３．０：１である請求項１に記載の海島型複合繊維用口金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海成分及び島成分から海島型複合繊維を形成する海島型複合繊維用口金に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、海成分及び島成分から海島型複合繊維を形成する海島型複合繊維用口金として、図１４に示すような海島型複合繊維用口金が知られていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１４に示すように、従来の海島型複合繊維用口金（以下、「口金」という）１００は、複数の海成分流通孔１０１を有する海成分流通体１０２と、複数の海成分流通孔１０１に海成分を導入する海成分導入部１０３とを備えている。複数の海成分流通孔１０１は、鉛直方向に延びるように形成されている。また、口金１００は、複数の海成分流通孔１０１にそれぞれ挿入された島成分流通管１０４と、複数の島成分流通管１０４に島成分を導入する島成分導入部１０５とを備えている。島成分流通管１０４は、鉛直方向に沿って延びている。また、口金１００は、海成分流通孔１０１及び島成分流通管１０４の下方に配置された複合繊維収集部１０６を備えている。複合繊維収集部１０６は、海成分及び島成分からなる複数の芯鞘型複合繊維が合流するように構成されている。
【０００４】
このような構成を備える口金１００によれば、まず、図示しない海成分供給源から海成分導入部１０３に溶融状態の海成分を供給する。また、図示しない島成分供給源から島成分導入部１０５に溶融状態の島成分を供給する。その後、海成分導入部１０３内の海成分及び島成分導入部１０５内の島成分は、それぞれ、海成分流通孔１０１及び島成分流通管１０４に導入される。導入された海成分及び島成分は、海成分流通孔１０１及び島成分流通管１０４をそれぞれ通過した後に合流し、これにより、海成分及び島成分から複数の芯鞘型複合繊維が形成される。複数の芯鞘型複合繊維は、複合繊維収集部１０６に収集されて束になり、これにより海島型複合繊維が形成される。
【０００５】
その後、海島型複合繊維をアルカリ水溶液によって処理する（アルカリ減量）ことにより、海成分を除去し、島成分の繊維のみを抽出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５６−１４８９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような口金１００では、アルカリ減量により最終的に海成分を除去するので、効率よく島成分の繊維を抽出するために、海成分を少なくすることが好ましい。しかし、海成分流通孔１０１に導入される海成分の量が少なすぎると、島成分を海成分によって十分に覆うことができず、その結果、海成分による被覆が剥れ、島成分同士が融着することがあった。このような島成分同士の融着は、特に、海島型複合繊維が複合繊維収集部１０６を流れるときに、海島型複合繊維の海成分と複合繊維収集部１０６の内面とが擦れ合い、海成分が島成分から剥れることにより生じていた。特に海成分の量が少ない場合には、このような融着は主に、複数の島成分流通管１０４のうち最も外側に位置する島成分流通管１０４を通過した島成分において生じていた。これにより、高品質の海島型複合繊維を得ることができないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、高品質の海島型複合繊維を効率良く形成することができる海島型複合繊維用口金の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る海島型複合繊維用口金は、上記の課題を解決するためになされたものであり、海成分及び島成分から海島型複合繊維を形成する海島型複合繊維用口金であって、鉛直方向に延びるように形成された複数の海成分流通孔を有する海成分流通体と、前記複数の海成分流通孔に海成分を導入する海成分導入部と、前記複数の海成分流通孔にそれぞれ挿入され、鉛直方向に沿って延びる複数の島成分流通管と、前記複数の島成分流通管に島成分を導入する島成分導入部と、前記海成分流通孔及び前記島成分流通管の下方において、海成分及び島成分からなる複合繊維を収集する複合繊維収集部と、を備え、前記複数の海成分流通孔は、複数の同心円の円周上のいずれかに分配されるように形成されており、前記同心円における最も径方向外側の最外円上に配置された最外海成分流通孔と、前記最外円より内側の円上に配置された内側海成分流通孔とから構成されており、前記最外海成分流通孔の断面積は、前記内側海成分流通孔の断面積よりも大きいことを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、最外海成分流通孔の断面積が内側海成分流通孔の断面積よりも大きいので、最外海成分流通孔に導入する海成分の流量を、内側海成分流通孔に導入する海成分の流量より多くすることができる。これにより、最外海成分流通孔では、島成分を被覆する海成分を肉厚にすることができる。
【００１１】
通常、海島型複合繊維用口金では、海島型複合繊維が複合繊維収集部を通過するときに、複合繊維収集部の内面と海島型複合繊維の海成分とが接触することで、ずり（せん断）によって海成分が減少してゆく。すなわち、海成分が複合繊維収集部に接触したときに、複合繊維収集部の内面と擦れ合うことにより、海成分が徐々に消失してゆく。
【００１２】
しかし、本発明によれば、最外海成分流通孔における海成分の量を多くして肉厚にすることができるので、海成分と複合繊維収集部との摩擦により海成分が減少したとしても、完全に消失してしまうのを防ぐことができる。したがって、海島型複合繊維が複合繊維収集部を流れる過程で、海成分により島成分を確実に被覆することができる。これにより、島成分同士が融着するのを防ぐことができ、高品質の海島型複合繊維を効率良く形成することができる。
【００１３】
また、上記の構成において、前記最外海成分流通孔の断面積と、前記内側海成分流通孔の断面積との比を、１．２：１〜３．０：１にすることができる。このような構成によれば、海成分が複合繊維収集部との摩擦により消失するのを防ぐことができる。また、海成分を内側海成分流通孔に確実に供給することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の海島型複合繊維用口金によれば、高品質の海島型複合繊維を効率良く形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る海島型複合繊維用口金の概略構成を示す断面図である。
【図２】上部板の上面図である。
【図３】上部板の下面図である。
【図４】上部板の一部を拡大して示す断面図である。
【図５】図４におけるＸ−Ｘ断面図である。
【図６】中間板の上面図である。
【図７】中間板の一部を拡大して示す上面図である。
【図８】中間板の他の一部を拡大して示す断面図である。
【図９】中間板の更に他の一部を拡大して示す断面図である。
【図１０】図９におけるＹ−Ｙ断面図である。
【図１１】下部板の上面図である。
【図１２】海島型複合繊維から抽出された島成分の繊維の顕微鏡写真である。
【図１３】海島型複合繊維から抽出された島成分の繊維の顕微鏡写真である。
【図１４】従来の海島型複合繊維用口金の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る海島型複合繊維用口金の概略構成を示す断面図である。
【００１７】
海島型複合繊維用口金（以下、「口金」という）１は、海成分及び島成分から海島型複合繊維を形成するものであり、図１に示すように、上部板１２、中間板１３、及び、下部板１４を備えている。これらの板（１２〜１４）は、水平に配置されており、上方からこの順で積層され、ボルト４で結合されることにより相互に密着している。
【００１８】
海成分の材料としては、公知のものを用いることができ、例えば、共重合ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリスチレンおよびその共重合体、ポリエチレン、ポリビニルアルコールなどの溶融成形可能で、紡糸後に溶解抽出もしくは分割可能なポリマーが挙げられる。
【００１９】
また、島成分の材料としては、公知のものを用いることができ、例えば、ポリエチレンテレフタレートおよびその共重合物、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリアミド、ポリ乳酸などの溶融成形可能なポリマーが挙げられる。
【００２０】
上部板１２、中間板１３、及び、下部板１４の材質としては、例えば、ＳＵＳ３１６、６３０などの各種のステンレススチール、鉄、チタン、セラミック、金、白金などが使用可能である。また、２種類以上の材料を組み合わせて使用してもよい。
【００２１】
図２は、上部板の上面図である。図１及び図２に示すように、上部板１２は、円板状に形成されており、上面を切り欠くことにより形成された島成分導入路３１及び第１海成分導入路２９を複数備えている。複数の島成分導入路３１及び第１海成分導入路２９は、それぞれ溝状に形成され、上部板１２の周方向に沿って延びている。また、複数の島成分導入路３１及び第１海成分導入路２９は、同心円を描くように配置されている。
【００２２】
島成分導入路３１は図示しない島成分供給路に接続されており、当該島成分供給路から溶融状態の島成分が島成分導入路３１に供給されるように構成されている。また、第１海成分導入路２９は図示しない海成分供給路に接続されており、当該海成分供給路から溶融状態の海成分が第１海成分導入路２９に供給されるように構成されている。島成分供給路及び海成分供給路の構成は特に限定されないが、例えば、上部板１２の上部に更に図示しない板状部材を積層し、当該板状部材を切り欠くことにより島成分供給路及び海成分供給路を形成することができる。
【００２３】
図３は、上部板の下面図である。図１及び図３に示すように、上部板１２は、下面を切り欠くことにより形成された第２海成分導入路３０を備えている。第２海成分導入路３０は、溝状に形成され、上部板１２の周方向に沿って延びている。
【００２４】
また、図２及び図３に示すように、上部板１２には、複数の流通管群３６が設けられている。複数の流通管群３６は、同心円の円周上に分布するように配置されている。本実施形態では、３６個の流通管群３６が分布するように配置されている。図４は、上部板の一部を拡大して示す断面図である。図４に示すように、１つの流通管群３６は、鉛直方向に延びるように形成された複数の島成分流通管３３から構成されている。島成分流通管３３は、上部が上部板１２に挿入されており、下部が上部板１２の下端から下方へ突出している。島成分流通管３３は、第２海成分導入路３０を通過している。また、島成分流通管３３は、内部が島成分導入路３１と連通するように、島成分導入路３１の下端に接続されている。図５は、図４におけるＸ−Ｘ断面図である。図５に示すように、１つの流通管群３６における複数の島成分流通管３３は、複数の同心円の円周上のいずれか、及び、同心円の中心部に分布するように配置されている。本実施形態では、３７個の島成分流通管３３が、３つの同心円ｃ１、ｃ２、ｃ３の円周上、及び、同心円の中心部ｃ０に分布するように配置されている。
【００２５】
また、上部板１２は、図４に示すように、鉛直方向に延びるように形成された海成分導入孔２４を複数備えている。海成分導入孔２４は、上部板１２を厚さ方向に貫通しており、第１海成分導入路２９及び第２海成分導入路３０にそれぞれ連通している。
【００２６】
図６は、中間板の上面図である。図１及び図６に示すように、中間板（海成分流通体）１３は、円板状に形成されており、流通孔群３５を複数備えている。複数の流通孔群３５は、同心円の円周上に分布するように配置されている。本実施形態では、３６個の流通孔群３５が分布している。複数の流通孔群３５は、上部板１２における複数の流通管群３６にそれぞれ対応するように配置されている。
【００２７】
図７は、中間板の一部を拡大して示す断面図である。図７に示すように、流通孔群３５は、鉛直方向に延びるように形成された複数の海成分流通孔３２から構成されている。海成分流通孔３２は、中間板１３を厚さ方向に貫通している。図８は、図７におけるＹ−Ｙ断面図である。図８に示すように、１つの流通孔群３５における複数の海成分流通孔３２は、複数の同心円の円周上のいずれか、及び、同心円の中心部に分布するように配置されている。本実施形態では、３７個の海成分流通孔３２が、３つの同心円ｃ１、ｃ２、ｃ３の円周上、及び、同心円の中心部ｃ０に分布するように配置されている。複数の海成分流通孔３２は、複数の同心円における最も径方向外側の最外円上に配置された最外海成分流通孔３２１と、最外円より内側に位置する円上に配置された内側海成分流通孔３２２から構成されている。また、内側海成分流通孔３２２は、複数の同心円の中心部にも配置されている。本実施形態では、複数の海成分流通孔３２は、３つの同心円のうちで最も外側に位置する円ｃ３上に配置された最外海成分流通孔３２１と、ｃ３より内側に位置する円ｃ１、ｃ２及び同心円の中心部ｃ０上に配置された内側海成分流通孔３２２とに区分される。
【００２８】
図９は、上部板及び中間板の一部を更に拡大して示す断面図である。図９では、各構成要素を見易くするために、島成分流通管３３及び海成分流通孔３２を特に拡大して示している。図９に示すように、複数の島成分流通管３３は、それぞれ、複数の海成分流通孔３２に挿入されている。島成分流通管３３及び海成分流通孔３２は、それぞれの下端の高さ位置が一致するように配置されている。また、海成分流通孔３２は、第２海成分導入路３０に連通している。図１０は、図９におけるＺ−Ｚ断面図である。この図１０では、各構成要素を見易くするために、島成分流通管３３を省略して示している。図１０に示すように、最外海成分流通孔３２１の断面積Ｓ１は、内側海成分流通孔３２２の断面積Ｓ２より大きい。海成分流通孔３２の断面積は、軸方向（鉛直方向）のいずれにおいても、最外海成分流通孔３２１の断面積Ｓ１が内側海成分流通孔３２２の断面積Ｓ２より大きくなるように構成されている。海成分流通孔の断面積とは、鉛直方向に沿って延びる海成分流通孔３２を水平方向に切断したときにできる断面の面積である。ここで、最外海成分流通孔３２１の断面積Ｓ１が小さすぎると、最外海成分流通孔３２１を通過した海成分と後述の複合繊維収集部４０との摩擦により、海成分が消失してしまい、海成分によって島成分を被覆することができず、島成分同士が融着してしまう。一方、最外海成分流通孔３２１の断面積Ｓ１が大きすぎると、最外海成分流通孔３２１に導入される海成分の量が多くなりすぎて、内側海成分流通孔３２２に十分に海成分を導入することができなくなる。したがって、最外海成分流通孔３２１の断面積Ｓ１と内側海成分流通孔３２２の断面積Ｓ２との比は、１．２：１〜３．０：１であることが好ましい。
【００２９】
図１１は、下部板の上面図である。図１及び図１１に示すように、下部板１４は、円板状に形成されており、上面を切り欠くことにより形成された複合繊維収集部４０を複数備えている。複合繊維収集部４０は、下方へ向かって縮径するように漏斗状に形成されており、内部に流入する複数の芯鞘型複合繊維を合流させて束ねるように構成されている。また、下部板１４は、鉛直方向に延びるように形成された複合繊維流通孔４１と、複合繊維流通孔４１に連通する複合繊維出口４２を複数備えている。複合繊維流通孔４１は、複合繊維収集部４０に接続されており、海島型複合繊維が内部を流通する。複合繊維出口４２は、下方へ向かって縮径するように漏斗状に形成されており、海島型複合繊維が外部に流出するように、下方に向かって開口している。
【００３０】
次に、以上のような構成を備える口金１により海島型複合繊維を形成する方法を説明する。
【００３１】
まず、図示しない海成分供給路から第１海成分導入路２９に溶融状態の海成分を供給すると共に、図示しない島成分供給路から島成分導入路３１に溶融状態の島成分を供給する。ここで、供給する海成分の流量が島成分に対して多いと、島成分の繊維を最終的に抽出するときに除去する部分が多くなるので効率が良くない。一方、海成分の流量が少ないと、島成分を海成分によって十分に被覆できなくなる。そこで、海成分の流量は、海成分及び島成分両者の全流量のうち、５％〜２０％が好ましい。一方、島成分の流量は、海成分及び島成分両者の全流量のうち、８０％〜９５％が好ましい。
【００３２】
第１海成分導入路２９に供給された海成分は、第１海成分導入路２９全体に拡がることにより、上部板１２の周方向に分配される。そして、この海成分は、海成分導入孔２４を通過して、第２海成分導入路３０に充填される。一方、島成分導入路３１に供給された島成分は、島成分導入路３１全体に拡がることにより、上部板１２の周方向に分配される。
【００３３】
その後、海成分は、第２海成分導入路３０から海成分流通孔３２に流入する。また、島成分は、島成分導入路３１から島成分流通管３３に流入する。そして、海成分流通孔３２及び島成分流通管３３を通過した海成分及び島成分は合流し、合流により島成分が海成分により被覆されて芯鞘型複合繊維が形成される。
【００３４】
形成された芯鞘型複合繊維は、複合繊維収集部４０に流入し、複数の芯鞘型複合繊維が束ねられることにより海島型複合繊維が形成される。その後、この海島型複合繊維は複合繊維出口４２から取り出される。こうして、複数の海島型複合繊維が完成する。
【００３５】
海島型複合繊維が完成した後、この海島型複合繊維から公知のアルカリ減量によって島成分の繊維を抽出する。すなわち、アルカリ水溶液によって海島型複合繊維から海成分を除去し、島成分の繊維のみを抽出する。
【００３６】
以上のような本実施形態に係る口金１によれば、複数の海成分流通孔３２が複数の同心円における最も径方向外側の最外円上に配置された最外海成分流通孔３２１と、最外円より内側の円上に配置された内側海成分流通孔３２２とから構成されており、最外海成分流通孔３２１の断面積が内側海成分流通孔３２２の断面積より大きいので、最外海成分流通孔３２１に導入する海成分の流量を、内側海成分流通孔３２２に導入する海成分の流量より多くすることができる。これにより、最外海成分流通孔３２１では、島成分を被覆する海成分を肉厚にすることができる。
【００３７】
通常、海島型複合繊維用口金では、海島型複合繊維が複合繊維収集部４０を通過するときに、複合繊維収集部４０の内面と海島型複合繊維の海成分とが接触することで、ずり（せん断）によって海成分が減少してゆく。すなわち、海成分が複合繊維収集部４０に接触したときに、複合繊維収集部４０の内面と擦れ合うことにより、海成分が徐々に消失してゆく。
【００３８】
しかし、本発明によれば、最外海成分流通孔３２１における海成分の量を多くして肉厚にすることができるので、海成分が減少したとしても、完全に消失してしまうのを防ぐことができる。したがって、海島型複合繊維が複合繊維収集部４０を流れる過程で、海成分により島成分を確実に被覆することができる。これにより、島成分同士が融着するのを防ぐことができ、高品質の海島型複合繊維を効率良く形成することができる。
【００３９】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は、上記実施形態に限定されるものではない。
【００４０】
例えば、本実施形態では、海成分導入路２９、３０及び海成分導入孔２４により、海成分を海成分流通孔３２に導入する海成分導入部を構成していたが、この海成分導入部の構成は、海成分流通孔３２に海成分を導入可能であれば特に限定されず、種々の構成を用いることができる。
【００４１】
また、島成分についても同様に、島成分導入路３１により島成分導入部を構成していたが、この島成分導入部の構成は、島成分流通管３３に島成分を導入可能であれば特に限定されず、種々の構成を用いることができる。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例及び比較例を用いて、本発明を更に詳細に説明する。ただし、本発明が本実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
実施例１として、図１に示す本発明の口金１を用いて、海島型複合繊維を製造した。一方、比較例１として、図１３に示す従来の口金１００を用いて、海島型複合繊維を製造した。また、海島型複合繊維の製造後、アルカリ減量により、海島型複合繊維から島成分の繊維を抽出した。
【００４３】
海島型複合繊維の製造において、海成分は、実施例１及び比較例１共に、共重合ポリエチレンテレフタレートとした。また、島成分は、実施例１及び比較例１共に、ポリエチレンテレフタレートとした。
【００４４】
また、実施例１では、海成分流通孔３２のうち、最外海成分流通孔３２１の口径を０．７５ｍｍとし、内側海成分流通孔３２２の口径を、０．７０ｍｍとした。最外海成分流通孔３２１の断面積Ｓ１と、内側海成分流通孔３２２の断面積Ｓ２との比は、１．４：１．０であった。一方、比較例１では、海成分流通孔１０１口径を、０．７３ｍｍとした。製造される海島型複合繊維は、４．８ｄｅ（デニール）であった。
【００４５】
図１２は、海島型複合繊維から抽出された島成分の繊維の顕微鏡写真である。図１２において、（ａ）は実施例１の顕微鏡写真であり、（ｂ）は、比較例１の顕微鏡写真である。図１２に示すように、実施例１では、抽出された島成分の繊維において、ほぼ全ての島成分が分離していた。一方、比較例１では、図中に矢印で示すように、一部の島成分同士が融着により結合していた。これにより、実施例１によれば、島成分同士の融着を防ぐことができ、高品質の海島型複合繊維を効率良く形成できることが確認できた。
［実施例２］
実施例２及び比較例２では、島成分を共にナイロン（登録商標）とした。
その他は、上述の実施例１及び比較例１と同様の条件により、海島型複合繊維を製造した。
【００４６】
図１３は、海島型複合繊維から抽出された島成分の繊維の顕微鏡写真である。図１３において、（ａ）は実施例２の顕微鏡写真であり、（ｂ）は、比較例２の顕微鏡写真である。図１３に示すように、実施例２では、抽出された島成分の繊維において、ほぼ全ての島成分が分離していた。一方、比較例２では、図中に矢印で示すように、一部の島成分同士が融着により結合していた。
【符号の説明】
【００４７】
１  海島型複合繊維用口金
２  海成分供給路
３  島成分供給路
４  固定具
１２  上部板
１３  中間板
１４  下部板
３０  第２海成分導入路
３１  島成分導入路
３２  海成分流通孔
３３  島成分流通管
４０  複合繊維収集部
【図１】
2010174406.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010174406.tif 000009
【図８】
2010174406.tif 000010
【図９】
2010174406.tif 000011
【図１０】
2010174406.tif 000012
【図１１】
2010174406.tif 000013
【図１４】
2010174406.tif 000014
【図１２】
2010174406.tif 000015
【図１３】
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