(57)【要約】  加熱によりエアロゾルを発生するエアロゾル発生物質を含むエアロゾル発生部（１２）と、エアロゾル発生部（１２）とは物理的に分離してエアロゾル発生部（１２）の先端に設けられ、燃焼熱によりエアロゾル発生物質を加熱する加熱源（１４）を備え、前記加熱源は、少なくとも１つの炭素質ストリップ（１４１）を含むことを特徴とする喫煙物品。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱によりエアロゾルを発生するエアロゾル発生物質を含むエアロゾル発生部と、前記エアロゾル発生部とは物理的に分離して前記エアロゾル発生部の先端に設けられ、燃焼熱により前記エアロゾル発生物質を加熱する加熱源を備え、前記加熱源は、少なくとも１つの炭素質ストリップを含むことを特徴とする非燃焼型喫煙物品。
【請求項２】
前記炭素質ストリップが、シートの形態にあることを特徴とする請求項１に記載の非燃焼型喫煙物品。
【請求項３】
前記シートが、エンボス加工またはクレープ処理され、あるいは突起を有することを特徴とする請求項２に記載の非燃焼型喫煙物品。
【請求項４】
前記シートが円筒状に成形されていることを特徴とする請求項２に記載の非燃焼型喫煙物品。
【請求項５】
前記炭素質ストリップが、糸状、繊維状または刻状の形態にあることを特徴とする請求項２に記載の喫煙物品。
【請求項６】
前記加熱源が、組成の異なる複数の炭素質ストリップを含むことを特徴とする請求項１に記載の喫煙物品。
【請求項７】
前記炭素質ストリップが、仮想円筒体中に収容された形態にあることを特徴とする請求項２に記載の喫煙物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素質加熱源を備えた非燃焼型喫煙物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
シガレットは、タバコを燃焼させることによりヒトの味覚・嗅覚を通じて煙（エアロゾル）中の香喫味を味わう喫煙物品の代表的なものである。【０００３】
近年、シガレットに代わり、あるいはシガレットに加えて、タバコを燃焼させることなく、香喫味を味わう非燃焼型喫煙物品が開発されている（例えば、特開昭６１−９２５５８号公報、特開昭６２−４８３７０号公報、特開平６−３１１８７７号公報参照）。かかる喫煙物品は、一般的に、適当な基材にエアロゾル発生物質を保持させたエアロゾル発生材を含むエアロゾル発生部と、エアロゾル発生部とは物理的に分離して設けられ、エアロゾル発生材を燃焼熱により加熱してエアロゾルを発生させる加熱源を備える。加熱源は、炭素粒子とバインダーを含む炭素質材料の押し出し円柱状中実成形品からなる。
【発明の開示】
【０００４】
しかしながら、炭素質材料の押し出し成形品からなる加熱源は、空気の流入通路以外は中実の物品であり、通常のシガレットに比べて、着火させることが困難である。また、炭素質材料の押し出し中実成形品からなる加熱源を備えた非燃焼型喫煙物品は、１本喫煙する際に以下の問題がある。すなわち、パフ毎の煙成分量について最大値と最小値との差が大きく、特にはじめの２〜３パフにおける煙成分量が少ない。従って、１本につき、平均して一定の喫味を味わえないことがわかった。
【０００５】
従って、本発明は、比較的容易に着火させることができ、しかも１本につき、平均してほぼ一定の喫味を味わうことができる、炭素質加熱源を備えた非燃焼型喫煙物品を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明によると、加熱によりエアロゾルを発生するエアロゾル発生物質を含むエアロゾル発生部と、前記エアロゾル発生部とは物理的に分離して前記エアロゾル発生部の先端に設けられ、燃焼熱により前記エアロゾル発生物質を加熱する加熱源を備え、前記加熱源は、少なくとも１つの炭素質ストリップを含むことを特徴とする喫煙物品が提供される。
【０００７】
本発明において、前記炭素質ストリップは、シートの形態にあり得る。このシートは、エンボス加工またはクレープ処理され、あるいは突起を有することができる。また、前記シートは、円筒状に成形されていてもよい。
【０００８】
また、本発明において、前記炭素質ストリップは、糸状、繊維状または刻状の形態にあってもよい。
【０００９】
さらに、本発明において、加熱源は、組成の異なる複数の炭素質ストリップを含むことができる。
【００１０】
また、本発明において、炭素質ストリップは、仮想円筒体中に収容された形態にあることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の喫煙物品の一例を示す概略断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の喫煙物品の一例を示す概略断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明の喫煙物品の一例を示す概略断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の喫煙物品における加熱源の断面をやや拡大して示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の喫煙物品における加熱源の断面をやや拡大して示す図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の喫煙物品における加熱源の断面をやや拡大して示す図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、本発明の喫煙物品における加熱源の断面をやや拡大して示す図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、本発明の喫煙物品における加熱源の断面をやや拡大して示す図である。
【図２Ｆ】図２Ｆは、本発明の喫煙物品における加熱源の断面をやや拡大して示す図である。
【図２Ｇ】図２Ｇは、本発明の喫煙物品における加熱源の長手方向に沿った断面を示す図である。
【図２Ｈ】図２Ｈは、本発明の喫煙物品における加熱源の長手方向に沿った断面を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の非燃焼型喫煙物品は、加熱によりエアロゾルを発生するエアロゾル発生物質を含むエアロゾル発生部と、前記エアロゾル発生部とは物理的に分離して前記エアロゾル発生部の先端に設けられ、燃焼熱により前記エアロゾル発生物質を加熱する加熱源を備える。前記加熱源は、少なくとも１つの炭素質ストリップを含む。ここで、「物理的に分離」とは、エアロゾル発生手段と熱源とが、物理的に別々のもの（別体）として設けられることを意味する。【００１３】
本発明の非燃焼型喫煙物品におけるエアロゾル発生部は、加熱によりエアロゾルを発生するエアロゾル発生物質を含む。エアロゾル発生物質としては、例えば、グリセリン、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール等の多価アルコール、ステアリン酸メチル、ドデカン二酸ジメチル、テトラデカン二酸ジメチル等のカルボン酸脂肪族エステルを用いることができる。エアロゾル発生物質は、通常、適当な担体に担持される。担体としては、紙、活性炭等の多孔質材料を用いることができる。エアロゾル発生材を多孔質材料に吸収ないし吸着させる。あるいは、担体として、特許第３１１８４６２号明細書に記載されている、カードラン等のグルカンゲルを用いることができる。すなわち、熱不可逆凝固性グルカンの水中分散液にエアロゾル発生物質を添加し、支持体（例えば、ステンレス鋼製ベルト）上に薄膜シート状にキャステイングする。その後加熱乾燥してグルカンをゲル化させる。このエアロゾル発生物質を保持したグルカンゲルは、裁刻しまたは粉末化して用いることができる。【００１４】
エアロゾル発生物質を担持した担体（エアロゾル発生材）は、ガラス繊維を含有する紙シート、セラミック、および金属箔で内張りされた紙シート等の不燃性材料で形成された円筒体内に収容されてエアロゾル発生部を構成することができる。【００１５】
エアロゾル発生部の先端に取り付けられる加熱源は、少なくとも１つの炭素質ストリップを含む。ストリップとは、一般的に長い形状を意味する。ストリップは、その長さ方向に直交する方向の断面の面積を算出する寸法、例えば幅および厚さ、あるいは直径（長径、短径を含む）のいずれよりも長さの方が長い形状であり、シートの形態、糸の形態、繊維の形態、あるいはタバコ刻のような刻の形態、これらの形態の組み合わせを含む。シートの形態にある炭素質ストリップは、通常外形が円形である加熱源のその円形の直径よりも小さな直径の円筒（小円筒）の形態に成形されていてもよい。【００１６】
炭素質ストリップは、基本的に、カーボン（粒子または繊維）とカーボンを結着させるためのバインダーを含む組成物（加熱源組成物）から形成される。使用するカーボンの由来に特に制限はなく、既知のいずれものカーボンを用いることができる。カーボンは、加熱源組成物の総重量の１重量％の割合で含まれ得る。通常、カーボンは、加熱源組成物の総重量の８０％までを構成することができる。【００１７】
カーボン粒子を結着させるバインダーとしては、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸塩（例えば、アルギン酸アンモニウム、アルギン酸カリウム）等を用いることができる。バインダーは、カーボン１重量部に対し、一般的に０．０１〜５０重量部の割合で、好ましくは０．０１１〜２重量部の割合で、より好ましくは０．０８３〜１．５重量部の割合で配合することができる。【００１８】
加熱源組成物は、初期のパフにおけるエアロゾルの発生を容易にするために、エアロゾル発生物質を含有することができる。加熱源組成物に含まれ得るエアロゾル発生物質としては、エアロゾル発生材に関して説明したエアロゾル発生物質を用いることができる。加熱源組成物に含まれ得るエアロゾル発生物質は、炭素質ストリップの成形の容易さの観点から、カーボン１重量部に対し、一般に９８重量部までの割合で、好ましくは０．０５３〜８．９重量部の割合で、より好ましくは０．１６７〜３．５重量部の割合で用いることができる。【００１９】
また、加熱源組成物は、加熱源の最高燃焼温度を低下させて一酸化炭素の発生量を減少させるための炭酸カルシウム（粒子）、その他の無機添加材を含有することができる。かかる無機添加材は、炭素質ストリップの成形の容易さの観点から、カーボン１重量部に対し、一般に９８重量部までの割合で、好ましくは８．４重量部までの割合で、より好ましくは０．４１７〜７．５重量部の割合で用いることができる。【００２０】
さらに、加熱源組成物は、パルプ、タバコ細粉等を含むこともできる。パルプ、タバコ細粉は、合計で、カーボン１重量部に対し、一般に９８重量部までの割合で、好ましくは３重量部までの割合で用いることができる。パルプは、炭素質ストリップの成形を容易にし、タバコ細粉は、喫味を改善することができる。【００２１】
さらにまた、炭素質ストリップには、ホウ素、アルミニウム、ケイ素、チタン、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、ゲルマニウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、スズ、セリウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、ジリジウム、白金、金、それらの酸化物あるいはそれらの混合物のような一酸化炭素低減触媒を吸着等により担持させることができる。【００２２】
シートの形態にある炭素質ストリップを製造するには、まず、上記加熱源組成物に水を加えてスラリーを調製し、そのスラリーを金属プレート上に流延し、乾燥することによってベースのシートを製造する。あるいは、上記加熱源組成物をシート状に押し出し成形することによってもベースのシートを製造することができる。得られたベースのシートを、加熱源の軸方向長さに相当する幅に切断することによって、シートの形態にある炭素質ストリップを得ることができる。刻や糸、繊維の形態にある炭素質ストリップは、ベースのシートを刻または糸の形状に切断することによって得ることができる。さらに、繊維の形態にある炭素質ストリップは、上記加熱源組成物を繊維状に押し出し成形することによっても得ることができる。また、小円筒状の炭素質シートは、押し出し成形により成形することができる。【００２３】
本発明の炭素質ストリップは、種々の形態で加熱源とすることができる。一般に、炭素質ストリップは、仮想円筒体中に収容された形態にあることができる。すなわち、加熱源を構成する炭素ストリップは、外周があたかも円形となるような形態にあり得る。例えば、上記シートの形態にある１枚の炭素質ストリップを、加熱源の先端から後端に向かって延びる複数の空気流路を形成し、外形がほぼ円形となるように畳んで加熱源を構成することができる。また、１枚の炭素質シートを、中央部に空洞が存在するように渦巻き状に巻回すること、外形が円形となるように多数の小さな円筒状の炭素質シートを束ねること、複数の小さな円筒状の炭素質シートを加熱源の円周部に配置し、その内側に円筒状に巻回した炭素質シートを配置すること、一枚の炭素質シートを円筒状に巻き、その内部に炭素質シートを巻いてなる小さな円筒状体を複数配置することもできる。さらに、一本の糸または繊維状の炭素質ストリップを外形が円形となるように螺旋状に巻くことができる。また、刻状の炭素質ストリップは、互いに絡み合わせて、外形が円形となるように構成することができる。これら種々の形態のいずれか２つ以上を組み合わせることもできる。【００２４】
本発明の喫煙物品における加熱源は、組成の異なる複数種の炭素質ストリップで構成することもできるし、炭素質ストリップと炭素質押し出し中実成形体の組み合わせによって構成することもできる。【００２５】
本発明の炭素質ストリップを含む加熱源は、特にシートの形態にある場合、押し出し中実成形体からなる従来の加熱源のごとく脱落防止と断熱効果による燃焼の持続のために外周全体をガラス繊維等の断熱材で覆う必要は殆どない。すなわち、本発明の炭素質シートを含む加熱源は、エアロゾル発生部を構成する円筒体の先端に後端部が挿入されているだけでその外周のほぼ全体が露出した状態であっても、燃焼中に脱落することがなく、しかも燃焼が持続する。しかしながら、本発明の炭素質ストリップを含む加熱源の外周全体を通常のシガレット巻紙、再生タバコシート（圧延法、スラリー法、抄造法再生タバコシートあるいは不織再生タバコシート等）、高坪量の巻紙（坪量５０ｇ／ｍ2以上）のような紙シート、アルミニウムシート、またはアルミニウムラミネート紙で、あるいは場合によっては本発明で用いる炭素質ストリップを構成する組成物からなる炭素質シートで包被することができる。【００２６】
本発明の喫煙物品は、エアロゾル発生部から発生したエアロゾルに香喫味を付与するために、エアロゾル発生部の後端に香喫味発生材を含む香喫味発生部を付設することができる。香喫味発生材としては、タバコ刻、あるいは特許第３１１８４６２号明細書に記載されている香味発生媒体を用いることができる。香喫味発生材は、エアロゾル発生部の円筒体と同様の円筒体内に収容される。【００２７】
さらに、本発明の喫煙物品は、最後端部に、通常のシガレットに用いられているフィルタを有することができる。【００２８】
本発明の喫煙物品は、全体として、通常のシガレットの外観を有し得る。【００２９】
図１Ａ〜１Ｃは、本発明の喫煙物品の一例を示す概略断面図である。図２Ａ〜２Ｆは、本発明の喫煙物品における加熱源の断面をやや拡大して示す図である。図２Ｇおよび２Ｈは、本発明の喫煙物品における加熱源の長手方向に沿った断面を示す図である。図１Ａ〜図１Ｃは、後に詳述する開口の位置が異なる以外は同様の喫煙物品を示している。【００３０】
図１Ａ〜１Ｃに示す喫煙物品１０は、エアゾール発生部１２、エアゾール発生部１２の先端に設けられた炭素質ストリップからなる加熱源１４、エアゾール発生部１２の後端に設けられた香喫味発生部１６、および香喫味発生部１６の後端に設けられたフィルタ部１８を備える。【００３１】
エアゾール発生部１２は、不燃性材料で形成された円筒体１２１を有する。円筒体１２１内にはエアロゾル発生物質を担持する担体からなる例えば粒子状のエアロゾル発生材１２２が収容されている。【００３２】
加熱源１４は、外形が円形であり、上に説明したように、種々の形態にあり得る。図２に、その形態を示す。図２Ａ〜図２Ｆは、加熱源１４の長手方向に直交する方向の断面を示す。図２Ｇおよび２Ｈでは、加熱源１４の長手方向に沿った断面を示している。図２Ａでは、１枚の炭素質シート１４１が、加熱源１４の先端から後端に延びる複数の空気流路１４２を形成し、外形がほぼ円形となるように折り畳まれて加熱源１４を構成している。折りたたまれた炭素質シート１４１により構成される加熱源１４の外周は、円筒状紙シート１４３により巻かれている。図２Ｂでは、全体の外形が円形となるように多数の炭素質小円筒１４４が束ねられて加熱源１４を構成し、その外周は円筒状紙シート１４３により巻かれている。小円筒１４４の内部空間および小円筒１４４同士の間の間隙が空気流路を形成している。図２Ｃでは、１枚の炭素質シート１４５を、中央部に空洞が存在するように円筒状に巻回し、複数の炭素質小円筒１４４’を円筒の円周部にのみ配置して加熱源１４を構成し、その外周は円筒状紙シート１４３により巻かれている。図２Ｄでは、１枚の炭素質シート１４６を円筒状に巻き、その内部に炭素質シートを巻いてなる小さな円筒状体１４７を複数配置して、加熱源１４を構成している。図２Ｅでは、１枚の炭素質シート１４８を、中央部に空洞１４９が存在するように渦巻き状に巻回して加熱源１４を構成している。図２Ｆでは、１枚の炭素質シート１４１が、加熱源１４の先端から後端に延びる複数の空気流路１４２を形成し、外形がほぼ円形となるように、かつ折り畳み方向が途中から反転するように、折り畳まれて加熱源１４を構成している。折り畳まれた炭素質シート１４１により構成される加熱源１４の外周は、図２Ａと同様に円筒状紙シート１４３により巻かれている。図２Ｇでは、１本の糸状または繊維状の炭素質ストリップ１５０を外形が円形となるように螺旋状に巻いて加熱源１４を構成し、その外周は円筒状紙シート１４３により巻かれている。図２Ｈでは、多数の刻状の炭素質ストリップ１５１を、外形が円形となるように互いに絡み合わせて加熱源１４を構成し、その外周は円筒状紙シート１４３により巻かれている。いずれの場合にも、円筒状紙シート４３１は、上記仮想円筒体と見ることができる。【００３３】
再び図１Ａ〜１Ｃに戻る。香喫味発生部１６は、不燃性材料で形成された円筒体１６１を有し、円筒体１６１内には香喫味発生材１６２が収容されている。【００３４】
フィルタ部１８は、通常のシガレットに用いられているフィルタ部材１８１（例えば、セルロースアセテート繊維トウ）により構成され、その外周は、巻取紙１８２により巻かれている。【００３５】
エアロゾル発生部１２と香喫味発生部１６とフィルタ部１８は、エアロゾル発生部１２の後端部外周と、香喫味発生部１６およびフィルタ部１８の外周全体を覆う例えばシガレット巻紙のような紙シート２０により接続されている。【００３６】
本発明の炭素質ストリップを含む加熱源１４は、通常のシガレットと同様にライターで短時間（例えば、２秒）で着火させることができる。着火後、喫煙物品１０を吸口端部（フィルタ部１８）から吸引すると、空気が加熱源１４内の流路１４２を通って吸引され、過熱源１４の燃焼熱により加熱される。この加熱された空気は、エアロゾル発生部１２を通る間にこれを加熱し、エアロゾルを発生させる。発生したエアロゾルは、香味発生部１６（存在する場合）を通り、香味発生部を加熱し香味成分を放散させる。この香味成分を同伴したエアロゾルは、フィルタ部１８を介して喫煙者によって味わわれる。本発明の炭素質シートからなる加熱源は、喫煙物品が１、２パフ目から喫煙最後までほぼ一定の喫味を呈することと可能とする。【００３７】
なお、喫煙物品１０には、主流煙成分（例えば、二酸化炭素）を希釈するために、喫煙時に空気を取り入れるための開口を有することができる。図１Ａに示す喫煙物品１０では、フィルタ部１８における紙シート１８２と不燃性円筒体１２１を貫通して開口ＯＰが形成されている。図１Ｂに示す喫煙物品１０では、香味発生部１６における紙シート１８２と不燃性円筒体１２１を貫通して開口ＯＰが形成されている。図１Ｃに示す喫煙物品１０では、不燃性円筒体１２１を貫通して開口ＯＰが形成されている。【００３８】
実施例
次に、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。【００３９】
実施例１および比較例１〜２
カーボン粒子３０重量％、炭酸カルシウム４５重量％、グリセリン１５重量％およびアルギン酸アンモニウム（バインダー）１０重量％からなる炭素質シート用混合物を、ミキサーで混合した。この混合物をスラリーとするに必要な量の水を混合物に加えてスラリーを調製した後、さらに混合した。このスラリーを、乾燥後の厚さが約０．１５ｍｍとなるように、金属プレート上に繰り返し流延した。その後８０℃に設定した恒温槽で１時間乾燥した。得られた炭素質シートを、幅１０ｍｍ、長さ９０ｍｍに切断した。【００４０】
加熱源として炭素質材料（組成：カーボン粒子５９．６重量％、炭酸カルシウム１２重量％、グラファイト８．４重量％、アルギン酸アンモニウム１０重量％およびたばこ細粉１０重量％）の押し出し中実成形体（円柱体）からなり、外周全体がガラス繊維で被包されている加熱源を有する以外は、図１Ａに示す構造を有する市販されていた非燃焼型喫煙物品（商品名：エアーズ；エアロゾル発生部１２は、エアロゾル発生物質としてグリセリンを含有し、香喫味発生部１６は、香喫味発生材としてタバコ刻を有する）を用意した。この喫煙物品から加熱源を取り出し、代わりに、上記炭素質シートを図２Ｆに示すように畳んで、紙シートで被包することなく挿入して本発明の喫煙物品（実施例１）を作製した。【００４１】
また、実施例１で用いた混合物と同じ組成の混合物を中実円柱状に押し出し成形し、空気の流路となる軸方向の溝を外周面内に設けて加熱源を作製した。この加熱源を用いて実施例１と同様の手法により、喫煙物品（比較例１）を作製した。【００４２】
こうした作製した実施例１の喫煙物品試料と比較例１の喫煙物品および上記市販されていた喫煙物品（エアーズ；比較例２）をカナダ強制喫煙条件（吸煙容量５５ｍＬ／２秒；吸煙間隔３０秒；ベントブロック１００％）の下で吸煙させた。着火に際し、比較例１の喫煙物品および比較例２の喫煙物品は、日本たばこ協会（ＴＩＯＪ）法に準拠して電気式ライターで３０秒間加熱しなければならなかった。これに対して、実施例１の喫煙物品試料は通常のシガレットと同様２秒で着火することができた。【００４３】
また、本発明の喫煙物品試料、比較例１の喫煙物品および比較例２の喫煙物品をそれぞれ７パフまで吸煙させた。パフ毎に煙を捕集し、総粒状物質（ＴＰＭ）の量を測定した。結果を下記表１に示す。
【表１】
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【００４４】
表１に示す結果から、本発明の喫煙物品は、押し出し成形品からなる加熱源を用いた比較例１の喫煙物品に比べ、喫煙初期（３パフ目まで）のＴＰＭ量が改善されていることが確認された。特に、押し出し成形品からなる加熱源を用いた喫煙物品では中間のパフ（５パフ目近傍および６パフ目）でＴＰＭ量が著しく増大し、大きな極大を有するプロファイルを示す。これに対し、本発明の喫煙物品では、パフ毎のＴＰＭ量の変化幅が小さく、パフ毎のＴＰＭ量についての極大値と極小値の階差が低減しており、１本につき、平均してほぼ一定の喫味を味わうことができることがわかる。また、本発明の喫煙物品は、従来の喫煙物品（比較例２）に比べ、喫煙初期（３パフ目まで）のＴＰＭ量が改善されていることが確認された。また、従来の喫煙物品では中間のパフ（５パフ目近傍）でＴＰＭ量が著しく増大し、大きな極大を有するプロファイルを示す。これに対し、本発明の喫煙物品では、パフ毎のＴＰＭ量の変化幅が小さく、パフ毎のＴＰＭ量についての極大値と極小値の階差が低減しており、１本につき、平均してほぼ一定の喫味を味わうことができることがわかる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図２Ｈ】
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【国際調査報告】
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2009084458.tif 000016
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