(57)【要約】【課題】  高い機械的特性を保持しながら識別可能な表面彩色を有すると共に、表面の高い摺動性（slidability）を有した、複合材料からなる管状部材およびその製造方法を提供する。【解決手段】  繊維が所定方向に沿って存在するように重ね合わされて配列され、重合型母材中に含浸されている構造繊維の複数の層（２）を有しており、所定量の少なくとも１種類の顔料が最外側層（２ａ）の重合体母材中で、実質的に最外側表面に近接する部分にのみに与えられている、複合材料からなる管状部材（１）。【選択図】      図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造繊維の複数の層（２）を有し、前記構造繊維は繊維が所定の方向に沿って存在するように重ね合わされ配列されると共に、繊維が重合タイプの母材に埋め込まれている、複合材料からなる管状部材において、
所定量の少なくとも１種類の顔料が、最外側層（２ａ）の母材中で、実質的に前記母材の最外表面と前記繊維が配列された領域との間のみに与えられていることを特徴とする複合材料からなる管状部材。
【請求項２】
前記外面は少なくとも１つの隆起（３ａ）を有し、前記隆起（３ａ）は前記部材に沿って配設されると共に１２０μｍ未満の高さであることを特徴とする請求項１に記載の複合材料からなる管状部材。
【請求項３】
前記最外側層（２ａ）は、その外表面に沿って、微小かつ均一に設けられた表面凹凸（３）を有し、前記表面凹凸（３）は母材が本来有しているものであり、前記外表面は不透明な外観を有することを特徴とする請求項１に記載の複合材料からなる管状部材。
【請求項４】
前記繊維の最外側層（２ａ）中の重合体母材に存在する顔料粒子（５）は、前後位置、径方向位置、角度位置の全てに規則的で空間的に配分されていることを特徴とする請求項１に記載の複合材料からなる管状部材。
【請求項５】
前記最外側層（２ａ）は前記顔料の存在に起因する内部張力及び変質を生じないことを特徴とする請求項１に記載の複合材料からなる管状部材。
【請求項６】
前記所定量の少なくとも１種類の顔料は、前記部材（１）の表面全体に均一に配分されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の複合材料からなる管状部材。
【請求項７】
前記所定量の少なくとも１種類の顔料は、前記部材（１）の表面の一部にのみ配分されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の複合材料からなる管状部材。
【請求項８】
前記所定量の少なくとも１種類の顔料は、少なくとも１つの特徴的なマークの形状及び色に従って配分されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の複合材料からなる管状部材。
【請求項９】
前記所定量の少なくとも１種類の顔料は、異なる複数の色の基礎顔料を混合することにより構成されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の複合材料からなる管状部材。
【請求項１０】
前記顔料及び重合体母材は同程度のガラス転移温度を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の複合材料からなる管状部材。
【請求項１１】
前記所定量の少なくとも１種類の顔料は、前記部材（１）の表面に割り振られた複数の箇所で分割されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の複合材料からなる管状部材。
【請求項１２】
重合樹脂に埋め込まれた構造繊維の、少なくとも２つの層（２）を重ね合わせると共に、堅固な芯材（８）に巻き付けることによりほぼ管状に成形し、
テープ（９）の少なくとも１つの表面に所定量の少なくとも１種類の顔料を、所望の配分で溶着して色付きテープ（１０）を用意し、
前記芯材（８）に巻き付けられた層（２）の周りに、最外側層（２ａ）に色付き面が接触するように、前記色付きテープ（１０）を巻き付け、
前記芯材（８）に巻き付けられた前記層（２）上の前記色付き層（１０）の上に、第２圧迫テープ（１２）を、締め付けながら、前記芯材（８）上の前記層（２）と色付きテープ（１０）とを圧迫するように螺旋状に巻き付け、
前記芯材（８）、前記層（２）及び巻き付けられた前記テープ（１０）と前記テープ（１２）とを、最外側層（２ａ）の重合体母材内の顔料の拡散を促進すると同時に、前記母材を構成する重合体の熱成形のための架橋を促進するために高温環境に置く
ことを特徴とする複合材料からなる管状部材の製造方法。
【請求項１３】
前記テープ（９）は、不透明な外観の微小表面凹凸（３）を有する少なくとも１つの表面を備えており、前記顔料の溶着は前記凹凸（３）を有する表面になされることを特徴とする請求項１２に記載の複合材料からなる管状部材の製造方法。
【請求項１４】
前記熱成形の後、前記第２の圧迫テープ（１２）及び前記色付きテープ（１０）は、前記芯材（８）が抜き取られる管状部材（１）から取り外されることを特徴とする請求項１２に記載の複合材料からなる管状部材の製造方法。
【請求項１５】
前記色付き層（１０）の巻き付けは、任意に無限の間隔でほぼ螺旋方向に行われることを特徴とする請求項１２に記載の複合材料からなる管状部材の製造方法。
【請求項１６】
前記色付き層（１０）の巻き付けは、任意に間隔なしでほぼ螺旋方向に行われることを特徴とする請求項１２に記載の複合材料からなる管状部材の製造方法。
【請求項１７】
微小な表面凹凸（３）と不透明な外観を有する少なくとも１つの表面を備えた前記テープ（９）は、顔料の恒久的付着ではなく一時的付着に適合した熱可塑性樹脂のような材料からなることを特徴とする請求項１２に記載の複合材料からなる管状部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素繊維複合材からなる管状部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの分野、特にスポーツの分野では、その軽量性と共に優れた機械的特性により、炭素繊維複合材からなる管状部材を、例えば釣り竿のほか、ウィンドサーフ（或いはセーリングボート）のマスト、ゴルフクラブ、スキーポールなどの用具を製造するために利用する必要がある。
様々な理由により、これらの部材は彩色される（或いは模様や文字を持つ）外面を有する必要がある。但し、このような彩色は、機械的特性を阻害するものであってはならず、かつスポーツ用具が使用されている際に与えられる圧迫による摩滅を防止可能な耐性を有する必要がある。
【０００３】
特に、炭素繊維製のルーベシアン（Roubaisienne）技術による釣り竿は、（最高の動的弾性機能を大幅な軽量化と外部環境条件に対する良好な耐性と組み合わせることにより）近年最も優れた機械的特性を有する釣り竿となっている。
ルーベシアン（Roubaisienne）型の釣り竿を用いた釣りの技術は、竿の長さを変更してそれぞれの場合に適正な動きがとれるように、釣りを行っている間に（相互の挿入により）継続的に組み立て及び分解できるような竿の分割が要求される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
釣りの間、これらの炭素繊維製の釣り竿は太陽光の放射を受け、太陽の下で長い時間が経過した後、その外面は相当過剰に加熱され、このことはこの竿を使用する釣り人に不快な感覚を与えることとなる。
太陽照射による加熱を低減するためには、表面が黒でなく、より好ましくは反射のない表面を有する炭素繊維製の釣り竿を用いるとよい。
【０００５】
竿部材の外部塗装は、塗装の溶着層が竿の弾性反応や太さを変えてしまうため、あまり有効な解決にはならない。塗装された外面を有する竿を使用する際には、使用者の手が頻繁に作用するような表面は短時間に色を失い、色付けによって得られた利点がなくなってしまうことに注意する必要がある。
塗装の良好な耐性を確保するためには、（塗装の前に）棒材の表面を少し研磨して顔料の結合をより確実にすることが考えられるが、このような方法は最外側にある炭素繊維を傷つけることになり、素材の機械的特性を低下させることになる。
【０００６】
色付けされた接着フィルムの採用も、重量の増加により棒材の弾性応答特性が大きく変わるため、かなり効果のないものと考えられる。
いずれの場合においても、色付けされた層が棒材の外面を実質的に変化させ、概してその摺動性（slidability）を減少させる。
ルーベシアン（Roubaisienne）型の竿を用いた釣りにおいて、釣りの動作は竿部材の挿入や分離による延長或いは短縮が可能となる竿のモジュール化に基づくものであるため、釣り人の手における摺動性は重要なものとなる。竿でこのような機能を発揮するには、使用者の手のひらで竿が摺動する必要があり、このような機能は、（釣り糸に釣り下がった魚や、竿自体の重さにより）負荷がかかっている状態で発揮されることが多く、この摺動性をできるだけ良くすることが重要となる。
【０００７】
光の照射による表面の過剰な加熱は、リールを備えた伸縮自在な竿で釣りをする際にも問題となる。
一方、通常の方法によって得られた彩色は、リールからの釣り糸の外面での摺動性を変化させ、キャスティングの際の不具合を生じるため賢明ではない。釣り人が意図した場所に向けて餌を投げ込む際に、釣り糸は素早くリールから解き放たれ、様々な棒材の外面を滑りながら素早く移動する。外面に対する釣り糸の摩擦が低いほど、キャスティングの際に餌が届く距離は長くなる。
【０００８】
ルーベシアン（Roubaisienne）型の釣り竿の異なる部分の迅速な識別を可能にして、釣り大会の構成を容易にする必要があると共に、（例えば、同系列であるがために容易に混在してしまうような）個々の伸縮式釣り竿に個別の特徴を与えるため、別々に色付けされた小さな部分（理想的には模様や、文字、或いはイニシャルなど）を設ける必要がある。現在のところ、これは塗装、或いはスクリーン印刷、又は接着性の薄板を用いることによってのみ可能である。
【０００９】
類似するものの特性が異なる部材を素早く識別することができるように、管状部材の外面を改造したり、異なる色付けをすることの必要性は、他の多くのスポーツ分野（例えば帆走スポーツのマスト、ゴルフクラブ、テニスラケット、或いはスキーポールなど）においても感じられる。
本発明の目的は、彩色された領域から彩色されていない領域にかけて、重量、太さ、及び凹凸の変化が生じることのない、彩色された複合材からなる管状部材を提供することにより、列挙した不具合を回避し、上述した要求に応えることにある。
【００１０】
実際的には、本発明の目的は、その機械的特性を保持した識別可能な表面彩色を有する管状部材を提供することにある。
有益なことに、本発明の別の目的は、表面の高い摺動性（slidability）を有した管状部材を提供することにある。
これらの目的の中で、本発明の更なる目的は、単純で、実際に比較的提供しやすく、使用上安全であり、作業に効果的で、比較的低コストな管状部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
これらの目的は、繊維が所定の方向に沿って存在するように重ね合わされ配置された構造繊維の複数の層を有し、前記繊維が重合型母材に埋め込まれている、複合材からなる管状部材であって、予め定められた量の少なくとも1つの色を、実質的に最外側表面に最も近い最外側層の重合体母材中に有することを特徴とする、複合材からなる管状部材によって達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の更なる特徴及び利点は、添付図面の非限定的な例で示される、好ましいがこれに限定されない炭素繊維からなる管状部材の実施形態についての以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。
各図において、本発明による複合材からなる管状部材は、全般的に符号１で示される。
以下の説明では釣り竿用の部材１を述べているが、この説明は本実施形態のみに限定されるものではなく、得られる特性及び使用される製造方法は、釣り竿、帆走スポーツ用のマスト、テニスラケット、スキーポールなどのための構成部材として提供可能な全ての部材１に対して同様である。
【００１３】
釣り竿の各部材１は、複合材（構造繊維と重合体母材）からなる複数の層２（２ａ，２ｂ，２ｃ）により構成されており、複合材は繊維が所定の方向に沿って存在するように重ね合わされ配置されることによって、層２の機械的特性がその方向で最も効果的となるようになっている。
これらの層２のそれぞれにおいて、繊維（一般的には炭素繊維であるがガラス繊維やその他の材料を代わりに使用することが可能である）が、重合型母材の中に埋め込まれており、この母材は一般的に熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂）によって構成され、この熱硬化性樹脂は、熱成形として知られている管状部材１の最終製造工程で重合される。
【００１４】
特に効果的な実施形態では、本発明により設けられた部材１の最外側層２ａは、その外面に、均一に形成された微小な表面凹凸（roughness）３を有している。
この微小凹凸（roughness）３の存在は、層２に浸透した樹脂の機械的特性によって生じる部材１の表面の硬さと相俟って、表面に対する釣り人の手の滑りを容易にし、微量の湿り気が表面に連続するくぼみに保持され、実質的に一種の潤滑を与える。
【００１５】
従来の釣り竿の滑らかな表面に対し、迅速な摺動性（slidability）により、長い期間使用する場合の使用者の手のひらの摩耗を大幅に低減し、釣りの行為において大幅な改善がある。
既に言及したとおり、上述の解決策は釣り竿の部材１に関するものであるが、例えばウィンドサーフのマストに容易に摺動可能でなければならない帆のバッグ（bag）など、他のスポーツにおいて想定される多くの状況において表面の摺動性は有用なものである。
【００１６】
別の実施形態では、部材１の表面は全て（研磨によって）滑らか、或いは（研磨による）滑らかな表面と微小凹凸（本来有している不透明性）３のある表面という極端な２つの場合の間にある程度の表面粗さを有している。
最外側層２ａの重合体母材は所定量の少なくとも１つの顔料（color）を含んでおり、色付けされた樹脂４（顔料が存在する層２ａの母材部分）が釣り竿部材１に照射する太陽光の一部の反射を確実にし、従来の釣り竿よりも低い温度に維持する。
【００１７】
炭素繊維を基材とする複合材からなる従来の釣り竿は、極端に黒くかつ光沢があり、このような表面の特性から、太陽光の放射により（既に述べたように部品の組み立てや分解で手を触れたときに不快、或いは痛みを感じるような）高温となる可能性がある。
顔料（color）は層２ａの外面には配分されず、外面となる領域の重合体母材内で分散されるため、色付けされた樹脂４中に存在する基本的な顔料粒子が層２ａ中に存在する。
【００１８】
最も外側の領域において層２ａの複合体の母材を構成する重合体母材中に粒子５が埋め込まれており、本質的な観点から部材１に特定の色付けをする（層２ａの成分の１つである重合体樹脂は、顔料粒子５の存在により色付けが決定されると考えられる）。
顔料粒子５の存在のために層２ａの表面が凹凸（roughness）３に変化を生じることはない。
【００１９】
通常、層２ａの外面は、部材１に沿って螺旋状に設けられ、高さが減少する隆起（ridge）３ａを有しており、隆起３ａが実質的に微小である場合や、或いは省略される場合もありえる。
層２ａの構造繊維（炭素繊維）６は、実質的にそのままの状態であり、個々のファイバー６の間に挿入された色付き樹脂中の顔料の粒子の存在によって生じる内部張力を受けることはない。これは、顔料の粒子５の浸透が層２ａ全体に影響するのではなく最外側領域のみに影響するからであって（従って、構造繊維６には影響しない）、粒子５が母材を構成する重合体樹脂中に均一に埋め込まれているからである。
【００２０】
可変量の顔料の粒子５が重合型の母材の内部に与えられ（埋め込まれ）、均一に配分されており、このことは、釣り竿部材１の外観が色の配分について均一であることを確実にして、顔料粒子５の量が少ない場合であっても、更に色付けされた（或いはより色付けされない）領域を見分けることが困難となることを確実にする。
顔料の粒子５は竿部材１のある部分のみに配分することも可能であり、このようにして竿部材１の表面に、例えば特有のシンボルやマークに応じた形や特定の色の組み合わせを設けることが可能となる。本実施形態の利点は、層２ａの外側領域において顔料(color)が層２ａの重合体母材と混合されることにより、このようにして与えられたマークが摩滅することがないということである。
【００２１】
もう１つの可能性は、色付けされた樹脂４に、異なる色の基礎顔料（pigment）５の混合物を与えることにより、竿部材１の表面にあらゆる種類の色や模様を形成することができることである。
この改善は、管状部材１が用いられる全ての分野にとって、明らかに大きな利益のあるものとなる。特にスポーツの分野では、その使用を容易にすると共に、外観をよりよくするために、器具の表面に特定の彩色をしたり、マークや特有な模様をつけたりすることができ極めて有用である。
【００２２】
顔料（color）の粒子５及び重合体母材は、同程度のガラス転移温度を有しており、これにより、熱成形の間に顔料の粒子５が、２つの材料の一方が他方より先に硬化したり、更には過度の高熱によって変質したりするといった危険を生じることなく、母材内で分散することができる（このとき初期柔軟化が行われる）。
管状部材１を得るため、重合体樹脂と一体になった少なくとも２つの構造繊維２の層を重ね合わせると共に、（通常は金属製の）堅固な芯材８の周囲に巻き付けることにより実質的に管状に成形する必要がある。
【００２３】
テープ９には、少なくとも１種類の顔料（color）の粒子５を所定の配分で予め溶着しておく必要があり、テープ９はその両方の平面が全体的に滑らかである（光沢がある）ようにすることができ、或いは微小な表面凹凸（roughness）３を有する少なくとも１つの表面を設けることができる。そして、微小な表面凹凸３のある表面を有している場合は、前記溶着はその面になされる。
【００２４】
顔料粒子５は、輪転グラビアや現存の印刷（或いはフレキソ印刷、スクリーン印刷、その他目的に合う他の方法）というような従来の手法によって、適正な装置１１内で溶着される。
この時点で、芯材８に巻き付けられた構造繊維の層２の上に色付けテープ１０を、色付けされた表面が繊維の最外層に接触するようにしながら、ほぼ螺旋状に巻き付ける必要がある。
【００２５】
テープ１０を最大角度或いは角度なしで巻き付けたい場合には、テープ１０は部材１に対して縦に配列される（或いは、テープ１０が角度なして配列され部材１の長さほど幅広くなる場合には横に配列される）。
テープ１０を無限大の間隔（或いは間隔なし）で巻き付けたい場合には、テープ１０は部材１に対して縦に配列される（或いは、テープ１０が間隔なして配列され、部材１の長さほどの幅がある場合には横に配列される）。
【００２６】
巻き付けられた色付けテープ１０上への第２の巻き付けは、よりきつく強力に行われるものであって、追加の圧迫テープ１２により、再び螺旋状の配列で、但し今回は狭い間隔で行われなければならない。
第２の巻き付けを行った後、芯材８、繊維の層２及び巻き付けられたテープ１０とテープ１２は、最外側層２ａの重合体母材中での顔料粒子５の拡散を促進し、最外側層２ａの外面上に色付けテープ１０の微小表面凹凸３を与え（このような表面の特性を有するテープが選択された場合）、熱成形母材を構成する重合体の架橋を促進するため、高温環境下に置かれなければならない。
【００２７】
微小な表面凹凸３を有する少なくとも１つの表面を備えたテープは、色粒子５の恒久的ではなく一時的な付着に適合する（それにより、熱成形中の前記粒子の分離及び層２ａの母材内への移動を容易にする）熱可塑性樹脂の材料からなる。
熱成形工程の後、管状部材１は芯材８から抜き取られ、テープ１０及びテープ１２が部材１の表面から取り去られる。その結果、（テープ１０から解放された）顔料粒子５の層２ａ内への拡散により色が残ると共に、テープ１０によって与えられた微小表面凹凸３が残る。
【００２８】
発明の作用は直感的であり、本発明による部材１で構成された釣り竿を使用することにより、釣り人はその表面上の微小凹凸（roughness）３の存在によって生じる高い表面摺動性（slidability）により、動作を容易にする。上述したように、水の粒子を部材１の表面にある微細な穴や窪みにとらえることは、釣り人の手のひらの中でその最大限の摺動性（slidability）を確保する。この摺動性は、リールから解き放たれた釣り糸が送り出されているときに、最大限の摺動性をもって表面を滑っていくので、伸縮型の釣り竿の場合でさえもすぐに確認することができる。この微小凹凸３は、キャスティング中の釣り竿の空気抵抗を低減することに留意すべきである。同様にウィンドサーフの帆のバッグ（bag）は柱に沿って容易に摺動し、組付けを容易にする。
【００２９】
更に、部材１の表面は、重合体母材内における色の拡散によって特定の色を有し、これにより管状部材１は、（使用者の技術的要求のみならず商業的な要求に応じて）どのような色でも有することができる。
また、都合のよいことに、前記彩色は使用によって摩滅することはなく、色が適用される領域の厚みの増大に気付くことはない。
【００３０】
更に、都合のよいことに、顔料は重合体母材内に埋め込まれ、その結果所望の彩色が得られるために必要となる顔料の量は極めて少ないため、重量の増加に気づくことがない。
また、都合のよいことに、部材１を得るための方法は、選択された彩色を得るのに必要とされる顔料の量が少なく、顔料の散乱も最低限であり、テープへの顔料の溶着が（部材１の表面に直接ではなく、従来の彩色に対して）より少ない量の溶剤を必要とする高効率の方法により行われるので、表面着色の従来方法よりも汚染物質がはるかに少ない。
【００３１】
顔料は、隣接する繊維間に粒子５の介在による内部張力を生じることなく、（製造者の要求に従い）棒状の部材１に沿って均一に配分される。
本発明による管状部材１の提供は、上述した方法により、部材１に模様（ロゴや文字さえ）を刷り込むことを可能にする。これらの刷り込みは棒状の部材１の機械的及び構造的な特性を変えるものではないにもかかわらず、他の類似品との識別性を与え、製品の区別を確実にする。
【００３２】
以上のように、本発明が所要の目的を達成することが示された。
このように表された本発明は、添付された請求項の範囲内で多くの修正や変更を許容するものであり、全ての詳細は更に他の技術的均等物に置き換えることが可能である。
以下の実施形態において、特定の例に関して得られる個々の特徴は、他の実施形態に存在する異なる特徴と実際に交換してもよい。
【００３３】
更に、特許審査の過程で既に知られていると判明したあらゆるものは、権利請求するものではなく、権利放棄の対象となるものである。
形状や寸法のほか、使用された材料は、それによって添付請求項の保護範囲を放棄することなく、要求に従うものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】重合体母材中に埋め込まれ重ね合わされた構造繊維の複数の層を示す概略斜視図である。
【図２】堅固な芯材上の層の配置を示す概略斜視図である。
【図３】プラスチックのような材料からなるテープ表面への顔料のフィルムの溶着を示す概略斜視図である。
【図４】芯材上に配置された繊維層の上に、部分的に重ね合わせてテープの幅にほぼ対応した間隔の第１の方法により、色付けされたテープを巻き付ける状態を示す概略斜視図である。
【図５】芯材上に配置された繊維層の上に、無限の間隔の第２の方法により、色付けされたテープを巻き付ける状態を示す概略斜視図である。
【図６】前記色付けされたテープ上に、間隔をつめて第２の圧迫テープを巻き付ける状態を示す概略斜視図である。
【図７】２つのテープが巻き付けられた部材の加熱状態を示す概略斜視図である。
【図８】本発明に係る管状部材の概略斜視図である。
【図９】本発明に係る管状部材の概略斜視図である。
【図１０】色付けされたテープが巻き付けられた管状部材の一部の拡大断面図である。
【図１１】色付けされたテープが巻き付けられた管状部材の一部の、熱成形中における拡大断面図である。
【図１２】本発明に係る管状部材の一部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  管状部材
２  構造繊維の層
２ａ  最外側層
３  微小表面凹凸
３ａ  隆起
５  顔料粒子
６  構造繊維
８  芯材
１０  色付けテープ
１２  圧迫テープ
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2006034292.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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