(57)【要約】      （修正有）【課題】リバースロールコータ方式による塗布装置を用いて、広幅な塗布、例えば、全塗布幅が１０００ｍｍ以上３０００ｍｍ以下であるような広幅な塗布を行うに際しても、幅方向に均一な塗布膜厚さで塗布することを可能にする塗布装置と塗布方法を提供すること。【解決手段】転移ロールと、該転移ロール上に塗布液を供給する塗布液供給手段と、前記転移ロールと間隙を隔てて配置された計量ロールとからなり、前記塗布液供給手段により前記転移ロール上に供給された塗布液を前記間隙を通過させることにより計量し、該計量された塗布液を前記転移ロールによりウェブの表面に塗布する塗布装置であり、該計量ロールを転移ロールの軸方向と平行に複数個配置してなる塗布装置で、塗布全幅分の塗布液の計量を該複数個の計量ロールで幅方向に分担して行うように構成。【選択図】図３
2006095482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転移ロールと、該転移ロール上に塗布液を供給する塗布液供給手段と、前記転移ロールと間隙を隔てて配置された計量ロールとからなり、前記塗布液供給手段により前記転移ロール上に供給された塗布液を前記間隙を通過させることにより計量し、該計量された塗布液を前記転移ロールによりウェブの表面に塗布する塗布装置であり、該計量ロールを転移ロールの軸方向と平行に複数個配置してなることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
複数個の計量ロールが、ロール軸方向に相互に重複する部分を有するように配置されていることを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
【請求項３】
全塗布幅が、１０００ｍｍ以上３０００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の塗布装置。
【請求項４】
前記間隙が、５０μｍ以下のものであることを特徴とする請求項１、２または３記載の塗布装置。
【請求項５】
塗布液供給手段により転移ロール上に供給された塗布液を、該転移ロールと間隙を隔てて配置された計量ロールとの間隙を通過させることにより計量し、該転移ロールからウェブの表面に塗布する塗布方法において、前記計量ロールを転移ロールの軸方向と平行に複数個配置して、塗布全幅分の塗布液の計量を該複数個の計量ロールで幅方向に分担して行うように構成したことを特徴とする塗布方法。
【請求項６】
複数個の計量ロールが、ロール軸方向に相互に重複する部分を有するように配置されていることを特徴とする請求項５記載の塗布方法。
【請求項７】
全塗布幅が、１０００ｍｍ以上３０００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項５または６記載の塗布方法。
【請求項８】
前記間隙が、５０μｍ以下のものであることを特徴とする請求項５、６または７記載の塗布方法。
【請求項９】
前記塗布液の粘度が、１Ｐａ・ｓｅｃ以上、１０００Ｐａ・ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項５、６、７または８記載の塗布方法。
【請求項１０】
請求項１から４のいずれかに記載の塗布装置を用いてシート状基材に樹脂を塗布することを特徴とする樹脂シートの製造方法。
【請求項１１】
請求項５から９のいずれかに記載の塗布方法を用いて、シート状基材に樹脂が塗布された樹脂シートを製造することを特徴とする樹脂シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェブと称されるフィルム、紙、布、金属等からなるシート状基材の表面にさまざまな機能性を与えるために塗布液を塗布するための塗布装置および塗布方法に関し、更に詳しくは、特にリバースロール方式による塗布装置を用いて、広幅な塗布、例えば、全塗布幅が１０００ｍｍ以上３０００ｍｍ以下であるような広幅な塗布を行うに際しても、シート状基材の幅方向において塗布液の塗膜厚みのバラツキがほとんどない均一な塗布膜厚さでの塗布を可能にする塗布装置および塗布方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からフィルム、紙、布、金属などからなるシート状基材の表面に、さまざまな機能を付与し得る塗布液を塗布するコーティング技術が知られており、それぞれの分野でさまざまなコータが用いられてきている。
【０００３】
中でも、例えば、樹脂などの比較的高粘度の塗布液の塗布にあたっては、リバースロールコータが適しているとされている。
【０００４】
近年、コーティング製品の高品位化の要求に対応し、塗膜厚みの非常に厳密な均一化の要求が高まってきており、例えば、樹脂コーティングにおいてはサブミクロンオーダの精度の実現が要求されるようになってきている。
【０００５】
一方、従来からロールコータにより塗布される塗膜の幅方向の厚さ分布が均一になるように調整する方法の提案がされている。例えば、塗布ロールに対して計量ロールの回転軸芯を傾斜させることにより、両ロール間のクリアランスを軸方向中央部から両端部側に向けてそれぞれ徐々に大きくして、ウェブに対する幅方向の塗膜厚みを制御する方法などが提案されている（特許文献１）。
【０００６】
また、リバースロール塗布方式において、温度調整手段により塗布ロールへ供給する塗布液の温度を幅方向に調整することにより塗布液の物性を変更し、適正な幅方向膜厚分布を得るという手法が提案されている（特許文献２）。
【０００７】
また、計量ロールと転移ロールのそれぞれのロール径を端部から中央部に向けて変更することにより両ロール間のクリアランスを調整し、ウェブに対する幅方向の塗膜厚みを調整する手法（ロール・クラウン）や、計量ロールと転移ロールの自重による撓みやロール間の樹脂圧による撓みなどを相殺する方向に前記したロールのいずれか一方をまたは両方を湾曲させることにより両ロール間のクリアランスを調整し幅方向厚みの均一化を図る手法（ロール・ベンド）等が、公知技術として良く知られている。
【０００８】
しかし、これらの従来技術には、以下に記載するようにいくつかの欠点があった。
【０００９】
すなわち、特許文献１の方法においては、計量ロールと転移ロールの軸芯が相互に傾斜して配置されており、そのままではロール軸方向に推力が作用するため、装置フレームの剛性アップ、特殊な軸受が必要となり設備コストが増大する。
【００１０】
また、特許文献２の方法においては、温度依存性が高い物性を有する塗布液を用いる際には、温度調整手段による微妙なコントロールが困難であるために、良好な塗布状態を達成できず不適であり、また、より広幅の塗布を行う際には該調整手段を多数設置する必要があるなど設備コストの増大を招く弊害も考え得る。
【００１１】
また、ロール・クラウンの方法においては、最終製品の種類・用途に合わせて塗布液を物性の異なるものに変更する場合や、ウェブに対する塗工厚みを塗布条件（ロール速度比、ロール間のクリアランス）を変更することによって調整する場合に、ロール形状が固定されているために対応することができず、別途条件に適合した形状の異なるロールに交換する必要があるなど複雑な装置構成を採らざる得ない。また、ロール・ベンドの方法を用いる場合には、撓み補正量を稼ぐために、ロールに大きな負荷（ベンド力）を付与する必要があり、このためには装置フレームの剛性アップ、軸受強度アップが必須である。
【００１２】
以上述べてきた従来技術では、近年の高効率化、低コスト化指向に伴い、より広幅の塗布を行おうとした際などに生ずる幅方向での塗膜厚みの変動には有効ではなかった。
【００１３】
すなわち、広幅化のためにロール幅を長尺化すると、計量ロール、転移ロール等において、それぞれのたわみが増大し、計量ロールと転移ロールのロール間のクリアランスが幅方向において不均一となり、その結果、幅方向の塗膜厚みにムラが生ずるとの問題がある。
【００１４】
このような状況を図１と図２を用いて説明すると、図１（ａ）、（ｂ）は、一般的なリバースロールコータの機構をモデル的に示したものであり、（ａ）は概略モデル斜視図、（ｂ）は概略モデル側面図である。
【００１５】
リバースロールコータは、一般に、ウェブの搬送ロール１、転移ロール２、計量ロール３とを有してなり、図示していない塗布液供給手段から供給されて塗布液溜まりに貯まった塗布液４は、転移ロール２と計量ロール３との間に形成される間隙Ｃを通過することにより計量されて、転移ロール２上に塗布液膜６を形成し、さらに、ウェブの搬送ロール１により搬送されてくるウェブ上に転写されてウェブ上に塗布膜７として塗布される。
【００１６】
このようなリバースロールコータにおいて、一般に、広幅な塗布、例えば、全塗布幅が１０００ｍｍ以上３０００ｍｍ以下であるような広幅な塗布を行う場合には、転移ロール２、計量ロール３もそれに対応してともにより長尺のロールとなるが、そのように長尺となると、ロール間の樹脂圧による両ロールの撓みが増大し、その影響により、ウェブに転写される塗膜厚さが幅方向において均一ではないという現象を起こす。
【００１７】
図２は、かかる現象を説明するモデルであり、図２（ａ）はリバースロールコータの要部をモデル的に示した概略モデル側面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の転移ロール２、計量ロール３間に生ずるクリアランス（間隙）の状況をモデル的に示した概略モデル正面図、図２（ｃ）は、図２（ｂ）に示した状態のもとでウェブ５上に形成される塗布膜７の状況をモデル的に示した概略モデル正面図である。
【００１８】
特に、高付加価値製品である薄膜製品（一般的に、１０〜５０μｍの製品塗膜厚さのものが多い）においては、一般に先端産業と呼ばれる技術分野で使用されるものであることも多く、より高精度な塗布が要求され、塗布厚みの精度は厳密な管理が必要な場合が多いのであるが、特に、薄膜を形成するために前述クリアランス（間隙）条件を小さくした塗布を行う場合には、樹脂圧は、該クリアランス（間隙）の逆数に比例して大きくなり、樹脂圧が増加し両ロール間のクリアランス（間隙）を押し広げようとする力が働く。かかる力が両ロールに作用するので、ロール長さが長尺になるほど、ロール撓みは増大し、幅方向の塗膜厚みムラも増大する。
【００１９】
この結果、特に１ｍ以上の広幅で、かつ１００μｍ以下、更に５０μｍ以下などの薄い膜厚さで、ウェブ上の全幅方向において精度の良い均一厚さを有する塗布膜を形成させることは、むずかしいものであった。
【００２０】
このような従来技術の背景には、特にリバースロール方式の塗布においては、薄い塗布膜を形成するという前提のもとで、更に、厳密な微細なオーダーでの塗布膜の厚さムラコントロールまでは要求されていなかったことがあると解されるものである。
【００２１】
すなわち、塗布方式には、リバースロール方式だけに限られず、他の方式もあるのであって、広幅化（長尺化）に伴う重量増加や加工精度の維持という点でも技術的困難さがあるリバースロール方式は、具体的な検討がされていなかったのが現状である。
【００２２】
他の方式として、例えば、ブレード（刃）コータを用いた塗布方式において、幅方向に均一に塗布をするために、ブレードに沿って設けられたソリッドバーの垂直方向の上部位置に塗布膜のプロファイル調整機構を有したプロファイラーを幅方向に複数個設置したという提案がされている（特許文献３）。
【００２３】
しかし、この提案におけるようにブレード方式で本発明の対象とする高粘度樹脂を計量すると筋ムラ等の欠点を生じ、薄い塗布膜を幅方向に均一に形成することを実現し得ず、また、この提案中のプロファイラーを用いてリバースロール方式における計量ロールを押圧すると、該押圧部で摩耗を生じ良好な塗布状態を維持できないものであった。
【特許文献１】特開平１０−２１６５９０号公報
【特許文献２】特開平５−４９９９３号公報
【特許文献３】特開平７−１０８２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明の目的は、上述したような点に鑑み、特に、リバースロールコータ方式による塗布装置を用いて、広幅な塗布、例えば、全塗布幅が１０００ｍｍ以上３０００ｍｍ以下であるような広幅な塗布を、比較的薄い塗膜厚さで塗布を行うに際しても、幅方向に均一な塗布膜厚さで塗布することを可能にする新規な塗布装置と塗布方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上述した目的を達成する本発明の塗布装置は、以下の(1) の構成からなる。
（１）転移ロールと、該転移ロール上に塗布液を供給する塗布液供給手段と、前記転移ロールと間隙を隔てて配置された計量ロールとからなり、前記塗布液供給手段により前記転移ロール上に供給された塗布液を前記間隙を通過させることにより計量し、該計量された塗布液を前記転移ロールによりウェブの表面に塗布する塗布装置であり、該計量ロールを転移ロールの軸方向と平行に複数個配置してなることを特徴とする塗布装置。
【００２６】
また、かかる本発明の塗布装置において、好ましくは、以下の(2) 〜(4) の具体的構成からなるものである。
（２）複数個の計量ロールが、ロール軸方向に相互に重複する部分を有するように配置されていることを特徴とする上記(1) 記載の塗布装置。
（３）全塗布幅が、１０００ｍｍ以上３０００ｍｍ以下であることを特徴とする上記(1) または(2) 記載の塗布装置。
（４）前記間隙が、５０μｍ以下のものであることを特徴とする上記(1) 、(2) または(3) 記載の塗布装置。
【００２７】
また、上述した目的を達成する本発明の塗布方法は、以下の(5) の構成からなる。
（５）塗布液供給手段により転移ロール上に供給された塗布液を、該転移ロールと間隙を隔てて配置された計量ロールとの間隙を通過させることにより計量し、該転移ロールからウェブの表面に塗布する塗布方法において、前記計量ロールを転移ロールの軸方向と平行に複数個配置して、塗布全幅分の塗布液の計量を該複数個の計量ロールで幅方向に分担して行うように構成したことを特徴とする塗布方法。
【００２８】
また、かかる本発明の塗布方法において、好ましくは、以下の(6) 〜(9) の具体的構成からなるものである。
（６）複数個の計量ロールが、ロール軸方向に相互に重複する部分を有するように配置されていることを特徴とする上記(5) 記載の塗布方法。
（７）全塗布幅が、１０００ｍｍ以上３０００ｍｍ以下であることを特徴とする上記(5) または(6) 記載の塗布方法。
（８）前記間隙が、５０μｍ以下のものであることを特徴とする上記(5) 、(6) または(7) 記載の塗布方法。
（９）前記塗布液の粘度が、１Ｐａ・ｓｅｃ以上、１０００Ｐａ・ｓｅｃ以下であることを特徴とする上記(5) 、(6) 、(7) または(8) 記載の塗布方法。
【００２９】
また、本発明の樹脂シートの製造方法は、以下の(10)または(11)の構成を有する。
（１０）上記(1) から(4) のいずれかに記載の塗布装置を用いてシート状基材に樹脂を塗布することを特徴とする樹脂シートの製造方法。
（１１）上記(5) から(9) のいずれかに記載の塗布方法を用いて、シート状基材に樹脂が塗布された樹脂シートを製造することを特徴とする樹脂シートの製造方法。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１にかかる本発明によれば、リバースロールコータ方式による塗布装置を用いて、広幅な塗布、例えば、全塗布幅が１０００ｍｍ以上３０００ｍｍ以下であるような広幅な塗布を、更に、転移ロールと計量ロールとの間隙が、例えば５０μｍ以下などと狭い間隙量で塗布を行うに際しても、幅方向に均一な塗布膜厚さでバラつきなく塗布することを可能にする塗布装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面等を用いて、更に詳しく本発明にかかる塗布装置について説明をする。
【００３２】
図３は、本発明にかかる塗布装置の一例を示した概略モデル斜視図である。
【００３３】
本発明の塗布装置は、計量ロールを転移ロール２の軸方向と平行に複数個配置してなることに特徴を有するものであり、図３に示したように、例えば２個の計量ロール３、３′を設けて、それぞれの計量ロールで幅方向に分割して計量するようにしたものである。
【００３４】
図３において図示はしていないが、計量ロール３、３′には、それぞれロールシャフトが設けられていて、それぞれの計量ロール３、３′が、転移ロール２と同一のロール間間隙を有してそれぞれが設定できるようにされている。
【００３５】
本発明において、複数個の計量ロール３、３′は、ロール軸方向に相互に重複する部分を有するように配置されていることが好ましい。すなわち、図３に示した各計量ロール３、３′の幅Ｌ1 、Ｌ2 を合計すると、単一の計量ロールとして構成したものよりも長さが長いものであることが好ましく、本発明者らの各種知見によれば、該ロール軸方向に相互に重複する部分は、１０〜１００ｍｍの範囲が好ましい。かかる範囲で該ロール軸方向に相互に重複する部分を有することにより、幅方向に各計量ロール間の継目を残すことなく塗布することが可能となる。
【００３６】
本発明の塗布装置は、前述のとおりに、広幅の塗布を行う場合に転移ロール長さおよび計量ロール長さが長くなることに基づく塗布膜の厚さムラの発生を防止することが実現できたものであり、特に、全塗布幅が、１０００ｍｍ以上３０００ｍｍ以下であるような場合に用いるのが効果も大きく好ましい。特に、好ましくは、１０００ｍｍ以上２０００ｍｍ以下の全塗布幅のウェブに対して塗布を行う際に、本発明の装置を用いれば効果的である。
【００３７】
また、前述のとおりに、塗膜厚さが薄い塗布に用いればより効果が大きく好ましいものであり、特に、転移ロールと計量ロールの間の間隙が５０μｍ以下の場合に用いると好ましい。
【００３８】
複数個配置する計量ロールの数は、特に限定されるものではないが、通常は、設置スペースや駆動系の煩雑を防ぐことなどの関係から、２個〜３個の範囲内とするのが好ましく、また、その１個１個の計量ロールの径は、１００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲内とするのが好ましい。
【００３９】
各計量ロールの幅（ロール軸方向長さ）は、すべての計量ロールで同一幅（ロール軸方向長さ）である必要は必ずしもなく、異なっていてもよい。また、計量ロールを幅方向に複数個配置することにより、同一の径で単一の計量ロールを配置する場合に比して各計量ロールのロール長が短くなり、ロール撓みを小さく抑えることができる。例えば、両端支持の梁に対して等分布荷重を加えた場合の最大撓み量が梁の長さの４乗に比例するということを考慮すると、単一の計量ロールに対して、各計量ロールのロール長が１／２になれば、ロール撓みを１／１６に抑えることができることになる。かかる効果を幅方向全体で勘案すると塗膜厚さムラの発生の防止を実現できることになる。
【００４０】
本発明の塗布装置は、塗布液の粘度が、１Ｐａ・ｓｅｃ以上、１０００Ｐａ・ｓｅｃ以下であるときに効果をより大きく発揮するので好ましい。特に、１Ｐａ・ｓｅｃ以上、１０００Ｐａ・ｓｅｃ以下である粘度範囲では、前記した計量ロールと転移ロールの間の間隙（クリアランス）を狭くして広幅塗布を行う場合に、樹脂圧が増加し、該クリアランスを押し広げようとする力も増加するが、かかる力の増加に対して計量ロールを幅方向に複数個配置することで、撓み量を抑制することができるので本発明の塗布装置が好適なのである。
【００４１】
本発明にかかる塗布装置を用いて、シート状基材に所望の樹脂などの塗布液を、幅広でかつ薄い膜厚さで塗布をして、所望の樹脂コーティングが施された各種シートを製造することができる。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例に基づいて具体的に本発明の塗布装置、塗布方法について説明する。
【００４３】
実施例１
図３に示すように、本発明の塗布装置の特徴的な構成を採用したリバースロールコータにて塗布を行った。すなわち、同一幅（Ｌ１＝Ｌ２）の２個の計量ロール３、３’を、ロール軸方向に５０ｍｍ相互に重複する部分を有するように配置した。また、計量ロール３、３’の周速度を７ｍ／分とし、転移ロール２の周速度を１０ｍ／分とした。さらに、表面にシリコン系の離型剤を塗布した厚さが１００μｍの紙からなるシート状基材（ウェブ）５を走行速度１０ｍ／分で走行させた。
【００４４】
塗布液には、粘度１００Ｐａ・ｓのエポキシ樹脂を用い、シート状基材５の表面に平均塗布量が２０ｇ／ｍ2 となるように、計量ロール３、３’と転移ロール２の間の間隙（クリアランス）を初期調整し、全塗布幅を１０００ｍｍとした。
【００４５】
また、塗布量（塗膜厚さ）の測定については、塗布後の基材シート５をロールの回転軸方向（幅方向）に４ｃｍ四方毎に２５点のサンプルを切り出して、その後に、該サンプル基材シート５の表面の樹脂をかき取り、樹脂重量を電子天秤で測定して、最後に単位面積当たりの塗布量（ｇ／ｍ2 ）に換算した。
【００４６】
また、塗布量のバラツキは、得られた測定値の範囲Ｒ（最大値と最小値との差）で表すこととした。
【００４７】
以上の条件で、本発明の装置と方法に従い、塗布を行い、その塗布の評価として、塗布量のバラツキ分布を調べて評価した。
【００４８】
その結果、上記Ｒ値（最大値と最小値との差）がＲ＝０．８ｇ／ｍ2 であり、また幅方向の塗布量の分布は、図４に示したような結果であり、均一な塗膜厚みを呈する塗布が良好に実現できていると評価できるものであった。
【００４９】
比較例１
図１に示すように実施例１で用いたリバースロールコータの計量ロールを幅方向に単一のものとして構成し（計量ロール３）、それ以外の条件は実施例１と同様の条件により塗布を行った。
【００５０】
その結果、上記Ｒ値（最大値と最小値との差）がＲ＝６．４ｇ／ｍ2 であり、また、幅方向の塗布量の分布は図５に示したような結果であり、均一な塗膜厚みを呈する塗布は、実現できていないと認められる好ましくないものであった。
【００５１】
実施例２
図６に示したように、リバースロールコータの全塗布幅が１５００ｍｍとなるように転移ロール、搬送ロールの長さを長尺とし、また、同一幅（Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３）の計量ロール３個（計量ロール３、３’、３’’）を、ロール軸方向に５０ｍｍ相互に重複する部分を有するように配置した。それ以外の条件は実施例１と同様の条件により塗布を行った。
【００５２】
その結果、実施例１とほぼ同様に幅方向に均一でバラツキのない良好な塗布結果を得ることができた。
【００５３】
比較例２
実施例２で用いたリバースロールコータの計量ロールを幅方向に単一のものとして構成し、それ以外の条件は実施例２と同様の条件により塗布を行った。
【００５４】
その結果、比較例１とほぼ同様に、均一な塗膜厚みを呈する塗布は実現できていないと認められる好ましくないものであった。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は、一般的なリバースロールコータの機構をモデル的に示して説明するものであり、（ａ）は概略モデル斜視図、（ｂ）は概略モデル側面図である。
【図２】図２は、転移ロールと計量ロールとが撓んでいる現象を説明するモデルであり、図２（ａ）はリバースロールコータの要部をモデル的に示した概略モデル側面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の転移ロール２、計量ロール３間に生ずるクリアランス（間隙）の状況をモデル的に示した概略モデル正面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）に示した状態のもとでウェブ５上に形成される塗布膜７の状況をモデル的に示した概略モデル正面図である。
【図３】図３は、本発明にかかる塗布装置の一例を示した概略モデル斜視図である。
【図４】図４は、実施例１に示した塗布で得られた塗布膜厚さのバラツキ発生状況を基材シート幅方向に調べた結果を示した線図である。
【図５】図５は、比較例１に示した塗布で得られた塗布膜厚さのバラツキ発生状況を基材シート幅方向に調べた結果を示した線図である。
【図６】図６は、本発明にかかる塗布装置の他の一例を示した概略モデル斜視図であり、実施例２で用いた本発明にかかる塗布装置の一例を示した概略モデル斜視図である。
【符号の説明】
【００５６】
１：搬送ロール
２：転移ロール
３：計量ロール
４：塗布液溜まりに貯まった塗布液
５：ウェブ
６：転移ロール２上の塗布液膜
７：ウェブ上の塗布膜
Ｃ：クリアランス（転移ロールと計量ロール間の間隙）
Ｌ：計量ロールの幅
【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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