(57)【要約】【課題】天然獣毛に匹敵する、しなやかさと、粉末化粧料等の高補捉量を有する、テーパー状の先細部に１〜12μmの凹凸の形成されたPTTブラシ毛材の提供。【解決手段】PTTモノフィラメントを、アミン触媒を含む、水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液で処理することによって、モノフィラメントの先端部をテーパー状とし、微細凹凸を形成して化粧用ブラシ又は歯ブラシに用いるブラシ毛材を得る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端方向にテーパー状の先細部を有するブラシ毛材であって、該テーパー部の表面全面に１〜20μmの凹凸を設けてなるポリトリメチレンテレフタレート（PTT）のモノフィラメントよりなることを特徴とするブラシ毛材。
【請求項２】
上記モノフィラメントのテーパー状の先細部の全面に設けた、1〜20μmの凹凸が形成されて粉末化粧料の捕捉性が高められており、且つ該先細部の先端は、PTTのゴム状弾性により使用時に該凹凸部の凹部より折れたり切断することのない柔軟性及び強度を有し、PTTのゴム状弾性による復元性を有することを特徴とする請求項1に記載のブラシ毛材。
【請求項３】
上記モノフィラメントのテーパー状の先細部の長さが10〜20mmで、且つモノフィラメントの太さの40〜50倍の波長及びモノフィラメントの太さの3〜6倍の波高のクリンプ（波形）が形成されていることを特徴とする請求項1又は２に記載のブラシ毛材。
【請求項４】
上記テーパー状の先細部に設けた1〜20μmの凹凸は、PTTモノフィラメントの長さ方向の一方端又は両端に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のブラシ毛材。
【請求項５】
上記PTTは、PTT単独、もしくはPET及び／又はPBTに対してPTT成分が少なくとも20％以上含まれた素材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかも記載のブラシ毛材。
【請求項６】
20〜80mmの長さのPTTモノフィラメント束の長さ方向の一方端又は両端をアルカリ処理液に浸漬して、110〜130℃で1〜2時間処理することにより請求項１〜５のいずれかに記載のブラシ毛材を製造する方法。
【請求項７】
さらにベンジルアンモニウムクロライド系化合物及びナフトキノン系化合物の加熱水溶液によって後処理されることによって抗菌性を付与することを特徴とする請求項６に記載のブラシ毛材を製造する方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の方法によって製造されたブラシ毛材を使用したことを特徴とする化粧用ブラシ又は歯ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末状の化粧料は薬剤の捕捉性と放出性に優れたPTTを主材とするブラシ毛材とそれを用いたブラシ毛材に関する。
さらに詳しくは、本発明は、ブラシ毛の先端部が、５〜50μmの間隔で１〜20μmの凹凸を設けたテーパー面を有するポリトリメチレンテレフタレート（PTT）のモノフィラメントからなるブラシ毛材とそれを用いた化粧用ブラシ又は歯ブラシに関する。
【背景技術】
【０００２】
合成繊維ブラシの一端を先細のテーパー状とすることは公知（特許文献１）であり、多くの改良技術がある。例えば、先端を先鋭にするために、ポリエチレンテレフタレート（PET）繊維束の10mm程度を、20重量％水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、中和・洗浄後する多段アルカリ処理（特許文献２）、ポリプロピレンテレフタレート（PTT）とPET又はPBT（ポリブチレンテレフタレート）を混合紡糸したモノフィラメント毛材を水酸化ナトリウム溶液に浸漬して、一端をテーパー形状にした吸水弾性と柔軟性を備えたテーパー付の毛材（特許文献３）、多葉の異形断面を有するPETモノフィラメントを水酸化ナトリウム溶液により一端を先鋭化したブラシ用毛材（特許文献４）が知られているが、化粧料の捕捉性と放出性の面で満足すべきものではなかった。また、PTTはPBTに比較して加水分解した３倍以上の時間が必要であり、加水分解され難く、水酸化ナトリウム溶液によってもテーパー形成は高コストになり、経済的にできなかった。
【０００３】
上述したように、PETやPBTのモノフィラメントの長さ方向の一端をアルカリ処理によってテーパー状の先細にしたブラシ毛材は、毛先がしなやかさで、獣毛に替わる毛材として用いられるようになった。
しかしながら、モノフィラメントのテーパー表面自体は、アルカリ処理により平滑になるので、獣毛のブラシ毛材のように表面にスケールを有するものに比して、粉末化粧料の捕捉性が悪かった。
一方、自然保護の問題から天然獣毛の入手が困難になっており、合成繊維による毛材は今後益々期待されるが、上記の課題が解決されなければ化粧用ブラシの主流として用いることは困難な状況にある。
また、ブラシ毛材にクリンプを付与することは従来から知られており、例えば特許文献５；特開２００３−２２５１２３号公報がある。クリンプ波長は繊維の太さの5〜30倍、波高は繊維の太さの１．２倍以下のクリンプであった。これ以上の大きいクリンプを付与するとブラシ毛材の外力に対する復元性が低くてブラシとして機能が低下した。
【０００４】
【特許文献１】特開昭４９−０４７６１８号公報
【特許文献２】特開昭５１−１１６２０９号公報
【特許文献３】特開２００４−１４１５０４号公報
【特許文献４】特開２００２−０５８５３８号公報
【特許文献５】特開２００３−２２５１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述するように、従来、天然獣毛と変わらないしなやかさと液補捉性を有する合成繊維を素材とするブラシ毛材を得ることが求められていた。
そこで、本発明では、PTTを材料として、テーパー表面に天然獣毛からなるブラシ毛材と同程度の凹凸の表面形状を形成することによって粉末化粧料や薬剤の捕捉に有効なブラシ毛材、特に化粧用ブラシ毛材又は歯ブラシ毛材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、合成繊維のモノフィラメントの一端にテーパーを形成し、該テーパー面に微細な凹凸を形成して、形成された凹部に粉末化粧料を含ませることによって、天然ブラシ毛材に相当する合成繊維のブラシ毛材を得る合成繊維基材としてPTTモノフィラメントを用いることで達成するができた。
本発明のPTTブラシ毛材は、天然獣毛を使用した従来のブラシ製品と同様に使用可能であるが、特に効果を発揮するのは化粧用ブラシ又は歯ブラシに使用するのが有効である。
【０００７】
すなわち、本発明は、次の構成を基本とするものである。
（１）先端方向にテーパー状の先細部を有するブラシ毛材であって、該テーパー部の表面全面に１〜20μmの凹凸を設けてなるポリトリメチレンテレフタレート（PTT）のモノフィラメントよりなることを特徴とするブラシ毛材。
（２）上記モノフィラメントのテーパー状の先細部の全面に設けた、1〜20μmの凹凸が形成されて粉末化粧料の捕捉性が高められており、且つ該先細部の先端は、PTTのゴム状弾性により使用時に該凹凸部の凹部より折れたり切断することのない柔軟性及び強度を有し、PTTのゴム状弾性による復元性を有することを特徴とする（１）に記載のブラシ毛材。
（３）上記モノフィラメントのテーパー状の先細部の長さが10〜20mmで、且つモノフィラメントの太さの40〜50倍の波長及びモノフィラメントの太さの3〜6倍の波高のクリンプ（波形）が形成されていることを特徴とする（１）又は（２）に記載のブラシ毛材。
（４）上記テーパー状の先細部に設けた1〜20μmの凹凸は、PTTモノフィラメントの長さ方向の一方端又は両端に形成されることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載のブラシ毛材。
（５）上記PTTは、PTT単独、もしくはPET及び／又はPBTに対してPTT成分が少なくとも20％以上含まれた素材であることを特徴とする（１）〜（４）ののいずれかも記載のブラシ毛材。
（６）20〜80mmの長さのPTTモノフィラメント束の長さ方向の一方端又は両端をアルカリ処理液に約10〜20mm浸漬して、110〜130℃で1〜2時間処理することにより（１）〜（５）のいずれかに記載のブラシ毛材を製造する方法。
（７）さらにベンジルアンモニウムクロライド系化合物及びナフトキノン系化合物の加熱水溶液によって後処理されることによって抗菌性を付与することを特徴とする（６）に記載のブラシ毛材を製造する方法。
（８）上記（６）又は（７）に記載の方法によって製造されたブラシ毛材を使用したことを特徴とする化粧用ブラシ又は歯ブラシ。
【発明の効果】
【０００８】
本発明においては、PTTモノフィラメントの先端部をアミン触媒下にアルカリによって加水分解することによって、ブラシ毛材は長さ方向の先端部がテーパー状となり、加水分解の部分的な進行によりテーパー表面に１〜20μmの微細な凹凸が形成される。
上記得られたブラシ毛材は、天然獣毛に匹敵するしなやかさを有し、しかも粉末の補捉性や放出性が優れており、化粧用ブラシや歯ブラシ用として使用するのが効果的である。
本発明のブラシ毛材は、特に粉末化粧料等の粉末状のものの補捉性が良好であるが、その他のペースト状又は液状の化粧料や薬剤等の補捉性も天然毛、PETやPBT等の従来のブラシ毛材に比しても優れることに変わりはない。
上記テーパー状の先細部の微細凹凸の間隔は、アミン触媒の添加量や乳化剤の添加量により異なるが、これらの添加量を調整することによって、適宜の間隔の凹凸構造を形成することができる。
本発明のブラシ毛材は、PET及び／又はPBTに対してPTT成分が20％以上、好ましくは50重量%以上含有するもので、さらに好ましくはPTT成分が100重量%のモノフィラメントよりなるものを使用するのがよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
ポリエステル系のPETやPBT等のモノフィラメントをテーパー状にするにはアルカリ処理を行うことが上述するように公知であるが、同じポリエステル系でもPTTは、PETやPBTに比較してアルカリによる加水分解速度が遅く、テーパー加工が難しいとされている。これは、PTTは、アルカリ処理温度を上げることで徐々に加水分解が進行する一方、苛酷な条件ではPTTが溶解してしまい、テーパー化のための諸条件の調節が難しいという問題があったことによる。
また、PETやPBTを素材としてモノフィラメントの先端に、微細な凹凸のついた波形のクリンプを形成しようとすると、従来のPETやPBTでは、本発明のPTTに比して加水分解速度が速く、素材物性も硬く脆いので、該凹凸部の凹部で折れたり、切断しやすかった。
【００１０】
従来、PETやPBTを使用して先端テーパー部に凹凸のついたクリンプのある場合、図４に示す程度（倍率90倍）のものが精一杯で、本発明におけるような凹凸をテーパー部に形成しようとすると、モノフィラメントが折れて、切断したりして、本発明におけるような使用に耐える微細凹凸の形成はなかった（このために、図３と同倍率で従来のPETやPBT素材の拡大写真をとることはできなかった）。また、従来のブラシ毛材のPETやPBTのように硬い素材では、使用したときに化粧料粉末が周辺に飛散し易い問題があったが、本発明のブラシ毛材の使用により解決された。
【００１１】
本発明では、PTTを素材として、アルカリ処理するときに、高温度でアミン触媒を用いると、加水分解が部分的に加速されてテーパー状とともに、その表面に1〜20μmの凹凸が形成されることが基本である。テーパー状の先細部に形成された凹凸の間隔は、アミン触媒の添加量や乳化剤の添加量により異なるが、5〜20μmの間隔で全面に設けることができる。
すなわち、本発明では、素材とするPTTの柔軟なゴム弾性を利用して、図３の電視顕微鏡写真（倍率５００倍）に示すように、テーパー状の先細部の表面に５〜50μm程度の間隔で、１〜20μmの凹凸を形成することが可能となり、得られたブラシ毛材をブラシとして用いたときに化粧料粉末の飛散性も解消することができた。
【００１２】
本発明では、PPTをアルカリ処理するのは従来と同じであるが、アルカリ処理液として、水酸化ナトリウム、加水分解促進触媒、浸透剤及びオリゴマー溶解剤よりなる処理液を特に使用することによって、約20〜80mmの長さにカットしたPTTモノフィラメント束の長さ方向の一方端又は両端を、例えば10〜20mm程度浸漬して、110〜130℃で1〜2時間処理することによって目的とするテーパー状の先細部の表面に５〜50μmの間隔で、且つ１〜20μmの微細な凹凸を有するブラシ毛材を得ることができる。
上記アルカリ処理後に、ベンジルアンモニウムクロライド系化合物やナフトキノン系化合物の加熱水溶液によって後処理することによって抗菌性を高めることも適当である。
【００１３】
本発明のブラシ毛材に用いた素材の20％伸張時の回復率を比較すると、PETが29％に対してPTTは88％と回復性が高い。弾性率は、PET97cN/Dtexに対してPTTは23cN/Dtexである。
本発明では、素材とするPTTが柔軟性に優れているから、上述するようなPTTの先細加工によって、従来のブラシ毛材の素材に用いたPETやPBTのように肌を刺激することなく、柔軟で感触に優れ、また、柔軟で高度の回復率により化粧料の塗布性に優れている。
【００１４】
本発明のブラシ毛材は、ブラシ毛材として粉末状の捕捉性に最も高く評価されているリス毛よりも薬剤や化粧料の捕捉性に優れている。これは、多数の凹凸の形成によるものである。従来のPETやPBTよりも本発明の方がはるかに柔軟で感触がよい。
また、本発明のブラシ毛材による粉末状化粧料の捕捉性は、従来最も補捉性のよいとされているリス毛や、同じポリエステル系のPBTに比較して、格段と補捉性の優れていることは図４の電子顕微鏡写からみても明らかである。
さらに、本発明では、PTTモノフィラメントのアルカリ処理のときに、高温度でアミン触媒を用いると、加水分解が部分的に加速されてモノフィラメントのテーパー表面に1〜20μmの凹凸が形成される。形成された凹凸の間隔は、アミン触媒の添加量や乳化剤の添加量により異なるが、モノフィラメントのテーパー状の先細部の全面に上記凹凸を5〜20μmの間隔で設けることができる。この微細凹凸の存在によって、より微細な粒径の粉末化粧料や薬剤の補捉性が向上する。
【００１５】
一方、クリンプ（波形）については、ブラシ毛材に使用する合成樹脂繊維のモノフィラメントに、予めクリンプ処理を施すことは従来から知られており、一般にはクリンプ波長はモノフィラメントの太さの5〜30倍、波高はモノフィラメントの太さの1.2倍以下のクリンプであったが、これ以上の大きいクリンプを付与するとブラシ毛材の外力に対する復元性が低くてブラシとして機能が低下していた。
しかしながら、本発明のブラシ毛材では、クリンプ（波形）の波長は、モノフィラメントの太さの40〜50倍、波高はモノフィラメントの太さの3〜6倍であり、このようにクリンプで微細な凹凸が形成できるのは、ブラシ毛材の素材に用いたPTTの持つゴム状弾性の復元性に優れていることによっている。該形状のクリンプの付与により従来よりもブラシ毛材間の空間率が向上して粉末化粧料の含量が多くなり、塗布効果が向上することがわかった。
【００１６】
本発明においては、ブラシ毛材の素材のPTTモノフィラメントにクリンプを形成するには、加熱ギヤー法や熱ロール法によってモノフィラメントの太さに対応して適宜の波長、波高のものを容易に形成することができる。
ブラシ毛材は、全体的に直線状態であると、ブラシ毛材間隔に粉末化粧料等の含みが少なく、長さ方向にモノフィラメントの太さの40〜50倍の波長、すなわち、２cm当たり１〜３個程度の波形のクリンプを形成することによって、凹凸形成のみの場合に比して化粧料の補捉量をより増加することができる。
しかし、クリンプの波形が、3個／2cmを越えると、ブラシ毛に弾性とこしがなくなり、くたくたで使い難い。
【００１７】
一方、アルカリ処理による本発明におけるようなテーパー状の先細部全面の微細な凹凸構造は、PTTに対してアミン触媒を使用することによって120℃程度の高温処理により得られるのであり、このような凹凸形成はPETやPBTで得ることは困難である。
本発明においてPTTブラシ毛材の処理に用いる、アルカリ加水分解のアミン触媒としては、エチルベンザルコニウムクロライド、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、セチルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ドデシルジベンジルジメチルアンモニウムクロニイド、エチルアミン、イソプロピルアミン、トリエチルアミン、エタノールアミン、ピロール又はピリジン等がある。
【００１８】
本発明においては、クリンプを有する毛材は、化粧用ブラシや歯ブラシに適当なブラシ毛材の全量でなくても、50〜70％の毛材にクリンプを有する毛材を混合してもよい。PTTのモノフィラメントの太さは、60〜200デシテックス、好ましくは70〜120デシテックスを用いるが、アルカリ処理条件の相違により繊度の異なるものを得ることができるので、ブラシ毛材の製造時に異繊度の混合ブラシとすることができる。
【００１９】
本発明で使用するPPT繊維としては、汎用のモノフィラメント70〜200デシテックス（PTT繊維；ソロテックス株式会社製）を使用することができる。しかし、化粧用ブラシには殺菌性が求められるので、ベンジルアンモニウムクロライド系化合物及びナフトキノン系化合物の加熱水溶液によって処理されたものを使用するのが適当である。
【００２０】
このときのベンジルアンモニウムクロライド系化合物としては、エチルベンザルコニウムクロライド、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、セチルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ドデシルベンジルジメチルベンジルアンモニウムクロライド等を用いる。他方のナフトキノン系化合物としては、１，４−ナフトキノン、２−ヒドロキシ−３−クロロナフトキノン、２，３−ジクロロー１，４−ナフトキノン、２−アルコキシ−３−クロロナフトキノン、ナフト［２，３Ｄ］チアゾール−４，９−ジオン、２−アルキル−２，３−チアゾール−４，９−ジオン等を使用することができる。
【００２１】
上記両化合物の加熱水溶液によってPTT繊維を処理するときには、安息香酸やパラヒドキシ安息香酸メチルのようなキャリヤー剤を併用することが適当である。また、加熱水によるベンジルアンモニウムクロライド系化合物とナフトキノン系化合物の吸着性を高めようとするときには、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランやγ−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのカップリング剤を使用することによるのが効果的である。
【００２２】
また、上記加熱水溶液による処理時に燐脂質ポリマー、セリシン又はキトサンより選ばれた１種類又は２種類以上を表面に固定することにより、吸水効果の向上、柔軟性や強度等のブラシ機能が付与され、また帯電防止及び皮膚への適合性と平滑な感触が得られるので、肌への安全性を高めることができる。
該成分のPTT毛材への固定は、熱水吸着法によりバインダーを使用しないことに特徴がある。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の凹凸の形成されたブラシ毛材先端のテーパー部の拡大図、図２は、本発明のブラシ毛材の収束された化粧用ブラシ先端、図３は、実施例１のブラシ毛先端のテーパー部の電子顕微鏡写真、図４は、各種ブラシ毛材（本発明ブラシ毛材、リス毛、PBTブラシ毛材）の粉末化粧料の補捉時の比較写真である。
【００２４】
上述するように、本発明のブラシ毛材１０の先端部１には、表面に５〜50μmの間隔で１〜20μmの凹凸が形成されており、テーパー根元部２の凹凸構造に比して先端に近い部分３の凹凸の方が大きい。これが化粧用ブラシとして用いるときに化粧料の捕捉に効果的で、均一的な凹凸構造のものに比して粉末化粧料の付着が多くブラシとしての付加価値が高くなる。
上述の凹凸構造２，３の形成されたテーパー部１を有する本発明のブラシ毛材１０は、図２に示すようにブラシ１１の先端に収束され、使用される。
【実施例１】
【００２５】
PTTモノフィラメント80dtexセミダルに加熱ギヤー法により繊維の太さに対しての波長４５倍、波高４倍のクリンプを付与して、直径40mm、長さ50mm、の収束体（通称コロと言う）とした。先細加工のために、水酸化ナトリウム10重量％、加水分解促進触媒としてDYK-1125（第４級アンモニウム系、一方社油脂工業株式会社製品）0.2重量％、浸透剤としてネオレートNA-30（アルキルホスフェート、日華化学工業株式会社製品）10重量％、オリゴマー溶解剤としてマーポンPS-K（多価アルコールエステル、松本油脂株式会社）4重量％、残量は水よりなる処理液を調整して、該処理液に前記収束体を端から17mmを浸漬して、120℃で100分処理を行い、洗浄、脱水、乾燥して、先細の表面に1〜20μmの多数の凹凸を有するブラシ毛材を製造した。
【００２６】
〔比較例〕
比較例として、水酸化ナトリウム12重量％のみで、エチルベンザルコニウムクロライドを配合しないで、120℃、60分、PTT100d繊維を直径４cm、長さ４cmの収束体をアルカリ処理してブラシ毛材を製造する。
【００２７】
＜使用テスト１＞
比較例のブラシ毛材を用いた化粧用ブラシをパウダリーファンデーションを３回こすって0.001gの量がブラシに付着したが、実施例１の毛材を用いた化粧用ブラシでは、0.002gの量が付着し、パウダー化粧料の付着量は２倍に増加した。また、従来のブラシ毛では、化粧水に浸漬した場合の含液量が0.206gに対して、本発明の化粧用ブラシでは0.352gであり、化粧水の含液率は70％増加した。
【実施例２】
【００２８】
PTT100d繊維を束ねて直径５cm、長さ５cmの収束体として、水酸化ナトリウム16重量％、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド0.6重量％、水溶液に120℃で70分間、毛材の長さの３cmを浸漬して、水洗・乾燥後に波形クリンプを熱ロールプレスにより毛材に波形形状を付与した。テーパー部には５〜30μmの間隔で１〜25μmの凹凸が設けられた。
【００２９】
＜使用テスト２＞
比較例の毛材を用いた化粧用ブラシをパウダリーファンデーションを３回こすって0.001gの量がブラシに付着したが、本発明の毛材を用いた化粧用ブラシでは0.002ｇの量の付着に増加した。従来のブラシでは化粧水に浸漬した場合の含液量が0.206ｇに対して、本発明の化粧用ブラシでは0.364ｇに含液が増加した。
【実施例３】
【００３０】
PTT200dモノフィラメントに繊維の太さの４０倍の波形で波高が繊維の太さの３倍のクリンプを熱ロール法によって付与しながら、直径４cm、長さ３cmの収束体とした。
この収束体を水酸化ナトリウム１０重量％、加水分解促進触媒としてDYK-1125（第４級アンモニウム系）０．４重量％、浸透材としてネオレートNA-30、８重量％、オリゴマー溶解剤としてマーボンPS-K、５重量％、残量は水よりなる処理液を調整した。先に準備した収束体の中央部を縛って該処理液に全体を浸漬して１３０℃で１００分処理して、収束体の両端より同時に凹凸を有するスーパー処理を施した。中和、洗浄、乾燥して両端に凹凸を有するテーパーブラシ毛材を作成して、歯ブラシ用の柄にＶ型植毛をして歯ブラシとした。
従来のＰＢＴによる歯ブラシに比べて、柔軟でゴム弾性があり新鮮な感じが得られた。凹凸を有するテーパーブラシ毛材は歯みがき剤の捕捉に優れ、歯みがきの作用効果を高めた。洗浄効果及び口腔感触に抜群の効果が認められた。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のブラシ毛材の凹凸の付いたテーパー部の概念図
【図２】本発明のブラシ毛材の収束時のブラシ先端の概念図
【図３】実施例１のブラシ毛先端のテーパー部の写真(500倍)
【図４】本発明、リス毛及びPBTの場合の粉末化粧料の補捉写真（90倍）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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