(57)【要約】【課題】本発明は、医療及び理美容用に用いられる人の部位に触れるおそれのある処に対応したウレタン成形品の製造方法に関し、内部への水の浸入を阻止し得る止水性を備えた成形品を提供しようとするものである。【解決手段】  本発明医療・理美容用ウレタン成形品の製造方法は、硬化後に連続気泡を形成し対象とする成形品を雌型に型取ったキャビティ及びコアからなる金型を形成した後に、ａ）内部への水の浸入を阻止し得る止水性と柔軟性と凹凸性を備えたウレタンフィルムを上記金型のキャビティ及びコアの上面を覆うように張設状態に固定する工程と、ｂ）該金型を４０℃〜８０℃の範囲で予備加熱す予備加熱すると共に真空吸引機で吸引し底部に密着させる工程と、ｃ）上記２液のウレタン原液を加熱下のもとでウレタンの発泡反応を促し、養生、硬化後に成形品を取り出す工程等を施すことを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化後に連続気泡を形成し、且つ、人との接触で快適な弾性と人の部位の姿勢等を支持し得る堅固性を備えた主剤と硬化剤の２液成分からなるウレタン原液を調製し、対象とする成形品を雌型に型取ったキャビティ及びコアからなる金型を形成した後に、
ａ）内部への水の浸入を阻止し得る止水性と、金型の辺縁部から型底部まで伸びる柔軟性と、表面を防滑性面に形成する凹凸性を備えたウレタンフィルムを、上記金型のキャビティ及びコアの上面を覆うように張設状態に固定する工程と、
ｂ）該金型を４０℃〜８０℃の範囲で予備加熱すると共に真空吸引機で吸引し、該ウレタンフィルムを金型の底部に密着させる工程と、
ｃ）上記２液のウレタン原液を金型内部に投入し、加熱下のもとでウレタンの発泡反応を促し、次いで、養生、硬化後に成形品を取り出す工程と、
ｄ）取り出した成形品のウレタンフィルムの接合面端部を切除して整形する工程と、
を施すことを特徴とする医療・理美容用ウレタン成形品の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のａ）工程とｂ）工程との間に、ウレタンフィルムを透明又は半透明のフィルムとすると共に裏側にウレタン原液への着色剤を用いて塗料層を形成する工程を施したことを特徴とする医療・理美容用ウレタン成形品の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のａ）工程の前に、金型の凹溝の辺縁部にプライマー液を施す工程を施したことを特徴とする医療・理美容用ウレタン成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療及び理美容用に用いられる人の部位に触れるおそれのある処に対応したウレタン成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来医療用器具として多くのウレタン成形品が用いられているが、その中には人の部位に触れるおそれのある処に用いられるものがある。
例えば、首部が接触するＣＴスキャンやＭＲＩの診療用の枕部、手で握る各種器具のハンドル部、肌を出して接触させる超音波用の胸パット等がある。
通常、これらウレタン成形品の表面は、スプレーされたウレタン塗料の被膜で覆われている形態で、これが発泡状のウレタン内部に対する表面保護膜となっている。
しかし、その表面を検討すると、繊維層が重なって一定の厚みをなしているが、些細には微細な孔が存在し、確実な止水性を保っているとは言えない状況にある。
従って、もしこの微細孔から水が侵入すると、内部のウレタンは連通性の気泡で形成されているので、連通状に浸透してしまい、内部は湿潤性をもつ虞がある。この湿潤性は、医療用の用途にあっては、菌の繁殖による感染症の虞や、又、血液の浸入等ではより重大な弊害をもたらす危険がある。
一方、この止水性が求められるとき、成形品をポリエチレン等の独立気泡性の発泡体で形成すれば、孤立した気泡により、止水性を確保することができるが、しかし、このポリエチレン成形品は、多くの場合硬化後の性質が硬質であり、柔軟性に欠け、上記人の部位との接触が避けられない処にあっては、不向きなものとなってしまうきらいがある。
人の部位に接触する虞のある処に用いられる医療用のウレタン成形品には、斯かる課題が内包されている。
【０００３】
尚、発泡成形体に合成樹脂シートを接合させて複合成型体を製造する方法が特許文献１に記載されているが、この発明は主に蒸気加熱で発泡を促す独立気泡型の成形品に対するものであり、人の部位に接触する処には使用ができず、止水性の目的もない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２７９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされるもので、柔軟性を備えた発泡性のウレタンの使用を前提とし、且つ、そこに内部への水の浸入を阻止し得る止水性を求めて、医療用、理美容用に提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明医療・理美容用ウレタン成形品の製造方法は、硬化後に連続気泡を形成し、且つ、人との接触で快適な弾性と人の部位の姿勢等を支持し得る堅固性を備えた主剤と硬化剤の２液成分からなるウレタン原液を調製し、対象とする成形品を雌型に型取ったキャビティ及びコアからなる金型を形成した後に、ａ）内部への水の浸入を阻止し得る止水性と、金型の辺縁部から型底部まで伸びる柔軟性と、表面を防滑性面に形成する凹凸性を備えたウレタンフィルムを、上記金型のキャビティ及びコアの上面を覆うように張設状態に固定する工程と、ｂ）該金型を４０℃〜８０℃の範囲で予備加熱すると共に真空吸引機で吸引し、該ウレタンフィルムを金型の底部に密着させる工程と、ｃ）上記２液のウレタン原液を金型内部に投入し、加熱下のもとでウレタンの発泡反応を促し、次いで、養生、硬化後に成形品を取り出す工程と、ｄ）取り出した成形品のウレタンフィルムの接合面端部を切除して整形する工程を施すことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の医療・理美容用ウレタン成形品の製造方法は、請求項１記載のａ）工程とｂ）工程との間に、ウレタンフィルムを透明又は半透明のフィルムとすると共に裏側にウレタン原液への着色剤を用いて塗料層を形成する工程を施したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の医療・理美容用ウレタン成形品の製造方法は、請求項１又は請求項２記載のａ）工程の前に、金型の凹溝の辺縁部にプライマー液を施す工程を施したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明製造方法によって得られた成形品は、連続気泡の発泡性ウレタンで、本来独立気泡のような止水性を持ち得ないものを、表面がウレタン結合に基づく緻密な分子構造のフィルムで形成され、均質な膜体により水分の侵入を許さず、独立気泡にも優る止水性を備えたものとなる。
成形時にあってウレタン原液が発泡する過程で金型内部が加圧状態となり、発泡状態のフォーム体とフィルム体とが密着状態となり、且つ、予備加熱により柔軟性が増し、両者の接合をより一層強いものとする。
斯かる止水性により、菌の繁殖等の懸念が払拭される。
【００１０】
本発明に用いるウレタン液は発泡後に連続気泡が形成され、適度な弾性を備えたものとなり、接触に伴う不快感が起こらず、柔らかで快適な感触が与えられると同時に安全性が確保される。
【００１１】
同時に、該ウレタンフィルムには、シボ加工や梨地加工等の加工が施されているので、微細な凹凸が刻まれた防滑性を備えたものとなり、枕、ハンドル等に使用しても、滑りやズレが惹起されない。
【００１２】
該ウレタンフィルムを金型のキャビティ及びコアの上面を覆うように張設状態に固定すると共に金型を４０℃〜８０℃の範囲で予備加熱して真空吸引機で吸引すれば、本来平坦なフィルム体を曲面の金型底部に沿って皺のない状態で密着させることができ、成形品としての表面はフィルムに皺のない均一に張られた仕上がりとすることができる。
【００１３】
請求項２記載の態様とすれば、透明又は半透明のウレタンフィルムの紫外線への耐性が強化され、同時に、塗料層と発泡ウレタンとの間、塗料層とウレタンフィルムとの間に分離、剥離等を起こさない。
フィルム体の内側に文字、マーク等を表示すれば、長期間の使用にあっても、摩耗がなく、医療用としての確実な表示が可能となる。
【００１４】
請求項３記載の態様とすれば、キャビティとコアの溝の周縁部に発泡ウレタン及びウレタンフィルムとに高い接着性をもつプライマー液を塗布すれば、接合部における発泡ウレタンとウレタンフィルムとの密着性と、２枚のウレタンフィルム同士の接着性が高められる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に用いるウレタン発泡注入機の模式図である。
【図２】本発明に用いる金型の模式的側面図である。
【図３】本発明の各工程を示す模式的側面で、（ａ）がプライマーを塗布する工程、（ｂ）がウレタンフィルムを載置する工程、（ｃ）真空吸引する工程、（ｄ）塗料層を形成する工程、を示す。
【図４】本発明の各工程を示す模式的側面で、（ｅ）がウレタン原液を注入する工程、（ｆ）がウレタンの発泡工程、（ｇ）脱型する工程を示す。
【図５】本発明製造方法で得た成形品の一例を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
先ず、製法の前提となるウレタン発泡注入機１０について説明する。同装置は、図１に示す如く、ウレタン主剤を収容したＡタンクと硬化剤を収容したＢタンクとの二つのタンクを備え、両タンクからバルブを備えた送液パイ１１，１２プを繋ぎ、その先に両液を混合するミキシング１３を配設し、そのミキシングヘッド１４から後述する成形金型２０へと強制撹拌を伴う混合で送り出しを可能とする。
【００１７】
上記主剤及び硬化剤とからなる発泡性のウレタン原液Ｇについては、先ず、該ウレタン液を連続気泡を形成する発泡性のウレタンとし、その発泡硬化後の成形体３０は、人の部位に触れたときに抵抗感のないクッション性を備えるものとする一方で、枕やハンドル等としての使用に耐えられる硬さの支持性を備えるものとする。
且つ、２液反応による発泡反応の際に、発生ガスが独立気泡でなく連続気泡となるよう軟質度を備えたものとする。
斯かる性格をもつようウレタン原液Ｇの発泡倍率等を決定し、５〜２０培のものを用いることができる。
又、該ウレタン原液Ｇには、ポリエーテル系とポリエステル系の２種類があり、止水性を高める上では水の分解が抑制されるポリエーテル系が望ましいが、後述するウレタンフィルムとの組み合わせによりポリエステル系も使用可能である。
【００１８】
金型２０については、図２に示す如く、キャビティ２１とコア２２とを蝶番２７を介して開閉することで凹溝２３，２４を形成し、成形品の一方を型取ってキャビティに凹溝２３を刻み、反対側となるコアも同様とする。この凹凸の組み合わせは任意的で、枕等では、コア側に凸型を形成する場合もある。
そして、該キャビティ２１及びコア２２の両金型の一端には、真空吸引の為の真空吸引機を配し、該吸引機とパイプで繋がる吸引孔２５，２６をキャビティ２１及びコア２２の背面にそれぞれ形成する。
このとき、吸引には金型底壁の曲面に従って凹みの大きな箇所等が存在するので、そこに合わせて吸引孔の場所を設定すると、無駄のない吸引とすることができる。
【００１９】
本発明では、ウレタンフィルム３１，３２を使用するが、該ウレタンフィルム３１，３２に要求される特性について説明する。
本発明に使用するウレタンフィルム３１，３２には、内部への水の浸入を阻止する膜体としての止水性と、周縁から型底部まで伸び得る柔軟性と、表面を梨地等の防滑面に形成する凹凸性が求められる。
止水性とは、診療、検査等で水分又は体液、血液等が付着し、又は、高湿な条件で湿気が結露する等して成形品の表面に水分が付着した場合に、この成分が成形品の内部へ侵入することを阻止し得る性能をいう。これは、ウレタン分子の緻密な分子構造と、均質で一定厚み、例えば１０〜５０μｍ程度の厚みを備えた膜体による止水能によってもたらされる。
【００２０】
柔軟性にあっては、後述する金型成形にあって、上記フィルム体のウレタンフィルム３１，３２は、金型表面に置かれて周縁を枠体等で固定された後、真空吸引によって型底部に密着する状態に置かれる為、この真空吸引による延伸に追随可能な柔軟性を備えたものとする。同時に、４０〜８０℃に予備加熱された金型の底部に密着した際その熱で可塑化され、平坦状のフィルムが曲面に沿って均一になじむ程度の軟質性を備えたものとする。
この条件を備えたフィルムは、成形後の製品にあって、後述する表面が皺のない張りのある膜体となると共に内部の発泡層３５と同様人の部位に触れたときに不快感を惹起させない特性を備えたものとなる。
【００２１】
凹凸性にあっては、例えば枕、ハンドル等に使用されたとき、人の首部が触れ、又は手で握ったとき、表面が滑りやすいと、ズレや滑りが起こって危険が予想される為、この滑り等を防止する性能をいう。
例えば、シボ加工と呼ばれるシワ模様を刻んだもの、梨地と呼ばれる凹凸溝に搾り加工されたもの、及び微細な凹凸が刻まれたもの等を指す。
【００２２】
上記発泡注入機１０と金型２０が準備されたら、該金型２０の凹溝２３，２４の周縁部にプライマー液を塗布することができる（図３（ａ）参照）。このプライマー液とは、本発明にあっては、後述する成形品の金型接合部の密着性及び止水性を高める為のもので、フィルム３１，３２に高い接着性をもつ液体を選定し、例えば、クロロプレンゴム系接着剤等が挙げられる。該プライマー液を金型溝の周縁部（図２の斜線部）に向かってガンにて噴射するか、又は、刷毛塗り等して、溝の周縁部に３〜１０ｍｍ程度の幅に塗布層を形成する。
【００２３】
次いで、図３（ｂ）に示す如く、ウレタンフィルム３１をキャビティ２１の凹溝２３を覆って一定幅分余裕をもった大きさとし、それを接合平面上に載置し、コア側においても、同様とする。そして、フィルムの張りを確保するため、溝に嵌合させた枠体２１ａ、２２ａ等で周縁を固定する。
このとき、ウレタンフィルム３１，３２は、上記の如く一方に梨地等の凹凸が形成されているので、その凹凸面が表側（金型溝の壁面と接する側）となるよう載置する。
枠体２１ａ、２２ａ’等でフィルムを張設状に固定した後、蝶番２７を介してキャビティ２１及びコアを閉じ、クランプで固定する。
このとき、キャビティ２１及びコア２２の両金型は、その温度を４０〜８０℃の範囲で予備加熱する。該予備加熱は、上記ウレタンフィルム３１，３２の熱可塑性を利用して、その軟質性を高めるためのものである。
【００２４】
上記金型へウレタンフィルム３１，３２をセッティングしたら、図３（ｃ）に示す如く、上記真空吸引機からの吸引を開始する。すると、成形溝とウレタンフィルム３１，３２との間の空隙部のエアーが除去され、ウレタンフィルム３１，３２は徐々に成形溝の底部へと伸長され、やがて凹溝２３，２４の底部に密着した状態となる。
すると、本来ウレタンフィルム３１，３２は平坦状であるため曲面に沿わせると平面と曲面との差異によりフィルム体に皺が発生するおそれがあるが、上記の如く、枠体２１ａ、２２ａに固定されて張設されたウレタンフィルム３１，３２が真空吸引機による負圧で金型底部側へと張り状態で伸張される。そして、底部に密着したとき、該金型が４０〜８０℃に加熱してあるため、フィルムが熱で可塑化され、平坦状のフィルムが曲面に沿って均一になじむものとなり、ウレタンフィルム３１，３２は、その表面が曲面に沿って皺のない仕上がりとなる。
【００２５】
このとき、ウレタンフィルム３１，３２の使用にあたって、ウレタンフィルムは紫外線に弱く、そのままでは耐候性に欠けるおそれがある。この対策として、透明又は半透明のウレタンフィルムと後述するウレタン原液用の着色剤（原着剤）と呼ばれる塗料との組み合わせを採ることができる。
即ち、ウレタンフィルム３１，３２として透明又は半透明性のフィルムを選択し、そこに２液性ウレタン原液用の着色剤（原着剤）を用いて塗料層３３，３４を形成する。該原着剤には各種の色の選択が可能なので、好みの色を調合し、例えば、２種、３種あるいはこれ以上の塗料及び顔料を混ぜ合わせ、目的とする色を調製する。その結果、上記２液性ウレタン原液用の着色剤（原着剤）は、耐候性に富んだものなので、塗料層全体が耐候性を備えたものとなる。
図３（ｄ）に示す如く、作成した塗料をガン等のスプレーで透明ウレタンフィルムの表面に吹きかけ、塗料層３３，３４を形成する。
原着剤を用いることで、好みの色を調製することができ、時には、デザイン化した模様の表現も可能となる。且つ、原着剤は発泡層３５との相溶性が良く、分離や剥離等の劣化を引き起こさない。
【００２６】
次に、図４（ｅ）に示す如く、上記発泡注入機１０から主剤と硬化剤とが混合されたウレタン原液Ｇを、上記発泡注入機１０からミキシングヘッド１４を経て金型凹溝２３，２４で形成される空間Ｓへと投入する。
そして、金型２０を上記予備加熱の４０〜８０℃を維持した加熱状態とし、１５〜３０分を経過すると、内部にてウレタンの発泡反応が起こり、イソシアネートとポリエステル又はポリエーテルとが反応し、炭酸ガス生成を伴う発泡現象が惹起され、且つ、ウレタン原液Ｇが十分な軟質度を備えたものなので、独立気泡とはならず連続気泡を形成した発泡となる（図４（ｆ）参照）。このとき、ガス圧の高まりと共に形成された発泡層３５は、周縁を覆ったウレタンフィルム３１，３２を徐々に金型壁面へと押しやるものとなる。
【００２７】
該ウレタンの発泡反応が完了したら、図４（ｇ）に示す如く、クランプ２８を解いて、キャビティ２１及びコア２２を開いて、中から硬化後の成形体３０を取り出す。その後、自然のままで２４時間程度放置する自然養生を促し、次いで、３０〜８０℃の加熱炉に投入して、約８時間程度静置する加熱養生を図り、完全硬化促す。
【００２８】
完全硬化した成形体３０が得られたら、キャビティ２１とコア２２に挟まれた境界面となる端部３６は、キャビティ２１及びコア２２に配した２枚のウレタンフィルムがはみだし状態に延びているので、それを切断機又は鋏等で成形体３０の周縁に沿って、切断し、整形する。
斯くして、図５に示す如く、本発明の目的とする人の部位に触れる処で使用される医療・理美容用ウレタン成形品が得られる。
【００２９】
次いで、本発明製造方法によって得られたウレタン成形品の作用効果を説明する。
本発明で使用するウレタン原液は、連続気泡の発泡性であり、独立気泡のような止水性を持ち得ない。
しかし、本発明成形体の表面はウレタンフィルム３１，３２ウレタンフィルムで形成され、該ウレタンフィルムは、その化学成分として、ウレタン結合に基づく緻密な分子構造が形成され、それが一定厚みを備えたフィルム体となるので、水分の侵入を許さない、極めて止水性に富んだものとなる。
該ウレタンフィルム３１，３２は、成形時にあってウレタン原液Ｇが発泡する過程で金型内部が加圧状態となり、発泡状態のフォーム体とフィルム体とが密着状態となる。且つ、該フィルムは、真空吸引による延伸で伸張状態となるが、それがウレタンの硬化後には若干の弾性を備えるものとなり、上記フォーム体としての発泡層３５とフィルム体としてのウレタンフィルム３１，３２の接合をより一層強いものとする。
又、キャビティ２１とコア２２との境界面では、両者に配した２枚のウレタンフィルム３１，３２が接合するものとなるが、金型の設定時においてキャビティ２１とコア２２の溝の周縁部にウレタンフィルムとに高い接着性をもつプライマー液を塗布すれば、接合部におけるウレタンフィルム３１，３２の接着性が高められる。
【００３０】
本発明に用いる主剤及び硬化剤からなるウレタン原液Ｇは、上記の如くイソシアネートを有するウレタンとポリエーテル系及びポリエステル系成分と反応するもので、発泡硬化後には連続気泡が形成され、適度な弾性を備えたものとなる。
その結果、もし固い成形体であった場合には、枕やハンドル等人の部位に触れる処では、ゴツゴツと不快であり、且つ、危険でもあるが、本発明では、この接触に伴う感覚に不快感が起こらず、柔らかい快適な感触を与えると共に、安全が確保される。
【００３１】
同時に、人の部位に触れる処にあっては、それが滑り易いと、ズレや滑りが起こり，危険でもある。
しかし、本発明にあっては、ウレタンフィルム３１，３２は、皺加工と呼ばれる皮シボ模様や梨地模様を刻んだもの、梨地と呼ばれる凹凸溝に搾り加工されたもの、及び微細な凹凸が刻まれた防滑性を備えたものとなる。
これにより、例えば枕、ハンドル等に使用しても、人の首部が触れ、又は手で握ったとき、滑りやズレが惹起されない。
且つ、この凹凸溝２３，２４の形成にあたり、金型２０にシボ加工等を施すには相当な加工費用が必要とされるが、梨地処理等の施された既成のウレタンフィルムを選択すれば、その費用が軽減でき、凹凸の大小もその都度選択が自由となる。
【００３２】
又、本発明製造方法にあっては、金型の予備加熱によってウレタンフィルム３１，３２の柔軟性が増し、それが真空吸引されることでウレタンフィルムが金型２０の凹溝２３，２４の底部にまで密着状態とされ、その後に加熱発泡と養生による硬化に至る。
その際、枠体２１ａ、２２ａに固定されて張設されたウレタンフィルム３１，３２が真空吸引機による負圧で金型底部側へと伸張され、底部に密着したとき４０〜８０℃に加熱された金型の熱で可塑化され、フィルムが底部の曲面に沿ってなじむものとなる。すると、平坦状のフィルムが曲面に沿わせるとフィルム体に皺が発生するおそれがあるものを、その表面が皺のない仕上がりとすることができる。
そして、ウレタン原液Ｇの発泡による加圧力でフォーム状の発泡層３５とフィルム状のウレタン３１，３２とが密着し、整形後には密着状態となり、その結果、成形品が形成された後には、フィルム表面が張りのある状態となり、成形品として美しい仕上がりとなる。
【００３３】
更に、ウレタンフィルム３１，３２を透明又は半透明のウレタンフィルムとし、そこに原着剤としての塗料の層を形成した態様とすれば、紫外線への耐性が強化され、耐候性に優れたものとなる。
同時に、原着剤は発泡層３５との相溶性が高いので、塗料層３３，３４と発泡層３５との間に、分離、剥離等を起こさず、同様に、塗料層３３，３４とウレタンフィルム３１，３２との間にあっても、分離、剥離等を起こさない。
色の調製が自在なので、好みの色或いは医療の安全用に要請される色等に選択が自在で、デザイン化された模様や、文字の挿入も自由である。
ここで、医療用の成形品には、安全が優先され、注意書に相当する文字の挿入が求められるときがあり、この場合、従来のように表面にその文字を表示すると摩耗等によって消失してしまうおそれがあるが、上記態様とすれば、フィルム体の内側に文字、マーク等を表示することができ、長期間の使用にあっても、摩耗がなく、確実な表示が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明によって製造された成形品は主に医療用例えば胸当て部材としての用途に向けられるが、同様の主旨で、理容、美容にも適用が可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  ウレタン発泡注入機
１１  送液パイプ
１２  送液パイプ
１３  ミキシング
１４  ミキシングヘッド
２０  金型
２１  キャビティ
２１ａ  枠体
２２  コア
２２ａ  枠体
２３  凹溝
２４  凹溝
２５  吸引孔
２６  吸引孔
２７  蝶番
２８  クランプ
３０  成形体
３１  ウレタンフィルム
３２  ウレタンフィルム
３３  塗料層
３４  塗料層
３５  発泡層
３６  端部
Ｇ  ウレタン原液
【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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