(57)【要約】   本発明は、コーティング層の特性低下を防止する空気圧布設用光ファイバユニットの製造方法及びこれに用いられるガスチャンバーに関するものである。本発明による空気圧布設用光ファイバユニットの製造方法は、（ａ）光ファイバ束の表面に第１コーティング樹脂をコーティングする段階、（ｂ）上記第１コーティング樹脂がコーティングされた光ファイバ束を不活性ガス雰囲気の第１硬化チャンバー内に引き込んで第１コーティング樹脂を硬化させることで第１コーティング層を形成する段階、（ｃ）上記第１コーティング層の表面に第２コーティング樹脂をコーティングする段階、（ｄ）上記第２コーティング樹脂の表面にビーズを付着する段階、及び（ｅ）上記ビーズが付着された光ファイバ束を不活性ガス雰囲気の第２硬化チャンバー内に引き込んで第２コーティング樹脂を硬化させることで第２コーティング層を形成する段階を含む。本発明によると、光ファイバユニットのコーティング層形成過程の中に不純物の流入を遮断してコーティング層の硬度を向上させることができる。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）光ファイバ束の表面に第１コーティング樹脂をコーティングする段階；
（ｂ）上記第１コーティング樹脂がコーティングされた光ファイバ束を不活性ガス雰囲気の第１硬化チャンバー内に引き込んで第１コーティング樹脂を硬化させることで第１コーティング層を形成する段階；
（ｃ）上記第１コーティング層の表面に第２コーティング樹脂をコーティングする段階；
（ｄ）上記第２コーティング樹脂の表面にビーズを付着する段階；及び
（ｅ）上記ビーズが付着された光ファイバ束を不活性ガス雰囲気の第２硬化チャンバー内に引き込んで第２コーティング樹脂を硬化させることで第２コーティング層を形成する段階；
を含むことを特徴とする空気圧布設用光ファイバユニットの製造方法。
【請求項２】
上記（ａ）段階の前に、不活性ガス雰囲気のガスチャンバー内に上記光ファイバ束を通過させる段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の空気圧布設用光ファイバユニットの製造方法。
【請求項３】
上記（ｃ）段階の前に、不活性ガス雰囲気のガスチャンバー内に第１コーティング層が形成された上記光ファイバ束を通過させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の空気圧布設用光ファイバユニットの製造方法。
【請求項４】
上記（ｄ）段階は、不活性ガス雰囲気のビーズ付着チャンバー内に上記光ファイバ束を通過させながら上記第２コーティング樹脂の表面にビーズを付着させる段階であることを特徴とする請求項１に記載の空気圧布設用光ファイバユニットの製造方法。
【請求項５】
上記不活性ガスは、チャンバー内に引き込まれる上記光ファイバの方向と反対方向に流れることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうち何れか１項に記載の空気圧布設用光ファイバユニットの製造方法。
【請求項６】
光ファイバユニットを製造する工程に用いられるガスチャンバーであって、
光ファイバまたはコーティング層が形成された光ファイバが貫通するように光ファイバの引き込み口及び光ファイバの引き出し口が形成されたチャンバー；
上記光ファイバの引き出し口に設けられて上記光ファイバの引き込み方向と反対方向にガスを噴射するノズル；及び
上記チャンバーの一側に設けられ上記チャンバー内に不活性ガスを供給するように上記ノズルと連通されるガス注入通路；
を含むことを特徴とする光ファイバユニット製造用ガスチャンバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気圧布設用光ファイバユニットの製造方法及びこれに用いられるガスチャンバーに関するものであって、より詳しくは、コーティング層の特性低下を防止する空気圧布設用光ファイバユニットの製造方法及びこれに用いられるガスチャンバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来には光ファイバを布設する方法として光ファイバを数本ずつ縛るか捻ってケーブル化した後ケーブル状態で布設する方法が主に用いられた。このようなケーブルの布設方法は、一般的に、今後の需要を予測に基づいて、布設時点に必要な量より遥かに多い量の光ファイバが予め布設される。
【０００３】
しかし、新しい通信環境の流れに従ってより多くの種類の光ファイバが要求されているため、及び、限られた光ファイバの布設環境における通信用量でも適切に対応できる高性能通信システムが開発されているため、単純に未来の需要を予測して光ファイバを多量に布設しておくことは望ましくない。特に、ユーザー側端末、すなわち、アクセスネットワーク（Ａｃｃｅｓｓ ｎｅｔｗｏｒｋ）の部分やプレマイズワイヤリング（Ｐｒｅｍｉｓｅ ｗｉｒｉｎｇ）の側面においては、今後の光ファイバあるいは光ケーブルの形式を現時点で決定することができないため、多くの費用をかけて光ファイバケーブルを予め多量に布設しておいたら、今後の光ファイバあるいは光ケーブルの形式が変更される場合経済的な浪費になる問題がある。
【０００４】
このような問題を解決するため、最近数本の光ファイバを集めた光ファイバユニットを空気圧を用いて布設する方法が広く用いられている。このような空気圧布設方法は、１９８０年頃英国のＢｒｉｔｉｓｈ Ｔｅｌｅｃｏｍ社（ＵＳ４,６９１,８９６参照）により初めて提案された。空気圧布設方法は、特別な組成と断面の形状を持つマイクロチューブ（Ｍｉｃｒｏ ｔｕｂｅ）またはダクト（ｄｕｃｔ）と呼ばれる高分子材質のチューブを光ファイバの布設地点に予め設けた後、その内部に空気圧布設用光ファイバユニット（Ａｉｒ ｂｌｏｗｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ；以下「光ファイバユニット」と略称する）を空気圧を用いて必要な分だけ吹き込んで光ファイバを布設する方法である。このような光ファイバ布設工法によって光ファイバを布設すれば、光ファイバの布設と除去が容易であり、初期の設置費用が低減され、今後の性能補完も容易な利点がある。
【０００５】
図１は、空気圧布設工法において用いられる光ファイバユニットの布設装置に対する概略的な構成を示す。図面を参照すれば、上記布設装置は、駆動ローラー３と加圧手段６を用いて光ファイバユニット１を光ファイバユニット供給部２から送風ヘッド５の出口Ｂに連結された布設用チューブ４内に連続的に押し入れながら加圧手段６を用いて送風ヘッド５の出口Ｃ側に圧縮空気を吹き込む。そうすれば、出口Ｃ側に圧縮空気が速い流速で流れるようになり、これによって送風ヘッド５に流入された光ファイバユニット１が圧縮空気の流体牽引力により布設用チューブ４内に布設される。
【０００６】
空気圧布設工法において光ファイバユニット１の布設が円滑になされるためには、圧縮空気による流体牽引力が大きくなければならない。
【０００７】
流体牽引力（Ｆ）は下記式で表される。
【０００８】
【数１】
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（Ｐ：圧縮空気圧、Ｒ１：布設用チューブの内径、Ｒ２：光ファイバユニットの外径、Ｌ：布設用チューブの長さ）
【０００９】
上記数式１において、布設用チューブの内径（Ｒ１）と光ファイバユニットの外径（Ｒ２）は規格で決まっているので、流体牽引力（Ｆ）を最大にするためには光ファイバユニットの表面に屈曲を形成して圧縮空気と光ファイバユニットの接触面積を増加させることが望ましい。
【００１０】
従って、光ファイバユニットの表面に屈曲を形成する様々な方法が米国特許第５,０４２,９０７号、第５,５５５,３３５号、第５,４４１,８１３号、第６,３４１,１８８号などに開示されている。
【００１１】
米国特許第５,０４２,９０７号及び第５,５５５,３３５号には、それぞれコーティング樹脂に予め撹拌されたガラスビーズ（ｇｌａｓｓ ｂｅａｄ）を光ファイバユニットの外表面に均一に塗布するビーズ撹拌法と、光ファイバユニットのコーティング層が硬化する前に静電気的な方法を用いてガラスビーズをコーティング層に吹き飛ばして付けるビーズ付け法が開示されている。
【００１２】
そして、米国特許第５,４４１,８１３号及び第６,３４１,１８８号には、それぞれ発泡性高分子材料を用いて光ファイバユニットの表面に凹んだ模様（ｄｉｍｐｌｅ）を形成する方法と、光ファイバユニットのコーティング層に特殊な材質の糸（ｆｉｂｅｒ）を巻いて光ファイバユニットの表面に屈曲を形成する方法が開示されている。
【００１３】
上述した従来技術の中で発泡性高分子材料を用いる方法を除いては、光開始剤（Ｐｈｏｔｏ ｉｎｉｔｉａｔｏｒ）を添加した光硬化性高分子樹脂をコーティング樹脂として用いるので、紫外線、赤外線、または電磁波を用いてコーティング樹脂を硬化させてコーティング層を形成する。このように形成されたコーティング層は外部衝撃から光ファイバを保護するだけでなく、空気圧布設の際に圧縮空気の流体牽引力を極大化するために特別な表面処理がなされるため、適切な材料の選定とともにコーティング樹脂の硬化工程は非常に重要である。
【００１４】
しかし、コーティング樹脂の硬化工程中に硬化チャンバー内に空気中の水分（ＯＨ）、酸素（Ｏ２）などのような不純物が流入される場合があるが、この流入された不純物はコーティング樹脂の表面に接触してコーティング層の機械的な特性を含んだ物性を低下させる。なぜなら、コーティング樹脂はラジカル連鎖重合（Ｒａｄｉｃａｌ Ｃｈａｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）反応をする高分子物質であって、硬化過程中に水分及び酸素などのような不純物が添加されれば、ラジカル（基）と不純物が化学反応を起こしラジカルが消尽（質が低下）されてコーティング層の分子量が低下されるからである。
【００１５】
上述したように不純物が含まれた環境で製造された光ファイバユニットはコーティング層の物性が低下するので、空気圧布設後の布設管路内の環境変化に従って長期間たまっている水と接触すれば低い分子量による水分吸収により光損失の低下が発生し得ることはさることながら、弱い衝撃にも破損されやすい問題がある。
【発明の開示】
【００１６】
[技術的課題]
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであって、光ファイバユニットのコーティング層形成過程において、コーティング樹脂と不純物との反応を遮断してコーティング層の特性低下を防止する光ファイバユニットの製造方法及びこれに用いられるガスチャンバーを提供するのにその目的がある。
【００１７】
[技術的解決方法]
上記技術的課題を達成するための本発明による光ファイバユニットの製造方法は、（ａ）光ファイバ束の表面に第１コーティング樹脂をコーティングする段階；（ｂ）上記第１コーティング樹脂がコーティングされた光ファイバ束を不活性ガス雰囲気の第１硬化チャンバー内に引き込んで第１コーティング樹脂を硬化させることで第１コーティング層を形成する段階；（ｃ）上記第１コーティング層の表面に第２コーティング樹脂をコーティングする段階；（ｄ）上記第２コーティング樹脂の表面にビーズを付着する段階；及び（ｅ）上記ビーズが付着された光ファイバ束を不活性ガス雰囲気の第２硬化チャンバー内に引き込んで第２コーティング樹脂を硬化させることで第２コーティング層を形成する段階；を含む。
【００１８】
ここで、上記（ａ）段階の以前に、不活性ガス雰囲気のガスチャンバー内に上記光ファイバ束を通過させる段階を含むことが望ましい。
【００１９】
また、上記（ｃ）段階の以前に、不活性ガス雰囲気のガスチャンバー内に第１コーティング層が形成された上記光ファイバ束を通過させる段階をさらに含むことが望ましい。
【００２０】
そして、上記（ｄ）段階は、不活性ガス雰囲気のビーズ付着チャンバー内に上記光ファイバ束を通過させながら上記第２コーティング樹脂の表面にビーズを付着させる段階であることが望ましい。
【００２１】
一方、上記不活性ガスはチャンバー内に引き込まれる上記光ファイバの方向と反対方向に流れることが望ましい。
【００２２】
上記技術的課題を達成するための本発明によるガスチャンバーは、光ファイバまたはコーティング層が形成された光ファイバが貫通するように光ファイバの引き込み口及び光ファイバの引き出し口が形成されたチャンバー；上記光ファイバの引き出し口に設けられ上記光ファイバの引き込み方向と反対方向にガスを噴射するノズル；及び上記チャンバーの一側に設けられ上記チャンバー内に不活性ガスを供給するように上記ノズルと連通されるガス注入通路；を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付された図面を参照しながら本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立って、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはいけず、発明者は自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に則して、本発明の技術的思想に符合する意味と概念とに解釈されなければならない。従って、本明細書に記載された実施例と図面に示された構成は本発明の最も望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的思想の全てを代弁するものではないため、本出願時点においてこれらに代替できる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。
【００２４】
図２は、空気圧布設用光ファイバユニットの斜視図である。図２を参照すれば、光ファイバユニット１０は、一本以上の光ファイバ１１と、光ファイバ１１の外部を取り囲む第１コーティング層１２、及び第１コーティング層１２の外部を取り囲みビーズ１４が付着された第２コーティング層１３を備える。
【００２５】
光ファイバ１１は、石英材質のコア層及びクラッド層を有した単一モードあるいは多重モードの光ファイバであって、単心型に形成することもでき図面に示したように多心型に形成することもできる。
【００２６】
第１コーティング層１２は、光ファイバ１１を直接取り囲んでいるコーティング層であって、材質としては光により硬化される光硬化性高分子樹脂が用いられ、望ましくは、光硬化性アクリレート（Ａｃｒｙｌａｔｅ）が用いられる。
【００２７】
第２コーティング層１３は、第１コーティング層１２を取り囲むコーティング層であって、材質としては第１コーティング層１２と同じく光硬化性高分子樹脂が用いられるが、外部の衝撃から光ファイバ１１を保護し、空気圧布設の際に光ファイバユニットの剛性を維持させるために、第１コーティング層１２よりヤング率（Ｙｏｕｎｇ’ｓ ｍｏｄｕｌｕｓ）が高い光硬化性アクリレートを用いることが望ましい。そして、第２コーティング層１３の表面には空気圧布設の際に圧縮空気の流体牽引力を向上させるためにビーズ１４が付着される。
【００２８】
図４は、上記のように構成された光ファイバユニットを本発明に従って製造する方法を示した手続きの流れ図であり、図３は、本発明に従って不活性ガスで充填されたチャンバーを通過する光ファイバユニットを示した図面である。図面を参照すれば、不活性ガスで充填された第１ガスチャンバーに単心または多心の光ファイバ１１（以下、光ファイバと言う）を通過させる（Ｓ１０）。不活性ガスで充填された第１ガスチャンバーは図３に示したように、光ファイバ１１が貫通するように光ファイバの引き込み口及び光ファイバの引き出し口が形成されたチャンバー２１、上記光ファイバの引き出し口に設けられ上記光ファイバの引き込み方向と反対方向にガスを噴射するノズル２３、及び上記チャンバー２１の一側に設けられ上記チャンバー２１の内部に不活性ガスを供給するように上記ノズル２３と連通されるガス注入通路２２を備える。
【００２９】
上記ノズル２３は、多数の噴射口が形成されたリング状に形成され、多数の噴射口を通じて光ファイバ１１の引き込み方向と反対方向に不活性ガスを噴射しながら中央の中空部に光ファイバ１１を通過させる。ノズル２３によって噴射されるガスはチャンバー２１の一側に設けられたガス注入通路２２を通じてチャンバー２１内に供給される。上記不活性ガスとしては、窒素ガス（Ｎ２）、アルゴンガス（Ａｒ）などを用いることが望ましいが、本発明はこれに限定されるのではない。
【００３０】
上記のように構成された第１ガスチャンバー内に光ファイバ１１が引き込まれれば、上記第１ガスチャンバー内に引き込まれる前に空気から光ファイバ１１の表面に流入された水分及び酸素などの不純物は、光ファイバ１１の引き込み方向と反対方向に流れる不活性ガスによって除去される。第１ガスチャンバーに光ファイバ１１を通過させた後、第１コーティング樹脂が充填されたコーティング装置のダイス（ｄｉｅｓ）に光ファイバ１１を通過させて光ファイバ１１の表面に第１コーティング樹脂をコーティングする（Ｓ１１）。第１コーティング樹脂をコーティングした後、光ファイバ１１を第１硬化チャンバーに引き込み、光ファイバ１１の表面に紫外線を照射する。そうすれば、第１コーティング樹脂は硬化され（Ｓ１２）、光ファイバ１１の表面に第１コーティング層１２が形成される（Ｓ１３）。
【００３１】
一方、上記第１硬化チャンバーは前述した第１ガスチャンバーと同じく光ファイバ１１の引き込み方向と反対方向に不活性ガスが流れるチャンバーであって、硬化のためにチャンバー２１の内部に紫外線ランプ及び反射鏡（図示せず）を備えたこと以外には前述した第１ガスチャンバーと構成が同一である。
【００３２】
第１コーティング樹脂がコーティングされた光ファイバ１１を第１硬化チャンバーに引き込むと、光ファイバ１１の引き込み方向と反対方向に流れる不活性ガスによって外部空気から第１硬化チャンバー内部への不純物の流入が遮断される。従って、不純物が除去された状態で形成された第１コーティング層１２はラジカルの消尽（質の低下）がないので光特性及び機械的特性が低下しない。
【００３３】
第１コーティング層１２を形成した後、光ファイバ１１を不活性ガスで充填された第２ガスチャンバーに光ファイバを引き込んで上記第２ガスチャンバー内に引き込まれる前に空気から光ファイバ１１の表面に流入された水分及び酸素などの不純物を除去する（Ｓ１４）。上述した第１ガスチャンバーと同じく、第２ガスチャンバーは光ファイバ１１の引き込み方向と反対方向に不活性ガスが流れるチャンバーであって、第１コーティング層１２の表面の不純物を除去する。それから、第２コーティング樹脂が充填されたコーティング装置のダイスに光ファイバ１１を通過させて第１コーティング層１２の表面に第２コーティング樹脂をコーティングする（Ｓ１５）。
【００３４】
第２コーティング樹脂をコーティングした後、第２コーティング樹脂の表面にビーズ１４を付着するため、光ファイバ１１をビーズ付着チャンバーに引き込む。ビーズ１４は、空気圧布設の際に布設用チューブとの摩擦を減らすために表面が滑らかな球形のガラスビーズが望ましい。
【００３５】
ビーズ１４は、ビーズ吹き飛ばし法によって第２コーティング層１３の表面に付着される。すなわち、ビーズ１４で充填されたビーズ付着チャンバー内に乱流（Ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ）を発生させてビーズ１４を第２コーティング樹脂の表面に付着させる（Ｓ１６）。しかし、ビーズ付着過程において乱流によってビーズ１４だけでなく不純物も第２コーティング樹脂の表面に付着されやすい。
【００３６】
従って、ビーズ付着チャンバーも上述したチャンバーと同じく光ファイバ１１が引き込まれる反対方向に不活性ガスが流れるようにすることで、不純物がビーズ付着チャンバー内に流入することを遮断して不純物が第２コーティング樹脂の表面に付着されることを防止することが望ましい。
【００３７】
ビーズ１４を付着した後、光ファイバ１１を第２硬化チャンバーに引き込んで第２コーティング樹脂を硬化させる（Ｓ１７）。第２硬化チャンバーは上述した第１硬化チャンバーと同じく光ファイバの引き込み方向と反対方向に不活性ガスを流して不純物の流入を遮断した状態でコーティング樹脂を硬化させる。
【００３８】
以下、本発明の望ましい実施例に従って製造された光ファイバユニットと従来方法に従って製造された光ファイバユニットの特性を互いに比較する。
【００３９】
実施例
集合された４心単一モード光ファイバの進行方向と逆方向に窒素ガスが流れる第１ガスチャンバーに光ファイバを通過させて光ファイバ表面の不純物を除去した後、光ファイバを第１コーティング樹脂が充填されたコーティング装置のダイスに通過させて光ファイバ表面に第１コーティング樹脂をコーティングした。第１コーティング樹脂としては、光硬化性アクリレートを用いた。それから、光ファイバの引き込み方向と逆方向に窒素ガスが流れる第１硬化チャンバーに光ファイバを引き込んで紫外線を照射して第１コーティング層を形成した。それから、同じく光ファイバの進行方向と逆方向に窒素ガスが流れる第２ガスチャンバーに光ファイバを通過させて光ファイバ表面の不純物を除去した後、光ファイバを第２コーティング樹脂が充填されたコーティング装置のダイスに通過させて光ファイバ表面に第２コーティング樹脂をコーティングした。第２コーティング樹脂としては、第１コーティング樹脂よりヤング率の高い光硬化性アクリレートを用いた。それから、ビーズ付着チャンバーに光ファイバを引き込んでビーズ吹き飛ばし法によってビーズを付着した後、第２硬化チャンバーに光ファイバを引き込んで第２コーティング樹脂を硬化させた。ビーズ付着チャンバー及び第２硬化チャンバーも同じく光ファイバの引き込み方向と逆方向に窒素ガスが流れるようにしてビーズ付着及び第２コーティング樹脂を硬化させた。本発明に従って製造された光ファイバユニットを用いて実験した結果、光ファイバユニットは外力による永久的な変形が発生していなく、コーティング樹脂の硬化度に優れており製造直後の表面がべたつかなかった。また、本発明によって製造された１ｋｍの光ファイバユニットを２０℃の水中に２０００時間浸しておいた状態で光損失を測定した結果、基準光損失である±０.０７ｄＢ／ｋｍを超過しなかった。
【００４０】
比較例
集合された４心単一モード光ファイバを第１コーティング樹脂が充填されたコーティング装置のダイスに通過させて光ファイバの表面に第１コーティング樹脂をコーティングした。第１コーティング樹脂としては、光硬化性アクリレートを用いた。それから、第１硬化チャンバーに光ファイバを引き込んで紫外線を照射して第１コーティング層を形成した後、光ファイバを第２コーティング樹脂が充填されたコーティング装置のダイスに通過させて光ファイバ表面に第２コーティング樹脂をコーティングした。第２コーティング樹脂としては、第１コーティング樹脂よりヤング率の高い光硬化性アクリレートを用いた。それから、ビーズ付着チャンバーに光ファイバを引き込んでビーズ吹き飛ばし法によってビーズを付着した後、第２硬化チャンバーに光ファイバを引き込んで第２コーティング樹脂を硬化させた。従来技術に従って製造された光ファイバユニットはコーティング樹脂の硬化度が低下して製造直後に表面がべたついた。また、従来技術に従って製造された１ｋｍの光ファイバユニットを２０℃の水中に２０００時間浸しておいた状態で光損失を測定した結果、基準光損失である±０.０７ｄＢ／ｋｍを超過した。
【００４１】
以上のように、本発明はたとえ限定された実施例と図面とによって説明されたが、本発明はこれによって限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を持つ者により本発明の技術思想と特許請求範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能なのは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明によると、光ファイバユニットのコーティング層形成過程中に不純物の流入を遮断することでコーティング層の硬度が向上した光ファイバユニットを製造することができる。従って、本発明によって製造された光ファイバユニットは耐衝撃性に優れており空気圧布設の際に真っ直ぐに直進が可能であるため、布設性が向上することはもちろん布設された後水分の吸収による光損失が増加しない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、空気圧布設の際に用いられる光ファイバユニットの布設装置の構成図である。
【図２】図２は、一般的な空気圧布設用光ファイバユニットの斜視図である。
【図３】図３は、本発明によって不活性ガスで充填されたチャンバーを通過する光ファイバユニットを示した図面である。
【図４】図４は、本発明による光ファイバユニットの製造方法を示した工程流れ図である。
【図１】
2008523440.tif 000004
【図２】
2008523440.tif 000005
【図３】
2008523440.tif 000006
【図４】
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【国際調査報告】
2008523440.tif 000008
2008523440.tif 000009