(57)【要約】【課題】優れた量産効率を有し、直径が小さい繊維を製造できる石綿或いは石綿含有物から繊維を製造する方法及びその装置を提供する。【解決手段】ハウジング１は、下方に収容室１５が設けられ、収容室１５に導出口１５１が設けられている。供給管１１の下方に受止台２があり、導出口２１を有する。少なくとも二つの圧延フライホイール４があり、軸棒４１によって導出口２１の下方の両側に設けられている。複数の遠心タンジェントカム５があり、軸棒５１を有し、外縁が圧延フライホイール４の表面に接触している。軸棒４１と軸棒５１を連動させる伝動装置がある。石綿或いは石綿含有物を二酸化珪素と混合し、加熱して溶解し、溶融液を圧延可能な温度に達させ、溶融液を圧延し、遠心力を加えて圧延された溶融液を牽引し、冷却して固体の繊維を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石綿或いは石綿含有物を二酸化珪素と混合、加熱溶解し、溶融液を圧延可能な温度にして溶融液を圧延し、遠心力を加えて圧延された溶融液を牽引し、更に冷却して固体の繊維を形成する方法を含むことを特徴とする石綿或いは石綿含有物から繊維を製造する方法。
【請求項２】
石綿或いは石綿含有物を二酸化珪素と混合、加熱溶解して、溶融液を圧延可能な温度にするとは、石綿或いは石綿含有物を焼却炉または溶融炉に入れて加熱し、約１３５０℃以上であってもよいことで、石綿の枝状構造を壊して粉状構造に変えて適量の二酸化珪素を混ぜ合せることにより、混合物を圧延可能にし、高温加熱によって高温の溶融液または冷却した飛灰スラグ、溶融塊に形成するものであり、前記飛灰スラグ、溶融液或いはその混合物を二回または複数回、加熱可能であり、溶融液を圧延する温度の１２５０℃以上に適するように確保可能であり、前記溶融液が圧延可能な温度に達したとき、二回或いは複数回の加熱が要らなくなることを特徴とする請求項１記載の石綿或いは石綿含有物から繊維を製造する方法。
【請求項３】
石綿或いは石綿含有物は、粉砕可能であり、二酸化珪素と混合する際、少量の水ガラスを混合可能であるため、粘着性の高い水ガラスは粉砕された石綿或いは石綿含有物及び二酸化珪素に粘り付くことが可能であり、前記混合物を焼却炉または溶融炉に注入する際の飛散を防止可能であることを特徴とする請求項２記載の石綿或いは石綿含有物から繊維を製造する方法。
【請求項４】
溶融液を圧延するプロセスは、濃くて粘着性の高い溶融液を張力を低減するように圧延し、溶融液を拡散して、接触面の面積を拡大させることを特徴とする請求項１記載の石綿或いは石綿含有物から繊維を製造する方法。
【請求項５】
遠心力により圧延された溶融液を牽引して遠心タンジェントの方向へ抛り出し、瞬時に固化し、細長い繊維を形成させることを特徴とする請求項１記載の石綿或いは石綿含有物から繊維を製造する方法。
【請求項６】
溶融液、溶融塊または飛灰スラグを導入可能な供給管が設けられている一つのハウジングがあり、その下方に収容室が設けられ、収容室に導出口が設けられ、供給管の下方に一つの受止台があり、溶融液が流出するための導出口を有し、少なくとも二つの圧延フライホイールがあり、軸棒によって受止台の導出口の下方の両側に設けられ、二つの圧延フライホイールは溶融液を圧延する間隔を有しており、複数の遠心タンジェントカムがあり、圧延フライホイールの側に設けられ、外縁が圧延フライホイールの表面に接触し、圧延フライホイールと遠心タンジェントカムの軸棒を共に回動させる伝動装置があることを特徴とする石綿或いは石綿含有物から繊維を製造する装置。
【請求項７】
ハウジングに外界の気体を導入可能な気流入口が設けられていることを特徴とする請求項６記載の石綿或いは石綿含有物から繊維を製造する装置。
【請求項８】
ハウジングの供給口に排煙口と温度感知器が設けられていることを特徴とする請求項６記載の石綿或いは石綿含有物から繊維を製造する装置。
【請求項９】
供給管に導入される溶融液、溶融塊または飛灰スラグに対して加熱する加熱装置を設置可能であり、加熱装置は高周波加熱器か電極加熱器であってもよいことを特徴とする請求項６記載の石綿或いは石綿含有物から繊維を製造する装置。
【請求項１０】
圧延フライホイールの表面において円周方向へ複数の溝が設けられていることを特徴とする請求項６記載の石綿或いは石綿含有物から繊維を製造する装置。
【請求項１１】
遠心タンジェントカムの外縁に刷毛体があり、圧延フライホイールの表面に接触することを特徴とする請求項６記載の石綿或いは石綿含有物から繊維を製造する装置。
【請求項１２】
一つの圧延フライホイールに一つの遠心タンジェントカムが組合されていることを特徴とする請求項６記載の石綿或いは石綿含有物から繊維を製造する装置。
【請求項１３】
一つの圧延フライホイールに一つ以上の遠心タンジェントカムが組合されていることを特徴とする請求項６記載の石綿或いは石綿含有物から繊維を製造する装置。
【請求項１４】
ハウジングの収容室にブロワーが連接されていることを特徴とする請求項６記載の石綿或いは石綿含有物から繊維を製造する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石綿或いは石綿含有物から繊維を製造する方法及びその装置に関し、主として一種の石綿或いは石綿含有物を固化した繊維に形成して、より優れた量産効率を有し、直径のより小さい繊維を製造でき、より優れた再生利用性を有するものを指す。
【背景技術】
【０００２】
石綿は、従来建材またはその他の製品に広く使用されてきて、石綿の枝状構造によって構造の強度を向上できる。
しかし、石綿の枝状構造は細かくて空気中に浮遊できるため、人間は石綿或いは石綿含有物のある環境の中に居ると、知らず知らずのうちに石綿繊維を長期に渡って肺に吸入することによって、健康を損ない、更に死亡に至る危険をもたらすのである。
【０００３】
石綿或いは石綿含有物による上記の問題を解決するために、石綿或いは石綿含有物を高温まで加熱し、その構造を破壊し、更に溶融塊に形成する方法が採用されているが、燃焼処理を経て冷却した溶融塊は再び燃焼処理することができない。このため、従来の方式では溶融塊を適当な埋立場に運搬して埋立処理しているが、運搬及び埋立などの手順によって溶融塊の処理は不便になり、コスト増加などをもたらす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、再生の利用性を高めるため、より優れた量産効率を有し、且つ直径がより小さい繊維の製造を可能にする石綿或いは石綿含有物から繊維を製造する方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の製造方法は、イ．石綿或いは石綿含有物を二酸化珪素と混合、圧延可能な温度に加熱した溶融液とし、ロ．溶融液を圧延し、ハ．遠心力を加えて圧延された溶融液を牽引し、更に冷却して固体の繊維に形成させる方法を含む。前記のイ．石綿或いは石綿含有物を二酸化珪素と混合、圧延可能な温度に加熱した溶融液としとは、石綿或いは石綿含有物を二酸化珪素と混合して焼却炉または溶融炉に入れて加熱することである。
【０００６】
加熱温度は約１３５０℃以上であってもよく、石綿の枝状構造を破壊できるため、石綿の構造を粉状し、更に適量の二酸化珪素（例えば、廃棄ガラス、シリコンサンド）を粉状の石綿と混ぜ合せる。混合物を圧延できるよう、高温加熱して高温の溶融液または冷却した飛灰スラグ、溶融塊を形成し、該飛灰スラグ、溶融液或いはその混合物を高周波による加熱、電極による加熱などの方式で二回または何回もの加熱により液体に加熱する。
【０００７】
更に溶融液を圧延する温度に適するように確保でき、溶融炉で燃焼して発生した溶融液が圧延可能な温度まで達したら、更に加熱する必要がなくなる。また、石綿或いは石綿含有物を粉砕して二酸化珪素と混合する際、同時に少量の水ガラスを混合するため、粘着性の高い水ガラスは粉砕された石綿或いは石綿含有物及び二酸化珪素に粘り付き、前記混合物が焼却炉または溶融炉に導入されるときに飛散することを防止し、且つ作業は負圧環境にて操作できる。前記ロ．溶融液を圧延するとは、濃くて粘着性の高い溶融液を張力を低減するように圧延し、更に溶融液の流体を接触面の面積を拡大するように拡散させるものである。ハ．遠心力を加えて圧延された溶融液を牽引し、更に冷却して固体の繊維に形成させるとは、遠心力により圧延された溶融液を牽引して遠心タンジェントカムへ抛り出し、瞬間的に固化し、細長い繊維に形成するものである。
【０００８】
本発明で実施可能な繊維製造装置には、ハウジング、受止台、加熱装置、少なくとも二つのフライホイール、複数の遠心タンジェントカム、伝動装置、ブロワーがあり、その中において、ハウジングには燃焼炉の導出口に相通する供給管及び外界の気体を導入する気流入口を設置する。供給管に排煙口及び温度感知器を設置し、また、ハウジングの下方に収容室を設け、収容室に導出口、覗き窓を設け、更に該導出口が外界の収集装置と相通している。受止台は、供給管の下方に設けられ、且つ溶融液が流出できるような適当な広さのある導出口を有する。加熱装置は、高周波加熱器、電極加熱器或いはその他の加熱装置であってもよく、受止台に導入される飛灰スラグ、溶融液または溶融塊に対して液体を圧延可能な温度まで加熱する。
【０００９】
二つの圧延フライホイールは、軸棒によって受止台の導出口の下方の両側に設けられ、且つ二つの圧延フライホイールの間に溶融液を圧延できるような間隔があり、逆向きに作動する。該圧延フライホイールの表面の材料にはＳＵＳ３１０Ｓステンレススチール、セラミックス或いはその他の適当な材質を用いて溶融液を粘着し、圧延フライホイールの表面にはその円周方向に複数の溝を設け、且つ該溝によって溶融液の流体が拡散するため、その接触面の面積を拡大できる。
【００１０】
遠心タンジェントカムは、軸棒によって圧延フライホイールの側に枢設され、その外縁に刷毛体または突出粒を有し、圧延フライホイールの表面に接触している。一つ一つの圧延フライホイールには一個または一個以上の遠心タンジェントカムを組合せることができ、一つの圧延フライホイールに一個以上の遠心タンジェントカムを組合せると、其々の遠心タンジェントカムの端縁が別々に圧延フライホイールの周囲の違った位置に接触する。
【００１１】
伝動装置は、ハウジングの外側に設けられ、数個のモーター、数個の伝動ベルトを有し、且つ該モーターによって伝動ベルト及び圧延フライホイール、遠心タンジェントカムの軸棒を回転させる。ブロワーは、収容室内にできた繊維を導出し、ハウジングの導出口の所に設ける吸気ポンプであってもよい。前記ブロワーは燃焼炉から導出された溶融液或いは溶融塊をハウジングの上方にある供給管及び受止台に導入でき、加熱装置によって工作温度まで急速に加熱する。加熱温度が赤外線温度感知器で溶融液の圧延可能な温度になると感知され、且つハウジングの供給管に導入される量を制御することにより、受止台まで導入される溶融液を圧延温度にすることができる。
【００１２】
また、該供給管の熱い煙を排煙口から吸上げて排出し、受止台の導出口から導出される濃くて粘着性の高い溶融液が圧延フライホイールの間に流れ、表面張力を低減するように圧延フライホイールに圧延される。圧延フライホイールの溝により溶融液の流体が拡散しやすいため、その接触面の面積も拡大しやすくなる。該溶融液が圧延フライホイールの回転によって圧延されてフライホイールに付着する。遠心タンジェントカムの位置まで圧延されると、遠心タンジェントカムの外縁にある刷毛体または突起粒によって牽引され、フライホイールの表面にある溶融液を圧延して遠心タンジェントカムの方向へ抛り出し、急冷して細長い繊維を形成する。
【００１３】
溶融液は回転パワーと遠心力との相互作用によって細長い繊維が圧延フライホイール及び遠心タンジェントカムの表面から解離し、そのまま圧延フライホイールの表面に付着して残留した溶融液は圧延フライホイールの回転に合せてもう一つの遠心タンジェントカムの位置まで回転してもう一つの遠心タンジェントカムによって牽引して抛り出される。このため、圧延フライホイールの表面にある溶融液は一層効率よく牽引されて繊維へと製造される。
【００１４】
圧延してから牽引する繊維製造の方式では繊維の直径が更に小さくなるため、利用を促進できる。該気流入口から窒素のような気体を流入して収容室内の酸素を遮断し、圧延フライホイール、遠心タンジェントカムの酸化を防止することによって使用寿命が高められる。該収容室内にある抛り出された繊維はブロワーの張力によってハウジングの導出口へ導出され、収集装置によって収集される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１を参照する。本発明の第一実施例による石綿或いは石綿含有物から繊維を製造する方法には、イ．イ．石綿或いは石綿含有物を二酸化珪素と混合、圧延可能な温度に加熱した溶融液とし、ロ．溶融液を圧延し、ハ．遠心力を加えて圧延された溶融液を牽引し、更に冷却して固体の繊維に形成させる方法がある。
【００１６】
そして、前記イ．石綿或いは石綿含有物を二酸化珪素と混合、圧延可能な温度に加熱した溶融液としは、加熱温度は約１３５０℃以上（１５００℃以上のほうがより望ましい）であってもよい。石綿の枝状構造を破壊するため、石綿の構造を粉状にし、適量の二酸化珪素（例えば、廃棄ガラス、シリコンサンド）を粉状の石綿と混合し、混合物を圧延する。加熱して高温の溶融液または冷却した飛灰スラグ、溶融塊を形成し、該飛灰スラグ、溶融液或いはその混合物を高周波による加熱、電極による加熱などの方法で二回または何回もの加熱により液体に加熱する。溶融液を圧延する温度である１２５０℃以上に適するようにし、溶融液は既に圧延可能な温度まで達したら、更に加熱する必要はない。
【００１７】
石綿或いは石綿含有物は粉砕することができ、二酸化珪素と混合する際、同時に少量の水ガラスを混合する。粘着性の高い水ガラスは粉砕された石綿或いは石綿含有物及び二酸化珪素に粘り付くことができ、前記混合物が焼却炉または溶融炉に注入されるときに飛散することも防止でき、且つ前記作業は負圧環境で操作できる。前記ロ．溶融液を圧延するとは、濃くて粘着性の高い溶融液をその張力を低減するように圧延し、溶融液を拡散してその接触面の面積を拡大させる。ハ．遠心力を加えて圧延された溶融液を牽引し、更に冷却して固体の繊維に形成させるとは、遠心力により圧延された溶融液を牽引して遠心のタンジェントカムへ抛り出し、且つ瞬時に固化し、細長い繊維を形成するものである。
【００１８】
図２から図４を参照する。本発明の第一実施例による石綿或いは石綿含有物から繊維を製造する装置には、ハウジング１、受止台２、加熱装置３、二つのフライホイール４、四つの遠心タンジェントカム５、伝動装置６、ブロワー７がある。ハウジング１には燃焼炉８の導出口８１と相通する供給管１１及び外界の気体を導入可能な気流入口１２を設置し、供給管１１に排煙口１３及び温度感知器１４を設置する。該温度感知器１４は赤外線温度感知器であってもよく、排煙口１３には抽出、送入装置（図の中に未表示）を連接でき、ハウジング１の下方に収容室１５を設け、収容室１５に導出口１５１と覗き窓１５２を設け、該導出口１５１に外界の収集装置（図の中に未表示）を連接して相通することができる。
【００１９】
受止台２は、供給管１１の下方に設けられ、溶融液が流出できる広さのある導出口２１を有する。
加熱装置３は、高周波加熱器、電極加熱器或いはその他の加熱装置であってもよく、受止台２に導入される飛灰スラグ、溶融液または溶融塊を圧延可能な温度に加熱する。
【００２０】
二つの圧延フライホイール４は、軸棒４１によって受止台２の導出口２１の下方の両側に設けられ、二つの圧延フライホイール４の間には溶融液を圧延できるような間隔があり、反対方向に作動する。該圧延フライホイール４の表面の材料にはＳＵＳ３１０Ｓステンレススチール、セラミックス或いはその他の適当な材質使用し、溶融液を粘着することができる。圧延フライホイール４の表面にはその円周方向に複数の溝４２（図２と図６に示す）を設け、該溝４２によって圧延フライホイール４に注入される溶融液が拡散するため、その接触面の面積を拡大できる。
【００２１】
遠心タンジェントカム５は、軸棒５１によって圧延フライホイール４の側に枢設され、その外縁に刷毛体を有し、且つ圧延フライホイール４の表面に接触している。一つの圧延フライホイール４に二つの遠心タンジェントカム５を組合せ、遠心タンジェントカムの端縁が其々圧延フライホイール４の周囲の異なる位置に接触する。
【００２２】
伝動装置６は、ハウジング１の外側に設けられ、数個のモーター６１と数個の伝動ベルト６２を有し、該モーター６１によって伝動ベルト６２及び圧延フライホイール４、遠心タンジェントカム５の軸棒４１、軸棒５１を回転するように連動できる。
ブロワー７は、収容室１５内にできた繊維を導出し、ハウジング１の導出口の所に設ける吸気ポンプであってもよい。
【００２３】
図５を参照する。本実施例では、燃焼炉８から導出された溶融液９をハウジング１の上方にある供給管１１及び受止台２に導入でき、加熱装置３によって急速に加熱する。該加熱温度は赤外線温度感知器１４で溶融液９の圧延可能な温度になると感知され、ハウジング１の供給管１１に導入される量を制御することにより、加熱装置３で加熱されて受止台２まで導入される溶融液９を１２５０℃以上の圧延に適する温度に達させる。燃焼炉８に導入する溶融液９が圧延可能な温度に加熱されたら、加熱装置３は更に加熱することが不要になる。図５は燃焼炉に飛灰スラグまたは溶融液を導入するものであり、溶融塊を導入する場合、加熱装置３によって溶融液９を圧延に適する温度に加熱でき、該供給管１１の熱い煙を排煙口１３から排出する。
【００２４】
図５から図７を参照する。本実施例では、受止台２の導出口２１から導出される濃くて粘着性の高い溶融液９が圧延フライホイール４の間に注入され、その表面張力を低減するように圧延フライホイール４によって圧延される。圧延フライホイール４の溝４２に溶融液９が拡散しやすいため、その接触面の面積（図７に示すように）も拡大しやすくなる。該溶融液９が圧延後、そのまま圧延フライホイール４に付着しても（図６に太い黒線で示すように）、圧延フライホイール４の回転によって圧延される。このため、圧延フライホイール４の回転によって遠心タンジェントカム５の位置まで圧延されると、遠心タンジェントカム５の外縁にある刷毛体によって牽引され、フライホイール４の表面上の溶融液９を圧延して遠心タンジェントカムの方向へ抛り出す。瞬時に冷却、固化して細長い繊維９１を形成し、前記溶融液９の回転パワー及び遠心力との相互作用によって細長い繊維９１は圧延フライホイール４と遠心タンジェントカム５の表面から解離する。
【００２５】
図８及び図９を参照する。そのまま圧延フライホイール４の表面に付着して残留した溶融液９は圧延フライホイール４の回転に合せてもう一つの遠心タンジェントカム５の位置まで回転し、もう一つの遠心タンジェントカム５によって牽引して抛り出されて繊維９１に形成される。圧延フライホイール４の表面にある溶融液９は一層効率よく牽引されて繊維へと製造される。圧延してから牽引する繊維製造の方式では繊維９１の直径が更に小さくなるため、利用性を促進できる。該気流入口１２から窒素のような気体を導入することによって、収容室内の酸素を遮断し、圧延フライホイール４と遠心タンジェントカム５の酸化を防止することによって、その使用寿命が高められる。該収容室１５内にある抛り出される繊維９１はブロワー７の張力によってハウジング１の導出口１５１へ導出され、且つ収集装置（図の中に未表示）によって収集される。
【００２６】
図１０を参照する。本発明の第二実施例では、一つの圧延フライホイール４に一つの遠心タンジェントカム５の組合せ、または二つの圧延フライホイール４に二つの遠心タンジェントカム５の組合せでも繊維製造の効果を有するが、量産効率が前記第一実施例より低い。
図１１を参照する。本発明の第三の実施例では、一つの圧延フライホイール４に三つの遠心タンジェントカム５を組合せることで、一層効率よく圧延フライホイール４に付着した溶融液を牽引して繊維を製造可能であり、第一実施例よりもより優れた量産効率を有する。
【００２７】
本実施例では、圧延フライホイール４の速度を変えることによって、成分の異なる溶融液９の圧延可能な時間に合せて動作できる。圧延フライホイール４と遠心タンジェントカム５の回転速度を変えることによって、繊維９１の線径を変更でき、該繊維９１を収集後その表面に付着した細い骨材と太い骨材を分離させることができ、該細い骨材はコンクリート、人造板材に加えてその応力及び全体的な強度を高めるように応用できる。
【００２８】
前記実施例は本発明の例示であり、本発明の特許請求の範囲を制限するものではなく、本発明ではまたその他の圧延溶融液（キャタピラ式のような）及び遠心牽引方式を利用しても、本発明の方法に求められる要求を満たす。本発明では二個以上の圧延フライホイールを設置でき、且つ遠心タンジェントカムの表面が突起になってもよい。本発明ではブロワー、加熱装置を設置しなくてもよく、繊維を自然に落下させて収集できる。本発明の概念によってなされる簡易の変更でも本発明の範囲内に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第一実施例による石綿或いは石綿含有物から繊維を製造する方法を示す図である。
【図２】本発明の第一実施例による石綿或いは石綿含有物を繊維に製造する装置を示す模式図である。
【図３】本発明の第一実施例による石綿或いは石綿含有物を繊維に製造する装置の圧延フライホイールと遠心タンジェントカムを示す斜視図である。
【図４】本発明の第一実施例による石綿或いは石綿含有物を繊維に製造する装置を示す模式図である。
【図５】本発明の第一実施例による石綿或いは石綿含有物を繊維に製造する装置の溶融液を供給管と受止台に導入する状態を示す模式図である。
【図６】本発明の第一実施例による石綿或いは石綿含有物を繊維に製造する装置の溶融液を圧延フライホイールに導入する状態を示す模式図である。
【図７】本発明の第一実施例による石綿或いは石綿含有物を繊維に製造する装置の溶融液を圧延フライホイールの表面に導入して繊維を製造する状態を示す模式図である。
【図８】本発明の第一実施例による石綿或いは石綿含有物を繊維に製造する装置の繊維を製造する動作を示す模式図である。
【図９】本発明の第一実施例による石綿或いは石綿含有物を繊維に製造する装置の繊維の製造及び収集を示す模式図である。
【図１０】本発明の第二実施例による石綿或いは石綿含有物を繊維に製造する装置を示す模式図である。
【図１１】本発明の第三実施例による石綿或いは石綿含有物を繊維に製造する装置を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３０】
１：ハウジング、２：受止台、３：加熱装置、４：圧延フライホイール、５：遠心タンジェントカム、６：伝動装置、７：ブロワー、８：燃焼炉、９：溶融液、１１：供給管、１２：気流入口、１３：排煙口、１４：温度感知器、１５：収容室、２１：導出口、４１：軸棒、４２：溝、５１：軸棒、６１：モーター、６２：伝動ベルト、８１：導出口、９１：繊維、１５１：導出口、１５２：覗き窓
【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】
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【図１１】
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