(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
収縮フィルムの力を測定するための方法であって、
収縮フィルム処理ユニット及び前記収縮フィルム処理ユニット内で移動可能な試験媒体を提供するステップであって、前記試験媒体は、長さ、幅、及び高さ寸法を含む３次元フレーム構造、ならびに前記３次元フレーム構造の外側表面に近接した複数の別々のセンサ位置に位置付けられた複数の力センサを備え、前記複数の力センサは、前記３次元フレーム構造の前記長さ、前記幅、及び前記高さ寸法の方向の力を測定するために複数の別々のセンサ位置に配置される、ステップと、
前記試験媒体の周囲に収縮フィルムを位置付けるステップであって、前記試験媒体は、非収縮状態で前記収縮フィルムによって少なくとも部分的に包まれる、ステップと、
前記試験媒体が前記収縮フィルム処理ユニットを通じて移動するときに、前記試験媒体の周囲で前記収縮フィルムを収縮させることによって、前記包まれた試験媒体を処理するステップと、
処理中、処理後、または両方において、前記複数の別々のセンサ位置における前記力センサを用いて、前記収縮フィルムによって前記試験媒体に印加された前記力を測定するステップと
を含む前記方法。
【請求項２】
前記力センサは、前記３次元フレーム構造の前記外側表面の外側の面、外側の角部、及び外側の縁部に位置付けられる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記収縮フィルム処理ユニットは、収縮トンネルである、請求項１〜２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
前記収縮フィルムは、ポリオレフィン材料を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記３次元フレーム構造は、サイズ調節可能である、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記収縮フィルムを処理するステップは、前記収縮フィルムを少なくとも約１１０℃の温度まで加熱し、前記加熱後、前記収縮フィルムを約５０℃以下の温度まで冷却するステップを含む、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
プロセッサ及びメモリを備える制御装置をさらに含み、前記制御装置は、前記力センサからの力データを受信及び記憶する、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記試験媒体は、１つ以上の温度測定デバイスをさらに備える、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
収縮フィルムの力を測定するためのシステムであって、
加熱ゾーン及び前記加熱ゾーンの下流の冷却ゾーンを備える、収縮フィルム処理ユニットと、
前記収縮フィルム処理ユニット内で移動可能な試験媒体であって、前記試験媒体は、長さ、幅、及び高さ寸法を含む３次元フレーム構造、ならびに前記３次元フレーム構造の外側表面に近接した複数の別々のセンサ位置に位置付けられた複数の力センサを備え、前記複数の力センサは、前記３次元フレーム構造の前記長さ、前記幅、及び前記高さ寸法の方向の力を測定するために複数の別々のセンサ位置に配置される、試験媒体と
を備える前記システム。
【請求項１０】
前記力センサは、前記３次元フレーム構造の前記外側表面の外側の面、外側の角部、及び外側の縁部に位置付けられる、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記収縮フィルム処理ユニットは、収縮トンネルである、請求項９または１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記３次元フレーム構造は、略長方形の角柱形状を備える、請求項９〜１１のいずれかに記載のシステム。
【請求項１３】
前記加熱ゾーンは、少なくとも約１１０℃の温度で動作するように構成され、前記冷却ゾーンは、ほぼ室温以下の温度で動作するように構成される、請求項９〜１２のいずれかに記載のシステム。
【請求項１４】
プロセッサ及びメモリを備える制御装置をさらに備え、前記制御装置は、前記力センサからの力データを受信及び記憶するように構成される、請求項９〜１３のいずれかに記載のシステム。
【請求項１５】
前記収縮フィルム処理ユニットの上流に位置付けられた自動フィルムアプリケータをさらに備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記力センサのうちの１つ以上は、前記３次元フレーム構造のチャネルにぴったりと収まるピン部材を含む、且つ／又は、
前記力センサのうちの１つ以上は、前記３次元フレーム構造の梁の凹部内に位置する、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記力センサのうちの１つ以上は、前記３次元フレーム構造のチャネルにぴったりと収まるピン部材を含む、且つ／又は、
前記力センサのうちの１つ以上は、前記３次元フレーム構造の梁の凹部内に位置する、請求項９〜１３のいずれかに記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２０１５年２月２７日出願の「Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｆｏｒ  Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  Ｔｈｅ  Ｆｏｒｃｅｓ  Ｏｆ  Ａ  Ｓｈｒｉｎｋ  Ｆｉｌｍ」と題する米国仮特許出願第６２／１２１，９４９号に対する優先権を主張し、その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は概して、収縮フィルムを分析するための方法及びシステムに関し、より具体的には、収縮フィルムの力の複数位置測定のための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
収縮フィルムは、消費財製品などの製品の包装のために一般的に使用される。例えば、ペットボトルの束は、ペットボトルを一緒に固定する収縮フィルムパッケージによって固定され得る。収縮フィルムは、物体の周囲に配置され、それらの元の寸法に対して収縮して、その物体を少なくとも部分的に包囲し、内側で保持された品物または複数の品物を固定する、ポリマーフィルムを含んでもよい。例えば、プラスチック飲料容器は、収縮フィルム内に束ねられ、固定され得る。段ボール包装などの他の従来の包装と比較した収縮フィルムの利点は、環境影響の低減、経費削減、その透けて見える能力、ならびにその輸送及び消費者へのディスプレイの両方のための包装としての機能を果たす能力を含み得る。
【０００４】
しかしながら、適切な収縮フィルム材料及び適切な処理技術を選択することは困難であり得る。例えば、収縮フィルムの過剰収縮は、収縮フィルムの内側に保管された製品の損傷または収縮フィルムの破損をもたらす可能性がある。一方で、収縮フィルムの不十分な収縮は、固定されていない製品が収縮フィルムパッケージから落ちる可能性につながり得る。簡潔に、力は、束ねられたパッケージをユニット化されたひとつの全体として保持するのに十分強力であるが、主要なパッケージまたはフィルム自体を損傷するほど強力ではないことが必要である。したがって、収縮フィルムを分析するための改善されたシステム及び方法が有益であり得る。
【発明の概要】
【０００５】
本開示の実施形態は、１つ以上の物体を少なくとも部分的に包囲する（すなわち、複数の物体が収縮フィルムによって一緒に束ねられ得る）収縮フィルムによって加えられた力を観察するためのシステム及び方法に関する。力は、収縮プロセス、及び任意に収縮後に観察され得る。次いで、観察された力測定結果は分析され得、収縮フィルム適用に関する処理条件は、分析された力測定結果に基づき変更されてもよい。理論によって束縛されるものではないが、従来の分析システムは、収縮フィルム上の複数の位置において力を測定しない場合があり、結果として、これらの従来のシステムは、包まれた物体の様々な位置において収縮フィルムによって加えられた複数の異なる力を測定しない場合がある。例えば、従来のシステムにおいて、力は、収縮フィルムパッケージの縁部に沿って、頂部付近で、縮み部の付近で、かつ／または角部で観察されない場合がある。一方で、本実施形態は、収縮フィルムと接触する複数の位置に位置付けられた力センサを利用して、収縮フィルムの全体にわたる力のより正確な描写を得る。さらに、理論によって束縛されるものではないが、従来の分析システムは、収縮の期間にわたって、収縮フィルムにわたる力変動を認識することができない場合がある。本実施形態は、複数の位置に位置付けられた力センサを利用して、収縮フィルム処理の加熱及び冷却サイクルの前、最中、及び後の力の変化を測定し得る。例えば、収縮フィルムにわたる力の差異または収縮中の特定の収縮フィルム位置における急激な力の変化は、収縮フィルムの完全性の問題を示す場合があり、したがって、本実施形態は、当業者が収縮プロセスを改善して、より頑丈な収縮フィルムを生産するために利用し得る、実用的なデータを提供する。
【０００６】
本開示の一実施形態によると、収縮フィルムの力を測定するための方法は、収縮フィルム処理ユニット及び試験媒体を提供することを含んでもよい。試験媒体は、収縮フィルム処理ユニット内で移動可能であってもよく、長さ、幅、及び高さ寸法を含む３次元フレーム構造を備えてもよい。試験媒体は、３次元フレーム構造の外側表面に近接した複数の別々のセンサ位置に位置付けられた複数の力センサをさらに備えてもよい。複数の力センサは、３次元フレーム構造の長さ、幅、及び高さ寸法の方向の力を測定するために、複数の別々のセンサ位置に配置されてもよい。収縮フィルムの力を測定するための方法はまた、試験媒体の周囲に収縮フィルムを位置付けること、試験媒体が収縮フィルム処理ユニットを通じて移動するときに、試験媒体の周囲で収縮フィルムを収縮させることによって、包まれた試験媒体を処理すること、及び処理中、処理後、または両方において、複数の別々のセンサ位置における力センサを用いて、収縮フィルムによって試験媒体に印加された力を測定することを含んでもよい。試験媒体は、収縮による処理の前に、非収縮状態で収縮フィルムによって少なくとも部分的に包まれてもよい。
【０００７】
本開示の別の実施形態によると、システムは、収縮フィルムの力を測定し得る。本システムは、収縮フィルム処理ユニットと、収縮フィルム処理ユニット内で移動可能な試験媒体とを備えてもよい。収縮フィルム処理ユニットは、加熱ゾーンと、加熱ゾーンの下流の冷却ゾーンとを備えてもよい。試験媒体は、長さ、幅、及び高さ寸法を含む３次元フレーム構造を備えてもよい。試験媒体は、３次元フレーム構造の外側表面に近接した複数の別々のセンサ位置に位置付けられた複数の力センサをさらに備えてもよい。複数の力センサは、３次元フレーム構造の長さ、幅、及び高さ寸法の方向の力を測定するために、複数の別々のセンサ位置に配置されてもよい。
【０００８】
本明細書に開示される技術のさらなる特徴及び利点は、以下の発明を実施するための形態に記載され、部分的に、その説明から当業者に容易に明らかとなるか、または以下の発明を実施するための形態、特許請求の範囲、ならびに添付の図面を含む本明細書に記載されるような技術を実施することによって認識されるであろう。
【０００９】
上記の概要及び以下の発明を実施するための形態の両方が、本技術の実施形態を示し、かつ特許請求の範囲に記載されるような本技術の性質及び特徴を理解するための概説または枠組みを提供することを意図することが理解されるものとする。添付の図面は、本技術のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれ、その一部を構成する。図面は、様々な実施形態を示し、本説明と共に本技術の原理及び動作を説明するのに役立つ。加えて、図面及び記載は、単に例示的であることが意図され、いかなる様態においても特許請求の範囲を制限することは意図されない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の具体的な実施形態の以下の発明を実施するための形態は、以下の図面と併せて読まれるときに最も良く理解され得、同様の構造は、同様の参照番号で示される。
【００１１】
【図１】本明細書に記載される１つ以上の実施形態に従った、収縮ラップ適用前の試験媒体の斜視図である。
【図２】本明細書に記載される１つ以上の実施形態に従った、収縮フィルムによって包囲された図１の試験媒体の別の斜視図である。
【図３】本明細書に記載される１つ以上の実施形態に従った、図１の試験媒体上の頂部力センサの断面図である。
【図４】本明細書に記載される１つ以上の実施形態に従った、図１の試験媒体上の角部及び縁部力センサの断面図である。
【図５】本明細書に記載される１つ以上の実施形態に従った、図１の試験媒体に通信可能に連結されたネットワークシステムを概略的に示す。
【図６】本明細書に記載される１つ以上の実施形態に従った、収縮フィルム処理ユニットと、それを通じて移動可能な試験媒体とを備える、システムを概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ここで、様々な実施形態をより詳細に参照し、それらのうちのいくつかの実施形態は、添付の図面に示される。可能な場合はいつでも、同じ参照番号が図面全体を通じて使用され、同じまたは同様の部品を指す。
【００１３】
本明細書に開示される実施形態は、収縮フィルムの力を測定するためのシステム及び方法に関する。概して、品物または品物の群の周囲に収縮フィルムを適用するために、非収縮状態の収縮フィルム材料が物体の周囲に位置付けられ、収縮フィルムは続いて収縮される。収縮プロセスは、従来のまたは他の手段によって加熱及び冷却することを伴ってもよい。収縮フィルムが１つ以上の品物の周囲で収縮されるときに、それは、品物に力を加える。本明細書に記載される方法及びシステムは概して、収縮フィルムによって包まれた品物に加えられた力を測定する。本方法及びシステムは、品物の様々な位置において、かつ収縮プロセス全体を通じて力を測定し得る。例えば、本明細書に記載される方法及びシステムは、収縮中及び収縮後に、収縮フィルムによって加えられた力を測定してもよい。一実施形態では、力は、試験媒体によって測定されてもよく、試験媒体は、試験媒体の外側表面に近接した複数の別々のセンサ位置上のセンサを含む。複数のセンサは、収縮フィルムが収縮される前、収縮フィルムが収縮されるとき、及び収縮後に、試験媒体の外側表面上で収縮フィルムによって加えられた力を測定することができる。
【００１４】
本明細書で使用される場合、「収縮フィルム」という用語は、１つ以上の品物にぴったり合い、固定するように収縮され得る、任意のポリマーフィルム材料を指す。理論によって束縛されるものではないが、収縮フィルムの収縮は、収縮プロセス中のプラスチックの配向応力の緩和によって生じ得る。収縮フィルムとしては、ポリプロピレン及びポリエチレンなどのポリオレフィンなどであるがこれらに限定されないポリマーが挙げられ得る。ポリエチレンフィルムは、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン、または高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ））のうちの１つ以上を含んでもよい。ポリ塩化ビニルなどの他のプラスチックも企図される。収縮フィルムは、多層構造または単層構造であってもよい。例示的な実施形態では、ロジスティックス及び流通市場で多くの倍使用される単層構造（例えば、パレット梱包）は、主にＬＤＰＥ、引裂及び穿孔抵抗のためにある程度のＬＬＤＰＥ、及び剛性のためにＨＤＰＥを含んでもよい。これらのフィルムは、小売店の棚に置く前に束から取り外されることが意図されるため、ＨＤＰＥによって付与される曇りは問題ではない。対照的に、小売用製品で使用され得る多層の層構造は、大部分がＬＬＤＰＥであり、ある程度のＬＤＰＥを有する、高透明度の表面薄層と、主にＬＤＰＥであり、ある程度のＬＬＤＰＥを有する、コア層と、を含んでもよい。一実施形態では、表面薄層内のＬＬＤＰＥ／ＬＤＰＥの重量比が約８０／２０である一方で、コアは約３０／７０の比である。さらなる実施形態では、表面薄層内のＬＬＤＰＥ／ＬＤＰＥの重量比は、約９５／５、約９０／１０、約８５／１５、約７５／２５、約７０／３０、約６５／３５、または約７５／２５〜約８５／１５もしくは約７０／３０〜約９０／１０の範囲内であってもよく、コア内のＬＬＤＰＥ／ＬＤＰＥの重量比は、約５０／５０、約４５／５５、約４０／６０、約３５／６５、約２５／７５、約２０／８０、約１５／８５、または約２５／７５〜約３５／６５もしくは約２０／８０〜約４０／６０の範囲内であってもよい。
【００１５】
さらに、収縮フィルムは、実質的に透明もしくは「透けて見えて」もよく、または代替的に不透明であってもよい。収縮フィルムは、収縮フィルムの組成に基づき不透明であってもよく、または他の実施形態では、透明の収縮フィルムが印刷もしくは同様のプロセス（すなわち、製品にブランドの画像もしくは商標を付けること）によって着色されてもよい。収縮フィルムのいくつかの実施形態が、「照合収縮フィルム」と一般的に称され、そのようなフィルムが本明細書で企図されることが理解されるべきである。
【００１６】
加えて、本明細書で使用される場合、「力を測定すること」は、収縮ラップによって加えられた力を測定することを指すものと理解されるべきであり、圧力（すなわち、単位面積当たりの力）など他のいかなる力を反映する単位が含まれるが、これに限定されない。例えば、力を測定することは、力について（すなわち、ニュートンで）、または圧力について（すなわち、パスカルで）、データを収集することを含むと理解されるべきである。実施形態では、試験媒体上のセンサは、力または圧力についてデータを収集してもよい。
【００１７】
理論によって束縛されるものではないが、加えられた力の大きさは、いくつかの要因によって引き起こされ得る。第一に、力は、フィルムを備える樹脂組成物及び層構造、具体的には、組成物及び構造に関連した特性及びパラメータに影響され得る。これらのパラメータとしては、ＬＤＰＥ対ＬＬＤＰＥの比、オートクレーブ対管状ＬＤＰＥ組成物、フィルムの分子量及び分子量分布、平衡対非平衡層構造、フィルム厚などが挙げられ得るがこれらに限定されない。第二に、フィルム製造条件、例えば、溶融温度、ブローアップ比、ドローダウン及び冷却条件、生産速度、ダイギャップ、ならびに／またはフロストラインの高さが力に影響を及ぼし得る。第三に、力は、収縮処理ユニット（例えば、収縮トンネル）条件、例えば、トンネル温度及び形状、空気速度、空気流動条件、滞留時間などに影響され得る。これらの条件のうちのいずれにおける差も、フィルム自体の最終性能に影響を及ぼし得る。したがって、収縮プロセス中に収縮フィルムによって加えられた力を測定及び監視するための手段を有することは、最も効果的な収縮フィルムの設計方法、処理方法、及び使用方法を理解するのに有用であり得る。
【００１８】
ここで図１を参照すると、試験媒体１００の一実施形態が示される。試験媒体１００は、長さ、幅、及び高さ寸法を含む３次元フレーム構造１１０を備えてもよい。図１に示されるように、試験媒体１００の長さ、幅、及び高さ寸法は、図１に示されるｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸にそれぞれ対応してもよい。フレーム構造１１０は概して、３次元形状を形成するように交差または接続する複数の梁または他の機械的特徴を備えてもよい。例えば、フレームは、それらの端部以外の位置において交差してもよく、またはいかなる様態において接続されてもよい。例えば、図１に示される実施形態では、３次元フレーム構造１１０は、略長方形の角柱形状を備える。しかしながら、フレーム構造１１０が、例えば、収縮フィルム１５０内に収容され得る製品または複数の束ねられた製品の形状と実質的に一致する任意の形状など、任意の形状であってもよいことが理解されるべきである。例えば、フレーム構造１１０は、束ねられた市販用製品の形状を模倣してもよい。実施形態では、任意の３次元形状を含み得るフレーム構造１１０は、略三角形の角柱形状、略六角形の角柱形状、略五角形の角柱形状、略円錐形状、略ピラミッド形状、または略円筒形状を形成してもよいがこれらに限定されない。試験媒体１００が収縮フィルム処理ユニットを通じて移動し得る一方で、試験媒体１００がそれ自体で移動することが可能である必要はない。
【００１９】
図１の実施形態に示されるように、フレーム構造１１０は、試験媒体１００の形状を画定する複数の水平梁及び垂直梁を備えてもよい。底部梁１２４、１２５、１２６、１２７は、フレーム構造１１０の底部表面を少なくとも部分的に形成してもよく、頂部梁１２０、１２１、１２２、１２３は、フレーム構造１１０の頂部表面を少なくとも部分的に形成してもよい。加えて、側面梁１２８、１２９、１３０、１３１は、底部梁１２４、１２５、１２６、１２７と頂部梁１２０、１２１、１２２、１２３と接続して、長方形の角柱を形成してもよい。他の梁部材、例えば、梁１３２、１３３、１３４、１３５は、フレーム構造１１０の梁とさらに相互接続し得る。概して、頂部梁１２０、１２１、１２２、１２３の交差によって形成された表面は、本明細書においてフレーム構造１１０の頂部表面と称され得、底部梁１２４、１２５、１２６、１２７の交差によって形成された表面は、本明細書においてフレーム構造１１０の底部表面と称され得、頂部梁１２０、１２１、１２２、１２３及び底部梁１２４、１２５、１２６、１２７と交差する側面梁１２８、１２９、１３０、１３１によって形成された表面は、本明細書において側面と称され得る。
【００２０】
いくつかの実施形態では、３次元フレーム構造１１０はサイズ調節可能であってもよく、フレーム構造１１０はサイズを変化させ得る。例えば、梁のうちの１つ以上は、伸縮式または任意の他の同様の機構などによって延長可能及び／または引き込み可能であってもよい。他の実施形態では、３次元フレーム構造１１０は、追加のフレーム要素（すなわち、追加の梁）がフレーム構造に追加されて、フレーム構造のサイズを変化し得るように、分解可能であってもよい。
【００２１】
実施形態では、試験媒体１００は、１つ以上のセンサを備えてもよい。本明細書で使用される場合、「センサ」という用語は、物理量を測定し、それを、例えば、電気信号、電磁気信号、光信号、機械信号など、物理量の測定された値と相関があるデータ信号に変換するデバイスを意味する。センサの例としては、センサに加えられた力もしくは圧力を測定する力センサ、周囲環境の温度を判定するように動作可能である熱電対、音声センサ、またはカメラが挙げられ得るがこれらに限定されない。
【００２２】
一実施形態では、試験媒体１００は、複数の力センサ１７０、１７２、１７３、１８０、１８１を備える。力センサ１７０、１７２、１７３、１８０、１８１は、ロードセルを備えてもよい。概して、ロードセルは、電気信号を作るために使用される任意のトランスデューサであってもよく、電気信号の大きさは、測定されている力に正比例する。様々な種類のロードセルとしては、油圧ロードセル、空気圧ロードセル、及び歪みゲージロードセルが挙げられるがこれらに限定されない。力センサ１７０、１７２、１７３、１８０、１８１は、異なる測定範囲を有してもよい。例えば、試験媒体１００の外周に配置される力センサ１８０が、２０ｇの最大力などのより低い力をより正確に測定してもよい一方で、試験媒体１００の頂部表面の中央に位置する力センサ１８１は、５０ｌｂｆまたはそれ以上といった、比較的高い最大力を測定するように動作可能であってもよい。本実施形態に好適な市販のロードセルは、Ｆｕｔｅｋによって生産されるＬＳＢ２００  Ｍｉｎｉａｔｕｒｅ  Ｓ−Ｂｅａｍ  Ｌｏａｄ  Ｃｅｌｌ及び／またはＬＬＢ３００  Ｓｕｂｍｉｎｉａｔｕｒｅ  Ｌｏａｄ  Ｂｕｔｔｏｎであってもよい。
【００２３】
力センサ１７０、１７２、１７３、１８０、１８１は、複数の別々のセンサ位置に位置付けられてもよい。センサ位置のそれぞれは、図１に示されるように、３次元フレーム構造１１０の外側表面に近接している。「外側表面」という用語は、概して、そのバルク３次元形状に対して外側に向く、３次元フレーム構造１１０の任意の表面を指す。さらに、センサの位置付けは、測定された物理的現象に曝露されるセンサの部分の位置付けを指す。例えば、図２は、収縮フィルム１５０に包囲された図１の試験媒体１００を示す（収縮フィルム１５０の縁部１５２が示される）。収縮フィルム１５０が接触するフレーム構造１１０のいかなる領域も外側表面と見なされる。収縮フィルム１５０の縁部１５２は、概して、試験媒体１００の一側面の周囲で収縮して、収縮フィルム１５０内の「縮み部」なる開口部を形成してもよい。収縮フィルム１５０と接触する力センサの部分は、フレーム構造１１０の外側表面に近接している。
【００２４】
１つ以上の実施形態において、力センサ１７０、１７２、１７３、１８０、１８１は、３次元フレーム構造１１０の長さ、幅、及び高さ寸法の方向の力を測定するように適切に配置されてもよい。実施形態では、力センサ１７０、１７２、１７３、１８０、１８１は、３次元フレーム構造１１０の外側表面の外側の面、外側の角部、及び／または外側の縁部に位置付けられてもよい。図１を参照すると、力センサ１８０及び１８１は、フレーム構造１１０の頂部外側の面に位置付けられ、力センサ１７０は、フレーム構造１１０の外側の角部に位置付けられ、力センサ１７２及び１７３は、フレーム構造１１０の外側の縁部に位置付けられる。図１は５個の力センサを示すが、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５個、またはそれ以上といった任意の数の力センサが単一の試験媒体１００上に用いられ得るがこれらに限定されないことが理解されるべきである。
【００２５】
ここで図１及び３を参照すると、力センサ１８１は、梁１３５内の凹部１３７内の外側の面に位置付けられる。図３に示されるように、一実施形態では、外側の面に位置付けられた力センサ１８１は、ボタンプレートセンサ構成を備えてもよい。そのような構成において、力センサ１８１は、ボタン筐体１８３によって部分的に包み込まれてもよいアクチュエータ本体１８５を備えてもよい。アクチュエータ本体１８５は、測定セル１８７への外部力（すなわち、収縮フィルムからの）によって押し下げられ得、アクチュエータ本体１８５の移動は、測定セル１８７によって力データに変換され得る。アクチュエータ本体１８５の頂部は、梁１３５の窪んでいない高さからわずかに高くなっていてもよい。したがって、収縮フィルム１５０がフレーム構造１１０と接触するとき、それは、印加された力で力センサ１８１を押し下げる。実施形態では、力センサ１８１は、機械締結デバイス１８２によって定位置で保持されてもよいが、代替的に、接着剤によって、または任意の他の好適な機械締結手段によって定位置で保持されてもよい。
【００２６】
２つの外面力センサ１８０、１８１のみが図１の実施形態に示されるが、試験媒体１００は、フレーム構造１１０の外側の面に位置付けられる任意の数の力センサ１８０、１８１を備えてもよい。そのような実施形態では、フレーム構造１１０は、外側の面に位置付けられる各力センサ１８０、１８１に対して凹部１３６、１３７を備えてもよい。
【００２７】
ここで図１及び４を参照すると、力センサ１７０及び１７３は、フレーム構造１１０の断面図で示される。力センサ１７０は、フレーム構造の外側の角部に近接して位置付けられ、力センサ１７３は、フレーム構造１１０の外側の縁部に近接して位置付けられる。図４に示されるように、一実施形態では、力センサ１７０、１７３は、摺動ピンセンサ構成を備えてもよい。そのような構成において、力センサ１７０、１７３はそれぞれ、フレーム構造１１０内のチャネル１７８、１７９にぴったりと収まるピン部材１６１、１６２を備えてもよい。ピン部材１６１、１６２は、測定セル１７５、１７６への外部力（すなわち、収縮フィルム１５０からの）によって押し下げられ得、ピン部材１６１、１６２の移動は、測定セル１７５、１７６によって力データに変換され得る。実施形態では、力センサ１７０、１７３は、機械締結デバイス１７１、１７４によって定位置で保持されてもよいが、代替的に、接着剤によって、または任意の他の好適な機械締結手段によって定位置で保持されてもよい。チャネル１７８、１７９内のピン部材１６１、１６２の摺動可能な位置付けを固定するブッシング１６３、１６４が、チャネル１７８、１７９内に位置付けられてもよい。
【００２８】
フレーム構造１１０の外側の角部に近接して位置付けられた力センサ１７０は、概して、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸に対して約４５°の角度などで、外側に、かつ角部から離れて向く、そのピン部材１６１を有してもよい。フレーム構造１１０の外側の縁部に近接して位置付けられた力センサ１７３は、概して、ｘ軸、ｙ軸に対して約４５°の角度及びｚ軸に対して約９０°の角度などで、外側に、かつ外側の縁部から離れて向く、そのピン部材１６２を有してもよい。しかしながら、フレーム構造１１０上に位置する力センサが、概して、いかなる方向も指し、かつフレーム構造に印加されたいかなる方向の力も測定し得ることが理解されるべきである。
【００２９】
一実施形態では、試験媒体１００は、１つ以上の温度測定デバイス１９０を備えてもよい。温度測定デバイス１９０は、概して、温度を測定するために動作可能な任意のデバイスであってもよく、フレーム構造１１０の外側表面上またはその付近に配置されてもよい。温度測定デバイス１９０は収縮フィルム１５０が、処理中に収縮している間、収縮フィルム１５０と接触、または少なくともその付近にあってもよい。実施形態では、温度測定デバイスは、温度計、熱電対、または任意の他の好適なデバイスを含んでもよい。
【００３０】
図面に示される実施形態は、識別される特定数のセンサを有するが、本明細書に記載される試験媒体１００の実施形態が、任意の数のセンサを有してもよく、それらのセンサが、試験媒体１００の任意の外側の縁部、外側の角部、外側の面、または他の外側の物理的特徴に位置付けられてもよいことが理解されるべきである。
【００３１】
一実施形態では、試験媒体１００は、１つ以上の通信路（両矢印として図５に示される）を通じて力センサまたは他のセンサと通信可能に連結される、プロセッサ３１６とメモリ３１４とを備える制御装置３１０（図１には図示せず）をさらに備えてもよい。制御装置３１０は、試験媒体１００の任意の内部部分に連結され得る。代替的に、制御装置３１０は、試験媒体１００の外部に位置してもよく、例えば、センサは、分離した制御装置３１０に配線によって接続されてもよい。本明細書に記載される実施形態によると、プロセッサ３１６は、機械可読命令を実行することが可能な任意のデバイスを意味する。したがって、プロセッサ３１６は、集積回路、マイクロチップ、コンピュータ、または任意の他のコンピューティングデバイスであってもよい。本明細書に記載されるメモリ３１４は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ハードドライブ、または機械可読命令を記憶することが可能な任意のデバイスであってもよい。本開示の実施形態は、機械可読命令を含むロジック、または例えば、プロセッサによって直接実行され得るコンピュータ言語、もしくはアセンブリ言語、オブジェクト指向プログラミング（ＯＯＰ）、スクリプト言語、マイクロコードなど、機械可読命令にコンパイルされ、もしくは組み込まれ、機械可読媒体上に記憶され得る、任意の世代（例えば、１ＧＬ、２ＧＬ、３ＧＬ、４ＧＬ、もしくは５ＧＬ）の任意のプログラミング言語で書かれたアルゴリズムを含む。代替的に、ロジックまたはアルゴリズムは、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）構成または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のいずれかを介して実装されるロジック、及びそれらの同等物など、ハードウェア記述言語（ＨＤＬ）で書かれてもよい。したがって、ロジックは、予めプログラムされたハードウェア要素として、またはハードウェア及びソフトウェアコンポーネントの組み合わせとして、任意の従来のコンピュータプログラミング言語で実装されてもよい。
【００３２】
通信路は、試験媒体１００上に配置された様々なモジュール間のデータ相互接続性を提供してもよい。本明細書で使用される場合、モジュールは、制御装置３１０と通信可能に連結された任意のデバイスであってもよい。したがって、通信路３１２は、任意の数のモジュールを互いに通信可能に連結してもよく、モジュールが分散コンピューティング環境で動作することを可能にしてもよい。具体的に、モジュールのそれぞれは、データを送信及び／または受信し得るノードとして動作することができる。一実施形態では、通信路は、試験媒体１００全体を通じたプロセッサ、メモリ、センサ、及びアクチュエータへの電気データ信号の伝送を可能にする、導電材料を含んでもよい。一実施形態では、通信路は、モジュール間のデータ伝送を可能にする１つ以上の導線を含んでもよい。別の実施形態では、通信路１０４は、例えば、ＬＩＮバス、ＣＡＮバス、ＶＡＮバスなどのバスであってもよい。さらなる実施形態では、通信路３１２は、無線、または代替的に光導波路であってもよい。本明細書で使用される場合、「通信可能に連結される」という用語は、コンポーネントが、例えば、導電媒体を介して電気信号、空気を介して電磁信号、光導波路を介して光信号など、データ信号を互いと交換することが可能であることを意味する。一実施形態では、モジュールは、取り外し可能な記憶デバイスがメモリスティック、メモリカード、または他の書き込み可能な媒体間で交換されるとき、通信可能に連結されてもよい。加えて、「信号」という用語が、媒体を通じて移動することが可能なＤＣ、ＡＣ、正弦波、三角波、方形波、振動などの波形（例えば、電気、光、磁気、機械、または電磁気）を意味することに留意されたい。加えて、試験媒体１００は、それぞれが他のコンポーネントのうちの１つ以上と通信可能に連結されるプロセッサを有する、複数のモジュールを含んでもよいことが理解されるべきである。したがって、本明細書に記載される実施形態は、本明細書に記載されるロジックの任意の部分を実施するために、分散コンピューティング配置を利用してもよい。
【００３３】
制御装置３１０は、力センサ１７０、１７２、１７３、１８０、１８１などのセンサまたは温度測定デバイス１９０のうちの１つ以上に通信可能に連結されてもよい。制御装置３１０は、試験媒体１００上に位置する力センサ１７０、１７２、１７３、１８０、１８１からの力データを受信して、収縮フィルム１５０によって試験媒体１００に加えられた力を記憶してもよい。そのような力データは、異なる材料、束ねられた品物、及び／または処理条件が存在する、収縮フィルム及び収縮プロセスを分析するために利用されてもよい。例えば、試験媒体１００上の収縮フィルム力は、収縮フィルムの組成及び／または収縮の処理条件（すなわち、熱処理方法）に影響され得る。
【００３４】
図５に示されるように、試験媒体１００は、外部コンピュータ３３０と通信していてもよい。外部コンピュータ３３０は、１つ以上のプロセッサと、１つ以上のメモリとを備えることができる。外部コンピュータ３３０は、ＰＣ、ラップトップ、タブレットコンピュータ、サーバなどの任意のパーソナルコンピュータであってもよい。外部コンピュータ３３０は、試験媒体１００と通信可能に連結されてもよい。
【００３５】
一実施形態では、媒体１０２は、試験媒体１００を外部コンピュータ３３０と通信可能に連結するためのデータ伝送デバイス３２０を備える。データ伝送デバイス３２０は、制御装置３１０に通信可能に連結され得、外部コンピュータ３３０にデータを伝送すること、ならびに／または、それに及び／もしくはそれからデータを受信することが可能な任意のデバイスであってもよい。したがって、データ伝送デバイス３２０は、任意の有線または無線通信を送信及び／または受信するためのアンテナ及び／または他の通信トランシーバを含むことができる。例えば、データ伝送デバイス３２０は、外部コンピュータ３３０と通信するためのアンテナ、モデム、ＬＡＮポート、ワイヤレスフィデリティ（Ｗｉ−Ｆｉ）カード、ＷｉＭａｘカード、移動体通信ハードウェア、近距離通信ハードウェア、衛星通信ハードウェア、全地球測位システムインタラクションハードウェア、及び／または任意の有線もしくは無線ハードウェアを含んでもよい。他の実施形態では、試験媒体１００と外部コンピュータ３３０との間の通信は、試験媒体１００と外部コンピュータ３３０との間で移動する記録可能ディスクまたはメモリスティックなどのハードメモリデバイスによって容易にされ得る。
【００３６】
一実施形態では、力データは、制御装置３１０から外部コンピュータ３３０に転送されてもよい。力データは、外部コンピュータ３３０によって表示されてもよく、外部コンピュータ３３０上で利用可能なプログラムまたはソフトウェアなどの分析ツールによって分析されてもよい。一実施形態では、外部コンピュータ３３０は、１つ以上のセルラネットワーク、衛星ネットワーク、及び／または例えば、ワイドエリアネットワーク、ローカルエリアネットワーク、パーソナルエリアネットワーク、全地球測位システム、及びこれらの組み合わせなどのコンピュータネットワークを含んでもよい、ネットワーク３５０に通信可能に接続されてもよい。ネットワーク３５０は、ワールドワイドウェブへのアクセスを含んでもよく、試験媒体１００及び／または外部コンピュータ３３０リモートコンピューティングデバイス３４０と通信可能に接続してもよい。したがって、外部コンピュータ３３０は、配線を介して、ワイドエリアネットワークを介して、ローカルエリアネットワークを介して、パーソナルエリアネットワークを介して、セルラネットワークを介して、衛星ネットワークを介してなど、ネットワーク３５０に通信可能に連結され得る。好適なローカルエリアネットワークとしては、有線イーサネット（登録商標）及び／または、例えば、Ｗｉ−Ｆｉなどの無線技術が挙げられ得る。好適なパーソナルエリアネットワークとしては、例えば、ＩｒＤＡ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＵＳＢ、Ｚ−Ｗａｖｅ、ＺｉｇＢｅｅなどの無線技術が挙げられ得る。代替的にまたは加えて、好適なパーソナルエリアネットワークとしては、例えば、ＵＳＢ及びＦｉｒｅＷｉｒｅなどの有線コンピュータバスが挙げられ得る。好適なセルラネットワークとしては、ＬＴＥ、ＷｉＭＡＸ、ＵＭＴＳ、ＣＤＭＡ、及びＧＳＭ（登録商標）などの技術が挙げられるがこれらに限定されない。
【００３７】
上記の通り、試験媒体１００は、ネットワーク３５０を介して１つ以上のリモートコンピューティングデバイス３４０に通信可能に連結され得る。１つ以上のリモートコンピューティングデバイス３４０は、１つ以上のプロセッサと、１つ以上のメモリとを備えてもよい。１つ以上のプロセッサは、外部コンピュータ３３０にクラウドリソースを提供して、力データを分析するためのロジックを実行することができる。例えば、１つ以上のリモートコンピューティングデバイス３４０は、比較的高出力のプロセッサを介して、外部コンピュータ３３０に補助的な処理能力を提供して、力データを分析することができる。加えて、１つ以上のリモートコンピューティングデバイス３４０が、制御装置３１０及び／または外部コンピュータ３３０に補助的なデータ記憶装置を提供することができる。さらに、リモートコンピューティングデバイス２４０は、力データを分析するのに好適であり得るデータベース情報を提供することができる。
【００３８】
例えば、一実施形態では、試験媒体によって収集された力データは、試験媒体１００が位置する製造施設またはその付近に物理的に位置する外部コンピュータ３３０上で見るために表示されてもよい。外部コンピュータ３３０は、遠隔地に設置されたサーバであってもよいリモートコンピューティングデバイス３４０に力データを中継してもよく、リモートコンピューティングデバイス３４０は、力データを分析し、収縮フィルム処理の交代のための提言を外部コンピュータ３３０に送信してもよい。
【００３９】
一実施形態では、センサは、Ａｔｍｅｌから入手可能なＡＴ３２Ｕ４マイクロコントローラに通信可能に連結されてもよい。マイクロコントローラは、力データをＳＤカードなどの取り外し可能なメモリカードに書き込むこと、またはＷｉＦｉを通じて力データをデスクトップコンピュータに転送することのいずれかができるＬｉｎｕｘ（登録商標）プロセッサと連結されてもよい。デスクトップコンピュータは、いかなる方法でも力データを記憶し、データを表示し、かつ／またはデータを分析し得る。
【００４０】
収縮フィルム１５０の力を測定するための方法は、概して、上記の試験媒体１００を提供することと、収縮フィルム処理ユニット２００を提供することと、収縮フィルム１５０が試験媒体１００の周囲で収縮するように処理されるときのその力を監視することとを含んでもよい。ここで図６を参照すると、収縮フィルム処理ユニット２００の一実施形態が示される。一実施形態では、収縮フィルム処理ユニット２００は、コンベヤ２１０と収縮トンネル２２０とを備えてもよい。概して、試験媒体１００は、非収縮状態の収縮フィルム１５０で少なくとも部分的に包まれてもよく、収縮トンネル２２０を通じてコンベヤ２１０によって運搬されてもよい。次いで、試験媒体１００が収縮トンネル２２０を通じて移動するとき、収縮フィルム１５０は、試験媒体１００の周囲で収縮フィルム１５０を縮小させる収縮を受ける。収縮フィルム１５０は、試験媒体１００の周囲に手動で位置付けられてもよく、または図６に示されるように、フィルムアプリケータ２５０によって試験媒体１００の周囲に位置付けられてもよい。収縮トンネル２２０の上流に位置付けられてもよいフィルムアプリケータ２５０は、収縮フィルム１５０の収縮前に、試験媒体１００の周囲に収縮フィルム１５０（非収縮状態の）を適用するように自動化されてもよい。
【００４１】
収縮トンネル２２０は、加熱ゾーン２２２と、加熱ゾーンの下流の冷却ゾーン２２４とを備えてもよい。本明細書で使用される場合、「下流」とは、図６の矢印によって示されるコンベヤ２１０の方向を指す。収縮フィルム１５０は、加熱ゾーン２２２で加熱され、続いて、冷却ゾーン２２４で冷却される。一実施形態では、収縮フィルム１５０は、少なくとも約１１０℃の温度まで加熱される。加熱後、収縮フィルム１５０は、約５０℃以下の温度まで冷却されてもよい。例えば、収縮フィルム１５０は、周囲温度で収縮トンネル２２０に入ってもよい。本明細書で使用される場合、「周囲温度」とは、約２０℃〜約２６℃であり得る周囲の製造環境の温度、すなわち、ほぼ室温を指す。図６に示される冷却ゾーン２２４が収縮トンネル２２０の一部として示される一方で、冷却ゾーン２２４は、収縮トンネル２２０の構造の外側にあってもよく、例えば、収縮トンネル２２０が収縮フィルム１５０を加熱する加熱ゾーン２２２を備え、次いで、試験媒体１００が収縮トンネル２２０を出て、冷却ゾーン２２４において、送気によって、または周囲条件への曝露による冷却によって、冷却することが理解されるべきである。
【００４２】
収縮フィルム１５０は、少なくとも約９０℃、少なくとも約１００℃、少なくとも約１１０℃、少なくとも約１２０℃、少なくとも約１３０℃、少なくとも約１４０℃、少なくとも約１２０℃、少なくとも約１２５℃、１３０℃、少なくとも約１３５℃、少なくとも約１４０℃、少なくとも約１５０℃、少なくとも約１６０℃、少なくとも約１７０℃、少なくとも約１８０℃、少なくとも約１９０℃、少なくとも約２００℃、少なくとも約２１０℃、少なくとも約２２０℃、少なくとも約２３０℃、少なくとも約２４０℃、または２５０℃超まで加熱されてもよい。実施形態では、収縮フィルム１５０は、約９０℃〜約２５０℃、約１２０℃〜約２５０℃、約１５０℃〜約２５０℃、約１８０℃〜約１５０℃、約２００℃〜約２５０℃、約９０℃〜約２３０℃、約９０℃〜約２００℃、約９０℃〜約１７０℃、約９０℃〜約１５０℃、約１７０℃〜約２２０℃、または約１６０℃〜約２３０℃の範囲内の温度まで加熱されてもよい。加熱保持時間は、約１秒〜約数分、約２秒〜約１分、約３秒〜約３０秒、約５秒〜約２０秒、または約１０秒〜約１５秒であってもよい。
【００４３】
加熱後、収縮フィルム１５０は、冷却ゾーン２２４において冷却されてもよい。冷却は、冷却が実質的に静止した空気中の周囲温度への曝露によって自然に引き起こされる、受動的冷却であってもよく、または冷却は、能動的冷却であってもよい。能動的冷却に関して、実施形態では、空気流が収縮フィルム１５０全体に送られてもよく、空気は、加熱領域よりも低い温度、またはさらには周囲温度よりも冷たくてもよい。実施形態では、収縮フィルム１５０は、約８０℃以下、約７０℃以下、約６０℃以下、約５０℃以下、約４０℃以下、または約３０℃以下の温度まで冷却されてもよい。冷却ゾーン２２４における処理後、いったん試験媒体１００が収縮トンネル２２０を出ると、収縮ラップは、コンベヤ２１０上で追加の冷却を受けてもよい。
【００４４】
概して、収縮フィルム１５０は、冷却中に試験媒体１００に力を印加する。しかしながら、収縮フィルム１５０は、加熱ステップ中ならびに冷却ステップ中に試験媒体１００に力を印加してもよい。収縮フィルム１５０が収縮されるとき、収縮フィルム１５０によって試験媒体１００に印加された力が、複数の別々のセンサ位置における力センサで測定される。測定は、処理中、処理後、または両方において行われてもよく、「処理」とは、収縮フィルム１５０を収縮することを指す。測定結果は、分析され得る力データに変換されてもよい。一実施形態では、異なる力センサが、加熱中に比較的低い印加された力を、かつ冷却中に比較的高い印加された力を測定してもよい。例えば、上記のように、異なる測定閾値を有する力センサが利用されてもよい。印加された力は、収縮の期間にわたって記録されてもよく、加熱中の力及び冷却中の力が別々に分析され得るようにしてもよい。一実施形態では、力データは、処理中の収縮フィルム１５０の収縮を示す試験媒体１００の時系列の映像を用いて分析されてもよい。
【００４５】
さらに、図６が収縮トンネル２２０の実施形態を示す一方で、収縮フィルム処理ユニット２００が収縮フィルム１５０を収縮するように動作可能な任意のシステムであってもよいことが理解されるべきである。例えば、収縮フィルム処理ユニット２００は、試験媒体１００が収縮中に移動しない、静止加熱及び冷却プロセスであってもよい。
【００４６】
力データまたは他の収集されたデータは、任意の材料またはプロセス変更が収縮フィルム１５０を改善し得るかどうかを判定するために分析されてもよい。例えば、試験媒体１５０によって観察されたデータに基づき、幅広いプロセスパラメータ及び材料が変更され得るものであり、これらに限定されないが、フィルムを備える樹脂組成物及び層構造、例えば、ＬＤＰＥ対ＬＬＤＰＥの比、オートクレーブ対管状ＬＤＰＥ組成物、フィルム製造のための樹脂の分子量及び分子量分布、ならびに平衡対非平衡層構造などを含む、その組成物と構造に関係するプロパティとパラメータなど；フィルム処理条件、例えば、溶融温度、ブローアップ比、ならびに／またはドローダウン及び冷却条件；収縮処理ユニット（例えば、収縮トンネル）条件、例えば、トンネル温度及び形状、空気速度、空気流動条件、ならびに／または滞留時間なども挙げられ得る。
【００４７】
本発明を記載及び定義する目的で、「ほぼ」または「約」という用語は、任意の定量比較、値、測定結果、または他の表現に起因し得る不確実性の固有の程度を表すために本明細書で利用されることに留意されたい。該用語はまた、問題になっている主題の基本的な機能の変化をもたらすことなく、定量的表現が記述された基準から異なり得る程度を表すために本明細書で利用される。
【００４８】
以下の請求項のうちの１つ以上が、「そこで（ｗｈｅｒｅｉｎ）」という用語を移行句として利用することに留意されたい。本発明を定義する目的で、この用語が、構造の一連の特徴の記述を導入するために使用される、オープンエンド形式の移行句として請求項に導入され、より一般的に使用されるオープンエンド形式の前提部の用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」と同様に解釈されるべきであることに留意されたい。
【００４９】
また、本明細書における記述が、特定の方法で「構成される」本発明の一構成要素を指すことに留意されたい。この点で、そのような構成要素は、特定の特性を具体化するか、または特定の様態で機能するように「構成され」、そのような記述は、使用目的の記述とは対照的に構造的記述である。より具体的には、一構成要素が「構成される」様態への本明細書における言及は、その構成要素の既存の物理的状態を示し、したがって、その構成要素の構造特性の確定記述として見なされるものとする。
【００５０】
本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明に様々な修正及び変更が行われ得ることが当業者に明らかとなるであろう。本発明の精神及び要旨を組み込む、開示された実施形態の修正形の組み合わせ、部分的組み合わせ、及び変化形が、当業者に想到され得るため、本発明は、添付の特許請求の範囲及びそれらの同等物内の全てを含むと解釈されるべきである。
【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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