(57)【要約】【課題】  スライド２上に設けられた複数のスリット３から液体を吐出して複数の液膜からなる液膜層９を形成し、この液膜層９を移動する帯状物８の上に塗布するスライド型塗装装置１において、塗装ラインで鋼板等の帯状物８の幅が変更する際に、塗覆帯上の塗装の健全性を出来るだけ損ねずに、帯状物８の歩留まり低下を減少させ、かつ廃棄塗料の量を減少させる。【解決手段】  スライド型塗装装置のスライド上にあるスリットの端部を密閉する器具（液膜幅調整器具４）を有し、かつ、この液膜幅調整器具４がスリット３の幅方向に移動可能なことを特徴とするスライド型塗装装置である。帯状物８の歩留まり低下や廃棄塗料の量の量を減少させることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライド上に設けられた複数のスリットから液体を吐出して複数の液膜からなる液膜層を形成し、この液膜層を移動する帯状物の上に塗布するスライド型塗装装置において、１層または複数層の液膜の幅を変更することを目的として設けられたスライド上のスリットの端部を密閉する器具（以下「液膜幅調整器具」という。）を有し、かつ、この液膜幅調整器具がスリットの幅方向に移動可能なことを特徴とするスライド型塗装装置。
【請求項２】
液膜幅調整器具の形状の一部が、スリットに嵌合するようなくさび型の平板であることを特徴とする請求項１に記載のスライド型塗装装置。
【請求項３】
液膜幅調整器具を機械的に横方向に移動させる機構と、スライド上のスリットとこれに嵌合する液膜幅調整器具に設けられたくさび型の平板との間隔を調整するための機構を有することを特徴とする請求項２に記載のスライド型塗装装置。
【請求項４】
液膜幅調整器具のスリットと面する部分が鉄を含む金属からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスライド型塗装装置。
【請求項５】
スライド型塗装装置はスリットに液体を供給するヘッダー部を有し、ヘッダー部の端部にはヘッダー端部栓を有し、ヘッダー端部栓はヘッダー部の幅方向に移動可能であり、前記液膜幅調整器具のスリット内嵌合部分はスリット深さに相当する深さを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のスライド型塗装装置。
【請求項６】
ヘッダー端部栓を機械的にもしくはエアー圧力調整により横方向に移動させる機構を有することを特徴とする請求項５に記載のスライド型塗装装置。
【請求項７】
液膜幅調整器具を機械的に横方向に移動させる機構とヘッダー端部栓を機械的に横方向に移動させる機構の一方又は両方を有し、その移動速度が５ｍｍ／ｓ以上５０ｍｍ／ｓ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のスライド型塗装装置。
【請求項８】
移動する帯状物の上流側に帯状物の幅位置を検出する幅位置検出装置を設け、該幅位置検出装置で検出した帯状物の幅位置に基づいて液膜幅調整器具の停止位置を調整することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のスライド型塗装装置。
【請求項９】
スライドの下部にスリットの幅方向に移動可能な仕切り板を有した回収槽を有し、液膜幅調整器具の位置に基づいて仕切り板の位置を調整可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のスライド型塗装装置。
【請求項１０】
前記ヘッダー端部栓及び液膜幅調整器具に替え、スリット及びヘッダー部の両端部からエアーを挿入し、そのエアー圧力調整により液膜幅を調整可能とすることを特徴とする請求項５に記載のスライド型塗装装置。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれかに記載のスライド型塗装装置を用いた塗装方法であって、液膜幅調整器具の移動速度と、このスリットから吐出する塗料の吐出流量速度とを連動させて、液膜幅調整器具が移動する間に単位長さあたりの吐出流量速度が一定になるように制御することを特徴とするスライド型塗装装置を用いた塗装方法。
【請求項１２】
請求項１乃至９のいずれかに記載のスライド型塗装装置を用いた塗装方法であって、前記スライド型塗装装置を塗装ライン内に設置し、該塗装ラインの上流側に鋼板の幅位置を検出する装置を設置して、この検出信号に基づき、スライド型塗装装置における液膜幅調整器具の停止位置を調整することを特徴とするスライド型塗装装置を用いた塗装方法。
【請求項１３】
請求項１乃至９のいずれかに記載のスライド型塗装装置を用いた塗装方法であって、スライド上に設けられた複数のスリットの内から液体を吐出して複数の液膜からなる液膜層を形成する際に一または複数の液膜の幅を他の液膜の幅より広くして液膜層を形成して、この液膜層を移動する帯状物の上に塗布するものであり、スライド型塗装装置の下部に幅方向に移動可能な仕切り板を有した回収槽を設け、スライド型塗装装置における液膜幅調整器具の位置に基づいて仕切り板の位置を調整し、幅の広い一または複数の液膜を分離回収することを特徴とするスライド型塗装装置を用いた塗装方法。
【請求項１４】
前記ヘッダー端部栓及び液膜幅調整器具に替え、スリット及びヘッダー部の両端部からエアーを挿入し、そのエアー圧力調整により液膜幅を調整することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに記載のスライド型塗装装置を用いた塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スライド上に設けられた複数のスリットから液体を吐出して複数の液膜からなる液膜層を形成し、この液膜層を移動する帯状物の上に塗装するスライド型の塗装方法とスライド型塗装装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スライド型塗装装置は、スライド上に設けられた複数のスリットから液体を吐出してスライド上に複数の液膜からなる液膜層を形成し、この液膜層を移動する帯状物の上に塗装する装置である。スライド型塗布方式で液膜を生成して、鋼板または帯状物上に塗膜を形成させる装置としては、スライドから落下する液膜のカーテンを形成して帯状物上に塗布するスライドカーテン塗装装置と、スライドと帯状物が近接して、カーテンを形成せずに直接多層膜を帯状物上に塗布するスライドビード塗装装置がある。
【０００３】
スライド型塗装装置とこれを用いた塗装方法は、主に写真のフィルム製造技術として開発がすすめられてきた。特許文献１には、複数の液膜からなる液膜層の幅が一定のスライド型塗装装置が記載されている。また特許文献２には、複数膜の液膜層において幅の広い層と幅の狭い層によって構成し、幅の広い層を移動する帯状物（ウエブと呼ばれている）の幅より大きくし、他の層の幅を帯状物の幅より小さくして、広い幅の層の塗料のみを回収して再利用する方法と装置が提案されている。
【０００４】
スライド型塗装設備と塗装方法は、金属板の塗装にも用いられることが検討されており、特許文献３にはスリットからスライド上に吐出する複数の液膜の幅が同一な液膜層を金属板上に塗装することが示されている。
【０００５】
【特許文献１】特公昭４９−２４１３３号公報
【特許文献２】特公昭６２−４７０７５号公報
【特許文献３】特開平０６−１９０３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この様に、従来から写真のフィルム製造に用いられたスライド型塗装装置には、特許文献１に示すような多層膜における各層の幅が一定のものと、特許文献２に示すような幅の広い層（広幅膜とも呼ぶ）と幅が小さい層（狭幅膜とも呼ぶ）を有するものが開示されてきた。写真のフィルムの素材幅は一定であり、即ち塗覆物の幅は変化しない。従って、写真フィルム製造に用いられるスライド型塗装装置において、液膜の幅は時間的に変化せず、常に一定であることが前提であった。
【０００７】
ところで、帯鋼に代表されるような金属板の表面塗装にスライド型塗装装置を用いる場合には、被塗覆物である金属板の幅が頻繁に変化する。例えば、帯鋼のロット単位は３〜３０Ｔｏｎ（１０００〜１００００ｍ）であり、ライン速度を例えば、１００ｍ／分としても、１０分〜１００分毎に頻繁に帯鋼の幅が変化する。
【０００８】
また、鋼板幅の範囲は６００ｍｍ〜２１００ｍｍであり、変更する幅の範囲が極めて広い。すべての鋼板幅に対して液膜の幅を一定に保持しようとすると、最も広い鋼板幅である２１００ｍｍに対応する液膜幅を常に保つ必要がある。例えば、鋼板の幅が広い幅から狭い幅に変化する場合に、液膜の幅が変化しないと，鋼板の幅以上に形成された液膜の幅の部分は、鋼板に塗装されないで、回収されることになる。しかし、鋼板の幅外方に流下して回収された液膜は、多層の膜を形成している塗料が混じっているために再使用が不可能であり、結果として狭幅鋼板塗装時においては廃棄する塗料の量が多くなる。狭幅鋼板塗装時においても廃棄する塗料の量を少なく保持しようとする場合には、鋼板の幅に応じて液膜の幅を縮めて、鋼板の幅以上に形成された液膜の幅の部分が減少するように調整して、廃棄する塗料の量をなるべく少なくしたい。
【０００９】
一方、液膜の幅を狭幅鋼板の幅に対応して固定してしまうと、鋼板の幅が狭い幅から広い幅に変わる時には、液膜の幅が変化しないと，鋼板の幅が液膜の幅よりも広くなり、鋼板の端部が塗装されないことが起きる。この部分の鋼板は、端部塗装不良のためにスクラップとしてリサイクルしなければならず、鋼板の歩留まりが低下する。この場合には、鋼板の幅に応じて液膜の幅を広くして、鋼板の端部まで液膜が充分に塗布する調整して、鋼板の歩留まりをなるべく増加したい。
【００１０】
従来のスライド型塗装装置において液膜の幅変更を行おうとする場合、塗装ラインを走行している鋼板を一旦停止させて、スライド型塗装装置の液膜の幅を変更、調整してから再び鋼板を走行させることが考えられる。しかし、鋼板の塗装ラインの場合には、スライド型塗装装置の後方に塗料を昇温して乾燥、反応させるための乾燥炉が直結されており、鋼板の走行速度が変化すると、乾燥と反応に要する時間が変化して塗装皮膜の品質が変化する。したがって、鋼板の走行速度を変えないで、塗膜の幅を変更する必要がある。
【００１１】
本発明は、スライド型塗装装置で、塗装ラインで鋼板等の帯状物の幅が変化する際に塗覆帯上の塗装の健全性をできるだけ損ねずに、帯状物の歩留まり低下を減少させ、かつ廃棄塗料の量をできるだけ減少させることを目的に、液膜の幅を効率良く変更する装置を提供することを目的とする。本発明はまた、この装置を用いて、塗装ラインで鋼板等の帯状物の幅が変更する際に、鋼板等の帯状物の幅に応じて効率良く液膜の幅を変更する方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、スライド型塗装装置のスリットからスライド上に吐出する複数の液膜の幅を効率良く変更する装置と方法を提示するものである。そのために、発明者らはスライド上のスリットの端部を密閉しかつ幅方向に移動可能な器具（以下「液膜幅調整器具４」という。）の形状を創作し、液膜幅調整器具４の材質として濡れ性が良く反応しない材料を選択し、スリット部を疵つけない材料を選択した。また、液膜幅調整器具４の移動中に単位幅あたりの流量が一定になるように制御すること、これらの技術の積み重ねにより、液膜幅調整器具４の移動速度として端部膜切れが生じない成膜限界内にすること、を考慮すると、狭幅塗料の幅を数秒から十数秒以内で変更することが可能であることを見出した。また、この装置を設置したスライド型塗装装置を塗装ライン内で効率良く使用する方法について更に案出した。
【００１３】
上記本発明の液膜幅調整器具を用いたスライド型塗装装置によって塗装を行う場合、幅方向で塗膜の厚さが不均一になることがあった。特に塗膜の幅端部おける厚さが厚くなる傾向が発生することがあった。本発明においては、スリットに液体を供給するヘッダー部の端部に幅方向に移動可能なヘッダー端部栓を配置し、液膜幅調整器具のスリット内嵌合部分はスリット深さに相当する深さを具備することにより、塗膜の厚さを均一化できることを見出した。
【００１４】
即ち、本発明の要旨とするところは以下の通りである。
（１）スライド上に設けられた複数のスリット３から液体を吐出して複数の液膜からなる液膜層９を形成し、この液膜層９を移動する帯状物８の上に塗布するスライド型塗装装置において、１層または複数層の液膜の幅を変更することを目的として設けられたスライド上のスリット３の端部を密閉する器具（以下「液膜幅調整器具４」という。）を有し、かつ、この液膜幅調整器具４がスリット３の幅方向に移動可能なことを特徴とするスライド型塗装装置。
（２）液膜幅調整器具４の形状の一部が、スリット３に嵌合するようなくさび型の平板１１であることを特徴とする上記（１）に記載のスライド型塗装装置。
（３）液膜幅調整器具４を機械的に横方向に移動させる機構と、スライド上のスリット３とこれに嵌合する液膜幅調整器具に設けられたくさび型の平板１１との間隔を調整するための機構を有することを特徴とする上記（２）に記載のスライド型塗装装置。
（４）液膜幅調整器具４のスリット３と面する部分が鉄を含む金属からなることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のスライド型塗装装置。
（５）スライド型塗装装置はスリット３に液体を供給するヘッダー部５を有し、ヘッダー部の端部にはヘッダー端部栓２５を有し、ヘッダー端部栓２５はヘッダー部の幅方向に移動可能であり、液膜幅調整器具４のスリット内嵌合部分はスリット深さに相当する深さを有することを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のスライド型塗装装置。
（６）ヘッダー端部栓２５を機械的にもしくはエアー圧力調整により横方向に移動させる機構を有することを特徴とする上記（５）に記載のスライド型塗装装置。
（７）液膜幅調整器具４を機械的に横方向に移動させる機構とヘッダー端部栓を機械的に横方向に移動させる機構の一方又は両方を有し、その移動速度が５ｍｍ／ｓ以上５０ｍｍ／ｓ以下であることを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のスライド型塗装装置。
（８）移動する帯状物の上流側に帯状物の幅位置を検出する幅位置検出装置１４を設け、幅位置検出装置１４で検出した帯状物８の幅位置に基づいて液膜幅調整器具４の停止位置を調整することを特徴とする上記（１）乃至（７）のいずれかに記載のスライド型塗装装置。
（９）スライド２の下部にスリット３の幅方向に移動可能な仕切り板１６を有した回収槽１５を有し、液膜幅調整器具４の位置に基づいて仕切り板１６の位置を調整可能であることを特徴とする上記（１）乃至（７）のいずれかに記載のスライド型塗装装置。
（１０）前記ヘッダー端部栓及び液膜幅調整器具に替え、スリット及びヘッダー部の両端部からエアーを挿入し、そのエアー圧力調整により液膜幅を調整可能とすることを特徴とする上記（５）に記載のスライド型塗装装置。
【００１５】
（１１）上記（１）乃至（９）のいずれかに記載のスライド型塗装装置を用いた塗装方法であって、液膜幅調整器具４の移動速度と、このスリットから吐出する塗料の吐出流量速度とを連動させて、液膜幅調整器具４が移動する間に単位長さあたりの吐出流量速度が一定になるように制御することを特徴とするスライド型塗装装置を用いた塗装方法。
（１２）上記（１）乃至（９）のいずれかに記載のスライド型塗装装置を用いた塗装方法であって、前記スライド型塗装装置を塗装ライン内に設置し、該塗装ラインの上流側に鋼板の幅位置を検出する幅位置検出装置１４を設置して、この検出信号に基づき、スライド型塗装装置における液膜幅調整器具４の停止位置を調整することを特徴とするスライド型塗装装置を用いた塗装方法。
（１３）上記（１）乃至（９）のいずれかに記載のスライド型塗装装置を用いた塗装方法であって、スライド上に設けられた複数のスリットの内から液体を吐出して複数の液膜からなる液膜層９を形成する際に一または複数の液膜の幅を他の液膜の幅より広くして液膜層９を形成して、この液膜層９を移動する帯状物８の上に塗布するものであり、スライド型塗装装置の下部に幅方向に移動可能な仕切り板１６を有した回収槽１５を設け、スライド型塗装装置における液膜幅調整器具４の位置に基づいて仕切り板１６の位置を調整し、幅の広い一または複数の液膜を分離回収することを特徴とするスライド型塗装装置を用いた塗装方法。
（１４）前記ヘッダー端部栓及び液膜幅調整器具に替え、スリット及びヘッダー部の両端部からエアーを挿入し、そのエアー圧力調整により液膜幅を調整することを特徴とする上記（１１）乃至（１３）のいずれかに記載のスライド型塗装装置を用いた塗装方法。
【発明の効果】
【００１６】
スライド塗装装置で塗装される帯状物の幅が変化しても、塗覆帯上の塗装が健全であり、帯状物の歩留まり低下を減少できる。更に廃棄塗料の量をできるだけ減少させることができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
スライド型塗布方式で液膜を生成して、鋼板または帯状物上に塗膜を形成させる装置としては、スライドから落下する液膜のカーテンを形成して帯状物上に塗布するスライドカーテン塗装装置と、スライドと帯状物が近接して、カーテンを形成せずに直接、多層膜を帯状物上に塗布するスライドビード塗装装置がある。スライドカーテン塗装装置では、塗膜はカーテンを形成して落下するので速度が増加するために、スライドビード塗装装置を用いた時よりも高速で塗装することができる。
【００１８】
ここでは、スライド型塗布方式で液膜を生成して、鋼板または帯状物上に塗膜を形成させる過程を、図８に示すスライドカーテン塗装装置の例を用いて説明する。図８に示す例では、狭いスリット幅のスリット（３ｂ、３ｃ）より吐出して形成する狭幅の液膜（狭幅膜２１という）と広いスリット幅のスリット３ａより吐出して形成する広幅の液膜（広幅膜２０という）よりなる多層膜を形成する際に用いる、スリット３の構成を示す。ヘッダー部５（塗料溜めともいう。）からスリット３に液体が供給され、スライド２上に設けられたスリット３より液体が吐出することで液膜が生成する。スリット３の幅により吐出する液膜の幅が決められて、吐出した液膜は幅が変わらないようにエッジガイド７によりスライド上を誘導される。
【００１９】
液膜は、スライド２に沿って滑り落ちて、下側にあるスリットから吐出した液膜上に順次重なることで、多層の液膜層９を形成する。スライド２の下端から離れて自由落下する液膜はカーテンとなる。この際に、幅広膜２０はカーテンガイド６により誘導され、カーテンの下を移動する帯状物８の表面上に塗布される。
【００２０】
本発明のスライド型塗装装置においては図１、２に示すように、スライド２上のスリット３の端部に移動が可能な密閉器具を設ける。この密閉器具を液膜幅調整器具４と呼ぶ。液膜幅調整器具４はスリット３の幅方向に移動可能であり、この器具を水平方向に移動することで液膜の幅を調整することができる。液膜幅調整器具４により１層または複数層の液膜の幅を変更することが可能である。
【００２１】
液膜幅調整器具４の形状に関しては、以下の点について留意することが必要である。第１に、液膜の幅を変化させる際（以下「液膜幅調整器具４の移動時」という）には、吐出流量も変化させるので、特に幅を広げる場合には塗装装置の内部の圧力が高まるために、塗量が漏れることが考えられるので、これを防止する必要がある。第２に、液膜の幅の調整が終了した後（以下「液膜幅調整器具４の固定時」という）に、隙間から塗料が漏れないようにする。第３に、液膜幅調整器具４の移動時には塗料漏れを防止するとともに、液膜幅調整器具４は移動する必要があるので、滑るだけの隙間は必要である。第４に、液膜幅調整器具４は幅変更のために動く頻度が高いので、液膜幅調整器具自体、もしくはスライド２に設けられたスリット３が磨耗して隙間が変化することの無い様な形状と材質を選択する必要が有る。第５に、液膜幅調整器具４の周囲で液が硬化して、液膜幅調整器具４が動かなくならないようにする必要がある。
【００２２】
以上のような機能を満足する液膜幅調整器具４として、図１、図２に記載の形状を有する液膜幅調整器具４を採用することができる。
【００２３】
図１の液膜幅調整器具４においては、図１（ｂ）に示すようにスリットに嵌合するような平行平板１０が設けられている。平行平板１０とスリット３との間隔を１００μｍ以下程度と設定する。スライド面のスリット３の端部を密閉する液膜幅調整器具上に図１（ａ）に示すようにエアシリンダー１２が設置されている。また、液膜幅調整器具４はエアシリンダー１２を介して接続されたスクリューモーター１３により左右独立に移動できる構造になっている。
【００２４】
図１に示す液膜幅調整器具４においては、液膜幅調整器具４の移動時には、液漏れが起きない程度で、かつ、移動可能な程度の圧力を液膜幅調整器具４とスライド２のスリット３の間に設定する。例えば、図１に示すエアシリンダー１２を用いて、液膜幅調整器具４の移動時には、液膜幅調整器具４の自重を勘案して、液が漏れない程度の圧力に設定するような構造にしても良い。または、エアシリンダー１２の替わりにステッピングシリンダーを用いて、液膜幅調整器具の移動時に液が漏れない程度の隙間に調整しても良い。
【００２５】
液膜幅調整器具４の固定時には、液漏れが完全に起きないような圧力を液膜幅調整器具４とスライドのスリット３の間に設定する。例えば、図１に示す、エアシリンダーを用いて完全に液が漏れない圧力に調整しても良い。または、エアシリンダーの替わりにステッピングシリンダーを用いて、液漏れが完全に起きないような隙間に調整しても良い。
【００２６】
図２に示す液膜幅調整器具４においては、図１の平行平板１０に替えて、図２（ｂ）に示すようにくさび形の平板１１を有している。これにより、液膜幅調整器具４とスライド２のスリット３の間の隙間を自在に変更できる構造となる。図２（ａ）に示すようにエアシリンダー１２を設ける。このエアーシリンダー１２が、スライド上のスリット３とこれに嵌合する液膜幅調整器具４に設けられたくさび型の平板１１との間隔を調整するための機構となる。エアシリンダー１２の圧力変更により、スリット３とくさび形の平板１１との隙間の間隔が精度良く変更できる。また、ステッピングシリンダーを用いて隙間の間隔を変更しても良い。このような構造を採用する結果として、液膜幅調整器具４の移動時には、液漏れが起きない程度の隙間を設定できるようになる。また、液膜幅調整器具４はエアシリンダー１２を介して接続されたスクリューモーター１３により左右独立に移動できる構造になっている。このスクリューモーター１３が、液膜幅調整器具４を機械的に横方向に移動させる機構となっている。
【００２７】
液膜幅調整器具４とスリット３との磨耗防止のために、両者の間をいわゆる擦り合わせができる構造にして、液膜幅調整器具４とスライド２１のスリット３の間の面圧を下げられるようにしても良い。例えば図２（ｃ）に示すように、液膜幅調整器具４の先端をくさび型の平板１１にして、対応するスライド上のスリット３の出口もこれに対応して傾斜させたテーパースリット１９とし、隙間をすり合わせできる形にしても良い。
【００２８】
液の硬化は、液膜幅調整器具とスライドのスリットの隙間に溜まった塗料の溶剤が大気と触れて蒸発することで発生する。したがって、特に液膜幅調整器具の固定時には、隙間が精度良く減少できる構造にすれば、これを防止できる。例えば、図２に示すような構造として、液膜幅調整器具４のくさび型の平板１１の部分をエアシリンダー１２により下側に移動させれば、スリットとの間隔が狭くなり塗料の硬化を防止できる。
【００２９】
次に、液膜幅調整器具４の材質について説明する。
【００３０】
液膜幅調整器具４のスリット３と面する部分の材質に要求される項目は、液膜幅調整器具４とスリット３との間の滑りが良いこと、スライドのスリット３を磨耗させないこと  隙間が制御できることに加え、塗料と濡れ性の良い材料が必要である。
【００３１】
そのためには、鉄系の金属を用いて液膜幅調整器具４に使用すると、塗料との濡れ性が改善して幅可変時に端部膜切れが発生せずに、安定して幅可変ができるので好ましい。鉄系の金属としては、ステンレス鋼や、炭素鋼も良い。しかし、スリットを設けたスライドの材質との関係で、スリットを設けたスライドよりも硬い材料を用いると、スライドコータのスリット部に磨耗が起きる。例えば、スリット３を設けたスライド２の材質がＳＵＳ３０４ステンレス鋼である場合には、液膜幅調整器具４のスリット３と面する部分の材質としてはＳＵＳ３０４ステンレス鋼が適している。炭素鋼でも使用可能であるが、若干硬いので、多少の磨耗が懸念されるが、短時間の使用では炭素鋼のままでも良い。これらの金属が塗料と濡れ性が良い理由は、材料表面の気孔密度が大きいことによるアンカー効果、金属と塗料の表面張力差に起因するものと考えられる。
【００３２】
液膜幅調整器具の材質としてアクリル系プラスチックを用いると、端部の膜切れは発生しないが、塗料の中に含まれる溶剤によりプラスチックが変質したり、溶け出す現象が起きるので好ましくない。また、反応性に有利なテフロン（登録商標）を用いると、塗料との濡れ性が悪く、スリット端部で液膜が液膜幅調整器具に付着せずに、この部分の液膜の生成が不安定になる「端部の膜切れ」が発生するので好ましくない。
【００３３】
スリット３と液膜幅調整器具４の隙間は、多くても１００μｍ以下に調整する必要が有る。この理由は、隙間が大きいと塗料がこの間に入りこみ、液膜幅調整器具の移動を妨げることが生じるからである。この隙間の調整も液膜幅調整器具を加工上の精度が保て、かつ、スリットを設けたスライドとの擦り合わせが非常に良い鉄系の金属にすることで解決できる。
【００３４】
次に、塗膜の厚さ、特に幅両端の塗膜の厚さをより一層均一化することのできる本発明のスライド型塗装装置および塗装方法について説明する。
【００３５】
図１（ｂ）、図２（ｂ）（ｃ）に示す本発明の液膜幅調整器具を用いたスライド型塗装装置によって塗装を行う場合、幅方向で塗膜の厚さが不均一になることがあった。特に塗膜の幅端部おける厚さが厚くなる傾向が発生することがあった。
【００３６】
液膜幅調整器具がスリットの幅方向に移動可能である本発明のスライド型塗装装置において、スリット３の幅およびスリットに液体を供給するヘッダー部５の幅Ｗ0は、図４（ｂ）に示すように液膜の幅のうち最も広い幅に対応する幅を有している。そして、液膜幅調整器具４としての平行平板１０又はくさび形の平板９を移動することにより、スライド上に開口するスリット３の幅Ｗを調整し、結果として開口するスリット３の幅Ｗをそのときに必要とする塗膜の幅に一致させる。このとき、ヘッダー部５に供給される液体は、図４（ｂ）に示すようにヘッダー部５の全幅（Ｗ0）に流れ、その後スリット３に供給される。スリット３の幅Ｗ0の端部付近は、その上部を平行平板１０などの液膜幅調整器具で閉鎖されているため、供給された液体は幅Ｗのスリット３開口部の端部付近に集中して供給されることとなる。これが、塗膜の幅端部おける厚さが厚くなる傾向が発生する原因であることが判明した。
【００３７】
本発明においては図３、図４（ａ）に示すように、ヘッダー部５の端部にはヘッダー端部栓２５を有し、ヘッダー端部栓２５はヘッダー部５の幅方向に移動可能であり、液膜幅調整器具４のスリット内嵌合部分はスリット深さに相当する深さを有するスライド型塗装装置とすることにより、上記問題を解決し、幅方向に均一な厚みを有する塗膜を形成することを可能とした。
【００３８】
この場合、ヘッダー部５はスライド型塗装装置の両側面に貫通し、両側面の貫通孔からヘッダー端部栓２５を挿入する。ヘッダー端部栓２５によってヘッダー部５の両端部は閉鎖される。ヘッダー端部栓２５は移動装置２６によってヘッダー部５の幅方向に移動可能とする。
【００３９】
液膜幅調整器具４および平行平板１０がスリット３の幅方向に移動してスリット開口部の幅を幅Ｗに調整する。このとき、図３（ｂ）、図４（ａ）に示すように、ヘッダー端部栓２５を機械的に横方向に移動させる機構として移動装置２６を有し、これによってヘッダー端部栓２５もヘッダー部５の幅方向に移動し、ヘッダー部５の開口幅を同じく幅Ｗに調整する。これにより、ヘッダー部５からスリット３を経てスライド２上のスリット開口部に到るまで、幅がＷに統一されるため、液体の流出量が幅方向に均一化され、結果として塗膜の厚さを均一化することが可能となる。
【００４０】
ヘッダー端部栓２５を横方向に移動させる移動装置２６においては、機械的にではなくエアー圧力調整により横方向に移動させることとしても良い。具体的には、ヘッダー端部栓２５にエアーシリンダーを接続し、エアーシリンダーに供給するエアーの圧力によってヘッダー端部栓２５の位置を調整する。
【００４１】
上記本発明においては、液膜幅調整器具４のスリット内嵌合部分（平行平板１０など）はスリット深さに相当する深さを有するので、液膜幅調整器具４とヘッダー部端部栓２５との間にすき間が生じることがなく、均一な吐出量を得るための良好な流路を形成することができる。
【００４２】
本発明はまた、ヘッダー端部栓及び液膜幅調整器具に替え、スリット及びヘッダー部の両端部からエアーを挿入し、そのエアー圧力調整により液膜幅を調整することとしても良い。図５（ａ）に示すように、スリット３とヘッダー部５の両端部にエアー供給部２７を設ける。図５（ｂ）に示すようにエアー供給部２７からスリット３とヘッダー部５の内部にエアーを挿入すると、液体は気液境界部２８より内側にのみ存在することとなり、これにより、ヘッダー部５からスリット３を経てスライド２上のスリット開口部に到るまで、液体の幅がＷに統一されるため、液体の流出量が幅方向に均一化され、結果として塗膜の厚さを均一化することが可能となる。
【００４３】
次に、液膜幅調整器具をスリット方向に移動して液膜の幅を変更する際における、塗料の吐出量と幅移動速度との制御について説明する。塗料を一定流量に保ったまま液膜の幅を広げると、塗料の充填が遅れて、塗料が液膜幅調整器具に付着しないことが生じる。
【００４４】
本発明においては、液膜幅調整器具４の移動速度と、このスリット３から吐出する塗料の吐出流量速度とを連動させて、液膜幅調整器具４が移動する間に単位長さあたりの吐出流量速度が一定になるように制御することにより、良好な制御を実現することができる。
【００４５】
この場合に、塗料の供給量に加速度をつけて、チャンバー内の静圧を変化させたほうが、スリットから塗料が溢れ出しやすく、塗料が液膜幅調整器具に早く付着する。したがって、塗料の供給量の変化を、液膜幅調整器具が移動することと同期させて制御するのが良い。
【００４６】
併せて、上記のような調整を行うと、液膜の単位幅あたりの流量は一定に保つことができる。エッジガイドから離れた液膜の幅は、単位幅あたりの吐出流量により変化することがわかりつつあるので、この様にすると、単位幅あたりの流量変化による液膜膜の幅の変化を防止することができる。
【００４７】
加えて、液膜幅調整器具４の移動速度について検討した。
【００４８】
高速幅可変での液膜幅調整器具４の移動速度の限界は端部膜切れによる成膜限界である。端部膜切れとは、幅を高速で増加させるために、液膜幅調整器具を高速で移動させると液膜幅調整器具に塗料が付着しなくて、液膜が充分に広がらないで端部の膜が切れてしまう現象をいう。
【００４９】
本発明では、以上述べたとおりに液膜幅調整器具４の形状、材質を選択し、さらに幅変更時の吐出流量の制御を行うことによって、成膜限界による液膜幅調整器具移動速度の上限を５０ｍｍ／ｓまで増加させることができる。尚、移動速度の下限は５ｍｍ／ｓとした。５ｍｍ／ｓ以下では、幅可変に時間がかかりすぎて、塗料の廃棄部分や鋼板の歩留まりにとって不利益を生じる。したがって、移動速度の範囲は５ｍｍ／ｓ〜５０ｍｍ／ｓとする。尚、端部の膜が切れる現象は依然、塗料の粘性や、濡れ性に関連するところがあるので、移動速度は液膜塗料の物性によって調整する必要が有る。
ヘッダー部の端部にはヘッダー端部栓及びヘッダー端部栓を機械的に横方向に移動させる機構を有する本発明のスライド型塗装装置においては、ヘッダー端部栓を機械的に横方向に移動させる機構についても、その移動速度の範囲は５ｍｍ／ｓ〜５０ｍｍ／ｓとすると好ましい。
【００５０】
以上のとおり液膜幅調整器具はその移動速度が５０ｍｍ／ｓ以下であり、液膜幅調整器具を移動する手段としては、この速度で移動できる手段でかつスライド上に設置できる大きさのものであれば良い。その例として、図１では、高速回転できるスクリューモーター１３を用いたが、その他、エアシリンダー、ステッピングシリンダー等でも良い。
【００５１】
図８に示すスリットの深さ方向の長さは、安定化に関わる条件の一つである。本発明において、スリットの深さ方向の長さは１５ｍｍ〜１００ｍｍが適当である。最小の長さは、静圧が変化した時に、スリット内の流れが充分に層流で発達して安定化する最小の長さである。最大値はこれ以上多くなると、静圧変化により吐出流量が変化する際に、遅れ時間が無視できなくなる長さである。
【００５２】
ところで、多層の液膜層９の幅を変更する場合には、以下に述べる２通りが考えられる。一方は、全ての多層の液膜層の幅を一定にして、これらの幅を同時に変更する場合と、他方は、図８に述べたような、広幅膜２０と狭幅膜２１の構成をとり、広幅膜２０の幅を塗装する帯状物８より広くして、塗装する帯状物８より広い広幅膜２０の部分の塗料は回収後再利用して、狭幅膜２１の幅のみを変更する場合である。さらに、上記のように広幅膜２０と狭幅膜２１の構成をとり、広幅膜２０と狭幅膜２１の両方の幅を変更する方法を採用することもできる。
【００５３】
本発明のスライド型塗装装置を実際の塗装ラインの中に組み込む際に必要な付帯設備について以下に検討した。この場合には、被塗装である帯状物８として鋼板を想定して検討した。勿論、鋼板以外の帯状物でも同様の効果を示すことが考えられる。
【００５４】
スライド型塗装装置としては、図８に示すような、広幅膜２０と狭幅膜２１を有するものを考えて、１）幅広膜２０を移動する帯状物８の幅より大きくし、かつ、狭幅膜２１の幅を帯状物８の幅より小さくして、幅広膜２０の塗料のみを回収して再利用する形式と、２）幅広膜２０を移動する帯状物８の幅より大きくし、かつ、狭幅膜２１の幅をも帯状物８の幅より大きくして、幅広膜２０の塗料のみを回収して再利用する形式の場合を検討した。
【００５５】
まず、狭幅膜２１の位置と鋼板位置の調整を行う設備と方法について説明する。
【００５６】
幅可変する鋼板は、塗装ライン内の前処理工程で、違う幅の鋼板を接続する。この際に、各鋼板の中心線がずれる場合がある。このように、中心線がずれたままにして狭幅膜の位置を調整すると、鋼板の端部に狭幅膜の塗装が出来ない部分が生じることがある。したがって、鋼板の幅位置を検出して、この信号に基づき狭幅膜の位置を調整する必要が有る。そこで図６に示すように、鋼板の幅位置を検出する幅位置検出装置１４として、スライド型塗装装置前にＥＰＣ（ELECTRIC POSITION CONTROL）を設置し、この信号で鋼板幅位置を検出し、この信号に基づき液膜幅調整器具４の停止位置を調整することにより、狭幅膜２１の位置を調整することにする。この場合のＥＰＣとは、スリット状の光源と、光電管を横方向に並べた検出装置を持つものである。その精度は、±０．２ｍｍ程度である。また、他に鋼板端部を検出する方法としては、レーザー方式、渦流方式など考えられる。
【００５７】
尚、本方法は狭幅膜の幅のみを調整するとして例示したが、全てのスリットの幅が同じスライド型塗装装置で、全ての液膜の幅をこのＥＰＣが検出した鋼板端部位置の信号に基づき、液膜の幅を変更しても良い。
【００５８】
次に混合塗料の回収について説明する。狭幅膜２１が鋼板幅より大きい場合には、図７（ａ）に示すように、幅狭膜２１の外側に対応する位置に仕切り板１６を設けて、幅狭膜の幅に対応してこの仕切り板１６を動かして、幅狭膜と幅広膜が混合した塗料を幅広膜の塗料と別にして回収できるようにする。一方、幅狭膜が鋼板幅より常に小さくできる時には、このような仕切り板は不要である。しかし、鋼板の幅変更時に狭幅膜が鋼板幅よりも大きくなる恐れが有るときには、上記のような仕切り板を設けて、幅狭膜の幅に対応してこの仕切り板を動かすことが必要になる。
【００５９】
尚、本発明のスライド型塗装装置とこれを用いた塗装方法について、液膜層がスライドから落下してカーテンを形成した後に帯状物に塗布するカーテン塗膜方法を例にとって主に述べたが、カーテンを生成せずにスライドから離脱せずに帯状物に塗布するスライドビード法についても勿論、適用が可能である。
【実施例１】
【００６０】
次に、本発明の実施例について説明する。鋼板塗装ラインにおいて、鋼板の表面に複数膜の塗料を塗布する際に本発明を適用した。鋼板の走行速度は８０ｍ／ｍｉｎである。
【００６１】
実施例１で用いた液膜のスライド型塗装装置を説明する。スライド型塗装装置の構成及び液膜幅調整器具４の形状は図２に示す。液膜幅調整器具４の材質としてＳＵＳ３０４ステンレス鋼を用いた。液膜幅調整器具４の幅は１００ｍｍであり、スライドに接する面には、幅が０．５ｍｍのスライド上のスリット内を横方向に移動でき、かつ、隙間の調整ができるように、５０ｍｍの高さとくさび状の形状を有する突起状の平板１１を有するのものである。このくさび型の平板１１がスリット３に嵌合する。液膜幅調整器具４は幅方向にモーターに連結したスクリュー１３で移動できる。この機構により、５ｍｍ／ｓから５０ｍｍ／ｓの移動速度で横方向に液膜幅調整器具４は移動できる。また、スライド３と液膜幅調整器具４の隙間を調整するために圧力調整用のエアシリンダー１２を液膜幅調整器具上に設けている。エアの圧力は実際にスライド型塗装装置に塗料を満たした際に調整する。
【００６２】
スライド型塗装装置のスライド側面に現れたスリット部分と液膜幅調整器具のくさび型の平板１１の隙間も合成ゴムでシールを行った。液膜幅調整器具４の移動時に僅かに漏れる塗料は、スライドの端部の下に皿を設けて回収した。
【００６３】
（実施例１−１）
この実施例では、上記記載の装置を用い、塗料の広幅膜２０の幅は鋼板幅よりも広く、狭幅膜２１の幅は鋼板幅よりも狭くして塗装する場合の、幅変更時の操業方法の一形態として、板幅を１０００ｍｍから９００ｍｍに変更する場合を示す。鋼板の幅位置検出装置は設けていない。
【００６４】
鋼板幅が１０００ｍｍにおいては狭幅膜の幅を９８５ｍｍとし、鋼板幅が９００ｍｍにおいては狭幅膜の幅を８８５ｍｍとした。広幅膜の幅は１１００ｍｍ一定とした。
【００６５】
鋼板の幅が変わる前１０ｍから、スライド上のスリット両側にある液膜幅調整器具４を１０ｍｍ／ｓの移動速度で狭めた。図７（ｂ）に示すシャッター１８は、液膜幅調整器具を動かす３０秒前にカーテンと回収槽１５の間に入れて、幅の変更時には狭幅膜と広幅膜塗料の混合した塗料を廃棄した。
【００６６】
鋼板の幅が変わり、かつ液膜幅調整器具４の移動が完了すると、狭幅膜２１の幅は８８５ｍｍとなる。鋼板幅変更時において、鋼板の走行を停止せずに狭幅膜２１の幅を修正することが可能となった。また、鋼板幅変更時において廃棄される狭幅膜と広幅膜塗料の混合した塗料の量は、単位時間に塗布する全塗料の１５％であった。
【００６７】
（実施例１−２）
上記実施例１−１に加え、鋼板の幅位置検出装置１４としてＥＰＣを用いた。幅位置検出装置１４を用いているので、鋼板幅と狭幅膜の幅との差異を１０ｍｍまで縮めることができた。板幅を１０００ｍｍから９００ｍｍに変更する場合において、ＥＰＣで鋼板端部位置を検出して、幅変更の後に、液膜幅調整器具を１０ｍｍ／ｓの移動速度で移動し、狭幅膜の幅を９９０ｍｍから８９０ｍｍに修正した。
【００６８】
上記実施例１−１と同様に鋼板の走行を停止せずに幅変更が可能になると同時に、鋼板幅変更時において廃棄される狭幅膜と広幅膜塗料の混合した塗料の量を、単位時間に塗布する全塗料の５％に減少することができた。また、鋼板の幅位置検出装置１４を設けた効果として、幅変更時以外の鋼板走行時における鋼板幅と狭幅膜の幅との差異を縮めることができたので、狭幅膜と広幅膜塗料の混合を防止する仕切り板１６の位置の制御精度を向上させることが可能となり、混合を防止する限界位置に仕切り板１６をセットすることで、幅変更時以外の塗料混合量がＥＰＣ設置前の１／３まで低減できるという効果が生まれた。
【００６９】
（実施例１−３）
この実施例では、実施例１−２と同様の装置を用い、幅変更時の操業方法の一形態として、板幅を９００ｍｍから１０００ｍｍに変更する場合を示す。狭幅膜の幅を８９０ｍｍから９９０ｍｍに変更する。
【００７０】
鋼板の幅が変わる直後から、液膜幅調整器具４を１０ｍｍ／ｓの移動速度で広げた。図７（ｂ）に示すシャッター１８は、液膜幅調整器具４を動かす５秒前にシャッター１８は鋼板の下にあり、制御トラブルがあっても鋼板と接触しない位置にセットした。
【００７１】
幅変更の間は、１０００ｍｍ幅の鋼板の幅両端に狭幅膜２１が塗布されない領域が生成するので、この領域においては鋼板の幅トリムを増大することとした。幅トリムによる鋼板歩留まりロスは発生するものの、鋼板の走行を停止せずに幅変更を行うことができた。
【００７２】
（実施例１−４）
この実施例では、広幅膜の幅は鋼板幅よりも広く、同時に狭幅膜の幅が鋼板の幅より広い場合の幅変更時の操業方法の一形態として、鋼板幅を９００ｍｍから１０００ｍｍに変更する場合を示す。
【００７３】
上記実施例１−１の設備に加え、回収槽１５に仕切り板１６を設けている。仕切り板１６の位置はスリット３の幅方向に移動可能としている。移動にはステッピングシリンダー１７を用いる。狭幅膜２１の幅を９３０ｍｍから１０３０ｍｍに、及び狭幅膜２１の幅は鋼板の幅プラス３０ｍｍとして変更した。
【００７４】
鋼板の幅が変わる前の５秒前から、液膜幅調整器具４を２０ｍｍ／ｓの移動速度で広めた。これと同時に、液膜幅調整器具４の移動に連動して、回収槽の仕切り板１６の位置を移動した。
【００７５】
鋼板幅変更時において、鋼板の走行を停止せずに狭幅膜の幅を修正することが可能となった。また、鋼板幅変更時においても、広幅膜のみの層については単独で回収することができ、再利用することができた。
【００７６】
（実施例１−５）
実施例１−４に加え、鋼板の幅位置検出装置１４としてＥＰＣを用いた。幅位置検出装置１４を用いているので、鋼板幅と狭幅膜の幅との差異を１０ｍｍまで縮めることができた。その結果、広幅膜と狭幅膜が混合して回収廃棄される塗料の量を減少することができた。
【実施例２】
【００７７】
実施例２で用いた液膜のスライド型塗装装置を説明する。スライド型塗装装置の構成及び液膜幅調整器具４、ヘッダー端部栓２５の形状は図３に示す。
【００７８】
ヘッダー部５はスライド型塗装装置の両側面に貫通しており、両側面からヘッダー端部栓２５を挿入する。ヘッダー端部栓２５は移動装置２６によってヘッダー部幅方向に移動可能である。ヘッダー部５の幅中央付近からヘッダー部５に液体が供給される。
【００７９】
スリット３は開口幅が０．５ｍｍ、ヘッダー部５からスライド２までのスリット３の長さは６０ｍｍである。液膜幅調整器具４の材質としてＳＵＳ３０４ステンレス鋼を用いた。液膜幅調整器具４の幅は１００ｍｍであり、液膜幅調整器具４のスリット内嵌合部分は平行平板１０を形成しており、平行平板１０の深さ方向長さはスリットの深さ方向長さに等しい。液膜幅調整器具４は幅方向にモーターに連結したスクリュー１３で移動できる。この機構により、５ｍｍ／ｓから５０ｍｍ／ｓの移動速度で横方向に液膜幅調整器具４は移動できる。
【００８０】
スライド型塗装装置の両側面に現れたスリット部分と液膜幅調整器具の平行平板１０の隙間、およびヘッダー部５とヘッダー端部栓２５との間の隙間は合成ゴムでシールを行った。液膜幅調整器具４の移動時に僅かに漏れる塗料は、スライドの端部の下に皿を設けて回収した。
【００８１】
図４（ａ）のように、ヘッダー部の両側に配置したヘッダー端部栓２５で囲まれる、ヘッダー部の幅を、スリット３の幅Ｗと同じにした場合には、幅方向の膜厚分布はほぼ均一であり、その変動は２％以下であった。一方、図４（ｂ）のように、ヘッダー部の幅がスリット３の幅Ｗより２００ｍｍ（片側１００ｍｍ）大きい場合には、スリット３開口部の端部から３０ｍｍにわたって、この部分の膜厚が幅方向の中央部の膜厚に比べて５０％増加した。ここでいう膜厚はスライドコータから流出した液体のカーテンの膜厚でも、乾燥後の膜厚でもいずれでもよい。
【００８２】
なお、本実施例では、液膜幅調整器具とヘッダー端部栓は機械的に移動させたが、これらを移動させるための機械を用いず、手動で液膜幅調整器具とヘッダー端部栓を移動させて、スリット３の幅とヘッダー部の幅を同じにしても、同様の幅方向の膜厚均一化効果が得られる。
【００８３】
液膜幅調整器具とヘッダー端部栓のかわりに、左右からエアーを挿入し、そのエアー圧力調整により液膜幅を可変としても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明のスライド型塗装装置を示す図であり、（ａ）はスライドの概略図、（ｂ）は液膜幅調整器具とスリットとの関係を示す部分断面図である。
【図２】本発明のスライド型塗装装置を示す図であり、（ａ）はスライドの概略図、（ｂ）（ｃ）は液膜幅調整器具とスリットとの関係を示す部分断面図である。
【図３】ヘッダー端部栓を有する本発明のスライド型塗装装置を示す図であり、（ａ）はスライドの概略図、（ｂ）はＢ−Ｂ矢視断面図、（ｃ）はＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】ヘッダー部およびスリット内を流れる液体の流動状況を示す図であり、（ａ）は図３のＢ−Ｂ矢視図、（ｂ）はＤ−Ｄ矢視断面図、（ｃ）はＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図５】エアー供給部を有する本発明のスライド型塗装装置を示す図であり、（ａ）はスライドの概略図、（ｂ）はスライドの断面を示す断面図である。
【図６】幅位置検出装置を有する本発明のスライド型塗装装置を示す図である。
【図７】塗料回収装置を有する本発明のスライド型塗装装置を示す図である。
【図８】スライド型塗装装置を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）はＡ−Ａ矢視断面図である。
【符号の説明】
【００８５】
１  スライド型塗装装置
２  スライド
３  スリット
４  液膜幅調整器具
５  ヘッダー部（塗料溜め）
６  カーテンガイド
７  エッジガイド
８  帯状物
９  液膜層
１０  平行平板
１１  くさび型の平板
１２  エアーシリンダー
１３  スクリューモーター
１４  幅位置検出装置
１５  回収槽
１６  仕切り板
１７  ステッピングシリンダー
１８  シャッター
１９  テーパースリット
２０  広幅層
２１  狭幅層
２２  帯状物進行方向
２５  ヘッダー端部栓
２６  移動装置
２７  エアー供給部
２８  気液境界部
【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】
2005219044.tif 000008
【図７】
2005219044.tif 000009
【図８】
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