(57)【要約】  ２Ｐ樹脂を用いたとしてもシートの反りを抑制することができる光学シート、表示スクリーン及び表示装置を提供することを目的とする。  本発明に係る光学シートは、主としてスチレン比率（重量比）が４０〜９０％であるスチレンとアクリロニトリルとの共重合体から構成された第１の樹脂層（１１）と、当該第１の樹脂層（１１）の表面に積層され、活性エネルギー線硬化性樹脂層から構成された第２の樹脂層（１２）とを備えた光学シート（１０）である。本発明に係る表示スクリーンは、このような光学シートを備えたものであり、本発明に係る表示装置は、このような表示スクリーンを備えたものである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主としてスチレン比率（重量比）が４０％〜９０％であるスチレンとアクリロニトリルとの共重合体から構成された第１の樹脂層と、
当該第１の樹脂層の表面に積層され、活性エネルギー線硬化性樹脂層から構成された第２の樹脂層とを備えた光学シート。
【請求項２】
前記第１の樹脂層は、２３℃、水浸漬での飽和吸水率が０．６ｗｔ％未満のスチレンとアクリロニトリルとの共重合体から構成され、
前記第１の樹脂層の厚みは、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
【請求項３】
前記第２の樹脂層は、レンズ列を構成することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学シート。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の光学シートを備えた表示スクリーン。
【請求項５】
背面投射型スクリーンであることを特徴とする請求項４に記載の表示スクリーン。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の表示スクリーンを備えた表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学シート、表示スクリーン及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、背面投射型表示装置では、投射レンズを用いて、ブラウン管（ＣＲＴ；Cathode Ray Tube）や液晶パネル等からの光学像を背面投射型スクリーンの背面から拡大して投射し、これによって大画面の映像を表示する。この背面投射型スクリーンは、一般に、フレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシートとを有する。フレネルレンズシートは映像光を一定の角度の範囲内に入るように絞り込み、レンチキュラーレンズシートはフレネルレンズシートを透過した映像光を適度な角度の範囲に広げる。また、背面投射型スクリーンには、これらのレンズシートに加え、スクリーン前面を保護するとともに、出射光を拡散する拡散前面板も設けられることがある。【０００３】
近年、このような光学シート、拡散前面板、あるいは液晶表示装置用のバックライト用光拡散シートに用いられる樹脂材料として、メチルメタクリレートとスチレンとの共重合体であるＭＳ樹脂が多用されている。ＭＳ樹脂は、適度な温度による押出などによって容易に成形が可能な熱可塑性材料であり、透明性に優れ、適当な屈折率を有ために多用されている。ＭＳ樹脂が硬度を持つので生産時や組立等の取り扱い傷つき等に耐性があり、それとともに、適度な靭性を持つので取り扱いによってひび割れが生じたり割れたりすることがない。【０００４】
背面投射型スクリーンの材料としてＭＳ樹脂を用いる場合には、１〜２ｍｍの厚みで、スクリーンとして自立できるような剛性を保持することができる。さらに、耐熱劣化が少ないため、押出し成形を用いる場合には溶融による樹脂の劣化が起こりにくく、樹脂劣化物が成形品に混入しにくい。また、長期安定性に優れ、環境安定性のために、吸湿による環境反り安定性、紫外線による着色や劣化がない。このような光学シート材料に求められる要求を得ることができるので、ＭＳ樹脂は光学シート等に多用される。【０００５】
さらに、ウレタンアクリレート等の活性エネルギー線硬化樹脂（Photo-Polymer；以下、これを２Ｐ樹脂と呼ぶことがある）をＭＳ樹脂上に積層して光学シートを形成することができる。例えば、２Ｐ樹脂を用いてレンズ部を形成し、これをＭＳ樹脂上に積層してフレネルレンズシートを生産することがある。さらに例えば、レンチキュラーレンズシートと前面板を貼り合せる等、光学シート同士を接着する場合には透明接着剤として２Ｐ樹脂を使用することがある。また例えば、２Ｐ樹脂製ハードコートなどの機能層をＭＳ樹脂上に積層して光学シートを形成することもある。【０００６】
このような用途では、ＭＳ樹脂と２Ｐ樹脂との密着性が求められる。また、前面板にＭＳ樹脂を用いる場合には、その最前面にハードコート処理を施すことができ、この場合には、十分な硬度が得られるように適当な基材硬度を保持する必要がある。これら要求を満たすシート用樹脂としては、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、およびこれらの共重合体が用いられることが多い。【０００７】
特に近年、ＭＤ（Micro Display）リアプロジェクションスクリーンにおいては、スクリーンへの環境安定性の要求が厳しくなっている。湿度変化にともなうスクリーンの変形を抑制するため、メチルメタクリレート・スチレン共重合体を用いることが好まれている。中でも、スチレン比率（以下、スチレン比率とは重量％を示す）が多く吸湿率が小さい樹脂が求められている。【０００８】
さらには、低コストへの要求が高く、基板材料の節約等のためにフレネルレンズシートやＭＤレンチキュラーレンズシートの厚みを従来２ｍｍ程度であったものを１ｍｍ程度の厚みまで薄くすることによって基板材料の節約等が行われている。この場合には、スクリーンの厚みを薄くすると、環境の湿度変化によって吸湿変化による反り変動がますます大きくなる。そのため、フレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシートの密着性が保持することができなくなり、浮きによって投影画像のボケが生じたり、スクリーン面が前後に移動することによって投影画像の歪や変形が生じたりする。【０００９】
このように、画像安定やコスト低減のためにスクリーン材料へのさらなる吸湿の低減が望まれている。現行のＭＳ材料においては、スチレンの含有比率を現行の３０ｗｔ％〜５０ｗｔ％から６０ｗｔ％以上にまで増大させれば吸湿が改善される。その反面、フレネル基材としては紫外線硬化樹脂との密着が維持できなくなる。例えば、特許文献１には、接着性を向上させるために基材とレンズ部の間に易接着層を設ける技術が開示されているが、逆にコスト高になる。また、ＭＳ材料中のスチレンの重量比率（スチレン比率；以下、スチレン比率とは重量％である）を高くすると、自然外光、特には紫外線による着色が大きくなる。
【特許文献１】特開平１０−３０７２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このように、従来の背面投者型スクリーンでは、シートの吸湿性を低減するとともにＭＳ樹脂と２Ｐ樹脂との密着性を維持するのが難しいため、ＭＳ樹脂と２Ｐ樹脂とを用いたシートの反りを抑制することが困難であるという問題がある。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、２Ｐ樹脂を積層した樹脂シートを用いたとしてもシートの湿度変化による反りを抑制し、密着性を確保することができる光学シート、表示スクリーン及び表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る光学シートは、主としてスチレン比率（重量比）が４０％〜９０％であるスチレンとアクリロニトリルとの共重合体から構成された第１の樹脂層と、当該第１の樹脂層の表面に積層され、活性エネルギー線硬化性樹脂層から構成された第２の樹脂層とを備えたものである。【００１２】
好ましくは、前記第１の樹脂層は、２３℃、水浸漬での飽和吸水率が０．６ｗｔ％未満のスチレンとアクリロニトリルとの共重合体から構成され、前記第１の樹脂層の厚みは、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍであるのがよい。【００１３】
好適には、前記第２の樹脂層は、レンズ列を構成する。【００１４】
本発明に係る表示スクリーンは、このような光学シートを備えたものである。【００１５】
好適には、本発明に係る表示スクリーンは、背面投射型スクリーンである。【００１６】
本発明に係る表示装置は、このような表示スクリーンを備えたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、シートの湿度変化による反りを抑制し、密着性を確保することができる背面投射型スクリーン及び背面投射型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る光学シートの一構成例を示す斜視模式図である。
【図２Ａ】本発明に係る光学シートの吸湿率と反り変化の関係を説明するグラフである。
【図２Ｂ】本発明に係る光学シートの吸湿率と反り変化の関係を説明するグラフである。
【図２Ｃ】本発明に係る光学シートの吸湿率と反り変化の関係を説明するグラフである。
【図３Ａ】本発明に係る光学シートの吸湿率と厚みの関係を説明するグラフである。
【図３Ｂ】本発明に係る光学シートの吸湿率と厚みの関係を説明するグラフである。
【図４】本発明に係る背面投射型スクリーンの一構成例を示す断面模式図である。
【図５Ａ】実施例における反り環境試験の一構成例を示す斜視模式図である。
【図５Ｂ】実施例における反り環境試験の一構成例を示す斜視模式図である。
【図６Ａ】実施例における反り環境試験の結果を示すグラフである。
【図６Ｂ】実施例における反り環境試験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１９】
１０…光学シート、１１…第１の樹脂層、１２…第２の樹脂層
３０…背面投射型スクリーン、３１…フレネルレンズシート、
３２…レンチキュラーレンズシート、３３…前面板
３１１…基材、３１２…フレネルレンズ、３２１…基材、３２２…レンチキュラーレンズ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図を参照して説明する。
発明の実施の形態１．
まず、図１，２Ａ〜Ｃを用いて、本発明に係る光学シートについて説明する。図１は、本発明に係る光学シートの一構成例を示す断面模式図である。図１に示すように、本発明に係る光学シート１０は、第１の樹脂層１１、第２の樹脂層１２を有する。【００２１】
第１の樹脂層１１は、主としてスチレン比率（重量比）が４０％〜９０％であるスチレンとアクリロニトリルとの共重合体から構成されている。好適には、第１の樹脂層１１は、２３℃、水浸漬での飽和吸水率が０．６ｗｔ％未満のスチレンとアクリロニトリルとの共重合体から構成されている。第１の樹脂層１１は、光学シート１０の基材となるシート状の部材である。
第２の樹脂層１２は、シート状の第１の樹脂層１１表面に積層された紫外線硬化性樹脂等の活性エネルギー線硬化性樹脂層（２Ｐ樹脂）から構成されている。この第２の樹脂層１２は、光学シート１０において光学的機能を行うレンズ列を構成している。第２の樹脂層１２は、作製する光学シート１０の用途によりその機能はレンズとは異なっていてもよく、例えばハードコート層、他のシートとの接着層などが挙げられる。【００２２】
本発明に係る光学シート１０では、第１の樹脂層１１を構成するアクリロニトリル系樹脂は、第２の樹脂層１２を構成する２Ｐ樹脂と密着しやすい。これは、アクリロニトリル系樹脂がメチルメタクリレートより極性が高く、２Ｐ樹脂との相互作用が強いためと考えられる。例えば、桜内雄二郎著「高分子化学教室第２版」（三共出版刊）によると、溶解パラメータ（ＳＰ値）はそれぞれ、ＰＳが９．１、ＰＭＭＡが７．８、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）が１５．４であり、ＰＡＮは極性が高い。それ故、従来用いられているメチルメタクリレートとスチレンの共重合体樹脂（ＭＳ樹脂）に比べ、スチレン比率を高くすることができる。これによって、吸湿性を低減することができ、吸湿によりシートの変形が生じるのを抑制することができる。【００２３】
図２Ａ〜Ｃのグラフに、本発明に係る光学シート１０の吸湿率が示されている。この図２Ａ〜Ｃでは、光学シート１０が第２の樹脂層１２側の片面から吸湿する場合の吸湿率を示している。
図２Ａに示すように、光学シート１０の吸湿率は、ある程度の時間まで増加した後、飽和状態となる。図２Ｂ，Ｃに示すように、光学シート１０の片面から吸湿する場合には、シート全体が飽和吸湿率に達するまでの間、吸湿量についてシート内の厚み方向に勾配が生じる。第１の樹脂層１１のスチレン比率を高くして吸湿率を低くすることによって、厚み方向の吸湿量の勾配が小さくなるので、光学シート１０の反り変化を低減することができる。【００２４】
続いて、本発明に係る光学シート１０についてより具体的に説明する。ここでは、光学シート１０の吸湿率を示すグラフである図３Ａ，Ｂを適宜参照しながら説明する。
第１の樹脂層１１の構成材料におけるスチレン比率は６０％以上８０％以下であることが特に好ましい。これは、スチレン比率が６０％より低い場合には吸湿率が高くなり、スチレン比率が８０％より高い場合には２Ｐ樹脂の密着性に問題が生じる場合があるためである。
光学シート１０の吸湿率は０．７％以下であるのが好ましく、さらに好ましくは、基板の成形性の点から、荷重たわみ温度（ＩＳＯ７５）が８０〜９５℃であるとよい。【００２５】
２Ｐ成形時に、第１の樹脂層１１によって構成された基材シートを加温することによって、樹脂層１１，１２の密着性を向上させることができる。好適には、４０℃で基材シートを加熱することができる。さらに、２Ｐ成形時、第１の樹脂層１１によって構成された基材シートに未硬化樹脂を塗布した後１〜５分程度放置するのがより好ましく、これによって樹脂層１１，１２の密着性を向上させることができる。【００２６】
第１の樹脂層１１から構成された基材シートの厚みは０．５ｍｍ〜５．０ｍｍであることが好ましい。この基材シートの厚みが０．５ｍｍより薄い場合には、光学シート１０の剛性が不足し、取り扱い性に問題が生じるからである。基材シートの厚みが５．０ｍｍより厚い場合には、吸湿率が大きくても反り変化が小さくなり、本発明の効果を充分に発揮しない場合がある。これは、図３Ａ，Ｂに示すように、シートが厚い場合は厚み方向の吸湿量の勾配が小さくなること、およびシート全体の剛性が増すからである。厚みの左半分・右半分の吸湿量バランスを考えた場合には、基材シートの厚みが厚い方がより左右差が小さい。これは、基材シートの厚みが厚い方が、その左右差が最大となり、反り変化量が最大になるまでの時間が長くなるからである。また厚い場合はシート全体の剛性が増すため、変化量の最大値が小さくなるからである。
第１の樹脂層１１から構成された基材シート１１の厚みは、上記の観点から０．７ｍｍ〜４．０ｍｍの範囲、特には１ｍｍ〜３ｍｍの範囲が好ましい。【００２７】
上記のような光学シートをスクリーン部材に適用することができ、ここではその好適な例として、背面投射型スクリーンを用いて説明する。
図４の斜視模式図に、本発明に係る背面投射型スクリーンの一構成例が示されている。図４に示すように、背面投射型スクリーン３０は、フレネルレンズシート３１、レンチキュラーレンズシート３２、前面板３３を備える。これらフレネルレンズシート３１、レンチキュラーレンズシート３２、前面板３３は、映像光の投射側から映像光の出射側に向かって順次配置されている。換言すれば、これら各部材は、背面投射型スクリーン３０の背面から前面に向かって順に配設されている。【００２８】
フレネルレンズシート３１は、基材３１１上にフレネルレンズ３１２が設けられた光学シートである。このフレネルレンズ３１２は、先端が鋭利な鋸歯形状を有し、フレネルレンズシート３１の基材３１１の片面に配設されている。また、フレネルレンズ３１２は、映像光の出射側に向かって凹凸している。本発明に係る光学シート１０は、好適には、このフレネルレンズシート３１に適用され、第１の樹脂層１１から構成された基材シート上に第２の樹脂層１２から構成されたフレネルレンズ３１２が形成されている。【００２９】
レンチキュラーレンズシート３２は、基材３２１上にレンチキュラーレンズ３２２が設けられた光学シートである。このレンチキュラーレンズ３２２は、断面Ｃ字状の凸形状を有し、レンチキュラーレンズシート３２の基材３２１の片面に配設されている。また、レンチキュラーレンズ３２２は、映像光の投射側に向かって凹凸している。従って、レンチキュラーレンズシート３２のレンチキュラーレンズ３２２は、フレネルレンズシート３１のフレネルレンズ３１２に対向している。換言すれば、両レンズシート３１，３２は、各レンズ３１２，３２２が対向した状態で重ね合わせられている。【００３０】
光を遮断する遮光パターン３２３は、レンチキュラーレンズ３２２のレンズ面と反対側の平坦面に並設され、映像光が通過しない非集光領域に形成されている。レンチキュラーレンズシート３２の前面に各種の機能層を形成してもよい。また、本願発明に係る光学シート１０は、フレネルレンズシート３１のみに限らず、このレンチキュラーレンズシート３２に適用することもできる。
前面板３３は、スクリーン前面を保護する部材であり、例えば光拡散材を混入させることによって光を拡散させることができる。【００３１】
以上のように、本発明に係る光学シート１０では、スチレン比率（重量比）が４０％以上９０％以下であるスチレンとアクリロニトリルとの共重合体から第１の樹脂層１１を構成し、２Ｐ樹脂から第２の樹脂層１２を構成する。これによって、光学シート１０の吸湿性を低減することができ、吸湿によりシートが変形するのを抑制することができる。【００３２】
このような光学シート１０を背面投射型スクリーン３０の光学シートに適用した場合にも、各光学シートが変形するのを抑制することができる。詳細には、スクリーン３０は２枚以上の光学シートが重ね合わせられて構成されているので、スクリーン周辺部を枠やテープ材で覆う。最も観察側の光学シートはその観察側のみ、最も光源側の光学シートはその光源側のみから吸湿する。そのため、光学シート全体が飽和吸湿率に達するまでの間、光学シート内の厚み方向に吸湿量に勾配が生じ、光学シート間に隙間が生じる方向に反りが変化する。【００３３】
このように反りが発生する背面投射型スクリーン３０では、スチレン比率を高くして吸湿率を低減することによって、厚み方向の吸湿量の勾配が小さくなるので、反り変化を小さくすることができる。さらに、シートが吸湿後、乾燥する場合も光学シートの片側からのみ放湿するので、反りが発生するのと同様に、反り変化を小さくすることができる。【００３４】
また一般に、スチレン比率が高い樹脂は紫外線によって黄変し、特にアクリロニトリル系樹脂の場合には、その傾向はより顕著である。これに対して、ウレタンアクリレート系の紫外線硬化樹脂製のレンズ部を持つ光学シートにおいては、アクリロニトリル系樹脂の黄変の影響よりも、ウレタンアクリレート系樹脂の黄変による影響の方が大きい。従って、スチレン比率が高いアクリロニトリル系樹脂であっても、ウレタンアクリレート系の紫外線硬化樹脂製のレンズ部を持つ光学シートとして使用する場合には、黄変の影響を無視することができる。【００３５】
このように、本発明によれば、必要な性能を保持し、しかもコストが安い熱可塑性の汎用透明樹脂であって、吸湿が小さくすることができる。そのため、吸湿反り変動に伴う画像性能を悪化させず、基材シートの厚みが薄いとしても、反り変動が悪化するのを防ぐことができる。それ故、コストがより低減された背面投射型スクリーンを実現することにある。
本発明の実施例について図を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００３６】
実施例．
光学シート１０の一実施例として、アクリロニトリルとスチレンとの共重合体（ＡＳ）樹脂を使用して第１の樹脂層１１を形成し、押出し成形によって厚み１．３５ｍｍの基材シートを製造した。このとき、スチレン比率７５％、吸水率０．５％とした。
この基材シートに、ウレタンアクリレート、オリゴアクリレートおよびラジカル系光重合開始剤を含む２Ｐ樹脂を使用して第２の樹脂層１２を製造し、レンズ厚み０．１５ｍｍのフレネルレンズシートを成形した。また、成形前の基材シートを２３℃に保ち、未硬化樹脂を塗布して２．５分間放置した後にＵＶ光を照射しして第２の樹脂層１２を製造した。
比較例１．
比較例１の光学シートでは、光学シート１０におけるＡＳ樹脂に替えてＭＳ樹脂を使用し、厚み１．３５ｍｍの基材シートを製造し、７２インチワイドサイズのフレネルレンズシートを成形した。このとき、スチレン比率４０％、吸水率０．７％とした。これ以外は実施例１と同様である。
比較例２．
比較例２の光学シートでは、成形前の温度を４０℃として基材シートを製造し、フレネルレンズシートを成形した。これ以外は比較例１と同様である。
比較例３．
比較例３の光学シートでは、スチレン比率５５％、吸水率０．５５％の基材シートを製造し、フレネルレンズシートを成形した。これ以外は比較例１と同様である。【００３７】
本実施例では、反り環境試験と密着試験を行った。
＜反り環境試験＞
図５Ａ，Ｂの模式図に、反り環境試験の一構成例が示されている。図５Ａ，Ｂに示すように、フレネルレンズシート３１のレンズ面側をアルミホイル４１で覆い、一辺を吊り具４２で吊り、シートの反り量を測定・評価した。このとき、環境試験条件を６０℃９０％ＲＨ×３５ｈｒ、６０℃４０％ＲＨ×４ｈｒ、−３０℃×３ｈｒ、２０℃５０％ＲＨ×６０ｈｒと順に変化させた。また、反り初期値については、長辺が０ｍｍ、短辺が７ｍｍであった。【００３８】
この反り環境試験に関する比較結果が、図６Ａ，Ｂのグラフに示されている。
図６Ａ，Ｂに示すように、実施例のＡＳ樹脂シート製のフレネルレンズシート３１では、環境変化による反り量の変化が少なく、安定していた。これに対して、比較例１のシートでは、反り量が大きく、また初期反り状態に戻るまでの時間が長かった。比較例３のシートの反り量は、実施例のシートと略同程度であった。
＜密着試験＞
碁盤目剥離試験によって基材シートと２Ｐ樹脂の密着性を評価した。ここでは、ＪＩＳ  Ｄ０２０２−１９８８に準拠している。
具体的には、テープ（日東電工包装システム株式会社製「布粘着テープＮｏ．７５０」）をレンズ面に密着させた後、剥離した。判定は１００マスの内、剥離しないマス目の数で表し、剥離しない場合を１００／１００、完全に剥離する場合を０／１００として表した。
この密着試験に関する比較結果が、表１に示されている。実施例１と比較例１〜３との剥離試験に関する比較結果について説明する。
【表１】
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表１に示すように、実施例のＡＳ樹脂シート製のフレネルレンズシートは密着性が高かった。これに対して、比較例１，３のシートは密着性が低く、比較例２のシートは比較例１より幾分密着性が改善されるが、実施例には及ばない程度だった。
このように、反り環境変化試験、密着性試験の結果から、本発明の光学シート１０では環境変化による反り変化が少なく、２Ｐ樹脂の密着性が高いことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、例えば、光学シート、表示スクリーン、又は表示装置に利用できる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2008004575.tif 000012
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【国際調査報告】
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2008004575.tif 000016
2008004575.tif 000017
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