(57)【要約】【課題】使用済み吸収剤における付着物の除去率を向上させて窒素酸化物の吸収性能を十分に回復させることができる吸収剤の再生方法を提供することにある。【解決手段】大気中に含まれる窒素酸化物を吸収して除去する吸収剤の再生方法であって、窒素酸化物を吸収した吸収剤１０を界面活性剤が添加された洗浄液にて洗浄する洗浄工程Ｓ１１と、洗浄された吸収剤を水にて洗浄する水洗工程Ｓ１２と、水洗された吸収剤にアルカリ塩を付着させる付着工程Ｓ１４と、アルカリ塩が付着された吸収剤を乾燥させる乾燥工程Ｓ１５とを有し、前記工程Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１５を順次行うようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気中に含まれる窒素酸化物を吸収して除去する吸収剤の再生方法であって、
窒素酸化物を吸収した吸収剤を界面活性剤が添加された洗浄液にて洗浄する洗浄工程と、
洗浄された吸収剤を水にて洗浄する水洗工程と、
水洗された吸収剤にアルカリ塩を付着させる付着工程と、
アルカリ塩が付着された吸収剤を乾燥させる乾燥工程とを有し、
前記工程を順次行うようにした
ことを特徴とする吸収剤の再生方法。
【請求項２】
請求項１に記載された吸収剤の再生方法であって、
前記付着工程の前に、水洗された吸収剤を乾燥させる第２の乾燥工程を設ける
ことを特徴とする吸収剤の再生方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された吸収剤の再生方法であって、
前記界面活性剤が非イオン界面活性剤である
ことを特徴とする吸収剤の再生方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載された吸収剤の再生方法であって、
前記界面活性剤の添加量が０．０１５〜０．３０ｗｔ％である
ことを特徴とする吸収剤の再生方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載された吸収剤の再生方法であって、
前記洗浄液または前記水が密閉された槽に溜められ、前記槽の空間部を減圧させる
ことを特徴とする吸収剤の再生方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れかに記載された吸収剤の再生方法であって、
前記洗浄液、または前記水を対流させる
ことを特徴とする吸収剤の再生方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れかに記載された吸収剤の再生方法であって、
前記洗浄液、または前記水に超音波を照射させる
ことを特徴とする吸収剤の再生方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載された吸収剤の再生方法であって、
前記窒素酸化物を吸収した吸収剤に前記洗浄液を噴霧させる
ことを特徴とする吸収剤の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸収剤の再生方法に関し、特にトンネル内等に配設され自動車等からの排ガス中の窒素酸化物を吸収した使用済みの吸収剤の再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル内等に配設され自動車等から排出された排ガス中に含まれる窒素酸化物を吸収する吸収剤として、例えば、活性炭や消石灰（Ｃａ（ＯＨ）2）や石膏（ＣａＳＯ4）等を混合したハニカム型やペレット型の基材に水酸化カリウム（ＫＯＨ）等のアルカリ塩からなる、窒素酸化物を吸収する吸収成分を添加（付着）させたもの等がある。
【０００３】
前述した吸収剤は、使用するにしたがい、吸収された窒素酸化物と前記吸収成分が反応して亜硝酸カリウム（ＫＮＯ2）や硝酸カリウム（ＫＮＯ3）などの反応生成物を生成して前記吸収成分そのものが減少したり、その表面に塵や埃の他に無機系および炭化水素（タール）等の有機系の固体が堆積して前記吸収成分の反応場が減少したりして、窒素酸化物の吸収性能が劣化していく。そのため、吸収剤が所定期間使用されると、トンネル内等から回収され、この吸収剤の基材を前述したアルカリ塩に含浸させたり、前記吸収剤の基材を水洗した後、この基材にアルカリ塩を含浸させたりして、窒素酸化物の吸収性能を回復させ、これを前記トンネル内等に配設させて再利用するようにしている（例えば、特許文献１，２を参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−４９８４８号公報
【特許文献２】特開２００１−２１９０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した吸収剤の再生方法では、前記吸収剤に付着した無機系の固体はアルカリ塩の水溶液や水に溶出して除去されるものの、前記吸収剤に付着した有機系の固体が水に不溶であるため、この有機系の固体を前記吸収剤から除去することができなかった。
【０００６】
そのため、洗浄された吸収剤には有機系の固体が付着したままとなり、その分前記吸収剤の吸着細孔容積が減少する。よって、この吸収剤に窒素酸化物を吸収する吸収成分を付着させるときに、前記有機系の固体により前記吸収成分の前記吸収剤への付着が抑制されてしまうため、窒素酸化物の吸収性能を十分に回復させることができない可能性があった。
【０００７】
また、前記有機系の固体が吸収剤の細孔を閉塞して、前記吸収剤から前記反応生成物も十分に除去させることができず、洗浄された吸収剤に窒素酸化物を吸収する吸収成分を十分に付着させることができなくなるので、窒素酸化物の吸収性能を十分に回復させることができない可能性があった。
【０００８】
そこで、本発明は、前述した課題に鑑み提案されたものであり、使用済み吸収剤における付着物の除去率を向上させて窒素酸化物の吸収性能を十分に回復させることができる吸収剤の再生方法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】
【０００９】
前述した課題を解決する第１の発明に係る吸収剤の再生方法は、大気中に含まれる窒素酸化物を吸収して除去する吸収剤の再生方法であって、窒素酸化物を吸収した吸収剤を界面活性剤が添加された洗浄液にて洗浄する洗浄工程と、洗浄された吸収剤を水にて洗浄する水洗工程と、水洗された吸収剤にアルカリ塩を付着させる付着工程と、アルカリ塩が付着された吸収剤を乾燥させる乾燥工程とを有し、前記工程を順次行うようにしたことを特徴とする。
前記吸収剤として、少なくともＣａＣＯ3、Ｃａ（ＯＨ）2、および活性炭を有する基材からなるものが挙げられる。
前記アルカリ塩として、水酸化カリウムが挙げられる。
【００１０】
前述した課題を解決する第２の発明に係る吸収剤の再生方法は、第１の発明に記載された吸収剤の再生方法であって、前記付着工程の前に、水洗された吸収剤を乾燥させる第２の乾燥工程を設けることを特徴とする。
【００１１】
前述した課題を解決する第３の発明に係る吸収剤の再生方法は、第１または第２の発明に記載された吸収剤の再生方法であって、前記界面活性剤が非イオン界面活性剤であることを特徴とする。
【００１２】
前述した課題を解決する第４の発明に係る吸収剤の再生方法は、第１乃至第３の何れかの発明に記載された吸収剤の再生方法であって、前記界面活性剤の添加量が０．０１５〜０．３０ｗｔ％であることを特徴とする。
【００１３】
前述した課題を解決する第５の発明に係る吸収剤の再生方法は、第１乃至第４の何れかの発明に記載された吸収剤の再生方法であって、前記洗浄液または前記水が密閉された槽に溜められ、前記槽の空間部を減圧させることを特徴とする。
【００１４】
前述した課題を解決する第６の発明に係る吸収剤の再生方法は、第１乃至第５の何れかの発明に記載された吸収剤の再生方法であって、前記洗浄液、または前記水を対流させることを特徴とする。
【００１５】
前述した課題を解決する第７の発明に係る吸収剤の再生方法は、第１乃至第６の何れかの発明に記載された吸収剤の再生方法であって、前記洗浄液、または前記水に超音波を照射させることを特徴とする。
【００１６】
前述した課題を解決する第８の発明に係る吸収剤の再生方法は、第１乃至第４の何れかの発明に記載された吸収剤の再生方法であって、前記窒素酸化物を吸収した吸収剤に前記洗浄液を噴霧させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る吸収剤の再生方法によれば、窒素酸化物が吸収された吸収剤に付着した有機系の固体が洗浄液に溶出して除去され、さらに、洗浄された吸収剤を水洗してこの吸収剤に付着した洗浄液、無機系の固体、およびアルカリ塩と窒素酸化物とが反応して生成した反応生成物が水に溶出して除去され、これら付着物が除去された吸収剤にアルカリ塩を付着させるようにしたので、前記吸収剤が有する細孔にアルカリ塩が容易に付着するようになり、窒素酸化物の吸収性能を十分に回復させることができる。よって、再生処理された吸収剤をトンネル内等に再び配設させ長期にわたり使用する（窒素酸化物を吸収する）ことができるようになるので、運用コストを低減させることができる。
【００１８】
水洗された吸収剤を乾燥させる第２の乾燥工程を設けることにより、この吸収剤の含水率が低下され、この後の付着工程にて、吸収剤へのアルカリ塩の付着が容易になる。界面活性剤が非イオン界面活性剤であることにより、水洗時における吸収剤に付着した洗浄液の除去率の低下が抑制される。界面活性剤を所定の濃度範囲にしたことにより、吸収剤から有機系の固体を除去する作用を発現させる一方、水洗時に容易に洗浄液を除去させることができる。前記洗浄液または前記水が密閉された槽に溜められ、前記槽の空間部を減圧させることにより、吸収剤が有する細孔内の気体が強制的に排出される一方、同細孔内に前記洗浄液または前記水が強制的に入り込まされる。よって、前記吸収剤を効率良く洗浄させることができる。前記洗浄液、または前記水を対流させることにより、前記洗浄液、または前記水が前記吸収剤に当って、この吸収剤に付着した付着物が引き剥がされるので、前記吸収剤をさらに効率良く洗浄させることができる。前記洗浄液、または前記水に超音波を照射させることにより、液中に無数の真空の泡（キャビテーション）が発生し、このキャビテーションが前記吸収剤に当って壊れるときの衝撃波でこの吸収剤に付着した付着物が引き剥がされるので、前記吸収剤をより一層効率良く洗浄させることができる。
【００１９】
前記窒素酸化物を吸収した吸収剤に前記洗浄液を噴霧させることにより、前記吸収剤に付着した有機系の固体を除去させることができる。また、その作業自体が簡易であるので、その作業コストの増加を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態に係る吸収剤の再生方法につき、実施例を用いて具体的に説明する。
【実施例１】
【００２１】
以下に、本発明の第１の実施例に係る吸収剤の再生方法について、図を用いて具体的に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の第１の実施例に係る吸収剤の再生方法のフローを示す図である。図２は、本発明の第１の実施例に係る吸収剤の再生方法にて用いられる使用済み吸収剤の一例の斜視図である。図３は、本発明の第１の実施例に係る吸収剤の再生方法における洗浄工程に用いられる洗浄装置の概略図である。図４は、本発明の第１の実施例に係る吸収剤の再生方法における乾燥工程に用いられる乾燥装置の概略図である。図５は、本発明の第１の実施例に係る吸収剤の再生方法により再生処理された吸収剤の一例の斜視図である。
【００２３】
本発明の第１の実施例に係る吸収剤の再生方法は、図１に示すように、トンネル内等に配設され自動車等からの排ガス中の窒素酸化物を吸収した使用済み吸収剤１０に対して行われる。すなわち、この使用済み吸収剤１０には、窒素酸化物とアルカリ塩である水酸化カリウムとが反応して生成した反応生成物である亜硝酸カリウムや硝酸カリウム、無機系および有機系の固体が吸収される。この吸収剤１０は、例えば、図２に示すように、複数の孔１１ａが所定の間隔で配列された、いわゆるハニカム型の基材１１からなり、１０００Å〜２０００Åの細孔を有する多孔質体である。基材１１は、少なくともＣａＣＯ3、Ｃａ（ＯＨ）2、および活性炭を有する。
【００２４】
前記吸収剤の再生方法は、図１に示すように、最初にステップＳ１１に進み、使用済み吸収剤１０に対して、界面活性剤が添加された水（洗浄液）を用いて洗浄が行われ、使用済み吸収剤に付着した有機系の固体が界面活性剤により前記洗浄液に溶出して除去される（洗浄工程）。
【００２５】
前記界面活性剤としては、陰イオン界面活性剤、および吸収剤１０に悪影響を及ぼさない、すなわち後述の水洗時における吸収剤１０に付着した洗浄液の除去率の低下を抑制させる非イオン界面活性剤が挙げられる。また、前記界面活性剤は長鎖を持つことが望ましく、このような分子構造のものとすることにより、吸収剤１０の細孔内への前記界面活性剤の入り込みを抑制することができる。なお、前記界面活性剤がアルカリに溶解しにくい場合には、洗浄工程の前に吸収剤１０を水洗して、吸収剤１０に付着したアルカリ塩を除去するようにしても良い。
【００２６】
界面活性剤の添加濃度は、０．０１５〜０．３０ｗｔ％の範囲が挙げられる。このような濃度範囲とすることにより、吸収剤から有機系の固体を引き剥がす（除去する）作用を発現させることができ、この工程の後に行う水洗作業にて容易に洗浄液を除去させることができ、さらに吸収剤１０自体の構造強度の低下を抑制させることができる。
【００２７】
このような洗浄工程は、例えば、図３に示すような洗浄装置２０により行われる。この図に示すように、洗浄装置２０は、洗浄液２１が溜められた密閉型の洗浄液槽２２と、洗浄液槽２２内に設置され、使用済み吸収剤１０を所定位置に配置させる、洗浄液２１が流通可能な架台２３と、洗浄液槽２２に連結され、洗浄液２１を流通させる流通ポンプ２４と、洗浄液槽２２の上部に連結された真空ポンプ２５とを有する。ただし、使用済み吸収剤１０は、孔が上下方向に向けて配置される。流通ポンプ２４は、その一方が洗浄液槽２２の下部に連結され、その他方が洗浄液槽２２内の洗浄液２１の液面近傍に連結されており、洗浄液２１が洗浄液槽２２内を下方から上方に流通される。すなわち、吸収剤１０の孔の延在方向は、洗浄液２１の対流方向と一致される。なお、洗浄液槽２２には洗浄液２１が所定量溜められており、その上部に空間部２２ａが設けられる。
【００２８】
真空ポンプ２５を駆動させることにより、洗浄液槽２２の空間部２２ａが減圧されて、この洗浄液槽２２の洗浄液２１内に配置される使用済み吸収剤１０の細孔内の気体がこの吸収剤１０の外へ強制的に排出される一方、同細孔内に洗浄液２１が強制的に入り込まされる。よって、吸収剤１０を効率良く洗浄させることができる。
【００２９】
流通ポンプ２４を駆動させることにより、洗浄液２１が洗浄液槽２２の下方から架台２３、および使用済み吸収剤１０を通過して上方へ流通し、さらに洗浄液２１の液面近傍の排出口から排出されて流通ポンプ２４を通って再び洗浄液槽２２の下方に流通することとなる。すなわち、洗浄液２１の対流方向は、使用済み吸収剤１０の孔の延在方向と同じになり、洗浄液２１の流通抵抗の増加を抑制することができる。
【００３０】
なお、前記では、使用済み吸収剤１０の洗浄方法として、洗浄液２１に浸漬する方法を用いて説明したが、使用済み吸収剤に前記洗浄液を噴霧させるようにしても良い。このような方法でも前記使用済み吸収剤の洗浄方法と同様な作用効果を奏する他、作業自体が簡易であるので、その作業コストの増加を抑制することができる。
【００３１】
また、洗浄装置２０の洗浄液槽２２には、超音波を発振する超音波発振手段である超音波発振器を取り付けても良い。このような超音波発信器を設け、超音波を発振し洗浄液槽２２内の洗浄液２１に照射して、使用済み吸収剤１０を振動させることで、液中に無数の真空の泡（キャビテーション）が発生し、このキャビテーションが前記吸収剤１０に当って壊れるときの衝撃波でこの吸収剤１０に付着した付着物が引き剥がされるので、前記吸収剤をさらに効率良く洗浄させることができる。
【００３２】
前記では、洗浄液２１を対流させるようにしたが、この洗浄液を対流させずに、使用済み吸収剤を洗浄液に所定時間、例えば３０分程度浸漬させるようにしても良い。このような方法でも前記使用済み吸収剤の洗浄方法と同様な作用効果を奏する。
【００３３】
続いて、ステップＳ１２に進み、洗浄された吸収剤が水にて洗浄されて、この吸収剤に付着した洗浄液、無機系の固体、および亜硝酸カリウムや硝酸カリウムが水に溶出して除去される（水洗工程）。このような水洗工程では、前述した洗浄装置と同様な装置が用いられる。すなわち、この工程で用いられる水洗装置では、前述した洗浄装置の洗浄液槽に溜められる洗浄液の代わりに水が用いられる。
【００３４】
よって、このような装置では、前述した洗浄装置と同様な作用効果を奏する。
【００３５】
なお、前記では、洗浄された吸収剤の水洗方法として、水に浸漬する方法を用いて説明したが、洗浄された吸収剤に前記水を噴霧させるようにしても良い。このような方法でも前記洗浄された吸収剤の水洗方法と同様な作用効果を奏する他、作業自体が簡易であるので、その作業コストの増加を抑制することができる。
【００３６】
また、水洗装置の洗浄液槽には、超音波を発振する超音波発振手段である超音波発振器を取り付けても良い。このような超音波発信器を設け、超音波を発振し洗浄液槽内の水に照射して、洗浄された吸収剤を振動させることで、液中に無数の真空の泡（キャビテーション）が発生し、このキャビテーションが前記吸収剤に当って壊れるときの衝撃波でこの吸収剤に付着した付着物が引き剥がされるので、前記吸収剤をさらに効率良く洗浄させることができる。
【００３７】
前記では、水を対流させるようにしたが、この水を対流させずに、洗浄された吸収剤を水に所定時間、例えば３０分程度浸漬させるようにしても良い。このような方法でも前記洗浄された吸収剤の水洗方法と同様な作用効果を奏する。
【００３８】
続いて、ステップＳ１３に進み、水洗された吸収剤を乾燥させて、この吸収剤に付着した余分な水分を除去させ、前記吸収剤の含水率を低下させる（第２の乾燥工程）。よって、この後の付着工程にて、吸収剤へのアルカリ塩の付着が容易になる。
【００３９】
このような乾燥工程は、例えば、図４に示すような乾燥装置３０により行われる。この図に示すように、乾燥装置３０は、気体３１中の水分を除去する除湿器３２と、除湿器３２に連結され、除湿された気体を流通させるポンプ３３と、ポンプ３３に連結され、前記気体を加熱する加熱器３４と、加熱器３４に連結された乾燥器３５とを有する。乾燥器３５内には、水洗された吸収剤３６を所定位置に配置させる架台３７が設けられる。
【００４０】
ポンプ３３を駆動させることにより、気体３１が除湿器３２にて除湿され、この除湿された気体が加熱器３４により加熱され、この加熱された気体が乾燥器３５内に流通させられる。この気体は、架台３７、水洗された吸収剤３６を通過して、乾燥器３５の上部から外へ排出される。
【００４１】
続いて、ステップＳ１４に進み、乾燥された吸収剤を所定濃度、例えば２３ｗｔ％のアルカリ塩である水酸化カリウムの水溶液に所定時間、例えば３分浸漬させて、この吸収剤に水酸化カリウムを含浸（付着）させる（付着工程）。この付着行程では、前述した洗浄装置と同様な装置が用いられる。すなわち、この工程で用いられる付着装置では、前述した洗浄装置の洗浄液槽に溜められる洗浄液の代わりに水酸化カリウムの水溶液が用いられる。
【００４２】
よって、このような装置では、前述した洗浄装置と同様な作用効果を奏する。すなわち、真空ポンプを駆動することにより、洗浄液槽内の空間部が減圧されて、この洗浄液槽の水酸化カリウムの水溶液内に配置される乾燥された吸収剤の細孔内の気体がこの吸収剤の外へ強制的に排出される一方、同細孔内に水酸化カリウムの水溶液が強制的に入り込まされる。よって、吸収剤に水酸化カリウムを効率良く付着させることができる。
【００４３】
流通ポンプを駆動させることにより、水酸化カリウムの水溶液が洗浄液槽の下方から架台、および乾燥された吸収剤を通過して上方へ流通し、さらに水酸化カリウム溶液の液面近傍の排出口から排出されて流通ポンプを通って洗浄液槽の下方に流通することとなる。すなわち、水酸化カリウム溶液の流れ方向が乾燥された吸収剤の孔の延在方向と同じになり、水酸化カリウム溶液の流通抵抗の増加を抑制することができる。
【００４４】
なお、前記では、乾燥された吸収剤への水酸化カリウムの付着方法として、水酸化カリウム溶液に浸漬する方法を用いて説明したが、乾燥された吸収剤に前記水酸化カリウム溶液を噴霧するようにしても良い。このような方法でも前記乾燥された吸収剤への水酸化カリウムの付着方法と同様な効果を奏する他、作業自体が簡易であるので、その作業コストの増加を抑制することができる。
【００４５】
続いて、ステップＳ１５に進み、水酸化カリウムが付着された吸収剤を乾燥させて、この吸収剤に付着した余分な水酸化カリウム溶液（水分）が除去される（乾燥工程）。このような乾燥工程は、前述した第２の乾燥工程にて用いられる乾燥装置と同様な装置が用いられる。
【００４６】
よって、このような装置では、前述した乾燥装置と同様な作用効果を奏する他、水酸化カリウムが含浸された吸収剤を乾燥させて、図５に示すように、再生処理済み吸収剤４０となる。この吸収剤４０に付着した水酸化カリウムの液ダレが防止されるので、持ち運びが容易になり、取り扱い性が向上する。
【００４７】
したがって、本発明の第１の実施例に係る吸収剤の再生方法によれば、窒素酸化物が吸収された吸収剤に付着した有機系の固体を洗浄液に溶出して除去され、さらに、洗浄された吸収剤を水洗してこの吸収剤に付着した洗浄液、無機系の固体、および水酸化カリウムと窒素酸化物とが反応して生成した反応生成物である亜硝酸カリウム、硝酸カリウムを水に溶出して除去され、これら付着物が除去された吸収剤に水酸化カリウムを付着させるようにしたので、前記吸収剤が有する細孔に水酸化カリウムが容易に付着するようになり、窒素酸化物の吸収性能を十分に回復させることができる。よって、再生処理された吸収剤をトンネル内等に再び配設させ長期にわたり使用する（窒素酸化物を吸収する）ことができるようになるので、運用コストを低減させることができる。
【００４８】
なお、前述した吸収剤の再生方法では、水洗された吸収剤を乾燥した後、この吸収剤にアルカリ塩を付着させたが、水洗された吸収剤にアルカリ塩を付着させるようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、吸収剤の再生方法に利用することが可能であり、特にトンネル内等に配設され自動車等からの排ガス中の窒素酸化物を吸収した使用済みの吸収剤の再生方法に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施例に係る吸収剤の再生方法のフローを示す図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る吸収剤の再生方法にて用いられる使用済み吸収剤の一例の斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る吸収剤の再生方法における洗浄工程に用いられる洗浄装置の概略図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る吸収剤の再生方法における乾燥工程に用いられる乾燥装置の概略図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係る吸収剤の再生方法により再生処理された吸収剤の一例の斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０      使用済み吸収剤
１１      基材
２０      洗浄装置
２１      洗浄液
２２      洗浄液槽
２３      架台
２４      流通ポンプ
２５      真空ポンプ
３０      乾燥装置
３１      気体
３２      除湿器
３３      ポンプ
３４      加熱器
３５      乾燥器
３６      水洗された吸収剤
３７      架台
４０      再生処理済み吸収剤
【図１】
2007222769.tif 000003
【図２】
2007222769.tif 000004
【図３】
2007222769.tif 000005
【図４】
2007222769.tif 000006
【図５】
2007222769.tif 000007