(57)【要約】  ねじを切った広口首部（９）を有する容器（６）の製造方法であって、ポリエステル製の胴部（２）を有するプリフォーム（１）を加熱し、胴部をポリオレフィン製のスリーブ（２３）に通し、スリーブが、容器の広口首部（９）に相当する胴部（２）の領域（２４）の真正面に位置付けられること、このようにして加熱されたプリフォーム（１）を、スリーブ（２３）と一緒に、容器（６）に型を付け広口首部（９）に型を付けるねじを切った領域（２１）を含む金型（８）の中に挿入すること、プリフォーム（１）の中に加圧流体を射出して、容器（６）のブランク（１０）を形成し、ブランクが、スリーブ（２３）にねじ切り（２５）が形成された広口首部（９）を含む下方部、および広口首部（９）の上にある上方部（１１）を備えること、上方部（１１）を下方部から分離し、それによって下方部が容器（６）を形成することからなる複数の作業を行う、方法。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじを切った広口首部（９）を有するプラスチック材料製の容器（６）の製造方法であって、
−ポリエステルで形成された胴部（２）を有するプリフォーム（１）を加熱し、胴部をポリオレフィンで形成されたスリーブ（２３）に通し、スリーブ（２３）が、容器（６）の広口首部（９）に相当するプリフォーム（１）の胴部（２）の領域（２４）の真正面に位置付けられること、
−このようにして加熱されたプリフォーム（１）を、スリーブ（２３）と一緒に、容器（６）の型を画定して広口首部（９）に型を付けるねじを切った領域（２１）を含む壁（１５）を備える金型（８）の中に挿入すること、
−プリフォーム（１）の中に加圧流体を射出して、金型（８）の壁（１５）に当てて型を付けることで容器（６）のブランク（１０）を形成し、ブランク（１０）が、スリーブ（２３）にねじ切り（２５）が形成された広口首部（９）を含む下方部、および広口首部（９）の上にある上方部（１１）を備えること、
−ブランク上方部（１１）を下方部（１０）から分離し、それによって下方部が容器（６）を形成すること
からなる複数の作業を含むことを特徴とする、方法。
【請求項２】
分離作業が切断によって行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
切断が、スリーブ（２３）に隣接した線（２８）に沿って行われる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
プリフォーム（１）の胴部（２）がＰＥＴで作製される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
スリーブ（２３）がＨＤＰＥで作製される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
スリーブ（２３）の断面の厚み（Ｅ）が、０．５ｍｍ〜２．５ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
スリーブ（２３）の断面の厚み（Ｅ）が、１．５ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
流体が１５バール未満の圧力でプリフォーム（１）の中に射出される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
流体が空気である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ポリエステルで形成された側壁（１３）と、ねじ切り（２５）を含む広口首部（９）とを備えるプラスチック材料製の容器（６）であって、容器（６）は、広口首部のねじ切り（２５）が、側壁（１３）の上端部（２７）を覆っているポリオレフィンで形成されたスリーブ（２３）に設けられ、側壁（１３）の上端部（２７）に浅いねじ切り（２５）の型があることを特徴とする、容器。
【請求項１１】
側壁（１３）がＰＥＴで作製されることを特徴とする、請求項１０に記載の容器。
【請求項１２】
スリーブ（２３）がＨＤＰＥで作製されることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック材料製の容器、さらに詳細には、ねじを切った広口首部（首部の直径が、容器全体の直径の半分以上であるものを広口という）を有する容器の製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
広口首部を有する容器は、通常は「広口容器（ｐｏｔｓ）」という名称で呼ばれ、一般には、とりわけペースト状で充填される内容物（ケチャップ、マスタード、ピューレ、コンポートの類）などの特定の用途を対象としており、その粘性が大きいため、これらの内容物は一度に大量に流れ出ることがなく、流れ断面は小さい。しかしこの他にも、広口容器は、液体、典型的にはノンアルコール飲料（果汁、果実飲料、茶、エネルギー飲料）、または固体（粉末など）を入れることができる。
【０００３】
このような広口容器のブロー成形による成形は、通常、筒状の胴部を備えるプラスチック材料のプリフォームをブロー成形または延伸ブロー成形することによって実現され、プリフォームは、容器に型を付ける壁を備える金型の中に熱い状態で挿入される。壁は、首部に相当するねじを切った領域を含み、この領域は、プリフォームの胴部に形成される。加圧下の流体（一般には空気）がプリフォームに射出され、（予備加熱によって柔らかくなった）材料を壁に押しつけて、胴部および首部を有する下方部と、首部の上にある上方部とを備える容器のブランクを形成する。ブランクが金型から取り出された後、上方部は下方部から分離される。下方部は保管される（この下方部が最終容器を形成する）が、上方部は廃棄処分されて、例えば新たなプリフォームを製造する原料として再利用される。米国特許第６８４１１１７号明細書（Ｇｒａｈａｍ  Ｐａｃｋａｇｉｎｇ）はこの技術を説明している。
【０００４】
透明度の高い広口容器を作製するために使用される材料は、一般にポリエステル、とりわけＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）である。ＰＥＴは、最終容器に良好な機械特性を付与するという利点を提供するが、首部のねじ山の型をしっかりと付けるためにブロー成形の圧力を高くする（約３５バール以上）必要があるという不都合がある。ブロー成形の圧力は、首部の材料が厚いために高くなる。そのため、型付けを改善しようとして材料の厚みを大きくすると、これに比例してブロー成形の圧力を上げるしかなく、だからといって満足のいく型付けが得られるわけではない。逆に、首部の材料の厚みを減らすと、機械的強度が低下してしまい、容器の簡易な打栓および最終的な気密性を犠牲にすることになる。その上、厚みが減ったにも関わらず、ねじ山への十分な型付けができないことに変わりはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６８４１１１７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
第１の目的は、低いブロー成形圧力で形成され得る広口首部を有する容器を製造できる技術を提供することである。
【０００７】
第２の目的は、キャップを容易かつ密閉式にねじ締めできるとともに、キャップを難なく開けられるように、首部へのねじ山の型付けが容易にできる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのために、第一に、ねじを切った広口首部を有するプラスチック材料製の容器の製造方法であって、
−ポリエステルで形成された胴部を有するプリフォームを加熱し、胴部にポリオレフィンで形成されたスリーブを取り付け、このスリーブが、容器の広口首部に相当するプリフォームの胴部の領域の真正面に位置付けられること、
−このようにして加熱されたプリフォームを、スリーブと一緒に、容器の型を画定して広口首部に型を付けるねじを切った領域を含む壁を備える金型の中に挿入すること、
−プリフォームの中に加圧流体を射出して、金型の壁に当てて型を付けることで容器のブランクを形成し、このブランクが、スリーブにねじ切りが形成された広口首部を含む下方部、および広口首部の上にある上方部を備えること、
−ブランク上方部をその下方部から分離し、それによって下方部が容器を形成すること
からなる複数の作業を含む、方法を提供する。
【０００９】
ポリオレフィン製のスリーブは、ポリエステルよりもしっかり型付けできるという利点を有する。ねじ山の形成がさらに良くなり、打栓の簡易性−および質−が向上する。
【００１０】
以下の様々な補足的特徴を、単独または組み合わせて設けてもよい。
【００１１】
−分離作業は切断によって行われる。
【００１２】
−切断は、スリーブに隣接した線に沿って行われる。
【００１３】
−プリフォームの胴部はＰＥＴで作製される。
【００１４】
−スリーブはＨＤＰＥで作製される。
【００１５】
−スリーブの断面の厚みは０．５ｍｍ〜２．５ｍｍであり、例えば１．５ｍｍ以下である。
【００１６】
−流体は１０バール未満の圧力でプリフォームの中に射出される。
【００１７】
−流体は空気である。
【００１８】
第二に、ポリエステル（ＰＥＴなど）で形成された側壁と、ねじ切りを含む広口首部とを備え、広口首部のねじ切りが、壁の上端部を覆っているポリオレフィン（ＨＤＰＥなど）で形成されたスリーブに設けられる、プラスチック材料製の容器を提供する。特定の実施形態によれば、容器の栓を開閉するときにスリーブが側壁上でより良く保持されるよう、側壁の上端部には浅いねじ切りの型があってもよい。
【００１９】
本発明のその他の目的および利点は、以下に記載する実施形態を読み、添付の図面を参照することで明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】プリフォーム、およびプリフォームを通す嵌め込みスリーブを示す斜視図である。
【図２】プリフォームおよび取り付けた後のスリーブの断面図であり、丸囲み内詳細はスリーブの位置の拡大図である。
【図３】図２の丸囲み内詳細とほぼ同じ図であり、変形実施例を示す図である。
【図４】金型が型を画定する容器のブランクを成形するために、金型の中に取り付けた図２のプリフォームを示す断面図である。
【図５】金型内におけるプリフォーム（破線で表示）からのブランク成形を示す断面図である。
【図６】成形されて金型から出された容器のブランクを示す断面図であり、囲み内詳細は、ブランクの胴部に形成されたねじを切った首部の構造の拡大図である。
【図７】図６の囲み内詳細とほぼ同じ図であり、変形実施例を示す図である。
【図８】図７のブランクから形成され、上方部を切断した容器の正面図である。
【図９】容器の充填を示す断面図である。
【図１０】容器の打栓を示す正面から見た部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１には、ポリエステルで作製されたプリフォーム１を示している。好適な実施形態によれば、ポリエステルはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート、ｐｏｌｙｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ  ｄ’ｅｔｈｙｌｅｎｅ）である。エチレングリコールとテレフタル酸との重縮合によって得られるＰＥＴはポリエチレンではないため、「ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ」という名称は不適切であることに留意されたい。
【００２２】
ＰＥＴは、ブロー成形または延伸ブロー成形による良好な成形特性を有する半結晶性ポリマーであり、このプロセスは、ＰＥＴの２つの分子配向（軸方向と径方向の両方）および比較的高い結晶化度（一般に２０％超）により良好な機械的強度をもたらす。
【００２３】
しかしながら、他の材料（とりわけ、家庭用薬剤−洗濯洗剤、洗浄剤、腐食剤を入れる容器の製造に使用されることが多いポリプロピレン）であれば困難が生じない一部の形状を実現することが、ポリエステルおよびとりわけＰＥＴをブロー成形する際には困難となる。キャップをねじ締めする広口首部を形成するための領域にねじ山を形成する場合がこれにあたる。
【００２４】
図１からわかるように、射出されていないプリフォーム１は、概ね筒状の胴部２と、胴部２の上端から延びている首部３（射出時に形成されている）と、胴部２の下端に延びてプリフォーム１を閉鎖する半球形の底部４とを有する。首部３は、プリフォームから容器６を製造する様々な工程で、プリフォーム１の捕捉を容易にする機能を有するフランジ５で胴部２と隔てられている。
【００２５】
首部３がねじ山７を備えているということは、このプリフォーム１が、普通の容器（ボトルなど）を形成するのに広く用いられる標準のプリフォームであってもよく、充填、打栓、中身の排出に用いられる首部が、（このような普通の容器を製造する場合は変化しない）プリフォームの首部であるということを示している。
【００２６】
この場合、フランジ５が、通常どおりプリフォーム１を捕捉するため、とりわけプリフォーム１を金型８内で懸架するために用いられるのに対し、首部３は以下に説明するように、最終容器６に残るように意図されてはいない。
【００２７】
実際、図９および図１０に示した最終容器６は、プリフォームの胴部２に形成されていてプリフォームの首部３とは別であるねじを切った広口首部９を備えている。容器６は、プリフォーム１を金型８内で成形することによって直接得られるわけではない。実際、この成形から得られるのは、図５および図６に示したブランク１０である。
【００２８】
このブランク１０は、最終容器６に相当する、広口首部９を含む下方部と、広口首部９の上にある上方部１１とを備えている。プリフォーム１に由来する最初の首部３を含むこの上方部１１は、以下に説明するように、切断作業によって下方部（すなわち最終容器６）から分離されるように構成されている。下方部（すなわち最終容器６）は、概ね筒状の胴部１２を備え、この胴部は、（プリフォーム１の胴部２に由来する）ポリエステル製の側壁１３で画定され、広口首部９に対向する側を底部１４で閉鎖される。
【００２９】
ブランク１０を成形するための金型８を図２および図３に示している。この金型８は側壁１５を備え、側壁は、周囲がフランジ５の支持領域１６を形成している開口した上端からブランク１０の型を（よって補足的に形成する容器６の型も）画定する。
【００３０】
特定の実施形態によれば、金型８は二つ折り型で、互いに対して（通常は回転する）可動式の２つの半金型１７、１８と、金型の底部１９とを備え、底部の上面２０は容器６の底部１４に対する型を画定する。
【００３１】
図１からわかるように、金型８はその壁１５に、容器７の広口首部９に型を付けるねじを切った領域２１を含んでいる。図示した例では、ねじを切った領域２１は、嵌め込んだ挿入部２２に形成され、これによって広口首部９の形状および／または直径が異なる場合に、型式−すなわち製造する容器のモデルの変更が容易になる。
【００３２】
プリフォーム１のポリエステル製胴部２に広口首部９を形成すると、ねじを切った領域２１にしっかり型付けできないため、ポリオレフィンで形成したスリーブ２３を、プリフォーム１の胴部２のうち、形成する容器６の広口首部９に相当する胴部２の領域２４の真正面に取り付ける。ポリオレフィンは、ポリエチレン、とりわけＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）であってもよく、これは形成能力があり、食品に適合し、再利用が容易であるという点で有利である。
【００３３】
図１および図２に示した第１の実施形態によれば、スリーブ２３は、プリフォーム１とは別に製造され、後に（図１の矢印で示したように底部４から）胴部２の周りに通して所定の高さでプリフォームに嵌め込まれる。スリーブ２３はこのように、プリフォーム１の胴部２に余分な厚みを形成する。
【００３４】
スリーブ２３の内径は、胴部２の外径にほぼ等しい（場合によってはやや小さい）ため、スリーブ２３の取り付けは比較的きつく、これによってプリフォーム１が不意にずれたり外れたりするのを回避する。
【００３５】
第２の実施形態によれば、プリフォーム１およびスリーブ２３は、共成形（すなわち共射出成形）によって一緒に製造される。図３に示したこの事例では、スリーブ２３は、胴部に余分な厚みを形成しないようにプリフォーム１の胴部２に埋め込まれてもよい。
【００３６】
スリーブ２３の断面の厚み（径方向に測定される図２に表記したＥ）は、好ましくは約０．５ｍｍ〜２．５ｍｍである。好適な実施形態によれば、スリーブ２３の厚みＥは約１．５ｍｍである。
【００３７】
スリーブ２３をプリフォーム１の胴部２の軸方向に（すなわちプリフォーム１が延びるおおよその方向に平行に）精確に位置付ける決定は、スリーブ２３が最終容器６上で正確に位置付けられるまで成形を連続試行することによって実現され得る。変形例では、この位置は、成形時の材料の配向比および用いる延伸速度に応じた、材料の（一般的には経験に基づく）分散モデルにより計算され得る。
【００３８】
試験からわかったことは、プリフォーム１とは異なりスリーブ２３は、ブランク１０の成形中のプリフォーム１の延伸時に、軸方向の伸長を受けない（またはほとんど受けない）ということである。よって、スリーブ２３の高さは、最初からねじを切った領域２１の高さ以上でなければならないことがわかる。プリフォーム１の胴部２の軸方向の延伸は、スリーブの胴部２への接着が弱いために、スリーブ２３の辺りであっても比較的均一である。このように接着が弱いのは、ポリオレフィンのパラフィン性と関係しており、この性質によってスリーブ２３は、プリフォーム１の胴部２との境界で摩擦率が低くなり、これによってプリフォーム１が軸方向の延伸時にスリーブ２３に対して摺動できる。逆にスリーブ２３は、プリフォーム１がブロー成形されるにつれて径方向の延伸を受ける。
【００３９】
図５の丸囲み内詳細に矢印で示したように、スリーブ２３とフランジ５との間に位置しているプリフォーム１の部分を延伸すると、スリーブ２３は成形中に金型８内で軸方向に移動し、金型８のねじを切った領域２１の真正面に来る。
【００４０】
成形を続行すると、スリーブ２３がねじを切った領域２１に嵌め込まれ、それによってねじを切った領域がスリーブにねじ切り２５の型を付ける。ポリオレフィンの硬度がポリエステルよりも低いことで、スリーブ２３にねじ切り２５をしっかり型付けできる。
【００４１】
プリフォーム１およびスリーブ２３から容器７を製造するには、以下の手順に従う。
【００４２】
第一に、プリフォーム１およびスリーブを含む全体が形成される。第１の実施形態によれば、プリフォーム１およびスリーブ２３は別々に製造され、次にスリーブ２３が前述したようにプリフォーム１に取り付けられる。スリーブ２３の取り付けは自動化されてもよい。この取り付けは、プリフォーム１の射出成形終了直後、またはその後、例えば容器６を形成するための作業の直前に行われてもよい。第２の実施形態によれば、プリフォーム１およびスリーブ２３は、例えば共成形によって一緒に形成される。この場合、スリーブは、スリーブ２３が胴部２から露出するようにプリフォーム１の胴部２に形成された嵌め合い式の凹状のくぼみに形成されてもよく、これによってスリーブ２３を備えているプリフォーム１の取り扱いが容易になり、金型８に挿入する前にスリーブ２３が可能性のある不都合な摺動を回避する。
【００４３】
第二に、プリフォーム１およびスリーブ２３を含む全体が加熱装置の中で（例えば一列になって）加熱される。プリフォーム１およびスリーブ２３が別々に製造される場合、両者は加熱される直前に組み合わせされてもよいことに留意されたい。それによって両者を別々に保管できる。プリフォームは加熱装置の上流でばら積み保管されるため、実際にはプリフォームにはスリーブがない方がよい。なぜなら、ポリオレフィンは硬度が低いため、ポリエステルよりも（かつ特にＰＥＴよりも）傷や痕が付きやすいからである。この他、プリフォーム１に余分な厚みを形成するスリーブ２３があることで、加熱装置の上流でプリフォームを供給することが複雑になるおそれがある。
【００４４】
第三に、スリーブ２３と一緒にこのように加熱されたプリフォーム１は、図２に示したように金型８に挿入される。スリーブ２３の領域をプリフォーム１の平均加熱温度よりも高い温度で加熱して、さらにしっかりとねじ切り２５の型を付けることが有利である。
【００４５】
第四に、加圧下の流体（空気など）がプリフォーム１の中に射出されて、金型８の壁１５に当てて型を付けることでブランク１０を形成する。同時に、プリフォーム１の底部４を金型の底部１９に達するまで押すように動くロッドを用いて、プリフォーム１の延伸を実施してもよい。プリフォーム１は、軸方向と径方向に同時に延伸される。プリフォーム１の変形中に、スリーブ２３は、プリフォーム１の胴部２への接着が弱いために軸方向には延伸されず（またはほとんど延伸されず）、金型８のねじを切った領域２１のほぼ真正面に持って来られてそこに当てられ、このようにして容器６の広口首部９の型を付ける。
【００４６】
スリーブ２３の成形が容易であることを考慮すると、射出圧は必ずしも高くなくてよい。例えば、各図面に示した容器６を１５バール未満、例えば約１０バールの射出圧で（射出流体は空気）難なく形成することが可能である。この圧力は、通常の圧力（約３０バール）と比べると比較的低いことがわかる。その結果、エネルギーの大幅な節約になる。
【００４７】
作製されたブランク１０に型が付けられると、ブランクは金型８から取り出され、（同じくスリーブ２３を備えている）新しいプリフォーム１を用いてサイクルが繰り返される。
【００４８】
このように形成されたブランク１０は、スリーブ２３に形成された広口首部９の上にある接合領域２６を介して一体化している下方部（すなわち容器６）と上方部１１を備えている。スリーブ２３は、接合領域２６に隣接する側壁１３の上端部２７でこの側壁を包囲する。
【００４９】
図６からわかるように、側壁１３の上端部２７は、内側が滑らかであってもよい。これは、ねじ切り２５の型がスリーブを突き抜けないようにスリーブ２３が十分に厚い場合のことである。そのためには、成形前のスリーブ２３の厚みは、好ましくは２ｍｍよりも大きい（例えば約２．５ｍｍ）必要がある。その結果、ねじ切り２５をしっかり型付けできる。この場合、側壁１３上でスリーブ２３をしっかりと保持し、かつ特に、栓の開閉時にスリーブ２３が側壁１３上で回転するのを避けるために、容器６の内側に（または外側に）突出して、スリーブ２３と側壁１３とをリベットのように回転連動させる突起（またはピン）を設けてもよい。
【００５０】
スリーブ２３が比較的薄い場合、ねじ切り２５の型はスリーブを突き抜けてもよく、側壁１３の上端部２７には、図７に示したように、浅めのねじ切り２５の型があってもよい。その結果、打栓するときに、スリーブ２３が壁１３の上端部２７に対して摺動するリスクが減る。そのためには、成形前のスリーブ２３の厚みは、１．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００５１】
第五に、上方部１１は下方部から分離され、それによって下方部が容器６を形成する。この分離は、引き離しによって実現されてよく、このためには予め切り込みを入れておくこと（可動インサートを用いて金型８内で実施するようにしてもよい）が前提となる。
【００５２】
ただし、もっと簡単に、この分離は切断によって実現されることが有利である。さらに詳細には、ブランク１０は、接合領域２６で−広口首部９に隣接する、よってスリーブ２３に隣接する切断線２８に沿って−切断されて上方部１１を下方部から分離し、それによって下方部が容器６を形成する。図８に示したように、この切断は、接合領域２６の真正面にスライドさせて取り付けられ、プリフォーム１を回転駆動しながら材料をスライスする刃２９を用いて実現されてもよい。変形例では、切断はレーザまたは水ジェットで実現されてもよい。
【００５３】
このように切断されたブランク１０の上方部１１は、廃棄処分されて再利用されてもよい。一方、容器６は、図９に示したように充填され（液体、ペーストあるいは粉末などの固体製品が想定される）、その後、図１０に示したように、ねじ山３１を有するキャップ３０を用いて打栓され、キャップは、容器の広口首部９を形成するスリーブ２３に形成されたねじ切り２５と螺旋状に係合する。
【００５４】
ねじ切り２５がスリーブ２３に正確に形成されているため、キャップ３０のねじ締めは容易である。容器６を使用する場合、その後、ねじ栓を開けるのも同様に容易である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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