(57)【要約】【課題】軽量化を図ることができ、且つ、成形性を向上させることができる育苗マットの提供。【解決手段】本発明の育苗マットは、植物を加熱加圧下において水熱処理した後に粉砕して得られた植物繊維と、土と、を含む混合物を成形して得られたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物を加熱加圧下において水熱処理した後に粉砕して得られた植物繊維と、土と、を含む混合物を成形して得られたことを特徴とする育苗マット。
【請求項２】
前記植物繊維の全量における、１６８０μｍ未満の繊維径を有する植物繊維の含有量が、８０質量％以上であることを特徴とする請求項１に記載の育苗マット。
【請求項３】
前記土は、アルカリ性土であることを特徴とする請求項１又は２に記載の育苗マット。
【請求項４】
前記アルカリ性土は、融剤焼成珪藻土であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の育苗マット。
【請求項５】
前記植物は、ワラ及びバガスの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の育苗マット。
【請求項６】
可溶性シリカを０．００２質量％以上含むことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の育苗マット。
【請求項７】
前記育苗マットにおける前記植物繊維の含有量が２０質量％〜８０質量％であり、前記育苗マットにおける前記土の含有量が８０質量％〜２０質量％であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の育苗マット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、育苗マットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水稲等の作物の苗を育苗マット（緑化資材）によって育苗し、それを自動田植機で田植えすることや、建物の屋上の緑化を図るべく、芝等の苗を育苗マットによって育苗することなどが行われている。この育苗マットは、（ｉ）高齢の農業従事者や女性の農業従事者の取り扱い容易性の観点から、軽量化を図ることが求められており、また、（ｉｉ）製造容易性の観点から、成形性の向上を図ることが求められている。
【０００３】
従来より、細粉化された竹繊維と、葦（アシ）・藁（ワラ）等のイネ科植物繊維からなる非木材繊維と、土とを含む混合材料を所定の厚さに成形し乾燥させてなる成形体を用いる育苗マットなどが検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、上記育苗マットは、煮沸して得られた植物繊維を用いたものであって、軽量化及び成形性向上を十分に両立するものではないという問題がある。即ち、軽量化及び成形性向上が十分になされた育苗マットは、未だ開発されておらず、その開発が強く望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】２００６−２２３１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、軽量化を図ることができ、且つ、成形性を向上させることができる育苗マット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】
【０００７】
本発明者らは、前記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、植物を加熱加圧下において水熱処理した後に粉砕して得られた植物繊維と、土と、を含む混合物を成形して育苗マットを得ることにより、軽量化を図ることができ、且つ、成形性を向上させることができることを見出し、本発明の完成に至った。
【０００８】
本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては以下の通りである。即ち、本発明の育苗マットは、植物を加熱加圧下において水熱処理した後に粉砕して得られた植物繊維と、土と、を含む混合物を成形して得られたことを特徴とする。
植物を加熱加圧下において水熱処理した後に粉砕して得られた植物繊維と土とを含む混合物を成形して育苗マットを得ることにより、軽量化を図ることができ、且つ、成形性を向上させることができる。
【０００９】
本発明の育苗マットは、前記植物繊維の全量における、１６８０μｍ未満の繊維径を有する植物繊維の含有量が、８０質量％以上であることが好ましい。
前記植物繊維の全量における、１６８０μｍ未満の繊維径を有する植物繊維の含有量が、８０質量％以上であることにより、成形性をより向上させることができる。
【００１０】
本発明の育苗マットは、前記土がアルカリ性土であることが好ましく、前記アルカリ性土が融剤焼成珪藻土であることがより好ましい。
前記土が融剤焼成珪藻土等のアルカリ性土であることにより、植物の水熱処理により発生する有機酸を中和して、育苗に適したｐＨ環境とすることができる。
【００１１】
本発明の育苗マットは、前記植物が藁（ワラ）及びバガスの少なくともいずれかを含むことが好ましい。
前記植物が藁（ワラ）及びバガスの少なくともいずれかを含むことにより、育苗マットにおける可溶性シリカ濃度を向上させることができ、もって、苗の光合成能力を向上させて苗質を効果的に向上させることができる。
【００１２】
本発明の育苗マットは、可溶性シリカを０．００２質量％以上含むことが好ましい。
可溶性シリカを０．００２質量％以上含むことにより、苗の光合成能力を向上させて苗質を効果的に向上させることができる。
【００１３】
本発明の育苗マットは、前記育苗マットにおける前記植物繊維の含有量が２０質量％〜８０質量％であり、前記育苗マットにおける前記土の含有量が８０質量％〜２０質量％であることが好ましい。
前記育苗マットにおける前記植物繊維の含有量が２０質量％〜８０質量％であり、前記育苗マットにおける前記土の含有量が８０質量％〜２０質量％であることにより、成形性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、軽量化を図ることができ、且つ、成形性を向上させることができる育苗マットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の育苗マットを用いて水稲を育苗するための育苗セットの一例を説明する図である。
【図２】図２は、本発明の育苗マットを用いて芝を育苗するための育苗セットの一例を説明する図である。
【図３】図３は、後述する実験例２で得られた煮沸サンプル（繊維径：１６８０μｍ未満）の写真である。
【図４】図４は、後述する実験例２で得られた煮沸サンプル（繊維径：１６８０μｍ〜２３８０μｍ）の写真である。
【図５】図５は、後述する実験例２で得られた煮沸サンプル（繊維径：２３８０μｍ超）の写真である。
【図６】図６は、図３の繊維径１６８０μｍ未満の煮沸サンプルのＳＥＭ写真である（その１）。
【図７】図７は、図３の繊維径１６８０μｍ未満の煮沸サンプルのＳＥＭ写真である（その２）。
【図８】図８は、後述する実験例２で得られた水熱処理サンプル（繊維径：１６８０μｍ未満）の写真である。
【図９】図９は、後述する実験例２で得られた水熱処理サンプル（繊維径：１６８０μｍ〜２３８０μｍ）の写真である。
【図１０】図１０は、後述する実験例２で得られた水熱処理サンプル（繊維径：２３８０μｍ超）の写真である。
【図１１】図１１は、図８の繊維径１６８０μｍ未満の水熱処理サンプルのＳＥＭ写真である（その１）。
【図１２】図１２は、図８の繊維径１６８０μｍ未満の水熱処理サンプルのＳＥＭ写真である（その２）。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明について、必要に応じて図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００１７】
（育苗マット）
本発明の育苗マットは、所定の植物繊維と、土とを含む混合物を成形して得られたものである。
所定の植物繊維と、土とを含む混合物を成形して育苗マットを得ることにより、軽量化を図ることができ、且つ、成形性を向上させることができる。
【００１８】
＜混合物＞
前記混合物は、少なくとも、バインダーとしての植物繊維と、土とを含み、必要に応じて、その他の成分を含む。ここで、前記植物繊維及び前記土は、いずれも天然素材であることから、有機化合物を含有しない育苗マットを作製することができる。
【００１９】
＜＜植物繊維＞＞
前記植物繊維としては、植物を加熱加圧下において水熱処理した後に粉砕して得られたものである限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００２０】
前記植物繊維の平均繊維径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．１μｍ〜５００μｍが好ましい。
前記平均繊維径が、０．１μｍ未満であると、成形体の強度が低下することがあり、５００μｍを超えると、成形性をより向上させることができないことがある。一方、前記平均繊維径が、前記特に好ましい範囲内であると、成形性をより向上させることができる点で有利である。
【００２１】
前記植物繊維の全量における、１６８０μｍ未満の繊維径を有する植物繊維の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、８０質量％以上が好ましく、８５質量％以上がより好ましく、９０質量％以上が特に好ましい。
前記１６８０μｍ未満の繊維径を有する植物繊維の含有量が、８０質量未満であると、成形性をより向上させることができないことがある。一方、前記平均繊維径が、前記特に好ましい範囲内であると、成形性をより向上させることができる点で有利である。
【００２２】
前記植物繊維の平均長さとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１ｍｍ〜５０ｍｍが好ましく、５ｍｍ〜３０ｍｍがより好ましく、５ｍｍ〜２０ｍｍが特に好ましい。
前記平均長さが、１ｍｍ未満であると、成形できないことがあり、５０ｍｍを超えると、育苗後容易に解砕できないことがある。一方、前記平均長さが、前記特に好ましい範囲内であると、成形性が高く、育苗後容易に解砕ができる点で有利である。
【００２３】
−植物−
前記植物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、藁（ワラ）、バガス等の農業副産物；セイタカアワダチソウ、アレチウリ等の雑草；などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、藁（ワラ）、バガス等のシリカ系植物派生品が、可溶性シリカを多く含む点で、好ましい。
前記育苗マットにおける可溶性シリカの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．００２質量％（２０ｐｐｍ）以上が好ましく、０．０２質量％以上がより好ましく、０．０５質量％以上が特に好ましい。
前記育苗マットにおける可溶性シリカの含有量が、０．００２質量％未満であると、苗の光合成能力を向上させて苗質を向上させることができないことがある。一方、前記育苗マットにおける可溶性シリカの含有量が、前記特に好ましい範囲内であると、苗の光合成能力をより向上させて苗質を向上させることができる点で有利である。
【００２４】
−水熱処理−
前記水熱処理に用いる装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、圧力釜、などが挙げられる。
前記水熱処理における圧力条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．１ＭＰａ〜０．８ＭＰａが好ましく、０．２ＭＰａ〜０．６ＭＰａがより好ましく、０．３ＭＰａ〜０．５ＭＰａがより好ましい。
前記水熱処理における温度条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１００℃〜１７０℃が好ましく、１２０℃〜１６０℃がより好ましく、１３０℃〜１５０℃が特に好ましい。
前記水熱処理の処理時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１５分間〜４時間が好ましく、３０分間〜３時間がより好ましく、１時間〜２時間が特に好ましい。
【００２５】
−粉砕−
前記粉砕に用いる装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ボールミル、などが挙げられる。
【００２６】
なお、前記水熱処理と前記粉砕との間に乾燥を行ってもよい。
【００２７】
＜＜土＞＞
前記土は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、珪藻土、鹿沼土、赤玉土、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、融剤焼成珪藻土等のアルカリ性土が、植物の加熱加圧下における水熱処理により発生する有機酸を中和して、育苗に適したｐＨ環境とすることができる点で、好ましい。
【００２８】
＜＜植物繊維と土との含有量比＞＞
前記植物繊維と土との含有量比（植物繊維の質量：土の質量）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２：８〜８：２が好ましく、３：７〜７：３がより好ましく、４：６〜６：４が特に好ましい。
前記植物繊維と土との含有量比が、２未満：８超、又は、８超：２未満であると、成形性が低いことがある。一方、前記植物繊維と土との含有量比が、前記特に好ましい範囲内であると、容易に成形することができる点で有利である。
【００２９】
＜＜成形の方法＞＞
前記成形の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、（ｉ）前記混合物をプレス加工すること、（ｉｉ）前記混合物に水を添加し、押出成形すること、（ｉｉｉ）原料に水を添加し、型に入れ、乾燥させること、などが挙げられる。
【００３０】
＜＜成形体（育苗マット）の形状＞＞
前記成形体（育苗マット）の形状としては、特に制限はなく、育苗箱の形状等に応じて適宜選択することができ、円板状、直方体、粒状体、などが挙げられる。
【００３１】
＜＜成形体（育苗マット）の厚み＞＞
前記成形体（育苗マット）の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５ｍｍ〜２５ｍｍが好ましく、１０ｍｍ〜２０ｍｍがより好ましく、１５ｍｍ〜２０ｍｍが特に好ましい。
前記厚みが、５ｍｍ未満であると、軽量化の効果が少なく、２５ｍｍを超えると、覆土が最適に行えないことがある。一方、前記厚みが、前記特に好ましい範囲内であると、軽量化を行いながら良好な出芽ができる点で有利である。
【００３２】
＜＜成形体（育苗マット）の密度＞＞
前記成形体（育苗マット）の密度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．１ｇ／ｃｍ３〜０．８ｇ／ｃｍ３が好ましく、０．１ｇ／ｃｍ３〜０．６ｇ／ｃｍ３がより好ましく、０．１ｇ／ｃｍ３〜０．４ｇ／ｃｍ３が特に好ましい。
前記成形体の密度が、０．８ｇ／ｃｍ３を超えると、軽量化を十分に図ることができずに、作業効率を向上させることができないことがある。一方、前記成形体の密度が、前記特に好ましい範囲内であると、軽量化を図り、作業効率を向上させることができる点で有利である。
【００３３】
また、前記成形体（育苗マット）は水分添加により、容易に崩壊するため、従来の田植機での使用も可能である。
【００３４】
図１は、本発明の育苗マットを用いて水稲を育苗するための育苗セットの一例を説明する図である。
図１において、育苗セット１００は、育苗箱１０１と、育苗箱１０１中に収容された育苗マット１０２と、育苗マット１０２上に配置された水稲のもみ１０３と、もみ１０３を覆うように配置された土１０４とを有する。
【００３５】
図２は、本発明の育苗マットを用いて芝を育苗するための育苗セットの一例を説明する図である。
図２において、育苗セット２００は、育苗箱２０１と、育苗箱２０１中に収容された育苗マット２０２と、育苗マット２０２上に配置された土を含む芝２０３とを有する。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明について、実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３７】
（実験例１）
以下のサンプル１〜６を作製した。
（１）サンプル１：イネの茎からなるワラ５０ｇを水２０００ｇに投入し、２時間煮沸し、乾燥し、ボールミル（商品名：万能型ボールミル架台、株式会社テラオカ製）で２時間粉砕して得られた煮沸ワラサンプル１０ｇをサンプル１とした。
（２）サンプル２：イネの茎からなるワラ５０ｇを水２０００ｇに投入し、２時間煮沸し、乾燥し、ボールミル（商品名：万能型ボールミル架台、株式会社テラオカ製）で２時間粉砕して得られた煮沸ワラサンプル５ｇと、赤玉土（あかぎ園芸株式会社製）５ｇとの混合物１０ｇをサンプル２とした。
（３）サンプル３：イネの茎からなるワラ５０ｇを水２０００ｇに投入し、２時間煮沸し、乾燥し、ボールミル（商品名：万能型ボールミル架台、株式会社テラオカ製）で２時間粉砕して得られた煮沸ワラサンプル５ｇと、アルカリ性の融剤焼成珪藻土（＃３０００、昭和化学工業株式会社）５ｇとの混合物１０ｇをサンプル３とした。
（４）サンプル４：イネの茎からなるワラ２００ｇと水８０ｇを水熱処理装置に入れ、１４０℃、０．４ＭＰａの条件で２時間水熱処理後、乾燥し、ボールミル（商品名：万能型ボールミル架台、寺岡製）で２時間粉砕して得られた水熱処理ワラサンプル１０ｇをサンプル４とした。
（５）サンプル５：イネの茎からなるワラ２００ｇを水８０ｇを水熱処理装置に入れ、１４０℃、０．４ＭＰａの条件で２時間水熱処理後、乾燥し、ボールミル（商品名：万能型ボールミル架台、株式会社テラオカ製）で２時間粉砕して得られた水熱処理ワラサンプル５ｇと、赤玉土（あかぎ園芸株式会社製）５ｇとの混合物１０ｇをサンプル５とした。
（６）サンプル６：イネの茎からなるワラ２００ｇを水８０ｇを水熱処理装置に入れ、１４０℃、０．４ＭＰａの条件で２時間水熱処理後、乾燥し、ボールミル（商品名：万能型ボールミル架台、株式会社テラオカ製）で２時間粉砕して得られた水熱処理ワラサンプル５ｇと、アルカリ性の融剤焼成珪藻土（＃３０００、昭和化学工業株式会社）５ｇとの混合物１０ｇをサンプル６とした。
【００３８】
作製したサンプル１〜６（１０ｇ）に蒸留水６０ｍＬを加え、４０℃で１週間放置した後、ｐＨ測定装置（商品名：ｐＨメータ、株式会社堀場製作所製）によりｐＨを測定し、原子吸光分析装置（商品名：原子吸光光度計、株式会社島津製作所製）により可溶性シリカ濃度（ｐｐｍ）を測定した。
さらに、上記測定後、サンプル１〜６を固液分離し、蒸留水６０ｍＬを加え、さらに４０℃で１週間放置した後、ｐＨ測定装置（商品名：ｐＨメータ、株式会社堀場製作所製）によりｐＨを測定し、原子吸光分析装置（商品名：原子吸光光度計、株式会社島津製作所製）により可溶性シリカ濃度（ｐｐｍ）を測定した。結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
2013188172.tif 000003
【００４０】
表１より、水熱処理サンプル、煮沸処理サンプルの違いでｐＨ及び可溶性シリカの濃度に大きな差はないことが分かった。
また、表１より、水熱処理サンプルに融剤焼成珪藻土（＃３０００、昭和化学工業株式会社）を添加することにより、ｐＨが中性域に近づくことが分かった。
【００４１】
（実験例２）
（１）サンプル７：イネの茎からなるワラ５０ｇを水２０００ｇに投入し、２時間煮沸し、乾燥し、ボールミル（商品名：万能型ボールミル架台、株式会社テラオカ製）で４時間粉砕して得られたワラサンプル１０ｇをサンプル７とした。サンプル７を篩分けを行い、繊維径２３８０μｍ超のサンプル、繊維径１６８０μｍ〜２３８０μｍのサンプル、繊維径１６８０μｍ未満のサンプルに分類した。得られた各煮沸サンプルの重量を表２に示し、得られた各煮沸サンプルの写真を図３〜５（図３：１６８０μｍ未満、図４：１６８０μｍ〜２３８０μｍ、図５：２３８０μｍ超）に示し、繊維径１６８０μｍ未満の煮沸サンプルの電子顕微鏡（走査電子顕微鏡、日本電子デ−タム株式会社製）写真を図６〜７に示す。
（２）サンプル８：イネの茎からなるワラ２００ｇを水８０ｇを水熱処理装置に入れ、１４０℃、０．４ＭＰａの条件で２時間水熱処理後、乾燥し、ボールミル（商品名：万能型ボールミル架台、株式会社テラオカ製）で４時間粉砕して得られたワラサンプル１０ｇをサンプル８とした。サンプル８を篩分けを行い、繊維径２３８０μｍ超のサンプル、繊維径１６８０μｍ〜２３８０μｍのサンプル、繊維径１６８０μｍ未満のサンプルに分類した。得られた各水熱処理サンプルの重量を表２に示す。得られた各水熱処理サンプルの写真を図８〜１０（図８：１６８０μｍ未満、図９：１６８０μｍ〜２３８０μｍ、図１０：２３８０μｍ超）に示し、繊維径１６８０μｍ未満の水熱処理サンプルのＳＥＭ写真を図１１〜１２に示す。
【００４２】
なお、繊維径は、繊維の長手方向に垂直な方向に沿う断面における最大径を示し、電子顕微鏡（走査電子顕微鏡、日本電子デ−タム株式会社製）観察により、測定した。
【００４３】
【表２】
2013188172.tif 000004
【００４４】
図６〜７と図１１〜１２とを比較することにより、繊維径１６８０μｍ未満の水熱処理サンプルの方が、繊維径１６８０μｍ未満の煮沸サンプルよりも、より微細に粉砕されていることが分かった。
【００４５】
（実施例１）
２０ｍｍ程度に切断したイネの茎からなるワラ２００ｇと水８０ｇを水熱処理装置に入れ、１４０℃、０．４ＭＰａの条件で２時間水熱処理後、乾燥し、ボールミル（商品名：万能型ボールミル架台、株式会社テラオカ製）で４時間粉砕した。
次に、粉砕した水熱処理ワラサンプル２０ｇに、アルカリ性の融剤焼成珪藻土（＃３０００、昭和化学工業株式会社）２０ｇを混合した混合物に蒸留水６０ｍＬを加え、型枠（５０ｍｍ×１５０ｍｍ）に移して、加圧しながら成形し、５０℃の乾燥機で３日間乾燥した。
その後、成形体の曲げ強度試験（３点曲げ試験）をオートグラフ（商品名：精密万能試験機オートグラフ、株式会社島津製作所製）を用いて行い、最大点応力を測定した。結果を表３に示す。
【００４６】
（比較例１）
２０ｍｍ程度に切断したイネの茎からなるワラ５０ｇを水２０００ｇに投入し、２時間煮沸し、乾燥し、ボールミル（商品名：万能型ボールミル架台、株式会社テラオカ製）で４時間粉砕した。
次に、粉砕した煮沸ワラサンプル２０ｇに、アルカリ性の融剤焼成珪藻土（＃３０００、昭和化学工業株式会社）２０ｇを混合した混合物に蒸留水６０ｍＬを加え、型枠（５０ｍｍ×１５０ｍｍ）に移して、加圧しながら成形し、５０℃の乾燥機で３日間乾燥した。
その後、成形体の曲げ強度試験（３点曲げ試験）をオートグラフ（商品名：精密万能試験機オートグラフ、株式会社島津製作所製）を用いて行い、最大点応力を測定した。結果を表３に示す。
【００４７】
【表３】
2013188172.tif 000005
【００４８】
表３の結果より、実施例１の水熱処理ワラサンプルを用いて成形した成形体の方が、比較例１の煮沸ワラサンプルを用いて成形した成形体よりも、面積当たりの強度が大きいことが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の育苗マットは、緑化資材、田植機用資材として、好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１００  育苗セット
１０１  育苗箱
１０２  育苗マット
１０３  もみ
１０４  土
２００  育苗セット
２０１  育苗箱
２０２  育苗マット
２０３  芝
【図１】
2013188172.tif 000006
【図２】
2013188172.tif 000007
【図３】
2013188172.tif 000008
【図４】
2013188172.tif 000009
【図５】
2013188172.tif 000010
【図６】
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【図７】
2013188172.tif 000012
【図８】
2013188172.tif 000013
【図９】
2013188172.tif 000014
【図１０】
2013188172.tif 000015
【図１１】
2013188172.tif 000016
【図１２】
2013188172.tif 000017