(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する帯状の可撓性支持体に塗布液を塗布する塗布コータが配設される塗布室であって、該塗布室内を清浄化するエア清浄設備を備えた塗布室の制御方法において、
前記塗布室の天井面に設けられて該塗布室内にエアをダウンフローで吹き出す複数のエア吹出し手段と、エアの風速をエア吹出し手段ごとに個別に制御する風速制御手段と、前記塗布室の床面に形成され、前記可撓性支持体の走行方向から見た前記塗布コータの手前と両サイドの少なくとも３カ所に形成されると共に吸込面積が可変可能な吸込口と、を備えたエア清浄設備を用いて、
前記エア吹出し手段からダウンフローしたエアの前記可撓性支持体上方での風速分布において、前記可撓性支持体の走行方向に対して反対方向に流れる速度成分と同方向に流れる速度成分とが相殺されて零になる点をａ点としたときに、該ａ点の前記塗布膜面からの距離を、前記風速制御手段によるエア風速及び前記３カ所の吸込口による吸込面積により可変することを特徴とするエア清浄設備を備えた塗布室の制御方法。
【請求項２】
前記塗布室には、塗布膜面が形成された可撓性支持体の走行を斜め上向きにガイドする複数のガイドローラが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のエア清浄設備を備えた塗布室の制御方法。
【請求項３】
前記可撓性支持体の幅方向両端側よりも中央側の風速が小さくなるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のエア清浄設備を備えた塗布室の制御方法。
【請求項４】
前記可撓性支持体の長手方向において風速を可変できるようにしたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１に記載のエア清浄設備を備えた塗布室の制御方法。
【請求項５】
前記エア吹出し手段は防爆型であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１に記載のエア清浄設備を備えた塗布室の制御方法。
【請求項６】
前記エア吹出し手段はファンフィルタユニットであることを特徴とする請求項５に記載のエア清浄設備を備えた塗布室の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエア清浄設備を備えた塗布室に係り、特に、走行する帯状の可撓性支持体（以下「ウエブ」と称す）に、塗布液を塗布する塗布コータを配設する塗布室の清浄度の向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
走行するウエブに写真感光液、磁性液、溶剤塗料等の水や溶剤を溶媒とする塗布液を塗布する塗布コータは、ウエブに塗布された塗布液の塗布面が塵埃等により汚染されないように、清浄な環境の塗布室に配設される。また、溶剤を溶媒とする塗布液を使用する溶剤塗布の場合には、塗布面から揮発した溶剤を含むエアが爆発する危険を防止しなくてはならない。このことから、従来の塗布室用のエア清浄設備は、塗布室の天井面に形成されたエア吹出口にＨＥＰＡフィルタ（high efficiency particular air filter ）ユニットを設けると共に、ダクトにより塗布室と離れた位置に設けたブロアとＨＥＰＡフィルタユニットとを連結し、ＨＥＰＡフィルタユニット介して塗布室内にエアを押し込むダクト＋ＨＥＰＡフィルタユニット方式のものが採用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のエア清浄設備を備えた塗布室のように、エア清浄設備がダクト＋ＨＥＰＡフィルタユニット方式で構成されていると、塗布室内の清浄度レベルをクラス１０を満足にするために吹き出し風速を大きくすると、吹き出されたエアの影響で塗布面が乱れて塗布スジや塗布ムラの塗布欠陥が生じてしまい、逆に、風量を小さくすると、塗布室の清浄度レベルをクラス１０を満足できないという欠点があった。
【０００４】
吹き出しエアによる塗布面の乱れは、単に吹き出しエアの風速のみに起因するものではなく、塗布液の物性、ウエブの走行速度等にも影響される。例えば、粘度の低い塗布液、染料や顔料で着色した塗布液を高速走行するウエブに塗布する場合に塗布液が吹き出しエアの影響を受けやすいという問題がある。しかし、従来のエア清浄設備は、これら塗布条件や製品の種類に応じた対策が十分にとられていないのが実情である。
【０００５】
また、溶剤塗布の場合には、上記した塗布室の清浄レベル向上、塗布面の塗布欠陥の防止に加えて、溶剤塗布に対する防爆対策も必要である。
【０００６】
このことから、ウエブに塗布液を塗布する上で必要な種々の条件を満足するエア清浄設備を備えた塗布室が要望されていた。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、塗布面に塗布欠陥を発生させることなく塗布室の清浄度レベルを向上できると共に、塗布条件や製品の種類に応じた最適な塗布環境を形成することができ且つ溶剤塗布にも好適なエア清浄設備を備えた塗布室を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、走行する帯状の可撓性支持体に塗布液を塗布する塗布コータが配設される塗布室であって、該塗布室内を清浄化するエア清浄設備を備えた塗布室の制御方法において、前記塗布室の天井面に設けられて該塗布室内にエアをダウンフローで吹き出す複数のエア吹出し手段と、エアの風速をエア吹出し手段ごとに個別に制御する風速制御手段と、前記塗布室の床面に形成され、前記可撓性支持体の走行方向から見た前記塗布コータの手前と両サイドの少なくとも３カ所に形成されると共に吸込面積が可変可能な吸込口と、を備えたエア清浄設備を用いて、前記エア吹出し手段からダウンフローしたエアの前記可撓性支持体上方での風速分布において、前記可撓性支持体の走行方向に対して反対方向に流れる速度成分と同方向に流れる速度成分とが相殺されて零になる点をａ点としたときに、該ａ点の前記塗布膜面からの距離を、前記風速制御手段によるエア風速及び前記３カ所の吸込口による吸込面積により可変することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、天井面に複数のエア吹出し手段を設けることにより、天井面のほぼ全面から塗布室内に流れが均一な層流のエアをダウンフローで吹き出すことができる。これにより、従来のように天井面の一カ所からエアを吹き出す場合に比べて塗布室内の清浄度レベルを向上させることができ、塗布面の乱れも生じにくくなる。更に、エア吹出し手段から吹き出されるエアの吸込口を、床面全体のうちの可撓性支持体の走行方向からみた塗布コータの手前の両サイドの少なくとも３カ所に形成することにより、塗布面に直交する直交気流成分を減少し、塗布面に平行な平行気流成分を多くすることができる。これにより、塗布面に吹き出されたエアに起因する塗布欠陥を発生させることなく塗布室の清浄度レベルを向上させることができる。この少なくとも３カ所の吸込口による塗布室内での気流の形成に加えて、風速制御手段によりエア吹出し手段から吹き出すエアの風速をエア吹出し手段ごとに個別に制御できるようにしたので、塗布条件や製品の種類に応じた最適な塗布室環境を形成することができる。
【００１０】
本発明の好ましい態様として、可撓性支持体の幅方向両端側の風速よりも中央側の風速が小さくなるようにすることが好ましい。更には、可撓性支持体の長手方向において風速を可変できるようにすることが好ましい。これにより、エアによる塗布面の乱れを抑えることができ、しかも塗布直後或いは塗布直後以降の塗布面の性状に応じた風速分布を形成することができるので、塗布面への影響を極力抑えながら塗布室内の清浄度レベルを上げることができる。この塗布面にとって好適な風速分布の気流を形成するには、塗布室内の塗布コータの配置位置やウエブの走行方向に応じて風速制御手段によるエア吹出し手段個々の風速制御や３つの吸込口位置の調整を行うことが好ましい。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様として、エア吹出し手段を防爆にすることで、溶剤塗布の場合にも適用することができる。
【００１２】
本発明の好ましい態様として、エア吹出し手段をファンフィルタユニットとすることにより、塗布室に要求される環境度レベルに応じてエア吹出し手段を簡単に増設したり削減したりすることができ、フレキシビリティー性を有する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るエア清浄設備を備えた塗布室の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１４】
図１〜図３は、エア清浄設備を備えた塗布室建屋１０を説明する断面図で、図１は塗布コータを側方から見た縦断面図、図２は塗布コータを正面から見た縦断面図、図３は塗布室の天井側から見た横断面図である。
【００１５】
これらの図に示すように、塗布室建屋１０は、天井面１２と床面１４と４面の側壁１６とにより、塗布コータ１８が配設される塗布室２０と、天井面１２裏に形成された天井チャンバ２２と、床面１４下に形成された床下チャンバ２４との３つの空間部に分けられる。
【００１６】
塗布室建屋１０の４面の側壁１６は、建屋天井壁２６から吊設された垂れ壁１６Ａと、垂れ壁１６Ａの下端と土台２８上の立設壁１６Ｂとの間の隙間を閉塞する蛇腹形状或いは伸縮自在なシート状部材１６Ｃとで構成され、側壁１６が塗布コータ１８を設置した独立基礎３６とは切り離された構造に形成される。図１及び図２では、垂れ壁１６Ａの下端が床下チャンバ２４までくるようにしたが塗布室２０までの長さにして、立設壁１６Ｂを高くするようにしてもよい。シート状部材１６Ｃは、ポリブタジエンゴム、ブタジエン・スチレンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン−メチレンゴム）等のように伸縮性の材質のもの、あるいは材質的に伸縮しなくても蛇腹構造等のように構造的に伸縮するものであればよい。塗布室２０の天井面１２は、建屋天井壁２６からの吊りボルト３０により吊設される。塗布室２０の床面１４は、建屋土台２８に立設された支柱３２によって支持されると共に、垂れ壁１６Ａと接触しないように間隙を有して配置される。また、床下チャンバ２４には、塗布コータ１８を搭載する独立基礎３６上の基台３４が床面１４に形成された開口から塗布室２０側に突出して設けられ。また、図２に示すように、４面の側壁１６のうち１面は２重壁構造に形成され、塗布室２０側が垂れ壁１６Ａで形成される。２重壁構造は、天井チャンバ２２と床下チャンバ２４とを連通するエアの循環路３８として形成され、垂れ壁１６Ａの天井チャンバ側と床下チャンバ側に開口３９が形成される。これにより、塗布室２０から床下チャンバ２４に吸気されたエアの一部は循環路３８を通って天井チャンバ２２に戻される。
【００１７】
天井チャンバ２２には、バルブ４０Ａを有するエア供給ダクト４０が接続されると共に、天井面１２のほぼ全面に形成された吹出口１２Ａのそれぞれには、ファンフィルタユニット４２が敷設される。ファンフィルタユニット４２は、ファン４２ＡとＨＥＰＡフィルタ４２Ｂとをユニットにしたもので、ファン４２Ａが回転することにより天井チャンバ２２内のエアをＨＥＰＡフィルタ４２Ｂを通して塗布室２０に吹き出す。ファン４２Ａは防爆構造に形成されると共に、ファンフィルタユニット４２のファン４２Ａごとに図示しないインバータ制御装置が設けられ、ファンフィルタユニット４２から塗布室２０に吹き出されるエアの風速がファンフィルタユニット４２ごとに制御される。このように、ファン４２Ａの回転数をインバータ制御装置で周波数制御することにより、スイッチ制御のようにスイッチングの際に火花が発生することがないので、防爆用のファンフィルタユニット４２に好適である。
【００１８】
塗布室２０には、前記基台３４上に支持されたエクストルージョン型の塗布コータ１８が配設される。塗布コータ１８は、主として、塗布ヘッド４４と、該塗布ヘッド４４の先端に近接配置されたバックアップローラ４６とで構成され、走行するウエブ４８がバックアップローラ４６に支持される。塗布ヘッド４４は、架台５０上に固定されると共に、架台５０が基台３４上に敷設されたレール５２上をバックアップローラ４６方向にスライドできるようになっている。これにより、塗布ヘッド４４の先端とバックアップローラ４６とのクリアランスが調整される。塗布ヘッド４４内には塗布液が供給されるポケット部５４と、該ポケット部５４から塗布ヘッド４４の先端までウエブ幅方向に延長されたスリット５６が形成される。そして、ポケット部５４に供給された溶剤系の塗布液はポケット部５４で拡流された後、スリット５６を上昇して塗布ヘッド４４の先端から押し出される。押し出された塗布液は、ウエブ４８との間でビードを形成し、このビードを介して走行するウエブ４８に塗布液が塗布される。ビードの下方には減圧室５８が設けられ、ビードの下側を吸引することによりビードが安定形成される。塗布液が塗布されたウエブ４８は、斜め上向きに配列された複数の隣接するガイドローラ６０にガイドされて次工程の乾燥装置を配設する乾燥室６１に送られる。
【００１９】
溶剤塗布用の塗布液に使用される溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトン、アセトン、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、1-メトキシ-2- プロパノール、シクロヘキサノン等があるが、これに限定されるものではない。また、ウエブ４８としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド、ポリプロピレン（ＰＰ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等のセルロース系フィルム等のプラスチックフィルム、アルミ等の金属箔、各種紙、或いはこれらの積層体が上げられる。尚、塗布コータ１８は、エクストルージョン型に限定されるものではなく、ロールコータ型、グラビアコータ型、スライドビードコータ型、或いはそれ以外の塗布コータであってもよい。
【００２０】
塗布室２０の床面１４は、グレーチングを敷設して構成され、床面１４の下に床下チャンバ２４が形成されると共に、床下チャンバ２４には図示しない防爆型の吸引ファンを備えた吸気ダクト６２が接続される。グレーチングの床面１４上には、図３に示すように、四角なパネル板６４が敷きつめられており、パネル板６４を除去した部分に床下チャンバ２４へ吸気されるエアの吸込口６６が形成される。そして、塗布コータ１８を配設した塗布室２０に好適な気流方向を形成するための吸込口６６は、ウエブ４８の走行方向から見た塗布コータ１８の手前と両サイドの３カ所に形成される。これにより、塗布室２０内に風速の異なる気流分布を形成する気流分布形成手段が形成される。
【００２１】
次に上記の如く構成されたエア清浄設備を備えた塗布室建屋１０の作用について説明する。
【００２２】
天井面１２に敷設された複数のファンフィルタユニット４２により天井面１２のほぼ全面から塗布室２０にダウンフローされたエアは、塗布室２０内の塵埃を同伴して床下チャンバ２４に吸気される。床下チャンバ２４に吸気されたエアは、１部が２重壁構造の循環路３８を通って天井チャンバ２２に循環されると共に、残りが吸気ダクト６２を通って排気される。このように、天井面１２に複数のファンフィルタユニット４２を敷設して、天井面１２のほぼ全面から塗布室２０に均一な流れの層流エアをダウンフローするようにしたので、従来のように天井面１２の一カ所からエアを吹き出して塗布室２０内に拡散させる場合に比べて塗布室２０の清浄度レベルを向上させることができる。
【００２３】
ところで、上記の如くウエブ４８が走行経路を走行する場合、天井面１２から塗布室２０にエアをダウンフローすると、ウエブ４８の上方では、図４に示すような風速分布となる。即ち、ウエブ４８から離れた位置では、ウエブ４８の走行方向と反対方向にエアが流れるとともに、ウエブ４８の近接部では、走行するウエブ４８に同伴したエアがウエブ４８の走行方向に流れる。そして、図４のａ点は、速度成分が零となる点である。このａ点は、ファンフィルタユニット４２から吹き出されるエアの風速が変動したり、ウエブ４８の走行速度が変動したりすると、上下に移動する。例えば、塗布室２０の清浄度レベルを上げるためにファンフィルタユニット４２から吹き出すエアの風速を大きくすると、ａ点がウエブ４８に近づく方向に移動する。このため、ウエブ４８上の塗布液がエアの影響を受けて流動し、塗布面にスジやムラが発生する。また、ａ点において速度成分が逆転するために渦が発生しやすく、それによって塗布面に乱れが生じることになる。したがって、塗布室２０の清浄度レベルを向上させるためにファンフィルタユニット４２から吹き出す風速を大きくしてもスジやムラのない塗布を行うためには、天井面１２から吹き出されたエアの影響が塗布面に及ばない位置までａ点をウエブ４８から離す必要がある。
【００２４】
そこで、本発明では、天井面１２から塗布室２０にダウンフローされたエアの吸込口６６を、床面１４全体のうちのウエブ４８の走行方向から見た塗布コータ１８の手前と両サイドの３カ所に限定するようにした。これにより、ダウンフローされたエアは、図１及び図２に示すように、塗布コータ１７の手前側と両サイド側に風向きを変えながらダウンフローするので、塗布面にほぼ直交する直交気流成分７０を減少し、塗布面に平行な平行気流成分７２を増加させることができる。これにより、ファンフィルタユニット４２からダウンフローされるエアの風速が大きくてもａ点の位置をウエブ４８から離れた位置に形成することができる。従って、天井面１２のほぼ全面からダウンフローする風速を大きくして塗布室２０の清浄度を上げても、塗布面にスジやムラが形成されにくくできる。この場合、ウエブ４８の走行方向は、水平方向よりも斜め上向きのほうが直交気流成分７０を減少させる効果が大きいので、ａ点の位置をウエブ４８から離しやすい。
【００２５】
また、図４のａ点の位置は、ダウンフローする風速に限らず、ウエブ４８の走行速度、塗布液の粘度や塗布量などによっても変化する。例えば、図５は、エアの吹き出し風速が０．３ｍ／秒のダウンフローを行い、ウエブ４８上の風速分布を測定した結果である。同図に示すように、風速分布は、ウエブ４８の走行速度を２５ｍ／分、５０ｍ／分、７５ｍ／分と変化させることによって、▲１▼〜▲３▼のように変化し、風速が零となるａ点の位置も変化する。同様に、エアの風速や塗布液の粘度や塗布量を変化させた際も、ａ点の位置が変化する。従って、ウエブ４８の走行速度、塗布液の粘度や塗布量などの塗布条件に応じて、前記した３カ所の吸込口６６による気流形成に加えてファンフィルタユニット４２から吹き出すエアの風速をファンフィルタユニット４２ごとに可変する必要がある。例えば、ウエブ４８の走行速度が１００ｍ／分と速い場合には、ａ点がウエブ４８に近くなり、ファンフィルタユニット４２から吹き出すエアが塗布面に与える影響が大きくなる。従って、この場合には塗布面の真上にあるファンフィルタユニット４２から吹き出すエアの風速を小さくしてａ点をウエブ４８から遠ざける必要がある。逆に、走行速度が２０ｍ／分と遅い場合には、ａ点がウエブ４８から遠くなるので、ファンフィルタユニット４２から吹き出すエアが塗布面に与える影響が小さくなる。従って、この場合には塗布面の真上にあるファンフィルタユニット４２から吹き出すエアの風速を大きくすることができる。また、ファンフィルタユニット４２ごとの風速の可変に応じて塗布コータ１８の手前側と両サイド側に風向きを変える変化度合いも異なってくるので、吸込口６６位置や吸込口６６面積を微調整することが好ましい。吸込口６６位置や吸込口６６面積の微調整は、パネル板６４を足したり減じたりするだけで簡単に行うことができる。これにより、塗布条件や製品の種類に応じた最適な塗布室環境を形成することができる。
【００２６】
このように、本発明では、塗布室２０の清浄度を上げても、塗布面にスジやムラが形成されにくい気流を形成することができるが、ウエブ４８の幅方向両端側よりも中央側の風速が小さくなるように気流形成すると一層よい。これにより、エアによる塗布欠陥の発生を極力抑えることができる。更には、ウエブ４８の長手方向において風速を可変できるようにすることが好ましい。これにより、塗布直後或いは塗布直後以降の塗布面の性状に応じたエアを塗布室２０内に形成することができる。この塗布面にとって好適な気流を形成するには、塗布室２０内の塗布コータ１８の配置位置やウエブ４８の走行方向によって形成され易さが異なるので、インバータ装置でファンフィルタユニット４２を個別に制御することで形成してもよく、或いはインバータ装置によるファンフィルタユニット４２の個別制御に加えて３つの吸込口６６の位置を適宜可変するようにしてもよい。
【００２７】
また、ファンフィルタユニット４２ごとに風速を制御することにより、塗布運転時に塗布室２０内で作業員が作業するエリアの風速を大きくして作業による清浄度レベルの低下を抑制することができる。また、塗布停止時にはファンフィルタユニット４２全体の風速を大きくして塗布室２０の清浄度レベルを短時間で上げることもできる。更に、ファンフィルタユニット４２を防爆にすることで、溶剤塗布にも好適な塗布室用のエア清浄設備を提供することができる。
【００２８】
一方、天井面１２に複数のファンフィルタユニット４２を配設すると、ファン４２Ａの回転によって生じる振動が塗布コータ１８での精密塗布に悪影響を及ぼす懸念がある。しかし、本発明では、４面の側壁１６を垂れ壁１６Ａにして、塗布コータ１８を設置した独立基礎３６とは分離した構造にしたので、ファンフィルタユニット４２で発生した振動が側壁１６を介して独立基礎３６に伝搬することを防止できる。また、塗布室２０の床面１４も垂れ壁１６Ａとは間隙を有して配置されているので、振動が床面１４に伝搬することもない。これにより、ファンフィルタユニット４２の振動が塗布コータ１８に伝搬することがないので、精密塗布を行うことができる。
【００２９】
また、側壁１６を垂れ壁１６Ａにすることにより、塗布室２０のファンフィルタユニット４２の振動に限らず、隣接する乾燥室６１に配設したファンフィルタユニット４２の振動も塗布室２０に伝搬することも防止できる。また、垂れ壁１６Ａの下端と土台２８上に形成された立設壁１６Ｂとは蛇腹形状或いは伸縮自在なシート状部材１６Ｃにより連結され、垂れ壁１６Ａと立設壁１６Ｂとの間の隙間が閉塞されるので、防振機能を低下させることなく塗布室２０の清浄度レベルが低下を防止できる。
【００３０】
尚、本実施の形態では、ウエブ４８の走行経路を斜め上向きにしたが、これに限定されるものではない。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のエア清浄設備を備えた塗布室によれば、塗布面に塗布欠陥を発生させることなく塗布室の清浄度レベルを向上できると共に、塗布条件や製品の種類に応じた最適な塗布環境を形成することができる。また、溶剤塗布にも好適な塗布室用のエア清浄設備を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエア清浄設備を備えた塗布室を塗布コータの側面側から見た断面図
【図２】本発明のエア清浄設備を備えた塗布室を塗布コータの正面側から見た断面図
【図３】本発明のエア清浄設備を備えた塗布室を塗布コータの天井側から見た断面図
【図４】塗布面における風速分布を説明する説明図
【図５】ウエブ速度と風速分布の関係を説明する説明図
【符号の説明】
１０…エア清浄設備を備えた塗布室建屋、１２…天井面、１４…床面、１６…側壁、１６Ａ…垂れ壁、１６Ｂ…立設壁、１６Ｃ…シート状部材、１８…塗布コータ、２０…塗布室、２２…天井チャンバ、２４…床下チャンバ、２６…建屋天井壁、２８…土台、３６…独立基礎、３８…循環路、４０…エア供給ダクト、４２…ファンフィルタユニット、４２Ａ…ファン、４２Ｂ…ＨＥＰＡフィルタ、４４…塗布ヘッド、４６…バックアップローラ、４８…ウエブ、５０…架台、５２…レール、５４…ポケット部、５６…スリット、５８…減圧室、６０…ガイドローラ、６１…乾燥室、６２…吸気ダクト、６４…パネル板、６６…吸込口、７０…直交気流成分、７２…平行気流成分
【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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