(57)【要約】  【目的】  上述のような、弾性を有する塗布先を備え、その塗布先に外力が作用することによって液体を吐出するために開口し、その液体を吐出するための外力が作用していない状態では閉塞するスリットを設けたものにおいては、塗布終了直後に、スリット内に存在している液体が、スリットの閉塞に伴い、前方に洩れるという問題点があった。  【構成】弾性を有する塗布先を備え、外力が作用することによって開口して液体を吐出する弁機能を有するスリットを前記塗布先に設けた塗布具であって、スリット前部を一定距離開いたときのそのスリット前部における閉塞力が、前記スリット後部を、スリット前部で開いたときと同一距離開いたときのそのスリット後部における閉塞力よりも大きくなるように形成した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性を有する塗布先を備え、外力が作用することによって開口して液体を吐出する弁機能を有するスリットを前記塗布先に設けた塗布具であって、スリット前部を一定距離開いたときのそのスリット前部における閉塞力が、前記スリット後部を、スリット前部で開いたときと同一距離開いたときのそのスリット後部における閉塞力よりも大きくなるように形成した塗布具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性を有する塗布先を備え、外力が作用することによって開口して液体を吐出する弁機能を有するスリットを前記塗布先に設けた塗布具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、弾性を有する塗布先を備え、外力が作用することによって開口して液体を吐出する弁機能を有するスリットを前記塗布先に設けた塗布具が知られている。例えば、特開２０００−２５３９２６においては、シリコーンゴム等の弾性体で形成された塗布先を紙面に押し付ける等して液体を吐出する逆止弁構造からなるスリットが開示されている。また、特開平９−１９２５８１には、シリコーンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリオレフィン等のエラストマーからなる弾性を有する塗布先を備え、内圧等の外力が加わることにより開口して液体を吐出するスリットを備えた塗布具が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−２５３９２６号公報
【特許文献２】特開平０９−１９２５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述のような弾性を有する塗布先を備え、外力が作用することによって開口して液体を吐出する弁機能を有するスリットを前記塗布先に設けたものにおいては、塗布終了直後に、スリット内に存在している液体が、スリットの閉塞に伴い前方に洩れるという問題点があった。特に、スリットの長さが長い場合上記問題点は顕著である。これは、スリットの前部と後部の閉塞の仕方による液体の移動が考慮されていないためである。
【０００４】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、塗布終了直後に、スリット内に存在している液体が、スリットの閉塞に伴い、前方に洩れることを極力防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、弾性を有する塗布先を備え、外力が作用することによって開口して液体を吐出する弁機能を有するスリットを前記塗布先に設けた塗布具であって、スリット前部を一定距離開いたときのそのスリット前部における閉塞力が、前記スリット後部を、スリット前部で開いたときと同一距離開いたときのそのスリット後部における閉塞力よりも大きくなるように形成した塗布具を要旨とする。
【０００６】
なお、本明細書中における前とは塗布具の液体吐出側を指し、後とは液体収容室側を指す。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、塗布終了直後のスリットの前部の開口面積よりも後部の開口面積を大きくすることができる。スリット内に存在していた液体は、液体の粒子同士の粘性抵抗により開口面積の大きい方向へは移動しやすく、開口面積の小さい方へは移動しにくい。そのため、塗布終了直後に、開口していたスリットの閉塞に伴い、そのスリット内に存在している液体がスリットの前方に洩れることを極力防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明における塗布具は、少なくとも、液体を収容する液体収容室と、塗布先に液体を吐出するスリットを備えるものである。
【０００９】
液体収容室は、内部に配置した液体吸蔵部材に液体を浸透保持させたり、袋体に液体を収容したり、吸蔵体や袋体によらずに直接液体収容室に液体を収容するものとしてもよい。収容する液体を塗布先に流通させる方法としては、液体の自重によるものや、その収容部の内容積を押圧収縮させたり、圧縮気体を密封して加圧する方式などを採用することができる。
また、その材質としては、合成樹脂の射出成型品や金属の管状部材を使用することができる。熱可塑性樹脂等の可撓性材料として、低密度ポリエチレンやポリプロピレン、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２，ナイロンにオレフィン系のエラストマーを添加したナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレンなどで形成される。また可撓性を有さない硬質容器の場合は、高密度ポリエチレンや、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリアクリロニトリル、ポリオキシメチレンなどで形成されるが、常に適量の吐出を得るためには、液体収容部の加圧力を自由に設定できる容器の押圧収縮によるものが比較的好ましく、可撓性材料が好ましい。
【００１０】
液体収容室に収容される液体としては、筆記・描画用液体、修正液、のり、液状化粧料など使用可能であるが、特にメチルシクロヘキサン、シクロペンタン、イソヘキサン、エチルシクロヘキサン、イソプロピルアルコールなどといった高揮発性溶剤を主溶剤とし、酸化チタン等の顔料を含有した修正液に好適に用いられる。
【００１１】
塗布先としては弾性変形可能な、合成ゴム、熱可塑性エラストマー、軟質の合成樹脂等が挙げられるが、変形によりスリットを軽荷重で開口させ、容易に液体を吐出させるのに好適なものとしては、特に、修正液等に使用されるメチルシクロヘキサン、シクロペンタン等の高揮発性溶剤に膨潤しにくいアクリルニトリルブタジエンゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム等を使用することが好ましい。
【００１２】
塗布先のスリットは、スリット前部を一定距離開いたときのスリット前部における閉塞力が、スリット後部を前部で開いたときと同様に同一距離開いたときのスリット後部における閉塞力よりも大きくなるように形成する。ここで言う閉塞力とは、そのスリットに物体を挟持したときにその物体にかかる力を指し、スリット部が閉塞しようとする力を示す。閉塞力はその状態からスリット部を開くために必要な力に等しく、スリットの前部と後部の閉じやすさ、又は開きにくさと表現することができる。本発明は、この閉塞力をスリットの後部よりも前部にて大きくするものである。なお、ここでいうスリット前部とは、スリット内における、スリットの前端からおおむね０．１ｍｍまでの領域を指し、スリット後部とは後端からおおむね０．１ｍｍまでの領域を指す。
【００１３】
ここで塗布先のスリットの閉塞原理を説明する。塗布終了直後に液体がスリット内に残っている状態から、そのスリットを閉塞状態に至らせるまでの間は、そのスリットにおける前部と後部の閉塞力は等しく保たれる。これは、閉塞力と開口距離との関係から、その閉塞力を前部と後部で等しく保ったまま、スリットの前部と後部における開口距離が等比率で小さくなり、スリットは閉塞状態に近づいていき、やがて、同時に閉塞することになることによる（図１３参照）。また、開口距離とは、そのスリットを形成する2面の塗布先部材のスリット前端の中心と後端の中心を結んだ線上において、スリットが開いたときのスリットを形成する塗布先部材間の距離をいう。（図３参照）。
前述したように、塗布終了直後におけるスリット前部とスリット後部の閉塞力は等しくなる状態を保つため、スリットの前部と後部が同一の開口距離のとき、閉塞力に差があれば、塗布終了直後から閉塞状態に至るまでの間、スリットの前部と後部にも開口距離に差が生まれるという状態を保つことになる。つまり、スリットの前部と後部が同一の開口距離のとき、閉塞力が前部の方が大きければ、塗布終了直後から閉塞に到るまでのスリットの開口距離は、前部が小さく、後部が大きく形成されることになる。
平面状に形成されたスリットの場合においては、開口面積は、スリット前端の長さ（以下、スリット長さ）とその開口距離が最大となるスリット中心の開口距離（以下、開口距離）の積、すなわち、（スリット長さ）×（開口距離）で近似できるため、開口面積は開口距離に比例すると言うことができる。そのため、塗布終了直後における開口面積はスリットの前部を小さく、後部を大きい状態を保つことになる。
【００１４】
このときのスリット内の液体の移動としては、徐々に閉塞状態に近づいていく間に、スリットの前方と後方に押し出されることになる。本発明の構成によって、塗布終了直後のスリット内の開口面積を前方が小さく、後方が大きくなる場合、液体は開口面積が小さい方へは、液体の粒子同士の粘性抵抗により移動しにくく、液体の粘性抵抗がかかりにくい開口面積の大きい方へと移動しやすい。そのため、スリット内で、前方と後方に流れようとする液体の流量は後方の方が大きくなり、前方が小さくなる。
【００１５】
なお、閉塞力をスリット後部よりも前部にて大きく形成するという構成を満たし、塗布終了直後、スリット内に液体が残っている間は閉塞力が均一となり、前部の開口面積が小さく、後部の開口面積が大きいことを保ちながら、徐々に閉塞状態に近づいていくことを満たすものとして、前端と後端のスリット長さが同じでスリットが形成された部分の塗布先部材の厚みを、前端から後端に向かうにしたがって小さく形成したもの、前端と後端の厚みが同じでスリット長さを前端から後端に向かうにしたがって長く形成したもの、塗布先の硬さを前部が大きく後部が小さくしたもの等があげられる。
さらに、厚みを前端から後端に向かうにしたがって小さく形成したものであっても、例えばスリット長さを前端から後端に向かうにしたがって長く形成することによって、請求項の範囲を逸脱せず、スリットの前部の開口面積が小さく、後部の開口面積が大きいことを満たすものであればよい。
【実施例】
【００１６】
以下、図面と表に基づいて本発明における実施例及び比較例を説明する。
【００１７】
図１に本発明における実施例の全体像の縦断面図を示す。
主にメチルシクロヘキサン、シクロペンタンを主溶剤として、酸化チタン顔料、樹脂等を含有させた修正液用の液体１を収容する有底筒体の後軸２の開口部２ａ外面に外螺子部２ｂを形成し、前軸３の内螺子部３ａと螺合固定している。また、後軸３には液体収容部２ｃを有する。
前軸３はその外径を塗布先方向に向かって次第に縮径しており、その先端開口部に周状の内方突出部３ｂを有し、この内方突出部３ｂと、前軸３内に圧入状に設置した環状部材４との間にフッ素ゴムの圧縮成形品からなる塗布先５の大径部５ａを狭持して塗布先５を固定している。
【００１８】
図２に、塗布先５の拡大斜視図を示す。先端面５ａには液体１を吐出させるように開口する一文字状のスリットで形成されたスリット６を備えた。スリット６は液体収容部２ａからの液の自重に耐えられるような強度を保持しつつ、塗布先５の弾性変形によって容易に開口する。なお、本発明における塗布先５、スリット６は図２の形状に限定するものではない。
【００１９】
図３に、塗布先５の仮想平面を加えた拡大斜視図を示す。また、図４、図５に図２におけるX−X´断面図、Ｙ−Ｙ´断面図を示す。またスリット前端６ｂの両端部６ｃ、６ｃ
'とスリット後端６ｄにおける両端部６ｅ、６ｅ'の４点を通る平面を平面Ａ、平面Ａと垂直に交わりかつスリット前端６ｂの中点Ｅとスリット後端の中点Ｆを通る平面を平面Ｂ、平面Ａと平面Ｂの両平面に垂直に交わりかつスリット前端６ｂの中点Ｅを通る平面を平面Ｃ、平面Ａと平面Ｂの両平面に垂直に交わりかつスリット後端６ｄの中点Ｆを通る平面を平面Ｄとし、平面Ｂ上かつ平面Ｃ上で形成された塗布先５の部材の厚みをＴ１、平面Ｂ上かつ平面Ｄ上で形成された塗布先５の部材の厚みをＴ２（以下、塗布先厚みＴ）とした。また、塗布先５に外力が作用していない状態で、スリット前端６ｂの長さをＬ１、スリット後端６ｄの長さをＬ２（以下、スリット長さＬ）とした。また、スリット６の前部のＪＩＳ−Ａ硬度をＨ１、後部のＪＩＳ−Ａ硬度をＨ２（以下、塗布先硬度Ｈ）とした。また、スリット６の厚みをＴｓ（以下、スリットの厚みＴｓ）、塗布先５のスリット方向の長さをＷ（以下、塗布先幅Ｗ）とした。
【００２０】
表１は、本発明の実施例及び比較例を示したものである。スリットに横幅１．０ｍｍ、高さ０．４ｍｍの導電式感圧センサーの先端をスリットのスリット前端からスリットの中心に向かって０．１ｍｍの位置まで挿入したときの圧力値（閉塞力）をＦ１、前記導電式感圧センサーの先端をスリットのスリット後端からスリットの中心に０．１ｍｍ挿入したときの圧力値（閉塞力）をＦ２とし、塗布終了時における液漏れ量をＱとした。上記説明と表１の記載から明らかなように、本発明における実施例１〜１１は比較例１〜５に比べて、液漏れしにくい塗布具として機能した。なお、表中では便宜上、前端、後端と表記したが、閉塞力Ｆについては前部、後部の値であることに留意されたい。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
以下、具体的に実験方法を詳述する。
実験概略は塗布先５に設けたスリット６のスリット前端６ｂ側とスリット後端６ｄ側に荷重センサーを挟持させて、その時の閉塞力Ｆを測定するものである。荷重センサーは、検出部（感圧部）が導電性粒子を含浸したゴム製の薄板を導電板に接着したもので、ゴム部に圧力が加わると導電性粒子同士が接触して通電し、その接触度合いによって抵抗が変わり連続的に電圧が変化する原理を利用したものである。本実験に使用した荷重センサーはイナバゴム（株）製の商品名イナストマーと呼ばれる感圧導電性エラストマーセンサーであり、塗布先５のスリット６に合わせて検出部の大きさと電圧の大きさを調整したものを使用した。検出部は、幅１．０ｍｍ、厚み０．１ｍｍ、長さ８ｍｍの導電板に、厚み０．３ｍｍ、幅０．６ｍｍ、長さ８ｍｍの直方体のゴム部を接着したものである。検出部の後端はリード線によって出力ボードに接続され、出力ボードからの信号を専用ソフトウエアによって出力するシステムとなっている。スリット６へのセンサーの挟持方法は、まず、スリット前端６ｂ側の閉塞力Ｆ１を測定する場合、塗布先５を専用の固定台にスリット６が地面と水平に位置するように固定する。センサーも地面と水平に固定台に固定され、位置決めされた移動ステージ上に検出部先端がスリット６と対向するように位置させ、導電板の両端とスリット前端６ｂとが平行に、且つ中心が合うように固定する。ハンドル操作で移動ステージを移動させ、スリット前端６ｂにセンサー検出部先端を接触させ、その位置を固定台に備え付けた距離測定ゲージにて読み取り、基点とする。その後、塗布先５の側面を塗布先幅方向に押してスリット６を押し広げ、センサー感圧部先端をスリット前端６ｂから０．１ｍｍスリット内部へ挿入後、塗布先５への押圧を解除して挟持させる。その時の閉塞力による電圧値を読み取って荷重値とする。すなわち、スリット６に導電式感圧センサーの先端中心を、スリットのスリット前端６ｂからスリット６の中心とスリット後端６ｄ中心の両中心に向かって０．１ｍｍの位置まで挿入してスリット前部の閉塞力Ｆ１を測定し、同様の方法でスリットのスリット後端からスリットの中心とスリット前端中心の両中心に向かって０．１ｍｍの位置まで挿入したときの閉塞力Ｆ２を測定した。このとき、平面Ａと、センサーの高さの中心、すなわちセンサーの高さ０．２ｍｍの位置での点郡で形成される平面とは同一平面となるように挿入した。なお、このように挿入することで、スリットの前部を一定距離開いたときの閉塞力を測定し、後部でも前部と同一距離開いたときの閉塞力を測定できることとなる。
尚電圧値は予め荷重測定機によって同センサーの挟持部と同じ位置での荷重に換算できるようにキャリブレーションを行った。また、Ｆ２を測定する場合は、塗布先５のスリット後端６ｄがセンサー検出部先端に対向する向きに塗布先５を固定する。センサーの挿入は、スリット前端６ｂ側と同様に、スリット６を押し広げながらスリット後端６ｄから０．１ｍｍ同箇所で挟持されるように挿入して位置決めした。その時のスリット６の閉塞力による電圧値を読み取り、この時の電圧値を荷重に変換した。変換式は、荷重をｘ、電圧をｙとしたときのキャリブレーションから算出した近似式ｙ＝−０．０２７６ｘ4＋０．６２０７ｘ3−５．２１３９ｘ2＋１９．５１１ｘ−２２．８４５から荷重を算出した。なお、本測定方法による１サンプル内での閉塞力Ｆの測定誤差は、比較例１のＦ１値で１０試行測定したところ、最大値と最小値の差は０．６ｍＮ未満であった。
【００２３】
また、液漏れ量Ｑは、塗布終了後における塗布先５に付着した液溜まりが形成する塗布先５からの最大高さで示した。各実施例、比較例についてそれぞれ５試行ずつ測定し、その平均値を表１に示した。表には記載しなかったが、各実施例、比較例のうち、最大のＳＤを示したものは実施例９で、その値は±０．００７であった。効果の確認として、比較例１と各実施例、比較例に対してウィルコクソンの符号順位検定を行った結果、統計的に１％水準で有意差のあったものを非常に良好、５％水準で有意差のあったものを良好、有意差のなかったものを従来どおり、また、５％水準で有意に漏れ量が大きくなったものを不良と表記した。また、表３に示すように前方と後方の閉塞力の差Ｆ１−Ｆ２と液漏れ量Ｑには、ｒ＝−０．９０３６という強い負の相関が見られた。
以上より、スリット前端６ｂとスリット後端６ｄそれぞれの中心部における開口距離を同開口距離に設定したとき、前記スリット６が閉塞しようとする力をスリット６の後部よりも前部にて大きく形成することで、液漏れ量を小さくすることができる。
【００２４】
図６、図７に実施例１を具体的に示す。本実施例は、前記スリット前端６ｂの両端部６ｃ、６ｃ'と前記スリット後端６ｄにおける両端部６ｅ、６ｅ'の４点を通る平面を平面Ａ、平面Ａと垂直に交わりかつ前記スリット前端６ｂの中点Ｅとスリット後端６ｄの中点Ｆを通る平面を平面Ｂ、平面Ａと平面Ｂの両平面に垂直に交わりかつスリット前端６ｂの中点Ｅを通る平面を平面Ｃ、平面Ａと平面Ｂの両平面に垂直に交わりかつスリット後端６ｄの中点Ｆを通る平面を平面Ｄとして、平面Ｂ上かつ平面Ｃ上で形成された塗布先５の部材の厚みを、平面Ｂ上かつ平面Ｄ上で形成された塗布先５の部材よりも厚く形成したものである。また、中点Ｅ、Ｆは軸心方向と垂直に形成されている。すなわち、塗布先厚みをスリット６の前方で大きく、後方で小さく形成し（Ｔ１＞Ｔ２）、スリット長さは前後で同等に形成したものである（Ｌ１＝Ｌ２）。このように形成することで、開口していたスリット６が閉塞し、そのスリット内に存在している液体１が洩れることを極力防止することができる。なお、塗布先厚みを後方から前方に向かうにしたがって順次厚くすることでさらなる液漏れ防止効果を奏する。
【００２５】
図８に実施例２を具体的に示す。本実施例は、塗布先５に外力が作用していない状態で、スリット６のスリット前端６ｂの長さＬ１をスリット後端６ｄの長さＬ２よりも短く形成したものである（Ｌ１＜Ｌ２）。すなわち、スリット６の前後で塗布先厚みＴは変えず（Ｔ１＝Ｔ２）、スリット長さＬを前方を後方よりも短く形成したものである。このように形成することで、さらなる液漏れ防止効果を奏することができる。なお、スリット長さをスリットの前端から後端に向かうにしたがって順次長くなるように形成することで、さらなる液漏れ防止効果を奏する。
【００２６】
図９に実施例３を具体的に示す。図１０に実施例３の変形例を塗布先の外観斜視図で示す。前記スリット６の前部のＪＩＳ−Ａ硬度Ｈ１を後部のＪＩＳ−Ａ硬度Ｈ２よりも大きく形成したものである（Ｈ１＞Ｈ２）。すなわち、スリット６の前後で、塗布先厚みＴ、スリット長さはＬ変えずに（Ｔ１＝Ｔ２、Ｌ１＝Ｌ２）、前部の硬度を大きく、後部の硬度を小さく形成したものである。その方法としては、塗布先５の先端面５ｂの表面を硬度の異なる部材５ｃで２色成形したものや、塗布先表面にフッ素樹脂などの樹脂層をコーティングする方法や、薄膜状の金属部材を、接着層を媒介して加熱により接着して形成することも可能である。また図１０に示すように、塗布先５の先端面５ｂ上に、スリット６の周辺の一部に硬度の異なる部材５ｃ'を２色成形によって形成した場合においても、スリット前端部の閉塞力を高めることができる。
【００２７】
図１１に実施例４を示す。本例は塗布先厚みＴを前端Ｔ１を薄く、後端Ｔ２を厚く形成する（Ｔ１＜Ｔ２）と共に、スリット長さＬを、前端Ｌ１で短く、後端Ｌ２で長く形成したものである（Ｌ１＜Ｌ２）。このように前述のＴ、Ｌ、Ｈのうち１変量をＦ１を小さくさせる方向に変化させた例においても、Ｆ１＞Ｆ２を満たしていれば、液漏れ防止効果を奏することができる。
【００２８】
図１２に実施例５を示す。本例は塗布先５の硬度を前部Ｈ１を小さく後部Ｈ２を大きく形成すると共に（Ｈ１＜Ｈ２）、スリット長さを前端Ｌ１で短く、後端Ｌ２で長く形成したものである（Ｌ１＜Ｌ２」。前述のように、Ｆ１＞Ｆ２を満たしていれば、液漏れ防止効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の縦断面図
【図２】塗布先の外観斜視図
【図３】塗布先の仮想平面を表した外観斜視図
【図４】図１の要部拡大図（図２のＸ−Ｘ´断面図）
【図５】図２のＹ−Ｙ´縦断面図
【図６】実施例１を示す要部拡大断面図（Ｙ−Ｙ´方向）
【図７】実施例１を示す要部拡大断面図（Ｘ−Ｘ´方向）
【図８】実施例２を示す要部拡大断面図
【図９】実施例３を示す要部拡大断面図
【図１０】実施例３の変形例を示す塗布先の外観斜視図
【図１１】実施例４を示す要部拡大断面図
【図１２】実施例５を示す要部拡大断面図
【図１３】閉塞力と開口距離との関係模式図
【図１４】前端と後端における閉塞力Ｆ１−Ｆ２の差と液漏れ量Ｑの相関図
【符号の説明】
【００３０】
１    液体
２    後軸
２ａ  開口部
２ｂ  外螺子部
２ｃ  液体収容部
３    前軸
３ａ  内螺子部
３ｂ  内方突出部
４    環状部材
５    塗布先
５ａ  大径部
５ｂ  先端面
５ｃ  ５ｃ'  硬度の異なる部材
６    スリット
６ｂ  スリット前端
６ｃ、６ｃ'  スリット前端両端部
６ｄ  スリット後端
６ｅ、６ｅ'  スリット後端両端部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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