CN103153903B - 用于多层玻璃的二次密封材料组合物、以及使用其的多层玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于多层玻璃的二次密封材料组合物，其特征在于，含有：主链是丙烯酸酯类聚合体的改性硅类聚合物、以及苯甲酸酯类可塑剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于多层玻璃的二次密封材料组合物、以及使用其的多层玻璃。
背景技术
具有优异隔热、隔音效果的多层玻璃，是在玻璃板之间夹入隔条，以规定距离隔开粘合而成。此外，为防止外部空气或水进入玻璃板之间，在玻璃板之间内侧设有以聚异丁烯等作为主要成分的一次密封材料。此外，在玻璃板之间和玻璃板与隔条之间设有二次密封材料，用于将2块玻璃板的接合部分密封，并抑制2块玻璃板移动。作为形成该二次密封材料主要骨架的聚合物，例如可列举聚硫化物类、聚氨酯类、以及丙烯酸类等（例如，参考专利文献1～3）。
此外，作为二次密封材料的密封材料组合物中含有的可塑剂，聚硫化物类密封材料组合物例如可使用邻苯二甲酸丁苄酯，聚氨酯类密封材料组合物以及丙烯酸类密封材料组合物例如可使用邻苯二甲酸二异壬酯等邻苯二甲酸类可塑剂。
现有技术文献
专利文献
【专利文献1】日本专利特开2008-285582号公报
【专利文献2】日本专利特开2008-297473号公报
【专利文献3】日本专利特开2010-59006号公报
发明内容
发明拟解决的问题
此处，作为会促使用于多层玻璃的一次密封材料及二次密封材料劣化的外部环境，可列举热、水、湿气等。具体而言，存在以下问题：窗框上形成的轨道沟槽中积留的水被太阳光照热，照热的水分附着于二次密封材料上并被吸收，由此将损坏二次密封材料，出现二次密封材料拉伸强度降低或膨胀等。
然后，一次密封材料容易因多层玻璃的移动而破坏，所以劣化后的二次密封材料可能无法充分约束由于多层玻璃内空气因温度变化发生膨胀或收缩而产生的玻璃板移动，导致一次密封材料破坏。一次密封材料破坏后，外部空气和水将从破坏的一次密封材料间隙进入，在多层玻璃之间产生结露。
因此，为了能够减少容易因多层玻璃移动而破坏的一次密封材料发生破坏，需要一种具有高耐久性的二次密封材料，其能够减小相对于热、水、湿气等外部环境的模数降低，并稳定约束玻璃板。
本发明鉴于上述问题，目的在于提供一种用于多层玻璃的二次密封材料组合物、以及使用其的多层玻璃，可减小相对于外部环境的模数降低，并在作为用于多层玻璃的密封材料使用时，具有高耐久性。
解决课题的手段
本发明为以下所示的（1）～（3）。
（1）一种用于多层玻璃的二次密封材料组合物，其特征在于，含有：主链是丙烯酸酯类聚合体的改性硅类聚合物、以及
苯甲酸酯类可塑剂。
（2）如上述（1）所述的用于多层玻璃的二次密封材料组合物，其特征在于，组合物中含有5质量%以上30质量%以下的所述苯甲酸酯类可塑剂。
（3）一种多层玻璃，其特征在于，使用上述（1）或（2）所述的用于多层玻璃的二次密封材料组合物作为二次密封材料。
发明效果
利用本发明，能够减小相对于外部环境的模数降低，并在作为用于多层玻璃的密封材料使用时，具有高耐久性。
附图说明
图1是模式化表示本实施例所述多层玻璃的构造一例的剖面图。
具体实施方式
下面，对本发明进行详细说明。另外，本发明并不仅限于以下用于实施发明的方式（以下称为“实施例”）。此外，以下实施例的构成要素中，包含该行业人员容易推测或实质上相同，即所谓同等范围内的物件。进而，可对下述实施例中公开的构成要素进行适当组合。
本实施例所述的用于多层玻璃的二次密封材料组合物（以下称为“本实施例的组合物”），其特征在于，含有主链是丙烯酸酯类聚合体的改性硅类聚合物、以及苯甲酸酯类可塑剂。
<改性硅类聚合物>
改性硅类聚合物是含有水解性甲硅烷基的聚合体。改性硅类聚合物通过与硅原子键合的羟基和/或水解性基团，具有形成硅氧烷键并交联，从而成为固化物的性质。改性硅类聚合物中，作为其主链，例如可列举聚醚聚合体、聚酯聚合体、醚/酯嵌段共聚物、乙烯性不饱和化合物聚合体、以及二烯类化合物聚合体。水解性甲硅烷基只要与这些主链的末端或侧链键合即可。
作为聚醚聚合体，例如可列举具有环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、以及聚苯醚重复单位的物质。作为聚酯聚合体，例如可列举乙酸、丙酸、马来酸、邻苯二甲酸、柠檬酸、丙酮酸、乳酸等羧酸、羧酸酐、以及作为重复单位而在上述物质分子内和/或分子间具有酯及上述物质置换体的物质。作为醚/酯嵌段共聚体，例如可列举作为重复单位而具有上述聚醚聚合体中所用重复单位、以及上述聚酯聚合体中所用重复单位这两者的物质。
作为乙烯性不饱和化合物聚合体以及二烯类化合物聚合体，例如可列举乙烯、丙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙酸乙烯酯、丙烯腈、苯乙烯、异丁烯、丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯等均聚物、以及两种以上这些物质的共聚体等。更具体而言，可列举聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚体、丙烯腈-丁二烯共聚体、乙烯-丁二烯共聚体、乙烯-丙烯共聚体、乙烯-乙酸乙烯酯共聚体、乙烯-丙烯酸酯共聚体、聚异戊二烯、苯乙烯-异戊二烯共聚体、异丁烯-异戊二烯共聚体、聚氯丁二烯、苯乙烯-氯丁二烯共聚体、丙烯腈-氯丁二烯共聚物、聚异丁烯、聚丙烯酸酯、以及聚甲基丙烯酸酯。
本实施例中，作为主链，可使用丙烯酸酯类均聚物、或者丙烯酸酯类与丙烯酸酯类以外2种以上物质的共聚体等。改性硅类聚合物可分别单独使用丙烯酸酯类均聚物、或者丙烯酸酯类与丙烯酸酯类以外2种以上物质的共聚体，也可2种以上组合使用。
改性硅类聚合物中含有的水解性甲硅烷基，只要是含硅原子基团或硅烷醇基团，具有与硅原子直接键合的水解性基团即可，并无特别限制。水解性甲硅烷基在存在湿气、交联剂等情况的条件下，通过使用缩合催化剂，可产生脱水反应等缩合反应。作为水解性基团，例如可列举卤素原子、烷氧基、酰氧基、KETOXYMATE基、氨基、酰胺基、酸酰胺基、氨氧基、巯基、以及烯氧基。其中，优选烷氧基。作为烷氧基，例如可列举甲氧基、乙氧基、丙氧基、以及丁氧基。
改性硅类聚合物的制造方法并无特别限制。例如，可利用日本专利特公昭61-18569号公报中记载的以往众所周知的方法制造。此外，作为市售产品，例如可列举Kaneka公司生产的MS聚合物S-203、MS聚合物S-303、MS聚合物S-903、MS聚合物S-911、甲硅烷基聚合物SAT200、甲硅烷基聚合物MA430、甲硅烷基聚合物MAX447，以及旭硝子公司生产的Excestar ESS-3620、Excestar ESS-3430、Excestar ESS-2420、ExcestarESS-2410等。
改性硅类聚合物的分子量并无特别限制，从粘度及作业性的角度出发，数均分子量（Mn）优选为1,000～30,000，更优选为3,000～15,000。在此范围内时，用于多层玻璃的二次密封材料组合物粘度适中，容易使用。另外，本实施例中，数均分子量通过凝胶渗透色谱法（Gel PermeationChromatography：GPC）测得。
<苯甲酸酯类可塑剂>
作为苯甲酸酯类可塑剂，例如可列举乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、四丙二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇的苯甲酸酯、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,8-辛二醇的二苯甲酸酯、羟基三甲基乙酸新戊二醇酯、或者这些物质的混合物。具体而言，可列举EB-400（三洋化成工业公司生产）等。
本实施例中，苯甲酸酯类可塑剂适合使用下列通式（1）表示的苯甲酸酯。本实施例的密封材料组合物通过含有苯甲酸酯类可塑剂，在将本实施例的密封材料组合物作为密封材料使用时，能够抑制高温水渗透到密封材料内部，因此可获得抑制密封材料弹性率降低的效果。
化学式1
上述通式（1）中，R表示有机基团，优选为碳原子数1～20的烃基。
从提高密封材料作业性及最大拉伸应力等密封材料物性的角度出发，苯甲酸酯类可塑剂的含量优选为在组合物中5质量%以上30质量%以下，更优选为15质量%以上25质量%以下，尤其优选为19质量%以上22质量%。这是因为，苯甲酸酯类可塑剂的含量在5质量%以上时，作为密封材料，能够充分获得作业性及延伸率；在30质量%以下时，密封材料初期养护后的最大拉伸应力能够获得合理值。
本实施例中，除了上述苯甲酸酯类可塑剂以外，也可配混邻苯二甲酸酯、富马酸酯类可塑剂、磺酸酯类可塑剂、柠檬酸酯类可塑剂、以及己二酸酯类可塑剂等其他可塑剂。
此外，本实施例的组合物在无损本实施例目的范围内，可在上述各成分以外，根据需要含有各种添加剂。作为添加剂，例如可列举填充剂、可塑剂、增粘剂、颜料、染料、抗老化剂、抗氧化剂、抗静电剂、阻燃剂、增粘树脂、稳定剂、以及分散剂。各添加剂可适量组合使用。
作为填充剂，可列举各种形状的有机物或无机物。例如可列举叶蜡石粘土、高岭土粘土、煅烧粘土；硅砂、气相法白炭黑、热解硅石、沉淀白炭黑、细二氧化硅、熔融石英；硅藻土；碳酸钙、氧化铁、氧化锌、氧化钛、氧化钡、氧化镁；碳酸镁、碳酸锌；炭黑等有机或无机填充剂；以及这些物质的脂肪酸、树脂酸、脂肪酸酯处理物、脂肪酸酯聚氨酯化合物处理物。
作为可塑剂，例如可列举聚丙二醇（B）、邻苯二甲酸二异壬酯（DINP）、邻苯二甲酸辛酯（DOP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）；己二酸二辛酯、丁二酸二异癸酯；二甘醇二苯甲酸酯、季戊四醇酯；油酸丁酯、乙酰蓖麻酸甲酯；磷酸三甲苯酯、磷酸三辛酯；己二酸丙二醇聚酯、己二酸丁二醇聚酯；以及烷基磺酸苯酯（例如Bayer公司生产的Mesamoll）等。此外，可以不使用链转移剂，而使用在150℃以上350℃以下聚合温度下进行聚合，数均分子量500以上5000以下的丙烯酸聚合体。
作为增粘剂，例如可适当列举三甲氧基乙烯基硅烷、以及γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅等硅烷偶联剂，因为这些物质对提高湿润面上粘结性的效果尤其优异，而且是通用化合物。
颜料可以是无机颜料及有机颜料的任意一种，也可以是两种。例如可使用炭黑、氧化钛、氧化锌、群青、铁红、锌钡白、铅、镉、铁、钴、铝、盐酸盐、硫酸盐这些无机颜料，以及偶氮颜料、铜酞菁颜料等有机颜料等。
染料并无特别限制，可使用以往众所周知的染料。例如可列举黑色燃料、黄色染料、红色染料、蓝色染料、以及褐色染料。
作为抗老化剂，例如可列举受阻酚类化合物、以及受阻胺类化合物。
作为抗氧化剂，例如可列举二丁基羟基甲苯（BHT）、以及丁基羟基茴香醚（BHA）。
作为抗静电剂，例如可列举第四级铵盐；以及聚乙二醇、环氧乙烷衍生物等亲水性化合物。
作为阻燃剂，例如可列举氯代磷酸烷基酯、甲基膦酸二甲酯、溴磷化合物、多磷酸铵、溴化新戊烷聚醚、以及溴化聚醚。
作为增粘树脂，例如可列举萜烯树脂、酚醛树脂、萜烯酚醛树脂、松香树脂、二甲苯树脂、环氧树脂、烷基钛酸酯类、以及有机聚异氰酸酯等。
作为稳定剂，例如可列举脂肪酸甲硅烷基酯、以及脂肪酸酰胺三甲基硅基化合物等。
分散剂是指将固体分成微粒并将其分散到液体中的物质，可列举六偏磷酸钠、缩合萘磺酸钠、以及表面活性剂等。
制造本实施例的组合物的方法并无特别限制，例如可列举以下方法等：在减压或者氮气等惰性气体环境下，使用轧辊机、捏合机、挤出机、万能搅拌机、以及混合搅拌机等搅拌装置，将上述各成分充分混炼，使其均匀分散。
所获得的本实施例的组合物在密闭容器中进行储藏，使用时，可通过空气中的湿气于常温下获得固化物。
如此，本实施例的组合物是用于多层玻璃的二次密封材料组合物，含有主链是丙烯酸酯类聚合体的改性硅类聚合物、以及苯甲酸酯类可塑剂。由于本实施例的组合物能够提高改性硅类聚合物与苯甲酸酯类可塑剂的混合均匀性，因此本实施例的组合物固化后获得的固化物能够减小相对于湿气的模数降低。即，将含有以往一直使用的聚氨酯类预聚物的组合物的固化物作为多层玻璃的二次密封材料使用时，由于热、水、湿气等外部环境而模数降低，发生玻璃膨胀收缩等情况后，将无法稳定约束玻璃板。因此，容易因玻璃板移动而破坏的一次密封材料被破坏，外部空气或水从一次密封材料的间隙进入，可能会在多层玻璃内部产生结露。相对于此，本实施例的组合物含有主链是丙烯酸酯类聚合体的改性硅类聚合物、以及苯甲酸酯类可塑剂，由此可减小相对于热、水、湿气等外部环境的模数降低，从而能够具有高耐久性。因此，将本实施例的组合物的固化物作为用于多层玻璃的二次密封材料使用时，即使发生玻璃膨胀收缩等情况，也能够稳定约束玻璃板。因此，能够抑制一次密封材料因玻璃板移动而被破坏，从而能够抑制外部空气或水从一次密封材料的间隙进入并在多层玻璃内部产生结露。
<多层玻璃>
然后，下面对本实施例所述的多层玻璃进行说明。本实施例所述的多层玻璃将本实施例的组合物作为二次密封材料使用。图1是模式化表示本实施例所述多层玻璃的构造一例的剖面图。如图1所示，本实施例所述的多层玻璃（本实施例的多层玻璃）10含有2块玻璃板11、隔条12、一次密封材料13、以及二次密封材料14。2块玻璃板11通过隔条12相互对向配置。一次密封材料13将2块玻璃板11与隔条12之间局部或者整体密封。通过一次密封材料13将2块玻璃板11与隔条12之间密封后，便在2块玻璃板11之间形成中空层15。二次密封材料14则将一次密封材料13及隔条12的与中空层15相反一侧的外周面、以及由2块玻璃板11内面形成的空隙局部或者整体密封。二次密封材料14通过填充本实施例的组合物并使其固化后获得。隔条12的内部也可具有干燥剂（吸湿材料）。
本实施例的多层玻璃10通过窗架（窗框）16的玻璃安装块17机械式镶入窗框16中。此外，窗框16与玻璃板11之间设置了弹性密封剂18。弹性密封剂18以摩擦固定方式起到将窗框16与多层玻璃10结合的作用，同时还将多层玻璃10的每块玻璃板11良好地支撑在窗框16上。通过该弹性密封剂18，防止了从外部渗入的水进入。
本实施例的多层玻璃10中，只要使用本实施例的组合物作为二次密封材料14即可，除此之外的构成、构造等并无特别限制。例如，也可使用由隔条12与一次密封材料13的一体化组合物构成的隔条兼密封材料。此外，在玻璃板11与一次密封材料13之间也可设置粘结剂层。
本实施例的多层玻璃10中，虽然设置了2块玻璃板11，但本实施例并不仅限于此，玻璃板11也可设置3块以上，可根据需要适当决定。
本实施例的多层玻璃10中，隔条12可使用用于普通多层玻璃的隔条，例如可使用在中空部分填充干燥剂（吸湿剂）的中空结构金属隔条、以及树脂制隔条等。
本实施例的多层玻璃10中，玻璃板11并无特别限制，例如可使用用于建材、车辆的玻璃板。具体而言，可列举玻璃、浮法平板玻璃、压花平板玻璃、热线反射玻璃、嵌丝平板玻璃、热线吸收平板玻璃、低辐射玻璃（Low-E玻璃）、强化玻璃、以及有机玻璃等。此外，玻璃板11的厚度并无特别限制，也可适当采用指定厚度。
本实施例的多层玻璃10中，一次密封材料13的材质并无特别限制，例如可使用丁基橡胶类热熔胶、以及低透湿率材料等。从透气性低的角度出发，一次密封材料13的材质优选为丁基橡胶类。
本实施例的多层玻璃10的制造方法并无特别限制。例如，可在机械固定的2块平行玻璃板11之间设置隔条12，通过连接挤出机的喷嘴等挤出一次密封材料13并进行粘结后，再通过挤出机挤出本实施例的组合物形成二次密封材料14，由此制成本实施例的多层玻璃10。此外，在玻璃板11及隔条12上，也可根据需要涂布底漆或粘结剂。
底漆及粘结剂的涂布方法可使用涂胶器等进行手工涂布，也可通过自动挤出底漆或粘结剂的挤出机进行涂布。此外，为了在玻璃板11、隔条12及一次密封材料13与二次密封材料14之间设置粘结剂，可使用挤出机将本实施例的组合物和粘结剂直接挤到玻璃板11的周边部内。
如此，本实施例的多层玻璃10将本实施例的组合物作为二次密封材料14使用，所以二次密封材料14可具有高耐久性。因此，能够保持玻璃板11与二次密封材料14的良好粘结性，从而能够稳定约束玻璃板11。由此，能够抑制一次密封材料13因玻璃板11移动而破坏，从而能够抑制一次密封材料13破坏后，外部空气或水从一次密封材料13的间隙进入并在多层玻璃10内部产生结露。
本实施例的组合物因为具有以上优异特性，所以如上所述，适合作为用于多层玻璃的密封材料使用，然而本实施例的组合物的用途并无特别限制，例如可优选作为用于土木建筑、混凝土、汽车、木材、金属、玻璃、塑料等方面的密封材料，以及各种密封剂、弹性粘结剂、各种封止剂、封装剂、镀层材料、内衬材料使用。此外，本实施例的组合物的用途还可优选作为金属类和窑业类的壁板材料接缝，混凝土墙壁接缝、瓷砖接缝等混凝土或砂浆中的结构粘结剂，以及裂缝填充材料等使用。
以上，就本实施例的组合物为用于多层玻璃的一液型二次密封材料组合物的情形进行了说明，但考虑到使用本实施例的组合物的用途及作业性等，也可将本实施例的组合物制成用于多层玻璃的二液型二次密封材料组合物。即，密封材料组合物也可以是具有以下物质的用于多层玻璃的二次密封材料组合物：含有主链是丙烯酸酯类聚合体的改性硅类聚合物和苯甲酸酯类可塑剂的主剂、以及含有苯甲酸酯类可塑剂的可塑剂。
主剂及固化剂的制造方法并无特别限制，只要通过上述方法，将上述改性硅类聚合物、苯甲酸酯类可塑剂、以及根据需要添加的各种添加剂等分别混合即可。二液型密封材料组合物是在使用前，根据常用方法将主剂和固化剂混合后使用。另外，二液型密封材料组合物中，可采用湿气固化性，也可采用反应固化性，还可采用加热固化性。
实例
下面，通过实例对本实施例的组合物进行具体说明。但本实施例并不仅限于此。
<实例1～4、比较例1～5>
使用下述表1的各成分，分别调制如表1所示组合（重量份）的主剂及固化剂，并使用搅拌机，混合如表1所示的各主剂及固化剂，获得用于多层玻璃的二液型二次密封材料组合物，制成密封材料。各实例、比较例中的各成分添加量（重量份）如表1所示。
通过以下所示方法，对上述获得的各密封材料评估了断裂强度。结果如表1所示。
（断裂强度）
依照JIS A1439对上述获得的各密封材料进行试验，测量初期养护后（20℃×7日+50℃×7日）的最大拉伸应力（N/mm2）、以及温水浸泡后（90℃×14日）的最大拉伸应力（N/mm2）。使用在2块玻璃板之间填充密封材料的2型（H型）试验体（H型试验体），通过拉伸粘结性试验进行评估。然后，通过下列公式（1）算出温水浸泡后的最大拉伸应力保持率。另外，初期养护是指将H型试验体在25℃环境中放置7日后，再在50℃环境中放置7日。此外，将另外的H型试验体在初期养护后，放入90℃温水中浸泡14日，与上述同样，测量最大拉伸应力。温水浸泡后的最大拉伸应力保持率测量结果如表1所示。保持率70%以上时，判断为断裂强度良好。
保持率（%）=（温水浸泡后的试验体最大拉伸应力）/（初期养护后的试验体最大拉伸应力）×100……（1）
判定标准
“○”：断裂强度良好
“×”：断裂强度不足
表1
上述表1所示各成分如下。
·聚合物A：丙烯酸酯类的改性硅类聚合物，Kaneka公司生产
·聚合物B：PPG类的改性硅类聚合物，Kaneka公司生产
·聚合物C：含有聚硫化物类聚合物的聚合物，东丽精细化工公司生产
·可塑剂1：苯甲酸酯类（Benzoflex9-88），CBC公司生产
·可塑剂2：邻苯二甲酸酯类（DINP），新日本理化公司生产
·可塑剂3：己二酸类聚酯（DINA），J-PLUS公司生产
·碳酸钙1：白艳华CCR，白石工业公司生产
·碳酸钙2：超级S，丸尾钙公司生产
·固化催化剂：辛酸锡
·炭黑：商品名“MA600”，三菱化学公司生产
如表1所示，可确认实例1～4的密封材料在温水浸泡后，保持率均为70%以上。因此，可认为实例1～4的密封材料中，主剂和硬化剂混合均匀，相对于湿气的模数降低小。这是因为，苯甲酸酯类可塑剂具有阻止高温水渗入密封材料内部导致弹性率降低的效果。另一方面，可确认比较例1～5的密封材料在温水浸泡后，保持率均为70%以下。因此，可认为比较例1～5的密封材料无法充分抑制相对于温水的模数降低。温水浸泡后的断裂强度降低意味着，密封材料的弹性率相应降低，密封材料变软，从而约束玻璃板的能力减弱。
因此，通过含有丙烯酸酯类聚合体即改性硅类聚合物、以及苯甲酸酯类可塑剂，能够减小相对于湿气的模数降低。通过抑制温水浸泡后的断裂强度降低，将抑制密封材料的弹性率降低，能够抑制密封材料变软，从而能够抑制约束玻璃板的能力减弱。因此可判断，本实施例的组合物的固化物由于相对于温水具有优异耐久性，所以适合作为用于多层玻璃的密封材料使用。
符号说明
10 多层玻璃
11 玻璃板
12 隔条
13 一次密封材料
14 二次密封材料
15 中空层
16 窗架（窗框）
17 玻璃安装块
18 弹性密封剂
Claims (3)
1.一种用于多层玻璃的二次密封材料组合物，其特征在于，含有：主链是丙烯酸酯类聚合体的改性硅类聚合物、以及
苯甲酸酯类可塑剂，
作为所述苯甲酸酯类可塑剂，使用下述通式（1）所示的苯甲酸酯，
上述通式（1）中，R为碳原子数1～20的烃基。
2.如权利要求1所述的用于多层玻璃的二次密封材料组合物，其特征在于，组合物中含有5质量%以上30质量%以下的所述苯甲酸酯类可塑剂。
3.一种多层玻璃，其特征在于，使用如权利要求1或2所述的用于多层玻璃的二次密封材料组合物作为二次密封材料。
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