JP2002512937A - 人工ミネラルウール - Google Patents

人工ミネラルウール

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、下記重量％の成分を含む生分解性媒体中で分解し得るミネラルウールに関する：ＳｉＯ2３８−５２％、Ａｌ2Ｏ3１７−２３％、ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3５６−７５％、好ましくは６２−７２％、ＲＯ（ＣａＯ＋ＭｇＯ）は９−２６％、好ましくは１２−２５％、ＭｇＯ４−２０％、ＭｇＯ／ＣａＯ≧０．８、好ましくは≧１．０または≧１．１５、Ｒ2Ｏ（Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ） ≧２％、Ｐ2Ｏ5０−５％、Ｆｅ2Ｏ3（全鉄量）≧１．７％、好ましくは≧２％、Ｂ2Ｏ3０−５％、ＭｎＯ０−４％、及びＴｉＯ2０−３％。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人工ミネラルウールに関する。さらに、特に防熱及び／または防音
材あるいは非土質培養基材（ｓｏｉｌｌｅｓｓ−ｃｕｌｔｕｒｅ）のためのミネ
ラルウールを目的とする。
【０００２】 さらに、特に、ロックウールまたはバソルトウール（ｂａｓａｌｔ−ｗｏｏｌ
）タイプのミネラルウールすなわちその化学的組成がその繊維化温度において高
液化温度及び高粘性を有するミネラルウールに関する。
【０００３】
【従来の技術】
一般に、この種のミネラルウールは、いわゆる「外部的」遠心処理プロセスに
よって繊維化され、例えばＥＰ ０，４６５，３１０号、またはＥＰ ０，４３
９，３８５号に特に述べられているように、固定の供給システムによって、溶融
された材料を供給される遠心処理する回転板のカスケードを用いるようなタイプ
のものである。
【０００４】 一方、いわゆる「内部的」遠心処理プロセスすなわち遠心処理器を用い、高速
で回転して孔を開けることによって繊維化するプロセスは、一般に、グラスウー
ルタイプの、広範には、アルカリ金属酸化物を多く含む組成物を有し、及び繊維
化温度でロックウール及びバソルトウールよりも低液化温度及び高粘度を有する
ミネラルウールの繊維化に好適である。このプロセスは、特に、欧州特許０ １
８９ ３５４あるいは欧州特許 ０ ５１９ ７９７に述べられている。
【０００５】 近年、特に遠心処理器を構成する材料の組成及びその操作パラメータを変化す
ることによって内部的遠心処理プロセスをロックウールまたはバソルトウールを
繊維化するために適合させる工業的解決が発展してきた。さらに詳細には、この
課題に関しては、特許ＷＯ９３／０２９７７を参照し得る。この適用は顕著に有
用であり、ロックウールあるいはグラスウールの２つのタイプのいずれかに固有
ではない特性と組合せることを可能にさせることが明らかとなった。このように
、 内部的遠心処理で得られるロックウールの品質は、グラスウールの品質と匹敵し
、一般に得られるロックウールの非繊維化分量（ｕｎｆｉｂｅｒｉｚｅｄ ｃｏ
ｎｔｅｎｔ）よりも低い非繊維化分量を有する。しかしながら、その化学的性質
すなわち低ケミカルコスト及び非常に高い耐熱性と結び付けられる２つの主な観
点が残る。
【０００６】 このため、ロックまたはバソルトウールの２つの可能な繊維化方法があり、一
方または他方の選択は、多数の基準に依存し、意図する適用及び工業的及び経済
的可能性に関して要求されるレベルの品質を含む。
【０００７】 近年、吸入することにより、細い繊維の可能な蓄積と結び付けられた可能性の
ある病原体の恐れのいずれも防止し得るように、ミネラルウールの生分解性すな
わち生理学的媒体中で迅速に分解されるべきその可能性の基準が加えられてきた
。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このため、本発明の目的は、特にロックまたはバソルトタイプのミネラルウー
ルの化学的組成を改善することにある。その改善は、特に生分解性増加すること
及び／または生分解性を内部的遠心処理（しかしながら、他の繊維化方法を除外
することはない）により繊維化させるべき可能性と一致させることを目的とする
。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、以下の重量％で表される成分を含む生理的媒体中で分解し得
るミネラルウールにある。
【００１０】 ＳｉＯ2 ３８−５２％、好ましくは４０−４８％ Ａｌ2Ｏ3 １７−２３％ ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3 ５６−７５％好ましくは６２−７２％ ＲＯ （ＣａＯ及び／またはＭｇＯ） ９−２６％、好ましくは１２−２５％ ＭｇＯ ４−２０％、特に７−１６％ ＭｇＯ／ＣａＯ ≧０．８、好ましくは≧１．０ または≧１．１５ Ｒ2Ｏ （Ｎａ2Ｏ及び／またはＫ2Ｏ） ≧２％ Ｐ2Ｏ5 ０−５％、 Ｆｅ2Ｏ3（全鉄量） ≧１．７％、好ましくは≧２％ ＭｎＯ ０−４％ Ｂ2Ｏ3 ０−５％ ＴｉＯ2 ０−３％ また、さらに、好ましくはＦｅ2Ｏ3（全鉄量）及びＰ2Ｏ5含有量は、 Ｐ2Ｏ5≧０．５％のとき、１≦Ｆｅ2Ｏ3（全鉄量）／Ｐ2Ｏ5≦２０ （以下、組成の成分のどのような％も、重量％を意味するものとし、本発明に係
る組成物は、このタイプ組成物の族に知られるように、分析されない不純物に関
連付けられるべき化合物を２ないし３％まで含み得る。） このような組成物の選択は、特に、多数のその特定の成分が表す多くの複合的
役割を変化させることによって、利点の全体の量を確立させる。
【００１１】 このように、含まれているものは、ロックウールタイプのミネラルウール組成
物であって、アルカリ金属酸化物（Ｒ2Ｏ）は実質的にＮａ2Ｏ及び／またはＫ2
Ｏの形であり、その含有量はあまり多くなく、１２未満、または１０未満、また
は８％と等しい。同時に、実質的にＣａＯ及び／またはＭｇＯであるアルカリ土
類金属酸化物（ＲＯ）は比較的高く少なくとも９％、及び少なくとも１２％より
多く、または１６％と等しい。鉄酸化物の含有量（ＦｅＯの形で計測されるが、
しかし、慣習により全鉄含有量に相当する）は、比較的重要なレベルであり、少
なくとも１．７％、少なくとも５％以上である。遠心処理器を構成する材料の腐
蝕速度を低下可能にさせることが確認されたとき、その組成物が内部的遠心処理
によって繊維化されなければならない場合に、その組成物中に存在する含有量が
最も顕著に正当化される。
【００１２】 マンガン酸化物ＭｎＯは、特に同様の役割を果たし、これは、その組成物は任
意にわずかなパーセントのＭｎＯを含むからである。
【００１３】 さらに、このような組成物の繊維化における粘度は、内部的遠心処理に十分で
あり得、その組成物の繊維化における粘度は、内部的遠心処理に非常に十分であ
り得、及び「ハードロック」組成物と呼ばれ得、特に好適なシリカ及びアルミナ
含有量に依存する。
【００１４】 その生分解性に関しては、Ｐ2Ｏ5のようなある種の化合物が特にロックウール
タイプの組成物の生分解性をかなり改善しうることはすでに知られているが、反
対に、同時に他の酸化物例えばアルミナは、非常に少なくとも中性のｐＨにおい
て、それを低減する傾向を有する。例えばＥＰ ０，４５９，８９７及びＷＯ９
３／２２２５１が参照される。しかしながら、Ｐ2Ｏ5の大量の添加は、本発明の
状況において、最も賢明な取り組み方であることが証明されていなかった。この
ことは、例えば経済的なもの（高価な原材料から得られるＰ2Ｏ5）及び技術的な
もの−組成物中のＰ2Ｏ5の比率の変化、及び特にアルミナの比率の変化は、その
特性のその他のものを生じ得、不所望なまたは既知の方法を変えるという他の考
えが上がるからである。このように、Ｐ2Ｏ5は、アルミナのように、組成物の粘
度に影響を与える。しかしながら、さらに特に、内部的遠心処理によって繊維化
されるべきロックウールタイプの組成物の場合、これに対し本発明は最も有利に
適用し、その組成物の粘度的挙動は好適に制御されるべき重要な標準である。
【００１５】 さらに、ある化合物は、ある特性に有利であり得るが、高度の生分解性を得る
には不都合であり、遠心処理器のライフを延長するのに有利であるけれどもロッ
クウールの生分解性を低減する傾向があり得るような、上述のように、鉄を使用
する何かの場合、あるいは特に中性ｐＨにおける体外テストによって計測される
とき、組成物の粘性を調整するためには賢明であるが、生分解性に関して非常に
不都合であり得るアルミナを用いる何かの場合のように思われる。
【００１６】 このため、本発明は、実質的に、全てのこのデータ間の賢明な折衷を下記のよ
うにして確立した。組成物は、Ｐ2Ｏ5を含み得るが、あまり多くない量であり、
多くても５％、またはむしろ多くても４％である。また、しかし、それは、生分
解性とは他の理由で、有利な鉄酸化物を含み得る。しかしながら、他の方法特に
ＣａＯに対するＭｇＯの相対的比率を変化させることにより、組成物は、過剰量
のＰ2Ｏ5（または生分解性に好適であるような何か他の非常に特別な化合物）を
添加することなく高度の生分解性を達成する。この比を逆にすることにより、重
要なアルミナ及び鉄含有量を「補う」ために、従来、高いＰ2Ｏ5だけで得られ得
る高度の生分解性が達成され得ることが知られている。副成分は、無意味ではな
く、低Ｐ2Ｏ5含有量と結び付けられて有利であることを認識すべきであり、すな
わち多すぎるＰ2Ｏ5含有量は、事実、組成物の液化温度を増加し、内部的遠心処
理により繊維化するためには不都合である。
【００１７】 本発明にかかる他の特徴的見地は、この特定のＭｇＯ／ＣａＯ比と、すくなく
とも１７％のかなり高いアルミナ含有量との組合せに関する。この組合せは、い
ずれも中性ｐＨにおける体外テスト、及び酸性ｐＨにおける体内テストにおいて
測定され、生分解性基準を満足に満たさせる。実際に、ｐＨが、特に肺を冒す領
域の最も代表的な体内の生理学的媒体であることを知ることが全く確実な解決で
はなかった。高アルミナ含有量は、酸性ｐＨにおける迅速な分解にちょうど好適
であるが、中性ｐＨでは弱く／遅い。
【００１８】 本発明は、どのようなｐＨでも、高アルミナ含有量を選択することによって、
しかし、アルカリ土類金属酸化物の含有量を適合させることによって、少なくと
も体外で計測される高レベルの生分解性を得ることを可能にさせ、中性ｐＨにお
いて被らされることなくその酸性ｐＨにおける有益な効果を維持する。
【００１９】 ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3合計は、その組成物の粘性的ふるまいを大いに制御させる
。
【００２０】 本発明の一態様によれば、その組成物は、Ｒ2Ｏ／Ａｌ2Ｏ3が０．２ないし０
．８という関係を満足する。
【００２１】 アルカリ金属酸化物Ｒ2Ｏすなわち実質的にＮａ２Ｏ及び／またはＫ２Ｏの含
有量は、好ましくは少なくとも５％、及び特に約１２％（またはことによると１
３％）の範囲内に維持される。
【００２２】 鉄酸化物（全鉄量）の含有量に関して、上述のように、遠心処理器を保護する
ためには、少なくとも４％、少なくとも５％、特に５ないし９％の鉄酸化物を提
供することが有利である。さらに、鉄酸化物は、得られるミネラルウールの耐熱
性に好都合な影響を及ぼし得る。
【００２３】 有利には、本発明に係る組成物は、また、重量％で表される次の関係 ＭｇＯ／ＣａＯは１ないし３ を満足する。このように、上述の有利な効果は、過剰に複雑にさせ、原料として
それらの酸化物を入手することを高価にするＣａＯに対してＭｇＯを過剰に大き
くすることなく得られる。
【００２４】 本発明に係る組成物は、好ましくは、少なくとも０．５％または少なくとも１
％及び特に約１．５ないし４％のＰ2Ｏ5を有する。この典型的な含有量は、その
組成物を経済的に大いに不利にしたり、液化温度に大きすぎる影響を及ぼすこと
なく、生分解性に高い有利な影響を有する。
【００２５】 他の態様によれば、Ｐ2Ｏ5含有量は低く、特に０％または例えば０．１ないし
０．５％または０．１ないし１％であり得る。
【００２６】 本発明の組成物の好ましいＣａＯ含有量は、１５％よりも低いかあるいは同等
であり、特に少なくとも２％及び有利には５ないし１４％である。
【００２７】 同時に、本発明の組成物の好ましいＭｇＯ含有量は、２０％より低いか、ある
いは同等、及び好ましくは少なくとも７％、好ましい範囲は５ないし１４％であ
る。
【００２８】 任意のＰ2Ｏ5から離れて、組成物の繊維化において、粘度に大きな影響を与え
る２つの化合物は、シリカとアルミナである。このように、内部的遠心処理によ
り繊維化されるために非常に十分な粘度を保証するために、少なくとも６０％、
特に６０ないし７０％の範囲の値、及び特に６１または６２％の（ＳｉＯ2＋Ａ
ｌ2Ｏ3＋Ｐ2Ｏ5）選択することが可能となる。
【００２９】 組成物の酸化は、例えば、マンガン酸化物ＭｎＯの添加によって制御され得る
。
【００３０】 硼素酸化物の添加は任意のままであり、特に、その放射性成分中の熱伝導係数
の低減に役立つことにより、ミネラルウールの断熱特性を改善させる。任意に、
また、組成物は不純物として、あるいは例えば約２％までの量で故意に添加され
たＴｉＯ2を含む。
【００３１】 限定されない好ましい態様によれば、本発明に係る組成物のアルミナ含有量は
、少なくとも１８％、特に少なくとも１９または少なくとも２０％である。
【００３２】 差Ｔｌｏｇ2.5−Ｔｌｉｑは、好ましくは少なくとも１０℃、好ましくは少な
くとも２０または３０℃である：この差は、本発明の組成物の「作用領域」すな
わち特に内部的遠心処理により繊維化され得る温度範囲を定義する。
【００３３】 その温度では、その組成物は、ｌｏｇη＝２．５をＴｌｏｇ2.5と表記される
のような粘度η（ポイズ）を有し、Ｔｌｉｑと表記されるような液化温度を有す
る。
【００３４】 測定方法は、中性、あるいはわずかな酸性ｐＨまたは酸性ｐＨを含むであって
も、このようなミネラルウールは、上述のように、満足なレベルの生分解性を有
する。
【００３５】 このように本発明に係るミネラルウールは、一般的に、ｐＨ４．５で、一時間
当たり少なくとも３０、及び好ましくは少なくとも４０または５０ｎｇ／ｃｍ2
、ｐＨ７．５で、一時間あたり少なくとも３０及び好ましくは少なくとも４０ま
たは５０ｎｇ／ｃｍ2の分解速度が計測される。
【００３６】 一般的に、ｐＨ４．５で一時間あたり少なくとも６０及び特に少なくとも８０
ｎｇ／ｃｍ2が計測され、及び／またはｐＨ６．９で一時間あたり少なくとも４
０及び特に少なくとも６０ｎｇ／ｃｍ2が計測され、及び／またはｐＨ７．５で
は一時間あたり少なくとも４０及び特に少なくとも６０ｎｇ／ｃｍ2の分解速度
が計測される。
【００３７】 ミネラルウールは、主に、断熱及び／または防音製品または非土質培養基材を
製造するために使用される。また、本発明の課題は、少なくとも一部に、上記に
定義されたようなミネラルウールを含むどのような製品でもある。
【００３８】 さらに、詳細及び有利な特性は、好ましい限定されない態様に下記説明から明
らかになる。
【００３９】 下記表１は、重量％で７つのサンプルの化学的組成を与える。
【００４０】 全ての化合物の全ての含有量が１００％よりわずかに少ないか、わずかに多い
とき、１００％との差は、少ない方の不純物／化合物（分析されない）に相応す
るか、あるいは単に、この分野の分析方法における許容される近似値に依存する
ことが分かる。
【００４１】
【表１】
【００４２】 これらのサンプルに係る組成物は、特に、上述の特許 ＷＯ ９３／０２９７
７の教示によれば、内部的遠心処理により繊維化される。
【００４３】 その作用範囲は、Ｔliq2.5−Ｔliqの差によって定義され、十分に明確である
。
【００４４】 全ての組成物は、１より大きいＭｇＯ／ＣａＯ比を有し、全く多くない（１％
未満）Ｐ2Ｏ5含有量及び約７％の酸化鉄含有量は、遠心処理の皿の腐蝕の限定に
有利であることが分かった。また、それらは、約１８ないし２０％の高アルミナ
含有量を有し、かなり高い合計（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3）及び少なくとも５％のア
ルカリ金属酸化物含有量を有する。
【００４５】 それらの生分解性は、特に、中性あるいはわずかに酸性のｐＨ（ｐＨ４．９ま
たは７．５）、または高い酸性ｐＨ（４．５）で測定された。
【００４６】 本発明の好ましい態様によれば、実施例７に係る組成物は、０．５％以上のＰ 2 Ｏ5を含有し、１ないし２０のＦｅ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比を満足し、ここでは１２．５
である。
【手続補正書】
【提出日】平成１２年５月９日（２０００．５．９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＲ，Ｂ Ｙ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＲ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＵ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＲ， ＵＡ，ＵＳ，ＺＡ (72)発明者 ドゥ・ムランゴ、アラン フランス国、エフ − 75005 パリ、リ ュ・サン −ジャック 294 Ｆターム(参考） 2B022 BA06 2B314 PC04 PC22 4G062 AA05 BB06 CC04 DA05 DA06 DB04 DC01 DC02 DC03 DD01 DD02 DD03 DE01 DF01 EA01 EB01 EB02 EB03 EC01 EC02 EC03 ED03 ED04 EE03 EF01 EG01 FA01 FA10 FB01 FB02 FB03 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH10 HH11 HH12 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM01 MM40 NN31 NN34 NN40

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 以下の重量パーセントの成分を含むことを特徴とする生理的
    媒体中で分解し得るミネラルウール。 ＳｉＯ2 ３８−５２％、好ましくは４０−４８％ Ａｌ2Ｏ3 １７−２３％ ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3 ５６−７５％好ましくは６２−７２％ ＲＯ （ＣａＯ及び／またはＭｇＯ） ９−２６％、好ましくは１２−２５％ ＭｇＯ ４−２０％、特に７−１６％ ＭｇＯ／ＣａＯ ≧０．８、好ましくは≧１．０ または≧１．１５ Ｒ2Ｏ （Ｎａ2Ｏ及び／またはＫ2Ｏ） ≧２％ Ｐ2Ｏ5 ０−５％、 Ｆｅ2Ｏ3（全鉄量） ≧１．７％、好ましくは≧２％ ＭｎＯ ０−４％ Ｂ2Ｏ3 ０−５％ ＴｉＯ2 ０−３％
  2. 【請求項２】 Ｆｅ2Ｏ3及びＰ2Ｏ5含有量は、 ≧０．５％のとき、１≦Ｆｅ2Ｏ3（全鉄量）／Ｐ2Ｏ5≦２０で表されることを
    含むことを特徴とする請求項１に記載のミネラルウール。
  3. 【請求項３】 下記関係Ｒ2Ｏ／Ａｌ2Ｏ3 ０．２−０．８を満足すること
    を特徴とする請求項１または２に記載のミネラルウール。
  4. 【請求項４】 下記関係Ｒ2Ｏ≧５％、好ましくは５−１２％を満足するこ
    とを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のミネラルウール。
  5. 【請求項５】 下記関係ＭｇＯ／ＣａＯ １−３を満足することを特徴とす
    る請求項１ないし４のいずれか１項に記載のミネラルウール。
  6. 【請求項６】 少なくとも０．５重量％または少なくとも１重量％及び特に
    約１．５ないし４重量％のＰ2Ｏ5を含むことを特徴とする請求項１ないし５のい
    ずれか１項に記載のミネラルウール。
  7. 【請求項７】 下記重量％のＭｇＯを含むことを特徴とする請求項１ないし
    ６のいずれか１項に記載のミネラルウール。 ＭｇＯ≦２０％、好ましくは≧７％、特に７ないし１３％
  8. 【請求項８】 下記重量％のＣａＯを含むことを特徴とする請求項１ないし
    ７のいずれか１項に記載のミネラルウール。 ＣａＯ≦１５％好ましくは≧２％、特に５ないし１４％
  9. 【請求項９】 少なくとも４％、特に少なくとも５％、及び好ましくは５な
    いし９％のＦｅ2Ｏ3（全鉄量）を含むことを特徴とする請求項１ないし８のいず
    れか１項に記載のミネラルウール。
  10. 【請求項１０】 ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、及びＰ2Ｏ5の化合物の比は、 ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｐ2Ｏ5：少なくとも６０％、特に６０ないし７０％、で
    あることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のミネラルウール
    。
  11. 【請求項１１】 下記重量％のＡｌ2Ｏ3を含むことを特徴とする請求項１な
    いし７のいずれか１項に記載のミネラルウール。 Ａｌ2Ｏ3≧１８％、特に≧１９ないし２０％
  12. 【請求項１２】 ｐＨ４．５で計測される、一時間当たり少なくとも３０ｎ
    ｇ／ｃｍ2の分解速度、及びｐＨ７．５で計測される、一時間あたり少なくとも
    ３０ｎｇ／ｃｍ2の分解速度を有することを特徴とする請求項１ないし１１のい
    ずれか１項に記載のミネラルウール。
  13. 【請求項１３】 ｐＨ４．５で計測される、一時間当たり少なくとも３０ｎ
    ｇ／ｃｍ2の分解速度、及びｐＨ７．５で計測される、一時間あたり少なくとも
    ３０ｎｇ／ｃｍ2の分解速度を有することを特徴とする請求項１ないし１２のい
    ずれか１項に記載のミネラルウール。
  14. 【請求項１４】 ｐＨ４．５で計測される、一時間当たり少なくとも３０ｎ
    ｇ／ｃｍ2の分解速度、及びｐＨ６．９で計測される、一時間あたり少なくとも
    ３０ｎｇ／ｃｍ2の分解速度を有することを特徴とする請求項１ないし１３のい
    ずれか１項に記載のミネラルウール。
  15. 【請求項１５】 内部的遠心処理により得られることを特徴とする請求項１
    ないし１４のいずれか１項に記載のミネラルウール。
  16. 【請求項１６】 請求項１ないし１５のいずれか１項に記載のミネラルウー
    ルを少なくとも一部含有する防熱及び防音材あるいは非土質培養基材。
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