JP2007230825A - Member for glass conveyance, and its production method - Google Patents

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Shigeaki Tomita
成明 富田
Ken Nomura
謙 野村
Nozomi Otsubo
望 大坪
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a glass conveyance member having a cover hard to peel off under high-temperature atmosphere and also hard to generate crack, and to provide its production method. <P>SOLUTION: The glass conveyance member 1 is provided with a base material 2 and a covering layer 3 which is formed at least on the surface of the base material 2 facing the glass to be conveyed, and at least a part of the member 1 abuts on the glass when conveyed. The covering layer 3 has a marginal region reduced in layer's thickness stepwise or gradually reduced toward the boundary portion between the end of the layer 3 and the base material 2. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガラス搬送用部材およびその製造方法に関し、特にガラス板を高温の雰囲気下で搬送するために用いられるロール等のガラス搬送用部材およびその製造方法に関するものである。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a glass conveying member and a method for producing the same, and more particularly to a glass conveying member such as a roll used for conveying a glass plate in a high temperature atmosphere and a method for producing the same.

従来から、平板状のガラス板を、自動車の窓ガラスのような複雑な三次元形状に加工するには、高温下でガラス板が軟化する現象を利用した方法が用いられている。すなわち、所定の寸法、形状に裁断したガラス板を炉の中で充分な温度に加熱した後、成形型を用いるなどして重力および/または外力により、緩やかな変形速度でガラス板を所望の形状に変形させる成形方法である。   Conventionally, in order to process a flat glass plate into a complicated three-dimensional shape such as an automobile window glass, a method using the phenomenon that the glass plate softens at high temperatures has been used. That is, after a glass plate cut into a predetermined size and shape is heated to a sufficient temperature in a furnace, the glass plate is formed into a desired shape at a moderate deformation rate by gravity and / or external force by using a mold or the like. This is a molding method for deforming.

このような成形方法を実現するためには、ガラス板を緩やかな温度曲線で加熱・冷却することと、成形時の変位速度を小さくすることが必要である。これらの要求を満たしながら充分な作業効率を得るためには、いわゆるバッチ式の設備ではなく多数のガラス板を連続的に成形できるトンネル炉方式の設備が有効である。このため、自動車用窓ガラスの成形では、緩やかな温度傾斜を持ったトンネル炉の中にガラス板を搬入し、炉内に連続的に多数配したロールを回転させることによりガラス板を搬送することが必須となっている。   In order to realize such a forming method, it is necessary to heat and cool the glass plate with a gradual temperature curve and to reduce the displacement speed during forming. In order to obtain sufficient work efficiency while satisfying these requirements, a tunnel furnace type equipment capable of continuously forming a large number of glass plates is effective instead of a so-called batch type equipment. For this reason, in the molding of window glass for automobiles, a glass plate is carried into a tunnel furnace having a moderate temperature gradient, and the glass plate is conveyed by rotating a plurality of rolls continuously arranged in the furnace. Is mandatory.

また近年の自動車用窓ガラスには、複雑な三次元形状であることと同時に、視野面には傷等の微細な欠点が生じていないことが強く求められるようになっている。このため、製造時に用いられる搬送ロールには、製品品質に悪い影響を与えず、かつ長期間使用できる素材が求められている。   Further, recent window glass for automobiles is strongly required not only to have a complicated three-dimensional shape but also to have no fine defects such as scratches on the visual field surface. For this reason, a material that can be used for a long period of time without adversely affecting the product quality is required for the transport rolls used in the production.

搬送ロールに関連するガラス板の品質不良には、ガラス板自体のロール表面への固着に起因するものや、ロール表面への凝着物に起因するもの等があり、さらにはロール自体がガラスに対して及ぼす、物理的または化学的作用に起因するものがある。さらにロールの両端に位置する駆動力伝達部は、高温に晒されることにより劣化することを避けるため炉外に出される場合が多い。そのため、ロールの両端から炉外へ逃げる熱を抑え、成形設備の熱効率を低下させないことも求められる。   The poor quality of the glass plate related to the transport roll includes those caused by the adhesion of the glass plate itself to the roll surface and those caused by the adherence to the roll surface. Caused by physical or chemical effects. Furthermore, the driving force transmission portions located at both ends of the roll are often taken out of the furnace in order to avoid deterioration due to exposure to high temperatures. Therefore, it is also required that the heat escaping from the both ends of the roll to the outside of the furnace is suppressed and the thermal efficiency of the forming equipment is not lowered.

このような要求に応える搬送ロールとして、高温耐酸化性に優れ熱伝導性の悪い、溶融シリカ粉末の結合体を主体にしたロールが使用されている。当該ロールは、一般的に表面に気孔を有し、さらにその内部には強固に固着されていない微粉が存在する。この結果、当該ロールとガラスが強く接触すると、ロール自体から固着の弱い微細粒子が脱落する。このようにして生じた脱離シリカ粒子がガラス面に付着したまま成形設備中のより高温域に到達すると、粒子とガラスとの親和性が高いために両者が強固に固着してしまい新たな欠点を生じる結果となる。   As a transport roll that meets such a demand, a roll mainly composed of a combined fused silica powder having excellent high-temperature oxidation resistance and poor thermal conductivity is used. The roll generally has pores on the surface, and there are fine powders that are not firmly fixed inside. As a result, when the roll and glass are in strong contact, fine particles with weak adhesion fall off from the roll itself. When the desorbed silica particles generated in this way reach the higher temperature range in the molding equipment while adhering to the glass surface, the particles and glass have a high affinity, so both are firmly fixed and a new defect Result.

これらの微粉の脱離を防止するためには、表面層を緻密化させることが有効であることは言うまでもない。このため、表面層の気孔にゾルゲル法によりSiO等の無機物を含浸させる方法や、溶射法等によって表面に酸化ジルコニウムや酸化アルミニウム等のセラミックス層を形成させる方法が提案されている。 Needless to say, it is effective to densify the surface layer in order to prevent the detachment of these fine powders. For this reason, a method of impregnating pores of the surface layer with an inorganic substance such as SiO 2 by a sol-gel method, or a method of forming a ceramic layer such as zirconium oxide or aluminum oxide on the surface by a thermal spraying method or the like has been proposed.

しかし、前者では含浸に要する溶媒を抜く際に生じるクラックに起因して、含浸した無機物質が新たな脱離粒子となる現象を防ぐことが困難である。一方、後者においては、母材と被覆の熱膨張量が顕著に異なっており、さらには被覆の熱膨張の方が大きい組み合わせであるため、被覆を剥離させずにこのロールを高温下で実用に供することは極めて困難である。さらにシリカロールの外周にセラミックスのスリーブを嵌める提案(例えば、特許文献1参照。)もされているが、粒子が脱落せず熱膨張係数がシリカよりも小さいセラミックススリーブを工業的に作製することが困難であるため、この提案は実現することができない。   However, in the former, it is difficult to prevent the phenomenon that the impregnated inorganic substance becomes new desorbed particles due to cracks generated when the solvent required for impregnation is removed. On the other hand, in the latter, the amount of thermal expansion of the base material and the coating is remarkably different, and furthermore, since the thermal expansion of the coating is a larger combination, this roll can be put to practical use at high temperatures without peeling off the coating. It is extremely difficult to provide. Further, a proposal has been made to fit a ceramic sleeve on the outer periphery of the silica roll (see, for example, Patent Document 1). However, it is possible to industrially produce a ceramic sleeve having a particle having a coefficient of thermal expansion smaller than that of silica. This proposal cannot be realized due to difficulties.

さらに、シリカロールの表面に酸化ジルコニウムや酸化アルミニウムを主体とした、耐摩耗性の高い被覆を溶射法等によって形成する試みが提案されている。   Furthermore, an attempt has been proposed to form a highly wear-resistant coating mainly composed of zirconium oxide or aluminum oxide on the surface of the silica roll by a thermal spraying method or the like.

特開平7−109139号公報JP-A-7-109139

しかし、シリカとセラミックスの熱膨張の差が極めて大きいため、被覆の剥離を防ぐことは極めて困難である。即ち、溶射被覆の形成時に、被覆となるセラミックスがロール表面で溶融温度から急激に冷やされ収縮しようとするのに対し、母材は余り温度が上昇しないため、被覆中には大きな内部応力が残留する。   However, since the difference in thermal expansion between silica and ceramics is very large, it is extremely difficult to prevent the coating from peeling off. That is, when the thermal spray coating is formed, the coating ceramic is rapidly cooled from the melting temperature on the roll surface and tends to shrink, whereas the base material does not increase in temperature so that a large internal stress remains in the coating. To do.

母材がセラミックスより熱膨張の大きい金属製であれば、溶射時にこれを予熱する方法等によって、この残留応力を大幅に低減することが可能である。しかし、シリカの熱膨張はセラミックスより大幅に小さいため、予熱等の方法も有効ではなく、この大きな残留応力を低減することはできない。   If the base material is made of metal having a thermal expansion larger than that of ceramics, this residual stress can be greatly reduced by a method of preheating this during thermal spraying. However, since the thermal expansion of silica is significantly smaller than that of ceramics, a method such as preheating is not effective, and this large residual stress cannot be reduced.

特に、母材に形成された被覆の両端部分は母材との密着力が低く、ハンドリング時等に被覆の両端部分に強い衝撃が加わったり、昇温と降温とが繰り返される状況で使用されたりすると、部分的な被覆の膜剥離が被覆両端部分に生じるおそれがあった。   In particular, both end portions of the coating formed on the base material have low adhesion to the base material, and are used in situations where a strong impact is applied to both end portions of the coating during handling, etc., and temperature rise and fall are repeated. Then, there was a possibility that partial film peeling of the coating occurred at both ends of the coating.

このように大きな残留応力を有する被覆は、それ自身の不均一性や外部からの不均一な熱的、機械的応力の付加によって、容易に剥離するという問題があった。熱分布や付加される熱変動が大きい自動車用窓ガラス成形ラインのロールに対して、この技術を適用することは事実上困難である。   Such a coating having a large residual stress has a problem that it easily peels off due to its own non-uniformity and non-uniform thermal and mechanical stress from the outside. It is practically difficult to apply this technique to a roll of an automotive window glass forming line having a large heat distribution and added heat fluctuation.

本発明はこのような課題を解決するものであり、従来よりも被覆が剥離し難くまたクラックの生じ難いガラス搬送用部材およびその製造方法を提供することを目的とする。   This invention solves such a subject, and it aims at providing the member for glass conveyance which a coating | cover is hard to peel compared with the past, and a crack is hard to produce, and its manufacturing method.

以上の目的を達成するために本発明は、少なくとも一部がガラスと当接しながらガラスを搬送するガラス搬送用部材であって、前記ガラス搬送用部材は、母材と、前記母材の少なくとも搬送するガラスと対向する表面に形成された被覆層とを備え、該被覆層は、層の厚さが該被覆層の端部と前記母材との境界部分に向かって段階的に薄くなっている、または漸減している周縁領域を有することを特徴とするガラス搬送用部材を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a glass transport member that transports glass while at least a part of the glass abuts on the glass, wherein the glass transport member transports at least a base material and the base material. And a coating layer formed on the surface facing the glass, the thickness of the coating layer gradually decreasing toward the boundary between the end of the coating layer and the base material Or a glass conveying member having a gradually decreasing peripheral region.

ロール搬送の場合、母材となるロールの全周に被覆層が形成され、軸方向にロールの端に向かって被覆層の厚さが段階的に薄くなる、または漸減して被覆層の周縁領域が形成される。   In the case of roll conveyance, a coating layer is formed on the entire circumference of the roll as a base material, and the thickness of the coating layer gradually decreases toward the end of the roll in the axial direction, or gradually decreases, and the peripheral region of the coating layer Is formed.

また、本発明の一態様として、前記被覆層は、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、コージェライト、およびジルコンからなる群から選択される一成分からなることが好ましい。または、前記被覆層は、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、コージェライト、およびジルコンからなる群から選択される互いに異なる成分で少なくとも2層形成されていることが好ましい。さらに、前記母材は、シリカ質のロールであることが好ましい。また、前記被覆層の前記周縁領域を除く層の厚さは、0.01mm以上かつ0.3mm以下であることが好ましい。   Moreover, as one aspect of the present invention, the coating layer is preferably made of one component selected from the group consisting of zirconium oxide, aluminum oxide, yttrium oxide, cordierite, and zircon. Alternatively, the coating layer is preferably formed of at least two layers made of different components selected from the group consisting of zirconium oxide, aluminum oxide, yttrium oxide, cordierite, and zircon. Furthermore, the base material is preferably a siliceous roll. Moreover, it is preferable that the thickness of the layer except the said peripheral area | region of the said coating layer is 0.01 mm or more and 0.3 mm or less.

また、本発明は、母材の少なくとも搬送するガラスと対向する表面に溶射ガンを所望の溶射範囲において走査させて溶射原料を溶射して被覆層を形成するガラス搬送用部材の製造方法であって、前記溶射ガンの走査の範囲を初期の溶射から順々に狭くして前記被覆層を形成させていくことにより、前記被覆層の厚さが該被覆層の端部と前記母材との境界部分に向かって段階的に薄くなる、または漸減するように被覆層を形成することを特徴とするガラス搬送用部材の製造方法を提供する。さらに、本発明の一態様として、前記被覆層を形成した後、前記被覆層を研磨することが好ましい。   Further, the present invention is a method for manufacturing a glass conveying member, wherein a coating layer is formed by spraying a thermal spray material on a surface of a base material facing at least a glass to be conveyed to scan a thermal spray gun in a desired thermal spraying range. The coating layer is formed by narrowing the scanning range of the thermal spray gun in order from the initial thermal spray so that the thickness of the coating layer is the boundary between the end of the coating layer and the base material. There is provided a method for producing a glass conveying member, characterized in that a coating layer is formed so as to become thinner or gradually reduced toward a portion. Furthermore, as one embodiment of the present invention, it is preferable to polish the coating layer after the coating layer is formed.

以上説明したように本発明によれば以下の効果を奏する。   As described above, the present invention has the following effects.

母材と被覆層の端部との境界部分に向かって、被覆層の層の厚さが段階的に薄くなって、または漸減して形成されることにより、被覆層の端部の母材への密着強度の経時的な低下が小さくなる。すなわち、温度分布のある炉内では被覆層の端部に歪みがたまりやすいが、被膜層の端部で厚さが徐々に減じて形成されることにより歪みの部分蓄積を抑える効果があると考えられ、被覆層の母材への密着強度が確保される。そのため、母材へ強い衝撃が加えられたり、温度の昇降が頻繁に繰り返される状況で使用しても周縁領域の剥離は生じにくく、長期にわたって使用することができる。   To the base material at the end of the covering layer, the thickness of the covering layer is gradually reduced or gradually reduced toward the boundary between the base material and the end of the covering layer. The decrease in the adhesive strength with time is reduced. In other words, in a furnace with a temperature distribution, strain tends to accumulate at the end of the coating layer, but it is thought that there is an effect of suppressing partial accumulation of strain by forming the thickness gradually decreasing at the end of the coating layer. Thus, the adhesion strength of the coating layer to the base material is ensured. Therefore, even if it is used in a situation where a strong impact is applied to the base material or the temperature is frequently raised and lowered, the peripheral region is hardly peeled off and can be used for a long time.

また、従来では母材との密着力に問題があった酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、コージェライト、またはジルコンからなる被覆層を形成させることが可能となるため、耐摩耗性の高い被覆層を形成させることが可能となる。   In addition, it is possible to form a coating layer made of zirconium oxide, aluminum oxide, yttrium oxide, cordierite, or zircon, which has conventionally had a problem with adhesion to the base material, so that the coating layer has high wear resistance. Can be formed.

また、被覆層を酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、コージェライト、またはジルコンからなる互いに異なる成分で少なくとも2層から形成させることで、さらなる密着強度の向上が図れる。例えば、被覆層の第一層が熱膨張率が小さくかつ機械的強度の低いセラミックスを主体とする材料とし、第二層以上が機械的強度の大きな耐磨耗性に富んだセラミックスを主体とする材料とすることにより、被覆層の母材への密着力に加え、ガラスの摺動等に起因する磨耗や衝突に対してきわめて高い耐久性を発揮する。   Further, the adhesion strength can be further improved by forming the coating layer from at least two layers made of different components of zirconium oxide, aluminum oxide, yttrium oxide, cordierite, or zircon. For example, the first layer of the coating layer is mainly made of ceramics having a low coefficient of thermal expansion and low mechanical strength, and the second layer or more is mainly made of ceramics having high mechanical strength and high wear resistance. By using the material, in addition to the adhesion of the coating layer to the base material, it exhibits extremely high durability against wear and collision caused by glass sliding and the like.

また、ロール搬送の場合、本発明のようにシリカ質のロールを母材とし、それに被覆層を形成することにより、シリカロールの特性を活かしかつ母材と被覆層との密着強度を向上させることができるため、自動車用窓ガラス製造の加熱炉のロールとして好適に使用できる。すなわち、シリカ質からなるロール表面に密着した被覆層が形成されているため、母材からの微粒子等の脱落がなくなり、また被覆層の機械的強度が高いため、被覆層からも微粉が脱落することはないので、ガラス搬送用ロールとして用いた場合にガラスの品質低下を防ぐことができる。また、シリカ質からなるロール表面に被覆層が形成されているだけであり、従来の搬送用ロールとほぼ同じ熱特性であるため、従来の加熱炉の仕様を変更することなく設置できる。   In the case of roll conveyance, by using a siliceous roll as a base material and forming a coating layer thereon as in the present invention, the adhesive strength between the base material and the coating layer is improved by utilizing the characteristics of the silica roll. Therefore, it can be suitably used as a roll of a heating furnace for manufacturing window glass for automobiles. That is, since a coating layer that is in close contact with the surface of the roll made of siliceous is formed, fine particles and the like are not dropped from the base material, and because the mechanical strength of the coating layer is high, fine powder is also dropped from the coating layer. Since there is nothing, when it uses as a roll for glass conveyance, the quality fall of glass can be prevented. Moreover, since the coating layer is only formed on the surface of the roll made of siliceous material and has almost the same thermal characteristics as the conventional transport roll, it can be installed without changing the specifications of the conventional heating furnace.

さらに、被覆層の周縁部分を除く部分の層の厚さが0.01mm以上であると、被覆層を溶射などの簡便な方法で形成しやすく、また被覆層が0.3mm以下であると外部から力が作用した際にも被覆層が剥がれにくい。   Furthermore, when the thickness of the layer excluding the peripheral portion of the coating layer is 0.01 mm or more, it is easy to form the coating layer by a simple method such as thermal spraying, and when the coating layer is 0.3 mm or less Even when force is applied, the coating layer is difficult to peel off.

また、溶射ガンの往復走査の範囲を初期の溶射から順々に狭くして被覆層を積層させていくことで、被覆層の厚さが被覆層の端部と母材との境界部分に向かって段階的に薄くなる、または漸減するように被覆層を形成することで、本発明のガラス搬送用部材が好適に得られる。   In addition, the range of the reciprocating scan of the spray gun is narrowed sequentially from the initial spraying, and the coating layer is laminated, so that the thickness of the coating layer reaches the boundary between the end of the coating layer and the base material. Thus, the glass transport member of the present invention is suitably obtained by forming the coating layer so as to be gradually reduced or gradually reduced.

さらに、被覆層を形成した後、被覆層を研磨することにより、ガラスが被覆層と接触した際に被覆層とガラスとの摩擦を抑えることができ、被覆層の脱落を回避できる。   Further, by polishing the coating layer after forming the coating layer, friction between the coating layer and the glass can be suppressed when the glass comes into contact with the coating layer, and the falling off of the coating layer can be avoided.

以下、本発明に係るガラス搬送用部材の好ましい実施形態について詳説する。   Hereinafter, a preferred embodiment of the member for conveying a glass according to the present invention will be described in detail.

図1は本発明にかかるガラス搬送用部材のうち好適に用いられるガラス搬送用ロールの一実施形態を示す正面視した断面図である。図1に示すロール1は、母材2と、母材2の表面(少なくともガラス製品と対向する部位)を被覆するセラミックス製の被覆層3とを備えている。母材2の側面視の断面は円形をしており、ロール1の両端には金属製のエンドキャップ4が固定されている。   FIG. 1 is a cross-sectional view, as viewed from the front, showing an embodiment of a glass transport roll that is suitably used among the glass transport members according to the present invention. A roll 1 shown in FIG. 1 includes a base material 2 and a ceramic coating layer 3 that covers the surface of the base material 2 (at least a portion facing the glass product). The cross section of the base material 2 in a side view is circular, and metal end caps 4 are fixed to both ends of the roll 1.

母材2は、シリカ質からなる材料から構成されている。シリカは、金属等の他の素材と比べて、コスト面、熱的特性面、母材の高温耐久性等において優れている。さらに、母材としてシリカの代わりに、超硬合金等のサーメット、アルミナ、ジルコニア等の酸化物系セラミックス、窒化珪素、SiC等の非酸化物系セラミックス、またはカーボン等を用いてもよい。   The base material 2 is made of a material made of siliceous. Silica is superior to other materials such as metals in terms of cost, thermal characteristics, and high temperature durability of the base material. Further, instead of silica, cermet such as cemented carbide, oxide ceramics such as alumina and zirconia, non-oxide ceramics such as silicon nitride and SiC, or carbon may be used as the base material.

被覆層3は、母材表面(少なくともガラスと当接する部分)に、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、コージェライト、またはジルコンからなる群から選択され、少なくとも中間層と外層の2層で構成される。   The covering layer 3 is selected from the group consisting of zirconium oxide, aluminum oxide, yttrium oxide, cordierite, or zircon on the surface of the base material (at least the portion that comes into contact with the glass), and is composed of at least two layers of an intermediate layer and an outer layer. The

例えば図1に示すように、ロール母材2表面を被覆する第一層5は、アルミニウム、ケイ素およびマグネシウムの複合酸化物であるコージェライトおよび/またはジルコニアおよびケイ素の酸化物であるジルコンを主成分とするものが好ましい。コージェライトおよびジルコンの熱膨張率は極めて小さく、シリカロール母材等との整合性がよい。   For example, as shown in FIG. 1, the first layer 5 covering the surface of the roll base material 2 is mainly composed of cordierite which is a composite oxide of aluminum, silicon and magnesium and / or zircon which is an oxide of zirconia and silicon. Are preferred. Cordierite and zircon have a very low coefficient of thermal expansion and good consistency with a silica roll base material.

第一層5の表面を被覆するセラミックス製の第二層6は、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、酸化アルミニウムの群から選ばれる少なくともひとつの成分を主とするものが好ましい。これらのセラミックスは比較的高い機械的強度と硬さを有しており、被覆としての耐磨耗性は必然的に高く、第一層5を構成するコージェライトおよび/またはジルコンの機械的強度は、第二層を構成する酸化ジルコニウムおよび/または酸化アルミニウムに比較して大幅に低い。このため、被覆を形成する際に生じた第二層6内の高い内部応力が一定以上の大きさを超えると、第一層5内には該応力によって微小なクラック等が誘起され、第二層6に生じた内部応力は低減される。結果的に、被覆層3が剥離せず安定して長期間使用することができ、ロールからの発塵に起因するガラスの欠点も減じることが可能となる。   The ceramic second layer 6 covering the surface of the first layer 5 is preferably composed mainly of at least one component selected from the group consisting of zirconium oxide, yttrium oxide and aluminum oxide. These ceramics have relatively high mechanical strength and hardness, inevitably high wear resistance as a coating, and the mechanical strength of cordierite and / or zircon constituting the first layer 5 is , Significantly lower than the zirconium oxide and / or aluminum oxide constituting the second layer. For this reason, when the high internal stress in the second layer 6 generated when the coating is formed exceeds a certain level, a minute crack or the like is induced in the first layer 5 by the stress. The internal stress generated in the layer 6 is reduced. As a result, the coating layer 3 does not peel and can be used stably for a long period of time, and it is possible to reduce the disadvantages of glass caused by dust generation from the roll.

被覆層3は、図1に示すように、ロール母材2と被覆層3の端部との境界部分に向かって、被覆層の厚さが角度aで漸減している周縁領域が形成されている。図1では被覆層3の右端のみ図示されているが、左端も同様に被覆層の厚さが漸減して形成されている。   As shown in FIG. 1, the coating layer 3 is formed with a peripheral region in which the thickness of the coating layer gradually decreases at an angle a toward the boundary between the roll base material 2 and the end of the coating layer 3. Yes. Although only the right end of the covering layer 3 is shown in FIG. 1, the thickness of the covering layer is also gradually reduced at the left end.

被覆層3の厚さを漸減するように周縁領域が形成されることにより、被覆層3の端部の密着強度が経時的に低下することを防ぐことができる。その原因は必ずしも明らかではないが、被覆層の端部の厚さを漸減することが歪みの部分蓄積を低減する効果があるため、密着強度の低下を抑えると考えられる。すなわち、母材と被覆層に熱膨張率に差があり、さらにロールを実際に加熱炉に設置した場合に加熱時にロールの両端部が若干温度が低くなるという温度分布があることから、被覆層の端部には歪みがたまりやすくなっているが、本発明の構成とすることで歪みの部分蓄積を低減し、密着強度が確保される。   By forming the peripheral region so as to gradually reduce the thickness of the coating layer 3, it is possible to prevent the adhesion strength at the end of the coating layer 3 from decreasing with time. Although the cause is not necessarily clear, it is thought that gradually decreasing the thickness of the end portion of the coating layer has the effect of reducing the partial accumulation of strain, and therefore suppresses the decrease in adhesion strength. That is, there is a difference in the coefficient of thermal expansion between the base material and the coating layer, and when the roll is actually installed in a heating furnace, there is a temperature distribution in which both ends of the roll are slightly lowered during heating. Although the distortion tends to accumulate at the end of the film, the structure of the present invention reduces the partial accumulation of distortion and secures the adhesion strength.

よって、角度aは、45°以下の角度であることが、好ましくは30°以下の角度であることが歪みの部分蓄積を低減させるためには好ましい。   Therefore, the angle a is preferably 45 ° or less, and more preferably 30 ° or less in order to reduce the partial accumulation of strain.

また、図2に示すように、ロール母材2と被覆層3の端部との境界部分に向かって、被覆層の厚さが角度bで階段状に薄くなる周縁領域が形成されていてもよい。図2でも被覆層3の右端のみ図示されているが、左端も同様に被覆層の厚さが階段状に薄くなっていくように形成されている。角度bも同様に、45°以下の角度であることが、好ましくは30°以下の角度であることが歪みの部分蓄積を低減させるためには好ましい。また、図1、図2に示した被覆層は、中間層5と外層6の2層で形成されているが、被覆層は1層でもよい。なお、図2において、図1と同じ部位には同じ数字を添えている。   In addition, as shown in FIG. 2, even when a peripheral region where the thickness of the coating layer becomes thinner stepwise at an angle b toward the boundary portion between the roll base material 2 and the end of the coating layer 3 is formed. Good. In FIG. 2, only the right end of the covering layer 3 is shown, but the left end is similarly formed so that the thickness of the covering layer decreases stepwise. Similarly, the angle b is preferably an angle of 45 ° or less, and preferably an angle of 30 ° or less in order to reduce the partial accumulation of strain. Moreover, although the coating layer shown in FIGS. 1 and 2 is formed of two layers of the intermediate layer 5 and the outer layer 6, the coating layer may be a single layer. In FIG. 2, the same parts as those in FIG.

よって、本発明が提供するガラス搬送用ロールを自動車ガラス等を成形する設備の搬送ロール等に適用すると、実用に際しても被覆層が剥離せず安定して長期間使用することができ、ロールからの発塵に起因するガラスの欠点も減じることが可能になる。   Therefore, when the roll for transporting glass provided by the present invention is applied to a transport roll of equipment for molding automobile glass or the like, the coating layer does not peel off even in practical use and can be used stably for a long period of time. It is possible to reduce the disadvantages of glass due to dust generation.

被覆層3の周縁領域を除く厚さは0.01mm以上かつ0.3mm以下であることが好ましく、より好ましいのは0.05mm以上かつ0.2mm以下である。被覆層3の厚さが0.01mm未満であると、溶射等の簡便な方法での均質な被覆層の形成が難しくなる。一方、被覆層3の厚さが0.3mmを超えると、外部からの力が作用した際に、被覆層に大規模なクラックが生じやすくなる。   The thickness excluding the peripheral region of the coating layer 3 is preferably 0.01 mm or more and 0.3 mm or less, and more preferably 0.05 mm or more and 0.2 mm or less. When the thickness of the coating layer 3 is less than 0.01 mm, it is difficult to form a uniform coating layer by a simple method such as thermal spraying. On the other hand, if the thickness of the coating layer 3 exceeds 0.3 mm, large scale cracks are likely to occur in the coating layer when an external force is applied.

本発明のガラス搬送用部品の被覆層3は、溶射法によって形成されるのが好ましい。被覆層3は、サンドブラスト等によって表面を粗化したシリカ質の母材2に、プラズマ溶射法または高速フレーム溶射法によって形成することができる。母材2を粗化させる方法は、水ブラスト、機械的研磨等の任意の方法を用いることもできる。   It is preferable that the coating layer 3 of the glass conveying component of the present invention is formed by a thermal spraying method. The coating layer 3 can be formed on the siliceous base material 2 whose surface has been roughened by sandblasting or the like, by plasma spraying or high-speed flame spraying. As a method for roughening the base material 2, any method such as water blasting and mechanical polishing can be used.

被覆層3との密着強度を高めるために粗化したシリカ質の母材2の表面の粗さはRa(中心線平均粗さ)を0.1μm以上とするのが好ましく、より好ましくはRaを4μm以上とし、さらに好ましくはRaを6μm以上とする。   The surface roughness of the siliceous base material 2 roughened to increase the adhesion strength with the coating layer 3 is preferably Ra (centerline average roughness) of 0.1 μm or more, more preferably Ra. The thickness is 4 μm or more, and more preferably Ra is 6 μm or more.

シリカ質の母材に被覆層を溶射法により形成すると、母材との密着性が向上する。この原因は必ずしも明らかではないが、溶射により母材2の表面に飛来する原料の粒子と母材2の表面のぬれ性等の相性が従来の知られている材料の組み合わせに比べて良いことが考えられる。   When a coating layer is formed on a siliceous base material by a thermal spraying method, adhesion to the base material is improved. The cause of this is not necessarily clear, but the compatibility of the raw material particles flying to the surface of the base material 2 by thermal spraying and the wettability of the surface of the base material 2 may be better than a combination of conventionally known materials. Conceivable.

溶射作業は、ロールの両端を支持し、ロールを一定速度で回転させながら、溶射ガンをロールの軸方向にロールと一定距離を保ったまま所望の溶射範囲において往復または一方向に数回走査しながら原料粒子を溶射させることで行われる。このとき溶射ガンのロールの軸方向の走査距離を一走査毎あるいは任意の複数回以上の走査毎に短くしていき溶射する。すなわち、溶射ガンである一定距離の走査し形成した被覆層の両端部の上層に、次の溶射ガンの走査で被覆層を形成しないように、溶射ガンの走査距離を短くする。   The spraying operation is performed by supporting the both ends of the roll and rotating the roll at a constant speed while reciprocating the spray gun in the axial direction of the roll or keeping it at a constant distance in the desired spraying range or scanning several times in one direction. However, it is performed by spraying the raw material particles. At this time, thermal spraying is performed by shortening the scanning distance in the axial direction of the roll of the thermal spray gun for each scan or every arbitrary multiple scans. That is, the scanning distance of the spray gun is shortened so that the coating layer is not formed on the upper layer at both ends of the coating layer formed by scanning a certain distance of the spray gun.

この方法により、被覆層の厚さが被覆層の端部と母材との境界部分に向かって段階的に薄くなる、または漸減している周縁領域を形成させることができる。ただし、この方法に限定されるものではない。   By this method, it is possible to form a peripheral region in which the thickness of the coating layer gradually decreases or gradually decreases toward the boundary portion between the end portion of the coating layer and the base material. However, it is not limited to this method.

溶射原料は、焼結法により製造された原料を用いることが好ましい。溶融粉砕法により製造された原料を用いることは可能であるが、被覆層の緻密度等の制御が難しくなる傾向にある。被覆層が緻密になりすぎると熱衝撃等に弱くなり、粗くなりすぎると被覆層の充分な機械的強度が得られなくなる。   The thermal spray raw material is preferably a raw material manufactured by a sintering method. Although it is possible to use the raw material manufactured by the melt pulverization method, it tends to be difficult to control the density and the like of the coating layer. If the coating layer becomes too dense, it becomes weak against thermal shock or the like, and if it becomes too coarse, sufficient mechanical strength of the coating layer cannot be obtained.

被覆層3は原料が溶融した飛沫の基板への衝突、凝着、積層によって形成されるため、被覆の表面はかなりの凹凸を有しており、この大きな凹凸を残したままでは、被覆とガラスが摺動した場合に被覆の一部が脱落する可能性が低くない。したがって、形成した被覆層を研磨することが好ましい。被覆層3の表面の粗さはRaを10μm以下とするのが好ましく、より好ましくは5μm以下であり、さらに好ましいのは3.5μm以下である。表面粗さを調整する方法は、溶射後の被覆層のダイヤモンド工具等による機械的な研磨や溶射原料の微粉末化を選択することができるが、これに限定されるものではない。   Since the coating layer 3 is formed by collision, adhesion, and lamination of the droplets in which the raw material is melted, the surface of the coating has considerable irregularities. The possibility that a part of the coating will fall off when sliding is not low. Therefore, it is preferable to polish the formed coating layer. As for the roughness of the surface of the coating layer 3, it is preferable that Ra is 10 micrometers or less, More preferably, it is 5 micrometers or less, More preferably, it is 3.5 micrometers or less. The method of adjusting the surface roughness can be selected from mechanical polishing of the coating layer after spraying with a diamond tool or fine powdering of the spraying raw material, but is not limited thereto.

さらに被覆層を形成した後、溶射や仕上げ加工で被覆層内に蓄積された内部応力を開放するために、熱処理を行うことが有効である。熱処理は一般的には大気中で行うが、窒素中やアルゴン中等の非還元雰囲気でこれを実施することもできる。熱処理温度は400℃以上かつ1200℃以下であることが好ましく、より好ましいのは500℃以上かつ1000℃以下である。熱処理温度が400℃以上であると内部応力が好適に開放され、1200℃未満だと、被覆層が安定して密着する。   Further, after forming the coating layer, it is effective to perform heat treatment in order to release the internal stress accumulated in the coating layer by thermal spraying or finishing. The heat treatment is generally performed in the air, but it can also be performed in a non-reducing atmosphere such as in nitrogen or argon. The heat treatment temperature is preferably 400 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower, and more preferably 500 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower. When the heat treatment temperature is 400 ° C. or higher, the internal stress is suitably released, and when it is lower than 1200 ° C., the coating layer is stably adhered.

ロールのサイズは、設置する炉内によって変更可能であるが、一般的には径が45〜90mmであり、長さは1500〜3500mmである。図1に示しているように被覆層3は、母材2の表面すべてに設ける必要はなく、炉内へロールを設置した際に、ガラスがロール上の通過する可能性のある範囲に被覆されていればよい。被覆する範囲は、炉の種類、搬送するガラスのサイズによって適宜決定されるものである。広い範囲に被覆層4を設けておけば、搬送する様々なガラスのサイズに対応できる。例えば、ロール1のサイズが上記の範囲であれば、ロール1の搬送面の端部より10〜200mmを被覆層4を設けない領域とすれば、大体の自動車用窓ガラスのサイズをカバーできる。   The size of the roll can be changed depending on the furnace to be installed, but generally the diameter is 45 to 90 mm, and the length is 1500 to 3500 mm. As shown in FIG. 1, the coating layer 3 does not need to be provided on the entire surface of the base material 2, and is coated in a range where glass may pass on the roll when the roll is installed in the furnace. It only has to be. The range to be coated is appropriately determined depending on the type of furnace and the size of the glass to be conveyed. If the coating layer 4 is provided in a wide range, it can respond to various glass sizes to be conveyed. For example, if the size of the roll 1 is in the above range, the size of the window glass for an automobile can be covered by setting the area where 10 to 200 mm from the end of the conveying surface of the roll 1 is not provided with the coating layer 4.

以下に本発明の実施例を挙げてさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例は、本発明の提供するシリカロールの表面に被覆層の端部の層の厚さが段階的に薄くなる周縁領域を形成した場合である。比較例は、シリカロールに被覆層を従来どおり層の厚さを一定にして形成させた場合である。これらの特性を比較した結果を以下に示す。   Examples of the present invention will be further described below, but the present invention is not limited thereto. An example is a case where the peripheral area | region where the thickness of the layer of the edge part of a coating layer becomes thin in steps is formed in the surface of the silica roll which this invention provides. A comparative example is a case where a coating layer is formed on a silica roll with a constant layer thickness as usual. The results of comparing these characteristics are shown below.

(実施例)
直径55mm、長さ1500mmの同筒状の多孔質シリカ焼結体からなるシリカロールを準備し、そのシリカロールの表面を#80の研磨紙で粗化した。シリカロールを洗浄、乾燥を行った後、ロールを一定速度で回転する試料台に固定し、溶射ガンを軸方向に1400mmの距離を2往復走査することにより、シリカロールの表面に約100μm厚のコージェライトを溶射し、被覆層の第一層を形成した。
(Example)
A silica roll made of the same cylindrical porous silica sintered body having a diameter of 55 mm and a length of 1500 mm was prepared, and the surface of the silica roll was roughened with # 80 abrasive paper. After the silica roll is washed and dried, the roll is fixed to a sample stage that rotates at a constant speed, and the spray gun is scanned twice at a distance of 1400 mm in the axial direction, so that the surface of the silica roll has a thickness of about 100 μm. Cordierite was sprayed to form the first layer of the coating layer.

次いで、溶射ガンを軸方向に3往復毎に1380mm、1360mm、1340mmと溶射範囲の幅を短くして、酸化イットリウムを8%添加した酸化ジルコニウム(8YZ)の被覆層の第二層を形成した。このとき図2に示すように走査範囲の中心Cに対して、L1、L2、L3と走査範囲が短くなるように被覆層の第二層を形成した。図2では、ロールの左側のみ記載されているが右側も同様である。溶射は、プラズマ溶射法により行った。コージェライトは溶融製法により原料粉末を作成し、酸化ジルコニウムは中空球状の原料粉末を用いた。溶射後に被覆層の研磨を行い、第一層と第二層あわせて被覆層の厚さを150μmにし、研磨面のRaを0.5μmの被覆層とした。   Next, the spray gun was reduced in width by 1380 mm, 1360 mm, and 1340 mm every three reciprocations in the axial direction, and a second layer of zirconium oxide (8YZ) coating layer added with 8% yttrium oxide was formed. At this time, as shown in FIG. 2, the second layer of the coating layer was formed so that the scanning range was shortened to L1, L2, and L3 with respect to the center C of the scanning range. In FIG. 2, only the left side of the roll is shown, but the same applies to the right side. Thermal spraying was performed by a plasma spraying method. Cordierite prepared a raw material powder by a melt production method, and zirconium oxide used a hollow spherical raw material powder. After the thermal spraying, the coating layer was polished, and the thickness of the coating layer of the first layer and the second layer was 150 μm, and the Ra of the polished surface was a coating layer having a thickness of 0.5 μm.

作成したロールを自動車用窓ガラスの成形用のローラーハース炉内に設置し、実際に搬送ロールとして数日間使用した。数日間の使用後にロールを炉から取り出し、被覆層の端部の150mm程度中央よりの位置から、被覆層を含むように約10mmの立方体の試験片を数個切り出した。   The created roll was installed in a roller hearth furnace for forming window glass for automobiles, and actually used as a transport roll for several days. After use for several days, the roll was taken out from the furnace, and several cubic test pieces of about 10 mm were cut out from the center of the end of the coating layer from the center of about 150 mm so as to include the coating layer.

(比較例)
直径55mm、長さ1500mmの同筒状の多孔質シリカ焼結体からなるシリカロールを準備し、そのシリカロールの表面を#80の研磨紙で粗化した。シリカロールを洗浄、乾燥を行った後、ロールを一定速度で回転する試料台に固定し、溶射ガンを軸方向に1400mmの距離を2往復走査することにより、約100μm厚のコージェライトを溶射し、被覆層の第一層を形成した。
(Comparative example)
A silica roll made of the same cylindrical porous silica sintered body having a diameter of 55 mm and a length of 1500 mm was prepared, and the surface of the silica roll was roughened with # 80 abrasive paper. After the silica roll is washed and dried, the roll is fixed to a sample stage that rotates at a constant speed, and the spray gun is sprayed twice at a distance of 1400 mm in the axial direction to spray about 100 μm thick cordierite. The first layer of the coating layer was formed.

次いで、溶射ガンを同様に軸方向に1400mmの距離を往復走査することにより、酸化イットリウムを8%添加した酸化ジルコニウム(8YZ)の被覆層の第二層を形成した。このとき走査範囲の中心は全て同一とした。溶射は、プラズマ溶射法により行った。コージェライトは溶融製法により原料粉末を作成し、酸化ジルコニウムは中空球状の原料粉末を用いた。溶射後に被覆層の研磨を行い、第一層と第二層あわせて被覆層の厚さを150μmにし、研磨面のRaを0.5μmの被覆層とした。   Subsequently, the thermal spray gun was similarly reciprocated at a distance of 1400 mm in the axial direction to form a second layer of a zirconium oxide (8YZ) coating layer to which 8% of yttrium oxide was added. At this time, the centers of the scanning ranges were all the same. Thermal spraying was performed by a plasma spraying method. Cordierite prepared a raw material powder by a melt production method, and zirconium oxide used a hollow spherical raw material powder. After the thermal spraying, the coating layer was polished, and the thickness of the coating layer of the first layer and the second layer was 150 μm, and the Ra of the polished surface was a coating layer having a thickness of 0.5 μm.

作成したロールを自動車用窓ガラスの成形用のローラーハース炉内に設置し、実際に搬送ロールとして数日間使用した。数日間の使用後にロールを炉から取り出し、被覆層の端部の150mm程度中央よりの位置から、被覆層を含むように約10mmの立方体の試験片を数個切り出した。   The created roll was installed in a roller hearth furnace for forming window glass for automobiles, and actually used as a transport roll for several days. After use for several days, the roll was taken out from the furnace, and several cubic test pieces of about 10 mm were cut out from the center of the end of the coating layer from the center of about 150 mm so as to include the coating layer.

−密着強度と耐熱リサイクル試験−
図3に示すように、実施例、比較例の切り出した試験片を用いて密着強度を測定した。切り出した試験片をアルミニウム合金製の2つの冶具13に二液性のエポキシ接着層12を介して接着した後、冶具13をそれぞれ引張方向14に引張ることで引張試験を行った。なお、引張試験は、測定温度が室温(約20℃)であり、引張速度を毎分0.1mmとして実施した。
-Adhesion strength and heat resistance recycling test-
As shown in FIG. 3, the adhesion strength was measured using the test pieces cut out in Examples and Comparative Examples. After the cut specimen was bonded to two aluminum alloy jigs 13 via a two-component epoxy adhesive layer 12, a tensile test was performed by pulling the jigs 13 in the tensile direction 14, respectively. The tensile test was performed at a measurement temperature of room temperature (about 20 ° C.) and a tensile speed of 0.1 mm per minute.

測定の結果、実施例のシリカロールの密着強度は、2.6N/mmであった。それに比べ、比較例のシリカロールの密着強度は、測定限界以下の0.1N/mm以下であった。以上の試験によって、本発明が提供する被覆層(実施例)が試験で良好な結果を示すことを確認した。 As a result of the measurement, the adhesion strength of the silica roll of the example was 2.6 N / mm 2 . In comparison, the adhesion strength of the silica roll of the comparative example was 0.1 N / mm 2 or less, which is below the measurement limit. From the above tests, it was confirmed that the coating layers (Examples) provided by the present invention showed good results in the tests.

以上説明したとおり、本発明は、加熱炉内でガラス板を搬送するためのローラコンベアで使用されるロールに適用できる。また、ロール以外にも加熱雰囲気下で各種ガラス製品を取り扱うための装置または冶具(ガラス製部材を挟持、支持、保持または載置するための治具等)に適用できることは明らかである。また、ガラスの製造以外の用途にも適用でできる。   As described above, the present invention can be applied to a roll used in a roller conveyor for conveying a glass plate in a heating furnace. In addition to rolls, it is obvious that the present invention can be applied to an apparatus or jig for handling various glass products in a heated atmosphere (a jig for holding, supporting, holding or placing a glass member). It can also be applied to uses other than glass production.

本発明に係るロールの一実施形態を示す正面視での断面図である。It is sectional drawing in the front view which shows one Embodiment of the roll which concerns on this invention. 本発明に係るロールの他の実施形態を示す正面視での断面図である。It is sectional drawing in the front view which shows other embodiment of the roll which concerns on this invention. 被覆層の密着強度を測定するための試験方法の概略を示す側面図である。It is a side view which shows the outline of the test method for measuring the adhesive strength of a coating layer.

符号の説明Explanation of symbols

1:ロール
2:母材
3:被覆層
10: 溶射被覆
11: シリカ母材
12: エポキシ接着剤
13:アルミ製冶具
14:引張方向
1: Roll 2: Base material 3: Coating layer 10: Thermal spray coating 11: Silica base material 12: Epoxy adhesive 13: Aluminum jig 14: Tensile direction

Claims (7)

少なくとも一部がガラスと当接しながらガラスを搬送するガラス搬送用部材であって、前記ガラス搬送用部材は、母材と、前記母材の少なくとも搬送するガラスと対向する表面に形成された被覆層とを備え、該被覆層は、層の厚さが該被覆層の端部と前記母材との境界部分に向かって段階的に薄くなっている、または漸減している周縁領域を有することを特徴とするガラス搬送用部材。   A glass conveying member that conveys glass while at least part of the glass abuts against the glass, the glass conveying member comprising a base material and at least a coating layer formed on a surface of the base material facing the glass to be conveyed And the covering layer has a peripheral region in which the thickness of the layer is gradually reduced or gradually decreased toward the boundary portion between the end of the covering layer and the base material. A glass transporting member. 前記被覆層は、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、コージェライト、およびジルコンからなる群から選択される一成分からなる請求項1に記載のガラス搬送用部材。   The glass coating member according to claim 1, wherein the coating layer is made of one component selected from the group consisting of zirconium oxide, aluminum oxide, yttrium oxide, cordierite, and zircon. 前記被覆層は、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、コージェライト、およびジルコンからなる群から選択される互いに異なる成分で少なくとも2層形成されている請求項1に記載のガラス搬送用部材。   2. The glass conveying member according to claim 1, wherein the coating layer is formed of at least two layers made of different components selected from the group consisting of zirconium oxide, aluminum oxide, yttrium oxide, cordierite, and zircon. 前記母材は、シリカ質のロールである請求項1から3のいずれかに記載のガラス搬送用部材。   The said base material is a siliceous roll, The member for glass conveyance in any one of Claim 1 to 3. 前記被覆層の前記周縁領域を除く層の厚さは、0.01mm以上かつ0.3mm以下である請求項1から4のいずれかに記載のガラス搬送用部材。   The glass conveying member according to any one of claims 1 to 4, wherein a thickness of the coating layer excluding the peripheral region is 0.01 mm or more and 0.3 mm or less. 母材の少なくとも搬送するガラスと対向する表面に溶射ガンを所望の溶射範囲において走査させて溶射原料を溶射して被覆層を形成するガラス搬送用部材の製造方法であって、前記溶射ガンの走査の範囲を初期の溶射から順々に狭くして前記被覆層を形成させていくことにより、前記被覆層の厚さが該被覆層の端部と前記母材との境界部分に向かって段階的に薄くなる、又は漸減するように被覆層を形成することを特徴とするガラス搬送用部材の製造方法。   A method for manufacturing a glass conveying member that forms a coating layer by spraying a thermal spraying raw material on a surface of a base material facing at least a glass to be conveyed in a desired thermal spraying range, and scanning the thermal spraying gun By gradually reducing the range of the initial spraying to form the coating layer, the thickness of the coating layer is stepped toward the boundary between the end of the coating layer and the base material. A method for producing a glass conveying member, wherein the coating layer is formed so as to be thinned or gradually reduced. 前記被覆層を形成した後、該被覆層を研磨する請求項6に記載のガラス搬送用部材の製造方法。
The manufacturing method of the member for glass conveyance of Claim 6 which grind | polishes this coating layer after forming the said coating layer.
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