JP4695035B2 - 中詰めブロック、雨水貯留浸透槽、及び、中詰めブロック製造方法 - Google Patents

中詰めブロック、雨水貯留浸透槽、及び、中詰めブロック製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、雨水を貯留又は地中に浸透させる等のために用いられる雨水貯留浸透槽用の中詰めブロック、雨水貯留浸透槽、及び、雨水貯留浸透槽用の中詰めブロック製造方法に関する。
地中に雨水貯留用の部材を埋設し、一時的に雨水等を貯留する雨水貯留浸透槽が開発されている。(例えば、特許文献1参照)。このような雨水貯留浸透槽では、土中に埋設されているため、雨水貯留浸透槽用の構成部材に対して上載荷重がかかるため、所定以上の強度が必要とされる。また、施工中、及び、地震などによる衝撃に耐えるための、耐衝撃性も必要である。
一方、雨水貯留浸透槽は、一般的に広い面積の土地に設置され、雨水貯留浸透槽用の構成部材が大量に使用されることから、構成材料のコストダウンが求められる。
特公平4−26648号公報
本発明は、上記事実を考慮してなされたものであり、所定以上の剛性と耐衝撃性を維持しつつ、安価に製造することの可能な雨水貯留浸透槽用の中詰めブロック、雨水貯留浸透槽、及び、雨水貯留浸透槽用の中詰めブロック製造方法を提供することを課題とする。
請求項1に記載する本発明の雨水貯留浸透槽用の中詰めブロックは、ポリプロピレンのホモポリマーと、ポリプロピレン及びポリエチレンの各々を30重量%以上含む使用済みプラスチック材料とが重量比5:5乃至3:7の割合で混合されているポリプロピレンのブロックコポリマーを含んで構成されたものである。
前述のように、雨水貯留浸透槽用の中詰めブロックには、剛性と耐衝撃性とが要求される。一般的に、ポリプロピレンのホモポリマー(以下「ホモPP」という)は、安価で高剛性であるが、耐衝撃性が低いという特性を有している。一方、ポリプロピレンのブロックコポリマー(以下「ブロックPP」という)は、耐衝撃性は高いが、ホモPPと比較して剛性がやや低く、高価であるという特性を有している。
そこで、本発明の中詰めブロックは、ブロックPPについて使用済みプラスチックを重量割合50%以上の混合したものを用いる。したがって、ブロックPPを比較的安価に製造することができる。また、上記重量割合で材料を配合することにより、耐衝撃性、剛性を高く維持することができる。
なお、前記ブロックPPは、各種充填剤を充填したもの、例えば、耐光性を高めるためのカーボンブラックを充填したものであってもよい。
請求項2に記載する本発明の中詰めブロックは、前記使用済みプラスチック材料が、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、及びポリエステルの少なくとも1つを含んでいるものであってもよい。
本発明の中詰めブロックは、請求項3に記載のように、前記使用済みプラスチック材料として、リサイクルペレットを使用することができる。
請求項4に記載する本発明の雨水貯留浸透槽は、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の中詰めブロックを用いて構成されている。
雨水貯留浸透槽は比較的広い面積で設置されるため、前述のように、安価な中詰めブロックを用いて構成することにより、製造コストを効果的に抑制することができる。また、本発明の中詰めブロックを用いているので、耐衝撃性、剛性を高く維持することができる。
請求項5に記載する本発明の雨水貯留浸透槽用の中詰めブロック製造方法は、ポリプロピレンのホモポリマーと、ポリプロピレン及びポリエチレンの各々を30重量%以上含む使用済みプラスチック材料とを、重量比5:5乃至3:7の割合で加熱混合する混合工程と、前記混合工程で混合された材料を射出成形する射出成形工程と、を含むものである。
本発明の中詰めブロック製造方法によれば、使用済みプラスチック材料を用いて、安価に中詰めブロックを製造することができる。
本発明は、請求項6に記載のように、前記使用済みプラスチック材料として、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、及びポリエステルの少なくとも1つを含んでいるものを用いることができる。
また、本発明は、請求項7に記載のように、前記使用済みプラスチック材料として、リサイクルペレットを用いることができる。
以上説明したように、本発明の中詰めブロック、雨水貯留浸透槽、及び、中詰めブロック製造方法によれば、所定以上の剛性と耐衝撃性を維持しつつ、安価に製造することができる。
本発明における雨水貯留浸透槽用の中詰めブロック、雨水貯留浸透槽、及び、中詰めブロック製造方法を図面に基づき説明する。
図1に示されるように、雨水貯留浸透槽10は、地中Gに埋設されるものである。雨水貯留浸透槽10は、設置された状態では、保護マット12を介してゴム製の遮水シート14上に載置されており、側面下部が遮水シート14によって覆われると共に、側面上部及び上面が透水シート15によって覆われる。また、側面には、導入管16及び排水管18が接続される。
地中Gの雨水貯留浸透槽10は、導入管16によって集水した雨水を下部で貯留する一方、上部では一次的に貯留した後に徐々に地中Gに浸透させて排出するようになっており、河川への急激な雨水流入を防いでいる。また、雨水貯留浸透槽10が満水に近い状態になった場合には、排水管18を介して上部から排水するようになっている。
雨水貯留浸透槽10は、図2に示される中詰めブロック20、及び、図5に示される雨水貯留浸透槽用の補助部材40(以下、単に「補助部材」という)による組立体であり、中詰めブロック20が互いに隣接して(隣り合って)複数個並設されると共に上下方向に積み重ねられながら連結され、これに補助部材40が一部連結されて形成される。
なお、図2に示される中詰めブロック20は、雨水貯留浸透槽10の大部分を構成する標準サイズ(フルサイズ)であり、図5に示される補助部材40は、雨水貯留浸透槽10の側部に一部適用されるクオータサイズである。
本実施形態の中詰めブロック20及び補助部材40の材料として、一般的な候補となるバージンのホモPP及びバージンのブロックPPの基礎物性は[表1]に示すとおりである。
Figure 0004695035
[表1]から明らかなように、ホモPPは、高剛性であるが衝撃性が低いという特性を有している。一方、ブロックPPは、耐衝撃性は高いが、ホモPPと比較して剛性がやや低いという特性を有している。また、一般的に、ブロックPPは、ホモPPと比較して高価である。
そこで、図2及び図5に示される中詰めブロック20及び補助部材40は、ポリプロピレンのホモポリマーと、ポリプロピレン及びポリエチレンの各々を30%以上含む使用済みプラスチック材料とが重量比5:5乃至3:7の割合で混合されたブロックPPを用いる。使用済みプラスチック材料は、バージンのプラスチック材料と比較して安価であるため、製造コストを低くすることができる。また、ブロックPPであれば、ホモPPと比較して高い耐衝撃性を発揮することができる。さらに、容器包装リサイクル法に基づいてリサイクルペレットとして再生された原料を用いることにより、環境負荷を軽減することもできる。
なお、使用済みプラスチック材料としては、容器リサイクルペレットやその他のリサイクルペレットを用いることができる。容器リサイクルペレットであれば、安価に購入することができると共に、容易に取り扱うことができる。
また、使用済みプラスチック材料は、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、及びポリエステルの少なくとも1つを含んでいるものであってもよい。容器リサイクルペレットとしては、これらの物質を含むものを安価に入手することができると共に、雨水貯留浸透槽のように、地中に埋設するものに使用する材料は、食品や飲料水の容器に要求されるような高い衛生性を要求されないため、前述の物質を含むものであってもよい。
また、ブロックPPには、充填剤としてカーボンブラックを1〜3%加えて耐光性を高めてもよい。なお、設置場所が高温になる場所ではないため、酸化防止剤は加えなくてもよい。
中詰めブロック20及び補助部材40は、射出成形法によって中空の略箱状に一体成形されている。中詰めブロック20及び補助部材40の厚さは、均一であり、製品1個当たりの重量及び機械的な強度等を考慮して2mm〜3mmとするのが好ましい。
図2及び図3には、標準サイズの中詰めブロック材20が示されている。なお、図中において、中詰めブロック20の長手方向を矢印Lで、中詰めブロック20の長手方向に直角な方向を幅方向として矢印Wで、中詰めブロック20の高さ方向を矢印Hでそれぞれ示す。
図2及び図3に示されるように、標準サイズの中詰めブロック20は、枠状、すなわち、筒状の側壁部22、24を有すると共に、側壁部22、24の上端部22A、24A同士を連結する天板部26を有する。側壁部22は、中詰めブロック20の長手方向(矢印L方向)の両側を構成し、側壁部24は、中詰めブロック20の幅方向(矢印W方向)の両側を構成している。
中詰めブロック20を下側から見た斜視図である図4に示されるように、側壁部22、24は、側壁部22、24の下側に配置される側壁下端部22B、24Bが開口部25とされ、この開口部25の形状は、線対称形状とされる。
ここで、中詰めブロック20の側壁下端部22B、24Bにおける長手方向(矢印L方向)の長さ寸法Aは、本実施形態ではA=1000mm、中詰めブロック20の側壁下端部22B、24Bにおける幅方向(矢印W方向)の幅寸法Bは、本実施形態ではB=500mm、すなわち、A:B=2:1となっている。また、図2に示される中詰めブロック20の高さ方向(矢印H方向)の高さ寸法Cは、本実施形態では、C=400mmとなっている。中詰めブロック20を以上のようなサイズの形状とすることで、作業者が手で中詰めブロック20を並べて積み重ねていく場合の施工時における作業効率を良好にすることができる。
図2及び図3に示されるように、側壁部22、24は、上端部22A、24A側に向かうに従い上端部22A、24A側から天板部26側へ向かう方向(内向き方向)へ傾斜している。
また、図2に示されるように、側壁下端部22B、24Bは、外向きにJ字状に湾曲成形されている。このようにすることで、側壁部22、24の成形ひずみを抑えると共に、側壁部22、24の強度を補強している。なお、雨水貯留浸透槽10(図1参照)の設置時において、中詰めブロック20は、側壁下端部22B、24B側が下側となるように配置される。
図2及び図3に示されるように、側壁部22、24の上端部22A、24A同士を連結する天板部26は、平面視での形状が線対称形状とされている。天板部26は、中詰めブロック20の配置時に水平な上面を形成する複数(本実施形態では8個)の頂部30Aを備え、これら頂部30Aは、雨水貯留浸透槽10(図1参照)の施工時には作業用足場を兼ねる。各頂部30Aには、雨水流通孔として複数の貫通孔37が貫通形成されており、中詰めブロック20の設置時には雨水を流通させるための流通部とされる。
中詰めブロック20の設置時に上方側へ向けられる天板部26の一部として、溝板部26Aが設けられている。溝板部26Aには、溝部31が天板部26を二等分して形成されており、溝部31の長手方向は、中詰めブロック20の長手方向(矢印L方向)と一致している。この溝部31は、図4に示される側壁下端部22B、24Bを嵌入可能な形状とされており、上段に配置される中詰めブロック20の連結用とされる。図2に示されるように、溝部31の溝底面31Cは、頂部30Aと段差によって区画され、中詰めブロック20の配置時に上方に向いた水平面を形成する。
図2及び図3に示されるように、側壁部22における中詰めブロック20の幅方向(矢印W方向)の中央部は、円弧状(半円状)に内向きに入り込んで柱状とされた湾曲部22Cとなっている。
側壁部24の一部には、上端部24Aから側壁下端部24Bへ延びる凹状の柱部36が複数(本実施形態では計6本)設けられており、これらの柱部36は、溝部31の幅方向端部31Aまで内向きに入り込んで溝部31の幅を短くしている。なお、溝部31の幅方向は、中詰めブロック20の幅方向(矢印W方向)と同じ方向である。
ここで、図3に示される柱部36の内向き(中詰めブロック20の幅方向(矢印W方向)内側向きと同じ向き)への入り込み(奥行き)の寸法D(以下、「入り込み寸法D」という。)は、本実施形態では、100mm≦D≦150mmとなっており、入り込み寸法Dと中詰めブロック20の幅寸法Bとの関係が1/5≦D/B≦3/10、入り込み寸法Dと図2に示される中詰めブロック20の高さ寸法Cとの関係が1/4≦D/C≦3/8となっている。このような関係にある形状は、耐座屈性に優れている。柱部36は、溝部31を挟んで対称となる位置に設けられ、それぞれ中詰めブロック20の長さ方向(矢印L方向)に等間隔で3本ずつ設けられている。
図4に示されるように、側壁下端部24B側では、柱部36の側壁下端部24Bを連結する底板部38が設けられている。底板部38は、本実施形態では、略矩形の平板状とされる。中詰めブロック20の設置状態では、被支持部の一部を形成して被支持部の面積を大きくしている。なお、この底板部38が設けられることで、成形時における柱部36の曲がりを防ぐことができる。
図2及び図3に示されるように、溝部31は、長さ方向(矢印L方向と同じ方向)の端部寄り、及び、長さ方向の中央部寄りが幅狭とされた幅狭部31Bとされており、上段に配置する中詰めブロック20における柱部36の側壁下端部24Bが嵌入可能な形状となっている。また、溝部31の長さ方向の中央部は、湾曲部22Cの側壁下端部22Bが嵌入可能な形状となっている。
天板部26には、頂部30Aから見て中詰めブロック20の幅方向(矢印W方向)外側に支持部32が設けられている。支持部32は、頂部30Aと段差によって区画され、溝部31の溝底面31Cと同じ高さ位置となっている。また、中詰めブロック20の配置状態では、支持部32は、上方に向いた水平面を形成し、本実施形態では、中詰めブロック20の長さ方向(矢印L方向)に延びる略矩形平面を備える。中詰めブロック20の積み重ね状態では、上段に配置される中詰めブロック20の柱部36における側壁下端部24Bの一部が、下段に配置される中詰めブロック20の支持部32に支持されるようになっている(図6参照)。
なお、天板部26の内面(中詰めブロック20の設置時に下方側へ向けられる面)には、図4に示されるような板状の補強リブ39が縦横に設けられている。また、図2に示されるように、側壁部22、24では、鉛直荷重に対する強度に影響が少ない部分に点検孔としての窓部22W、24Wが貫通形成されている。これらの窓部22W、24Wから雨水貯留浸透槽10(図1参照)内の状態(土砂による目詰まりの有無等)を目視で点検することができるようになっている。
図5に示されるクオータサイズの補助部材40は、高さ方向(矢印H方向)の寸法が図2に示される標準サイズの中詰めブロック20の高さ寸法Cと等しく、長手方向(矢印L方向)の寸法及び幅方向(矢印W方向)の寸法は、いずれも標準サイズの中詰めブロック20の約1/2のサイズである。その他の構成については、標準サイズの中詰めブロック20とほぼ同様の構成であるので、同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。
次に、上記構成の中詰めブロック20、及び、補助部材40の製造方法について説明する。
まず、ホモPP及び使用済みプラスチックをプラスチック配合装置へ投入する。また、充填剤を用いる場合には、充填剤も投入する。このときの配合比率は、重量比で、ホモPP:使用済みプラスチック、を5:5乃至3:7とする。そして、これらを混合し、溶融するために加熱する。これにより、ホモPP及び使用済みプラスチックは、溶融混合され、溶融されたブロックPPが作成される。このブロックPPを上記構成の中詰めブロック20、補助部材40の形成用金型へ射出して射出成形する。
このように、使用済みプラスチック材料を用いることにより、安価に中詰めブロック20、補助部材40を製造することができる。
次に、複数個の中詰めブロック20(図2参照)を互いに隣接して複数個並設させると共に上下方向に積み重ね、補助部材40(図5参照)を一部適用して雨水貯留浸透槽10(図1参照)を形成する手順、及び、上記実施形態の作用について、図6〜図8を参照しながら説明する。なお、図6〜図8では、雨水貯留浸透槽10(図1参照)の設置場所のコーナー付近に配置される中詰めブロック20、補助部材40(図2及び図5参照)のみを図示し、他の図示を省略する。
まず、図6に示されるように、保護マット12上に、複数個の中詰めブロック20を同じ向きに向けて(中詰めブロック20の長手方向が同一方向になるように)並設させる。これらの中詰めブロック20は、雨水貯留浸透槽10(図1参照)を形成するために積み重ねられる中詰めブロック20の第1段(最下段)となる。
次に、図7に示されるように、第1段(最下段)に配置される中詰めブロック20に対して長手方向の向きを90°変えて第2段(上段)となる中詰めブロック20を積み重ねる。ここで、図8には、第1段(最下段)における中詰めブロック20の配置(図中の切欠よりも左上部分)、及び、第2段(上段)における中詰めブロック20の配置(図中の切欠よりも右下部分)が模式的に示されている。図8に示されるように、本実施形態では、第2段(上段)に配置される中詰めブロック20が、第1段(最下段)に配置される3個又は6個の中詰めブロック20に跨るように積み重ねられて配置される。
このとき、図6に示される第1段(最下段)に配置される中詰めブロック20の溝部31に、図7に示される第2段(上段)に配置されて互いに隣接する中詰めブロック20の側壁下端部22B(図2参照)が2枚嵌入される。また、第2段(上段)に配置される中詰めブロック20の側壁下端部24B及び底板部38が、第1段(最下段)に配置される中詰めブロック20の溝部31及び支持部32に支持される。
標準サイズの中詰めブロック20を本実施形態のように積み重ねた場合、図7に示される第2段(上段)には、第1段(最下段)で雨水貯留浸透槽10(図1参照)の側部を構成する中詰めブロック20の上方に、細長の積み残し部分が発生するので、この部分に図8に示されるように、クオータサイズの補助部材40を配置する。
次に、第2段(下段)に配置される標準サイズの中詰めブロック20に対して、長手方向の向きを90°変えて第3段(上段)となる標準サイズの中詰めブロック20を積み重ねる(図示省略)。第3段となる中詰めブロック20の配置向きは、第1段に配置された中詰めブロック20の配置向きと同様とされ、第1段に配置された中詰めブロック20と、第3段に配置される中詰めブロック20とは、平面視では同様の配置となる。
以下同様に、奇数段に配置される標準サイズの中詰めブロック20と偶数段に配置される標準サイズの中詰めブロック20とが、交互に長手方向の向きを90°変えて積み重ねられ、偶数段に一部クオータサイズの補助部材40を配置することで、雨水貯留浸透槽10(図1参照)が形成される。
このように複数個の中詰めブロック20、補助部材40が組み立てられて形成される雨水貯留浸透槽10(図1参照)において、図7に示される各中詰めブロック20は、凹状の柱部36が溝部31の幅方向端部31A(図2参照)まで内向きに入り込んで溝部31の幅を短くしているので、下段の中詰めブロック20に作用する鉛直荷重によるモーメントを抑えることができ、結果として中詰めブロック20が座屈しにくくなる。また、仮に中詰めブロック20のサイズを大きくしても鉛直荷重によるモーメントを抑えることができるので、中詰めブロック20のサイズの制約が少なくなる。
また、上段における中詰めブロック20の底板部38を下段における中詰めブロック20の溝部31や支持部32に支持させることができるので、荷重が分散される。このため、局部的に大きな荷重が作用することが抑制され、応力集中を防げる。
さらに、溝部31に側壁下端部22Bが広範囲で面接触すると共に、図2に示される頂部30Aの側面に側壁下端部24Bが面接触することで、水平荷重に対する破壊強度が高い。
さらにまた、図8に示されるように、上段に配置される中詰めブロック20が、下段に配置される3個又は6個の構成部材に跨るように積み重ねられるので、中詰めブロック20同士を互いに強く拘束させることができる。
なお、上記実施形態と同様の中詰めブロック20を用いて上記実施形態とは異なる積み重ね構造を適用してもよい。
また、上記実施形態では、図1に示されるように、雨水貯留浸透槽10の下部が遮水シート14上によって覆われ、上部が透水シート15によって覆われており、下部で貯留機能を果たし、上部で浸透機能を果たす場合について説明したが、雨水貯留浸透槽10の全体を遮水シート14で覆って貯留槽としたり、雨水貯留浸透槽10の全体を透水シート15で覆って浸透槽としたりしてもよい。
さらに、本発明の中詰めブロックは、上記実施形態における構成に限定されるものではなく、雨水貯留浸透槽に用いられる、あらゆる構成の中詰めブロックに適用することができる。
次に、本発明の中詰めブロックに用いられるブロックPPを、以下のように作成した。
容器リサイクルペレット(以下「容リペレットA」という)として、次の組成のものを用いた。ホリプロピレン:45%、ポリエチレン:45%、ポリスチレン:5%、ポリエステル:5%。この容リペレットAの物性を[表2]に示す。
Figure 0004695035
バージンのホモPPと、容リペレットAとを、重量比8:2で配合したものを比較例1とし、バージンのホモPPと、容リペレットAとを、重量比6:4で配合したものを実施例1とする。この配合比率で各々試験ブロックPP片を作成し、物性値を測定したところ[表3]の結果を得た。
Figure 0004695035
表3より、比較例1の試験ブロック片は、衝撃強度がバージンのホモPPよりも小さく、容リペレットAを混合しても耐衝撃性を向上させることができなかった。一方実施例1の試験ブロック片は、衝撃強度がバージンのホモPPよりも大きくなっている。また、実施例1の試験ブロック片は、曲げ強さ、曲げ弾性率がバージンのブロックPPよりも小さいが、引張降伏強さがブロックPPよりも大きく、中詰めブロックとして十分な剛性を備えていると考えられる。
本発明の実施形態に係る雨水貯留浸透槽を地中に埋設した状態を示す概略断面図である。 本発明の実施形態に係る雨水貯留浸透槽用の構成部材(標準サイズ)を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る雨水貯留浸透槽用の構成部材(標準サイズ)を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る雨水貯留浸透槽用の構成部材(標準サイズ)を下側から見た状態で示す斜視図である。 本発明の実施形態における雨水貯留浸透槽用の構成部材(クオータサイズ)を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る雨水貯留浸透槽用の構成部材を保護マット上に複数個並設させた状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る雨水貯留浸透槽用の構成部材(標準サイズ)を第1段に配置される構成部材の上に積み重ねた状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る雨水貯留浸透槽用の構成部材の配置を模式的に示した平面図である。(図中の切欠よりも左上部分は、第1段の構成部材を示し、図中の切欠よりも右下部分は、下から第2段の構成部材を示す。)
符号の説明
10 雨水貯留浸透槽
20 中詰めブロック
22 側壁部
22A 上端部
22B 側壁下端部
24 側壁部
24A 上端部
24B 側壁下端部
25 開口部
26 天板部
26A 溝板部
31 溝部
31A 幅方向端部
31C 溝底面
32 支持部
36 柱部
38 底板部
40 補助部材

Claims (7)

  1. ポリプロピレンのホモポリマーと、ポリプロピレン及びポリエチレンの各々を30重量%以上含む使用済みプラスチック材料とが重量比5:5乃至3:7の割合で混合されているポプロピレンのブロックコポリマーを含んで構成された、雨水貯留浸透槽用の中詰めブロック。
  2. 前記使用済みプラスチック材料は、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、及びポリエステルの少なくとも1つを含んでいること、を特徴とする請求項1に記載の中詰めブロック。
  3. 前記使用済みプラスチック材料が、リサイクルペレットであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の中詰めブロック。
  4. 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の中詰めブロックを用いて構成された雨水貯留浸透槽。
  5. ポリプロピレンのホモポリマーと、ポリプロピレン及びポリエチレンの各々を30重量%以上含む使用済みプラスチック材料とを、重量比5:5乃至3:7の割合で加熱混合する混合工程と、
    前記混合工程で混合された材料を射出成形する射出成形工程と、
    を含む、雨水貯留浸透槽用の中詰めブロック製造方法。
  6. 前記使用済みプラスチック材料は、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、及びポリエステルの少なくとも1つを含んでいること、を特徴とする請求項5に記載の中詰めブロック製造方法。
  7. 前記使用済みプラスチック材料が、リサイクルペレットであることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の中詰めブロック製造方法。
JP2006202839A 2006-07-26 2006-07-26 中詰めブロック、雨水貯留浸透槽、及び、中詰めブロック製造方法 Expired - Fee Related JP4695035B2 (ja)

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