JPH01200047A - Gasket for engine exhaust system - Google Patents
Gasket for engine exhaust systemInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
皮栗上皇五凪分互
本発明は、自動車、トラック、船舶あるいはその他の各
種輸送手段のエンジンにおける排気系用のガスケットに
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to gaskets for exhaust systems in engines of automobiles, trucks, ships, and other various means of transportation.
皿米互逍歪
従来から自動車エンジンの排気マニホールド用ガスケッ
トとして、アスベストベースのものが使用されているが
、アスベストは人体に吸入されると肺癌を発生する危険
があることが指摘されるに至って、現在アスベストフリ
ーのガスケットの開発が重要課題となっている。Asbestos-based gaskets have traditionally been used as exhaust manifold gaskets for automobile engines, but it has been pointed out that asbestos can cause lung cancer if inhaled into the human body. Currently, the development of asbestos-free gaskets is an important issue.
ところで、エンジンの稼働中における排気ガスは６００
〜１０００℃にも達する高温度であるので、排気マニホ
ールドのガスケットとしてはこのような高温度に長時間
曝されても所要のシール性を保持し得る耐熱性のものが
要求される。このため、金属、黒鉛などの耐熱性の材料
からなるガスケットが提案されている。By the way, the exhaust gas when the engine is running is 600
Since the temperature is as high as 1000 DEG C., the gasket for the exhaust manifold is required to be heat resistant and capable of maintaining the required sealing performance even when exposed to such high temperatures for a long period of time. For this reason, gaskets made of heat-resistant materials such as metal and graphite have been proposed.
しかしながら金属製ガスケットや黒鉛製ガスケットを使
用した場合、それらガスケットが熱絶縁性に乏しいので
下記の理由で排気マニホールド自体に亀裂が生じる問題
がある。However, when a metal gasket or a graphite gasket is used, there is a problem in that the exhaust manifold itself cracks for the following reasons because these gaskets have poor thermal insulation properties.
亀裂が生じる理由は、前記した通り排気ガスは極めて高
温度であること、エンジン本体はそれの運転中は常に水
冷されていて意外と低温度に保持されていること、およ
び排気管の前半部はエンジン本体から少し離れているた
めにその低温度の影響を受は難くて排気ガスの高温度に
より赤熱する程に加熱されていることに起因する。すな
わち、エンジンの運転中は、排気マニホールドの全体は
高温度の排気ガスにより加熱されるが、そのエンジン本
体に近い部分は、低温度のエンジン本体へ熱が伝わって
いくために比較的に低温度となり、一方排気管に近い部
分は該排気管の温度に近い高温度となる。この結果、排
気マニホールドのエンジン本体側と排気管側との間に大
きな温度差が生じてそれに亀裂が入ることとなる。The reasons why cracks occur are that, as mentioned above, the exhaust gas is extremely high in temperature, the engine body is always water-cooled during operation and is kept at a surprisingly low temperature, and the front half of the exhaust pipe is heated by the engine. This is due to the fact that because it is a little far from the main body, it is difficult to be affected by the low temperature, but is heated to the point of red heat by the high temperature of the exhaust gas. In other words, while the engine is running, the entire exhaust manifold is heated by the high-temperature exhaust gas, but the part of the exhaust manifold that is close to the engine body has a relatively low temperature because the heat is transferred to the engine body, which is at a lower temperature. On the other hand, the portion near the exhaust pipe has a high temperature close to the temperature of the exhaust pipe. As a result, a large temperature difference occurs between the engine body side and the exhaust pipe side of the exhaust manifold, causing cracks to form there.
°を すべき−占
以上の理由から、耐熱性、熱絶縁性、並びに高温度での
シール性に優れた排気マニホールド用などの排気系用の
ガスケットの開発が大きな問題点となっている。For the above reasons, the development of gaskets for exhaust systems such as exhaust manifolds that have excellent heat resistance, thermal insulation, and sealing performance at high temperatures has become a major issue.
シ 占を °するための
本発明は、上記の問題点を解決するための手段として、
耐熱性のセラミック繊維、無Ｉ！質の結合剤、および膨
張したひる石とからなるセラミック繊維シート層、およ
び／または耐熱性のセラミック繊維、無機質の結合剤、
有機質の結合剤、および膨張したひる石とからなるセラ
ミック繊維シート層をフック鉄板の片面または両面に有
することを特徴とするエンジンの排気系用ガスケットを
提供しようとするものである。As a means for solving the above-mentioned problems, the present invention for determining the fortune telling includes:
Heat-resistant ceramic fiber, no I! a ceramic fiber sheet layer consisting of a solid binder and expanded vermiculite, and/or a heat-resistant ceramic fiber, an inorganic binder,
An object of the present invention is to provide a gasket for an engine exhaust system, which has a ceramic fiber sheet layer made of an organic binder and expanded vermiculite on one or both sides of a hook iron plate.
光皿豊立里
本発明のガスケットは、断熱性の優れたセラミック繊維
シート層を有するために排気管と排気マニホールドとの
間を断熱する作用に優れている。Since the gasket of the present invention has a ceramic fiber sheet layer with excellent heat insulation properties, it has an excellent effect of insulating the space between the exhaust pipe and the exhaust manifold.
またさらにセラミック繊維シート層は、フック鉄板のフ
ックにより該鉄板と常態並びに高温度において強固に結
合して一体化するので機械的強度にも優れている。該セ
ラミック繊維シート層は、耐熱性のセラミック繊維と無
機質の結合剤および膨張したひる石などの耐熱性の優れ
た材料からなるものであるので６００℃以上の高温度に
も耐える耐熱性を有する。Furthermore, the ceramic fiber sheet layer has excellent mechanical strength because it is firmly bonded and integrated with the iron plate by the hooks of the iron plate under normal conditions and at high temperatures. The ceramic fiber sheet layer is made of a heat-resistant material such as heat-resistant ceramic fibers, an inorganic binder, and expanded vermiculite, and therefore has heat resistance that can withstand high temperatures of 600° C. or higher.
なおセラミック繊維シート層が耐熱性のセラミック繊維
と無機質の結合剤のみで形成されている場合は、それが
高温度に加熱されたときに剛直なセラミック繊維結合物
が生成し易く、其の剛直性の故に長時間使用の場合はシ
ール性の劣化が生じることがあるが、本発明においては
膨張したひる石が配合されているので、これがクツシラ
ン作用をなしてセラミック繊維シート層の高温度での剛
直化を防止する。このために核層は長時間にわたって良
好なシール性を維持する。In addition, if the ceramic fiber sheet layer is formed only from heat-resistant ceramic fibers and an inorganic binder, a rigid ceramic fiber bond is likely to be formed when it is heated to a high temperature, and its rigidity will deteriorate. Therefore, when used for a long time, the sealing performance may deteriorate. However, since expanded vermiculite is blended in the present invention, this acts as a kutsusilane and increases the rigidity of the ceramic fiber sheet layer at high temperatures. to prevent For this reason, the core layer maintains good sealing properties over a long period of time.
また、セラミック繊維シート層に少量の有機質の結合剤
を含有せしめておくと、常態でのシートの機械的強度や
纏まり性が向上するので、それを上記の無機結合剤と併
用することも好ましい。Furthermore, if the ceramic fiber sheet layer contains a small amount of an organic binder, the mechanical strength and cohesiveness of the sheet under normal conditions will be improved, so it is also preferable to use it in combination with the above-mentioned inorganic binder.
去豊斑
以下、実施例により本発明を一層詳細に説明する。第１
図は本発明の１実施例の断面図であり、第２図は本発明
の他の実施例の断面図である。EXAMPLES The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below. 1st
The figure is a sectional view of one embodiment of the invention, and FIG. 2 is a sectional view of another embodiment of the invention.
第１図および第２図において、ｌはフック鉄板、２はセ
ラミック繊維シート層である。第１図に示す実施例は、
所謂スチールベストタイプのものであって、両面にフッ
クを有するフック鉄板１の両面にセラミック繊維シート
層２が設けられている。In FIGS. 1 and 2, 1 is a hook iron plate, and 2 is a ceramic fiber sheet layer. The embodiment shown in FIG.
This is a so-called steel vest type, and ceramic fiber sheet layers 2 are provided on both sides of a hook iron plate 1 having hooks on both sides.
第２図に示す実施例は、所謂パワーベストタイプのもの
であって、片面のみにフックを有するフック鉄板１の２
枚の間にセラミック繊維シート層２が設けられている。The embodiment shown in FIG. 2 is of the so-called power vest type, and has two hook iron plates 1 having hooks on only one side.
A ceramic fiber sheet layer 2 is provided between the sheets.
フック鉄板１としては、スチールベストやパワーベスト
用として従来から周知のものを使用することができる。As the hook iron plate 1, those conventionally known for use in steel vests and power vests can be used.
セラミック繊維シート層２は、耐熱性のセラミック繊維
と無機質の結合剤と膨張したひる石とからなる。しかし
て該耐熱性のセラミック繊維としては、アルミナシリカ
繊維、ジルコニヤ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、各
種のガラスの繊維、ロックウールなど、少なくとも６０
０℃以上の耐熱性を有するものの１種または２種以上の
混合物が用いられる。特に好ましくはアルミナシリカ繊
維、ジルコニヤ繊維、ガラス繊維などである。The ceramic fiber sheet layer 2 is made of heat-resistant ceramic fibers, an inorganic binder, and expanded vermiculite. The heat-resistant ceramic fibers include alumina silica fibers, zirconia fibers, alumina fibers, silica fibers, various glass fibers, rock wool, etc.
One or a mixture of two or more of those having heat resistance of 0° C. or higher may be used. Particularly preferred are alumina-silica fibers, zirconia fibers, glass fibers, and the like.
セラミック繊維の太さは０．１〜５０μ翔、特に１〜３
０μ鋼、長さは１〜１５０富ｍ、特に５〜１００ｆｌ程
度が好ましい。The thickness of ceramic fiber is 0.1 to 50μ, especially 1 to 3
It is preferably made of 0μ steel and has a length of 1 to 150 m, particularly about 5 to 100 fl.
無機質の結合剤としては、未硬化状態あるいは半硬化状
態において無機質であるものは勿論のこと、それらの状
態でたとえ有機質であっても結合剤として実質的に作用
する状態においては本質的に無機質であるものが用いら
れる。Examples of inorganic binders include those that are inorganic in an uncured or semi-cured state, and even if they are organic in such a state, they are essentially inorganic when they act substantially as a binder. Something is used.
しかして本発明において用いられる無機結合剤としては
、各種のセラミック化性シリコン（たとえば、関西ペイ
ント■社製ＣＥＬＡ４００や、トーレ・シリコーン■社
製ＡＹ４９−２０８など）が例示される。無機結合剤の
使用量は、セラミック繊維１００重量部あたり２０〜３
００重量部、−好ましくは５０〜２００重量部程度であ
る。Examples of the inorganic binder used in the present invention include various ceramizable silicones (for example, CELA400 manufactured by Kansai Paint Company, AY49-208 manufactured by Toray Silicone Company, etc.). The amount of inorganic binder used is 20 to 3 parts by weight per 100 parts by weight of ceramic fibers.
00 parts by weight, preferably about 50 to 200 parts by weight.
セラミック繊維シート層に少量の有機質の結合剤を含有
せしめておくと、常態でのシートの機械的強度や纏まり
性が向上するので、必要に応じてそれを上記の無機結合
剤と併用してもよい、有機質の結合剤としては、たとえ
ばＮＢＲエマルジジン、アクリルエマルジョン、ポリビ
ニルアルコール水溶液などが例示され、その使用量は、
固形分量にしてセラミック繊維１００重量部あたり３〜
３０重量部、特に５〜２０重量部程度が適当である。If a small amount of organic binder is contained in the ceramic fiber sheet layer, the mechanical strength and cohesiveness of the sheet under normal conditions will be improved, so if necessary, it can be used in combination with the above inorganic binder. Examples of good organic binders include NBR emulzidine, acrylic emulsion, polyvinyl alcohol aqueous solution, etc., and the amount used is as follows:
Solid content: 3 to 100 parts by weight of ceramic fiber
Approximately 30 parts by weight, particularly about 5 to 20 parts by weight is appropriate.
ひる石とは、バーミキュライト、膨張性雲母、真珠石な
ど、高温度に加熱されると膨張する性質を示すものであ
って、本発明においては、それの少な（とも１種が予め
熱膨張した状態で使用される。膨張したひる石としては
、平均粒径が０．０５〜２．Ｑｎ、特に０．１〜１．０
鶴程度のものが好ましい、膨張したひる石の使用量は、
セラミック繊維１００重量部あたり１０〜１００重量部
程度が適当であり、好ましくは１５〜６０重量部である
。Vermiculite is a material that exhibits the property of expanding when heated to high temperatures, such as vermiculite, expandable mica, and pearlite. Expanded vermiculite has an average particle size of 0.05 to 2.Qn, especially 0.1 to 1.0
The amount of expanded vermiculite to be used, preferably about the size of a crane, is:
Approximately 10 to 100 parts by weight per 100 parts by weight of ceramic fibers is appropriate, preferably 15 to 60 parts by weight.
セラミック繊維シートは、上記したセラミック繊維、無
機結合剤、および膨張したひる石とを予め均一に混合し
た組成物やその粥状物、またはセラミック繊維、無機結
合剤、を機結合剤および膨張したひる石とを予め均一に
混合した組成物やその粥状物を用いて製造してもよく、
また先にセラミック繊維と膨張したひる石とのみでシー
トを作製し、ついで該シートに無機結合剤または無機結
合剤と有機結合剤を塗布、含浸などして添加するように
してもよい。Ceramic fiber sheets can be made from a composition prepared by uniformly mixing the above-mentioned ceramic fibers, an inorganic binder, and expanded vermiculite, or a slurry thereof, or a composition in which ceramic fibers, an inorganic binder, an organic binder, and expanded vermiculite are mixed together in advance. It may be manufactured using a composition uniformly mixed with stone in advance or a porridge-like product thereof,
Alternatively, a sheet may be first prepared using only ceramic fibers and expanded vermiculite, and then an inorganic binder or an inorganic binder and an organic binder may be added to the sheet by coating, impregnating, etc.
セラミック繊維シートの坪量は、３００〜２０００ｇ／
ｍ”、特には４００〜１５００ｇ／ｍ２程度が好ましい
。The basis weight of the ceramic fiber sheet is 300 to 2000g/
m", particularly about 400 to 1500 g/m2.
又皿■塾来
本発明のガスケットは、断熱性、耐熱性、並びに高温度
での長時間にわたるシール性において優れており、既提
案の伝熱性ガスケットに代わって本発明のガスケットを
使用すると排気管の高温度が排気マニホールドに伝熱す
ることが効果的に防止される。また第２発明のように少
量の有機質の結合剤を無機結合剤と併用すると常態での
シートの機械的強度や纏まり性が向上し、ガスケットの
取扱が容易となる。The gasket of the present invention has excellent heat insulation properties, heat resistance, and long-term sealing performance at high temperatures, and when the gasket of the present invention is used in place of the previously proposed heat conductive gasket, the exhaust pipe heat transfer to the exhaust manifold is effectively prevented. Further, when a small amount of an organic binder is used in combination with an inorganic binder as in the second invention, the mechanical strength and cohesiveness of the sheet under normal conditions are improved, and the gasket becomes easier to handle.
実施例１
耐熱性のセラミック繊維としてアルミナシリカ繊維（太
さ：１．９μ曙、平均長さ＝７０ｆｌ、イビデン■社製
の商品名イビウールＪ）を１００重量部、無機結合剤と
してシリカエマルジョン（横浜ゴム−社製の商品名ハマ
セラコン３８４）を固形分として８０重量部、および膨
張したひる石としてヒルイシ化学工業−社製ヒルコンＳ
＃８０（平均粒径：約０．５ｍ）を４０重量部とからな
る組成物を用いて両面にフックを有するフック鉄板（厚
さ；０．２鰭）の両面にセラミック繊維シート層を形成
して、スチールベストタイプのガスケット（厚さ：１．
（Ｂｓ）を得た０両面の各セラミック繊維シート層は、
常態において平均厚さ０．１ｍ、坪量９１０ｇ／ｍ”で
あツタ。Example 1 100 parts by weight of alumina-silica fiber (thickness: 1.9 μm, average length = 70 fl, trade name Ibi Wool J manufactured by Ibiden ■) was used as a heat-resistant ceramic fiber, and silica emulsion (Yokohama) was used as an inorganic binder. 80 parts by weight of solid content of Hamacelacon 384 (trade name manufactured by Rubber Co., Ltd.) and Hirucon S manufactured by Hiruishi Kagaku Kogyo Co., Ltd. as expanded vermiculite.
A ceramic fiber sheet layer was formed on both sides of a hook iron plate (thickness: 0.2 fin) having hooks on both sides using a composition consisting of 40 parts by weight of #80 (average particle size: about 0.5 m). and a steel vest type gasket (thickness: 1.
Each ceramic fiber sheet layer on both sides obtained (Bs) is
Under normal conditions, the ivy has an average thickness of 0.1 m and a basis weight of 910 g/m.
実施例２
無機結合剤としてシリカ溶液（朝日化学工業−社製の商
品名スミセラムＰＮ２０１０）を固形分として８０重量
部使用した点においてのみ実施例１と異なるスチールベ
ストタイプのガスケットを得た。Example 2 A steel vest type gasket was obtained, which differed from Example 1 only in that 80 parts by weight of a silica solution (trade name Sumiceram PN2010, manufactured by Asahi Chemical Industries, Ltd.) was used as a solid content as an inorganic binder.
実施例３
耐熱性のセラミック繊維としてアルミナシリカ繊維（太
さ：１，９μ−１平均長さニア０ｆｌ、イビデン■社製
の商品名イビウールＪ）７０重量％とガラス繊維（太さ
８１１８ｍ、平均長さ：１３１、富士ファイバーグラス
■社製の商品名ＦＥＳ−１３）３０重量％との混合繊維
を使用した点においてのみ実施例２と異なるスチールベ
ストタイプのガスゲットを得た。Example 3 As heat-resistant ceramic fibers, 70% by weight of alumina-silica fiber (thickness: 1.9 μ-1 average length near 0 fl, trade name Ibi Wool J manufactured by Ibiden ■) and glass fiber (thickness 8118 m, average length A steel vest type gas get was obtained which differed from Example 2 only in that a mixed fiber with 30% by weight of FES-13 (trade name: FES-13) manufactured by Fuji Fiberglass ■ was used.
実施例４
片面のみにフックを有するフック鉄板（厚さ：０．２ｍ
）の２枚の間に実施例１で使用したセラミック繊維シー
ト層（常態における平均厚さおよび坪量はそれぞれ１．
４鶴、１４００ｇ／ｍ”）を設けたパワーベストタイプ
のガスケット（厚さ：１．５１）を得た。Example 4 Hook iron plate with hooks on only one side (thickness: 0.2 m
) between the two ceramic fiber sheet layers used in Example 1 (average thickness and basis weight in normal state are 1.
A power vest type gasket (thickness: 1.51) provided with 4 cranes, 1400 g/m") was obtained.
実施例５
ＮＢＲエマルジョンをその固形分量にしてアルミナシリ
カ繊維１００重量部あたり８重量部さらに加えた点にお
いてのみ実施例１と異なるスチールベストタイプのガス
ケットを得た。Example 5 A steel vest type gasket was obtained, which differed from Example 1 only in that 8 parts by weight of NBR emulsion was further added as a solid content per 100 parts by weight of alumina-silica fibers.
比較例１
実施例１とは、膨張したひる石を使用していない点にお
いてのみ異なるスチールベストタイプのガスケントを得
た。Comparative Example 1 A steel vest type gas kent was obtained which differed from Example 1 only in that expanded vermiculite was not used.
比較例２
実施例２とは、膨張したひる石を使用していない点にお
いてのみ異なるスチールベストタイプのガスケットを得
た。Comparative Example 2 A steel vest type gasket was obtained which differed from Example 2 only in that expanded vermiculite was not used.
実施例１〜５および比較例１〜２の各ガスケットを対象
として６００℃で１００ｈｒｓ加熱し、その後、下記の
シール性試験を行った。その結果は下表の通りであった
。Each gasket of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 2 was heated at 600°C for 100 hours, and then the following sealing test was conducted. The results were as shown in the table below.
シール性試験法：外径９０龍φ、内径１４ｍφのドーナ
ツ状サンプルを各シートより打抜き、１００ｋｇ／−の
圧力で両側からステンレス製フランジで締付け、内部に
空気を送り込み、０．５瞳／ｉステツプで内圧を上昇さ
せ、もれ始める圧力を測定した。もれの判定法はカニ泡
沫である。Sealing test method: A donut-shaped sample with an outer diameter of 90 mm and an inner diameter of 14 m is punched out from each sheet, tightened with stainless steel flanges from both sides at a pressure of 100 kg/-, air is pumped inside, and the sample is 0.5 pupils/i step. The internal pressure was increased and the pressure at which leakage started was measured. The method for determining leakage is crab foam.
なお、無機の結合剤のほかに有機結合剤たるＮＢＲエマ
ルジョンをも使用した実施例５のガスゲットは、常態で
のシートの機械的強度や纏まり性が良好であって、他の
実施例と比較して特に取扱性に優れていた。In addition, the gas get of Example 5, which used NBR emulsion as an organic binder in addition to the inorganic binder, had good mechanical strength and cohesiveness of the sheet under normal conditions, compared with other examples. It was particularly easy to handle.
第１図は本発明の１実施例の断面図であり、第２図は本
発明の他の実施例の断面図である。
１・・・フック鉄板、
２・・・セラミック繊維シート層。
特許出願人 三菱電線工業株式会社
日本ラインツ株式会社FIG. 1 is a sectional view of one embodiment of the invention, and FIG. 2 is a sectional view of another embodiment of the invention. 1... Hook iron plate, 2... Ceramic fiber sheet layer. Patent applicant: Mitsubishi Cable Industries, Ltd. Nippon Linez Co., Ltd.
Claims (1)
膨張したひる石とからなるセラミック繊維シート層をフ
ック鉄板の片面または両面に有することを特徴とするエ
ンジンの排気系用ガスケット。 ２、耐熱性のセラミック繊維、無機質の結合剤、有機質
の結合剤、および膨張したひる石とからなるセラミック
繊維シート層をフック鉄板の片面または両面に有するこ
とを特徴とするエンジンの排気系用ガスケット。[Claims] 1. An engine exhaust system characterized by having a ceramic fiber sheet layer made of heat-resistant ceramic fibers, an inorganic binder, and expanded vermiculite on one or both sides of a hook iron plate. gasket. 2. A gasket for an engine exhaust system, characterized by having a ceramic fiber sheet layer made of heat-resistant ceramic fibers, an inorganic binder, an organic binder, and expanded vermiculite on one or both sides of a hook iron plate. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2477788A JP2574164B2 (en) | 1988-02-03 | 1988-02-03 | Gasket for engine exhaust system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2477788A JP2574164B2 (en) | 1988-02-03 | 1988-02-03 | Gasket for engine exhaust system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01200047A true JPH01200047A (en) | 1989-08-11 |
| JP2574164B2 JP2574164B2 (en) | 1997-01-22 |
Family
ID=12147606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2477788A Expired - Fee Related JP2574164B2 (en) | 1988-02-03 | 1988-02-03 | Gasket for engine exhaust system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2574164B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002257240A (en) * | 2001-02-28 | 2002-09-11 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Gasket |
-
1988
- 1988-02-03 JP JP2477788A patent/JP2574164B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002257240A (en) * | 2001-02-28 | 2002-09-11 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Gasket |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2574164B2 (en) | 1997-01-22 |
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