JPH045412A - 繊維セラミックおよびそれを用いた排ガスフィルタ - Google Patents
繊維セラミックおよびそれを用いた排ガスフィルタInfo
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- JPH045412A JPH045412A JP2107235A JP10723590A JPH045412A JP H045412 A JPH045412 A JP H045412A JP 2107235 A JP2107235 A JP 2107235A JP 10723590 A JP10723590 A JP 10723590A JP H045412 A JPH045412 A JP H045412A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は 繊維セラミック内にペロブスカイト型結晶を
析出させたセラミック材礼 およびこの材料を用いたデ
ィーゼルエンジンなどの排ガス中の微粒子（パーティキ
ュレート）を除去し そのままパーティキュレートを焼
却し再生（リジェネレーション）することのできる排ガ
スフィルタに関する。
析出させたセラミック材礼 およびこの材料を用いたデ
ィーゼルエンジンなどの排ガス中の微粒子（パーティキ
ュレート）を除去し そのままパーティキュレートを焼
却し再生（リジェネレーション）することのできる排ガ
スフィルタに関する。
従来の技術
耐熱性無機繊維とセラミック原料粉末から焼成して得ら
れる繊維セラミックにチタン酸塩を複合するものがすで
に提案されていも これはチタン酸ストロンチウムなど
のチタン酸塩の粉末を配合するもので耐熱性無機繊維と
セラミック原料粉末とともに抄造してシートを作成する
ものである。
れる繊維セラミックにチタン酸塩を複合するものがすで
に提案されていも これはチタン酸ストロンチウムなど
のチタン酸塩の粉末を配合するもので耐熱性無機繊維と
セラミック原料粉末とともに抄造してシートを作成する
ものである。
さらにこのシートをコルゲートハニカム形状に成形し
ハニカムセルの開口端を交互にプラグ原料で封止したの
ち焼成して排ガスフィルタを構成している。この排ガス
フィルタはディーゼルエンジンの排ガスに含まれる煤な
どのパーティキュレートを除去するためのものであって
捕集したパーティキュレートをそのまま焼却再生できる
というものである。
ハニカムセルの開口端を交互にプラグ原料で封止したの
ち焼成して排ガスフィルタを構成している。この排ガス
フィルタはディーゼルエンジンの排ガスに含まれる煤な
どのパーティキュレートを除去するためのものであって
捕集したパーティキュレートをそのまま焼却再生できる
というものである。
繊維セラミックは耐熱性無機繊維が積層した構造であっ
て、フェルトもしくは化学濾紙と同様の構造を持ってお
り、骨格を形成している耐熱性無機繊維の各交点に主と
してセラミック原料粉末が凝集し 焼成によって耐熱性
無機繊維とともに焼結結合した構造となっている。従っ
て、極めて多孔性に富んでおり、フィルタ材料として優
れた性能を有しているものである。
て、フェルトもしくは化学濾紙と同様の構造を持ってお
り、骨格を形成している耐熱性無機繊維の各交点に主と
してセラミック原料粉末が凝集し 焼成によって耐熱性
無機繊維とともに焼結結合した構造となっている。従っ
て、極めて多孔性に富んでおり、フィルタ材料として優
れた性能を有しているものである。
発明が解決しようとする課題
従来例のように耐熱性無機繊維と焼結するセラミック原
料粉末に加えてチタン酸塩などの粉末を配合することは
耐熱性無機繊維で形成されている空隙をセラミック原料
粉末や、チタン酸塩粉末で埋める結果 多孔性が低下し
て例えばガスの通過抵抗が上昇してフィルタ材料として
の性能低下を招いてい九 これを防ぐためにセラミック原料粉末の一部をチタン酸
塩粉末で置き換えることが可能である力丈この場合は耐
熱性無機繊維同士の結合が不十分となるた取 材料の強
度低下につながるものであった 課題を解決するための手段 本発明（よ 耐熱性無機繊維とセラミック原料粉末にペ
ロブスカイト型の結晶を析出し得るガラスを配合して抄
造したのち焼成して繊維セラミックを得ることによって
上記問題点を解決したのである。
料粉末に加えてチタン酸塩などの粉末を配合することは
耐熱性無機繊維で形成されている空隙をセラミック原料
粉末や、チタン酸塩粉末で埋める結果 多孔性が低下し
て例えばガスの通過抵抗が上昇してフィルタ材料として
の性能低下を招いてい九 これを防ぐためにセラミック原料粉末の一部をチタン酸
塩粉末で置き換えることが可能である力丈この場合は耐
熱性無機繊維同士の結合が不十分となるた取 材料の強
度低下につながるものであった 課題を解決するための手段 本発明（よ 耐熱性無機繊維とセラミック原料粉末にペ
ロブスカイト型の結晶を析出し得るガラスを配合して抄
造したのち焼成して繊維セラミックを得ることによって
上記問題点を解決したのである。
繊維の表面に析出したペロブスカイト型の結晶は高い誘
電率を持つものであるた敢 この材料を用いて構成した
フィルタ（よ ディーゼルエンジンの排ガス中のパーテ
ィキュレートを除去して、捕集したパーティキュレート
をそのままフィルタ上でマイクロ波を照射し 焼却して
再生できることを特徴とする。
電率を持つものであるた敢 この材料を用いて構成した
フィルタ（よ ディーゼルエンジンの排ガス中のパーテ
ィキュレートを除去して、捕集したパーティキュレート
をそのままフィルタ上でマイクロ波を照射し 焼却して
再生できることを特徴とする。
作用
上記のようにペロブスカイト型の結晶を析出するガラス
を添加した繊維セラミック（よ その焼成過程において
ガラスが溶融して骨格繊維の表面を覆って結晶化するた
八 骨格繊維によって構成されている空隙を埋めてガス
などの通過抵抗を増加させることの無いものである。
を添加した繊維セラミック（よ その焼成過程において
ガラスが溶融して骨格繊維の表面を覆って結晶化するた
八 骨格繊維によって構成されている空隙を埋めてガス
などの通過抵抗を増加させることの無いものである。
実施例
以下に本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
平均繊維径が約３μｍで、 ０．１〜１０ｍｍの長さに
チョップしたアルミノシリケート繊維２０重量部を水１
０００重量部に十分に分散させて懸濁させた −人 セ
ラミック原料粉末としてセリサイト粘土１５重量感 お
よびＢａｄ−Ｔｉｌｔ −ＡｌａＯｓ −３１０２Ｍｇ
０−Ｂ２０ｓ系のガラスを粉砕したもの１２重量部を水
５０重量部に懸濁させた この繊維懸濁液とセラミック
原料粉末の懸濁液を撹拌しつつ混合し九次に有機質結合
剤として酢酸ビニル−アクリル共重合エマルジョン溶液
を１重量部加えて十分に撹拌混合させたの板 高分子凝
集剤を添加してアルミノシリケート織縁 セリサイト粘
土、有機質結合剤を互いに凝集させフロック状の懸濁液
とじ九こうして得られた凝集懸濁液を水で３０００重量
部に希釈したの板 通常の長網式抄紙機で抄造してシー
ト状の前駆体を作成した 一方、粉砕したアルミノシリケート繊維１０重量部とセ
リサイト粘土１５重量ヘ 上記組成のガラス１２重量
部をポリビニルアルコールでペースト状にしたプラグ原
料を作成し九 上記で得られたシート状前駆体を二分し 一方を歯車形
状の二本のロールを持つコルゲートマシンでコルゲート
状に成形するとともに プラグ原料を一端に注入しつス
粉砕したアルミノシリケート繊維とセリサイト粘土
上記ガラスを有機質糊剤で混練して得られる接着剤をコ
ルゲート頂部に塗布して他方の平板状シートを貼付けも
ここで得られた段ボール形状の成形体のコルゲート頂
部に上記接着剤を塗布するとともに 上記プラグ原料を
もう一方の端部に注入して円筒状に巻き上げてハニカム
形状の成形体を得な この成形体はハニカムセルへ 排
ガス流入側の一端がプラグ原料で封止され他端で開放し
隣接するセルでは流出側となる他端がプラグ原料で封
止された構造を持つ。これを電気炉中１２５０℃に昇温
しで２時間加熱焼成すると有機物は焼失し アルミノシ
リケート繊維 セリサイト粘土は互いに焼結してセラミ
ック化した繊維セラミックハニカム構造のフィルタが得
られた この焼成工程によってガラスは溶融し 繊維セ
ラミックの骨格を形作っている繊維の表面を覆って広が
り、ＢａＴｉＯｓの針状結晶を繊維の表面に沿って析出
しているのが観察された従って、従来例のように配合し
たセラミック粉末の影響で繊維によって形成される空隙
が埋まるようなことが無く、フィルタとして用いた場合
、排ガスの通過抵抗には殆ど影響がみられなかっ丸また
このフィルタにマイクロ波を照射すると、析出したＢ
ａＴｉＯｓもマイクロ波を吸収して温度が上昇する。こ
のＢａＴｉ０ａ結晶は繊維表面上に成長しているた嵌
直接に 効率よくフィルタを加熱することができる。
チョップしたアルミノシリケート繊維２０重量部を水１
０００重量部に十分に分散させて懸濁させた −人 セ
ラミック原料粉末としてセリサイト粘土１５重量感 お
よびＢａｄ−Ｔｉｌｔ −ＡｌａＯｓ −３１０２Ｍｇ
０−Ｂ２０ｓ系のガラスを粉砕したもの１２重量部を水
５０重量部に懸濁させた この繊維懸濁液とセラミック
原料粉末の懸濁液を撹拌しつつ混合し九次に有機質結合
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を１重量部加えて十分に撹拌混合させたの板 高分子凝
集剤を添加してアルミノシリケート織縁 セリサイト粘
土、有機質結合剤を互いに凝集させフロック状の懸濁液
とじ九こうして得られた凝集懸濁液を水で３０００重量
部に希釈したの板 通常の長網式抄紙機で抄造してシー
ト状の前駆体を作成した 一方、粉砕したアルミノシリケート繊維１０重量部とセ
リサイト粘土１５重量ヘ 上記組成のガラス１２重量
部をポリビニルアルコールでペースト状にしたプラグ原
料を作成し九 上記で得られたシート状前駆体を二分し 一方を歯車形
状の二本のロールを持つコルゲートマシンでコルゲート
状に成形するとともに プラグ原料を一端に注入しつス
粉砕したアルミノシリケート繊維とセリサイト粘土
上記ガラスを有機質糊剤で混練して得られる接着剤をコ
ルゲート頂部に塗布して他方の平板状シートを貼付けも
ここで得られた段ボール形状の成形体のコルゲート頂
部に上記接着剤を塗布するとともに 上記プラグ原料を
もう一方の端部に注入して円筒状に巻き上げてハニカム
形状の成形体を得な この成形体はハニカムセルへ 排
ガス流入側の一端がプラグ原料で封止され他端で開放し
隣接するセルでは流出側となる他端がプラグ原料で封
止された構造を持つ。これを電気炉中１２５０℃に昇温
しで２時間加熱焼成すると有機物は焼失し アルミノシ
リケート繊維 セリサイト粘土は互いに焼結してセラミ
ック化した繊維セラミックハニカム構造のフィルタが得
られた この焼成工程によってガラスは溶融し 繊維セ
ラミックの骨格を形作っている繊維の表面を覆って広が
り、ＢａＴｉＯｓの針状結晶を繊維の表面に沿って析出
しているのが観察された従って、従来例のように配合し
たセラミック粉末の影響で繊維によって形成される空隙
が埋まるようなことが無く、フィルタとして用いた場合
、排ガスの通過抵抗には殆ど影響がみられなかっ丸また
このフィルタにマイクロ波を照射すると、析出したＢ
ａＴｉＯｓもマイクロ波を吸収して温度が上昇する。こ
のＢａＴｉ０ａ結晶は繊維表面上に成長しているた嵌
直接に 効率よくフィルタを加熱することができる。
この実施例の斜視図を第１図に示す。 １は排ガスフィ
ルタで、セラミックシートをコルゲートハニカム形状と
してセル２の一端に炭化珪素ウィスカを複合した流入側
プラグ３、他端に流出側プラグ４か交互に詰められてい
も 中心部分は巻き上げ時の芯５の部分で、同様に流入
側プラグ材が詰められている。
ルタで、セラミックシートをコルゲートハニカム形状と
してセル２の一端に炭化珪素ウィスカを複合した流入側
プラグ３、他端に流出側プラグ４か交互に詰められてい
も 中心部分は巻き上げ時の芯５の部分で、同様に流入
側プラグ材が詰められている。
ここでは抄紙機を用いてシート状前駆体を作成し コル
ゲートハニカム形状に成形した力（任意の形状の型に凝
集懸濁液を注入して脱水することによって各種の形状の
繊維セラミック体を得ることができる。
ゲートハニカム形状に成形した力（任意の形状の型に凝
集懸濁液を注入して脱水することによって各種の形状の
繊維セラミック体を得ることができる。
（実施例２）
実施例１と材料の配合を同じくして、ガラスのみをＢａ
Ｏ−Ｎｂ２Ｏ５−Ａｌｌ！０ｓ−３ｉＯ２−に２０系ガ
ラスニおきかえたものを抄造して焼成した この場合も
実施例１と同様に焼成工程でガラスが溶融して繊維表面
に広がり、繊維表面上にＢａＮｂ２０ｅのペロブスカイ
ト型結晶が析出しているのが観察され九 この組成にお
いても実施例１同様任意の形状に成形することが可能で
ある。
Ｏ−Ｎｂ２Ｏ５−Ａｌｌ！０ｓ−３ｉＯ２−に２０系ガ
ラスニおきかえたものを抄造して焼成した この場合も
実施例１と同様に焼成工程でガラスが溶融して繊維表面
に広がり、繊維表面上にＢａＮｂ２０ｅのペロブスカイ
ト型結晶が析出しているのが観察され九 この組成にお
いても実施例１同様任意の形状に成形することが可能で
ある。
（実施例３）
実施例１で得られた排ガスフィルタ１を第２図に示す再
生システムに装着した 排ガスフィルタ１（Ｌ アルミ
ノシリケート繊維からなる断熱クツション材６で外周を
覆われてケース７に収納されており、ケース７の排ガス
流入側にもうけられた流入室８にはエアポンプ９によっ
て空気を供給するエアパイプ１０が開口し マイクロ波
発信器１１と接続された導波管１２が開口しており、さ
らに排ガスを遮断してバイパス１３へ導くバルブ１４を
有する排ガス導入管１５が接続されている。
生システムに装着した 排ガスフィルタ１（Ｌ アルミ
ノシリケート繊維からなる断熱クツション材６で外周を
覆われてケース７に収納されており、ケース７の排ガス
流入側にもうけられた流入室８にはエアポンプ９によっ
て空気を供給するエアパイプ１０が開口し マイクロ波
発信器１１と接続された導波管１２が開口しており、さ
らに排ガスを遮断してバイパス１３へ導くバルブ１４を
有する排ガス導入管１５が接続されている。
他人 流出側にはマイクロ波遮蔽板１６を有する排出管
１７が開口している排気室１８が接続されていも バイ
パス１３は排出管１７の途中に接続され開口していも
この再生システムでＣよ 排ガス（よ 通家 排ガス導
入管１５から流入室８へ入り、排ガスフィルタ１でパー
ティキュレートを除去されて排気室１８から排出管１７
を経て大気に放出される。排ガスフィルタ１にパーティ
キュレートか一定量堆積すると、バルブ１４が作動して
排ガスをバイパス１３へ流すと同時に流入室Ｓ側を遮断
する。続いてエアポンプ９が作動して流入室８にパーテ
ィキュレート燃焼用の空気を一定流量で送り休む。−人
マイクロ波発信器１１も作動して導波管１２を通して
マイクロ波を排ガスフィルタ１に照射する。これにより
、フィルタＩではパーティキュレート自身の発熱および
フィルタ材料の発熱で７００℃の高温となり焼却が始ま
ム本実施例の排ガスフィルタにおいて、フィルタの排ガ
スによる背圧（よ ガラスを添加したものと較べて殆ど
変わらないものでありへ さらに パーティキュレート
のみならずフィルタを構成している繊維セラミック材料
も繊維表面に析出したＢａＴｉＯ３がマイクロ波を吸収
するのでともに温度が上昇して、パーティキュレートの
焼却がより迅速に完全に行なわれるものであった またフィルタ自身が発熱する結果 高温となって酸化途
中のパーティキュレートと繊維セラミックの界面におい
て生じる温度差に起因する熱応力も緩和され クラック
の発生によるフィルタの損傷をも防止できるものであム な耘 耐熱性無機繊維はシリカ繊准 アルミノシリケー
ト繊維 アルミナ織縁 アルミノボロシリケード繊維等
の少なくとも一種でよしも発明の効果 本発明によれば ペロブスカイト型の結晶を析出するガ
ラスを配合した繊維セラミックにおいて、結晶を繊維の
表面に析出させたことによってこの材料で構成した排ガ
スフィルタで（よ 添加物をあらたに加えたことによる
背圧の増加を招くこともなく、さらにパーティキュレー
ト除去性能の向上が図れ 長期間にわたって信頼性が高
く安定した効率のよい除去性能が保証できも
１７が開口している排気室１８が接続されていも バイ
パス１３は排出管１７の途中に接続され開口していも
この再生システムでＣよ 排ガス（よ 通家 排ガス導
入管１５から流入室８へ入り、排ガスフィルタ１でパー
ティキュレートを除去されて排気室１８から排出管１７
を経て大気に放出される。排ガスフィルタ１にパーティ
キュレートか一定量堆積すると、バルブ１４が作動して
排ガスをバイパス１３へ流すと同時に流入室Ｓ側を遮断
する。続いてエアポンプ９が作動して流入室８にパーテ
ィキュレート燃焼用の空気を一定流量で送り休む。−人
マイクロ波発信器１１も作動して導波管１２を通して
マイクロ波を排ガスフィルタ１に照射する。これにより
、フィルタＩではパーティキュレート自身の発熱および
フィルタ材料の発熱で７００℃の高温となり焼却が始ま
ム本実施例の排ガスフィルタにおいて、フィルタの排ガ
スによる背圧（よ ガラスを添加したものと較べて殆ど
変わらないものでありへ さらに パーティキュレート
のみならずフィルタを構成している繊維セラミック材料
も繊維表面に析出したＢａＴｉＯ３がマイクロ波を吸収
するのでともに温度が上昇して、パーティキュレートの
焼却がより迅速に完全に行なわれるものであった またフィルタ自身が発熱する結果 高温となって酸化途
中のパーティキュレートと繊維セラミックの界面におい
て生じる温度差に起因する熱応力も緩和され クラック
の発生によるフィルタの損傷をも防止できるものであム な耘 耐熱性無機繊維はシリカ繊准 アルミノシリケー
ト繊維 アルミナ織縁 アルミノボロシリケード繊維等
の少なくとも一種でよしも発明の効果 本発明によれば ペロブスカイト型の結晶を析出するガ
ラスを配合した繊維セラミックにおいて、結晶を繊維の
表面に析出させたことによってこの材料で構成した排ガ
スフィルタで（よ 添加物をあらたに加えたことによる
背圧の増加を招くこともなく、さらにパーティキュレー
ト除去性能の向上が図れ 長期間にわたって信頼性が高
く安定した効率のよい除去性能が保証できも
第１図は本発明の一実施例の排ガスフィルタの斜視医
第２図は同フィルタを用いた排ガスフィルタ装置の概略
構成図である。 １・・フィル久 ２・・セ／に、 ３・・流入側プラ
ダ５・・、Ｓ１０・・断熱クツション材、１１・・ケー
ス １２・・流入室１３・・エアポンプ、１５・・マイ
クロ波発振器１６・・導波管、 １７・・バイバ入 １
８・・バルブ、１９・・排ガス導入管、２０・・マイク
ロ波遮蔽板、 ２１・・排出ｔ
第２図は同フィルタを用いた排ガスフィルタ装置の概略
構成図である。 １・・フィル久 ２・・セ／に、 ３・・流入側プラ
ダ５・・、Ｓ１０・・断熱クツション材、１１・・ケー
ス １２・・流入室１３・・エアポンプ、１５・・マイ
クロ波発振器１６・・導波管、 １７・・バイバ入 １
８・・バルブ、１９・・排ガス導入管、２０・・マイク
ロ波遮蔽板、 ２１・・排出ｔ
Claims (3)
- （１）耐熱性無機繊維とセラミック原料粉末を焼成し、
焼結してなる繊維セラミックにペロブスカイト型の酸化
物結晶を析出し得るガラスを配合した繊維セラミック。 - （２）配合するガラスがチタン酸塩またはニオブ酸塩を
析出するものであって、焼成過程で結晶を成長させて得
られる請求項１記載の繊錐セラミック。 - （３）抄造法によってシート状とした請求項１または２
記載の繊維セラミックの前駆体を波板とし、平板に接着
したものを積層もしくは巻回して得られるコルゲートハ
ニカムの両端面の隣接しているセル開口端部を交互にプ
ラグしたのち焼成して得られる排ガスフィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2107235A JPH045412A (ja) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | 繊維セラミックおよびそれを用いた排ガスフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2107235A JPH045412A (ja) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | 繊維セラミックおよびそれを用いた排ガスフィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH045412A true JPH045412A (ja) | 1992-01-09 |
Family
ID=14453914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2107235A Pending JPH045412A (ja) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | 繊維セラミックおよびそれを用いた排ガスフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH045412A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994006538A1 (en) * | 1992-09-14 | 1994-03-31 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Exhaust gas cleaning filter medium and method of manufacturing the same |
| JPH07332061A (ja) * | 1994-06-03 | 1995-12-19 | Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk | ディーゼルパティキュレートフィルタとその製造方法 |
| JPH08141336A (ja) * | 1994-11-21 | 1996-06-04 | Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk | ディーゼルパティキュレートフィルタの繊維材及びその製造方法 |
| JP2002339731A (ja) * | 2001-05-18 | 2002-11-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | エンジン排ガスの処理方法およびその装置 |
-
1990
- 1990-04-23 JP JP2107235A patent/JPH045412A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994006538A1 (en) * | 1992-09-14 | 1994-03-31 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Exhaust gas cleaning filter medium and method of manufacturing the same |
| JPH07332061A (ja) * | 1994-06-03 | 1995-12-19 | Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk | ディーゼルパティキュレートフィルタとその製造方法 |
| JPH08141336A (ja) * | 1994-11-21 | 1996-06-04 | Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk | ディーゼルパティキュレートフィルタの繊維材及びその製造方法 |
| JP2002339731A (ja) * | 2001-05-18 | 2002-11-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | エンジン排ガスの処理方法およびその装置 |
| JP4672180B2 (ja) * | 2001-05-18 | 2011-04-20 | 三菱重工業株式会社 | エンジン排ガスの処理方法およびその装置 |
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