JPH0753873B2 - Engine oil composition for alcohol fuel - Google Patents
Engine oil composition for alcohol fuelInfo
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- JPH0753873B2 JPH0753873B2 JP62090472A JP9047287A JPH0753873B2 JP H0753873 B2 JPH0753873 B2 JP H0753873B2 JP 62090472 A JP62090472 A JP 62090472A JP 9047287 A JP9047287 A JP 9047287A JP H0753873 B2 JPH0753873 B2 JP H0753873B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はメタノールまたはエタノールのようなアルコー
ル系燃料を燃焼させるエンジン用の潤滑油組成物に関
し、更に詳細にはアルコール系燃料を使用した場合に問
題となる過度のエンジン摩耗およびさびを大幅に抑制し
うるアルコール系燃料用エンジン油組成物に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a lubricating oil composition for an engine that burns an alcohol-based fuel such as methanol or ethanol, and more particularly, when an alcohol-based fuel is used. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an engine oil composition for alcohol fuel, which can significantly suppress problematic excessive engine wear and rust.
（従来の技術および発明が解決しようとする問題点） アルコール系燃料エンジンにおいて、通常石油系燃料エ
ンジンに用いられているエンジン油を用いたのではとく
に低温運転条件下で、過度のエンジン摩耗およびさびが
発生することが広く認められており、通常のエンジン油
はこの用途には実際上適当でない。これは、主に石油系
燃料とアルコール系燃料とで燃焼生成物の反応性に差が
あることに起因している。例えば、アルコールとしてメ
タノールを使用した場合、燃焼によって容易に多量のギ
酸と水を生成する。生成したギ酸と水はエンジン各部を
腐食させ、摩耗およびさびの原因となる。(Problems to be Solved by the Related Art and Invention) In alcohol-based fuel engines, when engine oil that is usually used in petroleum-based fuel engines is used, excessive engine wear and rust may occur especially under low temperature operating conditions. It is widely accepted that normal engine oils are practically unsuitable for this application. This is mainly due to the difference in reactivity of combustion products between the petroleum-based fuel and the alcohol-based fuel. For example, when methanol is used as the alcohol, a large amount of formic acid and water are easily generated by combustion. The generated formic acid and water corrode parts of the engine, causing wear and rust.
一般に、エンジン油には酸中和性を付与するため清浄分
散剤が配合されているが、単なる清浄分散剤の増量やジ
アルキルジチオりん酸亜鉛の増量だけではアルコール系
燃料エンジンでの摩耗およびさびを防ぐことはできな
い。In general, engine oils are mixed with detergent dispersants to impart acid neutralization properties, but simply increasing the amount of detergent dispersant or zinc dialkyldithiophosphate will reduce wear and rust on alcohol fuel engines. It cannot be prevented.
このようにアルコール系燃料と石油系燃料とでは燃焼生
成物が異質のため、石油系燃料用エンジン油の知見はア
ルコール系燃料用エンジン油には役立たない。したがっ
てアルコール系燃料エンジンにおいては摩耗防止性、腐
食防止性にすぐれた新しいエンジン油の開発が求められ
ているが、アルコール系燃料用エンジン油として満足な
ものはまだ開発されていないのが現状である。Since the combustion products are different between the alcohol-based fuel and the petroleum-based fuel, the knowledge of the engine oil for the petroleum-based fuel is not useful for the engine oil for the alcohol-based fuel. Therefore, for alcohol-based fuel engines, it is required to develop new engine oils with excellent anti-wear and anti-corrosion properties, but the current situation is that satisfactory engine oils for alcohol-based fuels have not yet been developed. .
（問題点を解決するための手段） 本発明者らはアルコール系燃料エンジンに適したエンジ
ン油を開発すべく研究を重ねた結果、通常のエンジン油
の添加剤として優れたものが必ずしもアルコール系燃料
用エンジン油には有効でないこと、これは石油系燃料エ
ンジンとアルコール系燃料エンジンとでは燃焼生成物が
全く異質であり、アルコール系燃料エンジンの燃焼生成
物は配合しているある種の添加剤を無力化して動弁系の
過大摩耗を起してしまう場合があること、石油系燃料用
エンジン油の添加剤としてはあまり有効ではないとされ
ている特定の添加剤の組合せが、アルコール系燃料用エ
ンジン油として優れたものであることを見出して本発明
を完成したものである。(Means for Solving Problems) As a result of repeated research to develop an engine oil suitable for an alcohol fuel engine, the present inventors have found that an excellent additive for a normal engine oil is not necessarily an alcohol fuel. It is not effective as an engine oil for engines, because the combustion products of petroleum-based fuel engines and alcohol-based fuel engines are completely different from each other, and the combustion products of alcohol-based fuel engines contain certain additives. The combination of certain additives, which are said to be ineffective and cause excessive wear of the valve train, and which are not very effective as additives for engine oils for petroleum fuels, are for alcohol fuels. The present invention has been completed by finding that it is an excellent engine oil.
従って本発明の目的は、優れたアルコール系燃料用エン
ジン油組成物、特に過度のエンジン摩耗およびさび発生
の抑制されたアルコール系燃料用エンジン油組成物を提
供することであり、詳細にはアルコール系燃料の燃焼に
より生成する酸の中和能力および可溶化能力にすぐれ、
かつ酸混入時に摩耗防止性が低下しないアルコール系燃
料用エンジン油組成物を提供することである。Accordingly, it is an object of the present invention to provide an excellent engine oil composition for alcohol fuel, particularly an engine oil composition for alcohol fuel in which excessive engine wear and rust generation are suppressed, and more specifically, alcohol composition. Excellent in neutralizing ability and solubilizing ability of acid generated by burning fuel,
Further, it is to provide an engine oil composition for alcohol fuel, which does not deteriorate in antiwear property when mixed with an acid.
すなわち本発明の要旨は、潤滑油よりなる基油に、 （ａ） 高塩基価マグネシウムスルホネート 0.5〜6wt
％ （ｂ） アルケニルこはく酸イミドまたはその誘導体
0.5〜15wt％ （ｃ） ジアリルジチオりん酸亜鉛 0.5〜10wt％ を必須成分として含有することを特徴とするアルコール
系燃料用エンジン油組成物に存する。That is, the gist of the present invention is to add a base oil consisting of a lubricating oil to (a) high base number magnesium sulfonate 0.5 to 6 wt.
% (B) Alkenyl succinimide or its derivative
0.5 to 15 wt% (c) An engine oil composition for alcohol fuel, which contains 0.5 to 10 wt% zinc diallyldithiophosphate as an essential component.
本発明組成物に配合する添加剤の（ａ）高塩基価マグネ
シウムスルホネートは、通常の公知の方法で合成される
もので例えば石油スルホン酸もしくは合成スルホン酸の
マグネシウム塩を炭酸化することにより調製することが
でき、塩基価約200mg KOH/g以上特に約200〜500mg KOH/
g殊に約300〜400mg KOH/g、マグネシウム含量約５〜12
重量％特に約８〜11重量％のものが好まししい。塩基価
およびマグネシウム含量の低すぎるものはエンジン摩耗
およびさび発生の防止に有効でなく、塩基価およびマグ
ネシウム含量が上記より高いものは入手が難しい。この
高塩基価マグネシウムスルホネートの本発明組成物中に
おける配合量は約0.5〜６重量％が適当であり、好適に
は約１〜４重量％である。配合量が少なすぎると効果が
なく、多すぎても無駄となる。The additive (a) high base number magnesium sulfonate to be added to the composition of the present invention is synthesized by a conventional known method and is prepared, for example, by carbonating a magnesium salt of petroleum sulfonic acid or synthetic sulfonic acid. It has a base number of about 200 mg KOH / g or more, especially about 200 to 500 mg KOH / g.
g Especially about 300-400 mg KOH / g, magnesium content about 5-12
A weight percentage of about 8 to 11 wt% is preferred. If the base number and magnesium content are too low, they are not effective in preventing engine wear and rust generation, and if the base number and magnesium content are higher than the above, it is difficult to obtain. The amount of this high base number magnesium sulfonate in the composition of the present invention is suitably about 0.5 to 6% by weight, preferably about 1 to 4% by weight. If the compounding amount is too small, there is no effect, and if the compounding amount is too large, it becomes useless.
本発明組成物に配合する添加剤の（ｂ）アルケニルこは
く酸イミドまたはその誘導体は、通常の公知の方法で合
成されるもので、例えばポリブテンなど分子量約300〜5
000のポリオレフィンを無水マレイン酸と反応させてモ
ノアルケニル無水こはく酸とした後、さらにエチレンジ
アミン、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミ
ン、テトラエチレンペンタミンのようなポリアミンを用
いてイミド化したものなどが使用される。また特公昭42
−8013、特公昭42−8014、特開昭51−52381、特開昭51
−130408に記載されているようなアルケニルこはく酸イ
ミドのホウ素化合物誘導体、有機ホスホネート誘導体な
ど、あるいはアルケニルこはく酸イミドをアルデヒド、
ケトン、カルボン酸、スルホン酸、アルキレンオキシ
ド、イオウなどと反応させたアルケニルこはく酸イミド
の誘導体も使用できる。本発明組成物中における（ｂ）
アルケニルこはく酸イミドまたはその誘導体の配合量は
約0.5〜15重量％好ましくは約１〜10重量％であり、配
合量が少なすぎると効果がなく、多すぎても無駄とな
る。The alkenyl succinimide or its derivative (b) which is an additive to be added to the composition of the present invention is one synthesized by an ordinary known method.
000 polyolefins are reacted with maleic anhydride to form monoalkenyl succinic anhydride, and then imidized with polyamines such as ethylenediamine, diethylenetriamine, dipropylenetriamine and tetraethylenepentamine. See also
-8013, JP-B-42-8014, JP-A-51-52381, JP-A-51
-130408 alkenyl succinimide boron compound derivatives, organic phosphonate derivatives and the like, or alkenyl succinimide aldehyde,
Derivatives of alkenyl succinimides reacted with ketones, carboxylic acids, sulfonic acids, alkylene oxides, sulfur and the like can also be used. (B) in the composition of the present invention
The amount of the alkenyl succinimide or its derivative is about 0.5 to 15% by weight, preferably about 1 to 10% by weight. If the amount is too small, it is not effective, and if too much, it is useless.
本発明組成物に配合する添加剤の（ｃ）ジアリルジチオ
りん酸亜鉛は次の一般式、 で表わされ、式中基R1、R2、R3およびR4はいずれも例え
ばノニルフェニル基、デシルフェニル基、ドデシルフェ
ニル基のようなアリル基で、同一または異種のものでも
よい。基油への溶解性の点で上記アリル基は炭素数約６
〜18特に約９〜16最も好適には約10〜12のアルキル基を
有するアルキルフェニル基が好ましい。通常エンジン油
に配合される動弁系摩耗の防止剤としては基R1、R2、R3
およびR4がアルキル基のジアルキルジチオりん酸亜鉛が
ジアリルジチオりん酸亜鉛より有効であるが、アルコー
ル系燃料用エンジン油ではジアルキルジチオりん酸亜鉛
は好ましくない。本発明組成物中における（ｃ）ジアリ
ルジチオりん酸亜鉛の配合量は約0.5〜10重量％、好ま
しくは約１〜７重量％であり、配合量が少なすぎると効
果がなく、多すぎても無駄となる。The additive (c) zinc diallyldithiophosphate added to the composition of the present invention has the following general formula: In the formula, all of the groups R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are allyl groups such as nonylphenyl group, decylphenyl group and dodecylphenyl group and may be the same or different. The above allyl group has about 6 carbon atoms in terms of solubility in base oil.
Alkylphenyl groups having from -18, especially about 9-16 and most preferably about 10-12 alkyl groups are preferred. Group R 1 as the inhibitor of the valve train wear are commonly incorporated in the engine oil, R 2, R 3
Zinc dialkyldithiophosphate in which R 4 and R 4 are alkyl groups is more effective than zinc diallyldithiophosphate, but zinc dialkyldithiophosphate is not preferable in alcohol-based engine oils for fuels. The amount of zinc (c) diallyldithiophosphate (c) in the composition of the present invention is about 0.5 to 10% by weight, preferably about 1 to 7% by weight. Becomes
本発明エンジン油組成物には上記３種の添加剤（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）が必須の成分であり、いずれか１成分を
欠くもの、あるいは配合量が少なすぎるものは、摩耗防
止性またはさび止め性が悪くなる。これら添加剤（ａ）
高塩基価マグネシウムスルホネート、（ｂ）アルケニル
こはく酸イミドもしくはその誘導体、（ｃ）ジアリルジ
チオりん酸亜鉛はいずれもそれ自体は石油系燃料用エン
ジン油添加剤として公知であり、上記したほか、例えば
「石油製品添加剤」（桜井俊雄編 昭和54年６月15日幸
書房発行）のそれぞれ293〜295頁、296頁、384〜385頁
等にも記載されている。The engine oil composition of the present invention contains the above-mentioned three additives (a),
(B) and (c) are indispensable components, and one lacking any one component or one having an excessively small compounding amount has poor antiwear property or rust preventive property. These additives (a)
High-base-value magnesium sulfonate, (b) alkenyl succinimide or its derivative, and (c) zinc diallyldithiophosphate are known per se as engine oil additives for petroleum-based fuels. Product Additives "(edited by Toshio Sakurai, published on June 15, 1979 by Koyuki Shobo), pages 293 to 295, 296, 384 to 385, etc., respectively.
本発明に用いられる潤滑油基油はとくに限定されず、通
常の潤滑油粘度例えば約２〜30cSt（100℃）を有し、潤
滑油基油として常用されている鉱油系、合成油系または
これらを任意の割合で混合したものが使用できる。鉱油
としては、原油の常圧蒸留残渣物を減圧蒸留して得られ
る潤滑油留分またはこの留分を溶剤精製、水素化精製等
適宜組合わせて精製した鉱油を用いれば良い。一方、合
成油としては炭素数４〜12のα−オレフィンの重合体で
あるα−オレフィンオリゴマー、ジ−２−エチルヘキシ
ルセバケート、ジオクチルアジペート、ジトリデシルグ
ルタレートなどに代表される二塩基酸と一価アルコール
とのジエステル油、トリメチロールプロパンカプリレー
ト、トリメチロールプロパンペラルゴネート、ペンタエ
リスリトール−２エチルヘキサノエート、ペンタエリス
リトールペラルゴネートなどに代表されるポリオールエ
ステル油といった各種の合成系潤滑油を単独あるいは混
合して使用することができる。本発明組成物中における
潤滑油基油の配合量は多割合、すなわち添加剤を除いた
残部で、通常約60〜98.5重量％、好ましくは約80〜95重
量％である。The lubricating base oil used in the present invention is not particularly limited, and has a normal lubricating oil viscosity, for example, about 2 to 30 cSt (100 ° C.), and is a mineral oil type, a synthetic oil type or these commonly used as a lubricating base oil. It is possible to use a mixture of any of the above. As the mineral oil, a lubricating oil fraction obtained by distilling the atmospheric distillation residue of crude oil under reduced pressure or a mineral oil obtained by refining this fraction by appropriately combining solvent refining, hydrorefining and the like may be used. On the other hand, synthetic oils include dibasic acids such as α-olefin oligomers, which are polymers of α-olefins having 4 to 12 carbon atoms, di-2-ethylhexyl sebacate, dioctyl adipate, and ditridecyl glutarate. Diester oils with dihydric alcohols, trimethylolpropane caprylate, trimethylolpropane pelargonate, pentaerythritol-2 ethylhexanoate, various synthetic lubricating oils such as polyol ester oils represented by pentaerythritol pelargonate alone or It can be mixed and used. The content of the lubricating base oil in the composition of the present invention is a large proportion, that is, the balance excluding the additives is usually about 60 to 98.5% by weight, preferably about 80 to 95% by weight.
本発明のエンジン油組成物には潤滑油基油および上記３
種の必須添加剤（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のほか、必要に
応じて各種の公知添加剤、例えばアルカリ土類金属スル
ホネート、アルカリ土類金属フェネート、アルカリ土類
金属フォスフォネート、アルカリ土類金属サリチレー
ト、こはく酸エステル、ベンジルアミンなどの各種清浄
分散剤、フェノール系、アミン系、ジアルキルジチオり
ん酸亜鉛などの酸化防止剤、ポリメタクリレート系、エ
チレン−プロピレン共重合体、スチレン−イソプレン共
重合体、スチレン−イソプレン共重合体の水素化物ある
いはポリイソブチレンなどの粘度指数向上剤、各種極圧
剤、各種さび止め剤、各種摩擦調整剤、各種消泡剤など
を単独または２種類以上組合わせて適宜配合することが
できる。粘度指数向上剤の配合量は通常約１〜30重量
％、消泡剤の配合量は通常約0.0005〜１重量％、その他
の添加剤の配合量はそれぞれ通常約0.5〜15重量％程度
である。The engine oil composition of the present invention includes a lubricating base oil and the above-mentioned 3
In addition to the kind of essential additives (a), (b), (c), if necessary, various known additives such as alkaline earth metal sulfonates, alkaline earth metal phenates, alkaline earth metal phosphonates, Alkaline earth metal salicylates, succinates, various detergent-dispersants such as benzylamine, phenol-based, amine-based, antioxidants such as zinc dialkyldithiophosphate, polymethacrylate-based, ethylene-propylene copolymer, styrene-isoprene Viscosity index improvers such as copolymers, hydrides of styrene-isoprene copolymers or polyisobutylene, various extreme pressure agents, various rust inhibitors, various friction modifiers, various antifoaming agents, etc., alone or in combination of two or more. They can be combined appropriately. The content of the viscosity index improver is usually about 1 to 30% by weight, the content of the defoaming agent is usually about 0.0005 to 1% by weight, and the content of the other additives is usually about 0.5 to 15% by weight. .
またアルコール系燃料エンジンに使用するアルコール系
燃料は、よく知られているようにメタノール、エタノー
ル、プロパノールなどのアルコール100％、もしくはこ
れらアルコールと石油系燃料との混合物でアルコール含
有量が10％以上の混合物である。Alcohol-based fuels used in alcohol-based fuel engines are, as is well known, 100% alcohols such as methanol, ethanol, and propanol, or a mixture of these alcohols and petroleum-based fuels with an alcohol content of 10% or more. It is a mixture.
（発明の効果） アルコール系燃料エンジンにおいては、低温での運転の
方が高温での運転より摩耗、さびの発生が顕著となる
が、本発明の組成物を用いると低温から高温まであらゆ
る条件下でもすぐれた性能を示す。本発明の組成物は、
摩耗、さびの抑制に効果があるだけでなく、通常のエン
ジン油に要求される性能、例えば清浄性、酸化安定性な
どの諸性能も具備していることは言うまでもない。な
お、本発明の組成物は燃料がアルコール系燃料単独であ
っても、アルコール系と石油系との混合系燃料であって
も適用できる。(Effects of the Invention) In alcohol-based fuel engines, wear and rust are more prominent in low-temperature operation than in high-temperature operation. However, when the composition of the present invention is used, all conditions from low to high temperatures are used. However, it shows excellent performance. The composition of the present invention is
It goes without saying that not only is it effective in suppressing wear and rust, but it also possesses the performance required for ordinary engine oils, such as the cleanliness and oxidation stability. The composition of the present invention can be applied whether the fuel is an alcohol fuel alone or a mixed fuel of alcohol and petroleum.
（実施例） 以下本発明の内容を実施例および比較例によりさらに具
体的に説明する。(Examples) The contents of the present invention will be described more specifically below with reference to Examples and Comparative Examples.
実施例１〜４および比較例１〜８ 第１表に示した組成の各種組成物を調製した。各組成物
につき、メタノール燃料用に改造した国産のガソリンエ
ンジン（排気量2000cc）を用いて、次に示す摩耗および
さびに対してもっとも厳しい低温低速条件により性能を
評価した。Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 8 Various compositions having the compositions shown in Table 1 were prepared. For each composition, the performance was evaluated by using a domestic gasoline engine (displacement 2000cc) modified for methanol fuel under the following severe low temperature and low speed conditions against wear and rust.
なお、燃料は工業用メタノール100％を使用した。The fuel used was 100% industrial methanol.
低温低速試験 回転数 1500rpm 負 荷 マニホールド負圧150mm Hg 油 温 50℃ 冷却水温 50℃ 試験時間 100時間 試験後の動弁系摩耗の損傷状態をカムノーズ摩耗量およ
びロッカーアームパッドのメリット評点（10点最良、１
点最悪）で表わし、さびの発生状態をオイルポンププレ
ートのメリット評点（10点最良、１点最悪）で表わす。
以上の結果を第１表に一括して示した。Low-temperature low-speed test Rotation speed 1500 rpm Negative load Manifold negative pressure 150 mm Hg Oil temperature 50 ° C Cooling water temperature 50 ° C Test time 100 hours The damage state of valve train wear after the test is evaluated by the cam nose wear amount and the merit score of rocker arm pad (10 points best 1
The worst point is shown, and the rust occurrence state is shown by the merit rating of the oil pump plate (10 points best, 1 point worst).
The above results are collectively shown in Table 1.
本発明の特徴である必須３成分を含有するものだけが動
弁系摩耗およびさびに関してきわめてすぐれた成績を示
し、必須３成分のうち１つでも欠けた場合、動弁系摩耗
防止性およびさび止め性の両方を満足することができな
いことは明らかである。すなわち実施例１〜４ではさび
発生および動弁系摩耗がいずれも極めて少ない。これと
異なり、高塩基価マグネシウムスルホネートを配合して
いない比較例１〜３の潤滑油組成物、ジアリルジチオり
ん酸亜鉛を配合していない比較例４〜６の潤滑油組成
物、アルケニルこはく酸イミドもしくはそのホウ素化合
物誘導体を配合していない比較例７の潤滑油組成物、市
販のメタノール燃料用エンジン油用パッケイジ添加剤を
配合した比較例８の潤滑油組成物は、いずれも過度の動
弁系摩耗あるいはさびを発生し、アルコール系燃料用エ
ンジン油としては使用に適しないことがわかる。 Only those containing the essential three components, which are the features of the present invention, show extremely excellent results in terms of valve train wear and rust, and if any one of the three essential components is lacking, valve train wear resistance and rust prevention It is clear that we cannot satisfy both genders. That is, in Examples 1 to 4, rusting and valve train wear were extremely small. In contrast to this, the lubricating oil compositions of Comparative Examples 1 to 3 not blended with high base number magnesium sulfonate, the lubricating oil compositions of Comparative Examples 4 to 6 not blended with zinc diallyldithiophosphate, alkenyl succinimide or The lubricating oil composition of Comparative Example 7 containing no boron compound derivative and the lubricating oil composition of Comparative Example 8 containing a commercially available package additive for engine oil for methanol fuel all had excessive valve train wear. Alternatively, it is found that rust is generated and it is not suitable for use as an engine oil for alcohol fuel.
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｍ 137:10） Ａ Ｃ１０Ｎ 10:04 30:06 30:12 40:25 (72)発明者 岩本 信一 広島県広島市南区南大河町11番４号 (72)発明者 山縣 一郎 広島県東広島市高屋町中島801−110Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number in the agency FI Technical display location C10M 137: 10) A C10N 10:04 30:06 30:12 40:25 (72) Inventor Shinichi Iwamoto Hiroshima 11-4 Minamiotakawa-cho, Minami-ku, Hiroshima-shi, Hiroshima (72) Inventor Ichiro Yamagata 801-110 Nakajima, Takaya-cho, Higashihiroshima-shi, Hiroshima
Claims (1)
％ （ｂ） アルケニルこはく酸イミドまたはその誘導体
0.5〜15wt％ （ｃ） ジアリルジチオりん酸亜鉛 0.5〜10wt％ を必須成分として含有することを特徴とするアルコール
系燃料用エンジン油組成物。1. A base oil comprising a lubricating oil, comprising: (a) high base number magnesium sulfonate 0.5 to 6 wt.
% (B) Alkenyl succinimide or its derivative
0.5 to 15 wt% (c) An engine oil composition for alcohol fuel, comprising 0.5 to 10 wt% of zinc diallyldithiophosphate as an essential component.
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