JPS60235743A - 無機ガラス発泡体の製造方法 - Google Patents
無機ガラス発泡体の製造方法Info
- Publication number
- JPS60235743A JPS60235743A JP59088371A JP8837184A JPS60235743A JP S60235743 A JPS60235743 A JP S60235743A JP 59088371 A JP59088371 A JP 59088371A JP 8837184 A JP8837184 A JP 8837184A JP S60235743 A JPS60235743 A JP S60235743A
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- JP
- Japan
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- water
- foaming
- foamed
- crushed
- mineral
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は建築材料として好適な無機ガラス発泡体の製造
方法に関するものである。
方法に関するものである。
従来の技術
天然ガラス質鉱物を熱処理により、発泡させる技術は知
られているか、発淘水せるめの温麿が1000〜120
0℃の高温下であるため、設備、装置面で大きな制約が
あった。また、加熱膨張後に得られた粒、および発泡成
形体の独立気泡率が低いため、水分を吸収しやすい。ま
た透湿量が大きいため、断熱材として用いる場合、使用
上、制約を受けるものであった。天然ガラス質鉱物の発
泡に関しては、例えば特開昭56−32359号公報、
特開昭49−63713号公報、特開昭47−6460
7号公報に開示されている。しかしいずれの方法におい
てもこの吸水性能は解決されていない。
られているか、発淘水せるめの温麿が1000〜120
0℃の高温下であるため、設備、装置面で大きな制約が
あった。また、加熱膨張後に得られた粒、および発泡成
形体の独立気泡率が低いため、水分を吸収しやすい。ま
た透湿量が大きいため、断熱材として用いる場合、使用
上、制約を受けるものであった。天然ガラス質鉱物の発
泡に関しては、例えば特開昭56−32359号公報、
特開昭49−63713号公報、特開昭47−6460
7号公報に開示されている。しかしいずれの方法におい
てもこの吸水性能は解決されていない。
さらに、該発泡体の低嵩密度、例えば0.2 g/cm
2以下の成形体を製造した場合には、強度が低く、断熱
材等の建築材料としては不適当なものしか得られなかっ
た。
2以下の成形体を製造した場合には、強度が低く、断熱
材等の建築材料としては不適当なものしか得られなかっ
た。
発明が解決しようとする問題点
従来の発泡体の製造上の問題点は、加熱発泡(膨張)さ
せる際、気孔が開放性になることに原因している。
せる際、気孔が開放性になることに原因している。
本発明者は天然ガラス質鉱物の粉砕物にブルカリ金編水
酸化物を添加することにより、天然ガラス質鉱物を変成
し、低温で膨張させる方法について、研究を重ねる過程
において発泡を低温で行う口とでアルカリ金14水酸化
物の効果により発泡を制御することが可能であり気孔を
開放気孔から独立気孔に変化させるだけでなく、強度を
も向上させ得ろという知見を得た。天然ガラス質鉱物を
アルカリ溶液と混合後、発泡させる技術は特開昭47−
34607号公報に開示され又いろが、これらの技術で
は、天然ガラス質鉱物と、アルカリ金属水酸化物とを充
分に反応させることが困難であるため、天然ガラス質鉱
物を平均粒径20μ以下、通常は10p以下にまで粉砕
するか、あるいはアルカリ金属水酸化物添加量を増大す
ることにより反応を促進させる方法を用いている。この
ように原料天然ガラス質鉱物を細かく粉砕するには、多
大のコストがかかりまた単にアルカリ金属水酸化物の添
加量を増やした場合に反応が不均一となるなど不充分で
ある。また、アルカリの使用量が大に7.Cると発泡体
の耐水性が劣ってくる。
酸化物を添加することにより、天然ガラス質鉱物を変成
し、低温で膨張させる方法について、研究を重ねる過程
において発泡を低温で行う口とでアルカリ金14水酸化
物の効果により発泡を制御することが可能であり気孔を
開放気孔から独立気孔に変化させるだけでなく、強度を
も向上させ得ろという知見を得た。天然ガラス質鉱物を
アルカリ溶液と混合後、発泡させる技術は特開昭47−
34607号公報に開示され又いろが、これらの技術で
は、天然ガラス質鉱物と、アルカリ金属水酸化物とを充
分に反応させることが困難であるため、天然ガラス質鉱
物を平均粒径20μ以下、通常は10p以下にまで粉砕
するか、あるいはアルカリ金属水酸化物添加量を増大す
ることにより反応を促進させる方法を用いている。この
ように原料天然ガラス質鉱物を細かく粉砕するには、多
大のコストがかかりまた単にアルカリ金属水酸化物の添
加量を増やした場合に反応が不均一となるなど不充分で
ある。また、アルカリの使用量が大に7.Cると発泡体
の耐水性が劣ってくる。
本発明者は、上記問題点について鋭意研究の結果、かか
る問題点を解決する方法を見出し、本発明忙至った。
る問題点を解決する方法を見出し、本発明忙至った。
問題点を解決するための手段
すなわち、本発明は天然ガラス質鉱物の粉砕物とアルカ
リ金属水酸化物と水からなるスラリーもしくはペースト
を110〜200℃の高温高圧水蒸気圧下で反応処理す
ることを特徴とする無機ガラス発泡体の製造方法である
。
リ金属水酸化物と水からなるスラリーもしくはペースト
を110〜200℃の高温高圧水蒸気圧下で反応処理す
ることを特徴とする無機ガラス発泡体の製造方法である
。
本発明の反応処理および方法を用いることにより、低密
度の変成無機ガラス発泡体および成形体を得ることがで
き、さらに反応時に使用するアルカリ金属水酸化物量を
低減すること、および、粒径が25p以上の天然ガラス
質鉱物の粉砕物を原料として利用することが可能となっ
た。
度の変成無機ガラス発泡体および成形体を得ることがで
き、さらに反応時に使用するアルカリ金属水酸化物量を
低減すること、および、粒径が25p以上の天然ガラス
質鉱物の粉砕物を原料として利用することが可能となっ
た。
本発明でいう、天然ガラス質鉱物とは、黒曜石、抗火石
、真珠岩、松脂岩、シラス等であるが、一般に広く使用
されている板ガラスや瓶ガラスおよびその粉末が主体の
廃ガラスを用いることも出来る。
、真珠岩、松脂岩、シラス等であるが、一般に広く使用
されている板ガラスや瓶ガラスおよびその粉末が主体の
廃ガラスを用いることも出来る。
アルカリ水酸化物としては、NaOHまたはKOHが好
適である。その使用量は用いる天然ガラス質鉱物に対し
て固形分比で10ないし20重竜%である。
適である。その使用量は用いる天然ガラス質鉱物に対し
て固形分比で10ないし20重竜%である。
また必要に応じて加熱発泡を助長する硝酸塩炭酸塩カー
セン、炭化珪素等の温度上昇とともに分解したり、酸化
して気体を発生する成分を用いることにより、発泡性を
向上することができる。
セン、炭化珪素等の温度上昇とともに分解したり、酸化
して気体を発生する成分を用いることにより、発泡性を
向上することができる。
作 用
本発明の方法で重要なことは高温高圧の水蒸気川下で反
応処理することにありその温度領域は110〜200℃
が好ましい。110℃以下では、天然ガラス質鉱物を変
成させるには、長時間を要する。200°C以上では、
反応が進みすぎ、無機ガラス発泡体を得るに不都合なほ
ど変成が進み、発泡温度が極端に低くなって良好な発泡
体が得られなかったり、逆に結晶化が進行して殆んど発
泡しなくなる。より好ましくは120〜150℃である
。蒸気圧力は、反応温度における飽和水蒸気圧でよい。
応処理することにありその温度領域は110〜200℃
が好ましい。110℃以下では、天然ガラス質鉱物を変
成させるには、長時間を要する。200°C以上では、
反応が進みすぎ、無機ガラス発泡体を得るに不都合なほ
ど変成が進み、発泡温度が極端に低くなって良好な発泡
体が得られなかったり、逆に結晶化が進行して殆んど発
泡しなくなる。より好ましくは120〜150℃である
。蒸気圧力は、反応温度における飽和水蒸気圧でよい。
水の使用量は、天然ガラス質鉱物に対して15〜60重
量部用いることが好ましい。天然ガラス質鉱物の粒径の
大小と水の使用量の多少によりスラリー状態になる場合
とペースト状態となる場合があるが、高温高圧の水蒸気
圧下の反応に関しては、差がなく、何れの状態でも使用
が可能である。
量部用いることが好ましい。天然ガラス質鉱物の粒径の
大小と水の使用量の多少によりスラリー状態になる場合
とペースト状態となる場合があるが、高温高圧の水蒸気
圧下の反応に関しては、差がなく、何れの状態でも使用
が可能である。
本発明の反応処理を行うにあたっては、天然ガラス質鉱
物の粉砕物は、粒径が平均25p以上で全体の粒子のう
ち50%以上が25p以上であるものをも用いることが
好ましい。粒径が10P以下では、粉砕に多大のコスト
がかかるばかりでなく、反応が急激に進行し、反応条件
のコントロールが困難である。
物の粉砕物は、粒径が平均25p以上で全体の粒子のう
ち50%以上が25p以上であるものをも用いることが
好ましい。粒径が10P以下では、粉砕に多大のコスト
がかかるばかりでなく、反応が急激に進行し、反応条件
のコントロールが困難である。
また処理したスラリーもしくは、ペーストを20000
以下で、含水率10重量%程度まで乾燥し、固化したも
のは、そのまま加熱発泡に用いてもよいが、粗大な気孔
の発生を防ぐために0.1ff1以上、10鵡以下に粉
砕したのち、600〜9000Cの温度域で加熱発泡さ
せることが好ましい。加熱発泡させる温度は、スラリー
もしくはペーストを処理する温度あるいは含有アルカリ
水酸化物量により、設定できるが、600〜900℃が
好ましく、加熱保持時間は2時間以内でよい。600℃
以下では発泡が充分でなく、また加熱に長時間を要し、
900°C以上では、加熱設備、材質の面から制約を受
け、好ましくない。加熱発泡後は徐冷するのが良く、徐
冷時間5〜24時間が望ましい。
以下で、含水率10重量%程度まで乾燥し、固化したも
のは、そのまま加熱発泡に用いてもよいが、粗大な気孔
の発生を防ぐために0.1ff1以上、10鵡以下に粉
砕したのち、600〜9000Cの温度域で加熱発泡さ
せることが好ましい。加熱発泡させる温度は、スラリー
もしくはペーストを処理する温度あるいは含有アルカリ
水酸化物量により、設定できるが、600〜900℃が
好ましく、加熱保持時間は2時間以内でよい。600℃
以下では発泡が充分でなく、また加熱に長時間を要し、
900°C以上では、加熱設備、材質の面から制約を受
け、好ましくない。加熱発泡後は徐冷するのが良く、徐
冷時間5〜24時間が望ましい。
成形体を得るKは、ステンレス製等の耐熱性型枠中に成
形体の密度にあわせて底部に均一に粉砕粒を配置し、加
熱する方法を用いる事が出来る。
形体の密度にあわせて底部に均一に粉砕粒を配置し、加
熱する方法を用いる事が出来る。
無機ガラス発泡体を得るには、高温高圧水蒸気圧下で反
応処理されたスラリーもしくはペーストにより該スラリ
ーもしくはペーストを200 ℃以下で水分を蒸発させ
、固化させた後、粉砕した粒を被覆する。スラリーもし
くはペーストと粉砕粒な重量比で1対5乃至6対5で混
合することで、粉砕粒表面は被覆される。
応処理されたスラリーもしくはペーストにより該スラリ
ーもしくはペーストを200 ℃以下で水分を蒸発させ
、固化させた後、粉砕した粒を被覆する。スラリーもし
くはペーストと粉砕粒な重量比で1対5乃至6対5で混
合することで、粉砕粒表面は被覆される。
被覆された粒子を型枠に充填し、それぞれの粒子が接触
した状態で、200’O以下で水分を蒸発させ固化させ
た後、型枠より取り出す。取り出した成形体を型枠に入
れずにそのまま600〜900℃で加熱発泡させると、
発泡前の成形体と相似形の発泡成形体が得られる。この
方法によれば、加熱発泡時には、型枠を用いずに発泡成
形体を得ることができる。
した状態で、200’O以下で水分を蒸発させ固化させ
た後、型枠より取り出す。取り出した成形体を型枠に入
れずにそのまま600〜900℃で加熱発泡させると、
発泡前の成形体と相似形の発泡成形体が得られる。この
方法によれば、加熱発泡時には、型枠を用いずに発泡成
形体を得ることができる。
実施例
以下、本発明の製造方法を実施例により詳細に説明する
。
。
本発明でいう平均粒径、密度、減圧吸水率は下記の方法
によるものである。
によるものである。
平均粒径:
沈降粒度分布測定法による累積分布が50重量%に達す
る粒子径(通常D5oで表わされる)を指すものであ・
る。
る粒子径(通常D5oで表わされる)を指すものであ・
る。
密 度:
得られた発泡体の6面をトリミングし、体積を得、その
トリミングされた直方体の重量をその体積で割つ°たも
のである。その際、空隙の存在は無視する。
トリミングされた直方体の重量をその体積で割つ°たも
のである。その際、空隙の存在は無視する。
減圧吸水率:
50X50X50+mの試料を760 m Hgの減圧
下で60分間、脱気した後、同減圧下で60分間浸水、
吸水させる。その後す早く、表面付着水を算定する。
下で60分間、脱気した後、同減圧下で60分間浸水、
吸水させる。その後す早く、表面付着水を算定する。
実施例1
平均粒径60μの黒曜石(利用特産)100重組部、N
aOHi 5重世部、水60重機部を混合して得られた
ペーストをオートクレーブに入れて130°0. 2時
間飽和水蒸気中で処理した。処理後ペーストに発泡助剤
としてKNO3を1.5重量部添加したものを乾燥粉砕
した。その粉砕物を6(]×ろOX 10 (crn)
のステンレス製容器に1800g投入し、75000で
2時間加熱発泡した後、充分に徐冷し、取り出した。得
られたガラス発泡体の密度は0.201/C−であり、
独立気孔率のめやすとなる減圧吸水率は5%であった。
aOHi 5重世部、水60重機部を混合して得られた
ペーストをオートクレーブに入れて130°0. 2時
間飽和水蒸気中で処理した。処理後ペーストに発泡助剤
としてKNO3を1.5重量部添加したものを乾燥粉砕
した。その粉砕物を6(]×ろOX 10 (crn)
のステンレス製容器に1800g投入し、75000で
2時間加熱発泡した後、充分に徐冷し、取り出した。得
られたガラス発泡体の密度は0.201/C−であり、
独立気孔率のめやすとなる減圧吸水率は5%であった。
実施例2
平均粒径25μのシラス100重量部、NaOH20重
量部、水60重量部を混合して得られたペース、トをオ
ートクレーブ中に入れ120℃、2時間、飽和水蒸気中
で処理した。1.5mi部のKNO3を添加した後、実
施例1と同じ容器に1350g乾燥粉砕したものを投入
し、700 ’C12時間、加熱発泡させた。得られた
ガラス発泡体の密度は、0.159/cm”であり、減
圧吸水率10%であった。
量部、水60重量部を混合して得られたペース、トをオ
ートクレーブ中に入れ120℃、2時間、飽和水蒸気中
で処理した。1.5mi部のKNO3を添加した後、実
施例1と同じ容器に1350g乾燥粉砕したものを投入
し、700 ’C12時間、加熱発泡させた。得られた
ガラス発泡体の密度は、0.159/cm”であり、減
圧吸水率10%であった。
実施例6
実施例1と同一の配合組成で同一の処理をしたペースト
と該R−ストを乾燥し、固化したものを1〜2 m V
C粉砕した粒とを重量比で2対5で混合したものを内寸
法5 X 5 X 5 cm ic 90 Elテフロ
ンでコーティングされた立方偉容??iにつめ、乾燥し
た。得られた乾燥体は密度約1.1g/口3であり、か
なり空隙を有する構造であり、容器がら取り118した
後も、形を損なうことなく取り扱える強度を有していた
。この乾燥予備成形体を型枠に入れることなくそのまま
750℃で2時間加熱発泡させた後充分に徐冷し取り出
した。
と該R−ストを乾燥し、固化したものを1〜2 m V
C粉砕した粒とを重量比で2対5で混合したものを内寸
法5 X 5 X 5 cm ic 90 Elテフロ
ンでコーティングされた立方偉容??iにつめ、乾燥し
た。得られた乾燥体は密度約1.1g/口3であり、か
なり空隙を有する構造であり、容器がら取り118した
後も、形を損なうことなく取り扱える強度を有していた
。この乾燥予備成形体を型枠に入れることなくそのまま
750℃で2時間加熱発泡させた後充分に徐冷し取り出
した。
得られたガラス発泡体は、元の予備成形体と相似の形状
に発泡しており、密度は、0−18 g/cm3であり
、減圧吸水率10%であった。
に発泡しており、密度は、0−18 g/cm3であり
、減圧吸水率10%であった。
また同乾燥体を4 cnrの間隔をあけ、2体を上記条
件で加熱発泡させた。得られた発泡体同士は完全に一体
化し又いた。
件で加熱発泡させた。得られた発泡体同士は完全に一体
化し又いた。
比較例1
実施例1と同じ配合組成からなるペーストをオートクレ
ーブで処理することなしに、上記ペーストにKN o3
を1.51量部添加したものを、乾燥粉砕した。その乾
燥粉砕物を実施例1と同一の容器に、1800P投入し
、以下実施例1と同様の条件、すなわち、750℃で2
時間加熱、発泡した後充分に徐冷し、取り出した。得ら
れたガラス発泡体の密度は、0.52g/ctn3であ
り、充分に発泡せず、粉砕粒同士の融着もほとんどみら
れなかった。
ーブで処理することなしに、上記ペーストにKN o3
を1.51量部添加したものを、乾燥粉砕した。その乾
燥粉砕物を実施例1と同一の容器に、1800P投入し
、以下実施例1と同様の条件、すなわち、750℃で2
時間加熱、発泡した後充分に徐冷し、取り出した。得ら
れたガラス発泡体の密度は、0.52g/ctn3であ
り、充分に発泡せず、粉砕粒同士の融着もほとんどみら
れなかった。
比較例2
実施例1と同じ配合組成のペーストをオートクレーブに
入れて220℃、2時間の飽和蒸気中で処理した。上記
(−ストにKNO3を1.5重量部添添加したものを乾
燥粉砕した。その乾燥粉砕物を実施例1と同一の容器に
1sooy投入し、以下実施例1と同様の条件、すなわ
ち750℃で2時間加熱、発泡した後充分に徐冷し取り
出した。得られた成形体の密度は0.4511/(1)
3であり、充分九発泡していなかった。
入れて220℃、2時間の飽和蒸気中で処理した。上記
(−ストにKNO3を1.5重量部添添加したものを乾
燥粉砕した。その乾燥粉砕物を実施例1と同一の容器に
1sooy投入し、以下実施例1と同様の条件、すなわ
ち750℃で2時間加熱、発泡した後充分に徐冷し取り
出した。得られた成形体の密度は0.4511/(1)
3であり、充分九発泡していなかった。
220℃で処理したものを乾燥後、Xi1回折、示差熱
分析により、分析した結果、結晶水を殆んど含まない組
成物の生成が見られた。
分析により、分析した結果、結晶水を殆んど含まない組
成物の生成が見られた。
比較例3
く、そのペーストにKNO3を1.5重量剖、に添加し
たものを乾燥粉砕した。上記乾燥粉砕物を実施例1と同
一の容器に1800I投入し、以下実施例1と同様の条
件、すなわち750℃で2時間加熱発泡した後充分に徐
冷し取りlJr した。;8られた成形体の密度は0−
30 g/cm3であった。
たものを乾燥粉砕した。上記乾燥粉砕物を実施例1と同
一の容器に1800I投入し、以下実施例1と同様の条
件、すなわち750℃で2時間加熱発泡した後充分に徐
冷し取りlJr した。;8られた成形体の密度は0−
30 g/cm3であった。
比較例4
実施例2で用いたシラスをさらに平均粒径10P以下K
まで粉砕したものを、実施例2と同じ配合組成でオート
クレーブを用いることな〈実施例1と同一の容器に18
00&投入し、以下実施例2と同様の条件、すなわち7
00°02時間加熱、発泡させた。得られへガラス発泡
体は、粉砕粒間は密に埋まっていこが、発泡は充分では
なく密度はO−209/cm3であった。
まで粉砕したものを、実施例2と同じ配合組成でオート
クレーブを用いることな〈実施例1と同一の容器に18
00&投入し、以下実施例2と同様の条件、すなわち7
00°02時間加熱、発泡させた。得られへガラス発泡
体は、粉砕粒間は密に埋まっていこが、発泡は充分では
なく密度はO−209/cm3であった。
本発明の効果
本発明の無機ガラス発泡体の製造方法によれば、低密度
の変成無機ガラス発泡体および成形体を得ることができ
、さらに反応時に使用するアルカリ金縞水酸化物坩を低
減すること、粒径が25μ以上の天然ガラス質鉱物の粉
砕物を原料として利用することが可能であるという顕著
な効果が得られる。
の変成無機ガラス発泡体および成形体を得ることができ
、さらに反応時に使用するアルカリ金縞水酸化物坩を低
減すること、粒径が25μ以上の天然ガラス質鉱物の粉
砕物を原料として利用することが可能であるという顕著
な効果が得られる。
特許出願人 旭化成工業株式会社
Claims (2)
- (1)天然ガラス質鉱物の粉砕物とアルカリ金回水酸化
物と水からなるスラリーもしくはペーストを110〜2
00℃の高温高圧水蒸気圧下で反応処理することを特徴
とする無機ガラス発泡体の製造方法 - (2)天然ガラス質鉱物の粉砕物が平均粒径25p以上
で、全体の粒子のうち50%以上が25μ以上であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の無機ガラ
ス発泡体の製造方法
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59088371A JPS60235743A (ja) | 1984-05-04 | 1984-05-04 | 無機ガラス発泡体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59088371A JPS60235743A (ja) | 1984-05-04 | 1984-05-04 | 無機ガラス発泡体の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60235743A true JPS60235743A (ja) | 1985-11-22 |
Family
ID=13940933
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59088371A Pending JPS60235743A (ja) | 1984-05-04 | 1984-05-04 | 無機ガラス発泡体の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60235743A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05345636A (ja) * | 1992-06-15 | 1993-12-27 | Shinetsu Quartz Prod Co Ltd | 高純度シリカガラス質発泡体及びその製造方法 |
GB2381268A (en) * | 2001-12-22 | 2003-04-30 | Univ Exeter | Composite material produced from pulverised waste glass |
CN109502981A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-03-22 | 山东晟世达新材料有限公司 | 金尾矿和花岗岩尾矿为主料的发泡陶瓷复合板及其制备方法 |
-
1984
- 1984-05-04 JP JP59088371A patent/JPS60235743A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05345636A (ja) * | 1992-06-15 | 1993-12-27 | Shinetsu Quartz Prod Co Ltd | 高純度シリカガラス質発泡体及びその製造方法 |
GB2381268A (en) * | 2001-12-22 | 2003-04-30 | Univ Exeter | Composite material produced from pulverised waste glass |
GB2381268B (en) * | 2001-12-22 | 2004-04-14 | Univ Exeter | Ceramic material and method of manufacture |
CN109502981A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-03-22 | 山东晟世达新材料有限公司 | 金尾矿和花岗岩尾矿为主料的发泡陶瓷复合板及其制备方法 |
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