JPS61248734A - 塗装金属材料 - Google Patents
塗装金属材料Info
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- JPS61248734A JPS61248734A JP8993385A JP8993385A JPS61248734A JP S61248734 A JPS61248734 A JP S61248734A JP 8993385 A JP8993385 A JP 8993385A JP 8993385 A JP8993385 A JP 8993385A JP S61248734 A JPS61248734 A JP S61248734A
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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、塗膜層を有する金属基材の塗膜表層部にプラ
ズマ処理によって主としてフッ素原子を導入させた塗装
金属材料に関するものである。
ズマ処理によって主としてフッ素原子を導入させた塗装
金属材料に関するものである。
現在、塗装金属材料は、建築、橋梁、タンク、自動車、
家電製品など、さまざまな用途に使用されており、美観
の保持と耐食性を主な目的としている。
家電製品など、さまざまな用途に使用されており、美観
の保持と耐食性を主な目的としている。
塗装金属材料は、塗装された後、加工されるので、塗膜
には、密着性、加工性が第一に要求され。
には、密着性、加工性が第一に要求され。
それに加え、耐食性、色調や光沢の保持性、耐汚染性な
と、最終製品の用途にあった性能が要求されると同時に
、加工される際に塗膜に傷がつかないことも不可欠な要
件となる。
と、最終製品の用途にあった性能が要求されると同時に
、加工される際に塗膜に傷がつかないことも不可欠な要
件となる。
一度、傷がつくと、塗膜のバリヤー効果が失われ、傷部
分から腐食が起こり、塗装金属材料を使用している建築
物、橋梁、タンク、自動車、家電製品などの寿命を著し
く短くする。特に、屋根、壁用、自動車用及び家電用と
して使用されているプレコート薄金属板は、厳しい加工
がなされるため、比較的伸びの良いことが、塗膜特性と
して要求されている。しかしながら、伸びの良い塗膜は
一般に軟らかいため、傷つきやすく、また、耐汚染性も
悪いという欠点を有しており、この相反する特性の両立
化ができないという問題をかかえている。
分から腐食が起こり、塗装金属材料を使用している建築
物、橋梁、タンク、自動車、家電製品などの寿命を著し
く短くする。特に、屋根、壁用、自動車用及び家電用と
して使用されているプレコート薄金属板は、厳しい加工
がなされるため、比較的伸びの良いことが、塗膜特性と
して要求されている。しかしながら、伸びの良い塗膜は
一般に軟らかいため、傷つきやすく、また、耐汚染性も
悪いという欠点を有しており、この相反する特性の両立
化ができないという問題をかかえている。
最近では、実務表面技術、Ｖｏ １．３０．Ｐ。
３５８ （１９８３年）などに見られるように３コ一ト
方式、すなわち金属との密着を目的とした下塗り、加工
性を重視した中塗り、さらに表面硬度を狙いとした上塗
りを施すことにより、優れた塗膜特性を有する塗装鋼板
の製造が検討されている。
方式、すなわち金属との密着を目的とした下塗り、加工
性を重視した中塗り、さらに表面硬度を狙いとした上塗
りを施すことにより、優れた塗膜特性を有する塗装鋼板
の製造が検討されている。
しかしながら、３コ一ト方式では、上塗りの塗膜厚を、
３μ以下にすることは、技術的に困難であるので、上塗
り塗膜の硬さ、すなわち、加工性の悪さが、中塗りの加
工性の良さを減退させ９本来の目的である表面硬さと加
工性のバランスを両立させることは非常に戴しい。これ
は、ロールコート方式の大きな欠点でもある。
３μ以下にすることは、技術的に困難であるので、上塗
り塗膜の硬さ、すなわち、加工性の悪さが、中塗りの加
工性の良さを減退させ９本来の目的である表面硬さと加
工性のバランスを両立させることは非常に戴しい。これ
は、ロールコート方式の大きな欠点でもある。
また、特開昭５９−１６９８５１号では「ポリ塩化ビニ
ルディスパージョン塗料プレコート鋼板」と称し、「鋼
板上に設けたポリ塩化ビニルディスパージョン塗膜の上
に、さらに紫外線硬化型クリヤー塗料を塗装して紫外線
硬化することにより、このプレコート鋼板の成形加工時
の傷付きを防止する」ことを開示している。この方法で
は、紫外線硬化型クリヤー塗料の膜厚は、２００μと極
めて厚く、また、ポリ塩化ビニルディスパージョン塗料
プレコート鋼板に限定されている。
ルディスパージョン塗料プレコート鋼板」と称し、「鋼
板上に設けたポリ塩化ビニルディスパージョン塗膜の上
に、さらに紫外線硬化型クリヤー塗料を塗装して紫外線
硬化することにより、このプレコート鋼板の成形加工時
の傷付きを防止する」ことを開示している。この方法で
は、紫外線硬化型クリヤー塗料の膜厚は、２００μと極
めて厚く、また、ポリ塩化ビニルディスパージョン塗料
プレコート鋼板に限定されている。
また、これまでに高分子表面を、プラズマ処理によって
表面フッ素化することはすでに行なわれており、例えば
、 Ｍ、Ａｎａｎｄらの報告（ＰｏｌｙＩＩｌｅｒ、
３６１、Ｖｏ １．２２．１９８１年）では、低密度ポ
リエチレンの表面を、四フッ化炭素やフッ素−ヘリウム
混合気体を用いて、表面フッ素化を実現しているが、こ
れは単にポリエチレンの表層に、フッ素原子を導入する
ことによってポリエチレン表面の疎水化を目的としてい
るにすぎず１本発明とは目的を異にするものである。
表面フッ素化することはすでに行なわれており、例えば
、 Ｍ、Ａｎａｎｄらの報告（ＰｏｌｙＩＩｌｅｒ、
３６１、Ｖｏ １．２２．１９８１年）では、低密度ポ
リエチレンの表面を、四フッ化炭素やフッ素−ヘリウム
混合気体を用いて、表面フッ素化を実現しているが、こ
れは単にポリエチレンの表層に、フッ素原子を導入する
ことによってポリエチレン表面の疎水化を目的としてい
るにすぎず１本発明とは目的を異にするものである。
本発明は、加工性の良好な塗装鋼板の表層部をプラズマ
処理によって改質し、加工性はもとより。
処理によって改質し、加工性はもとより。
密着性、耐食性などの塗膜本来の性能を保持させたまま
、塗膜の硬さ、あるいは、傷つきにくさを著しく向上さ
せた、塗装金属材料を提供するものである。
、塗膜の硬さ、あるいは、傷つきにくさを著しく向上さ
せた、塗装金属材料を提供するものである。
本発明は、密着性、加工性、耐食性等の優れた既存の塗
料を金属材料に塗布、硬化させたのち、この塗装された
金属材料の表面の塗膜表層部を四フッ化炭素、フッ素−
ヘリウムなどの気体プラズマを用いてフッ素化すること
を特徴とするものである。
料を金属材料に塗布、硬化させたのち、この塗装された
金属材料の表面の塗膜表層部を四フッ化炭素、フッ素−
ヘリウムなどの気体プラズマを用いてフッ素化すること
を特徴とするものである。
また、この塗膜表面をフッ素化した塗装金属材料は、表
面の耐傷つき性の向上と同時に、耐汚染性の向上効果も
併せて得られる特徴を有している。
面の耐傷つき性の向上と同時に、耐汚染性の向上効果も
併せて得られる特徴を有している。
以下、本発明について、さらに詳細に説明する。
本発明に使用される通常塗料は特に制約はなく、ポリエ
ステル系、アクリル系、エポキシ系、ビニル系、アルキ
ッド系、ウレタン系、シリコン系など通常使用される塗
料が適用可能である。
ステル系、アクリル系、エポキシ系、ビニル系、アルキ
ッド系、ウレタン系、シリコン系など通常使用される塗
料が適用可能である。
前記の塗料を用いて形成された塗膜層を表面フッ素化す
るのに用いられる気体としては、フッ素または四フッ化
炭素などフッ素原子を分子中に含有する気体状の化合物
、あるいはそれらとアルゴン、ヘリウム、窒素などの不
活性ガスを混合したものを用いることができる。
るのに用いられる気体としては、フッ素または四フッ化
炭素などフッ素原子を分子中に含有する気体状の化合物
、あるいはそれらとアルゴン、ヘリウム、窒素などの不
活性ガスを混合したものを用いることができる。
本発明に使用される金属材料としては、薄板、中厚板、
パイプ、型材、線材など、形状に制約はない。
パイプ、型材、線材など、形状に制約はない。
材質も特に制約はないが、冷間あるいは、熱間で圧延さ
れた鋼材、これらの上に亜鉛、アルミニウム、ニッケル
、スズ、銅、コバルト、鉄、その他の金属及びこれらの
合金あるいは複合材を被覆した鋼材、アルミニウム、チ
タン及びそれらの合金材料等が挙げられる。
れた鋼材、これらの上に亜鉛、アルミニウム、ニッケル
、スズ、銅、コバルト、鉄、その他の金属及びこれらの
合金あるいは複合材を被覆した鋼材、アルミニウム、チ
タン及びそれらの合金材料等が挙げられる。
次に、製造方法について説明する。プラズマを発生させ
る方法は、内部電極型と無電極型と、大きく分けて２つ
あるが、どちらの方式をとってもよい。
る方法は、内部電極型と無電極型と、大きく分けて２つ
あるが、どちらの方式をとってもよい。
まず、あらかじめ塗装した金属材料を反応器の中に設置
し、内部を１Ｏ−３Ｔｏｒｒまで排気し。
し、内部を１Ｏ−３Ｔｏｒｒまで排気し。
その後、前記のガスを所定の圧力（０，１〜１０Ｔｏｒ
ｒ程度）になるまで供給する。
ｒ程度）になるまで供給する。
そして、高周波（１３，５６ＭＨｚ）等の電源により、
適当な放電電力（３０〜１００Ｗ）を電極に印加し、金
属材料表面のフッ素化を行なう。表層のフッ素化の度合
は、気体の種類や混合比、及び。
適当な放電電力（３０〜１００Ｗ）を電極に印加し、金
属材料表面のフッ素化を行なう。表層のフッ素化の度合
は、気体の種類や混合比、及び。
放電条件によって変化させることが可能であるので、用
途に応じて条件の制御を行なう。また、フッ素化の確認
は、フーリエ変換型赤外分光分析（ＦＴ−ＩＲ）及び、
Ｘ線光電子分光分析（ＥＳＣＡ）により行なった。この
ようにして、プラズマによって表層部をフッ素化した塗
装金属材料は、密着性、加工性、耐食性など、塗膜本来
の性能を十分に保持させたまま、塗膜の硬さあるいは傷
つきにくさが著しく向上した、極めて優れた製品である
。
途に応じて条件の制御を行なう。また、フッ素化の確認
は、フーリエ変換型赤外分光分析（ＦＴ−ＩＲ）及び、
Ｘ線光電子分光分析（ＥＳＣＡ）により行なった。この
ようにして、プラズマによって表層部をフッ素化した塗
装金属材料は、密着性、加工性、耐食性など、塗膜本来
の性能を十分に保持させたまま、塗膜の硬さあるいは傷
つきにくさが著しく向上した、極めて優れた製品である
。
以下、実施例にて本発明をさらに詳しく説明する。
〔実施例１〕
エポキシ粉体塗装を施した亜鉛めっき鋼管（直径１００
ｍ ｍ 、長さ１８ｃｍ）の表層部を、四フッ化炭素
の気体プラズマを用いてフッ素化した。
ｍ ｍ 、長さ１８ｃｍ）の表層部を、四フッ化炭素
の気体プラズマを用いてフッ素化した。
プラズマ処理条件は、ガス流量５０ ｃｍ’ （ＳＴＰ
）／ｗｉｎ、ガス圧２Ｔｏｒｒ、放電電力４０Ｗ、放電
時間５分であった。得られた。エポキシ粉体塗装亜鉛め
っき鋼管の塗膜性能は、鉛筆硬さ試験（破壊法、ＪＩＳ
Ｋ−５４００（７）６．１４及び傷つけ法）にて判
定した。第１表の性能試験結果かられかるように、プラ
ズマ処理による塗膜表膜のフッ素化より、硬さの向上が
認められた。
）／ｗｉｎ、ガス圧２Ｔｏｒｒ、放電電力４０Ｗ、放電
時間５分であった。得られた。エポキシ粉体塗装亜鉛め
っき鋼管の塗膜性能は、鉛筆硬さ試験（破壊法、ＪＩＳ
Ｋ−５４００（７）６．１４及び傷つけ法）にて判
定した。第１表の性能試験結果かられかるように、プラ
ズマ処理による塗膜表膜のフッ素化より、硬さの向上が
認められた。
〔実施例２〕
電気亜鉛めっき鋼板（めっき量２０ｇ／ｒｒｒ）にポリ
エステル系プライマーコート５μ、同じくポリエステル
系トップコート２０μを塗装、焼付したプレコート鋼板
（０，６Ｘ１００Ｘ１００ｍｍ）の表面を、５％フッ素
−９５％ヘリウムの気体プラズマを用いて、フッ素化し
た。プラズマ処理条件は、ガス流量５０ Ｑｒｒ［’
（ＳＴＰ） ／ｗｉｎ 、ガス圧１．８Ｔｏ ｒｒ、放
電電力５０Ｗ、放電時間２分であった。
エステル系プライマーコート５μ、同じくポリエステル
系トップコート２０μを塗装、焼付したプレコート鋼板
（０，６Ｘ１００Ｘ１００ｍｍ）の表面を、５％フッ素
−９５％ヘリウムの気体プラズマを用いて、フッ素化し
た。プラズマ処理条件は、ガス流量５０ Ｑｒｒ［’
（ＳＴＰ） ／ｗｉｎ 、ガス圧１．８Ｔｏ ｒｒ、放
電電力５０Ｗ、放電時間２分であった。
得られた塗装亜鉛めっき鋼板の塗膜性能は、鉛筆硬さ試
験〔破壊法（ＪＩＳ Ｋ−５４００の６゜１４）及び
傷つけ法〕並びに、１８０°折曲試験、耐汚染性試験を
行ない、判定し、第１表に結果を示した。第１表の性能
試験結果かられかるようにプラズマ処理により、加工性
は低下することなく、硬さ及び耐汚染性の向上が認めら
れた。
験〔破壊法（ＪＩＳ Ｋ−５４００の６゜１４）及び
傷つけ法〕並びに、１８０°折曲試験、耐汚染性試験を
行ない、判定し、第１表に結果を示した。第１表の性能
試験結果かられかるようにプラズマ処理により、加工性
は低下することなく、硬さ及び耐汚染性の向上が認めら
れた。
〔実施例３〕
エポキシ系プライマーコート５μ、ポリエステル系トッ
プコート２０μを塗装、焼付した着色亜鉛鉄板（０，８
Ｘ １００ Ｘ １００ｍ、ｍ、亜鉛めっき量１８０ｇ
／ｒｎ”）の表面を、四フッ化炭素の気体プラズマを用
いて、フッ素化した。プラズマ処理条件は、ガス流量３
０ ａｍ （Ｓ ＴＰ） ／ｗｉｎ 。
プコート２０μを塗装、焼付した着色亜鉛鉄板（０，８
Ｘ １００ Ｘ １００ｍ、ｍ、亜鉛めっき量１８０ｇ
／ｒｎ”）の表面を、四フッ化炭素の気体プラズマを用
いて、フッ素化した。プラズマ処理条件は、ガス流量３
０ ａｍ （Ｓ ＴＰ） ／ｗｉｎ 。
ガス圧２Ｔｏ ｒ ｒ、放１！電力６０Ｗ、放電時間５
分であった。
分であった。
得られた着色亜鉛鉄板の塗膜性能は、鉛筆硬さ試験〔破
壊法（ＪＩＳ Ｋ−５４００（７１６，１４）及び傷
つけ法〕、曲げ加工試験及び耐汚染性試験を行ない、判
定した。
壊法（ＪＩＳ Ｋ−５４００（７１６，１４）及び傷
つけ法〕、曲げ加工試験及び耐汚染性試験を行ない、判
定した。
第１表に性能試験結果を示すように、加工性が低下する
ことなく、硬さ及び耐汚染性の向上が認められた。
ことなく、硬さ及び耐汚染性の向上が認められた。
〔実施例４〕
アクリル系取りようを１０μ塗装、焼付した亜鉛−ニッ
ケル合金めっき鋼板（０，７ｘｌＯＯｘ１００ ｍ ｍ
＋めっき量１５ｇ／ｒｒ？）の表面を、５％フッ素−
９Ｓ％ヘリウムの気体プラズマを用いて、フッ素化した
。プラズマ処理条件は、ガス流量５０ ｃ＋ｒ？（ＳＴ
Ｐ） ／ｍｉｎ 、ガス圧２Ｔｏｒｒ。
ケル合金めっき鋼板（０，７ｘｌＯＯｘ１００ ｍ ｍ
＋めっき量１５ｇ／ｒｒ？）の表面を、５％フッ素−
９Ｓ％ヘリウムの気体プラズマを用いて、フッ素化した
。プラズマ処理条件は、ガス流量５０ ｃ＋ｒ？（ＳＴ
Ｐ） ／ｍｉｎ 、ガス圧２Ｔｏｒｒ。
放電電力６０Ｗ、放電時間１分であった。
得られた塗装亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板の塗膜性能
は、鉛筆硬さ〔破壊法（ＪＩＳＫ−５４００の６．１４
）及び傷つけ法〕並びに、１８０°折曲試験を行ない、
判定した。
は、鉛筆硬さ〔破壊法（ＪＩＳＫ−５４００の６．１４
）及び傷つけ法〕並びに、１８０°折曲試験を行ない、
判定した。
第１表よりわかるように、プラズマ処理を施すことによ
り、加工性が低下することなく硬さ及び耐汚染性の著し
い向上がみられた。
り、加工性が低下することなく硬さ及び耐汚染性の著し
い向上がみられた。
〔実施例５〕
エポキシ系アルキド樹脂塗料を５μ、塗装焼付しさらに
その上にウレタン系樹脂塗料を２０μ塗装、焼付した電
気亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板（０，８Ｘ １００
Ｘ １００ｍｍ、めっき量２０ｇ／耐）の表面を６％フ
ッ素−９４％ヘリウムの気体プラズマを用いて、フッ素
化した。
その上にウレタン系樹脂塗料を２０μ塗装、焼付した電
気亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板（０，８Ｘ １００
Ｘ １００ｍｍ、めっき量２０ｇ／耐）の表面を６％フ
ッ素−９４％ヘリウムの気体プラズマを用いて、フッ素
化した。
プラズマ処理条件は、ガス流量４０ｃｒｎ’（ＳＴＰ）
／ｌ１ｉｎ 、ガス圧２Ｔｏ ｒ ｊ）放電電力５０
Ｗ。
／ｌ１ｉｎ 、ガス圧２Ｔｏ ｒ ｊ）放電電力５０
Ｗ。
放電時間１分であった。得られた塗装電気亜鉛−ニッケ
ル合金めっき鋼板の塗膜性能は、鉛筆硬さ試験〔破壊法
（ＪＩＳ Ｋ５４００（７）６．１４）”及び傷つけ
法〕並びに、耐汚染性試験を行ない。
ル合金めっき鋼板の塗膜性能は、鉛筆硬さ試験〔破壊法
（ＪＩＳ Ｋ５４００（７）６．１４）”及び傷つけ
法〕並びに、耐汚染性試験を行ない。
判定した。
第１表よりわかるように、プラズマ処理を施すことによ
り、硬さ及び耐汚染性が向上した。
り、硬さ及び耐汚染性が向上した。
本発明の製品は、塗装金属材料の表層部にプラズマ処理
によってフッ素原子を導入し、塗膜本来の性能を低下さ
せることなく、かつ、塗膜の表面硬さ、傷つき性、並び
に、耐汚染性を著しく向上させた、従来にない極めて優
れたものであるので屋根、壁用、自動車用及び家電用と
して使用されているプレコート薄金属板だけでなく、建
築物。
によってフッ素原子を導入し、塗膜本来の性能を低下さ
せることなく、かつ、塗膜の表面硬さ、傷つき性、並び
に、耐汚染性を著しく向上させた、従来にない極めて優
れたものであるので屋根、壁用、自動車用及び家電用と
して使用されているプレコート薄金属板だけでなく、建
築物。
橋梁、タンクなどの一般の塗装金属材料にも適しており
、それらの長寿命化に大いに貢献するものである。
、それらの長寿命化に大いに貢献するものである。
特許出願人 新日本製鐵株式会社
代 理 人 弁理士 古島 寧手続補正書
昭和６１年ｑ 月ＩＥ日
Claims (1)
- 塗膜層を有する金属基材の塗膜表層部にプラズマ処理に
よってフッ素原子を導入させたことを特徴とする塗装金
属材料。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8993385A JPS61248734A (ja) | 1985-04-27 | 1985-04-27 | 塗装金属材料 |
| AU56486/86A AU567414B2 (en) | 1985-04-27 | 1986-04-22 | Modifying painted metal surfaces with plasma treatment and fluoride |
| CA000507657A CA1295888C (en) | 1985-04-27 | 1986-04-25 | Paint coated metal materials |
| US07/349,934 US4898775A (en) | 1985-04-27 | 1989-05-08 | Paint coated metal sheets |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8993385A JPS61248734A (ja) | 1985-04-27 | 1985-04-27 | 塗装金属材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61248734A true JPS61248734A (ja) | 1986-11-06 |
Family
ID=13984494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8993385A Pending JPS61248734A (ja) | 1985-04-27 | 1985-04-27 | 塗装金属材料 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61248734A (ja) |
| AU (1) | AU567414B2 (ja) |
| CA (1) | CA1295888C (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03169372A (ja) * | 1989-11-29 | 1991-07-23 | Nippon Steel Corp | プレコート金属成形品の製造方法及び成形品 |
| JPH049732U (ja) * | 1990-05-11 | 1992-01-28 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5838701A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-07 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | プラズマ化学反応による表面処理法 |
| JPS59169851A (ja) * | 1983-03-15 | 1984-09-25 | 日本ペイント株式会社 | ポリ塩化ビニルデイスパ−ジヨン塗料プレコ−ト鋼板 |
-
1985
- 1985-04-27 JP JP8993385A patent/JPS61248734A/ja active Pending
-
1986
- 1986-04-22 AU AU56486/86A patent/AU567414B2/en not_active Ceased
- 1986-04-25 CA CA000507657A patent/CA1295888C/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5838701A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-07 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | プラズマ化学反応による表面処理法 |
| JPS59169851A (ja) * | 1983-03-15 | 1984-09-25 | 日本ペイント株式会社 | ポリ塩化ビニルデイスパ−ジヨン塗料プレコ−ト鋼板 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03169372A (ja) * | 1989-11-29 | 1991-07-23 | Nippon Steel Corp | プレコート金属成形品の製造方法及び成形品 |
| JPH049732U (ja) * | 1990-05-11 | 1992-01-28 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU567414B2 (en) | 1987-11-19 |
| AU5648686A (en) | 1986-10-30 |
| CA1295888C (en) | 1992-02-18 |
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