KR101252718B1 - 고강도 바닥재의 시공방법 - Google Patents

고강도 바닥재의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수산화알루미늄이 함유된 고강도 바닥재의 시공방법에 관한 것이며, 보다 구체적으로 불포화 폴리에스테르 수지에 수산화알루미늄이 함유되어 있어 고강도를 가지면서 동시에 내마모성 및 가공성이 뛰어나고 긁힘성이 적은 고강도 바닥재의 시공방법에 관한 것이다.

Description

고강도 바닥재의 시공방법{process of preparing floor material}
본 발명은 고강도 바닥재의 시공방법에 관한 것이며, 보다 구체적으로 불포화 폴리에스테르 수지에 수산화알루미늄이 함유되어 있어 고강도를 가지면서 동시에 내마모성 및 가공성이 뛰어나고 긁힘성이 적은 고강도 바닥재의 시공방법에 관한 것이다.
바닥재는 적용되는 장소에 따라 요구되는 기능성이 달라지는데, 특히 실내 또는 실외용도로 적용함에 있어 외적 환경요소에 많은 영향을 받는다. 주차장 방수바닥재에 적용하기 위한 요구조건을 충족하기 위하여 바닥재는 에폭시계 프라이머층, 다수의 우레탄층 및 실리카 샌드층으로 구성되고, 에폭시계 프라이머층에 의해 바닥기저층과의 접착력이 향상되고, 다수의 우레탄 층에 의해 크랙에 잘 견디어 물이 새는 것을 방지하며, 실리카 샌드층에 의해 미끄럼방지 기능을 부가한다.
그러나, 종래 바닥재 소재로 주로 사용되는 에폭시수지 또는 우레탄수지는 내마모성, 접착력, 탄성 및 내구성이 우수하나, 에폭시수지 및 우레탄수지의 점도는 온도에 민감하여 영하의 온도에서 시공이 어려우며, 경화되는데 많은 시간이 소요되기 때문에 시공 후 3~7일 후에나 기계적 강도가 발현되는 시공환경에 제약이 있다. 또한, 에폭시수지 및 우레탄수지는 경화 반응시 유해한 염소가스가 발생되고 바닥재 형성 후 시간이 경과함에 따라 표면백화 분말현상에 의해 미세 페놀성분의 먼지가 발생하므로 인체유해성이 있다.
시공편리성과 인체 무해성을 갖춘 바닥재 소재인 MMA 반응수지는 MMA 수지에 분말경화촉진제로서 벤질과산화물(benzyl peroxide, BPO)을 첨가하여 제조되는 반응수지로서, 탄소 이중결합으로 이루어진 MMA 화합물이 BPO와의 반응과정에서 탄소 이중결합이 긴 단일결합 고리화합물로 전환되므로 MMA 수지와는 구분된다. 이때, MMA 화합물이 BPO와의 반응과정에서 최소 98% 이상 반응하여 바닥재 시공 중의 유해가스 배출 및 바닥재 시공 후 잔여물질에 의한 하자가 발생하지 않는다. 따라서, MMA 반응수지는 외부의 작용기와의 반응성이 없으므로 내산성, 내알칼리성 및 내염해성에 강하다.
일반적으로 사용되고 있는 도료의 구성 요소는 크게 안료, 전색제, 용제, 보조제의 성분을 혼합하여 용해 분산시킨 것이며, 도료의 주성분이 되는 보일류, 아마인유, 합성수지, 천연수지 등 전색제(수지, 유지, 셀룰로오스)와, 도료의 은폐력, 색상, 중량효과를 나타내는 안료, 도료의 점도 상태를 조절하여 유용성을 주며 도장작업을 향상시키는 용제와, 가소제, 건조제, 경화제, 침강방지제 등 소량을 첨가하여 도료의 성능을 향상시키는 첨가제(보조제) 등으로 구성된다.
그러나 이러한 도료는 음이온 방출 및 원적외선 방출 효과가 없으며 항균 기능을 가지지 않음으로써 표면에 대한 적절한 세척이나 습기의 제거가 원할히 이루어지지 않을 경우 오염됨으로 악취를 내는 문제점이 있다.
음이온 화합물인 수산화알루미늄은 음이온 및 원적외선을 방출하는 특성을 가지고 있으며, 항균력 및 탈취력의 기능을 갖고 있고 가격이 싸기 때문에 경제적이기 때문에 본 발명자는 나노 수산화알루미늄을 이용한 수산화알루미늄 도료에 관한 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위한 방안으로 음이온 화합물인 수산화알루미늄 액상 및 분말을 첨가시켜 도료를 제조함으로써 음이온 방출 및 원적외선 방출의 효과가 있을 뿐만 아니라 우수한 항균성 및 내곰팡이성과 탈취력을 갖는 수산화알루미늄이 함유된 고강도 바닥재의 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 전색제, 안료, 용제 및 첨가제를 포함하며 불포화 폴리에스테르 수지 30 내지 40 중량부, 수산화알루미늄 무기충진제 60 내지 70 중량부, 가소제 1 내지 4 중량부 및 경화제 1 내지 4 중량부를 포함하는 수산화알루미늄이 함유된 고강도 바닥재의 시공방법이다.
본 발명은 음이온 화합물인 수산화알루미늄 액상 및 분말을 첨가시켜 도료를 제조함으로써 음이온 방출 및 원적외선 방출의 효과가 있을 뿐만 아니라 우수한 항균성 및 내곰팡이성과 탈취력을 갖는 효과가 있다.
본 발명은 바닥기저층 위에 에폭시 수지 30 내지 40 중량부, 수산화알루미늄 무기충진제 60 내지 70 중량부, 과산화물계 경화제 1 내지 2 중량부 및 첨가제 15 내지 18 중량부가 혼합된 액상프라이머에 불포화 폴리에스테르 수지 30 내지 40 중량부, 수산화알루미늄 무기충진제 60 내지 70 중량부, 과산화물계 경화제 1 내지 2 중량부 및 첨가제 15 내지 18 중량부가 혼합된 분말파우더 칩이 혼합된 하도제;
상기 하도제로 도포한 하부층 위에 도포되며, 에폭시 수지 30 내지 40 중량부, 수산화알루미늄 무기충진제 60 내지 70 중량부, 필러 60 내지 68 중량부, 안료 1 내지 2 중량부 및 과산화물계 경화제 1 내지 2 중량부가 혼합된 중도제; 및
상기 중도제로 도포된 중간층 위에 도포되며, 우레탄 수지 30 내지 40 중량부, 수산화알루미늄 무기충진제 60 내지 70 중량부 및 과산화물계 경화제 1 내지 2중량부가 혼합된 상도제로 이루어진 것을 특징으로 하는 고강도 불포화폴리에스테르 칩 바닥재에 관한 것이다.
본 발명의 바닥재에 있어서 액상프라이머는 원적외선 방사 및 음이온 발생용 인산염 모나자이트 광물이 5∼10 중량부 추가로 함유된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 불포화폴리에스테르 칩 바닥재에 있어서 인산염 모나자이트 광물은 (Ce, La, Y, Th)PO4로 이루어져 있으며, 조성성분이 플르오르(F)의 함유율 4.7 중량%, MgO의 함유율 0.62 중량%, Al2O3의 함유율 0.72 중량%, SiO2의 함유율 5.2 중량%, P2O5의 함유율 2.3 중량%, S03의 함유율 4.4 중량%, Cl의 함유율 1.1 중량%, K2O의 함유율 0.074 중량%, CaO의 함유율 1.8 중량%, Kr의 함유율 0.019 중량%, SrO의 함유율 1.2 중량%, BaO의 함유율 4.5 중량%, La2O3의 함유율 23 중량%, CeO2의 함유율 34 중량%, Pr6O11의 함유율 3.3 중량%, Nd2O3의 함유율 8.1 중량%, Sm2O3의 함유율 0.76 중량%, ThO2의 함유율 0.16 중량% 및 Y2O3의 함유율 4.047 중량%으로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용된 불포화 폴리에스테르 수지는 디에틸렌글리콜 5 내지 25 중량% 및 네오펜틸 글리콜 10 내지 30 중량%를 사용하고 아디프산 10 내지 30 중량% 및 이소프탈산 15 내지 35 중량%를 중합하여 제조된다. 본 발명에서 사용된 불포화 폴리에스테르 수지는 5,000 내지 15,000의 중량평균 분자량을 가지며 15 내지 35mgKOH/g의 산값을 가진다. 본 발명에서 사용된 불포화 폴리에스테르 수지는 불포화 폴리에스테르 수지 조성물의 침투성을 좋게 하고 구조를 치밀하게 하여 바닥에 강도와 내수성을 부여한다.
본 발명에 따른 불포화 폴리에스테르 수지 조성물은 무기 충진제인 수산화알루미늄 60 내지 70 중량부를 포함한다. 본 발명에서 무기 충진제는 불포화 폴리에스테르 수지 조성물이 바닥에 침투한 후 건조과정에서 수지의 흐름성을 개선하여 이색 현상이 일어나지 않게 한다. 불포화 폴리에스테르 수지 조성물 중 무기 충진제의 함량이 60 중량부 미만이면, 수지의 흐름성을 개선하여 이색현상을 방지하는 효과를 거두지 못할 수 있다. 또한 무기 충진제의 함량이 70 중량부를 초과하면, 불포화 폴리에스테르 수지의 점도가 커져서 도포하는데 어려움이 있다.
본 발명은 전색제, 안료, 용제 및 첨가제를 포함하여 제조되어지는 도료에 있어서, 불포화 폴리에스테르 수지 30 내지 40 중량부, 수산화알루미늄 무기충진제 60 내지 70 중량부, 가소제 1 내지 4 중량부 및 경화제 1 내지 4 중량부를 포함하는 수산화알루미늄이 함유된 도료이다.
본 발명에서 사용되는 수산화알루미늄은 액상, 분말 또는 액상 및 분말을 혼합한 형태를 사용할 수 있으며, 분말을 사용할 경우, 바람직하기로는 그 입자의 크기가 100 ㎚ 내지 2 ㎛인 것을 사용한다. 본 발명에서 사용되는 수산화알루미늄은 음이온 화합물로서 음이온과 원적외선이 방출되는 특성을 가지고, 항균 및 항진균 효과와 탈취 효과를 나타낼 수 있다.
그리고 수산화알루미늄 분말을 사용할 경우, 그 입자의 크기가 분산력에 중요한 영향을 미치게 된다. 따라서 본 발명에서 사용되는 수산화알루미늄 분말의 입자의 크기는 100㎚ 내지 2 ㎛가 바람직하다. 수산화알루미늄 분말의 입자의 크기가 100 ㎚ 미만이 될 경우에는 분산력은 증대되나 입자를 나노화시키는데 비용이 증대되므로 경제성이 떨어지고, 2 ㎛를 초과할 경우에는 도료와의 혼합이 불안정하여 균일하게 분산되지 않으므로 항균성 및 탈취 효과가 저하되고, 또한, 원적외선 방출 특성을 충분히 가지지 못하게 된다.
수산화알루미늄의 함량이 60 중량부 미만이 될 경우에는 도료의 함량에 비해 상대적으로 수산화알루미늄의 함량이 적기 때문에 원적외선 방출 효과, 항균력 및 탈취력이 저하되며, 수산화알루미늄의 함량이 70 중량부를 초과할 경우에는 도료의 도막성능이 저하되고, 특히 사용되는 수산화알루미늄 분말의 입자가 나노의 단위로 미세해질수록 수산화알루미늄 분말이 고가이므로 초과 첨가에 따른 단가 상승으로 인해 경제성이 저하된다.
본 발명에서 용제는 피도장물에 도포할 때 도장막을 양호하게 하며, 도료를 도장방법에 따라 점도를 알맞게 조절하여 작업성을 편리하게 하는 역활을 한다.
또한, 도료의 성능을 향상시키는 첨가제(보조제)로서 가소제, 건조제, 경화제, 침강방지제 등 소량을 첨가하게 된다. 가소제는 도막에 유연성, 부착성, 내한성, 내충격성 등을 부여하고, 디옥틸프탈레이트(DOP), 디부틸 프타레이드(DBP), 트리클레질 포스페이트(TCP)나 피마자유 등을 사용한다. 건조제는 유성도료나 유변성 합성수지도료에 첨가되어 산화중합을 촉진시켜 경화 건조를 빠르게 하는 역활을 하며, 보통 코발트(Co), 망간(Mn), 납(Pb) 등의 나프탈렌산염 (나프탈렌산코발트, 나프탈렌산연(납), 나프탈렌산망간, 나프탈렌산 아연) 또는 인산염이 주로 사용되고 있다. 그중 코발트염은 도막의 표면을 건조촉진시키고, 납은 내부조건에 효과가 있고 망간염은 양쪽의 중간효과를 준다.
경화제는 사용되는 수지의 종류에 따라 우레탄계 도료용 경화제, 에폭시계 경화제로는 DETA, TETA등이 사용되며, 또는 아민을 변성시켜 용도에 맞게 사용하기도 하고, 불포화 폴리에스테르계(퍼티) 경화제로는 과산화벤조익산이 대표적이나 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드(MEKPO),싸이크로 헥사논사이드(CHPO)가 사용된다.
침강방지제는 도료 중의 안료가 저장 중에 침강하여 용기바닥에서 케이크(cake) 상이 되는 것을 방지하는 역활을 하며, 스테아린산 알루미늄, 실리카, 오가노클레이(Organoclay), 폴리아마이드(polyamide), 왁스(wax) 등을 사용한다.
본 발명의 바닥재는 바닥기저층, 하부층, 중간층, 칼라층 및 상부층이 순차 적층된 구조이다. 바닥기저층은 바닥재를 시공할 수 있는 모든 바닥표면을 대상으로 하며, 그의 바람직한 일례로는 콘크리트, 철판, 인조대리석, 아스콘, 타일 또는 칼라하드너이며, 상기 바닥기저층 상에 바로 시공하므로, 공정기간 단축, 원가절감 및 건축 폐기물발생이 억제된다. 상기 바닥기저층이 바닥재 시공 전, 바닥재와의 접착력을 향상시키기 위하여 곰팡이, 먼지 및 녹슨 부위를 제거하고 건조공정을 수행한다.
하부층은 바닥기저층 상에 불포화 폴리에스테르 수지 30 내지 40 중량부, 수산화알루미늄 무기충진제 60 내지 70 중량부, 과산화물계 경화제 1 내지 2 중량부, 첨가제 15 내지 18 중량부를 혼합 반응시킨 하부층용 도포액이 1차로 도포되고, 상기 하부층용 도포액이 2차로 도포되어 형성된 것이 바람직하다.
하부층은 바닥기저층의 기공을 메우고 보강포 고정 및 중간층과의 접착을 강화시키는 역할을 한다. 하부층은 불포화 폴리에스테르 수지 30 내지 40 중량부, 수산화알루미늄 무기충진제 60 내지 70 중량부 및 과산화물계 경화제를 혼합 반응하여 도포액을 사용하며, 하부층의 1차 및 2차 도포가 각각 0.3~0.5mm의 두께가 되도록 롤러, 붓 또는 스프레이를 이용하여 시공된다.
수산화알루미늄 무기충진제는 바닥기저층에 형성된 미세균 열로 인한 기공을 메우고 보강포 및 중간층과의 접착력을 향상시키기 위한 목적으로 첨가제를 추가할 수 있다. 또한, 바닥기저층과 바닥재의 접착력을 증강시키며, 특히 타일 또는 대리석 바닥기저층과 같이 기공이 적은 곳에 접착력을 강화시켜주거나 영하의 온도에서도 사용될 수 있도록 추가의 첨가제를 더 사용할 수 있다.
본 발명의 바닥재에서 불포화 폴리에스테르 수지 30 내지 40 중량부, 수산화알루미늄 무기충진제 60 내지 70 중량부, 필러 60 내지 68 중량부, 안료 1 내지 2 중량부 및 과산화물계 경화제 1 내지 2 중량부로 혼합 반응시킨 중간층용 도포액을 하부층상에 도포 시공하여 제조되며, 탄성이 부여되어 중간층 이하의 하부층의 균열에 대한 저항성 및 방수성이 우수하다.
중간층은 2~5mm의 두께가 되도록 롤러, 톱날레이크 또는 흙손 등으로 골고루 펼쳐주는 방법으로 도포된다. 중간층에 사용된 수산화알루미늄의 함량이 60중량부 미만이면 도막이 평활하지 않고 울퉁불퉁하게 형성되어 미관상 좋지 않을 뿐만 아니라 탄성률이 현저히 줄어들고 접착불량으로 인한 하자의 요인이 되는 문제가 있어 바람직하지 않다.
또한, 중간층에 사용되는 필러는 규사입자로서 입자크기가 0.01~100㎛인 규사미세분말 및 입자크기가 0.06~0.3mm인 규사분말이 혼합 사용되며, 입자 크기가 0.01~100㎛인 규사미세 분말은 입자의 크기가 작아 바닥기저층의 미세한 부분까지도 은폐하는 역할을 하고, 입자크기가 0.06~0.3mm인 규사분말은 통상적인 강도를 높이는 목적으로 사용된다. 이때, 입자크기가 0.01~100㎛인 규사미세분말 및 입자크기가 0.06~0.3mm인 규사분말의 혼합비율은 4:6인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 칼라층(50)은 바닥재의 마감 적용부위에 따라 상기 중간층(40)형성 직후, 칼라규사 또는 칼라칩이 선택적으로 살포되어 형성되는 선택적 구조 조성이다. 칼라층의 형성은 색 구현에 따라 미려한 마감표면을 형성하여 실내바닥 인테리어 조건을 충족하고, 이때 색상은 요구조건에 따라 단색 또는 다색으로 연출할 수 있다. 칼라층은 중간층 형성 직후, 0.5~1.5mm 입경의 칼라규사를 추가로 살포하여 형성될 수 있다. 0.5~1.5mm 입경의 칼라규사는 중간층 상에 요철을 형성함으로써 바닥재에 미끄럼방지 기능을 부여하여 보행 및 작업 중 안전사고를 예방할 수 있다. 이때, 칼라규사의 입경이 0.5mm미만이면, 입경이 너무 작아 바닥재상에 요철을 제공할 수 없고, 입경이 1.5mm을 초과하면, 층간이탈 가능성이 높다.
또한, 중간층 형성 직후 칼라칩을 살포함으로써 칼라층을 형성할 수 있다. 칼라칩은 바닥재에 광택을 제공하여 미감을 향상시킬 수 있으며, 3~5mm크기의 칼라칩 사용이 바람직하다. 또한, 하부층, 중간층 및 상부층의 주요소재와 동일소재의 칼라칩을 사용하여 형성함으로써 층간 반응혼용성을 높여 이탈락을 줄일 수 있다.
본 발명의 상부층은 불포화 폴리에스테르 수지 30 내지 40 중량부, 수산화알루미늄 무기충진제 60 내지 70 중량부 및 과산화물계 경화제 1 내지 2 중량부를 혼합 반응시킨 도포액을 칼라층 상에 도포 시공하여 제조된다. 이때, 상부층은 0.2~0.5mm의 두께가 되도록, 수지가 뭉치지 않게 세심하게 도포하여 마감한다. 상부층은 바닥재가 외부환경과 직접적으로 접하는 층으로서 반응수지의 함량을 극대화시켜, 바닥재의 내항균성을 향상시키도록 한다.
본 발명에 사용되는 과산화물계 경화제는 반응 수지의 경화반응을 촉진하는 개시제의 역할을 하여, 반응 수지와의 경화반응이 신속히 이루어지기 때문에 바닥재 시공의 공사기간이 단축된다.
본 발명의 친환경 바닥재 시공방법은 바닥기저층 상에 불포화 폴리에스테르 수지 30 내지 40 중량부, 수산화알루미늄 무기충진제 60 내지 70 중량부, 과산화물계 경화제 1 내지 2 중량부 및 첨가제 15 내지 18 중량부를 혼합 반응시킨 하부층용 도포액을 1차 도포하고 인장강도가 50~300kgf/㎠인 보강포를 바닥기저층 저면에 삽입한 후, 상기 하부층용 도포액을 2차 도포하여 하부층을 항성하고, 상기 하부층 상에 불포화 폴리에스테르 수지 30 내지 40 중량부, 수산화알루미늄 무기충진제 60 내지 70 중량부, 필러 60 내지 68 중량부, 안료 1 내지 2 중량부 및 과산화물계 경화제 1 내지 2 중량부를 혼합 반응시킨 중간층용 도포액을 도포하여 중간층을 형성하고, 상기 중간층 상에 불포화 폴리에스테르 수지 30 내지 40 중량부, 수산화알루미늄 무기충진제 60 내지 70 중량부 및 과산화물계 경화제 1 내지 2 중량부를 혼합 반응시킨 상부층용 도포액을 도포하여 바닥재를 제조한다.
이때, 중간층 형성 후 칼라규사 또는 칼라칩을 추가 살포하여 미끄럼 방지 기능 및 색 구현으로 인한 미적 감각을 부가할 수 있다.
<실험예 1> 내구성 측정방법
본발명의 바닥재를 온도 20℃ 및 습도 85% 조건에서 방치하여, 바닥재 시공 직후, 3개월, 6개월 및 12개월경과 후, 바닥재의 층간 이탈락을 측정하여 내구성을 실험하였다. 그 결과, 본 발명의 바닥재는 3개월부터 층간 들뜸, 균열 현상이 관찰되어 12개월 이후에는 일부면의 완전 탈락을 관찰하였으며, 12개월까지 들뜸 현상이 관찰되지 않았다.

Claims (2)

  1. 바닥기저층 위에 에폭시 수지 30 내지 40 중량부, 수산화알루미늄 무기충진제 60 내지 70 중량부, 과산화물계 경화제 1 내지 2 중량부 및 첨가제 15 내지 18 중량부가 혼합된 액상프라이머가 도포된 후에
    상기 액상프라이머로 도포한 액상프라이머층의 상부표면에 불포화 폴리에스테르 수지 30 내지 40 중량부, 수산화알루미늄 무기충진제 60 내지 70 중량부, 과산화물계 경화제 1 내지 2 중량부 및 첨가제 15 내지 18 중량부가 혼합된 분말파우더 칩이 혼합된 하도제가 도포되며;
    상기 하도제로 도포한 하도제층 위에 에폭시 수지 30 내지 40 중량부, 수산화알루미늄 무기충진제 60 내지 70 중량부, 필러 60 내지 68 중량부, 안료 1 내지 2 중량부 및 과산화물계 경화제 1 내지 2 중량부가 혼합된 중도제가 도포되고;
    상기 중도제로 도포된 중도제층 위에 우레탄 수지 30 내지 40 중량부, 수산화알루미늄 무기충진제 60 내지 70 중량부 및 과산화물계 경화제 1 내지 2중량부가 혼합된 상도제가 도포된 것을 특징으로 하는 고강도 바닥재의 시공방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 액상프라이머는 원적외선 방사 및 음이온 발생용 인산염 모나자이트 광물이 5∼10 중량부 추가로 함유된 것이며, 상기 인산염 모나자이트 광물은 (Ce, La, Y, Th)PO4로 이루어져 있으며, 조성성분이 플르오르(F)의 함유율 4.7 중량%, MgO의 함유율 0.62 중량%, Al2O3의 함유율 0.72 중량%, SiO2의 함유율 5.2 중량%, P2O5의 함유율 2.3 중량%, S03의 함유율 4.4 중량%, Cl의 함유율 1.1 중량%, K2O의 함유율 0.074 중량%, CaO의 함유율 1.8 중량%, Kr의 함유율 0.019 중량%, SrO의 함유율 1.2 중량%, BaO의 함유율 4.5 중량%, La2O3의 함유율 23 중량%, CeO2의 함유율 34 중량%, Pr6O11의 함유율 3.3 중량%, Nd2O3의 함유율 8.1 중량%, Sm2O3의 함유율 0.76 중량%, ThO2의 함유율 0.16 중량% 및 Y2O3의 함유율 4.047 중량%으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 고강도 바닥재의 시공방법.



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KR101115326B1 (ko) 2011-07-20 2012-02-20 주식회사 범건축 종합건축사사무소 난연성을 갖는 에폭시 바닥마감재 도막의 형성방법 및 난연성을 갖는 에폭시 바닥마감재

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