KR20090125862A - 결로예방하는 투습 단열초배지 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축물 내벽에 붙이는 초배지에 관한 것으로 열전도율이 우수한 폴리에스테르 계열의 부직포와 벽지 도배를 용이하게 도와주는 압축부직포 사이에 투습방수지를 접착하여 콘크리트 벽면에서 실내로 유입되는 결로수 등의 수분을 차단하고 여러 종류의 벽지 중 실크벽지나 PVC벽지를 풀을 이용하여 도배하였을 때 풀의 수분이 초배지를 통해 증발하여 벽지가 견고하게 부착이 되도록 도와주는 단열초배지이다. 본 발명에 따른 초배지를 콘크리트 벽이나 석고보드에 붙임으로써 초배지의 기본 장점인 벽면의 평활도를 개선하여 실내의 미적 환경을 개선하고 열과 수분을 차단하여 벽면에 자주 발생하는 결로를 예방할 수 있으며, 일정한 두께를 가짐으로써 노약자가 벽에 충돌시 완충재 역할도 할 수 있다.

초배지, 부직포, 단열, 결로, 투습방수

Description

결로예방하는 투습 단열초배지 제조방법 { Vapor permeable and insultive lining paper for prevent condensation }

본 발명은 벽지 도배 전에 붙이는 초배지에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 단열성능이 우수한 부직포와 초배지로 사용하는 부직포 사이에 투습방수필름을 핫멜트 접착제(Hot Melt Adhesives)를 스프레이 방식으로 접착하여 단열성능이 우수하면서 결로를 예방하는 단열초배지의 제조방법에 관한 것이다.

과거에는 이러한 초배지를 시공하지 않고 콘크리트 벽면에 바로 벽지를 도배함으로써 실내 인테리어를 마감하였다. 그러나 경제 성장이 이루어지면서 생활 환경의 개선이 요구가 되고, 벽지만을 벽면에 시공하였을 때의 문제점이 드러나기 시작하였다. 벽면의 불균일성때문에 벽지를 전면 풀로 도배를 하였을 경우 벽면의 불균일성이 그대로 드러나 실내 미적인 문제가 도래시 되었고, 벽지 자체의 인장 강도 등이 약해 쉽게 찢어져 콘크리트의 표면이 그대로 드러나는 문제점이 발생하였다. 이에 따라, 초배지를 먼저 벽면에 붙이고 벽지 등을 붙이는 방법이 널리 쓰이게 되었다.

종래에 유통되고 있는 초배지는 크게 두 가지로 구분되어 질 수 있다. 지류 초배지와 합섬섬유인 부직포 초배지로 분류할 수 있는데,

지류 초배지는 쉽게 표현하면 종이를 이용하여 초배지로 사용되어 지는 것을 일컸는데, 한지나 양지라 하여 일반 목재 펄프로 만든 종이를 사용하는데, 일반 수성계 풀 등의 사용이 용이하여 과거에 많이 사용되었으나 풀의 건조에 의해 초배지의 수축이 불균일하고 인장강도가 약해 쉽게 찢어져 현재는 단독으로 사용을 많이 하지 않고 있다. 지금은 이 지류 초배지에 함섬섬유인 부직포를 배접하여 수축의 불균일성이나 인장강도를 보강하는 제품이 사용되어 지고 있다. 이는 대한민국 공개특허 제특1994-0026302호, 대한민국 특허등록 제10-0308162호, 대한민국 특허등록 제10-0540047호에서 제시하고 있으며, 대한민국 특허등록 제10-06944868호나 대한민국 특허등록 제10-0546789호는 초배지 제작과정에서 종이와 합성섬유를 혼합하여 지류 초배지의 단점을 보강하는 방안을 제시하고 있다.

현재 많이 쓰이는 초배지로는 합성섬유 계열의 부직포를 많이 사용하는데, 부직포의 장점은 지류 초배지에 비해 강도가 좋고, 가벼운 장점을 지니고 있다. 그러나 밀도가 너무 낮은 부직포를 사용할 경우 벽지의 풀이 벽에 전이되어 불필요한 접착이 이루어질 수 있고, 부직포가 겹친 분위에 층이 발생하여 도배 바탕면이 고르지 않는 경우가 있다.

이 외에 최근 들어 다양한 기능성 초배지들이 시중에서 판매되고 있으며, 초배지에 황토나 은 등 항균제, 카본블랙, 원적외선 방사제, 활성탄 등 악취나 휘발성 유해성분을 제거하고 곰팡이나 유해세균의 번식 등을 방지하는 다양한 기능성 소재를 함침하거나 부직포 표면에 소재를 코팅하여 기능성을 부여하고 있다. (대한 민국 특허등록 제10-0458900호, 대한민국 특허등록 제10-0469803호, 대한민국 특허등록 제10-0530020호)

이는 단순히 초배지의 기본적인 기능상의 문제점을 개선하는 내용의 초배지이며, 기능성을 부여한 초배지는 곰팡이나 세균이 발생하는 근본적인 원인인 수분을 차단하지 못하고 있기 때문에 해결책의 한계가 있다.

그 때문에, 투습은 용이하나 수분의 이동은 차단하면서 단열성능이 우수한 초배지가 요구되고 있다.

초배지의 기본 목적인 불균일한 건축물의 벽면을 매끈하게 만들어주고, 벽지의 찢김을 방지하여 미관상의 문제점을 방지함과 동시에 건축물의 단열 시공의 미흡에 따른 냉기 및 외풍의 전달을 차단하고 실내·외의 온도 차이에서 발생하는 결로 및 곰팡이의 발생을 예방할 수 있는 투습 단열 초배지의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 이하의 구성을 특징으로 하는 것이다.

(1) 40 ~ 200g/㎡ Polyester 계열의 스펀본드 부직포 (10)와 30 ~ 50g/㎡ Polyester 계열의 스펀본드 부직포 (30)사이에 투습방수 성능을 지니는 PE 필름을 라미네이팅하여 결로 예방 및 열을 차단하는 것을 특징으로 하는 투습 단열초배지.

(2) 상기 (1)기재의 투습 단열초배지의 제조방법.

(3) (2)에 있어서 접착제를 코팅하는 단계에서 PE 필름의 투습 성능저하를 막기 위해 부직포 면에 핫멜트 접착제를 코팅하는 것을 특징으로 하는 투습 단열초배지.

(4) 상기 (1) 중 PE 필름 표면에 미세기공의 크기가 1 ~10㎛인 투습 단열초배지.

(5) 상기 (2) 또는 (3) 중 핫멜트 접착제를 나선스프레이방식(Spiral Spray Process)으로 코팅하여 접착하는 투습 단열초배지.

(6) 상기 (2) 중 라미네이팅 단계는 상부 롤러(50-a)에 열을 가해 공온 압착을 시켜 접착력을 증대시키는 것을 특징으로 하는 투습 단열초배지.

본 발명에 의하면, 기존 초배지의 단점인 초배 후 벽지 도배시 풀의 벽에 전이되어 불필요한 접착이 이루어져 미관상에 문제점이 발생하는 점을 막아 초배지의 원래 목적을 달성할 수 있게 해주고, 단열성능이 우수한 부직포를 양면에 적용되어짐으로써, 단열 및 외풍 차단하는데 우수한 성능을 제공할 수 있다.

또한, 투습 PE필름을 통해 수분의 출입을 차단하여 건물의 내·외벽의 온도차이에서 발생하는 결로 현상을 예방하고, 벽지와 벽면 사이에 곰팡이가 발생을 차단형 곰팡이에 의한 거주자의 건강 훼손을 막아 에너지 절약 및 국민 건강 보호를 이룰 수 있다. 또한 핫멜트 접착제를 사용함으로써, 생산성을 향상시킬 수 있으며, 기타 인건비 및 제조원가를 절약할 수 있어 경쟁력 높은 제품을 생산할 수 있으며, 접착제 사용에 따른 인체에 유해한 용매 (Toluene, MEK 등)을 사용하지 않아도 되어 작업 환경 및 이 초배지를 사용하는 거주자에게도 제 2의 유기물 흡입을 막을 수 있다.

이하에, 본 발명에 따른 투습 단열초배지의 제조방법에 대해서, 바람직한 실 시 형태와 함께 상세를 설명한다.

우선, 투습 단열초배지란, 실내·외의 수분은 침투하지 못하고 습기만은 통과할 수 있도록 하면서 단열소재가 우수한 소재를 이용하여 냉·열기 및 냉풍을 차단하는 기능성 초배지이다.

투습이란, 건축물의 벽면을 통해 수분이나 습기가 이동을 하는데, 실내와 실외의 온도차이가 날 때, 즉, 예를 들어 실내의 온도가 실외의 온도보다 높을 때에 실내 공기의 수증기압은 실외의 수증기압보다 높아진다. 이와 같은 압력의 차이로 인해 수증기는 벽체를 통하여 실내에서 실외로 이동하게 된다. 이때 이동하는 습공기가 낮은 온도의 재료와 접촉할 경우 급격하게 수증기압이 낮아져 공기 중의 수증기량이 감소가게 된다. 즉, 공기 중의 수증기가 수분으로 바뀌어 재료의 표면에 수분이 발생하게 된다. 이것을 결로라고 한다. 건축물 벽면에 결로가 발생하면 이 부분에서 곰팡이 균이 생성되게 되는데 곰팡이 균에 의해 아토피성 피부염, 감기, 호흡기 질환 등 각종 질병을 유발시킬 수 있으며, 벽지나 가구 등을 오염시켜 파손에 따른 개보수가 되어야 한다. 또한 건축물의 수명을 단축시킨다. 이러한 결로 현상을 방지하기 위해서는 방수층이 반드시 설치하여야 한다. 일반적으로 방수층은 온도가 높은 측에 설치가 되어야 하나, 대부분 방수층을 설치하지 않거나 설치가 되었다 하더라도 코너 등 같은 취약한 곳에는 설치가 되지 않는다.

벽체의 수증기의 이동량은 투습도나 투습저항 등으로 표시할 수 있다. 즉, 투습도가 낮은 재료를 실내측에 설치하여야 한다. 본 발명의 중앙에 위치하는 PE(polyethylene) 필름과 같이 투습은 이루어지나 수분이 통과하지 못하는 것이 바 람직하며, 선택적으로 투습도가 매우 낮은 일반적인 PP필름이나 PE필름을 적용할 수 있다.

그러나 최근에 많이 사용되어 지고 있는 실크벽지와 같은 경우 표면에 PVC 필름으로 이루어져 투습도가 거의 없는 PP 필름이나 PE 필름에 도배시, 도배풀의 수분이 증발되지 않아 벽지의 이탈이나 수분에 의한 곰팡이 및 유해한 세균의 발생으로 거주자의 재산과 건강에 해를 끼친다.

본 발명의 냉·열기 및 냉풍을 차단하기 위해서는 열전도율(Heat Conductivity)가 낮은 소재를 적용하여 냉·열기를 차단할 수 있는데, PET(polyethylene terephthalate) 스펀본드 부직포는 PET 섬유가 서로 불규칙하게 배열되어 엉켜지면서 부직포 사이에 수많은 공기층이 만들어지면서 열기나 냉기의 이동을 차단하게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 투습단열초배지의 제조방법을 설명한다.

도 1은 투습단열초배지의 제조 공정도에 관한 것으로, 제 1 원단롤러(70a)를 통해 PET(polyethylene terephthalate) 스펀본드 부직포가 공급이 되어지고 더욱 정확하게는 40 ~ 200g/㎡ PET(polyethylene terephthalate) 스펀본드 부직포(10)가 바람직하다. 중량이 그 이상이 되면 냉·열기를 차단하는 능력은 증대되나, 면적당 무게가 너무 높아 초배지의 특성상 벽체에서 이탈이 발생할 수 있으며, 투습 능력의 저하를 초래할 수 있다. 또한 그 이하의 중량을 가지면 열적 성능이 저하되어 효과가 미비할 수 있다.

안내롤러(60)를 통해 이동하고 상단에 구비된 접착제 통(40a)을 통해 나선스프레이방식(Spiral Spray Process)으로 핫멜트 접착제(Hot Melt Adhesives)가 코팅되어진다. 이 핫멜트 접착제(Hot Melt Adhesives)는 열가소성수지(열을 주면 녹고 식으면 굳어지는 수지)를 단독, 또는 다른 물질과 혼합한 100% 고체로써, 용융상태로 도포하여 냉각시키면 고화되어 접착력을 발휘한다. 이러한 핫멜트 접착제는 에멀젼형, 용제형에 비해서 접착시간이 대단히 짧으므로 도포한 후 건조공정이 불필요하며, 압착공정도 몇 초면 충분하기 때문에 생산성이 현저히 향상된다. 또한, 용제를 사용하지 않으므로 사용시 건조에 의한 수축이나 중독, 화재의 위험이 없으며 용제의 증발에 필요한 장치나 시간이 불필요하다. 또한 대부분의 핫멜트 접착제가 무미, 무취, 무해하며, 고형분이 고체수지이므로 저장기간은 무한하다. 다양한 핫멜트 접착제가 있으나, EVA계열의 접착제나 PE계열의 접착제가 적합하다.

위의 접착제를 나선스프레이방식(Spiral Spray Process)으로 코팅을 하는데, 다른 국소부위만 접착제가 코팅이 되어져 전부분을 코팅하기 위해서는 많은 노즐이 필요하나 나선스프레이방식(Spiral Spray Process)으로 코팅하면 원을 그리면서 코팅이 이루어져 보다 적은 노즐로 동일한 접착력을 얻을 수 있어 경제적으로 절감할 수 있다.

이렇게 접착제가 코팅되어진 스펀본드 부직포에 제 2원단롤러에서 안내롤러를 통해 공급되어진 투습 PE필름을 합지하여 고온의 압축롤러를 통해 접착이 이루어진다. 접착이 이루어진 부직포에 제 3원단롤러에서 나선스프레이방식(Spiral Spray Process)으로 코팅되어진 30 ~ 50g/㎡ PET(polyethylene terephthalate) 스 펀본드 부직포를 고온의 압축롤러를 통해 접착하여 안내롤러를 경유하여 권취롤러에 감겨지게 된다.

상기의 핫멜트 접착제(Hot Melt Adhesives)를 부직포 표면에 코팅을 하는 이유는 투습 PE 필름에는 아주 미세한 기공이 존재하고 있다. 이 기공의 크기는 대략 1 ~ 10㎛ 크기로 수분은 기공의 크기보다 분자의 크기가 커서 통과하지 못하고, 습기의 크기는 위 기공의 크기보다 작아 쉽게 통과할 수 있어 투습의 성능을 발휘할 수있다. 그러나, 핫멜트 접착제(Hot Melt Adhesives)를 투습 PE 필름의 표면에 코팅을 하게 되면 미세한 기공이 접착제에 의해 막히게 되어 투습 성능의 저하를 초래하게 된다.

또한 제 1 스펀본드 부직포에 아크릴 계열의 점착제와 그 점착제를 보호할 수 있는 이형지 필름을 구비하여 투습 단열초배지를 제조하여 건축물의 벽면에 이형지를 제거 후 투습 단열초배지를 점착제를 이용하여 고정 및 접착할 수가 있어서 사용자의 시공 편리성을 제공할 수도 있다.

제 3 원단롤러의 스펀본드 부직포를 다른 부직포나 PE 필름보다 1 ~ 10㎝ 길게 하여 초배지와 초배지 사이에 연결부위를 겹침 시공에 이용을 하여 벽지 시공 후 초배지에 의해 틈이나 층이 발생하지 않도록 한다. 더욱 자세하게는 제 2 스펀본드 부직포의 길이를 2 ~ 5㎝ 길게 작업한다.

이와 같은 본 발명은 투습 PE 필름(20)의 양 표면에 부직포를 핫멜트 접착제를 이용하여 한 공정으로 접착을 하여 기존의 다양한 초배지 제조방법에 비교하여 간편하게 제조를 할 수 있게 되었고, 또한 접착제에 다른 다양한 기능성 첨가제를 첨가하기가 용이하여 다양한 기능성 물질을 첨가할 수도 있다.

하기 실시예는 본 발명을 예시하고자 한 것으로서, 본 발명은 이들 실시예로 제한되지 않는다.

<실시예 1>

도 1에 있어서, 40g/㎡ 스펀본드 부직포(10)를 수평으로 공급하고, 그 표면 위에 핫멜트 접착제를 수직으로 나선스프레이방식(Spiral Spray Process)으로 코팅하여 투습 PE필름(20)을 합지하여 가열이 되어 있는 압축롤러(60) 사이를 통과하여 두께 0.2㎜의 초배지를 제작하였다.

<실시예 2>

도 1에 있어서, 40g/㎡ 스펀본드 부직포(10)를 수평으로 공급하고, 그 표면 위에 핫멜트 접착제를 수직으로 나선스프레이방식(Spiral Spray Process)으로 코팅하여 투습 PE필름을 합지하여 가열이 되어 있는 압축롤러(60) 사이를 통과하고, 50g/㎡ 스펀본드 부직포(30)의 표면위에 수직으로 나선스프레이방식(Spiral Spray Process)으로 코팅하여 수직으로 방향 전환롤러를 이용하여 부직포가 접착되어진 투습 PE필름과 합지하여 가열이 되어 있는 압축롤러(60) 사이를 통과하여 두께 0.5㎜의 초배지를 제작하였다.

<실시예 3>

도 1에 있어서, 40g/㎡ 스펀본드 부직포(10)를 수평으로 공급하고, 그 표면 위에 핫멜트 접착제를 수직으로 나선스프레이방식(Spiral Spray Process)으로 코팅하여 투습 PE필름을 합지하여 가열이 되어 있는 압축롤러(60) 사이를 통과하고, 아크릴계열의 접착제(40)와 그 점착제를 보호하는 필름(50)이 합지된 50g/㎡ 스펀본드 부직포(30)의 표면위에 수직으로 나선스프레이방식(Spiral Spray Process)으로 코팅하여 수직으로 방향 전환롤러를 이용하여 부직포가 접착되어진 투습 PE필름과 합지하여 가열이 되어 있는 압축롤러(60) 사이를 통과하여 두께 0.5㎜의 초배지를 제작하였다.

<비교예 1>

PP 필름의 표면에 폴리우레탄(PolyUrethane) 계열의 접착제를 딥핑(dipping)한 롤러를 통해 폴리우레탄(PolyUrethane) 접착제를 코팅하고 접착제에 함께 존재하는 용매를 건조로를 통해 건조과정을 거친 후, 다른 롤러에서 공급되어 지는 40g/㎡ 스펀본드 부직포와 합지하여 압축롤러를 통해 권취한다. 이 합지된 PP필름을 다시 공급롤러를 통해 PP필름 다른 면에 폴리우레탄(PolyUrethane) 계열의 접착제를 딥핑(dipping)한 롤러를 통해 폴리우레탄(PolyUrethane) 접착제를 코팅하고 접착제에 함께 존재하는 용매를 건조로를 통해 건조과정을 거친 후, 다른 롤러에서 공급되어 지는 50g/㎡ 스펀본드 부직포와 합지하여 압축롤러를 통해 권취하여 0.5㎜의 초배지를 완성하였다.

본 발명의 실시예와 기존 초배지의 구조 및 소재

구 분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교 예 1
구조 및 소재	40g/㎡ 스펀본드 부직포 + 투습 PE 필름	40g/㎡ 스펀본드 부직포 + 투습 PE 필름 + 50g/㎡ 스펀본드 부직포	40g/㎡ 스펀본드 부직포 + 투습 PE 필름 + 50g/㎡ 스펀본드 부직포	40g/㎡ 스펀본드 부직포 + PP필름 + 50g/㎡ 스펀본드 부직포
두 께	0.2㎜	0.5㎜	0.6㎜	0.5㎜
접착방법	핫멜트 접착	핫멜트 접착	핫멜트 접착	본드접착
특 징			50g/㎡ 스펀본드 부직포 표면에 점착제 처리

<실험예 1>

상기와 같이, <실시예 1, 2, 3>와 <비교예 1>을 제조하여 초배지의 결로성능을 예측할 수 있는 투습계수 및 투습도를 [표 2]에서 비교하였다.

투습계수의 시험 방법은 KS F 2607:2007, <건축재료의 투습성 측정방법>에 의거하여 시험을 진행하였고,

시험조건은 온도가 23℃, 상대습도는 50%로 설정된 항온 항습조내에서 측정하였고, 컵법에 의거하여 측정이 되어졌다.

본 발명의 실시예와 기존 초배지의 투습 성능 비교 결과

구 분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교 예 1
투습계수 (g/㎡·h·mmHg)	2.52	2.31	1.78	0.0017
투습도 (g/㎡·24h)	1446.48	1325.94	1021.72	0.9758

초배지의 투습 정도를 확인할 수 있는 투습도는

로 24시간 즉, 하루에 1㎡에서 빠져나가는 습기의 양을 의미한다.

상기의 표2에 기재된 바와 같이 기존 초배지를 비교한 결과, 본 발명의 투습 단열초배지가 기존 초배지에 비해 1000배 이상의 투습 능력을 지니고 있으며, 이의 결과는 습기의 이동이 용이하여 결로가 발생할 수 있는 요인을 감소시킬 수 있다.

또한, 실크벽지의 표면의 PVC필름에 의해 벽지을 부착하기 위해 사용된 풀의 수분을 투습 단열초배지를 통해 통과하여 벽지의 이탈 등을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 투습 단열초배지의 제조 방법 공정도.

도 2는 본발명에 따른 투습 단열초배지의 단면도.

도 3은 본 발명의 실시예 3에 의한 초배지의 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 연결부위 구조를 나타낸 사시도.

도 5는 본 발명의 실시예 1의 투습계수 시험성적서.

도 6은 본 발명의 실시예 2의 투습계수 시험성적서.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 제 1 스펀본드 부직포 20 : 투습 PE 필름

30 : 제 2 스펀본드 부직포 40 : 핫멜트 접착제

40a : 제 1접착제통 40b : 제 2접착제통

50 : 압출롤러 60 : 안내롤러

70a : 제1 원단롤러 70b : 제 2원단롤러

70c : 제 3 원단롤러 70d : 권취롤러

100 : 투습 단열초배지

Claims (7)

1. 40 ~ 200g/㎡ Polyester 계열의 스펀본드 부직포 (10)와 30 ~ 50g/㎡ Polyester 계열의 스펀본드 부직포 (30)사이에 투습방수 성능을 지니는 PE(Polyethylene) 필름을 라미네이팅하여 결로 예방 및 열을 차단하는 것을 특징으로 하는 투습 단열초배지.
2. 투습 단열초배지의 제조방법에 있어서,

   상기 제 1 PET 스펀본드 부직포 상면에 고온으로 가열, 용융된 핫멜트(Hot Melt) 접착제를 스프레이 건을 이용하여 코팅하는 단계;

   상기 핫멜트 접착제가 코팅된 PET스펀본드 부직포 상부에 PE 필름 압축롤러(50)을 이용하여 접착하는 단계;

   제 2 PET 스펀본드 부직포(30) 상부에 고온으로 가열, 용융된 핫멜트(Hot Melt) 접착제를 스프레이 건을 이용하여 코팅하는 단계;

   부직포(10)가 접착된 PE필름 상부에 핫멜트 접착제가 코팅된 PET 부직포를 접착, 권취하여 배출하는 단계를 포함하는 투습 단열초배지의 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 접착제를 코팅하는 단계에서 PE 필름의 투습 성능저하를 막 기 위해 부직포 면에 핫멜트 접착제를 코팅하는 것을 특징으로 하는 투습 단열초배지.
4. 제1항에 있어서, PE 필름 표면에 미세기공의 크기가 1 ~10㎛인 투습 단열초배지.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 핫멜트 접착제를 나선스프레이방식(Spiral Spray Process)으로 코팅하여 접착하는 투습 단열초배지.
6. 제2항에 있어서, 상기 라미네이팅 단계는 상부 롤러(50-a)에 열을 가해 고온 압착을 시켜 접착력을 증대시키는 것을 특징으로 하는 투습 단열초배지.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제 2 스펀본드 부직포의 한쪽 길이가 2 ~ 5㎝ 길어 이 부직포가 다른 초배지와 겹침 시공을 하여 층이 발생하지 않는 것을 특징으로 하는 투습 단열초배지.

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