LU84928A1 - Schichtkoerper,insbesondere dekorative bodenbelagfliese - Google Patents
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Description
Schichtkörper, insbesondere dekorative Bodenbelagfliese
Die Erfindung betrifft einen Schichtkörper, insbesondere in Form einer dekorativen Bodenbelagfliese aus Kunststoff, sowie ein Verfahren zu seiner bzw. ihrer Herstellung.
5 Es ist bekannt, verschleißwiderstandsfähige Schichten vorzusehen . Außerdem stellt man bereits Fliesen mit einer ·;' rutschsicheren Oberfläche so her, daß einzelne Teilé der . Vinylfliese erhitzt und die Oberfläche mit Carborundstaub bestreut wird. Der körnige Staub wird dann in der Ober-10 fläche der Fliese eingebettet, wodurch die Staubteilchen der Fliese die Eigenschaft der Rutschfestigkeit geben.
Bekannt ist außerdem, eine gleitsichere Oberfläche dadurch herzustellen, daß ein Bodenbelag aus Kunststoff mit einer Noppentextur dadurch versehen wird, daß teilchen-15 förmiges Kunststoffmaterial dispergiert in der Verschleißschicht eingeschlossen wird, das zur Bildung einer texturierten bzw. strukturierten Verschleißschicht gehärtet wird (US-PS 4 196 243).
Bekannt ist außerdem ein strukturierter Bodenbelag mit 20 einer Substratschicht, einer'KunststoffSchicht und einer darüberliegenden Grundmasse, welche in ihr eingebettetes teilchenförmiges Material enthält (US-PS 3 267 187).
In der US-PS 4 196 243 ist außerdem ausgeführt, daß es seit langem bekannt ist, auf Fußbodenbelägen Trittschichten 25 aufzubringen, insbesondere eine rutschsichere photopolymer isierbare Urethanschicht.
Die Verwendung von harten Quarzteilchen ist aus der US-PS 3 928 706 bekannt.
, / ·/ - - 2 -
Zum Stand der Technik gehört weiterhin ein rutschsicherer dekorativer Bodenbelag aus Kunststoff, der ein dekoratives Kunststoffsubstrat mit einer Vielzahl von Gleitwiderstandselementen auf weist, die auf dem Substrat angeordnet sind, 5 wobei die Gleitwiderstandselemente und das frei dazwischenliegende Substrat von einer lichtdurchlässigen oder trans-* luzenten Trittschicht überdeckt werden (DE-OS 31 51 785) .
Erfindungsgemäß wird nun ein dekorativer Fußbodenbelag aus Kunststoff geschaffen, der ein dekoratives Kunststoff— 10 substrat mit erhabenen und vertieften Bereichen auf weist. Nun wird allein auf den erhabenen Bereichen eine Vielzahl von Elementen angeordnet. Uber diesen Elementen und dem Kunststoffsubstrat liegend wird eine gehärtete lichtdurch-lässige oder transluzente Trittschicht bzw. Verschleiß-15 Schicht vorgesehen. Die Elemente bestehen aus Teilchen, die in einer gehärteten Kunststoffgrundmasse eingebettet sind, die nur auf den erhabenen Bereichen des Substrats angeordnet wird. Die Teilchen sind auf der Kunststoffgrund-masse im wesentlichen aneinanderliegend in einer einzigen 20 Schicht von Teilchen angeordnet. Die Teilchen stehen über die Grundmasse vor, liegen jedoch unterhalb des obersten Niveaus der Trittschicht. Die Teilchen bestehen aus abgerundeten anorganischen Teilchen aus Quarz mit einer Mohs-Härte von mehr als 4. Die Teilchen sind auf den erhabenen 25 Bereichen der Basis so verteilt, daß keines der Teilchen größer als etwa 595 μιη ist, wobei etwa 55 % der Teilchen eine Größe von etwa 149 bis 296 μια haben. Die Trittschicht bzw.. Verschleißschicht ist eine gehärtete Urethanzusammen-setzung.
30 Das Verfahren zur Herstellung eines solchen Bodenbelags geht aus von einer dekorativen Basisschicht, die erhabene und vertiefte Bereiche aufweist- Nur auf die erhabenen Bereiche der dekorativen Basisschicht wird eine Kunststoffgrundmasse oder eine Klebstoffbeschichtung aufgebracht. Auf - 3 - r die Grundmasse werden dann Teilchen aufgebracht, die in der Grundmasse in einer einzigen Schicht eingebettet werden und im wesentlichen aneinanderliegen, wobei der oberste Abschnitt der Schicht von Teilchen aus der Grundmasse vor-* 5 steht. Die Grundmasse wird gefestigt. Anschließend wird insgesamt eine klare bzw. lichtdurchlässige Trittschicht aufgebracht, die über den gehärteten Elementen einen durchgehenden Yerschleißfiliri bildet. Der oberste Abschnitt der Schicht aus Teilchen liegt unterhalb des 10 obersten Niveaus bzw. unterhalb der Oberseite der Trittschicht. Anschließend wird die Trittschicht an Ort und Stelle gehärtet.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt: 15 Fig. 1 in einer Einzelheit im Schnitt eine Fliese mit
Substrat, Grundmasse, Teilchen und Verschleiß-. Schicht und
Fig. 2 im Schnitt eine Bodenfliese mit Grundmasse,
Teilchen und Trittschicht.
20 Die Basisschicht bzw. das Substrat ist ein herkömmliches Vinyl- oder Vinylasbestbodenbelagfliesenmaterial mit einer Größe von nicht mehr als 45 x 45 cm und gewöhnlich mit einer Größe von 30 x 30 cm. Solche Fliesen sind an sich bekannt und haben gewöhnlich ein Prägemuster, wie es 25 in Fig. 2 gezeigt ist. Die Fliese 2 hat dadurch eine ebene Basis 4 und eine obere Fläche 6 mit erhabenen Bereichen 8 und vertieften Bereichen 9. Die vertieften Bereiche liegen etwa 0,46 ! mm unter der Oberfläche der erhabenen Bereiche und ändern sich in der Breite von 1,6 mm bis mehr als 6 mm.
30 Es ist möglich, daß die vertieften Bereiche 9 der Boden-belagsfliese in. den Vertiefungen mit einem dekorativen Muster bedrückt werden. Ein solcher Aufbau ist an sich -4-.
i bekannt (Excelon-Bodenbelagfliese).
Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, wird auf die Oberseite der erhabenen Bereiche 8 der Bodenfliese eine Kunststoffgrundmasse 10 oder ein mit ultraviolettem Licht härtbarer Kleber 5 10 aufgebracht. Der härtbare Kleber bzw. die Kunststoff- grundmasse 10 ist eine härtbare Grundmasse in Form eines acrylierten Polyesters.
Eine solche härtbare Grundmase aus acryliertem Polyester läßt sich folgendermaßen herstellen: 10 Zur Bildung des Polyesters werden die folgenden Bestandteile in einen 5-halsigen senkrechtstehenden Kondensatorbehälter eingebracht, dessen Destillierkolben und dessen gesamter Kondensator oben liegen. Der Behälter hat einen Mantel, einen Rührer, ein Thermometer, TemparturSteuerungen 15 und ein Gaseinlaßrohr. Die zugegebenen Bestandteile werden allmählich unter Rühren auf 220 - 5°C unter Stickstoff . erhitzt und auf dieser Temperatur gehalten, bis der Säurewert unter 1,5 - 0,5 fällt. Der Stickstoffstrom wird allmählich gesteigert, nachdem etwa 70% des theoretischen 20 Wassergehalts mit etwa 700 ml/min erhalten worden sind, um das Wasser bei der Veresterung zu entfernen und um .die reversible Gleichgewichtsreaktion zum Abschluß voranzutreiben .
Bestandteile Gewichtsteile 25 1,6-Hexandiol 363,52
Neopentylglykol . 661,25
Cyclohexandiômethanol 914,13
Phthalsäureanhydrid 563,81
Dibutylzinn-bis-lâùryl- 30 merkàptidkatalysator 2,48
Isophthalsäure 1476,24
Silikonantischäummittel 0,0566
Toluol 650,00 f - 5 - f
Die Acrylierung des Polyesters erfolgt dadurch, daß 1,2 Äquivalente Acrylsäure einem geeignet großen 4-halsigen Behälter zugegeben werden, der ein Polyesterlösungsmittelgemisch enthält. Es werden 0,24 Teile Schwefelsäure pro 100 5 Teile Harz zugesetzt. Die Mischung wird im Rückstrom mit einer Barrett-Falle gehalten, die zur Entfernung von Wasser und.zur Rückführung von Lösungsmittel verwendet wird.
Die Chargentemperatur wird auf .95 bis 110 °C gehalten. Die Reaktion wird beendet, wenn zwischen 90 und 98 % des 10 theoretischen Wassers durch Abkühlen auf 90 °C und durch Zusetzen von 1,3 Äquivalenten Magnesiumoxyd dispergiert in 100 Gewichtsteilen Isodecylacrylat bei einem Zusatz von 600
Gewichtsteilen Isodecylacrylat erhalten worden sind. Der Behälter wird dann auf einen Druck von 0,53 bis 0,67 N/cm^ evakuiert, um LÖsungs-15 mittel zu entfernen. Unter Rühren werden dann 73,14 Gewichtsteile 1,6-Hexandioldiacrylat, 104,5 Gewichtsteile Acrylsäure, 100 Gewichtsbeile Isodecylacrylat, 104,5 Gewichtsteile Benzophenon und 62,7 Gewichtsteile eines Katalysators in Form von 2,2-Dimethoxy-2-Phenylazetophenon zu-20 gesetzt, was die Herstellung der härtbaren Grundmasse vervollständigt.
In der Kunststoffgrundmasse 10 werden Teilchen 12 angeordnet, welche vorzugsweise aus abgerundeten anorganischen Teilchen bestehen. Die anorganischen Teilchen, die sich er-25 findungsgemäß für die Bildung der Trittschicht bzw. Verschleißschicht eignen, sind vorzugsweise in Wasser im wesentlichen unlöslich und haben eine Mohs-Härte von wenigstens 4 und vorzugsweise wenigstens 7. Sie müssen abgerundet sein und eine solche bevorzugte Teilchengrößenverteilung 30 haben, daß die Teilchen nicht größer als etwa 595 μια sind und etwa 55 % der Teilchen eine Größe zwischen 149 und 296 um haben.
Besonders geeignet ist ein Pulver bzw. Staub aus Siliziumdioxyd (Special Bend, Ottawa Silica). Die Teilchen bestehen hauptsächlich 35 aus 99,8 % s^°2 haben jeweils abgerundete fönten.
// - 6 - !
Eine typische Siebanalyse nach U.S. Standard dieser anorganischen Siliziumdioxydteilchen ergibt folgende Aufteilung:
Maschen Größe der Öffnungen Zurückgehaltene ' ' ' ' ' ................... Teilchen in % 5 Sieb 30 595 μια —
Sieb 40 420 μια 3,0
Sieb 50 296 μια 34,0
Sieb · 70 210 μια 39,0
Sieb 100 149 μπι 18,0 10 Sieb 140 . 105 μια 5,0
Siebwanne 1,0
Abschließend werden die Teilchen und die Kunststoffgrund-masse mit einer Verschleißschicht bzw. Trittschicht 14 in Form einer mit Ultraviolettstrahlung härtbarer Beschich-15 tung überzogen.
Die mit Ultraviolettstrahlung härtbare Beschichtung wird folgendermaßen hergestellt, wobei die nachstehenden Reaktionsteilnehmer in ein Reaktionsgefäß eingebracht werden: 20 Bestandteile Gewichtsteile ·
Ein Polyesterpolyol in Form eines Reaktionsprodukts aus , 34,62 Gewichtsteilen Adipin säure, 13,12 Gewichtsteilen 25 Isophthalsäure, 48,76 Gewichtsteilen 1,6 Hexandiol und 3,48 Gewichtsteilen Glyzerin 36,15 2 Äthylhexylacrylat 13,33 1,6 Hexandioldiacrylat 9,07 // • r - 7 - Γ
Anschließend werden 23,10 Gewichtsteile 4,4 *-Diisozyanat-dicylohexylmethan und 0,08 Gewichtsteile eines Kalatysators in Form von Dibutylzinndilaurat zugesetzt. Die Mischung wird bei 45 °C bis 50 °C reagieren gelassen. Wenn die 5 Reaktion etwa 45 Minuten fortgeschritten ist, werden 8,67 Gewichtsteile 2-Hydroxyäthylacrylat zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wird zwei Stunden lang erhitzt und weiter gerührt. Zu diesem Zeitpunkt ist dann die Isozyanat-funktionalitât .konstant.
10 Diesem Reaktionsprodukt werden 1,81 Gewichtsteile Benzo-'·' phenon, 0,90 Gewichtsteile 2,2-Dimethoxy-2-Phenylazeto- phenon, 6,78 Gewichtsteile eines Antoxidans in Form von Parakresol und 0,09 Gewichtsteile Glykolpolysiloxan (DC-193) zugesetzt.
15 Die auf die erhabenen Bereiche 8 der Bodenfliese 2 aufgebrachten Teilchen 12 bilden eine einzige Schicht. Die unteren Abschnitte der einzelnen Teilchen sind in die Kunststoffgrundmasse 10 eingebettet. Die oberen Abschnitte : der Teilchen stehen über die Grundstoffmatrix 10 vor.
j 20 Die Verschleißschicht 14 bedeckt die Teilchen vollständig.
Die obersten Bereiche der VerschleißSchicht 14 liegen oberhalb der Teilchen 12. Das Material der Verschleißschicht 14 füllt die Bereiche 16 zwischen den Teilchen aus, so daß die VerschleißSchicht bzw. Trittschicht 14 im 25 wesentlichen eben ist und lediglich leichte Vertiefungen 18 zwischen den einzelnen Teilchen aufweist. Somit stehen die Teilchen 12 nicht über die Oberseite der Trittschicht 14 vor. Die Verteilung der Teilchen auf den erhabenen Flächen 8 der Bodenfliese 2 beträgt etwa 300 g/m2 (28 g/ft2) 30 der bedeckten Fläche. Die Klebstoffbeschichtung oder die Kunststoffgrundmasse 10 wird mit 35,7 bis 37,9 g/m2 (3,3 bis 3,5 g/ft2) pro Fliesenoberfläche als Schicht aufgebracht. Die Trittschicht wird in einer Menge von 244 bis 254 g/m2 (22,5 bis 23,5 g/ft2) je Fliese als 35 Schicht aufgebracht. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, wird -8-.
[ die Trittschicht 14 nicht nur auf die Oberseite der Oberfläche der Fliese aufgebracht, welche Teilchen 12 auf— weist, sondern auch auf die vertieften Bereiche 9 der Fliese 2, um diese ebenfalls zu beschichten. Somit ist die 5 gesamte Oberfläche einschließlich erhabener und vertiefter Bereiche der Fliese mit der mit Ultraviolettstrahlung härtbaren Trittschicht 14 beschichtet.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schichtkörpers wird eine herkömmliche Vinyl- oder Vinylasbestfußbodenbelag-10 fliese genommen, die in herkömmlicher Weise durch Prägen mit Vertiefungen versehen ist. Dieses Produkt hat eine Stärke von etwa 1,6 mm gemessen von ihrer Rückseite zur Oberseite der erhabenen Bereiche 8. Die vertieften Bereiche 9 liegen etwa 0,5 mm unter den erhabenen Bereichen 8. Das 15 Fliesenprodukt wird so zugeführt, daß seine Oberfläche 6 oben unter einem Rotationsbeschichter liegt, der die : Beschichtung 10 auf die erhabenen Bereiche 8 der Fliese 2 aufbringt. Der oben beschriebenen acrylierten Polyesterzusammensetzung, der 1 Gew.-% Benzylperoxyd zugesetzt worden 20 ist, wird durch die Beschichtungseinrichtung mit einer Viskosität von etwa 3500 mPas bei 30 °C so abgeschieden, daß sie ihre Form beibehält und auf den erhabenen Bereichen « 8, auf denen sie positioniert ist, abgelegt bleibt.
Die beschichtete Fliese wird dann unter einer Beschickungs-25 einrichtung vorbeigeführt, die die anorganischen Teilchen auf die Fliese aufbringt. Die Teilchen werden im wesentlichen über die gesamte Fliese rieseln gelassen. Die Fliese « wird dann unter ein Vakuum und eine Luftaufblaseinrichtung gesetzt, wodurch die Teilchen, die einen Kontakt mit dem 30 Klebstoff auf den erhabenen Bereichen 8 gefunden haben, entfernt werden. Eine zu starke Klebstoffbeschichtung kann eine Mehrfachschicht von Teilchen an dieser Stelle ergeben, was nicht erwünscht ist. Die Fliese wird dann durch einen Zweiwalzenverfestiger geführt, dessen Walzenspalteinstellung 35 so bemessen ist, daß am Ausgang eine Monoschicht aus Teil- /7 / / - 9 - Γ ! chen in dem beschichteten Bereich vorhanden ist. Die Fliese wird dann unter einer Ultraviolettlichtquelle vorbeigeführt und ausreichend bestrahlt, um den Klebstoff durch die Ultraviolettstrahlung zu härten und die Teilchen an Ort und 5 Stelle zu halten. Zur Entfernung von dicht in den gehärteten , Klebstoff eingepackten freien Teilchen wird eine Rotations bürste verwendet. Die Teilchenbeschichtung hat eine Stärke , - im Bereich von 0,1 bis 0,4 mm.
Die mit Teilchen beschichtete Fliese wird dann durch einen Vorwärtsrollenbeschichter geführt, wo ein mit Ultaviolett-strahlung härtbares Bindemittel auf die Oberfläche aufgebracht wird. Bei diesem Vorgang wird Bindemittel in die Zwischenräume der Monoschicht aus Teilchen 12 zwangsweise eingedrückt, die dadurch benetzt werden, wodurch diese 15 Flächen für eine abschließende Aufbringung einer geeigneten Menge eines ultravioletthärtbaren Bindemittels mit einem Vorhangbeschichter vorbereitet werden. Der Walzenbeschichter bringt etwa 150 bis 157 g/m2.(14 bis 14,5 g/ft2) Beschichtung pro 30 x 30 cm Fliese auf. Anschließend wird eine ultra-20 . violetthärtbares Bindemittel bis zu einer solchen Höhe aufgebracht, daß die Endfläche des Produkts im wesentlichen glatt, jedoch nicht dick beschichtet ist, wie dies aus Fig. 1 zu ersehen ist. Diese zweite Beschichtung wird auf die Fliese als Schicht mit 92 bis 103 g/m2 (8,5 bis 9,5 g/ft2) 25 aufgebracht. Diese Beschichtung 14 wird sowohl auf die vertieften Bereiche 9 als auch auf die erhabenen Bereiche 8 der Fliese 2 aufgebracht. Anschließend wird die Beschichtung mit ultraviolettem Licht gehärtet.
Unter den erwähnten im wesentlichen Aneinanderliegen der 30 Teilchen ist zu verstehen, daß die Teilchen einander sowohl kontaktieren als auch einen Abstand zueinander haben. Die Verteilung der Teilchen auf der Oberfläche der Fliese ist so bemessen, daß einige Teilchen nebeneinanderliegen oder einander tatsächlich berühren, während andere Teilchen frei /7 , c // stehen und nicht nahe beieinanderliegen oder andere Teil- - 10 - ί chen nicht berühren.
i / // /, //
Claims (8)
1. Schichtkörper, gekennzeichnet durch eine gehärtete Kunststoffgrundmasse (10), eine*Schicht von aneinanderliegenden harten Teilchen (12), die in der gehärteten Kunststoffgrundmasse (10) so ëinge- 5 bettet sind, daß der oberste Abschnitt der Einzelschicht aus Teilchen (12) aus der Grundmasse (10) vorsteht, durch eine gehärtete Verschleiß schiebt (14) aus û Kunststoff, die über der Grundmasse (10) undsden Teilchen (12) angeordnet und damit verbunden ist,sowie die 10 Teilchen (12) abdeckt und die Bereiche (16) Zwischen den Teilchen (12) ausfüllt, wodurch die Teilçhen (12) . unter dem obersten Niveau der VerschleißSchicht (14) und die obersten Abschnitte der Teilchen (12) auf » gleicher Höhe mit dem untersten Abschnitt der Ver- 15 schleißSchicht (14) liegen, wobei die Teilchen (12) eine solche Teilchengrößenverteilung haben, ;daß keines größer als etwa 595 μπι ist und etwa 55 % der Teilchen (12) eine Größe zwischen etwa 149 und 296 um haben. *
2. Schichtkörper, insbesondere dekorative Bodenbelagfliese, gekennzeichnet durch ein dekoratives Kunststoff substrat (4) mit erhabenen und vertieften Bereichen (8,9), durch eine Vielzahl von Elementen, die allein auf den erhabenen Bereichen (8) an-g^rdnet sind, und durch eine gehärtete klare oder transluzente . / ;f /y - 12 - ' TrittSchicht (14), die über den Elementen (12) und dem Kunststoffsubstrat (4) liegt, wobei die Elemente aus 10 Teilchen .(12) bestehen, die in der gehärteten Kunst- stoffgrundmasse (10) eingebettet sind, die nur auf den erhabenen Bereichen (8) des Substrats (4) angeordnet ist, die Teilchen (12) auf der Kunststoffgrundmasse (10) im wesentlichen aneinanderliegend in einer einzi-15 gen Schicht, verteilt sind und über die Grundmasse (10) vor- „ C, * stehen, jedoch unter dem obersten Niveau der Tritt— . Schicht .(.14) liegen.
3. Schichtkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen (12) abgerundete anorganische Teilchen mit einer Mohs-Härte von mehr als 4 sind.
4. Schichtkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen .(12) abgerundete Teilchen aus Quarz mit einer Mohs-Härte von etwa 7 ........... sind, wobei eine Teilchengrößenverteilung derart 5. vorgesehen ist, daß keines der Teilchen größer als etwa 595 μια ist und etwa 55 % der Teilchen (12) eine Größe zwischen etwa 149 und 296 μια haben.
5. Schichtkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trittschicht (14) aus einer gehärteten Urethanzusammensetzung besteht.
" 6. Schichtkörper nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Trittschicht (14) aus einer Urethanverbindung besteht, die durch Belichten mit ultraviolettem Licht aus einer im fluiden Zustand als 5 Schicht aufgebrachten Zusammensetzung photopolymeri siert ist, welche ein Urethan aufweist, welches wenigstens zwei photopolymerisierbare äthylenisch ungesät- / ' " - 13 tigte Gruppen der Formel RO i 11 H2C = C - C - 10 auf weist, wobei’ R entweder H oder CHg ist und die Grundmasse einen wärmehärtbaren acrylierten Polyester aufweist.
7. Verfahren zur Herstellung eines Schichtkörpers, insbesondere einer dekorativen Bodenbelagfliese nach einem der. vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur auf die 5 erhabenen Bereiche eines' Kunststoffsubstrats in Form einer Kunststofffliese eine härtbare Beschichtung in einer Menge aufgebracht wird, die ausreicht, um Teilchen miteinander zu verbinden, die auf der Grundmasse im wesentlichen aneinanderliegend in einer einzigen 10 Schicht angeordnet werden, daß ein Überschuß von Teilchen auf die Grundmasse aufgebracht wird, daß die Teilchen über, der ganzen Grundmasse im wesentlichen aneinanderliegend eingebettet werden, wobei der oberste Abschnitt der Teilchen über die Grundmasse, vor-15 steht, daß die Grundmasse gehärtet wird, daiß eine , insgesamt klare oder transluzente härtbare Tritt- ; Schicht aufgebracht wird, die eine durchgehende Be schichtung sowohl auf den erhabenen als auch vertieften Bereichen und in den erhabenen Bereichen eine 20 Beschichtung über den Teilchen derart bildet,, daß sich * die Teilchen unter dem obersten Niveau der Trittschicht befinden, und daß die Trittschicht gehärtet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch g e k e η n -zeichnet, daß eine Kunststoffliese der Größe . von etwa 45 x 45 cm und vorzugsweise von 30 x 30 cm verwendet wird. / / --L·
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