MX2013003366A - Produccion de una goma de limpieza mediante un fluido supercritico. - Google Patents

Produccion de una goma de limpieza mediante un fluido supercritico.

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Abstract

La presente invención se refiere a un procedimiento para producir una gorma de limpieza (10) en especial para un limpiaparabrisas, para lo cual en un paso de procedimiento a) se produce un perfil de goma de limpieza (1) con una sección de labio de limpieza (2) y una sección de fijación (4). Para obtener una resistencia al desgaste más uniforme, en el paso de procedimiento b) se rocían partículas (5) suspendidas en un fluido supercrítico sobre al menos una sección (2c, 2c´) del perfil de la goma de limpieza (1) mediante al menos una banda de tela (21, 21´) provista con partículas (5). Además la presente invención se refiere a la goma de limpieza (10) producida correspondientemente así como el limpiaparabrisas provisto con la misma. (Figura 1).

Description

PRODUCCIÓN DE UNA GOMA DE LIMPIEZA MEDIANTE UN FLUIDO SUPERCRÍTICO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de una goma de limpieza, la goma de limpieza producida correspondientemente y un limpiaparabrisas provisto con tal goma.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las gomas de limpieza para limpiaparabrisas por lo regular están dispuestas para adaptarse al contorno de un parabrisas de un vehículo y permanecer flexibles bajo temperaturas diferentes .
Comparados con otros materiales como vidrio o plástico, los elastómeros presentan sin embargo elevados coeficientes de fricción por deslizamiento, gue pueden conducir a que al limpiar se produzcan ruidos y a que la goma de limpieza se desgaste rápidamente.
El documento US 2003/0222017 describe un procedimiento en el cual una sustancia disuelta en un fluido supercrítico se aplica sobre un sustrato.
El documento DE 42 02 320 Al describe un procedimiento para impregnar un sustrato, en el cual un medio de impregnación es recibido en un fluido y el sustrato entonces se pone en contacto con el fluido durante un tiempo determinado .
SUMARIO DE LA INVENCIÓN El objeto de la presente invención es un procedimiento para producir una goma de limpieza, en especial para un limpiaparabrisas (de un vehículo) , que abarca los siguientes pasos: a) producir un perfil de goma de limpieza, el cual presenta una sección de labio de limpieza y una sección de fijación; y b) rociar partículas suspendidas en un fluido supercrítico sobre al menos una sección del perfil de la goma de limpieza.
Ya que las partículas son rociadas suspendidas en un fluido supercrítico, puede obtenerse una distribución uniforme de las partículas sobre el perfil de la goma de limpieza y evitarse ventajosamente la aglomeración de las partículas. De esta manera puede a su vez mejorarse la calidad de limpieza de la goma de limpieza. Además el rociado de las partículas en un fluido supercrítico, se realiza de tal forma que las partículas al incidir sobre el perfil de la goma de limpieza pueden penetrar más profundamente en este.
Un aumento en la profundidad de penetración tiene a su vez la ventaja de que las partículas se -unen más fijamente al perfil de la goma de limpieza. Además los fluidos supercríticos como el dióxido de carbono supercrítico, pueden ventajosamente evaporarse sin dejar residuos. El fluido ventajosamente no influye sobre el procesamiento posterior del perfil de la goma de limpieza o la operación de la goma de limpieza.
La al menos una sección del perfil de la goma de limpieza puede tratarse en especial de al menos una sección parcial de la sección de labio de limpieza del perfil de la goma de limpieza. Por ejemplo en el paso de procedimiento b) las partículas se rocían sobre al menos una parte de la sección del labio de limpieza del perfil de la goma de limpieza. En especial en el paso de procedimiento b) pueden aplicarse partículas sobre las secciones adyacentes a los cantos de limpieza de las superficies laterales de la sección de labio de limpieza del perfil de goma de limpieza.
De conformidad con una modalidad preferida en el paso de procedimiento b) las partículas se rocían de tal forma que en esencial una parte de las partículas penetra en el perfil de goma de limpieza, mientras que la otra parte de las partículas sobresale del material del perfil de goma de limpieza. Así las partículas por un lado se unen de una manera especialmente rígida. Por otro lado, ya que las partículas sobresalen del material del perfil de goma de limpieza es posible obtener un efecto loto y con esto proporcionar propiedades hidrófobas a la sección de la goma de limpieza para mejorar el desempeño de limpieza y la calidad de limpieza de la goma de limpieza.
De conformidad con una modalidad preferida en el paso de procedimiento b) las partículas se rocían de tal forma que las partículas esencialmente forman una monocapa . Así puede proporcionarse al perfil de goma de limpieza una funcionalización superficial especialmente uniforme. Después de formar la monocapa de partículas se concluye ventajosamente el paso de procedimiento b) o el rociado de las partículas. Una monocapa tiene un efecto positivo sobre la producción de un efecto loto o un efecto hidrófugo similar al efecto loto. Las partículas aquí ventajosamente están dispuestas esencialmente separadas entre sí. La distancia promedio entre las partículas puede encontrarse aquí en el rango de > 1 m a < 100 µp\, en especial de > 1 µp a < 50 µ??. Para obtener un efecto loto o un efecto hidrófugo similar al efecto loto ha mostrado ser ventajoso si la distancia promedio entre las partículas se selecciona de tal forma que se encuentra en el rango de de > 5 pm a < 50 µp?.
Bajo el término "esencialmente" puede entenderse en especial que la mayoría de las partículas por ejemplo más del 80% de las partículas cumplen las condiciones antes indicadas .
Como fluido supercrítico básicamente puede usarse cualquier fluido supercrítico en el cual pueden suspenderse partículas. Preferentemente se utiliza un fluido supercrítico, el cual por ejemplo a la temperatura ambiente y la presión atmosférica, se evapora especialmente sin dejar residuos. Por ejemplo puede seleccionarse el fluido del grupo consistente de dióxido de carbono, gases nobles, como argón y/o xenón, alcanos como etano, metano, propano, y/o butano, óxido nitroso y sus mezclas.
De conformidad con una modalidad preferida el fluido supercrítico es dióxido de carbono supercrítico. El dióxido de carbono ventajosamente es barato, fácil de manejar y se evapora sin dejar residuos a la temperatura ambiente y la presión atmosférica.
De conformidad con otra modalidad preferida las partículas incluyen partículas poliméricas, en especial partículas poliméricas termoplásticas y/o partículas que reducen la fricción. En especial las partículas pueden ser partículas poliméricas, en especial partículas poliméricas termoplásticas y/o partículas reductoras de la fricción.
Las partículas poliméricas pueden ventajosamente sufrir una unión física y/o química con el perfil de la goma de limpieza. Por ejemplo las partículas pueden contener o ser partículas de polietileno de peso molecular ultra alto (UHMW— PE) , partículas de polietileno de alta densidad (HD-PE) , partículas de polietileno de baja densidad (LD-PE) , partículas de polipropileno isotáctico (PP), partículas de poliamida (PA), partículas de poliamida (PA) , partículas de politetrafluoretileno (PTFE), o una mezcla de las mismas. En especial las partículas pueden ser las partículas de poliolefina, en especial partículas cristalinas de poliolefina, en especial partículas de polietileno de peso molecular ultra alto (UH W-PE) . Por ejemplo pueden utilizarse partículas de polietileno de peso molecular ultra alto (UHMW-PE) comercializadas bajo el nombre comercial MIPELON por la empresa Mitusui Chemicals.
Sin embargo las partículas pueden contener o ser partículas que reduzcan la fricción, por ejemplo partículas inorgánicas reductoras de la fricción, por ejemplo partículas de hollín, partículas de grafito, partículas de disulfuro de molibdeno y/o partículas de silicato.
De conformidad con otra modalidad preferida de esta forma de realización las partículas consisten de partículas de polietileno de peso molecular ultra alto. En especial las partículas pueden ser partículas de polietileno de peso molecular ultra alto. Las partículas de polietileno de peso molecular ultra alto debido a su coeficiente de fricción reducido frente al vidrio y su buena resistencia el desprendimiento o cohesión han demostrado ser especialmente ventajosas para las gomas de limpieza para limpiaparabrisas .
De conformidad con una modalidad preferida las partículas presentan un tamaño de partícula promedio en el rango de > 5 pm a < 100 pm, por ejemplo de > 5 pm a < 50 pm, en especial de > 5 µp? a < 20 pm. Preferentemente los parámetros de proceso en el paso de procedimiento b) en especial los parámetros que determinan la profundidad de penetración o el impulso de las partículas, así como el tamaño de partícula promedio, de tal forma que una parte de las partículas penetra en el material del perfil de goma de limpieza, mientras que otra parte de las partículas sobresalen del material del perfil de goma de limpieza, en especial aproximadamente > 5 a <20 pm. Para logar el efecto loto ha demostrado ser ventajoso cuando las partículas sobresalen del material del perfil de goma de limpieza aproximadamente >5 a <20 pm.
De conformidad con otra modalidad preferida en el paso de procedimiento b) las partículas se rocían mediante un procedimiento de revestimiento de polvo. Así las partículas suspendidas en el fluido supercrítico se aplican sobre la superficie del perfil de goma de limpieza mediante uno o varios dispositivos de aspersión especiales, por ejemplo regiones opuestas del perfil de goma de limpieza. Las partículas pueden rociarse sobre un perfil de goma de limpieza vulcanizado, parcialmente vulcanizado o sin vulcanizar. Preferentemente las partículas en el paso de procedimiento b) se rocían sobre un perfil de goma de limpieza sin vulcanizar o al menos solo parcialmente vulcanizado. Correspondientemente en el paso de procedimiento a) preferentemente se produce un perfil de goma de limpieza sin vulcanizar o al menos solo parcialmente vulcanizado. Un perfil de goma de limpieza de ese tipo puede ser vulcanizado o al menos revulcanizado en un paso de procedimiento c) descrito más adelante.
Gracias a las buenas propiedades adherentes del perfil de goma de limpieza sin vulcanizar o al menos solo parcialmente vulcanizado no es indispensable cargas electrostáticamente las partículas.
De conformidad con una modalidad las partículas en el paso de procedimiento b) no se cargan electrostáticamente. Así ventajosamente puede ahorrarse energía eléctrica y con esto se reducen los costos del procedimiento.
De conformidad con otra modalidad las partículas son cargadas electrostáticamente en el paso de procedimiento b) son cargadas electrostáticamente. Con la carga electrostática las partículas preferentemente son cargadas uniformemente de tal forma que chocan entre sí y con esto se logra una aplicación uniforme de las partículas sobre la superficie del perfil de goma de limpieza y puede evitarse una aglomeración indeseada de las partículas durante el rociado. En especial puede una monocapa de partículas de la goma de limpieza y evitar un apilamiento o amontonamiento de partículas que influyen negativamente sobre la superficie de la calidad de la limpieza.
En especial las partículas pueden ser cargadas negativamente. El perfil de goma de limpieza puede ser cargado positivamente o conectado a tierra. Así ventajosamente puede lograrse que las partículas cargadas negativamente incidan con una mayor velocidad sobre el perfil de goma de limpieza cagado positivamente. Así puede elevarse de manera ventajosa la profundidad de penetración de las partículas en el material del perfil de goma de limpieza y asociado a esto puede mejorarse su adherencia.
Al paso de procedimiento b) le puede seguir en especial un tratamiento térmico, para con esto lograr una adherencia duradera de las partículas al perfil de goma de limpieza .
De conformidad con otra modalidad preferida el procedimiento abarca además el paso de procedimiento c) calentar, en particular vulcanizar, la al menos una sección del perfil de goma de limpieza. Mediante el subsecuente calentamiento en el paso de procedimiento c) puede en especial reforzarse la unión física entre el perfil de goma de limpieza y las partículas o un revestimiento y eventualmente formarse una unión química entre el material del perfil de goma de limpieza y el material de las partículas. Así en particular es posible calentar en el paso de procedimiento c) el perfil de goma de limpieza completo.
La vulcanización puede realizarse en especial mediante un medio de tratamiento térmico, por ejemplo mediante un baño de sal líquido. El baño de sal líquido puede por ejemplo ser un material fundido, que por ejemplo contiene una mezcla de nitrato de sodio y/o nitrato de sodio y/o nitrito de sodio y/o un nitrito de litio. La vulcanización puede por ejemplo realizarse a una temperatura en un rango de temperatura de > 150°C a <300°C.
De conformidad con otra modalidad de esta forma de realización en el paso del procedimiento c) la al menos una sección del perfil de goma de limpieza (solo) se calienta de tal forma que las partículas esencialmente mantienen su forma. De esta forma mediante las partículas pueden darle al perfil de la goma de limpieza un efecto loto hidrófobo, que tiene un efecto sobre el desempeño de limpieza y la calidad de limpieza de la goma de limpieza. La distribución uniforme de las partículas sobre la superficie del perfil de goma de limpieza obtenida mediante el paso de procedimiento b) así como la unión rígida entre las partículas y el perfil de goma de limpieza, tienen un efecto ventajoso sobre la resistencia al desgaste del efecto loto.
De conformidad con otra modalidad de esta forma de realización, en el paso del procedimiento c) , al menos una sección del perfil de goma de limpieza se calienta de tal forma que las partículas se funden formando esencialmente una capa continua. Así ventajosamente puede realizarse un revestimiento que por ejemplo reduzca la fricción por deslizamiento. Mediante la distribución uniforme de las partículas sobre la superficie del perfil de goma de limpieza así como la unión rígida entre las partículas y el perfil de goma de limpieza puede obtenerse un revestimiento especialmente uniforme, con lo cual puede lograrse tanto una resistencia al desgaste uniforme de la goma de limpieza así como un mejor desempeño de limpieza y una mejor calidad de limpieza de la goma de limpieza.
El perfil de goma de limpieza puede contener o al menos estar formado de un material elastomérico. Por ejemplo el material elastomérico puede seleccionarse del grupo consistente de caucho de' monómero de etileno-propileno-dieno (EPDM) , caucho de monómero de etileno-propileno (EPM) , caucho de clorobutilo, caucho de bromobutilo, caucho de cloropreno (CR) , caucho natural (NR) , caucho de poliuretano y sus combinaciones. En especial el perfil de goma de limpieza puede basarse en poliolefina.
De conformidad con otra modalidad preferida en el paso de procedimiento b) las partículas se rocían sobre al menos una parte de la sección de labio de limpieza del perfil de goma de limpieza. En especial en el paso de procedimiento b) las partículas pueden rociarse al menos sobre las secciones adyacentes a los cantos de limpieza de las superficies laterales de la sección de labio de limpieza del perfil de goma de limpieza.
El perfil de goma de limpieza puede por ejemplo producirse mediante extrusión o inyección. En el paso del procedimiento a) el perfil de goma de limpieza puede especialmente extruirse o producirse mediante extrusión.
El perfil de la goma de limpieza puede ser en especial un perfil doble de goma de limpieza, cuya superficie transversal corresponde a superficie transversal de dos perfiles de goma de limpieza, que están unidos entre sí a través de ambas secciones de labio de limpieza. El perfil doble de la goma de limpieza puede estar conformado especialmente en forma de un cordón en especial un cordón extruido .
Aqui el procedimiento puede incluir además el paso de procedimiento: e) : separar el perfil doble de goma de limpieza en gomas de limpieza individuales. El perfil doble de la goma de limpieza puede por ejemplo separarse de manera horizontal entre ambas secciones de labios de limpieza. En tanto el perfil doble de la goma de limpieza está formado como un cordón, puede el cordón separarse múltiples vez de forma perpendicular a la extensión longitudinal del cordón de la goma de limpieza, por ejemplo para producir una pluralidad de gomas de limpieza.
Con respecto a otras características y ventajas técnicas del procedimiento de conformidad con la invención aquí se hace referencia explícitamente a la descripción con respecto a la goma de limpieza y el limpiaparabrisas de acuerdo con la invención así como a las figuras.
Otros objetos de la presente invención son una goma de limpieza producida con el procedimiento de conformidad con la invención, así como un limpiaparabrisas que incluye una forma de limpieza de ese tipo.
Con respecto a otras características y ventajas técnicas de la goma de limpieza y el limpiaparabrisas de conformidad con la invención aquí se hace referencia explícitamente a la descripción con respecto al procedimiento de acuerdo con la invención asi como a las figuras.
BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Otras características y modalidades ventajosas de los objetos de acuerdo con la invención se muestran mediante los dibujos y se describen en la siguiente descripción. Aquí debe observarse que los dibujos solo tienen un carácter descriptivo y no se pretende que limiten la invención de ninguna manera. En ellos.
La figura 1 muestra una sección transversal esquemática a través de una modalidad de la goma de limpieza producida de conformidad con la invención; y La figura 2 muestra una sección trasversal esquemática muy ampliada a través de la sección de labio de limpieza de una goma de limpieza de una modalidad mostrada en la figura 1; La figura 3 muestra una sección trasversal esquemática muy ampliada a través de la sección de labio de limpieza de una goma de limpieza de otra modalidad mostrada en la figura 1.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La figura 1 muestra una sección transversal esquemática a través de una modalidad de una goma de limpieza 10 producida de conformidad con la invención. La figura 1 muestra que la goma de limpieza 10 muestra un cuerpo base de goma de limpieza 1, que presenta una sección de labio de limpieza 2, que están unidas a través de una sección flexible con una sección de fijación 4. La figura 1 ilustra que la sección de labio de limpieza 2 presenta dos cantos de limpieza 2a, 2a1 entre los cuales está formada una superficie frontal 2b y en los cantos de limpieza 2a, 2a' limita con una superficie lateral 2c, 2c'. En la función de limpieza de la goma de limpieza 10 además de ambos cantos de limpieza 2a, 2a' de la sección de labio de limpieza 2 están las secciones divididas ambas superficies laterales 2c, 2c', que delimitan los cantos de limpieza 2a, 2a'. Aquí se ha demostrado que es ventajoso que las superficies laterales 2c, 2c' de la sección de labio de limpieza 2 reciban una capa funcional 5, por ejemplo una capa 5 reductora de la fricción por deslizamiento hidrófuga o de otro tipo.
La figura 1 ilustra que las secciones de las superficies laterales 2c, 2c' adyacentes a los cantos de limpieza 2a, 2a' de la sección de labio de limpieza 2 cada una presentan una capa funcional 5, la cual está formada por las partículas 5 que se rociaron a través de un fluido supercrítico .
La capa 5 puede tratarse en particular de una capa abierta en especial una monocapa, en especial de partículas 5 separadas entre sí (ver la figura 2) . Mediante esta modalidad la superficie del perfil de goma de limpieza 1 puede ser provista ventajosamente con un efecto loto. Para esto también el material de las partículas 5 puede tener propiedades hidrófobas y/o servir como lubricante.
Sin embargo mediante un proceso de fundición es posible transformar la capa abierta formada por las partículas 5, en una capa continua 5, por ejemplo con propiedades reductoras de la fricción por deslizamiento (ver figura 3) .
La figura 2 es una sección transversal fuertemente agrandada a través de la sección de labio de limpieza 2 de la goma de limpieza 10 mostrada en la figura 1 y muestra que las partículas 5 suspendidas en un fluido supercrítico se rocían sobre el perfil de goma de limpieza 1, de tal forma que las partículas 5 forman una monocapa, en donde las partículas 5 están separadas entre sí y una parte 5a de las partículas 5 penetran en el material del perfil de goma de limpieza 1, y la otra parte 5b de las partícula 5 sobresale del material del perfil de la goma de limpieza 1.
Para lograr el efecto loto, el perfil de goma de limpieza 1 de conformidad con una modalidad, después de rociar las partículas 5 se calientan, en especialmente se vulcanizan de tal forma que las partículas en si mantienen su forma y con esto mantienen esencialmente la disposición mostrada en la figura 2. Esto puede logarse ya sea usando partículas 5 insensible al calor o si se usan partículas sensibles al calor 5, por ejemplo partículas poliméricas termoplásticas , la temperatura se ajusta de tal forma que las partículas 5 ciertamente se ablandan pero no se funden.
Para transformar una capa abierta de partículas 5 mostrada en la figura 2 en una capa continua, por ejemplo con propiedades reductoras de la fricción por deslizamiento, mostrada en la figura 3, el perfil de goma de limpieza 1 en una modalidad se calienta después de rociar las partículas, se calienta en particular se vulcaniza de tal forma que las partículas 5 funden formando un revestimiento delgado 5 esencialmente continua. La figura 3 muestra el revestimiento delgado 5 cubriendo no solo la superficie del perfil de goma de limpieza 1, sino también llena las depresiones 6 formadas al rociar las partículas suspendidas en el fluido supercrítico, lo que da como resultado una unión particularmente estable y resistente entre el perfil de goma de limpieza 1 y el revestimiento 5.

Claims (15)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la presente invención como antecede, se considera como una novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES
1. Un procedimiento para la producción de una goma de limpieza (10) en especial para un limpiaparabrisas, caracterizado porque incluye los siguientes pasos: a) producir un perfil de goma de limpieza (1) , el cual presenta una sección de labio de limpieza (2) y una sección de fijación (4); y b) rociar partículas (5) suspendidas en un fluido supercrítico sobre al menos una sección (2c, 2c' ) del perfil de la goma de limpieza (1) .
2. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque en el paso de procedimiento b) las partículas (5) se rocían de tal forma que en esencial una parte (5a) de las partículas (5) penetra en el perfil de goma de limpieza (1), y la otra parte (5b) de las partículas sobresale, en particular > 5 µp? a < 20 µp?, del material del perfil de goma de limpieza (1).
3. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque en el paso de procedimiento b) las partículas (5) se rocían de tal forma que en esencial las partículas (5) esencialmente forman una monocapa, en especial donde las partículas (5) están separadas esencialmente entre sí.
4. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la distancia entre las partículas (5) se encuentra en el rango de > 1 um a <100 pm, en especial de > 5 µ?? a < 50 pm.
5. El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el fluido supercrítico es dióxido de carbono supercrítico .
6. El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las partículas (5) incluyen partículas poliméricas, en especial partículas poliméricas termoplásticas y/o partículas que reducen la fricción .
7. El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque las partículas (5) consisten de partículas de polietileno de peso molecular ultra alto.
8. El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque las partículas presentan un tamaño de partícula promedio en el rango de > 5 µ?? a < 100 µ??.
9. El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque en el paso de procedimiento b) las partículas (5) se rocían mediante un procedimiento de revestimiento de polvo.
10. El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque las partículas (5) se rocían sobre un perfil de goma de limpieza (1) vulcanizado, parcialmente vulcanizado o sin vulcanizar.
11. El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el procedimiento abarca además el paso de procedimiento: c) calentar, en particular al menos una sección (2c, 2c') del perfil de goma de limpieza (1), en especial porque el perfil de goma de limpieza (1) se vulcaniza o al menos revulcaniza.
12. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque c) al menos una sección (2c, 2c') del perfil de goma de limpieza (1), se calienta de tal forma que las partículas (5) esencialmente mantienen su forma.
13. El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque en el paso de procedimiento b) las partículas (5) se rocían sobre al menos una parte de la sección del labio de limpieza (2) del perfil de la goma de limpieza (1), en especial sobre las secciones adyacentes a los cantos de limpieza (2a, 2a' ) de las superficies laterales (2c, 2c' ) de la sección de labio de limpieza (2) del perfil de goma de limpieza (1).
14. Una goma de limpieza caracterizada porque es producida mediante un procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 13.
15. Un limpiaparabrisas caracterizado porque incluye una goma de limpieza de conformidad con la reivindicación 14.
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