TW202233793A - 路面鋪設方法 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種路面鋪設方法及聚氨酯路面塗層。所述路面鋪設方法包含：提供一固體顆粒材料；將一聚酯多元醇材料及一異氰酸酯材料混合至所述固體顆粒材料中，以形成一混合漿料；以及將所述混合漿料鋪設於一路面上並且進行固化，以於所述路面上形成一聚氨酯路面塗層。其中，所述聚酯多元醇材料及所述異氰酸酯材料中的至少其中之一是生物質資源衍生的。

Description

路面鋪設方法及聚氨酯路面塗層
本發明涉及一種路面鋪設方法，特別是涉及一種路面鋪設方法及聚氨酯路面塗層，其能達到環保效益。
在現有技術中，用於製作路面塗層（或稱透水路面）的黏著劑需要添加額外的合成助劑，並且現有技術黏著劑的材料來源大部分取自於不可再生原料（如：石化原料），其存在著不環保的缺陷、且對人體健康容易造成危害。
於是，本發明人有感上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種路面鋪設方法及聚氨酯路面塗層。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是，提供一種路面鋪設方法，其包括：提供一固體顆粒材料；將一聚酯多元醇材料以及一異氰酸酯材料混合至所述固體顆粒材料中，以形成一混合漿料；其中，所述聚酯多元醇材料及所述異氰酸酯材料中的至少其中之一是生物質資源衍生的（derived from biomass resources）；以及將所述混合漿料鋪設於一路面上並且進行固化，以於所述路面上形成一聚氨酯路面塗層。
優選地，所述聚酯多元醇材料為具有多官能基的聚酯多元醇，並且所述聚酯多元醇材料的官能度是介於2.5至3.0之間；其中，所述異氰酸酯材料為具有多官能基的異氰酸酯，並且所述異氰酸酯材料的官能度是介於2.5至3.0之間。
優選地，所述聚酯多元醇材料為生物質聚酯多元醇，並且所述聚酯多元醇材料為蓖麻油（castor oil）或其衍生物。
優選地，所述聚酯多元醇材料為純的蓖麻油，並且所述聚酯多元醇材料未包含有其它不同於蓖麻油的聚酯多元醇材料。
優選地，所述聚酯多元醇材料與所述異氰酸酯材料之間的一重量比例範圍是介於1：0.5~0.9；其中，所述聚酯多元醇材料與所述異氰酸酯材料的重量總和為所述固體顆粒材料的重量的1%至5%之間。
優選地，在所述混合漿料鋪設於所述路面上後，所述聚酯多元醇材料與所述異氰酸酯材料進行交聯反應，以使得所述混合漿料進行固化；其中，於攝氏15度至40度下，所述混合漿料在第1小時內的黏度是介於20,000至30,000之間，並且所述混合漿料在第1小時至6小時之間的黏度是介於30,000至300,000之間。
優選地，所述混合漿料在經過6小時的一固化時間後能完全固化，並且形成為所述聚氨酯路面塗層。
優選地，所述混合漿料未包含有任何的聚氨酯合成助劑，並且所述聚氨酯合成助劑為催化劑、阻聚劑、擴鏈劑、及交聯劑的至少其中之一。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是，提供一種聚氨酯路面塗層，其適用於鋪設於一路面上，其特徵在於，所述聚氨酯路面塗層包含：一固體顆粒材料；及一聚氨酯黏著膠，其黏著於所述固體顆粒材料之間；其中，所述聚氨酯黏著膠是通過一聚酯多元醇材料及一異氰酸酯材料進行交聯反應且固化而形成；其中，所述聚酯多元醇材料及所述異氰酸酯材料中的至少其中之一是生物質資源衍生的。
優選地，所述聚酯多元醇材料為具有多官能基的聚酯多元醇，並且所述聚酯多元醇材料的官能度是介於2.5至3.0之間；其中，所述異氰酸酯材料為具有多官能基的異氰酸酯，並且所述異氰酸酯材料的官能度是介於2.5至3.0之間。
優選地，所述聚酯多元醇材料為生物質聚酯多元醇，並且所述聚酯多元醇材料為蓖麻油（castor oil）；其中，所述聚酯多元醇材料為純的蓖麻油，並且所述聚酯多元醇材料未包含有其它不同於蓖麻油的聚酯多元醇材料。
優選地，所述聚酯多元醇材料與所述異氰酸酯材料之間的一重量比例範圍是介於1：0.5~0.9；其中，所述聚酯多元醇材料與所述異氰酸酯材料的重量總和為所述固體顆粒材料的重量的1%至5%之間。
優選地，所述聚氨酯路面塗層未包含有任何的聚氨酯合成助劑，並且所述聚氨酯合成助劑為催化劑、阻聚劑、擴鏈劑、及交聯劑的至少其中之一。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的路面鋪設方法及聚氨酯路面塗層，其能通過“將一聚酯多元醇材料以及一異氰酸酯材料混合至所述固體顆粒材料中，以形成一混合漿料；其中，所述聚酯多元醇材料及所述異氰酸酯材料中的至少其中之一是生物質資源衍生的（derived from biomass resources）”以及“將所述混合漿料鋪設於一路面上並且進行固化，以於所述路面上形成一聚氨酯路面塗層”的技術方案，以使得最終形成的路面塗層能達到環保的效益，並且可以減少對人體健康的危害。
再者，本實施例所提供的聚氨酯路面塗層可以在不需要添加額外的合成助劑的條件下，具有良好的施工性、透水性、及物化特性（如：機械強度）。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
在現有技術中，用於製作路面塗層（或稱透水路面）的黏著劑需要添加額外的合成助劑，並且現有技術黏著劑的材料來源大部分取自於不可再生原料，其存在著不環保的缺陷、且對人體健康容易造成危害。
為了改善上述技術缺陷，本發明的一目的在於，使用一種兩液型的聚氨酯黏著劑來製作路面塗層。所述聚氨酯黏著劑包含生物質資源衍生的材料，並且不需要添加額外的合成助劑。
藉此，本發明最終形成的路面塗層能達到環保的效益，並且可以減少對人體健康的危害。再者，本發明最終形成的路面塗層在透水性及物理特性（如：機械強度）等方面，皆優於現有的路面塗層。
[路面鋪設方法]
為了實現上述目的，請參閱圖1所示，根據本發明的一實施例，係提供一種路面鋪設方法，其包含步驟S110至步驟S130。必須說明的是，本實施例所載之各步驟的順序與實際的操作方式可視需求而調整，並不限於本實施例所載。
所述步驟S110包含：提供一固體顆粒材料。
所述固體顆粒材料為適用於路面鋪設的固體顆粒材料。舉例來說，所述固體顆粒材料為碎石顆粒材料、塑膠顆粒材料、橡膠顆粒材料、混凝土顆粒材料、金屬顆粒材料、及玻璃顆粒材料的至少其中之一。在本實施例中，所述固體顆粒材料為碎石顆粒材料，但本發明不受限於此。
再者，所述固體顆粒材料可以例如是先依據路面鋪設的施工需求，秤取一定的重量，而後所述兩液型的聚氨酯黏著劑再依據該施工需求，秤取一定的重量添加至所述固體顆粒材料中。另外，所述固體顆粒材料的粒徑範圍可以依據路面鋪設的施工需求來挑選，本發明並不予以限制。詳細的製備方式將於下述步驟中描述。
所述步驟S120包含：將一聚酯多元醇材料（polyester polyol material）以及一異氰酸酯材料（isocyanate material）混合至上述固體顆粒材料中，以形成一混合漿料。其中，所述聚酯多元醇材料及所述異氰酸酯材料中的至少其中之一是生物質資源衍生的（derived from biomass resources）。
也就是說，所述混合漿料包含了彼此混合的固體顆粒材料、聚酯多元醇材料、及異氰酸酯材料。其中，所述聚酯多元醇材料及異氰酸酯材料在彼此混合後能形成為上述兩液型的聚氨酯黏著劑（或稱胺基甲酸酯預聚物），並且開始進行交聯反應，以使得所述混合漿料進行固化，並且形成為一呈固態的聚氨酯路面塗層。
由於所述聚酯多元醇材料及所述異氰酸酯材料中的至少其中之一是生物質資源衍生的，因此本發明最終形成的路面塗層能達到環保的效益，並且可以減少對人體健康的危害。
在本發明的一實施例中，所述聚酯多元醇材料為具有多官能基的聚酯多元醇，並且所述聚酯多元醇材料的官能度優選在2.5至3.0之間，且特優選在2.6至2.8之間。再者，所述異氰酸酯材料為具有多官能基的異氰酸酯，並且所述異氰酸酯材料的官能度優選在2.5至3.0之間，且特優選在2.6至2.8之間。藉此，所述聚酯多元醇材料及異氰酸酯材料之間的交聯程度可以更高，從而使得最終形成的聚氨酯路面塗層的機械強度能被有效地提升。
在本發明的一實施例中，所述聚酯多元醇材料為生物質聚酯多元醇，並且所述聚酯多元醇材料為蓖麻油（castor oil）或其衍生物。
更具體地說，本實施例所選用的蓖麻油為植物油中唯一具有羥基官能基的植物油。蓖麻油的羥基平均官能度通常在2.5至3.0之間，並且優選在2.6至2.8之間。蓖麻油具有介於80至90mg之間的碘值、介於170至190mgKOH/g的皂化值、及介於155至165mgKOH/g的羥值。
依據上述蓖麻油的物化特性，蓖麻油的羥基（-OH）相當適合用作與異氰酸酯的異氰酸酯基（-NCO）反應，而形成胺基甲酸酯預聚物（聚氨酯黏著劑）。藉此，所述胺基甲酸酯預聚物的成分中能導入生物質資源衍生的聚酯多元醇，從而使得最終形成的路面塗層能達到環保的效益。
另外，由於蓖麻油的羥基平均官能度一般在2.5至3.0之間，其也具有相當高的官能度，因此蓖麻油與具有多官能基的異氰酸酯進行交聯反應，可以具有高的交聯程度。藉此，最終形成的聚氨酯路面塗層的機械強度能被有效地提升。
在本發明的一實施例中，所述聚酯多元醇材料為純的蓖麻油（pure castor oil），並且所述聚酯多元醇材料未包含有其它不同於蓖麻油的聚酯多元醇材料。再者，所述聚氨酯黏著劑也未包含有其它不同於蓖麻油的油類材料（如：椰子油、橄欖油…等）。也就是說，所述聚酯多元醇材料的成分完全為蓖麻油。
值得一提的是，本申請發明人通過實驗發現，相較於同時混合有其它聚酯多元醇材料或油類材料的聚氨酯黏著劑而言，在聚酯多元醇材料為純的蓖麻油的情況下，聚酯多元醇材料與異氰酸酯材料能具有更良好的反應速率，並且最終形成的聚氨酯路面塗層能具有更良好的機械強度。
在本發明的一實施例中，所述異氰酸酯材料可以例如是生物質異氰酸酯，如：生物質二異氰酸酯（如：biomass MDI）。藉此，所述聚氨酯黏著劑中的生物質材料的含量能被明顯提升，從而使得最終形成的路面塗層更能達到環保的效益，但本發明不受限於此。舉例來說，所述異氰酸酯材料也可以例如是石化來源衍生的異氰酸酯。另外，在本發明的一實施例中，所述異氰酸酯材料可以例如是具有多官能基的二異氰酸酯（如：PMDI），藉此可以使得上述交聯反應的交聯程度被有效提升。
所述步驟S130包含：將所述混合漿料鋪設於一路面上並且進行固化，以於所述路面上形成一聚氨酯路面塗層。
在所述混合漿料中，所述聚酯多元醇材料與異氰酸酯材料之間的一重量比例範圍優選是介於1：0.5~0.9。再者，所述聚酯多元醇材料與異氰酸酯材料的重量總和優選為所述固體顆粒材料的重量的1%至5%之間、且特優選為3%至5%之間。
在施工方法上，所述聚酯多元醇材料與異氰酸酯材料可以是依據上述重量比例範圍分別加入已秤好重的固體顆粒材料中，以形成所述混合漿料。或者，所述聚酯多元醇材料與異氰酸酯材料也可以是依據上述重量比例範圍先彼此充分攪拌，並且在即短的時間內（如：不大於1分鐘）加入已秤好重的固體顆粒材料中，並且使固體顆粒材料的表面充分濕潤，以形成所述混合漿料。最後，將所述混合漿料鋪設於一路面，以於所述路面上形成一聚氨酯路面塗層。
進一步地說，在所述混合漿料鋪設於路面上後，所述聚酯多元醇材料與異氰酸酯材料進行交聯反應，以使得所述混合漿料開始進行固化。
根據上述混合漿料的配置，所述聚酯多元醇材料與異氰酸酯材料之間可以具有較慢的初始反應，以使得路面施工的時間能被延長。
具體而言，於攝氏15度至40度下，所述混合漿料在第1小時內的黏度是介於20,000至30,000之間，並且所述混合漿料在第1小時至6小時之間的黏度是介於30,000至300,000之間。
進一步地說，所述混合漿料在經過6小時的一固化時間後，能完全固化，並且形成為所述聚氨酯路面塗層。
另外，所述混合漿料可以未包含有任何的聚氨酯合成助劑。所述聚氨酯合成助劑為催化劑、阻聚劑、擴鏈劑、及交聯劑的至少其中之一。
[聚氨酯路面塗層]
以上為本發明實施例的路面鋪設方法，以下接著介紹本發明實施例的聚氨酯路面塗層。在本實施例中，所述聚氨酯路面塗層是通過上述路面鋪設方法所形成，但本發明不受限於此。
所述聚氨酯路面塗層適用於鋪設於一路面上，並且所述聚氨酯路面塗層包含：一固體顆粒材料及一聚氨酯黏著膠。
其中，所述聚氨酯黏著膠黏著於所述固體顆粒材料之間。所述聚氨酯黏著膠是通過一聚酯多元醇材料及一異氰酸酯材料進行交聯反應且固化而形成。其中，所述聚酯多元醇材料及所述異氰酸酯材料中的至少其中之一是生物質資源衍生的。
在本發明的一實施例中，所述聚酯多元醇材料為具有多官能基的聚酯多元醇，並且所述聚酯多元醇材料的官能度是介於2.5至3.0之間。再者，所述異氰酸酯材料為具有多官能基的異氰酸酯，並且所述異氰酸酯材料的官能度是介於2.5至3.0之間。
在本發明的一實施例中，所述聚酯多元醇材料為生物質聚酯多元醇，並且所述聚酯多元醇材料為蓖麻油（castor oil）。再者，所述聚酯多元醇材料為純的蓖麻油，並且所述聚酯多元醇材料未包含有其它不同於蓖麻油的聚酯多元醇材料。
在本發明的一實施例中，所述聚酯多元醇材料與所述異氰酸酯材料之間的一重量比例範圍是介於1：0.5~0.9。再者，所述聚酯多元醇材料與所述異氰酸酯材料的重量總和為所述固體顆粒材料的重量的1%至5%之間。
在本發明的一實施例中，所述聚氨酯路面塗層未包含有任何的聚氨酯合成助劑，並且所述聚氨酯合成助劑為催化劑、阻聚劑、擴鏈劑、及交聯劑的至少其中之一。
[實驗數據測試]
以下，參照示範例1至示範例4詳細說明本發明之內容。然而，以下示範例僅作為幫助了解本發明，本發明的範圍並不限於這些示範例。
示範例1：將聚酯多元醇（蓖麻油）及異氰酸酯（PMDI）以1:0.85（2.7:2.3）之比例進行混和，以形成一預反應混和物，再將該預反應混和物與顆粒碎石以5:100比例混和，而後製成3公分石塊，以進行後續物性測試。
示範例2：將聚酯多元醇（蓖麻油）及異氰酸酯（PMDI）以1:0.85（2.2:1.8）之比例進行混和，以形成一預反應混和物，再將該預反應混和物與顆粒碎石以4:100比例混和，而後製成3公分石塊，以進行後續物性測試。
示範例3：將聚酯多元醇（蓖麻油）及異氰酸酯（PMDI）以1:0.85（1.6:1.4）之比例進行混和，以形成一預反應混和物，再將該預反應混和物與顆粒碎石以3:100比例混和，而後製成3公分石塊，以進行後續物性測試。
示範例4：將聚酯多元醇（蓖麻油）及異氰酸酯（PMDI）以1:0.65（2.4:1.6）之比例進行混和，以形成一預反應混和物，再將該預反應混和物與顆粒碎石以4:100比例混和，而後製成3公分石塊，以進行後續物性測試。
其中，各成分的製程參數條件整理如下表1。
接著，將示範例1至示範例4所製得的聚氨酯路面塗層（石塊）進行物化特性的測試，以得到該些聚氨酯路面塗層的物化特性，諸如：機械強度、耐候特性、透水性。相關測試方法說明如下，並且相關測試結果整理如表1。
機械強度：將石塊進行耐壓強度測試。
耐候性：將石塊放置於高溫高濕（溫度85度、濕度85%）測試機台中，兩個月後再將石塊拿出測試。
透水性：參照CNS14995透水性測試。
[表1 示範例的實驗條件與測試結果]
項目 示範例1 示範例2 示範例3 示範例4
聚氨酯路面塗層 固體顆粒材料 (重量分) 100 100 100 100
聚酯多元醇 (重量分) 2.7 2.2 1.6 2.4
異氰酸酯 (重量分) 2.3 1.8 1.4 1.6
物化特性測試 機械強度 最大荷重 5-6N/mm 2 最大荷重 5-6N/mm 2 最大荷重 5-6N/mm 2 最大荷重 2-3N/mm 2
耐候性 機械強度無變化 機械強度無變化 機械強度無變化 機械強度無變化
透水性 大於90% 大於90% 大於90% 大於90%
[測試結果討論]
由表1的實驗數據可以得知，示範例1至示範4的石塊皆具有良好的機械強度（最大荷重2-6 N/mm 2）、耐候性、及透水性（大於90%）。
另外，由表1的實驗數據可以得知，示範例1至3相較於示範4具有相對高的機械強度（最大荷重5-6 N/mm 2），其是由於較高的異氰酸酯比例。
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明實施例所提供的路面鋪設方法及聚氨酯路面塗層，其能通過“將一聚酯多元醇材料以及一異氰酸酯材料混合至所述固體顆粒材料中，以形成一混合漿料；其中，所述聚酯多元醇材料及所述異氰酸酯材料中的至少其中之一是生物質資源衍生的（derived from biomass resources）”以及“將所述混合漿料鋪設於一路面上並且進行固化，以於所述路面上形成一聚氨酯路面塗層”的技術方案，以使得最終形成的路面塗層能達到環保的效益，並且可以減少對人體健康的危害。
再者，本實施例所提供的聚氨酯路面塗層可以在不需要添加額外的合成助劑的條件下，具有良好的施工性、透水性、及物化特性（如：機械強度）。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
圖1為本發明實施例路面鋪設方法的流程示意圖。

Claims (13)

  1. 一種路面鋪設方法，其包括： 提供一固體顆粒材料； 將一聚酯多元醇材料以及一異氰酸酯材料混合至所述固體顆粒材料中，以形成一混合漿料；其中，所述聚酯多元醇材料及所述異氰酸酯材料中的至少其中之一是生物質資源衍生的（derived from biomass resources）；以及 將所述混合漿料鋪設於一路面上並且進行固化，以於所述路面上形成一聚氨酯路面塗層。
  2. 如請求項1所述的路面鋪設方法，其中，所述聚酯多元醇材料為具有多官能基的聚酯多元醇，並且所述聚酯多元醇材料的官能度是介於2.5至3.0之間；其中，所述異氰酸酯材料為具有多官能基的異氰酸酯，並且所述異氰酸酯材料的官能度是介於2.5至3.0之間。
  3. 如請求項2所述的路面鋪設方法，其中，所述聚酯多元醇材料為生物質聚酯多元醇，並且所述聚酯多元醇材料為蓖麻油（castor oil）或其衍生物。
  4. 如請求項3所述的路面鋪設方法，其中，所述聚酯多元醇材料為純的蓖麻油，並且所述聚酯多元醇材料未包含有其它不同於蓖麻油的聚酯多元醇材料。
  5. 如請求項4所述的路面鋪設方法，其中，所述聚酯多元醇材料與所述異氰酸酯材料之間的一重量比例範圍是介於1：0.5~0.9；其中，所述聚酯多元醇材料與所述異氰酸酯材料的重量總和為所述固體顆粒材料的重量的1%至5%之間。
  6. 如請求項5所述的路面鋪設方法，其中，在所述混合漿料鋪設於所述路面上後，所述聚酯多元醇材料與所述異氰酸酯材料進行交聯反應，以使得所述混合漿料進行固化；其中，於攝氏15度至40度下，所述混合漿料在第1小時內的黏度是介於20,000至30,000之間，並且所述混合漿料在第1小時至6小時之間的黏度是介於30,000至300,000之間。
  7. 如請求項6所述的路面鋪設方法，其中，所述混合漿料在經過6小時的一固化時間後能完全固化，並且形成為所述聚氨酯路面塗層。
  8. 如請求項5所述的路面鋪設方法，其中，所述混合漿料未包含有任何的聚氨酯合成助劑，並且所述聚氨酯合成助劑為催化劑、阻聚劑、擴鏈劑、及交聯劑的至少其中之一。
  9. 一種聚氨酯路面塗層，其適用於鋪設於一路面上，其特徵在於，所述聚氨酯路面塗層包含： 一固體顆粒材料；及 一聚氨酯黏著膠，其黏著於所述固體顆粒材料之間；其中，所述聚氨酯黏著膠是通過一聚酯多元醇材料及一異氰酸酯材料進行交聯反應且固化而形成； 其中，所述聚酯多元醇材料及所述異氰酸酯材料中的至少其中之一是生物質資源衍生的。
  10. 如請求項9所述的聚氨酯路面塗層，其中，所述聚酯多元醇材料為具有多官能基的聚酯多元醇，並且所述聚酯多元醇材料的官能度是介於2.5至3.0之間；其中，所述異氰酸酯材料為具有多官能基的異氰酸酯，並且所述異氰酸酯材料的官能度是介於2.5至3.0之間。
  11. 如請求項10所述的聚氨酯路面塗層，其中，所述聚酯多元醇材料為生物質聚酯多元醇，並且所述聚酯多元醇材料為蓖麻油（castor oil）；其中，所述聚酯多元醇材料為純的蓖麻油，並且所述聚酯多元醇材料未包含有其它不同於蓖麻油的聚酯多元醇材料。
  12. 如請求項11所述的聚氨酯路面塗層，其中，所述聚酯多元醇材料與所述異氰酸酯材料之間的一重量比例範圍是介於1：0.5~0.9；其中，所述聚酯多元醇材料與所述異氰酸酯材料的重量總和為所述固體顆粒材料的重量的1%至5%之間。
  13. 如請求項12所述的聚氨酯路面塗層，其中，所述聚氨酯路面塗層未包含有任何的聚氨酯合成助劑，並且所述聚氨酯合成助劑為催化劑、阻聚劑、擴鏈劑、及交聯劑的至少其中之一。
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