JPH0813496B2 - 微細気泡を有する発泡体の製造方法 - Google Patents
微細気泡を有する発泡体の製造方法Info
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- JPH0813496B2 JPH0813496B2 JP62180490A JP18049087A JPH0813496B2 JP H0813496 B2 JPH0813496 B2 JP H0813496B2 JP 62180490 A JP62180490 A JP 62180490A JP 18049087 A JP18049087 A JP 18049087A JP H0813496 B2 JPH0813496 B2 JP H0813496B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- extruder
- resin
- foaming agent
- cylinder
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/362—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using static mixing devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Molding Of Porous Articles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） プラスチックの発泡品は非発泡品に比べて断熱性、軽
量性、外観（パール状表面）、経済性などの特性が向上
するので製品の付加価値を高める方法として種々の方法
で製造されている。
量性、外観（パール状表面）、経済性などの特性が向上
するので製品の付加価値を高める方法として種々の方法
で製造されている。
本発明で改良しようとする化学発泡剤を使用した押出
発泡法は比較的低発泡倍率の発泡品を製造する方法とし
て利用されているが、近年その外観に対する要求が大き
くなり製品の多観に大きく影響する気泡の微細化が望ま
れるようになってきた。
発泡法は比較的低発泡倍率の発泡品を製造する方法とし
て利用されているが、近年その外観に対する要求が大き
くなり製品の多観に大きく影響する気泡の微細化が望ま
れるようになってきた。
本発明は化学発泡剤を使用して押出発泡法により製造
される発泡体の気泡を微細化する方法に関するものであ
る。
される発泡体の気泡を微細化する方法に関するものであ
る。
（従来技術） 化学発泡剤を使用して熱可塑性樹脂を押出発泡させる
方法で製造される発泡体の気泡を微細とするためには、
発泡剤が押出機の中で完全に分解を終らず、たとえば押
出物が金型から押出される時のように溶融樹脂が高圧か
ら低圧の領域に押出されるにつれて押出機内で分解せず
に残っていた適当量の発泡剤が気泡の膨張が終る前の短
い時間に押出物の中で分解するように押出し操作条件を
調節する必要があることが知られている。このような状
態は、溶融樹脂が金型から押出される時に発泡剤の分解
がピークとなる様に押出し操作条件を調節することによ
って実現される。第１図を参照にしてこの従来技術につ
いて詳述する。
方法で製造される発泡体の気泡を微細とするためには、
発泡剤が押出機の中で完全に分解を終らず、たとえば押
出物が金型から押出される時のように溶融樹脂が高圧か
ら低圧の領域に押出されるにつれて押出機内で分解せず
に残っていた適当量の発泡剤が気泡の膨張が終る前の短
い時間に押出物の中で分解するように押出し操作条件を
調節する必要があることが知られている。このような状
態は、溶融樹脂が金型から押出される時に発泡剤の分解
がピークとなる様に押出し操作条件を調節することによ
って実現される。第１図を参照にしてこの従来技術につ
いて詳述する。
第１図は従来押出発泡に使用されている装置の１例を
上から見た概略図である。
上から見た概略図である。
この装置を用いる押出発泡においては、化学発泡剤と
樹脂原料はホッパー１より押出機２に供給され、押出機
内で溶融混練されて押出機から金型３に流入する。この
場合、化学発泡剤は押出機、金型および樹脂から熱を受
けて分解を開始し、押出し操作条件の調節により、その
分解ピークが金型出口４の付近で起こる様に調節され
る。
樹脂原料はホッパー１より押出機２に供給され、押出機
内で溶融混練されて押出機から金型３に流入する。この
場合、化学発泡剤は押出機、金型および樹脂から熱を受
けて分解を開始し、押出し操作条件の調節により、その
分解ピークが金型出口４の付近で起こる様に調節され
る。
金型３へ流入した樹脂は金型により所定の形状に付形
され低圧域に押出される。この押出工程で、発泡剤が分
解して発生したガスが膨張し気泡が形成して溶融樹脂は
発泡体となり、その後サイジング処理、冷却固化されて
発泡体製品となる。
され低圧域に押出される。この押出工程で、発泡剤が分
解して発生したガスが膨張し気泡が形成して溶融樹脂は
発泡体となり、その後サイジング処理、冷却固化されて
発泡体製品となる。
ここで示した従来方法の問題点は、押出し操作条件を
調節することにより発泡剤の分解が金型出口付近でピー
クとなる様に調節するわけであるが、化学発泡剤の分解
はある時間的、および温度的幅をもって起こるためその
分解ピークの立ち上がりがゆるやかになってしまい、金
型出口で気泡の膨張が終了する前の短い時間に分解を終
了させることは困難であり、また、供給した発泡剤の量
に見合った発泡倍率の発泡体を製造するために金型から
押出された樹脂が冷却固化される以前に全ての発泡剤の
分解が終了するようにすると、分解ピークの立ち上がり
がゆるやかであるため金型の内部で相当量の発泡剤が分
解して樹脂中にガスが溶融してしまい、その樹脂中に溶
融したガスは気泡としてよりもむしろ押出物の表面に拡
散し、気泡の数は少なく、かつその寸法は大きくなって
しまう等の問題点を有し、その結果、得られる発泡体の
気泡は大きいものになると考えられている。
調節することにより発泡剤の分解が金型出口付近でピー
クとなる様に調節するわけであるが、化学発泡剤の分解
はある時間的、および温度的幅をもって起こるためその
分解ピークの立ち上がりがゆるやかになってしまい、金
型出口で気泡の膨張が終了する前の短い時間に分解を終
了させることは困難であり、また、供給した発泡剤の量
に見合った発泡倍率の発泡体を製造するために金型から
押出された樹脂が冷却固化される以前に全ての発泡剤の
分解が終了するようにすると、分解ピークの立ち上がり
がゆるやかであるため金型の内部で相当量の発泡剤が分
解して樹脂中にガスが溶融してしまい、その樹脂中に溶
融したガスは気泡としてよりもむしろ押出物の表面に拡
散し、気泡の数は少なく、かつその寸法は大きくなって
しまう等の問題点を有し、その結果、得られる発泡体の
気泡は大きいものになると考えられている。
前記問題点を解決するため、押出機のスクリュー形状
やシリンダー形状の長さ等の装置面からの検討が行なわ
れ、ほぼ満足する程度の微細気泡を有する発泡体を得る
ことはできるものの長期間かつ多額な投資が必要とされ
る。さらに発泡剤の分解挙動はその熱履歴および圧力に
よっても異なるため、このような押出機設備面で理想的
な状態を達成し得たとしてもその設備はごく限られた発
泡剤、樹脂に対する専用的なものとなり、極めて汎用性
の乏しいものとなる。
やシリンダー形状の長さ等の装置面からの検討が行なわ
れ、ほぼ満足する程度の微細気泡を有する発泡体を得る
ことはできるものの長期間かつ多額な投資が必要とされ
る。さらに発泡剤の分解挙動はその熱履歴および圧力に
よっても異なるため、このような押出機設備面で理想的
な状態を達成し得たとしてもその設備はごく限られた発
泡剤、樹脂に対する専用的なものとなり、極めて汎用性
の乏しいものとなる。
（問題点を解決するための手段） 本発明は上記従来技術における問題点を解決するため
になされたものであり、つまり化学発泡剤の分解を金型
出口付近で急激にしかも吐出される以前においては未だ
発泡剤の大部分が実質的に未分解である様な状態を作り
出すことにより微細な気泡を有する発泡体の製造方法を
見出した。
になされたものであり、つまり化学発泡剤の分解を金型
出口付近で急激にしかも吐出される以前においては未だ
発泡剤の大部分が実質的に未分解である様な状態を作り
出すことにより微細な気泡を有する発泡体の製造方法を
見出した。
すなわち本発明によれば、熱により分解して気体を発
生する化学発泡剤と熱可塑性樹脂を押出機により溶融混
練して金型より押出し、発泡体を製造する方法におい
て、溶融樹脂中の化学発泡剤を実質的に分解させずに押
出機から金型へ流入させ、金型の部分で該溶融樹脂を急
激に加熱し、その後金型より押出すことを特徴とする微
細な気泡を有する発泡体の製造方法が提供される。
生する化学発泡剤と熱可塑性樹脂を押出機により溶融混
練して金型より押出し、発泡体を製造する方法におい
て、溶融樹脂中の化学発泡剤を実質的に分解させずに押
出機から金型へ流入させ、金型の部分で該溶融樹脂を急
激に加熱し、その後金型より押出すことを特徴とする微
細な気泡を有する発泡体の製造方法が提供される。
次に本発明を図面により説明する。
第２図は本発明で用いる装置の１例を上方から見た概
略図（金型部は断面図）を示す。
略図（金型部は断面図）を示す。
化学発泡剤と樹脂原料は、ホッパー１より押出機２に
供給され、押出機内で溶融混練されて押出機２から金型
３に流入する。金型３には、溶融樹脂を急激に加熱する
ために、金型内の溶融樹脂流路中には外部より回転可能
な円柱５が挿入されている。そしてこの円柱の回転によ
って樹脂流路壁と円柱外壁との間で樹脂に強制的剪断力
が加えられ、その際の剪断発熱により、化学発泡剤の分
散された溶融樹脂は急激に加熱される。このようにして
急激に加熱された溶融樹脂はＴ−ダイ３′から金型出口
４を通って低圧減へ押出され、発泡される。
供給され、押出機内で溶融混練されて押出機２から金型
３に流入する。金型３には、溶融樹脂を急激に加熱する
ために、金型内の溶融樹脂流路中には外部より回転可能
な円柱５が挿入されている。そしてこの円柱の回転によ
って樹脂流路壁と円柱外壁との間で樹脂に強制的剪断力
が加えられ、その際の剪断発熱により、化学発泡剤の分
散された溶融樹脂は急激に加熱される。このようにして
急激に加熱された溶融樹脂はＴ−ダイ３′から金型出口
４を通って低圧減へ押出され、発泡される。
このようにして押出発泡を行う場合、押出し機の操作
条件は実質的に化学発泡剤を分解させない様な条件で操
業する必要がある。その様な操業条件は一般に低温操業
で達成することが出来、発泡剤が実質的に分解していな
いという状態の判断は、金型の部分で樹脂を加熱しない
で押出した際にどの程度発泡するかで判断することが出
来る。この段階で最終的な発泡倍率の約８割以上の発泡
が起こる場合には本発明の効果は明確でなくなる。
条件は実質的に化学発泡剤を分解させない様な条件で操
業する必要がある。その様な操業条件は一般に低温操業
で達成することが出来、発泡剤が実質的に分解していな
いという状態の判断は、金型の部分で樹脂を加熱しない
で押出した際にどの程度発泡するかで判断することが出
来る。この段階で最終的な発泡倍率の約８割以上の発泡
が起こる場合には本発明の効果は明確でなくなる。
このように実質的に分解しないで押出機から金型へ流
入した発泡剤が分散した溶融樹脂を加熱する程度、ここ
では円柱の回転数を調節することにより最適な発泡状態
を容易に見出すことが出来、その気泡は微細となる。
入した発泡剤が分散した溶融樹脂を加熱する程度、ここ
では円柱の回転数を調節することにより最適な発泡状態
を容易に見出すことが出来、その気泡は微細となる。
本発明の方法により微細な気泡を有する発泡体を製造
することができるのは前記した様に化学発泡剤の分解が
金型出口付近で急激に、しかも吐出される以前において
はまだ発泡剤の大部分が実質的に未分解である様な状態
を作り出すことができるためと考えられる。
することができるのは前記した様に化学発泡剤の分解が
金型出口付近で急激に、しかも吐出される以前において
はまだ発泡剤の大部分が実質的に未分解である様な状態
を作り出すことができるためと考えられる。
本発明に使用できる化学発泡剤は特に制限はないが、
ポリプロピレン系樹脂との組合せにおける必要条件とし
ては、化学発泡剤が樹脂の押出可能な低温側条件範囲で
実質的に分解しないものである必要がある。
ポリプロピレン系樹脂との組合せにおける必要条件とし
ては、化学発泡剤が樹脂の押出可能な低温側条件範囲で
実質的に分解しないものである必要がある。
本発明に使用できる押出機は特に制限はないが、発泡
剤の分解が押出機の中で起こらない様に冷却能力の大き
いもの、およびスクリューにより樹脂に加わる剪断が大
きいと樹脂の剪断発熱により発泡剤の分解が押出機から
金型内部で進行することもあるため押出機内で樹脂に過
大な剪断が加わらない様のものが好ましい。
剤の分解が押出機の中で起こらない様に冷却能力の大き
いもの、およびスクリューにより樹脂に加わる剪断が大
きいと樹脂の剪断発熱により発泡剤の分解が押出機から
金型内部で進行することもあるため押出機内で樹脂に過
大な剪断が加わらない様のものが好ましい。
本発明における金型内の溶融樹脂を加熱する方法とし
ては前記で述べた剪断発熱を利用するものであればよ
く、電熱ヒーター加熱、超音波加熱、高周波マイクロ波
加熱など、樹脂を加熱することができる方法を併用して
もよい。なお、加熱と同時に発泡剤の樹脂中への分散状
態も均一化できるため剪断発熱が利用される。
ては前記で述べた剪断発熱を利用するものであればよ
く、電熱ヒーター加熱、超音波加熱、高周波マイクロ波
加熱など、樹脂を加熱することができる方法を併用して
もよい。なお、加熱と同時に発泡剤の樹脂中への分散状
態も均一化できるため剪断発熱が利用される。
以下実施例について述べる。
使用した設備は第２図に示したものである。
メルトインデックス（M.I.）1.0g/10分のポリプロピ
レン100重量部に重炭酸ナトリウムとクエン酸モノナト
リウム塩の比率が10:90のものを0.4部添加し、シリンダ
ー口径65mm、長さ／直径比（L/D）＝25、スクリュー圧
縮比2.5のフルフライトスクリューを備えた押出機にホ
ッパー１より供給する。
レン100重量部に重炭酸ナトリウムとクエン酸モノナト
リウム塩の比率が10:90のものを0.4部添加し、シリンダ
ー口径65mm、長さ／直径比（L/D）＝25、スクリュー圧
縮比2.5のフルフライトスクリューを備えた押出機にホ
ッパー１より供給する。
押出機２の先端には、流路径40mmφの内部に外部より
回転可能な30mmφの長さ60mmの円柱５を挿入し、その円
柱５は外部モーターにより０〜250rpmの範囲で回転する
ことを可能とした。さらにこの先端に680mmφのＴダイ
３′を取付けその出口の間隙を1mmとして、押出機のス
クリュー回転部70rpmにて押出した。シリンダーの温度
は、５等分した領域C,〜C5において、ホッパー１側から
順に、C1:160℃、C2:160℃、C3:170℃、C4:170℃、C5:1
70℃、金型温度160℃、Ｔダイ温度170℃にて押出し、金
型内の円柱５を回転させずに押出した。ここで得られた
シートは発泡しないものであった。
回転可能な30mmφの長さ60mmの円柱５を挿入し、その円
柱５は外部モーターにより０〜250rpmの範囲で回転する
ことを可能とした。さらにこの先端に680mmφのＴダイ
３′を取付けその出口の間隙を1mmとして、押出機のス
クリュー回転部70rpmにて押出した。シリンダーの温度
は、５等分した領域C,〜C5において、ホッパー１側から
順に、C1:160℃、C2:160℃、C3:170℃、C4:170℃、C5:1
70℃、金型温度160℃、Ｔダイ温度170℃にて押出し、金
型内の円柱５を回転させずに押出した。ここで得られた
シートは発泡しないものであった。
次いで金型内の円柱５の回転数を順次上昇させて樹脂
を剪断加熱した。円柱５の回転数を上げて樹脂が加熱さ
れるにつれて、押出されるシートは発泡しはじめ、円柱
５の回転数が150rpmのとき気泡は最も微細となり、その
気泡径を測定したところ0.025mmであった。
を剪断加熱した。円柱５の回転数を上げて樹脂が加熱さ
れるにつれて、押出されるシートは発泡しはじめ、円柱
５の回転数が150rpmのとき気泡は最も微細となり、その
気泡径を測定したところ0.025mmであった。
この一連の操作結果を第３図に示す。第３図におい
て、曲線−１は円柱回転数と発泡倍率との関係、曲線−
２は円柱回転数と気泡径との関係を示す。
て、曲線−１は円柱回転数と発泡倍率との関係、曲線−
２は円柱回転数と気泡径との関係を示す。
第３図によると、円柱の回転数が50rpmのときに気泡
径は0.08mmで発泡倍率は1.02程度であり、円柱の回転数
が150rpmのときは気泡径は0.025mmであり、発泡倍率は
1.14倍程度である。このことは円柱の回転数を上げるほ
ど気泡径は小さくなると共に発泡倍率を増加させること
ができることを示している。円柱を全く回転させないと
発泡は全くおこらず発泡倍率は1.0である。そして、円
柱の回転数が50rpmとなるまでは発泡は確認されなかっ
た。
径は0.08mmで発泡倍率は1.02程度であり、円柱の回転数
が150rpmのときは気泡径は0.025mmであり、発泡倍率は
1.14倍程度である。このことは円柱の回転数を上げるほ
ど気泡径は小さくなると共に発泡倍率を増加させること
ができることを示している。円柱を全く回転させないと
発泡は全くおこらず発泡倍率は1.0である。そして、円
柱の回転数が50rpmとなるまでは発泡は確認されなかっ
た。
比較例 使用した設備は第１図に示したものである、 実施例と同じ押出機および原料配合を使用し押出機の
先端に直接Ｔダイ３′取付けシリンダーの先端部（C5）
およびＴダイ３′の温度を同じ温度で順次変化させシー
トの発泡状態を調べた。
先端に直接Ｔダイ３′取付けシリンダーの先端部（C5）
およびＴダイ３′の温度を同じ温度で順次変化させシー
トの発泡状態を調べた。
C5温度210℃、Ｔダイ温度210℃において、最も気泡が
微細となったがその気泡径は0.063mmで均一な気泡を有
するものではなかった。この一連の結果を第４図に示
す。
微細となったがその気泡径は0.063mmで均一な気泡を有
するものではなかった。この一連の結果を第４図に示
す。
第４図によると、C5及びＴダイの温度を190℃とした
ときにはじめて発泡が確認され、温度の上昇と共に気泡
径は大きくなり、発泡倍率は高くなることを示してい
る。
ときにはじめて発泡が確認され、温度の上昇と共に気泡
径は大きくなり、発泡倍率は高くなることを示してい
る。
図４の結果によると約210℃の温度のとき気泡径がも
っとも小さくなると共に発泡倍率も最も大きくなる。し
かしながら、気泡径は0.063mmが最小のときであって、
円柱回転数を上昇させたときの結果に及ばないものとな
っている。
っとも小さくなると共に発泡倍率も最も大きくなる。し
かしながら、気泡径は0.063mmが最小のときであって、
円柱回転数を上昇させたときの結果に及ばないものとな
っている。
以上のように本発明によれば、微細且つ、均一な気泡
を有する発泡体を効率よく得ることができる。
を有する発泡体を効率よく得ることができる。
第１図は、従来押出発法に使用されている装置の１例を
上から見た概略図である。 １……ホッパー、２……押出機、３……金型、３′……
金型（Ｔダイ）、４……金型出口 第２図は本発明で用いる装置の１例を上から見た概略図
を示す。 ５……外部より回転可能な円柱 第３図は本実施例で製造したシートの円柱回転数に対応
する気泡径と発泡倍率の関係を図示したものである。 第４図は比較例で製造したシートのシリンダー先端部温
度（C5）およびＴダイ温度に対する気泡径と発泡倍率の
関係を図示したものである。 １……ホッパー、２……押出機、３……金型、３′……
金型（Ｔダイ）、４……金型出口、５……外部より回転
可能な円柱。
上から見た概略図である。 １……ホッパー、２……押出機、３……金型、３′……
金型（Ｔダイ）、４……金型出口 第２図は本発明で用いる装置の１例を上から見た概略図
を示す。 ５……外部より回転可能な円柱 第３図は本実施例で製造したシートの円柱回転数に対応
する気泡径と発泡倍率の関係を図示したものである。 第４図は比較例で製造したシートのシリンダー先端部温
度（C5）およびＴダイ温度に対する気泡径と発泡倍率の
関係を図示したものである。 １……ホッパー、２……押出機、３……金型、３′……
金型（Ｔダイ）、４……金型出口、５……外部より回転
可能な円柱。
Claims (1)
- 【請求項１】熱により分解して気体を発生する化学発泡
剤とポリプロピレン系樹脂を押出機により溶融混練して
金型より押出し、発泡体を製造する方法において、溶融
樹脂中の化学発泡剤を実質的に分解させずに押出機から
金型へ流入させ、金型の部分で該溶融樹脂を円柱が50rp
m以上で回転することにより剪断発熱を利用して急激に
加熱し、その後、金型より押出すことを特徴とする微細
な気泡を有する発泡体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62180490A JPH0813496B2 (ja) | 1987-07-20 | 1987-07-20 | 微細気泡を有する発泡体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62180490A JPH0813496B2 (ja) | 1987-07-20 | 1987-07-20 | 微細気泡を有する発泡体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6424720A JPS6424720A (en) | 1989-01-26 |
| JPH0813496B2 true JPH0813496B2 (ja) | 1996-02-14 |
Family
ID=16084147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62180490A Expired - Lifetime JPH0813496B2 (ja) | 1987-07-20 | 1987-07-20 | 微細気泡を有する発泡体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0813496B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5059461A (ja) * | 1973-09-25 | 1975-05-22 | ||
| JPS5276374A (en) * | 1975-12-23 | 1977-06-27 | Furukawa Electric Co Ltd | Process for manufacture of foamed material having skin layer |
-
1987
- 1987-07-20 JP JP62180490A patent/JPH0813496B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6424720A (en) | 1989-01-26 |
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