JPH02216247A - 金属布帛 - Google Patents

金属布帛

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JPH02216247A
JPH02216247A JP1264113A JP26411389A JPH02216247A JP H02216247 A JPH02216247 A JP H02216247A JP 1264113 A JP1264113 A JP 1264113A JP 26411389 A JP26411389 A JP 26411389A JP H02216247 A JPH02216247 A JP H02216247A
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knitted fabric
knitted
fabric
platinum
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JP1264113A
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Norman R Fairey
ノーマン　レジナルド　フェイリー
Robert D Hatton
ロバート　デビッド　ハットン
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Johnson Matthey PLC
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/58—Fabrics or filaments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/20—Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
    • C01B21/24—Nitric oxide (NO)
    • C01B21/26—Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia
    • C01B21/265—Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia characterised by the catalyst
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04B—KNITTING
    • D04B1/00—Weft knitting processes for the production of fabrics or articles not dependent on the use of particular machines; Fabrics or articles defined by such processes
    • D04B1/14—Other fabrics or articles characterised primarily by the use of particular thread materials
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
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    • D10B2101/20—Metallic fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
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    • D10B2403/024—Fabric incorporating additional compounds
    • D10B2403/0242—Fabric incorporating additional compounds enhancing chemical properties
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は金属布帛に関する。より詳しくは、本発明は比
較的低い引張強度を有する貴金属ワイヤから作られた編
物に関する。
〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕貴金属ワ
イヤをガーゼに製織することが知られている。例えばア
ンモニア酸化用の触媒用ガーゼは広く用いられ、このガ
ーゼは０．０６皿から０．１２ｍｍの太さのプラチナ又
はプラチナ合金から成り、平方ｃｉｉ当り約１０００個
の孔を形成するように織られる。
このようなガーゼは約８０年の間用いられており、硝酸
製造用の近代的な設備では４０枚迄の触媒用ガーゼを装
備する。ある設備では直径４ｍを越えるガーゼを使用す
る。パラジウムを用いて織られたガーゼは、触媒用ガー
ゼから化学作用によって失われるプラチナの「ゲッター
」すなわち収集手段として作用させるために、アンモニ
ア酸化工場において用いられる。凝集不織バッドとして
用いるという本出願人の提案（英国特許第２０６４９７
５号および第２０９６４８４号）を除いて、触媒用ガー
ゼ及び収集用ガーゼの両者に対する最近の開発は独占的
に多様な形態の織ガーゼに集中している。本出願人とし
ては、織ガーゼ以外の構造から成る触媒用又は収集用布
帛が商業的に使用されていることを知らない。
金属ワイヤを編成することが知られている。現存する金
属編物は圧倒的に例えばステンレススチールのような鉄
合金であり、このような編物の用途は蒸発器用の吹付セ
パレータ、コンベアベルト、フィルタ成分等である。熱
反射性カーテン材料を得るために合成繊維織物又は編物
上に金属をスパッタリング加工することが開示されてい
る（日本特許第６１２８２５８４号公報）。金属鍍金し
た光ファイバから成る編物が電磁シールド材料として開
示されている。米国特許第４６０９９２３号は無線周波
数リフレクタとして使用するための、編成によって作ら
れ全鍍金ダンゲステンワイヤを開示する。この材料は編
成を可能にするのに充分な引張強度を有する。アンモニ
ア酸化の分野において、本発明と同一の出願人の英国特
許第１．．４１１，８００号は通常の織られた触媒用ガ
ーゼの支持部材としての編成された耐熱性合金ワイヤの
使用を示しているが触媒用編布を示唆していない。
英国特許明細書２，０８８，９１４Ａは脆い強化用繊維
から織物を形成することに関し、特に−時的に巻付糸で
繊維を巻くことによって炭素繊維を製織することに関す
る。この巻付けは脆い条件下の材料を一緒に保つために
行われる。炭素繊維に加えて、この技術を脆い金属繊維
やタングステンへ応用する可能性が示唆されている。本
発明が関連する貴金属繊維は炭素繊維のように脆くはな
く、製織できることが知られている。
英国特許明細書第５４９，４１８号（１９４２）は鉄、
スチール、黄銅を製織したり、編成したりすることに関
する。この場合には、綿、羊毛、あるいはレーヨン等の
織物繊維がエンジン用エアフィルタにおける油の吸収剤
として役立てるために金属ワイヤに並べて配置して組合
されている。この発明は本発明とは異なるものであり、
商業的に利用されていない。
プラチナ、プラチナ金属その他のプラチナ系金属の編物
が提案されていると思われるが、それらの製造が成功し
ているとは考えられない。本発明の前に実施された実駄
において、プラチナ合金、あるいはそれと同等の機械的
性質を有する金属のワイヤは、従来の織成による触媒用
ガーゼと同等のメツシュサイズや重量を有する′ｔＭ物
に編成することに成功していない。どの性質あるいはど
のような性質の組合せがこの問題を生ずるかについて調
査研究が続けられ、これらの理由は材料によって変ると
思われる。問題に影響すると考えられる主な要因は引張
速度、ワイヤ直径、延性および表面輩擦性能である。こ
−に示された理論は本発明を限定するものとは考えられ
ない。
〔課題を解決するための手段］ 本発明は新規且つ有用な貴金属製編物、すなわちプラチ
ナ系金属、金、恨およびそれらの合金から選択された貴
金属を含んで成る貴金属製編物を提供する。貴金属がプ
ラチナ系金属又はそれらの合金であると好ましい。
本発明は又望ましい布帛重量での編成を可能にするには
不適切な性質を有する貴金属繊維を編成する方法を提供
し、その方法は金属繊維と共に、金属繊維の編成を可能
にするために金属繊維を減摩する補足繊維を編機に供給
することから成る。
編成を可能にするのに不適切な性質を有する金属繊維と
は、それらの特性および物理的性質のために編成するこ
とができず、繊維切れ、機械の故障その他を生ずるよう
な繊維を意味する。本出願人が特別に注目する貴金属繊
維はプラチナ系金属、金、銀、および他の貴金属および
卑金属との合金である。１０％Ｒｈ−ＰｔおよびＡｕ−
Ｐｄのような材料に加えてＡｇ−Ｃｕ合金あるいは銀鍍
金の銅繊維が本発明の出発原料として考えられるべきで
ある。特に興味ある材料は、全体あるいはその一部がプ
ラチナ、パラジウムあるいはそれらの合金から成る繊維
である。用語「金属繊維」は、金属外側被覆と例えばセ
ラミックのような異った材料のコアを有するような複合
繊維を含むものとする。
本発明は又本発明の方法によって用意された貴金属製の
編物を提供する。このような金属編物は、例えば分解又
は溶解によって、編物の形成後に補足繊維が除去される
ような編物を含む。
編成方法は適切且つ望ましい編機又は方法を利用して行
えばよく、ステンレススチールのような通常の金属繊維
を編成するために作られた機械を用いればよい。適切な
編機は商業的に入手可能であり、あるいは−船釣に公知
の原理に基づいて作られればよく、インチ当り１０〜３
０本／吋（４〜１２本／ｃｍ）を有するとよい。プラチ
ナ・ロジウム合金（９０：　１０の重量比）を編成する
試駆を吋当り１９本（ｃ＋＋＋当り７，５本）で總本数
が３７０本の針を有する円形揚機で、本発明の方法を用
いて成功裡に実施することができ、横編機も又用いるこ
とができる。金属繊維の直径については、もし要望され
るならばＯ，００１ｍ＋ａの繊維を用いること考えるこ
とができるけれども好ましくは０．０２ｍｍから０．１
５ｍｍ、より好ましくは０．０６１１１１１からＯ，Ｌ
２ｍｍである。全ての繊維が同じ材料又は同じ太さであ
る必要はない。
我々の試駆では、予想とは反対に、ロジウム・プラチナ
ワイヤは比較的軽量で補足繊維を用いることなしに編成
することができる。ある種の用途に対して、このような
編物は完全に適切であり、したがってこれらの編物は本
発明の一態様を形成する。後述の実施例２に示されるよ
うに、軽量即ち低目付の編物はアンモニアの接触酸化に
用いられるとよい。しかしながら高目付の編物に対して
は、補足繊維の使用が必要となる。将来における編物技
術の改良が補足繊維を無しですませることを可能にする
。補足繊維と同等な材料で貴金属ワイヤを被覆したりコ
ーティングするような、別の補足繊維の供給方法が考案
されて試駆され、これらも又本発明の範囲内であるとい
うことが認識されるべきである。しかしながら補足繊維
の使用が当初においてもっとも簡単且つ安価に行えるも
のであり、出願人の知る好ましい方法である。
編物は織物とは異なる物理的形態を有し、したがって通
常のメツシュサイズの構造を適用することができない。
た！′シ布帛の単位面積当りの重量すなわち目付を考慮
すると都合よい。いわゆる３次元編成技術が、２次元織
物より３次元編物パッドすなわち詰物状構造体を作るた
めに用いられるとよい。この３次元編物パッドは出願人
にとって興味のあるある種の触媒工程に特種の用途を有
し、１個の１吻パッド中の複数の層内に異った各種の材
料を組合せることを可能にする。
適切な補足繊維は編物の最終目的を考慮して通常の実騎
によって選定されるとよい。このような補足繊維として
は、天然繊維、あるいはポリアミド、ポリエステル、セ
ルローズ、アクリルスチレンポリマー、ポリビニールア
ルコールその他のビニルポリマー、アルギン酸塩等から
成る人造繊維を用いることができる。これら繊維として
はモノフィラメントより多数の単繊維から成るマルチフ
ィラメント又は紡績糸（Ｌａ合してマルチストランド繊
維と称す）を用いると好ましい。前述のように、補足繊
維を分解又は溶解することが好ましく、補足繊維の選定
は、使用に先立っであるいはもし他の条件や環境が許さ
れるならば使用時において容易に分解又は溶解可能なも
のに対して行うと便利である。大部分の有機繊維は、残
留物無しに、あったとしても極く僅かの量で熱分解およ
び／又は酸化させるし、又硫酸や硝酸のような強酸を用
いてもよい。補足繊維としてセラミック繊維を用いるこ
ともできるがこの場合にはセラミック繊維は編物中に残
されることになる。
本発明による編物は一般的に低い生産コストで作ること
ができる０編機への仕掛は時間は織機の場合よりも少く
てすみ、編成は希望する大きさと形状に編物を形成する
機会を多くし、且つ廃棄物を少くする。ある種の製品で
は、編物は織物を越える機械的利点を示す。編物は従来
は一般的に織物が用いられていた多くの産業にその用途
を見出すことができる。特にその用途としては、アンモ
ニア酸化、アンドルーソー（＾ｎｄｒｕｓｓｏｔｉ　）
工程、アルデヒド生産における触媒用布、あるいは誘電
体に埋没された時のスクリーン材料の場合を含むアンモ
ニア酸化工程、耐蝕性電極製造工程、電極マトリックス
材料あるいは導電性材料の製造工程において特に用いら
れる「ゲッター」すなわち触媒回収布があげられる、選
択される実際の用途は勿論材料の価格と、材料の物理的
、化学的、電気および磁気的性質によって左右される。
本発明の編物は、特にプラチナおよびプラチナ合金を用
いた編物は触媒として用いると利点を有する。アンモニ
ア酸化に用いられる合金としては、１０％Ｒｈ９０％Ｐ
Ｌ、８％ＲＨ９２％Ｐｔ、５％Ｐｄ５％Ｒｈ９０％ＰＬ
、５％Ｒｈ９５％Ｐｔの構成のものが用いられ、シアン
化水素あるいはシアン化ナトリウム製造用設備では一般
にアンモニア酸化で用いられた標準組成の合金が用いら
れる。
織成によるガーゼは、重ねられたワイヤがワイヤの各部
分へのガス流の容易な接近を妨げて、これらの部分にお
ける触媒機能の利用度を減少させる「シャドーイング現
象」を呈することが見出されている。編物はルーズな構
造を有するので、最初の試験においてシャドーイング現
象が少く、したがって大きな触媒面積を利用することが
でき、このことは我々の実駄において転換効率の改善と
して観察される。よりルーズな布帛構造は布帛が動くこ
とができることを意味し、この事は布帛が受ける応力に
よって生ずる引裂きの発生機会を減少する。しかし布帛
が動くことは触媒の振動と疲労を生じ、触媒からの機械
的損失を増加させる場合がある。２．５ケ月を越える試
験の結果触媒編物は機械的に良好な性能を示した。触媒
表面の研究は下記実施例３に示すようなある種の期待し
ていなかった特徴を示した。
したがって、特に本発明は触媒、とりわけアンモニア酸
化工程における触媒としての貴金属編物の使用を提供す
る。
〔実施例〕
以下非限定で示す下記の実施例により本発明を詳述する
。
裏施■土 ４個のワイヤ供給口と吋当り１６本（ｃｍ当り６本）の
編針を有し、０．ＩＷφのステンレススチールワイヤの
編成に用いられるワイヤー編成用丸編機が、ステンレス
スチールより引張強度の低い金属から編物を編成するた
めの試験に用いられた。編物の小片が銅線から作ること
ができたが、編機を連続的に作動することができなかっ
た。これは銅線の引張強度が編成工程での摩擦力を克服
するのに不充分であるからである。
０．０７６ｍｍφの焼鈍したニッケル線が１０％Ｒｈ／
Ｐｔ（ロジウム／プラチナ）ワイヤを評価する代りに用
いられた。これは焼鈍したニッケル線が１０％Ｒｈ／Ｐ
ｔワイヤに類似した機械的性質を有するからである。こ
の場合ワイヤが常に切断するので編物を得ることができ
なかった。摩擦を減少するために潤滑油内で充分にコー
トされたニッケル線を用いる試験をさらに行ったが、そ
の試験は完全に失敗した。
それぞれのニッケル線にポリエステルのマルチストラン
ド繊維が平行して供給された時に、編成工程を連続的に
行うことができて、ニッケル編物が作られることになっ
た。編物を立体的に見ると、ポリエステルの個々の繊維
がそれぞれのニッケル線を囲んで金属間の接触を最小に
していることが判明した。この試験において１．５ｍ長
の編物が作られた。
ニッケル線が１０％Ｒｈ／Ｐｔワイヤに代えられ、同時
にポリエステルマルチストランド繊維を供給してＲｈ　
／Ｐｔワイヤが消費しつくされる迄編成し、２３ｃｍ長
の編物が得られた。同じ編物を用いて、４個のワイヤ供
給口の内の１個の供給口においてポリエステル繊維の供
給をやめてみたが、編成に失敗した。
編機は０．０７６−φの１０％Ｒｈ　／Ｐｔワイヤを用
いて、本発明の方法によって１時間当り２ｍの編物を作
る速度で作動され、目付２６０ｇ／ｒｒｆの編物が得ら
れた。
尖旌貫斐 編まれた平たいチューブすなわちソックスが０．０７６
ｍｎφの１０％Ｒｈ　／ｐｔ（ｏジウム／プラチナ）ワ
イヤから編成された。用いた編機は４インチ（１０，１
６ｃｍ）径の丸編機で、インチ当り１０Ｘ１２の編目（
ｌ　ｃｍ当り４　Ｘ　４．７の編目でＩＣｌ１１当り２
６０メツシユ）の編物がつくられた。得られた編物の目
付は１４７ｇ／ｒｒ？であった。同じ直径のＲｈ　／Ｐ
ｔワイヤを用いて作られた１　ｃｍ当り３２本の織物の
目付は５９０ｇ／ｃ４であり、１４当り１０２４のメツ
シュを有する。
得られた編物のサンプルを、中圧下と高圧下で、アンモ
ニア酸化反応器のパイロット装置で試駆した。８枚の従
来の織成された触媒用布に対する触媒の量に等しい３２
枚の編物の触媒用布のバックを中圧試駆および高圧試駆
用として用意することは不適切であるので、一部が編物
で他の部分が織物のガーゼで構成された触媒バックも両
方の試駆に対して用意した。ガーゼ状の編物がバックの
前面に置かれたので、短い時間の試駆の間では、アンモ
ニア酸化反応の大部分はこの前面区域で行われる。
下記の第１表は触媒バックの構成と反応条件の詳細を示
し、第２表は従来のバック、すなわち織物から成るバッ
クと対比した試駆に供した各種触媒バックの性能の詳細
を示す。
第２表に示すように、平均Ｃ，Ｅ（転換効率）は約４％
だけ本発明の編物を用いたバックの方が向上し、圧力降
下の結果については結論を出せない。
この数字の転換効率の増加は商業サイズの装置において
は重要な経済的利点をもたらす。
第 ■ 表 ■　高圧での試駆 ■、中圧での試驕 １去１１１ 直径０．０７６ｍｎ＋の１０％Ｒｈ／ｐｔ（ｃｌラジウ
ムプラチナ）ワイヤを用い且つマルチストランドポリエ
ステル糸を補足繊維として共に供給して、幅１８インチ
（４５，７ｍ　）の編物をインチ当り１９本（ｃｍ当り
７．５本）の編針を有する市販の丸編機で編成した。
得られた編物の目付は比較のために同じワイヤを用いて
織成されたガーゼの目付よりも約２５％大きかった。
２枚の編物をアンモニア酸化反応器の１個のバーナ内の
５枚の布帛から成る触媒バックの最初の２枚の布帛とし
て用いた。
触媒バックを２．５時間終了後停止し、触媒バックを試
駆した。この試駆における反応器が作動される条件にお
いては、転換効率の評価を行うことができなかった。し
かしながら反応器の他のバーナの１個において、編物が
試駆されて従来の織物のガーゼと比較された。走査型電
子顕微鏡による写真を第１図および第２図に示し、第２
図は完全に使用後の織物の写真であり、第１図は２．５
時間使用後の編物の写真である。第１図及び第２図に示
すように、編物においては表面が織物ガーゼよりも非常
に大きく発育しており、これは転換効率と面積に関連す
る。したがって、反応に利用できる名目上の幾何学的表
面の大きさに加えて、転換効率がさらに改良されること
が見出される。この事は前記実施例２の結果と一致する
。
布帛の表面がＥＤχＡ（エネルギ分散Ｘ−ｒａｙ分析器
によって試験され、ロジウムが分析された。
得られた結果を第３表に示す、なお試駆前の各布帛中の
ロジウムとプラチナの比率はロジウムｌＯ％、プラチナ
９０％である。
第　　３　　表 編物を用いたバンク 布帛のタイプ　Ｒｈ％ 編　　物　　　８．９ ｗＩ　　　物　　　９．０ 織　　＠ＩＪ１１．５ 織　　物　　　１１．９ 織　　物　　　９．７ 従来の織物から成るバック 布帛のタイプ　Ｒｈ％ 織　　物　　１２．５ 織　　物　　　１２．７ 織　　物　　　１１．４ 織　　物　　　１１．５ 織　　物　　　１１．２ 布帛（ガーゼ）１ 布帛（ガーゼ）２ 布帛（ガーゼ）３ 布帛（ガーゼ）４ 布帛（ガーゼ）５ 第３表に示すように、驚くべき事には、表面におけるロ
ジウムの含有量が編物において明らかに少くなっている
。その理由は未だ解明されていないが、従来のｍ物ガー
ゼにおける表面のラジウム量が、織物ガーゼがその触媒
能力を約４０％〜５０％で失う迄増加することが知られ
ている。これらの予備的な試駆結果から有効な触媒寿命
を長くすることが期待でき、この事がより長いアンモニ
ア酸化実施期間（触媒布又は触媒再生布の交換のために
停止する迄の作動期間）あるいはより大きな転換効率を
導くことができることが判る。
さらに織物と同じ目付を有する編物が同じＲｈ／ｐｔワ
イヤから作られたが、性能試駆は完了していない。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による編物の触媒布を反応器に用いた後
における編物を構成する繊維上に表れた形状の変化を示
す走査型電子顕微鏡写真であり、第２図は従来の織物の
触媒布を反応器に用いた後における織物を構成する繊維
上に表れた形状の変化を示す走査型電子顕微鏡写真であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、プラチナ系金属、金、銀およびそれらの合金から選
    択された貴金属を含んで成る貴金属製編物。 ２、プラチナ系金属およびその合金から選択された貴金
    属を含んで成る請求項１記載の編物。 ３、前記貴金属がプラチナ、パラジウムおよびそれらの
    合金である請求項２記載の編物。 ４、用いられる繊維が貴金属を含有する複合材料である
    請求項１、２、３の何れか１項に記載の編物。 ５、請求項１から４迄の何れか１項に記載の貴金属製編
    物から成る触媒布。 ６、請求項１から４迄の何れか１項に記載の貴金属製編
    物から成る触媒回収布。 ７、金属繊維と共に、金属繊維の編成を可能にするため
    に金属繊維を減摩する補足繊維を編機に供給することを
    含んで成る請求項１から４迄の何れか１項に記載の編物
    を製造する方法。 ８、前記補足繊維が天然繊維又は合成繊維のマルチスト
    ランド繊維である請求項７記載の方法。 ９、前記編物から分解又は溶解によって補足繊維を除去
    する工程を含む請求項７又は８に記載の方法。 １０、請求項１から４迄の何れか１項に記載の編物の触
    媒としての使用。 １１、請求項１から４迄の何れか１項に記載の編物の、
    アンモニアの接触酸化用触媒としての使用
JP1264113A 1988-10-12 1989-10-12 金属布帛 Pending JPH02216247A (ja)

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GB8823956.1 1988-10-12
GB888823956A GB8823956D0 (en) 1988-10-12 1988-10-12 Metal fabrics
GB8900087.1 1989-01-04
GB898900087A GB8900087D0 (en) 1989-01-04 1989-01-04 Metal fabrics

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Country Link
US (2) US5188813A (ja)
EP (1) EP0364153B1 (ja)
JP (1) JPH02216247A (ja)
AT (1) ATE73010T1 (ja)
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