JPH05220712A - 木材の寸法安定性を改質するための処理剤及び処理方法 - Google Patents
木材の寸法安定性を改質するための処理剤及び処理方法Info
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- JPH05220712A JPH05220712A JP5690692A JP5690692A JPH05220712A JP H05220712 A JPH05220712 A JP H05220712A JP 5690692 A JP5690692 A JP 5690692A JP 5690692 A JP5690692 A JP 5690692A JP H05220712 A JPH05220712 A JP H05220712A
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Landscapes
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 木材の特性を損なわず、安価かつ安全な方法
で、木材の寸法安定性を安定して効果的に改質できる処
理剤及び処理方法を提供する。 【構成】 この処理剤は、(1) ポリエチレングリコール
モノアクリレート及びポリエチレングリコールモノメタ
クリレートから選ばれる少なくとも一種のモノマー、
(2) ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチ
レングリコールジメタクリレート及びメチレンビスアク
リルアミドから選ばれる少なくとも一種の架橋剤、及び
(3) 重合触媒を含むものであり、水溶液で使用できる。
この処理剤を、木材に付着させ、重合固着させることに
より、低含浸率で、非常に持続性よく、木材の寸法安定
性を向上することができ、また、このような方法で処理
した木材は、処理後、通常の木工塗料の塗装が可能で、
しかも塗装木材は屋外で使用しても、塗膜のひび割れ、
剥がれが少ない。
で、木材の寸法安定性を安定して効果的に改質できる処
理剤及び処理方法を提供する。 【構成】 この処理剤は、(1) ポリエチレングリコール
モノアクリレート及びポリエチレングリコールモノメタ
クリレートから選ばれる少なくとも一種のモノマー、
(2) ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチ
レングリコールジメタクリレート及びメチレンビスアク
リルアミドから選ばれる少なくとも一種の架橋剤、及び
(3) 重合触媒を含むものであり、水溶液で使用できる。
この処理剤を、木材に付着させ、重合固着させることに
より、低含浸率で、非常に持続性よく、木材の寸法安定
性を向上することができ、また、このような方法で処理
した木材は、処理後、通常の木工塗料の塗装が可能で、
しかも塗装木材は屋外で使用しても、塗膜のひび割れ、
剥がれが少ない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ビニルモノマーを使用
した、木材の寸法安定性を改質するための処理剤及び処
理方法に関する。
した、木材の寸法安定性を改質するための処理剤及び処
理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、木材の木質感を失わず、耐候性を
向上させるため、樹脂塗装されることが多いが、塗料自
体耐候性が良好であっても、乾燥時と湿潤状態とでは、
木材の寸法変化が大きく、塗料がその変化に追従しない
ため、長期間安定な塗装をすることは困難とされてい
た。このような木材の改質法として、木材に、メタクリ
ル酸エステル、スチレン等のビニル系モノマー及びプレ
ポリマー、並びに不飽和ポリエステル類等を含浸又は注
入せしめて、これを木材中で重合固着させて木材プラス
チック複合体（ＷＰＣ）を得ることが知られている。し
かし、このような木材プラスチック複合体は、寸法安定
性、強度、耐朽性、耐磨耗性は良好であるが、プラスチ
ックの高含浸率により木質感が失われ、また高比重とな
り、木材としての特質を保持した製品を得ることは困難
であった。また、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を
木材に含浸させて寸法安定性を向上させることも公知で
あるが、この方法では、経時変化が大きく、また、処理
木材に樹脂塗装した場合、塗膜表面がべたつく欠点があ
った。
向上させるため、樹脂塗装されることが多いが、塗料自
体耐候性が良好であっても、乾燥時と湿潤状態とでは、
木材の寸法変化が大きく、塗料がその変化に追従しない
ため、長期間安定な塗装をすることは困難とされてい
た。このような木材の改質法として、木材に、メタクリ
ル酸エステル、スチレン等のビニル系モノマー及びプレ
ポリマー、並びに不飽和ポリエステル類等を含浸又は注
入せしめて、これを木材中で重合固着させて木材プラス
チック複合体（ＷＰＣ）を得ることが知られている。し
かし、このような木材プラスチック複合体は、寸法安定
性、強度、耐朽性、耐磨耗性は良好であるが、プラスチ
ックの高含浸率により木質感が失われ、また高比重とな
り、木材としての特質を保持した製品を得ることは困難
であった。また、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を
木材に含浸させて寸法安定性を向上させることも公知で
あるが、この方法では、経時変化が大きく、また、処理
木材に樹脂塗装した場合、塗膜表面がべたつく欠点があ
った。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述の如き木材プラス
チック複合体（ＷＰＣ）は、ビニル系モノマーや不飽和
ポリエステル類を木材と共にオートクレーブ中に仕込
み、加圧・減圧を繰り返しながら、木材内に含浸させて
から、加熱して重合させることにより得られるものであ
り、木材の特性が失われると共に、操作性及び経済性に
おいても問題があった。そこで、本発明では、このよう
な問題点に着眼して、木材の特性を損なわず、安価かつ
安全な方法で、木材の寸法安定性を安定して効果的に改
質できる処理剤及び処理方法を提供することを課題とす
る。
チック複合体（ＷＰＣ）は、ビニル系モノマーや不飽和
ポリエステル類を木材と共にオートクレーブ中に仕込
み、加圧・減圧を繰り返しながら、木材内に含浸させて
から、加熱して重合させることにより得られるものであ
り、木材の特性が失われると共に、操作性及び経済性に
おいても問題があった。そこで、本発明では、このよう
な問題点に着眼して、木材の特性を損なわず、安価かつ
安全な方法で、木材の寸法安定性を安定して効果的に改
質できる処理剤及び処理方法を提供することを課題とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明では、特殊なビニ
ルモノマーを、同様にビニルモノマーからなる架橋剤と
併用することにより、木材処理に水溶液として使用で
き、しかも、木材に塗布又は浸漬法等により容易に含浸
でき、水分の蒸発と同時に木材内で樹脂化せしめること
により、低含浸率で安定して木材の寸法安定性を改良し
うることを見出し、上記課題を解決した。
ルモノマーを、同様にビニルモノマーからなる架橋剤と
併用することにより、木材処理に水溶液として使用で
き、しかも、木材に塗布又は浸漬法等により容易に含浸
でき、水分の蒸発と同時に木材内で樹脂化せしめること
により、低含浸率で安定して木材の寸法安定性を改良し
うることを見出し、上記課題を解決した。
【０００５】すなわち、本発明の処理剤は、(1) ポリエ
チレングリコールモノアクリレート及びポリエチレング
リコールモノメタクリレートから選ばれる少なくとも一
種のモノマー、(2) ポリエチレングリコールジアクリレ
ート、ポリエチレングリコールジメタクリレート及びメ
チレンビスアクリルアミドから選ばれる少なくとも一種
の架橋剤及び(3) 重合触媒を含むことを特徴とする。
チレングリコールモノアクリレート及びポリエチレング
リコールモノメタクリレートから選ばれる少なくとも一
種のモノマー、(2) ポリエチレングリコールジアクリレ
ート、ポリエチレングリコールジメタクリレート及びメ
チレンビスアクリルアミドから選ばれる少なくとも一種
の架橋剤及び(3) 重合触媒を含むことを特徴とする。
【０００６】本発明で使用するモノマー、すなわちポリ
エチレングリコールモノアクリレート及びポリエチレン
グリコールモノメタクリレートは、平均分子量４０００
以下、特に３５０〜２０００のポリエチレングリコール
のモノアクリレート又はモノメタクリレートであるのが
望ましい。なお、平均分子量４０００を越えるポリエチ
レングリコールのモノアクリレート又はモノメタクリレ
ートは、木材中に含浸し難い。
エチレングリコールモノアクリレート及びポリエチレン
グリコールモノメタクリレートは、平均分子量４０００
以下、特に３５０〜２０００のポリエチレングリコール
のモノアクリレート又はモノメタクリレートであるのが
望ましい。なお、平均分子量４０００を越えるポリエチ
レングリコールのモノアクリレート又はモノメタクリレ
ートは、木材中に含浸し難い。
【０００７】次に、架橋剤として使用するポリエチレン
グリコールジアクリレート又はポリエチレングリコール
ジメタクリレートは、平均分子量２０００以下、特に３
５０〜１０００ポリエチレングリコールのジアクリレー
ト又はジメタクリレートであるのが望ましく、平均分子
量２０００を越えるポリエチレングリコールのジアクリ
レート又はジメタクリレートでは、架橋効果が少ない。
グリコールジアクリレート又はポリエチレングリコール
ジメタクリレートは、平均分子量２０００以下、特に３
５０〜１０００ポリエチレングリコールのジアクリレー
ト又はジメタクリレートであるのが望ましく、平均分子
量２０００を越えるポリエチレングリコールのジアクリ
レート又はジメタクリレートでは、架橋効果が少ない。
【０００８】重合触媒としては、酸化剤単独又は酸化剤
と還元剤の組み合わせからなるもの、又はアゾ系誘導体
の使用が好ましく、特に水溶性であるのがよい。酸化剤
としては、ナトリウム、カリウム、アンモニウムの過硫
酸塩が望ましく、還元剤としては、ジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン、ヒドラジン、ヒドロキシル
アミン、ジメチルアミノプロピオニトリル、ジエチルア
ミノエタノール、ジメチルアミノプロパノール、ピペラ
ジン、モルホリン等のアミン類、第一鉄塩、亜硫酸塩、
チオ尿素、エリソルビン酸ナトリウム、ロンガリット等
があり、これらは二種以上併用してもよい。また、アゾ
系誘導体としては、２，２’−アゾビスイソブチルニト
リル、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミ
ジン）ジヒドロクロライド、２，２’−アゾビス〔２−
メチル−Ｎ（ヒドロキシエチル）プロピオンアミド〕等
がある。
と還元剤の組み合わせからなるもの、又はアゾ系誘導体
の使用が好ましく、特に水溶性であるのがよい。酸化剤
としては、ナトリウム、カリウム、アンモニウムの過硫
酸塩が望ましく、還元剤としては、ジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン、ヒドラジン、ヒドロキシル
アミン、ジメチルアミノプロピオニトリル、ジエチルア
ミノエタノール、ジメチルアミノプロパノール、ピペラ
ジン、モルホリン等のアミン類、第一鉄塩、亜硫酸塩、
チオ尿素、エリソルビン酸ナトリウム、ロンガリット等
があり、これらは二種以上併用してもよい。また、アゾ
系誘導体としては、２，２’−アゾビスイソブチルニト
リル、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミ
ジン）ジヒドロクロライド、２，２’−アゾビス〔２−
メチル−Ｎ（ヒドロキシエチル）プロピオンアミド〕等
がある。
【０００９】本発明の処理剤における、ポリエチレング
リコールモノアクリレート又はポリエチレングリコール
モノメタクリレートと架橋剤との重量比は、７０：３０
〜９８：２、特に８０：２０〜９０：１０であるのが好
ましい。架橋剤の使用量が３０％より多くなると、寸法
安定性の効果が悪くなり、逆に架橋剤の使用量が２％未
満では、木材中でのモノマー重合率が小さく、未反応モ
ノマーが残り易く、寸法安定性の持続性も低下する。
リコールモノアクリレート又はポリエチレングリコール
モノメタクリレートと架橋剤との重量比は、７０：３０
〜９８：２、特に８０：２０〜９０：１０であるのが好
ましい。架橋剤の使用量が３０％より多くなると、寸法
安定性の効果が悪くなり、逆に架橋剤の使用量が２％未
満では、木材中でのモノマー重合率が小さく、未反応モ
ノマーが残り易く、寸法安定性の持続性も低下する。
【００１０】触媒の使用量は、ポリエチレングリコール
モノアクリレート又はポリエチレングリコールモノメタ
クリレートと架橋剤の合計重量に対し、0.５〜３％程度
でよく、１〜２％であるのが好ましい。なお、触媒の使
用量が0.５％未満では、モノマーが重合し難い。
モノアクリレート又はポリエチレングリコールモノメタ
クリレートと架橋剤の合計重量に対し、0.５〜３％程度
でよく、１〜２％であるのが好ましい。なお、触媒の使
用量が0.５％未満では、モノマーが重合し難い。
【００１１】なお、本発明の処理剤は、水溶液として使
用することが望ましく、その樹脂濃度は、特に限定され
ないが、１０〜３０重量％で使用するのがよい。
用することが望ましく、その樹脂濃度は、特に限定され
ないが、１０〜３０重量％で使用するのがよい。
【００１２】本発明による木材の処理方法は、前述の如
き処理剤を木材に付着させ、重合固着させるものであれ
ばよく、特に限定されないが、一般に、処理剤を水溶液
として、浸漬又は塗布法等で木材に付着させ、５０〜６
０℃の低温で乾燥した後、７０〜１５０℃の比較的高温
で、加熱重合するのがよい。
き処理剤を木材に付着させ、重合固着させるものであれ
ばよく、特に限定されないが、一般に、処理剤を水溶液
として、浸漬又は塗布法等で木材に付着させ、５０〜６
０℃の低温で乾燥した後、７０〜１５０℃の比較的高温
で、加熱重合するのがよい。
【００１３】かかる方法では、ポリエチレングリコール
モノアクリレート又はポリエチレングリコールモノメタ
クリレートが、水溶液で使用することにより、木材細胞
壁内に容易に入り、重合触媒の助けにより、重合して、
ポリマーとなり、その「嵩効果」により木材を膨潤状態
の寸法に保ったまま乾燥し、木材の寸法安定性が向上す
るものと考えられる。この際、ポリエチレングリコール
モノアクリレート又はポリエチレングリコールモノメタ
クリレートのみを使用したのでは、そのホモポリマー
は、経時的に木材細胞壁中から流出するため、十分な効
果を得ることができないが、本発明では、これらのモノ
マーを特定の架橋剤と併用することにより、寸法安定性
の経時的変化を非常に小さくすることができる。更に、
この架橋剤の併用により、三次元的にポリマーの鎖が伸
び、木材細胞壁からポリマーが流出し難くなり、重合率
も向上し、未反応モノマーも非常に少なくなるため、寸
法安定性の持続性も向上するものとなる。
モノアクリレート又はポリエチレングリコールモノメタ
クリレートが、水溶液で使用することにより、木材細胞
壁内に容易に入り、重合触媒の助けにより、重合して、
ポリマーとなり、その「嵩効果」により木材を膨潤状態
の寸法に保ったまま乾燥し、木材の寸法安定性が向上す
るものと考えられる。この際、ポリエチレングリコール
モノアクリレート又はポリエチレングリコールモノメタ
クリレートのみを使用したのでは、そのホモポリマー
は、経時的に木材細胞壁中から流出するため、十分な効
果を得ることができないが、本発明では、これらのモノ
マーを特定の架橋剤と併用することにより、寸法安定性
の経時的変化を非常に小さくすることができる。更に、
この架橋剤の併用により、三次元的にポリマーの鎖が伸
び、木材細胞壁からポリマーが流出し難くなり、重合率
も向上し、未反応モノマーも非常に少なくなるため、寸
法安定性の持続性も向上するものとなる。
【００１４】
実施例１〜３、比較例１〜２ 表１に示す組成からなる処理剤（但し、モノマー１５％
水溶液に調製）に、スギの単板（１５０×１５０×１m
m）を１２時間浸漬、引き上げ、６０℃で７時間予備乾
燥後、１５０℃で１５分間熱処理した。処理後、単板を
秤量して、樹脂含有率（％）を求め、更に２０℃の水中
に１０時間浸漬して、膨潤率を測定した後、更に、この
単板を、引き続き６０℃の温水に３０日間浸漬した後、
再び膨潤率を測定した。これらの膨潤率は、寸法安定性
を示すＡＳＥ値として表１に示す。表１に示す通り、本
発明に従った実施例１〜３の処理剤で処理した製品は、
ＡＳＥ値が非常に高く、寸法安定性が極めて高く保たれ
るが、架橋剤を使用しない比較例１及びポリエチレング
リコールのみを使用した比較例２で処理した製品は、経
時変化により寸法安定性が著しく低下した。
水溶液に調製）に、スギの単板（１５０×１５０×１m
m）を１２時間浸漬、引き上げ、６０℃で７時間予備乾
燥後、１５０℃で１５分間熱処理した。処理後、単板を
秤量して、樹脂含有率（％）を求め、更に２０℃の水中
に１０時間浸漬して、膨潤率を測定した後、更に、この
単板を、引き続き６０℃の温水に３０日間浸漬した後、
再び膨潤率を測定した。これらの膨潤率は、寸法安定性
を示すＡＳＥ値として表１に示す。表１に示す通り、本
発明に従った実施例１〜３の処理剤で処理した製品は、
ＡＳＥ値が非常に高く、寸法安定性が極めて高く保たれ
るが、架橋剤を使用しない比較例１及びポリエチレング
リコールのみを使用した比較例２で処理した製品は、経
時変化により寸法安定性が著しく低下した。
【００１５】
【表１】
【００１６】実施例４ 実施例１で処理した単板を、１２mm厚の合板に、木工用
接着剤で貼り付け、表面に透明なウレタン塗料を塗装し
た後、６ヶ月間屋外に暴露し、塗膜の耐久性を調べた。
その結果、無処理の塗装材では、ほぼ２ヶ月で塗膜割れ
が生じ、４ヶ月では、試験体端部に塗膜の剥離が見られ
たのに対し、本実施例による塗装材は、６ヶ月経過後も
塗膜に何ら異変が認められなかった。
接着剤で貼り付け、表面に透明なウレタン塗料を塗装し
た後、６ヶ月間屋外に暴露し、塗膜の耐久性を調べた。
その結果、無処理の塗装材では、ほぼ２ヶ月で塗膜割れ
が生じ、４ヶ月では、試験体端部に塗膜の剥離が見られ
たのに対し、本実施例による塗装材は、６ヶ月経過後も
塗膜に何ら異変が認められなかった。
【００１７】
【発明の効果】本発明の処理剤により木材を処理する
と、安定して下記のような効果が得られる。 木材の持つ本来の特性を失うことなく、寸法安定性
が向上し、しかもその効果は長期的に持続する。 低含浸率で効果があり、しかも、処理が簡単である
ため、非常に経済的である。 水溶液で処理できるため、安全性が高い。 処理後、通常の木工塗料が塗装でき、しかも塗装木
材は屋外で使用しても、塗膜のひび割れ、剥がれが少な
く、持続性が向上するため、木材資源の有効活用ができ
る。
と、安定して下記のような効果が得られる。 木材の持つ本来の特性を失うことなく、寸法安定性
が向上し、しかもその効果は長期的に持続する。 低含浸率で効果があり、しかも、処理が簡単である
ため、非常に経済的である。 水溶液で処理できるため、安全性が高い。 処理後、通常の木工塗料が塗装でき、しかも塗装木
材は屋外で使用しても、塗膜のひび割れ、剥がれが少な
く、持続性が向上するため、木材資源の有効活用ができ
る。
Claims (2)
- 【請求項１】 (1) ポリエチレングリコールモノアクリ
レート及びポリエチレングリコールモノメタクリレート
から選ばれる少なくとも一種のモノマー、(2)ポリエチ
レングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコー
ルジメタクリレート及びメチレンビスアクリルアミドか
ら選ばれる少なくとも一種の架橋剤、及び(3) 重合触媒
を含むことを特徴とする木材の寸法安定性を改質するた
めの処理剤。 - 【請求項２】 (1) ポリエチレングリコールモノアクリ
レート及びポリエチレングリコールモノメタクリレート
から選ばれる少なくとも一種のモノマー、(2)ポリエチ
レングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコー
ルジメタクリレート及びメチレンビスアクリルアミドか
ら選ばれる少なくとも一種の架橋剤、及び(3) 重合触媒
を含む処理剤を、木材に付着させ、重合固着させること
を特徴とする木材の寸法安定性を改質するための処理方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5690692A JPH05220712A (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 木材の寸法安定性を改質するための処理剤及び処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5690692A JPH05220712A (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 木材の寸法安定性を改質するための処理剤及び処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05220712A true JPH05220712A (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=13040498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5690692A Pending JPH05220712A (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 木材の寸法安定性を改質するための処理剤及び処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05220712A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5731096A (en) * | 1995-08-04 | 1998-03-24 | Hydro-Quebec | Permanent decrease of wood hardness by in situ polymerization of pre-polymers |
| WO2001087560A1 (en) * | 2000-05-15 | 2001-11-22 | HYDRO-QUéBEC | Permanent decrease of wood hardness |
| JP2004098362A (ja) * | 2002-09-06 | 2004-04-02 | Nippon Shokubai Co Ltd | 木材含浸用組成物 |
| EP1908562A2 (en) | 2006-07-20 | 2008-04-09 | Yamaha Corporation | Method of forming a wooden mold as well as wooden structure, vehicle interior material, and acoustic structure processed by the method |
| WO2008069684A3 (en) * | 2006-12-04 | 2008-07-31 | George William Mason John Brod | Modification of wood with hydrophilic prepolymers |
| CN105082284A (zh) * | 2015-07-15 | 2015-11-25 | 师斌 | 一种高端木材稳定无缝镜面处理剂及其制备方法 |
| CN110744659A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-04 | 马鞍山市谷庆门业有限公司 | 一种加快木门油漆干燥速度的木门处理方法 |
-
1992
- 1992-02-06 JP JP5690692A patent/JPH05220712A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5731096A (en) * | 1995-08-04 | 1998-03-24 | Hydro-Quebec | Permanent decrease of wood hardness by in situ polymerization of pre-polymers |
| WO2001087560A1 (en) * | 2000-05-15 | 2001-11-22 | HYDRO-QUéBEC | Permanent decrease of wood hardness |
| JP2004098362A (ja) * | 2002-09-06 | 2004-04-02 | Nippon Shokubai Co Ltd | 木材含浸用組成物 |
| EP1908562A2 (en) | 2006-07-20 | 2008-04-09 | Yamaha Corporation | Method of forming a wooden mold as well as wooden structure, vehicle interior material, and acoustic structure processed by the method |
| WO2008069684A3 (en) * | 2006-12-04 | 2008-07-31 | George William Mason John Brod | Modification of wood with hydrophilic prepolymers |
| US20100068543A1 (en) * | 2006-12-04 | 2010-03-18 | Zelam Limited | Modification of wood with hydrophilic prepolymers |
| AU2007328546B2 (en) * | 2006-12-04 | 2011-04-21 | Zelam Limited | Modification of wood with hydrophilic prepolymers |
| US8252426B2 (en) | 2006-12-04 | 2012-08-28 | Zelam Limited | Modification of wood with hydrophilic prepolymers |
| CN105082284A (zh) * | 2015-07-15 | 2015-11-25 | 师斌 | 一种高端木材稳定无缝镜面处理剂及其制备方法 |
| CN110744659A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-04 | 马鞍山市谷庆门业有限公司 | 一种加快木门油漆干燥速度的木门处理方法 |
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