JPH10128788A - 繊維強化樹脂複合体の製造方法 - Google Patents
繊維強化樹脂複合体の製造方法Info
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- JPH10128788A JPH10128788A JP28659696A JP28659696A JPH10128788A JP H10128788 A JPH10128788 A JP H10128788A JP 28659696 A JP28659696 A JP 28659696A JP 28659696 A JP28659696 A JP 28659696A JP H10128788 A JPH10128788 A JP H10128788A
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- Japan
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- mold
- fiber
- resin
- resin composite
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- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 反応射出成形において、成形時に繊維強化材
のズレが生じることなく、全体的に均一な繊維強化樹脂
複合体の得られる製造方法を提供する。 【解決手段】 反応射出成形用金型内に、1または複数
のマット状強化繊維と、マット状強化繊維よりも樹脂流
通性が高い1または複数のマット状体または網状体と
を、積層して収めた後、金型を閉じて反応性原料樹脂を
金型内に射出することにより、繊維強化樹脂複合体を得
る製造方法であって、上記積層物の厚さが型締めしたと
きの金型のキャビテイー深さよりも大きく、上記マット
状体または網状体の厚み方向の圧縮弾性率が0.4〜
8.0Kgf/cm2 であることを特徴とする繊維強化
樹脂複合体の製造方法。
のズレが生じることなく、全体的に均一な繊維強化樹脂
複合体の得られる製造方法を提供する。 【解決手段】 反応射出成形用金型内に、1または複数
のマット状強化繊維と、マット状強化繊維よりも樹脂流
通性が高い1または複数のマット状体または網状体と
を、積層して収めた後、金型を閉じて反応性原料樹脂を
金型内に射出することにより、繊維強化樹脂複合体を得
る製造方法であって、上記積層物の厚さが型締めしたと
きの金型のキャビテイー深さよりも大きく、上記マット
状体または網状体の厚み方向の圧縮弾性率が0.4〜
8.0Kgf/cm2 であることを特徴とする繊維強化
樹脂複合体の製造方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化樹脂複合
体の製造方法に関する。
体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】軽量、高剛性、高強度の性能が要求され
る部材として、近時、繊維強化樹脂成形体が注目されて
いる。繊維強化樹脂成形体は種々の成形方法により得る
ことができるが、その一方法としてS−RIM(Struct
ual Reaction Injection Molding)がある。S−RIM
とは、マット状強化繊維を金型内に収めた状態で2種類
以上の低分子かつ低粘度の反応性原料樹脂を圧力下にミ
キシングヘッド中で混合すると同時に密閉された上記金
型内に射出し、金型内で重合反応を完結させて成形品を
得る成形法である。
る部材として、近時、繊維強化樹脂成形体が注目されて
いる。繊維強化樹脂成形体は種々の成形方法により得る
ことができるが、その一方法としてS−RIM(Struct
ual Reaction Injection Molding)がある。S−RIM
とは、マット状強化繊維を金型内に収めた状態で2種類
以上の低分子かつ低粘度の反応性原料樹脂を圧力下にミ
キシングヘッド中で混合すると同時に密閉された上記金
型内に射出し、金型内で重合反応を完結させて成形品を
得る成形法である。
【0003】しかし、従来の成形方法では原料樹脂を射
出する際の樹脂の流入力により、金型のキャビテイー内
に収めた繊維強化材の位置ズレが生じるという問題があ
った。
出する際の樹脂の流入力により、金型のキャビテイー内
に収めた繊維強化材の位置ズレが生じるという問題があ
った。
【0004】そこで、特開平4−265712号公報で
は、金型のキャビテイー内に収めた繊維強化材の外周縁
の一部に位置決め用の張り出し部を設けて、その張り出
し部をキャビテイー内壁部に圧接させる方法が提案され
ている。しかし、上記方法では、張り出し部を設けるた
めの繊維強化材の切断が必要で、繊維強化材の切断作業
工数を要し、しかも繊維強化材の原料効率が悪くなる。
また張り出し部がキャビテイー内壁部に圧接されるた
め、その部分が圧縮されがちとなり、樹脂の含浸が不良
になったり、変形しやすくなるという問題がある。
は、金型のキャビテイー内に収めた繊維強化材の外周縁
の一部に位置決め用の張り出し部を設けて、その張り出
し部をキャビテイー内壁部に圧接させる方法が提案され
ている。しかし、上記方法では、張り出し部を設けるた
めの繊維強化材の切断が必要で、繊維強化材の切断作業
工数を要し、しかも繊維強化材の原料効率が悪くなる。
また張り出し部がキャビテイー内壁部に圧接されるた
め、その部分が圧縮されがちとなり、樹脂の含浸が不良
になったり、変形しやすくなるという問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題に
鑑みてなされたものであり、成形時に繊維強化材のズレ
が生じることなく、全体的に均一な繊維強化樹脂複合体
の得られる製造方法を提供するにある。
鑑みてなされたものであり、成形時に繊維強化材のズレ
が生じることなく、全体的に均一な繊維強化樹脂複合体
の得られる製造方法を提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による繊維強化樹
脂複合体の製造方法は、反応射出成形用金型内に、1ま
たは複数のマット状強化繊維と、マット状強化繊維より
も樹脂流通性が高い1または複数のマット状体または網
状体とを、積層して収めた後、金型を閉じて反応性原料
樹脂を金型内に射出することにより、繊維強化樹脂複合
体を得る製造方法であって、上記積層物の厚さが型締め
したときの金型のキャビテイー深さよりも大きく、上記
マット状体または網状体の厚み方向の圧縮弾性率が0.
4〜8.0Kgf/cm2 であることを特徴とする。
脂複合体の製造方法は、反応射出成形用金型内に、1ま
たは複数のマット状強化繊維と、マット状強化繊維より
も樹脂流通性が高い1または複数のマット状体または網
状体とを、積層して収めた後、金型を閉じて反応性原料
樹脂を金型内に射出することにより、繊維強化樹脂複合
体を得る製造方法であって、上記積層物の厚さが型締め
したときの金型のキャビテイー深さよりも大きく、上記
マット状体または網状体の厚み方向の圧縮弾性率が0.
4〜8.0Kgf/cm2 であることを特徴とする。
【0007】本発明で用いられるマット状強化繊維とし
ては、例えば、チョップドストランドマット、コンティ
ニアスマット、クロス等、マット状体にされたガラス繊
維、炭素繊維、アラミド繊維等が挙げられる。
ては、例えば、チョップドストランドマット、コンティ
ニアスマット、クロス等、マット状体にされたガラス繊
維、炭素繊維、アラミド繊維等が挙げられる。
【0008】本発明で用いられるマット状体および網状
体としては、マット状強化繊維よりも樹脂流通性の高い
ものが用いられる。通常、マット状体は、それ自体が樹
脂流通空間を有し、網状体では、網状体とマット状強化
繊維とにより樹脂流通空間が形成される。この樹脂流通
空間はマット状強化繊維に比べて流動抵抗が少ない状態
で射出された樹脂が通過しうる。
体としては、マット状強化繊維よりも樹脂流通性の高い
ものが用いられる。通常、マット状体は、それ自体が樹
脂流通空間を有し、網状体では、網状体とマット状強化
繊維とにより樹脂流通空間が形成される。この樹脂流通
空間はマット状強化繊維に比べて流動抵抗が少ない状態
で射出された樹脂が通過しうる。
【0009】上記マット状体および網状体は、その平面
に対して垂直方向(厚み方向)に圧縮弾性を有すること
が必要であり、マット状体としては、例えば、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン、ナイロン等の合成繊維がランダ
ムまたは規則的に絡み合った比較的目の粗いものが挙げ
られる。網状体としては、例えば、金網があげられる。
に対して垂直方向(厚み方向)に圧縮弾性を有すること
が必要であり、マット状体としては、例えば、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン、ナイロン等の合成繊維がランダ
ムまたは規則的に絡み合った比較的目の粗いものが挙げ
られる。網状体としては、例えば、金網があげられる。
【0010】本発明で用いられるマット状体の1例とし
ては、図5に示すような装置を用いて製造されたポリプ
ロピレン製コンティニアスマット(以下、PPマットと
言う)が挙げられる。押出機51の複数のノズル52か
ら溶融したポリプロピレン樹脂を線状体53に押し出
し、その下方で振動板54を押出方向と直角に振動させ
て、未硬化状態の線状体53を屈曲させ、融着させてP
Pマット55を得る。
ては、図5に示すような装置を用いて製造されたポリプ
ロピレン製コンティニアスマット(以下、PPマットと
言う)が挙げられる。押出機51の複数のノズル52か
ら溶融したポリプロピレン樹脂を線状体53に押し出
し、その下方で振動板54を押出方向と直角に振動させ
て、未硬化状態の線状体53を屈曲させ、融着させてP
Pマット55を得る。
【0011】本発明ので用いられる反応性原料樹脂とし
ては、例えば、イソシアネートとポリオールを混合する
ウレタン樹脂、ビスフェノールA型樹脂と酸無水物系硬
化剤を混合するエポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン樹
脂等が挙げられる。このうちでも、ウレタン樹脂および
ジシクロペンタジエン樹脂が好適に用いられる。
ては、例えば、イソシアネートとポリオールを混合する
ウレタン樹脂、ビスフェノールA型樹脂と酸無水物系硬
化剤を混合するエポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン樹
脂等が挙げられる。このうちでも、ウレタン樹脂および
ジシクロペンタジエン樹脂が好適に用いられる。
【0012】本発明の製造方法においては、例えば、前
記マット状強化繊維1枚の上に上記マット状体または網
状体を積層したり、2枚のマット状強化繊維の間にマッ
ト状体または網状体を1枚挟んだり、マット状強化繊維
とマット状体または網状体を交互に重ねたりして、積層
物として用いる。高強度を所望する場合には、マット状
強化繊維を複数枚重ねて上記構成の積層物として用い
る。
記マット状強化繊維1枚の上に上記マット状体または網
状体を積層したり、2枚のマット状強化繊維の間にマッ
ト状体または網状体を1枚挟んだり、マット状強化繊維
とマット状体または網状体を交互に重ねたりして、積層
物として用いる。高強度を所望する場合には、マット状
強化繊維を複数枚重ねて上記構成の積層物として用い
る。
【0013】上記積層物の厚さは、成形に用いられる金
型を型締めしたときのキャビテイー深さよりも大きくさ
れる。キャビテイー深さに対する積層物の厚さの比率
は、用いられるマット状体または網状体の圧縮弾性率、
用いられるマット状強化繊維の種類、用いられる反応性
原料樹脂等により適宜選ばれるが、通常、1.1〜2.
0倍であり、そのうち1.2〜1.5倍が好ましい。
型を型締めしたときのキャビテイー深さよりも大きくさ
れる。キャビテイー深さに対する積層物の厚さの比率
は、用いられるマット状体または網状体の圧縮弾性率、
用いられるマット状強化繊維の種類、用いられる反応性
原料樹脂等により適宜選ばれるが、通常、1.1〜2.
0倍であり、そのうち1.2〜1.5倍が好ましい。
【0014】上記キャビテイー深さとは、金型を型締め
したときに形成される空間部の厚さ方向の寸法をいう。
したときに形成される空間部の厚さ方向の寸法をいう。
【0015】上記厚さの積層物を金型内に収めて型締め
すると、マット状体または網状体の圧縮弾性によって、
マット状強化繊維が金型内面に押しつけられ、この力に
より、原料樹脂が射出され樹脂の流入力が加わっても、
マット状繊維強化材の位置ズレが生じない。マット状体
または網状体の圧縮弾性率は0.4Kgf/cm2 未満
では、マット状強化繊維の金型内面への押しつけ力が不
足し位置ズレが生じやすく、8.0Kgf/cm2 を越
えると、押しつけ力が強すぎてマット状強化繊維が圧縮
され、樹脂の含浸性が悪化するおそれがあるので、0.
4〜8.0Kgf/cm2 に限定され、好ましくは1.
0〜5.0Kgf/cm2 であり、さらに好適には2.
0〜3.0Kgf/cm2 である。
すると、マット状体または網状体の圧縮弾性によって、
マット状強化繊維が金型内面に押しつけられ、この力に
より、原料樹脂が射出され樹脂の流入力が加わっても、
マット状繊維強化材の位置ズレが生じない。マット状体
または網状体の圧縮弾性率は0.4Kgf/cm2 未満
では、マット状強化繊維の金型内面への押しつけ力が不
足し位置ズレが生じやすく、8.0Kgf/cm2 を越
えると、押しつけ力が強すぎてマット状強化繊維が圧縮
され、樹脂の含浸性が悪化するおそれがあるので、0.
4〜8.0Kgf/cm2 に限定され、好ましくは1.
0〜5.0Kgf/cm2 であり、さらに好適には2.
0〜3.0Kgf/cm2 である。
【0016】上記圧縮弾性率は、マット状体または網状
体を形成する繊維の太さや重量目付等によっても調整可
能である。重量目付を大きくすれば圧縮弾性率は大とな
り、同じ重量目付でも、繊維を太くすれば圧縮弾性率は
大となる。
体を形成する繊維の太さや重量目付等によっても調整可
能である。重量目付を大きくすれば圧縮弾性率は大とな
り、同じ重量目付でも、繊維を太くすれば圧縮弾性率は
大となる。
【0017】上記圧縮弾性率は、JIS−K−7220
に準じて測定される数値である。すなわち、圧縮応力−
歪み曲線の初期の直線部分を用いて次式で計算される。 E=Δσ/Δε ここで、E:圧縮弾性率 Kgf/cm2 Δσ:直線上の2点間の応力差 Kgf/cm2 Δε:同じ2点間の歪みの差
に準じて測定される数値である。すなわち、圧縮応力−
歪み曲線の初期の直線部分を用いて次式で計算される。 E=Δσ/Δε ここで、E:圧縮弾性率 Kgf/cm2 Δσ:直線上の2点間の応力差 Kgf/cm2 Δε:同じ2点間の歪みの差
【0018】
【作用】上述の通り、圧縮弾性率が0.4〜8.0Kg
f/cm2 であるマット状体または網状体の圧縮弾性に
より、マット状強化繊維が金型内面へ押しつけられ、原
料樹脂が射出され樹脂の流入力が加わっても、マット状
強化繊維の位置ズレが生じない。
f/cm2 であるマット状体または網状体の圧縮弾性に
より、マット状強化繊維が金型内面へ押しつけられ、原
料樹脂が射出され樹脂の流入力が加わっても、マット状
強化繊維の位置ズレが生じない。
【0019】
【実施例】以下本発明の実施例を比較例とともに示す。 実施例1 図1は本実施例に用いた金型10を示す。金型10は上
型11と下型12からなり、下型12には射出ゲート1
3が設けられている。上型と下型を合わせ型締めしたと
きに形成されるキャビティーは、幅500mm、長さ1
000mm、深さ5mmの直方体形状である。上型11
と下型12ともに温水で70℃に加熱し、下型12内に
1枚のマット状体を2枚のマット状強化繊維で挟んでサ
ンドイッチ状に積層してなる積層物を収めた。型締め圧
力は6Kgf/cm2 、保圧時間は7分とした。
型11と下型12からなり、下型12には射出ゲート1
3が設けられている。上型と下型を合わせ型締めしたと
きに形成されるキャビティーは、幅500mm、長さ1
000mm、深さ5mmの直方体形状である。上型11
と下型12ともに温水で70℃に加熱し、下型12内に
1枚のマット状体を2枚のマット状強化繊維で挟んでサ
ンドイッチ状に積層してなる積層物を収めた。型締め圧
力は6Kgf/cm2 、保圧時間は7分とした。
【0020】マット状強化繊維としては、ガラスコンテ
ィニアスマット(旭ファイバーグラス社製、M860
9、重量目付600g/m2 )を用いた。マット状体と
しては、図5の装置を用いて製造されたPPマット(繊
維径0.6mm、厚み10mm、重量目付600g/m
2 、圧縮弾性率2.3Kgf/cm2 )を用いた。
ィニアスマット(旭ファイバーグラス社製、M860
9、重量目付600g/m2 )を用いた。マット状体と
しては、図5の装置を用いて製造されたPPマット(繊
維径0.6mm、厚み10mm、重量目付600g/m
2 、圧縮弾性率2.3Kgf/cm2 )を用いた。
【0021】金型を閉じて、原料ウレタン樹脂を射出ゲ
ート13から射出した。用いた樹脂は、ポリオール(住
友バイエルウレタン社製、SBUポリオールH523)
100重量部およびイソシアネート(住友バイエルウレ
タン社製、SBUイソシアネート0389)180重量
部であり、射出ゲート寸前に設置した図示されていない
ミキシングヘッドにて両者を混合して用いた。
ート13から射出した。用いた樹脂は、ポリオール(住
友バイエルウレタン社製、SBUポリオールH523)
100重量部およびイソシアネート(住友バイエルウレ
タン社製、SBUイソシアネート0389)180重量
部であり、射出ゲート寸前に設置した図示されていない
ミキシングヘッドにて両者を混合して用いた。
【0022】得られた板状繊維強化樹脂複合体(幅50
0mm、長さ1000mm、厚さ5mm)を、JIS−
K−7055に準じて曲げ試験を行なった結果、曲げ強
度10.2Kgf/mm2 、曲げ弾性率344Kgf/
mm2 であった。
0mm、長さ1000mm、厚さ5mm)を、JIS−
K−7055に準じて曲げ試験を行なった結果、曲げ強
度10.2Kgf/mm2 、曲げ弾性率344Kgf/
mm2 であった。
【0023】比較例1 PPマットを用いず、ガラスコンティニアスマットを2
枚用いた他は、実施例と同様にして板状繊維強化樹脂複
合体を得た。得られた複合体20は、図2に示すように
射出ゲートと反対方向の端部に樹脂が含浸していない部
分21が生じ、また樹脂の流入力によりガラスコンティ
ニアスマットがズレて、樹脂単独の部分22があった。
枚用いた他は、実施例と同様にして板状繊維強化樹脂複
合体を得た。得られた複合体20は、図2に示すように
射出ゲートと反対方向の端部に樹脂が含浸していない部
分21が生じ、また樹脂の流入力によりガラスコンティ
ニアスマットがズレて、樹脂単独の部分22があった。
【0024】比較例2 PPマットとして、繊維径0.6mm、厚み10mm、
重量目付260g/m 2 、圧縮弾性率0.31Kgf/
cm2 のものを用いた他は、実施例と同様にして板状繊
維強化樹脂複合体を得た。得られた複合体30は、図3
に示すように、端部まで樹脂が含浸していたが、ガラス
コンティニアスマットがズレて、樹脂単独の部分31を
生じた。
重量目付260g/m 2 、圧縮弾性率0.31Kgf/
cm2 のものを用いた他は、実施例と同様にして板状繊
維強化樹脂複合体を得た。得られた複合体30は、図3
に示すように、端部まで樹脂が含浸していたが、ガラス
コンティニアスマットがズレて、樹脂単独の部分31を
生じた。
【0025】比較例3 PPマットとして、繊維径1.2mm、厚み10mm、
重量目付1500g/m2 、圧縮弾性率8.8Kgf/
cm2 のものを用いた他は、実施例と同様にして板状繊
維強化樹脂複合体を得た。得られた複合体40は、図4
に示すように、ガラスコンティニアスマットのズレは起
こらなかったが、樹脂が含浸していない部分41が点在
するものであった。
重量目付1500g/m2 、圧縮弾性率8.8Kgf/
cm2 のものを用いた他は、実施例と同様にして板状繊
維強化樹脂複合体を得た。得られた複合体40は、図4
に示すように、ガラスコンティニアスマットのズレは起
こらなかったが、樹脂が含浸していない部分41が点在
するものであった。
【0026】
【発明の効果】本発明の繊維強化樹脂複合体の製造方法
によれば、原料樹脂が射出され樹脂の流入力が加わって
も、マット状繊維強化材の位置ズレが生じないので、原
料樹脂未含浸部や樹脂単独部が生ずることがなく、均一
な繊維強化樹脂複合体を得ることができる。
によれば、原料樹脂が射出され樹脂の流入力が加わって
も、マット状繊維強化材の位置ズレが生じないので、原
料樹脂未含浸部や樹脂単独部が生ずることがなく、均一
な繊維強化樹脂複合体を得ることができる。
【図1】本発明に用いられる金型の1実施例を示す斜視
図である。
図である。
【図2】比較例1で得られた製品の斜視図である。
【図3】比較例2で得られた製品の斜視図である。
【図4】比較例3で得られた製品の斜視図である。
【図5】本発明の実施に用いられるマット状体の製造装
置の一例を示す正面図である。
置の一例を示す正面図である。
10 金型 11 上型 12 下型 13 射出ゲート 20、30、40 繊維強化樹脂複合体 21、41 樹脂未含浸部 22、31 樹脂単独部 51 押出成形用金型 52 ノズル 53 線状体 54 振動板 55 マット状体(PPマット)
Claims (1)
- 【請求項1】 反応射出成形用金型内に、1または複数
のマット状強化繊維と、マット状強化繊維よりも樹脂流
通性が高い1または複数のマット状体または網状体と
を、積層して収めた後、金型を閉じて反応性原料樹脂を
金型内に射出することにより、繊維強化樹脂複合体を得
る製造方法であって、上記積層物の厚さが型締めしたと
きの金型のキャビテイー深さよりも大きく、上記マット
状体または網状体の厚み方向の圧縮弾性率が0.4〜
8.0Kgf/cm2 であることを特徴とする繊維強化
樹脂複合体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28659696A JPH10128788A (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | 繊維強化樹脂複合体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28659696A JPH10128788A (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | 繊維強化樹脂複合体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10128788A true JPH10128788A (ja) | 1998-05-19 |
Family
ID=17706469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28659696A Pending JPH10128788A (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | 繊維強化樹脂複合体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10128788A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103267355A (zh) * | 2013-05-31 | 2013-08-28 | 南车二七车辆有限公司 | 一种储水式电热水器内胆及其成型方法 |
| CN104819309A (zh) * | 2015-03-19 | 2015-08-05 | 辽宁鑫源重工有限公司 | 碳纤维增强塑料蝶阀 |
| CN105711033A (zh) * | 2016-03-18 | 2016-06-29 | 西安高强绝缘电气有限责任公司 | 一种大直径单芯注射拉挤棒的制作方法 |
-
1996
- 1996-10-29 JP JP28659696A patent/JPH10128788A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103267355A (zh) * | 2013-05-31 | 2013-08-28 | 南车二七车辆有限公司 | 一种储水式电热水器内胆及其成型方法 |
| CN104819309A (zh) * | 2015-03-19 | 2015-08-05 | 辽宁鑫源重工有限公司 | 碳纤维增强塑料蝶阀 |
| CN105711033A (zh) * | 2016-03-18 | 2016-06-29 | 西安高强绝缘电气有限责任公司 | 一种大直径单芯注射拉挤棒的制作方法 |
| CN105711033B (zh) * | 2016-03-18 | 2018-05-04 | 西安高强绝缘电气有限责任公司 | 一种大直径单芯注射拉挤棒的制作方法 |
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