KR20140008850A - 조형물 제작이 가능한 무기질결합재 조성물 및 이를 이용한 조형물의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화분, 조경용품, 실내인테리어 소품, 친환경건축재료, 공예용품 재료로 활용이 가능한 ‘조형물 제작이 가능한 무기질결합재 조성물 및 이를 이용한 조형물의 제조방법’에 관한 것으로 이를 활용할 경우 기존 공예재료인 클레이 및 도자기를 대용하여 화분, 인테리어소품, 건축재료, 공예재료등을 쉽고 빠르게 제작할 수 있다. 본 발명의 경우 자유자재로 형체 성형이 가능하고 혼합조성물에 물만 부어 믹싱하여 화분, 석부작용 인조석, 조경석, 조경용 조형물, 조경용 블록, 수족관용 장식돌, 수공예용품, 건축용 자재, 공예용품등을 제조할 수 있는 조성물을 제공하고자 하며, 또한 이러한 조성물을 이용하여 조형물을 제조하는 방법을 제공하고자 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조성물은 알파형반수석고, 무수석고, 메타카올린, 실리카 흄, 일라이트로부터 선택된 단독 또는 2종이상이 혼합된 알파형 반수석고:40~60중량%, 입도 선별된 화산석, 퍼라이트, 질석, 피트모스, 맥반석,규사, 석분, 옥돌,황토석, 비즈공예석, 천연 또는 인조진주, 사파이어석, 수정, 자수정, 경량골재로부터 선택된 단독 또는 2종이상이 혼합된 잔골재:30~50중량%, 폴리카르복실레이트계, 리그닌계, 나프탈렌계, 멜라민계로부터 선택된 단독 또는 2종이상이 혼합된 고성능감수제:0.01~1중량%, 메텔셀룰오스 계열증점제 :0.1∼2중량%, Zinc Stearate 또는 불소계 발수제:0.1∼1중량%, 응결연제:0.5∼2중량%, 응결촉진제:0.1∼2중량%를 포함하는 것을 특징으로 하며,
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조형물 제조방법은 상기 조성물을 비율에 맞게 혼합하는 단계; 상기 혼합된 혼합물에 물/결합재의 중량비가 0.20∼0.30가 되도록 물을 첨가하는 단계; 가수 후 충분히 믹싱하는 단계; 믹싱 후 미리 수작업으로 조형물을 성형하는 단계; 1∼2시간 양생 및 세척하는 단계; 세척후 건조 및 표면처리 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조성물은 알파형반수석고, 무수석고, 메타카올린, 실리카 흄, 일라이트로부터 선택된 단독 또는 2종이상이 혼합된 알파형 반수석고:40~60중량%, 입도 선별된 화산석, 퍼라이트, 질석, 피트모스, 맥반석,규사, 석분, 옥돌,황토석, 비즈공예석, 천연 또는 인조진주, 사파이어석, 수정, 자수정, 경량골재로부터 선택된 단독 또는 2종이상이 혼합된 잔골재:30~50중량%, 폴리카르복실레이트계, 리그닌계, 나프탈렌계, 멜라민계로부터 선택된 단독 또는 2종이상이 혼합된 고성능감수제:0.01~1중량%, 메텔셀룰오스 계열증점제 :0.1∼2중량%, Zinc Stearate 또는 불소계 발수제:0.1∼1중량%, 응결연제:0.5∼2중량%, 응결촉진제:0.1∼2중량%를 포함하는 것을 특징으로 하며,
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조형물 제조방법은 상기 조성물을 비율에 맞게 혼합하는 단계; 상기 혼합된 혼합물에 물/결합재의 중량비가 0.20∼0.30가 되도록 물을 첨가하는 단계; 가수 후 충분히 믹싱하는 단계; 믹싱 후 미리 수작업으로 조형물을 성형하는 단계; 1∼2시간 양생 및 세척하는 단계; 세척후 건조 및 표면처리 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 친환경재료를 사용하여 지점토 및 도예토처럼 형체 성형이 가능한 무기질 결합재 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서 이를 이용할 경우 기존 도예토의 소성 과정을 생략할 수 있고 지점토같이 강도가 약한 점을 보완하며 응결조절을 통해 1∼2시간 이내에 원하는 조형물과 성형체를 쉽고 경제적이며 빠른 방법으로 제조할 수 있는 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다. 또한 이러한 조성물을 활용하여 화분, 수반, 인조석, 조경석, 조경용 조형물, 조경용 블록, 수족관용 장식돌, 공예용품 같은 제품을 제조할 수 있는 조성물 및 그 조성물을 이용하여 조형물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 배경기술은 친환경무기질 결합재와 잔골재 기능성 첨가재를 활용하여 빠르고 경제적인 방법으로 신개념의 공예용 재료를 개발하는 것이 목적이며 배경기술에는 무기질결합재 및 기능성 첨가제에 대한 이해와 지식이 필요하다.기존에 사용되는 무기질결합재를 활용한 조형물의 경우 시멘트, 백시멘트 또는 CSA, 알루미나시멘트를 주결합재로 하고 플라이애시, 실리카흄, 슬래그미분말 같은 포졸란 물질을 보조 결합재로 활용하여 잔골재 및 석분을 골재와 믹싱후 형틀에 부어 조형물을 제작하는 방법이 주를 이루고 있거나 제작하고자 하는 조형물의 골격을 제작후 외부에서 뿜칠 또는 도포에 의한 방법이 주를 이루고 있다. 그렇지만 이러한 방법에 의해 제작된 조형물의 경우 형틀을 제작하는데 시간과 비용이 많이 소요되고 시멘트 계열이 주성분임이므로 Ph가 높아 식물을 식재하는 화분의 경우 중화처리가 필요하고 재료를 직접 손으로 만질 경우 피부에 손상을 주는 단점이 있다. 또한 기존 클레이 점토의 경우 가격이 고가이고 내구성이 떨어지는 관계로 규모가 큰 조형물 제작이나 화분을 제작하는데 강도가 약하고 경제성이 떨어지는 단점이 있다. 한편 기존 도자기를 활용한 화분제품의 경우 모양 성형, 초벌, 유약바르기, 재벌등의 과정을 거치므로 시간이 많이 걸리고 또한 소성공정이 반드시 필요하므로 소성비용이 많이 소요되는 단점이 있다. 본 발명은 기존의 도자기화분, 클레이공예, 조경물조형물등의 재료를 대체할 수 있는 조성물을 제공하는데 목적이 있으며 상기 목적 달성을 위해 직접 피부에 닫더라도 피부손상이 없고 제작시간이 빠르며 손쉽고 경제적인 방법으로 상기 조형물 제작이 가능한 공예용 재료 및 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 내용은 기존 도자기의 단점인 시간과 소성비용이 많이 드는 점을 보완하여 1∼2시간 내에 원하는 형상의 조형물을 제작할 수 있는 무기질결합재 조성물을 제공하고 이러한 조성물을 활용하여 화분, 수반, 인조석, 조경석, 조경용 조형물, 조경용 블록, 수족관용 장식돌과 같은 조형물을 제조하는 방법에 관한 것이다.이에 본 발명자는 상기 단점을 해결하기 위해 연구와 실험을 거듭한 결과로서 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 직접 손으로 접촉해도 피부에 손상이 없고 클레이, 지점토, 도예토처럼 형체성형이 자유로우며 제작된 조형물 또한 내구성이 강하고 비시멘트계열 친환경재료를 사용함으로서 화분제작후 식물 식재시 식물생장이 용이하고 재료에 물만 부어 반죽을 성형할 수 있는 방법으로 신속하고 경제적인 방법으로 원하는 조형물을 제작하는 방법을 제공하고자 한다. 또한 경화후 아크릴 물감 및 유성안료 도료를 이용하여 통해 표면처리를 함으로서 매우 자연스럽고 다양한 질감의 조형물 제작이 가능한 방법을 제공하고자 한다.이를 통해 화분, 석부작용 돌, 수반, 조경석, 조경용 조형물, 조경용 블록, 수족관용 장식돌, 공예용품 등을 제조할 수 있는 조성물을 제공하고자 하며, 또한 이러한 조성물을 이용하여 조형물을 제조하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조성물은 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조성물은 반수석고, 무수수석고, 메타카올린, 실리카 흄, 일라이트로부터 선택된 단독 또는 2종이상이 혼합된 반수석고:40~60중량%, 입도 선별된 화산석, 퍼라이트, 질석, 피트모스, 맥반석,규사, 석분, 옥돌,황토석, 비즈공예석, 천연 또는 인조진주, 사파이어석, 수정, 자수정, 경량골재로부터 선택된 단독 또는 2종이상이 혼합된 잔골재:30~50중량%, 폴리카르복실레이트계, 리그닌계, 나프탈렌계, 멜라민계로부터 선택된 단독 또는 2종이상이 혼합된 고성능감수제:0.01~1중량%, 메텔셀룰오스 계열증점제 :0.1∼2중량%, Zinc Stearate 또는 불소계 발수제:01∼1중량%, 응결연제:0.5∼2중량%, 응결촉진제:0.1∼2중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조형물 제조방법은 상기 조성물을 비율에 맞게 혼합하는 단계; 상기 혼합된 혼합물에 물/결합재의 비가 0.20∼0.30가 되도록 물을 첨가하는 단계; 가수 후 충분히 믹싱하는 단계; 믹싱 후 조형물 제작단계 단계; 1∼2시간 양생 후 세척 및 건조하는 단계 ; 건조처리후 표면처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 무기질결합재의 내구성과 도예토의 점성과 성형이 용이한 기능이 동시에 부여됨으로서 조형물제작이 매우 용이하고 일반 공예 재료에 비해 빠르고, 손쉬울 뿐만 아니라 경제성이 있는 방법으로 화분을 비롯한 다양한 조형물 제작이 가능하다. 또한 본 발명 조성물을 활용할 경우 수반, 인조석, 조경석, 조경용 조형물, 조경용 블록, 수족관용 장식돌, 클레이, 공예용품 등으로도 활용할 수 있는 효과가 있다.
도1은 본 발명에 의한 조형물 제작순서도이다. 도2는 본 발명에 의해 제작된 화분의 사진이다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 화분, 수반, 인조석, 조경석, 조경용 조형물, 조경용 블록, 수족관용 장식돌, 공예용품 등을 제조하기 위한 조성물 및 이를 이용한 제조방법에 관한 것으
로, 이후 설명은 주로 자연스러운 돌질감을 주는 화분을 이용하여 설명한다.
본 발명은 화분에 자연스러운 돌 질감을 주면서도 식재된 식물이 식재후 잘 어울리며 친화경적인 재료를 사용함으로서 식물이건강하게 잘 자랄수 있게 하는 방법에 관한 것이다.
이같은 화분을 제조하기 위한 재료로는 알파형 반수석고, 잔골재, 기능성첨가재로 고성능감수제, 증점제, 발수제, 응결지연제, 응결촉진제등이 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조형물 제조방법은 상기 조성물을 비율에 맞게 혼합하는 단계; 상기 혼합된 혼합물에 물/결합재의 중량비가 0.20∼0.30이 되도록 물을 첨가하는 단계; 가수 후 충분히 믹싱하는 단계; 믹싱 후 미리 수작업으로 조형물을 성형하는 단계; 1∼2시간 양생 후 탈형하는 단계; 세척후 표면처리 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다
상기 반수석고는 무수석고, 메타카올린, 실리카 흄, 일라이트메타카올린, 일라이트 단독 또는 복합사용할 수 있다. 이러한 반수석고 골재를 접착시키는 접착재와 같은 역할을 하는 것으로, 그 함량이 40중량% 미만이면 제작된 화분 및 수반, 인조석, 조경석, 조경용 조형물, 조경용 블록, 수족관용 장식돌, 공예용품 등 투수성을 응용한 제품의 내구성에 문제가 있으며, 60중량%를 초과하면 경제성과 질감에 있어 문제가 있어 40~60중량%의 비율로 첨가한다.
상기 잔골재는 5mm, 또는 10mmm 이하로 입도선별된 화산석, 퍼라이트, 질석, 피트모스, 맥반석,규사, 석분, 옥돌,황토석, 비즈공예석, 천연 또는 인조진주, 사파이어석, 수정, 자수정, 경량골재로부터 선택된 단독 또는 2종이상이 혼합된 잔골재:30~50중량%입도 선별된 화산석, 규사, 경량골재를 단독 또는 복합사용할 수 있다.
상기 잔골재의 경우 제작된 조형물이 자연스러움을 주기위해서는 평균입도가 0∼10mm 사이가 보다 바람직하며, 제작하고자 하는 조형물의 목적 및 용도, 형태 및 기능에 따라 부분적으로 제거 또한 부가적으로 첨가할 수 있다. 이러한 잔골재는 반수석고접착재 사이에 존재하면서 제작된 조형물에 자연스러움을 주고아울러 질감 및 미감을 향상시키는 종시에 필러의 역할을 하는 것으로, 그 함량이 30중량% 미만이면 자연스러운 질감을 주는데 문제가 있고, 50중량%를 초과하면 골재의 과량으로 인해 제작된 제품의 내구성에 문제가 있어, 30~50중량%의 비율로 첨가한다.
상기 고성능감수제는 폴리카르복실레이트계, 리그닌계, 나프탈렌계, 멜라민계를 단독 또는 복합사용할 수 있다. 이러한 고성능감수제는 물/시멘트비를 줄여 투수성을 이용한 제품들의 내구성을 증진하고 재료믹싱시 작업성을 원활하게 하는 역할을 하는 것으로, 그 함량이 0.05중량% 미만이면 효과가 미미하고, 1중량%를 초과하면 원재료비가 상승하고 과다한 감수효과로 인해 재료분리 현상이 발생하는 문제가 있어, 0.05~1중량%의 비율로 첨가한다.
상기 메텔셀룰오스 계열증점제는 화분 및 조형물 제작시 형태 유지를 하는 역할을 하는 것으로 0.1중량% 미만이면 모양 제작시 형태 유지가 어렵고 2중량% 초과시 경제성 및 과다한 점성으로 인해 문제가 발생하므로 증점제는 0.1중량%∼2중량% 사이로 한다. 상기 Zinc Stearate 및 불소계 발수제는 화분 및 조형물 제작후 수분에 의한 화분의 부식을 막는 역할을 하는 것으로 01중량% 이하면 발수성 유지가 어렵고 1중량% 초과시 경제성 과량으로 인한 내구성에 문제가 있으므로 발수제는 0.1∼1중량%로 한다. 상기 구연산 및 Tartaric Acid와 같은 응결연제는 화분 또는 조형물 제작시 응결지연 효과를 주는 것으로서 0.5중량% 미만이면 응결지연 효과가 미미하고 2중량%초과시 응결지연이 과도하게 일으나고 경제성이 떨어지므로 응결지연제는 0.5∼2중량% 사이로 한다. 상기 리튬카보네이트 응결촉진제는 동절기 또는 온도하락시 경화를 촉진하는 역할을 하는 것으로 0.1중량%미만이며 경화촉진 효과가 떨어지고 2중량% 초과하면 경제성이 떨어지므로 응결촉진제는 0.1∼2중량%를 포함하는 것을 특징으로 하며,
또한, 상기 성분이외에도 흑색안료, 적색안료를 비롯하여 여러 가지 원하는 색상의 안료를 추가로 첨가할 수도 있다. 이때 첨가되는 안료는 1∼5중량%의 비율로 첨가하는 것이 보다 바람직하다.
상기한 바와 같은 조성비율의 재료를 이용하여 구조체를 제조하는 방법 중 바람직한 예는 도 1에 나타낸 것과 같은 순서로 행할 수 있다.
즉, 화분 및 조형물 제작시 상기 조성물을 비율에 맞게 혼합하는 단계를 거친다. 재료는 상기한 바와 같은 비율로 보다 균질하게 혼합하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 혼합된 혼합물에 물을 첨가하는 단계를 거친다. 이때 물/결합재의 중량비가 0.20∼0.30가 되도록 하는 것이 바람직한데, 중량비가 0.20 미만일 경우 작업성이 현저히 저하되어 강도발현과 내구성에 문제가 있고 0.30을 초과할 경우 과도한 수분으로 인해 화분성형시 모양유지가 어렵고 내구성이 저하되는 문제가 발생하기 때문이다.
가수 후에는 충분히 믹싱하는 단계를 거친다. 상기 믹싱은 믹서기를 이용하는 방법과 수작업을 통한 방법으로 행할 수 있다.
또한, 믹싱완료된 재료를 이용하여 화분을 비롯하여 만들고자 하는 조형물을 제작하는 단계를 거친다. 제작하고자 하는 조형물은 화분, 수반, 인조석, 조경석, 조경용 조형물, 조경용 블록, 수족관용 장식돌, 공예용품 등과 같은 목적하는 조형물을 자유자재로 제작할 수 있다.
또한, 화분을 비롯한 조형물 제작후에는 1∼2시간 정도의 양생기간을 거치고 물로 세척후 건조하는 단계를 거친다.
또한, 건조후에는 아크릴물감, 유성 또는 수성물감을 이용하여 표면 처리하는 과정을 거친다. 표면처리 후 수세미등과 같은 거친 도구를 이용하여 표면을 연마하면 더욱 자연스러운 질감을 낼수가 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지는 않는다.
<실시예>
하기 표 1과 같은 비율의 재료를 균질하게 혼합한 후, 하기 표 1과 같은 물/결합재 비가 되도록 물을 첨가한 후, 수작업으로 충분히 믹싱을 행하였다. 믹싱후 수작업으로 화분을 비롯한 조형물, 공예용품등을 제작하였다. 제작된 화분을 1∼2시간 양생후 세척과 건조과정을 거친후 아크릴물감과 물을 희석하여 붓으로 바르거나 희석된 아크릴물감에 침지하는 방법으로 표면처리를 하였다.
| 재 료 | 발명예 1 | 발명예 2 | 비교예 1 | 비교예 2 | |
| 결합재(g) | 알파형 반수석고 | 1000 | 900 | 600 | 900 |
| 무수석고 | 100 | 100 | |||
| 잔골재(g) | 화산석 | 300 | 400 | ||
| 석분 | 100 | 600 | 300 | 600 | |
| 경량골재 | 200 | 300 | - | ||
| 메타카오린(g) | 100 | 100 | 100 | 100 | |
| 실리카흄(g) | 50 | 50 | 50 | 50 | |
| 증점제(g) | 6 | 8 | 7 | 7 | |
| PC계 고성능감수제(g) | 5 | 6 | 6 | 5 | |
| 응결지연제 | 5 | 3 | 3 | 3 | |
| 안료(흑색)(g) | 20 | 20 | 20 | 30 | |
| 물/결합재 비 | 0.20 | 0.21 | 0.25 | 0.35 | |
| 물성 | 발명예 1 | 발명예 2 | 비교예 1 | 비교예 2 |
| 압축강도 (2시간) |
11.2 N/mm2 | 10.5 N/mm2 | 3.2 N/mm2 | 2.1 N/mm2 |
상기한 바와 같이 제조된 화분 중에서 본 발명의 조건을 만족하는 발명예 1 및 2는 내구성 확보를 위한 압축강도가 각 각 11.2N/mm2,, 10.5N/mm2.로 나타나 일반적인 화분 및 조형물 제작시 내구성에 문제가 없는 것으로 나타났지만 비교예.1의 경우 결합재비가 적기 때문에 압축강도가 3.2 N/mm2로 나타나 화분 및 조형물 제작시 내구성에 문제가 있는 것으로 나타났다. 비교예.2의 경우 물/결합재의 중량비가 0.35로 높게 했을 경우에도 역시 과다한 수분으로 인해 압축강도가 낮게 나타나 단기간에 화분 또는 조형물 제작이 어려운 것으로 나타났다. 발명예 1,2와 비교예 1,2의 실헙결과는 표.2와 같으며 물성시험방법은 압축강도의 경우 KSF 5105 시멘트 모르타르의 압축강도 시험방법에 의해 시험을 실시하였다.
표.2의 물성시험 결과에서 보듯이 발명예1,2 의 경우 압축강도는 10N/mm2 이상 본발명에서 추구하고자 하는 화분으로서의 내구성을 확보할 수 있고 화분, 수반,인조석, 조경석, 조경용 조형물, 조경용 블록, 수족관용 장식돌, 공예용품 제작이 가능한 수준으로 판명되었다. 압축강도 10N/mm2 이상은 일반화분에 비해 매우 견고한 수준의 내구성을 확보했다고 볼 수 있으며 화분의 종류에 따라 내구성 차이가 있겠지만 본 발명예 수준의 압축강도라면 화분 및 조형물을 만드는데 충분한 수준의 내구성으로 평가된다. .
발명예 1의 조성물을 이용하여 화분을 제작한 사진을 도2에 나타내었다.
해당사항 없슴
Claims (5)
- 반수석고, 무수수석고, 메타카올린, 실리카 흄, 일라이트로부터 선택된 단독 또는 2종이상이 혼합된 반수석고:40~60중량%, 입도 선별된 화산석, 퍼라이트, 질석, 피트모스, 맥반석,규사, 석분, 옥돌,황토석, 비즈공예석, 천연 또는 인조진주, 사파이어석, 수정, 자수정, 경량골재로부터 선택된 단독 또는 2종이상이 혼합된 잔골재:30~50중량%, 폴리카르복실레이트계, 리그닌계, 나프탈렌계, 멜라민계로부터 선택된 단독 또는 2종이상이 혼합된 고성능감수제:0.01~1중량%, 메텔셀룰오스 계열증점제 :0.1∼2중량%, Zinc Stearate 또는 불소계 발수제:01∼1중량%, 응결연제:0.5∼2중량%, 응결촉진제:0.1∼2중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 화분, 조형물, 조경용자재, 공예용품제작이 가능한 혼합재 조성물
- 제 1 항에 있어서,
상기 조성물에 1∼5중량%의 색상용 안료가 추가되는 것을 특징으로 하는 조형 및 공예재료 조성물 - 제 1 항에 있어서,
상기 잔골재는 평균입경이 0~10mm인 것을 특징으로 하는 조형 및 공예재료 조성물 - 상기 청구항 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항의 조성물을 비율에 맞게 혼합하는 단계; 상기 혼합된 혼합물에 물/시멘트의 비가 0.25∼0.40가 되도록 물을 첨가하는 단계; 가수 후 충분히 믹싱하는 단계; 화분 또는 조형물, 공예용품을 제작하는 단계; 1∼2시간 양생 후 세척 및 건조하는 단계; 건조후 아크릴물감 또는 유, 수성 물감을 표면에 색칠하는 단계; 색이 건조후 표면을 거친 도구를 이용, 연마하여 자연스러움을 주는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화분, 공예용품, 조형물 제작이 가능한 조성물의 제조방법
- 제 4 항에 있어서,
상기 표면처리후 바니시, 라텍스등을 표면에 도포하여 용도에 따라 표면 광택을 부여하는 화분, 수반, 인조석, 조경석, 조경용 조형물, 조경용 블록, 수족관용 장식돌, 공예용품 중에서 선택된 모양인 것임을 특징으로 하는 조형물의 제조방법
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Cited By (4)
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-
2012
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