JP2002029777A - 光学ガラス - Google Patents
光学ガラスInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/097—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing phosphorus, niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
- C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 PbやAsを含まずに所定の光学恒数を維持
し、しかも優れた耐失透性を有する光学ガラスを提供す
る。 【解決手段】 光学ガラスの成分として、重量%で、S
iO2:31.0〜50.0%、B2O3:0.5〜7.
0%、TiO2:15.0〜30.0%、Nb2O 5:
0.5〜4.0%、Na2O:18.0〜29.0%、
K2O:0.5〜20.0%の各成分を含有する。この
とき、前記成分に加えて、BaO:2.0%以下、Zn
O:2.0%以下、MgO:5.0%以下の成分の1種
または2種以上をさらに含有してもよい。さらに、清澄
剤として、Sb2O3、SnO及びSnO2の少なくとも
1種を、前記各成分の総量100重量部に対して1.0
重量部以下の範囲でさらに含有してもよい。
し、しかも優れた耐失透性を有する光学ガラスを提供す
る。 【解決手段】 光学ガラスの成分として、重量%で、S
iO2:31.0〜50.0%、B2O3:0.5〜7.
0%、TiO2:15.0〜30.0%、Nb2O 5:
0.5〜4.0%、Na2O:18.0〜29.0%、
K2O:0.5〜20.0%の各成分を含有する。この
とき、前記成分に加えて、BaO:2.0%以下、Zn
O:2.0%以下、MgO:5.0%以下の成分の1種
または2種以上をさらに含有してもよい。さらに、清澄
剤として、Sb2O3、SnO及びSnO2の少なくとも
1種を、前記各成分の総量100重量部に対して1.0
重量部以下の範囲でさらに含有してもよい。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学機器に用いら
れる光学ガラスに関し、より詳細には屈折率(n d)が
1.580〜1.680、アッベ数(νd)が31.0
〜41.0の範囲の光学恒数を有する、軽量で、且つ耐
失透性に優れた光学ガラスに関するものである。
れる光学ガラスに関し、より詳細には屈折率(n d)が
1.580〜1.680、アッベ数(νd)が31.0
〜41.0の範囲の光学恒数を有する、軽量で、且つ耐
失透性に優れた光学ガラスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】前記の光学恒数を有する従来の光学ガラ
スにはPbやAsが含まれていたが、環境問題に対する
近年の関心の高まりを受けて、光学ガラスにおいてもP
bやAsを他の成分に置換する動きが加速している。ま
たPbやAsは比重が大きいので、これらの成分を他の
成分に置換することで光学ガラスの軽量化も同時に図れ
る。しかしながら、前記の光学恒数を維持するためには
TiO2やNb2O5を多量に含有させる必要があり、こ
れによる耐失透性の低下が新たな問題として生じてい
た。
スにはPbやAsが含まれていたが、環境問題に対する
近年の関心の高まりを受けて、光学ガラスにおいてもP
bやAsを他の成分に置換する動きが加速している。ま
たPbやAsは比重が大きいので、これらの成分を他の
成分に置換することで光学ガラスの軽量化も同時に図れ
る。しかしながら、前記の光学恒数を維持するためには
TiO2やNb2O5を多量に含有させる必要があり、こ
れによる耐失透性の低下が新たな問題として生じてい
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来の問題に鑑みてさなれたものであり、PbやAsを含
まずに所定の光学恒数を維持し、しかも耐失透性に優れ
た光学ガラスを提供することをその目的とするものであ
る。
来の問題に鑑みてさなれたものであり、PbやAsを含
まずに所定の光学恒数を維持し、しかも耐失透性に優れ
た光学ガラスを提供することをその目的とするものであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、重量%
で、SiO2:31.0〜50.0%、B2O3:0.5
〜7.0%、TiO2:15.0〜30.0%、Nb2O
5:0.5〜4.0%、Na2O:18.0〜29.0
%、K2O:0.5〜20.0%の各成分を含有するこ
とを特徴とする光学ガラスが提供される。
で、SiO2:31.0〜50.0%、B2O3:0.5
〜7.0%、TiO2:15.0〜30.0%、Nb2O
5:0.5〜4.0%、Na2O:18.0〜29.0
%、K2O:0.5〜20.0%の各成分を含有するこ
とを特徴とする光学ガラスが提供される。
【0005】このとき、前記成分に加えて、BaO:
2.0%以下、ZnO:2.0%以下、MgO:5.0
%以下の成分の1種または2種以上をさらに含有しても
よい。。
2.0%以下、ZnO:2.0%以下、MgO:5.0
%以下の成分の1種または2種以上をさらに含有しても
よい。。
【0006】さらに、清澄剤として、Sb2O3、SnO
及びSnO2の少なくとも1種を、前記各成分の総量1
00重量部に対して1.0重量部以下の範囲でさらに含
有してもよい。
及びSnO2の少なくとも1種を、前記各成分の総量1
00重量部に対して1.0重量部以下の範囲でさらに含
有してもよい。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明者等は、TiO2やNb2O
5を含有させることよる耐失透性の低下を防止できない
か鋭意検討を重ねた結果、ガラス成分としてSiO2、
B2O3、TiO2、Nb2O5、Na2O、K2Oを少なく
とも含有すれば前記目的の光学ガラスが得られることを
見いだし本発明をなすに至った。すなわち本発明の光学
ガラスは、ガラス成分の種類および組合せを選択し、か
つその含有量を調整して総合的に従来の問題を解決した
ものである。
5を含有させることよる耐失透性の低下を防止できない
か鋭意検討を重ねた結果、ガラス成分としてSiO2、
B2O3、TiO2、Nb2O5、Na2O、K2Oを少なく
とも含有すれば前記目的の光学ガラスが得られることを
見いだし本発明をなすに至った。すなわち本発明の光学
ガラスは、ガラス成分の種類および組合せを選択し、か
つその含有量を調整して総合的に従来の問題を解決した
ものである。
【0008】以下、本発明の光学ガラスの成分を限定し
た理由について説明する。なお特に断りのない限り%は
重量%を意味するものとする。
た理由について説明する。なお特に断りのない限り%は
重量%を意味するものとする。
【0009】まずSiO2は光学ガラスを形成する主成
分である。SiO2の含有量が31.0%未満である
と、ガラスが不安定(失透しやすい)となり、加えて着
色しやすくなる。他方、含有量が50.0%を超える
と、所定の光学恒数を有する光学ガラスを得ることが困
難となる。そこで、SiO2の含有量を31.0〜5
0.0%の範囲と定めた。より好ましい含有量は31.
0〜47.5%の範囲である。
分である。SiO2の含有量が31.0%未満である
と、ガラスが不安定(失透しやすい)となり、加えて着
色しやすくなる。他方、含有量が50.0%を超える
と、所定の光学恒数を有する光学ガラスを得ることが困
難となる。そこで、SiO2の含有量を31.0〜5
0.0%の範囲と定めた。より好ましい含有量は31.
0〜47.5%の範囲である。
【0010】B2O3は、ガラスの溶融を促進させ、また
ガラスを安定化させる作用を有する。B2O3の含有量が
0.5%未満であるとこのような作用が得られない。他
方、含有量が7.0%を超えるとガラスが着色するおそ
れがある。そこで含有量を0.5〜7.0%の範囲と定
めた。より好ましい含有量は0.5〜6.5%の範囲で
ある。
ガラスを安定化させる作用を有する。B2O3の含有量が
0.5%未満であるとこのような作用が得られない。他
方、含有量が7.0%を超えるとガラスが着色するおそ
れがある。そこで含有量を0.5〜7.0%の範囲と定
めた。より好ましい含有量は0.5〜6.5%の範囲で
ある。
【0011】TiO2は、屈折率および分散を高め、ガ
ラスを安定化させ、さらにはガラスの比重を小さくする
作用を有する。TiO2の含有量が15.0%未満であ
るとこのような作用が得られない。他方、含有量が3
0.0%を超えるとガラスが着色しやすくなる。そこ
で、含有量を15.0〜30.0%の範囲と定めた。よ
り好ましい含有量は17.0〜27.0%の範囲であ
る。
ラスを安定化させ、さらにはガラスの比重を小さくする
作用を有する。TiO2の含有量が15.0%未満であ
るとこのような作用が得られない。他方、含有量が3
0.0%を超えるとガラスが着色しやすくなる。そこ
で、含有量を15.0〜30.0%の範囲と定めた。よ
り好ましい含有量は17.0〜27.0%の範囲であ
る。
【0012】Nb2O5も屈折率および分散を高める作用
を有する。Nb2O5の含有量が0.5%未満であるとこ
のような作用が得られない。他方、Nb2O5は比重が大
きいので、含有率が4.0%を超えるとガラスの比重が
大きくなりすぎる。そこでNb2O5の含有量を0.5〜
4.0%の範囲と定めた。より好ましい含有量は0.5
〜3.5%の範囲である。
を有する。Nb2O5の含有量が0.5%未満であるとこ
のような作用が得られない。他方、Nb2O5は比重が大
きいので、含有率が4.0%を超えるとガラスの比重が
大きくなりすぎる。そこでNb2O5の含有量を0.5〜
4.0%の範囲と定めた。より好ましい含有量は0.5
〜3.5%の範囲である。
【0013】Na2Oは、耐失透性およびガラス溶融性
を向上させるとともに、ガラスを安定させる作用を有す
る。Na2Oの含有量が18.0%未満であるとこのよ
うな作用が得られない。他方、含有量が29.0%を超
えると耐失透性が逆に低下し、また溶融時に揮発が激し
くなって脈理が生じやすくなる。そこでNa2Oの含有
量を18.0〜29.0%の範囲と定めた。より好まし
い含有量は18.0〜27.0%の範囲である。
を向上させるとともに、ガラスを安定させる作用を有す
る。Na2Oの含有量が18.0%未満であるとこのよ
うな作用が得られない。他方、含有量が29.0%を超
えると耐失透性が逆に低下し、また溶融時に揮発が激し
くなって脈理が生じやすくなる。そこでNa2Oの含有
量を18.0〜29.0%の範囲と定めた。より好まし
い含有量は18.0〜27.0%の範囲である。
【0014】K2Oは、Na2Oと同様に耐失透性および
ガラス溶融性の向上とガラスの安定化の作用を有する。
K2Oの含有量が0.5%未満であるとこのような作用
が得られない。他方、含有量が20.0%を超えると、
Na2Oと同様に耐失透性が逆に低下し、また溶融時に
揮発が激しくなって脈理が生じやすくなる。そこでK 2
Oの含有量を0.5〜20.0%の範囲と定めた。より
好ましい含有量は3.0〜9.0%の範囲である。
ガラス溶融性の向上とガラスの安定化の作用を有する。
K2Oの含有量が0.5%未満であるとこのような作用
が得られない。他方、含有量が20.0%を超えると、
Na2Oと同様に耐失透性が逆に低下し、また溶融時に
揮発が激しくなって脈理が生じやすくなる。そこでK 2
Oの含有量を0.5〜20.0%の範囲と定めた。より
好ましい含有量は3.0〜9.0%の範囲である。
【0015】また、BaO、ZnO、MgOの1種また
は2種以上の特定量を必要によりさらに含有させてもよ
い。これら成分に限定した理由をそれぞれ以下に説明す
る。
は2種以上の特定量を必要によりさらに含有させてもよ
い。これら成分に限定した理由をそれぞれ以下に説明す
る。
【0016】BaO、ZnO、MgOは、ガラスの液相
温度(LT)を下げ、ガラスを安定化させる作用を有す
るが、BaOが2.0%を超え、ZnOが2.0%を超
え、MgOが5.0%を超えるとガラスの比重が大きく
なりすぎる。そこで、BaO、ZnO、MgOの含有率
はそれぞれ2.0%以下、2.0%以下、5.0%以下
の範囲が好ましい。より好ましい含有量は1.0%以下
の範囲である。
温度(LT)を下げ、ガラスを安定化させる作用を有す
るが、BaOが2.0%を超え、ZnOが2.0%を超
え、MgOが5.0%を超えるとガラスの比重が大きく
なりすぎる。そこで、BaO、ZnO、MgOの含有率
はそれぞれ2.0%以下、2.0%以下、5.0%以下
の範囲が好ましい。より好ましい含有量は1.0%以下
の範囲である。
【0017】また清澄剤として、Sb2O3、SnO及び
SnO2の少なくとも1種を、前記各成分の総量100
重量部に対して1.0重量部以下の範囲で含有させても
よい。含有量を1.0重量部以下としたのは、含有量が
1.0重量部を超えるとガラスを着色させるおそれがあ
るからである。より好ましい含有量の上限は0.3重量
部である。
SnO2の少なくとも1種を、前記各成分の総量100
重量部に対して1.0重量部以下の範囲で含有させても
よい。含有量を1.0重量部以下としたのは、含有量が
1.0重量部を超えるとガラスを着色させるおそれがあ
るからである。より好ましい含有量の上限は0.3重量
部である。
【0018】その他必要により、従来公知のガラス成分
及び添加剤を適量添加してももちろん構わない。
及び添加剤を適量添加してももちろん構わない。
【0019】本発明の光学ガラスの製造方法に特に限定
はなく、これまで公知の製造方法を用いることができ
る。例えば、各成分の原料として各々相当する酸化物、
炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用し、所望の割合に秤
量し、粉末で十分に混合して調合原料とする。これを例
えば1050〜1350℃に加熱された電気炉中の白金
坩堝などに投入し、溶融清澄後、撹拌均質化して予め加
熱された鋳型に鋳込み、徐冷して製造する。あるいは、
連続溶解装置を用いて連続製造してもよい。
はなく、これまで公知の製造方法を用いることができ
る。例えば、各成分の原料として各々相当する酸化物、
炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用し、所望の割合に秤
量し、粉末で十分に混合して調合原料とする。これを例
えば1050〜1350℃に加熱された電気炉中の白金
坩堝などに投入し、溶融清澄後、撹拌均質化して予め加
熱された鋳型に鋳込み、徐冷して製造する。あるいは、
連続溶解装置を用いて連続製造してもよい。
【0020】
【実施例】以下に本発明を実施例により更に具体的に説
明する。なお、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではなく、また実施例中、「%」は特に断りのない限り
「重量%」を意味する。
明する。なお、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではなく、また実施例中、「%」は特に断りのない限り
「重量%」を意味する。
【0021】実施例1〜7、比較例1〜5 B2O3の原料としてH3BO3を、Na2Oの原料として
Na2CO3又はNaNO3を、K2Oの原料としてK2C
O3又はKNO3を、BaOの原料としてBaCO3又は
Ba(NO3)2を用い、これら以外の成分についてはそ
のまま原料として用いて、表1及び表2に示す目標組成
となるように、ガラスの原料を調合し、粉末で十分に混
合して調合原料とした。これを1050〜1350℃に
加熱された電気炉中の白金坩堝などに投入し、溶融清澄
後、撹拌均質化して予め加熱された鋳型に鋳込み、徐冷
して各サンプルを製造した。この各サンプルのd線に対
する屈折率(nd)およびアッベ数(νd)、比重を測定
した。これらの測定は日本光学硝子工業会規格(JOG
IS)の試験方法に準じて行った。また温度勾配のつい
た失透試験装置を用いて、3時間保持し取り出した後、
顕微鏡で結晶の有無を観察して液相温度(LT)を測定
した。これらの測定結果を表1及び表2に併せて示す。
Na2CO3又はNaNO3を、K2Oの原料としてK2C
O3又はKNO3を、BaOの原料としてBaCO3又は
Ba(NO3)2を用い、これら以外の成分についてはそ
のまま原料として用いて、表1及び表2に示す目標組成
となるように、ガラスの原料を調合し、粉末で十分に混
合して調合原料とした。これを1050〜1350℃に
加熱された電気炉中の白金坩堝などに投入し、溶融清澄
後、撹拌均質化して予め加熱された鋳型に鋳込み、徐冷
して各サンプルを製造した。この各サンプルのd線に対
する屈折率(nd)およびアッベ数(νd)、比重を測定
した。これらの測定は日本光学硝子工業会規格(JOG
IS)の試験方法に準じて行った。また温度勾配のつい
た失透試験装置を用いて、3時間保持し取り出した後、
顕微鏡で結晶の有無を観察して液相温度(LT)を測定
した。これらの測定結果を表1及び表2に併せて示す。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】本発明の規定を満足する実施例1〜7の光
学ガラスは、屈折率(nd)が1.586〜1.66
5、アッベ数(νd)が32.8〜40.6、比重が
2.81以下、液相温度がナシという、所定の光学恒数
を有する、軽量で、且つ耐失透性に優れたものであっ
た。これに対しNa2Oの含有量が多い比較例1の光学
ガラス、及びNa2Oの含有量が少ない比較例2の光学
ガラスでは、液相温度が900℃及び850℃と耐失透
性に劣っていた。またK2Oの含有量が多い比較例3の
光学ガラスでは、液相温度が730℃と実施例の光学ガ
ラスに比べて耐失透性に劣っていた。Nb2O5の含有量
が多い比較例4の光学ガラスでも、液相温度が880℃
と耐失透性に劣っていた。またTiO2の含有量が多い
比較例5の光学ガラスでは、アッベ数が31.1と低分
散で、液相温度も760℃と実施例の光学ガラスに比べ
て耐失透性に劣っていた。
学ガラスは、屈折率(nd)が1.586〜1.66
5、アッベ数(νd)が32.8〜40.6、比重が
2.81以下、液相温度がナシという、所定の光学恒数
を有する、軽量で、且つ耐失透性に優れたものであっ
た。これに対しNa2Oの含有量が多い比較例1の光学
ガラス、及びNa2Oの含有量が少ない比較例2の光学
ガラスでは、液相温度が900℃及び850℃と耐失透
性に劣っていた。またK2Oの含有量が多い比較例3の
光学ガラスでは、液相温度が730℃と実施例の光学ガ
ラスに比べて耐失透性に劣っていた。Nb2O5の含有量
が多い比較例4の光学ガラスでも、液相温度が880℃
と耐失透性に劣っていた。またTiO2の含有量が多い
比較例5の光学ガラスでは、アッベ数が31.1と低分
散で、液相温度も760℃と実施例の光学ガラスに比べ
て耐失透性に劣っていた。
【0025】
【発明の効果】本発明の光学ガラスでは、SiO2:3
1.0〜50.0%、B2O3:0.5〜7.0%、Ti
O2:15.0〜30.0%、Nb2O5:0.5〜4.
0%、Na2O:18.0〜29.0%、K2O:0.5
〜20.0%の各成分を含有する構成としたので、屈折
率が1.580〜1.680、アッベ数が31.0〜4
1.0の範囲の光学恒数で、しかも軽量で耐失透性に優
れた光学ガラスとなる。またBaO、ZnO、MgOの
1種または2種以上の特定量をさらに含有させると、ガ
ラスの液相温度を低下させてガラスを安定化させること
ができる。さらに、Sb2O3、SnO及びSnO2の少
なくとも1種の特定量をさらに含有させると、優れた清
澄作用が得られる。
1.0〜50.0%、B2O3:0.5〜7.0%、Ti
O2:15.0〜30.0%、Nb2O5:0.5〜4.
0%、Na2O:18.0〜29.0%、K2O:0.5
〜20.0%の各成分を含有する構成としたので、屈折
率が1.580〜1.680、アッベ数が31.0〜4
1.0の範囲の光学恒数で、しかも軽量で耐失透性に優
れた光学ガラスとなる。またBaO、ZnO、MgOの
1種または2種以上の特定量をさらに含有させると、ガ
ラスの液相温度を低下させてガラスを安定化させること
ができる。さらに、Sb2O3、SnO及びSnO2の少
なくとも1種の特定量をさらに含有させると、優れた清
澄作用が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G062 AA04 BB01 DA05 DB01 DC02 DC03 DD01 DE01 DE02 DE03 DF01 EA01 EB04 EC02 EC03 EC04 ED01 ED02 ED03 EE01 EF01 EG01 EG02 EG03 FA01 FB04 FC01 FD01 FE01 FE02 FF01 FG02 FG03 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ04 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM02 NN02
Claims (3)
- 【請求項1】 重量%で、 SiO2:31.0〜50.0%、 B2O3:0.5〜7.0%、 TiO2:15.0〜30.0%、 Nb2O5:0.5〜4.0%、 Na2O:18.0〜29.0%、 K2O:0.5〜20.0%、 の各成分を含有することを特徴とする光学ガラス。
- 【請求項2】 重量%で、 BaO:2.0%以下、 ZnO:2.0%以下、 MgO:5.0%以下、 の成分の1種または2種以上をさらに含有する請求項1
記載の光学ガラス。 - 【請求項3】 Sb2O3、SnO及びSnO2の少なく
とも1種を、前記各成分の総量100重量部に対して
1.0重量部以下の範囲でさらに含有する請求項1又は
2記載の光学ガラス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000214149A JP2002029777A (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | 光学ガラス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000214149A JP2002029777A (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | 光学ガラス |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002029777A true JP2002029777A (ja) | 2002-01-29 |
Family
ID=18709782
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000214149A Pending JP2002029777A (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | 光学ガラス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002029777A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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2000
- 2000-07-14 JP JP2000214149A patent/JP2002029777A/ja active Pending
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