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DE69607473T2 - Isoliereinheit mit einer thermoplastischen grenzschicht - Google Patents

Isoliereinheit mit einer thermoplastischen grenzschicht

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DE69607473T2
DE69607473T2 DE69607473T DE69607473T DE69607473T2 DE 69607473 T2 DE69607473 T2 DE 69607473T2 DE 69607473 T DE69607473 T DE 69607473T DE 69607473 T DE69607473 T DE 69607473T DE 69607473 T2 DE69607473 T2 DE 69607473T2
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sealing material
recesses
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Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung bezieht sich auf einen zusammengesetzten Abstandhalter zur Verwendung in einer isolierten Glaseinheit und auf eine isolierte Glaseinheit mit einem solchen Abstandhalter.
    • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gegenwärtig bekannte isolierte Einheiten enthalten die Verwendung von verschiedenen polymerischen Substanzen in Kombination mit anderen Materialien. Eine solche Einheit enthält ein butyliertes Polymer, in welches ein gewellter Abstandhalter aus Metall eingebettet ist. Diese Art von Abdichtungsstreifen ist zwar nützlich, hat aber den Nachteil, dass der Abstandhalter aus Metall mit der Zeit mit den Substraten in Berührung kommt, was eine drastische Verschlechterung der Wirkung des Streifens zur Folge hat. Die besondere Schwierigkeit besteht in der Uebertragung von Feuchtigkeitsdampf, wenn der Abstandhalter freigelegt wird und die Substrate berührt.
  • Ferner sind viele der butylierten Polymere, die gegenwärtig in isolierten Glaseinheiten verwendet werden, mit einem Trocknungsmittel imprägniert. Dadurch entsteht ein weiteres Problem, nämlich eine verringerte Haftung des butylierten Abdichtungsmaterials.
  • Das U. S.-Patent Nr. 4,950,344 von Glover et al. beschreibt eine Abstandhaltereinheit mit einem Schaumstoffkörper, der durch eine Dampfsperre getrennt ist, und mit einem um den Umfang der Einheit angeordneten Abdichtungsmittel. Diese Anordnung ist zwar vom energetischen Standpunkt sehr wirkungsvoll, einer der Hauptnachteile besteht jedoch darin, dass für die Herstellung der Einheit mehrere Arbeitsschritte erforderlich sind. Grob gesagt muss das Abdichtungsmittel nach dem Einbringen des Abstandhalters um den Umfang herum aufgetragen werden. Das führt zu Schwierigkeiten in der Herstellungsphase und äussert sich direkt in erhöhten Herstellungskosten und damit erhöhten Kosten der Einheit selbst.
  • Es ist gefunden worden, dass es besonders vorteilhaft ist, als Hauptbestandteil des Abstandhalters einen weichen, elastischen isolierenden Körper zu verwenden, der eine niedrige Wärmeleitfähigkeit aufweist. Beispiele von Materialien, von denen festgestellt wurde, dass sie nützlich sind, sind natürliche und synthetische Elastomere (Gummi), Kork, EPDM, Silicone, Polyurethane und geschäumte Polysilicone, Urethane und andere geeignete geschäumte Materialien. Die Wahl dieser Materialien führt zu bedeutsamen Vorteilen, weil sie nicht nur hervorragende Isolatoren vom Energiestandpunkt aus sind, sondern auch, weil, je nach den verwendeten Materialien, der ganze Abstandhalter ein gewisses Mass von Elastizität beibehalten kann. Das ist wichtig, wenn beispielsweise Fenster, die mit einem solchen Streifen in Berührung stehen, schwankenden Druckkräften sowie thermischer Zusammenziehung und Ausdehnung ausgesetzt sind. Durch die Verwendung eines elastischen Körpers werden diese Spannungen reduziert, und entsprechend werden die Spannungen nicht auf die Substrate übertragen, wie es beispielsweise in Einheiten mit starren Abstandhaltern der Fall wäre.
  • Der Schaumstoffkörper kann aus thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffen hergestellt sein. Geeignete Beispiele von duroplastischen Kunststoffen sind etwa Silicon und Polyurethan. Beispiele von thermoplastischen Kunststoffen sind Siliconschaumstoff oder Elastomere, wie zum Beispiel SANTOPRENETM. Zu den Vorteilen, die den vorstehend erwähnten Verbindungen zugeschrieben werden können, gehören zusätzlich zu den im Vorstehenden schon genannten Vorteilen unter anderem auch die hohe Dauerhaftigkeit, minimale Gasabgabe, niedrige Kompression, hohe Elastizität und Temperaturstabilität.
  • Besonders nützlich sind die Silicon- und Polyurethan-Schaumstoffe. Diese Arten von Materialien bieten hohe Festigkeit und verleihen der Einheit einen guten strukturellen Zusammenhalt. Das Schaumstoffmaterial eignet sich besonders für die Verwendung in isolierenden Verglasungen oder Glaseinheiten, weil ein grosses Luftvolumen in das Material eingebaut werden kann, ohne den strukturellen Zusammenhalt des Körpers zu beeinträchtigen. Das ist vorteilhaft, denn Luft ist bekanntlich ein guter Isolator, und wenn die Verwendung von Schaumstoff mit einem Material kombiniert wird, das eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist, und mit den im Nachstehenden beschriebenen zusätzlichen Merkmalen des Abstandhalters, wird ein sehr wirksamer zusammengesetzter Abstandhalter erhalten. Zudem erleidet Schaumstoff in Situationen, in denen Temperaturschwankungen auftreten, keine Zusammenziehung oder Ausdehnung. Das ist natürlich vorteilhaft für das langfristige Aufrechterhalten einer Abdichtung in einer isolierten Substrateinheit.
  • Es ist wünschbar, einen zusammengesetzten Abstandhalter zur Verfügung zu haben, der die Nachteile von Butyl mit Trocknungsmittel und das Erfordernis des Hinzufügens von Abdichtungsmaterial in einer nachgeschalteten Verfahrensstufe vermeidet. Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.
  • In der deutschen Patentanmeldung 1 103 528 ist ein Abstandhalter für eine isolierte Glaseinheit beschrieben, der einen den Glassubstraten zugekehrten ausgenommenen Abschnitt aufweist. Der ausgenommene Abschnitt ist bezüglich des Inneren der Einheit nach innen versetzt und steht damit nicht in Verbindung. Die deutsche Patentanmeldung 2 424 225 beschreibt eine Anordnung für einen nicht isolierenden Abstandhalterkörper, der ausgenommene Abschnitte längs der Seiten des Abstandhalterkörpers aufweist, wo der Abstandhalterkörper die Glassubstrate berührt. Die ausgenommenen Abschnitte sind in dieser Einrichtung nicht mit einem Abdichtungsmittel und/oder einer Dampfsperre gefüllt, welche auch wenigstens teilweise die hintere Fläche des Abstandhalters umgeben würden. Das U. S.-Patent 3,026,582 zeigt ferner einen Abstandhalter, der ausgenommene Seitenwandabschnitte aufweist, aber keine spezifischen Merkmale im Hinblick auf die Nachteile des vorstehend erwähnten Standes der Technik.
    • GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
  • Die vorliegende Erfindung ist in der Industrie der isolierten Substrate anwendbar.
    • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Abstandhalter zur Verwendung in isolierten Glaseinheiten oder Verglasungen zur Verfügung zu stellen.
  • Der erfindungsgemässe zusammengesetzte Abstandhalter ist im Patentanspruch 1 definiert.
  • Der C-förmige Körper kann seinerseits ein zusammengesetzter Körper sein, der aus Abdichtungsmaterial in den Ausnehmungen und aus einer überdeckenden Schicht aus Abdichtungsmittel und/oder Dampfsperrmittel besteht, welche die hintere Fläche des Abstandhalterkörpers wenigstens teilweise umgibt.
  • Stattdessen kann der C-förmige Körper eine einstückige Struktur sein, die vollständig aus Abdichtungsmaterial besteht.
  • Zwischen der hinteren Fläche des Abstandhalterkörpers und dem C-förmigen Körper ist vorzugsweise ein Dampfsperrmittel angeordnet, z. B. ein PET-Film.
  • Der C-förmige Körper kann eine Schicht aus einer ein Trocknungsmittel enthaltenden Matrix enthalten, welche die hintere Fläche des Abstandhalterkörpers überdeckt.
  • Das Trocknungsmaterial kann die Form einer Matrix aus einem semipermeablen Material, wie Silicon, haben, in welcher das Trocknungsmaterial verteilt ist. Jedes geeignete bekannte Trocknungsmaterial kann in die Matrix eingelagert sein. Stattdessen kann, wenn keine gesonderte Matrix vorhanden ist, das Abdichtungsmaterial selbst ein Trocknungsmaterial enthalten.
  • Als ein damit zusammenhängender Vorteil ist gefunden worden, dass die Trocknungsmittelmatrix, der isolierende Körper und das Abdichtungsmaterial gleichzeitig als einstückig zusammenhängender Abstandhalter extrudiert werden können, je nach der Art des für den isolierenden Körper gewählten Materials. Das ist vorteilhaft, indem es eine nachfolgende Bearbeitung mit Einfüllen oder Einspritzen von Abdichtungsmaterial in eine Verglasungseinheit und anderen solchen Schritten überflüssig macht. In dieser Weise kann der Abstandhalter, nachdem er einmal extrudiert worden ist, unmittelbar in einer Verglasungseinheit verwendet werden.
  • Gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist gefunden worden, dass durch Verwendung eines allgemein T-förmigen isolierenden Körpers, der in einem allgemein C-förmigen Körper aufgenommen ist, die Einheit wenigstens zwei Dichtflächen aufweisen kann, die vom Abdichtungsmaterial und als Folge der T-Form von den abstehenden Teilen des Schaumstoffkörpers gebildet sind. Das ist nicht nur vom Standpunkt der Abdichtung aus vorteilhaft, sondern verhindert auch die Bildung von Wärmeleitungsbrücken, weil in dem Abstandhalter wenigstens zwei verschiedene Materialien verwendet sind.
  • Der Fachmann wird erkennen, dass sich in der Einheit Polyisobutylen (PIB), Butyl oder andere geeignete Abdichtungsmaterialien oder butylierte Materialien um den Umfang der Einheit erstrecken können und dann eine weitere Dichtfläche bilden. Die Abdichtung und/oder Haftung der Vorsprünge des isolierenden Körpers kann mit speziellen Klebstoffen in diesem Bereich erzielt werden, z. B. mit Acryl-Klebstoffen. Ferner kann der isolierende Körper in den Vorsprüngen unausgehärtet sein, so dass beim Anwenden von Wärme der Körper direkt am Substrat haftet. Das ist wirksam, wenn der Körper aus beispielsweise einem mit Ultraviolett vernetzbaren Material besteht.
  • Vorzugsweise besteht der Abstandhalterkörper aus einem isolierenden Schaumstoffmaterial. In einem weiteren Aspekt kann die vordere Fläche des Abstandhalterkörpers mit einer Abdichtungsschicht überdeckt sein.
  • In einer besonderen Ausführungsform kann der Abstandhalter eine erste, eine zweite und eine dritte Komponente enthalten, von denen jede entsprechende Substratberührungsflächen für die dichtende Berührung mit den Substraten aufweist. Die erste Abstandhalterkomponente ist der Abstandhalterkörper. Die zweite und die dritte Kom ponente besitzen je ein Paar von Substratberührungsflächen, die je von einer Schicht eines Materials gebildet sind, das vom Material des Abstandhalterkörpers verschieden ist. Die Substratberührungsflächen aller drei Komponenten liegen in einer gemeinsamen Ebene. Die zweite Komponente ist der C-förmige Körper, dessen die Ausnehmungen ausfüllende Abschnitte zweite Substratberührungsflächen bilden. Die dritte Komponente besteht aus einem dritten Material, das vom Material des Abstandhalterkörpers verschieden ist. Der so erhaltene zusammengesetzte Abstandhalter besitzt zwei Substratberührungsflächen, die je von einer Mehrzahl von diskreten Komponentenoberflächen gebildet sind, welche geeignet sind, gegen die Substrate zu dichten. Weiter sind die ersten der Oberflächen so angeordnet, dass sie zu einem von der vollständigen Einheit umschlossenen Raum nicht benachbart (beabstandet) sind.
  • Die Erfindung betrifft auch eine isolierte verglasungseinheit mit zwei Substraten, die durch einen zusammengesetzten Abstandhalter der vorstehend beschriebenen Art voneinander im Abstand gehalten sind.
  • Nachdem die Erfindung vorstehend allgemein beschrieben worden ist, wird nun auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, welche bevorzugte Ausführungsformen darstellen.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 zeigt eine Explosions-Endansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 2 zeigt eine Endansicht einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Verglasungseinheit, in der die Anordnung eines Abstandhalters in der Einheit dargestellt ist.
  • Gleiche Hinweisziffern in den Zeichnungen bezeichnen gleichartige Elemente.
    • BESTE ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • In Fig. 1 ist ein zusammengesetzter Abstandhalter gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, der insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet ist. Wie dargestellt enthält der Abstandhalter 10 einen isolierenden Körper 12, der eine allgemein "T-förmige" Gestalt hat. Der Körper 12 besitzt in einem Abstand voneinander angeordnete Seiten 14 und 16 und einander gegenüberliegende Flächen 18 und 20. Jede der Seiten 14 und 16 enthält eine Ausnehmung 22 bzw. 24. Die Tiefe der Ausnehmung kann von Anwendung zu Anwendung variieren, aber typischerweise liegt die Tiefe im Bereich von etwa 2% bis zum Beispiel 25% der Tiefe des Körpers 12. Wie in Fig. 1 dargestellt, macht die Gesamtgrösse des Körpers einen wesentlichen Teil der Gesamtgrösse des zusammengesetzten Abstandhalters aus. Die Seiten 14 und 16 dienen als Substratberührungsflächen, je zur dichtenden Berührung mit einem Substrat (nicht dargestellt). Zu diesem Zweck kann jede der Seiten 14 und 16 einen Klebstoff (nicht dargestellt) aufweisen, der die Abdichtung und das Haften eines Substrats an einer betreffenden Seite unterstützt. Zweitens können die Seiten als weitere Möglichkeit unausgehärtetes Material aufweisen, wenn der Körper 12 aus einem Material besteht, das sich mit beispielsweise Glassubstraten verbinden kann. Zur weiteren Unterstützung des Tragens eines die Seiten 14 und 16 berührenden Substrats nehmen die Ausnehmungen 22 und 24 ein Abdichtungsmaterial 26 bzw. 28 auf, das jede der Ausnehmungen berührt und, wenn in Berührung, eine koplanare Beziehung mit jeder der Seiten 14 bzw. 16 beibehält. Durch das Beibehalten der koplanaren Beziehung entsteht eine glatte Oberfläche, auf der ein Substrat angeordnet werden kann. Weiter besitzt die Kombination von 14, 26 und 16, 28 diskrete, mit dem Abstandhalter 10 einstückige Dichtflächen für die Berührung mit einem Substrat.
  • Als fakultatives Merkmal kann der zusammengesetzte Abstandhalter 10 wie in Fig. 1 gezeigt eine Dampfsperre 30 zur Berührung mit der Fläche 20 des Körpers 12 enthalten. In einer möglichen Ausführungsform kann die Dampfsperre aus einem PET-Film bestehen, der zusätzlich Aluminium oder ein anderes geeignetes Metall enthalten kann.
  • Andere metallisierte oder nicht metallisierte Filme können ebenfalls zu dem Zweck verwendet werden.
  • Als weiteres Merkmal kann der zusammengesetzte Abstandhalter 10 eine Trocknungsmittelmatrix enthalten, die allgemein mit der Ziffer 32 bezeichnet ist. Geeignete Trocknungsmittelmatrices sind bekannt und können Zeolithperlen, Silicagel, Calciumchlorid usw. enthalten, die alle in einem semipermeablen, flexiblen Material angeordnet sein können, zum Beispiel einem Polysilicon oder einer anderen geeigneten semipermeablen Substanz. Diese kann zwischen den Streifen aus Abdichtungsmaterial 26 und 28 angeordnet sein. Als weitere Möglichkeit kann das Trocknungsmittelmaterial in einem durchgehenden Körper aus Butylmaterial angeordnet sein statt in einer gesonderten, zu dem zusammengesetzten Abstandhalter gehörenden Matrix.
  • Nun wird auf die Fig. 2 Bezug genommen, anhand welcher die im Vorstehenden allgemein erwähnte Ausführungsform erläutert wird. In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform steht der Körper 10 einfach mit einem Körper aus Abdichtungsmaterial in Berührung, der allgemein mit der Ziffer 34 bezeichnet ist. In der Ausführungsform gemäss Fig. 2 hat der Körper aus Abdichtungsmaterial allgemein eine "C-förmige" Gestalt, wobei das Abdichtungsmaterial die Ausnehmungen 22 und 24 des Körpers 12 vollständig ausfüllt.
  • In besonders vorteilhafter Weise ist gefunden worden, dass der isolierende Körper, das Abdichtungsmaterial und die Trocknungsmittelmatrix gleichzeitig zu einer einstückigen Einheit extrudiert werden können. Das ist möglich, wenn der isolierende Körper aus einem Material besteht, das extrudiert werden kann. Und es ist natürlich vorteilhaft, da der Schritt des Einbringens von Abdichtungsmaterial usw. entfallen kann, der bisher in früheren Anordnungen erforderlich war.
  • Die Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht einer isolierten Glaseinheit oder Verglasungseinheit, in welcher der Abstandhalter von Fig. 1 zwischen zwei einander gegenüberliegenden Substraten 40 und 42 angeordnet ist. Ab dichtungsmaterial 44, das entgegengesetzte Seiten 46 und 48 aufweist, dichtet den Umfang der Einheit und berührt die Fläche 18 des Körpers 12. Das Abdichtungsmaterial 44 kann mit dem Abstandhalter 10 co-extrudiert werden, um wie dargestellt einen "Sandwich"-Schaumkörper 12 zu bilden. In dieser Ausführungsform besitzt der Abstandhalter eine Vielzahl von diskreten Dichtflächen, nämlich die von den Elementen 26, 28 und 14, 16 sowie auch 46, 48 gebildeten.
  • In diesem System wird im Fall eines Bruchs oder Versagens einer der Dichtungen durch die Hilfsdichtungen verhindert, dass die Einheit energetisch unwirksam wird.
  • Obwohl nur eine Doppelverglasungseinheit dargestellt ist, wird der Fachmann erkennen, dass die beschriebene Abstandhaltereinheit ohne weiteres auch in Einheiten mit mehreren Scheiben verwendet werden kann.
  • Der Fachmann wird auch erkennen, dass die vorliegende Erfindung in diesem, mit "Beste Art der Ausführung der Erfindung" betitelten Abschnitt der vorliegenden Patentbeschreibung anhand bevorzugter spezieller Ausführungsformen beschrieben worden ist. Es wird für den Fachmann auf dem Gebiet, welches diese Erfindung betrifft, jedoch klar sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die hier im einzelnen beschriebenen speziellen Ausführungsformen beschränkt ist und dass Modifikationen der Erfindung vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der in dieser Patentschrift enthaltenen Patentansprüche zu verlassen.

Claims (9)

1. Zusammengesetzter Abstandhalter zur Anordnung zwischen voneinander einen Abstand aufweisenden Substraten, um einen geschlossenen Raum in einer verglasungseinheit zu bilden, mit einem Abstandhalterkörper (12) aus isolierendem Material, welcher in einem Abstand voneinander liegende Seiten (14, 16), eine vordere Fläche (18) und eine hintere Fläche (20) aufweist, wobei in jeder Seite eine Ausnehmung (22, 24) vorgesehen ist, die hintere Fläche (20) dazu bestimmt ist, dem geschlossenen Raum der verglasungseinheit zugekehrt zu werden, jede Seite (14, 16) eine erste Substratberührungsfläche zur dichtenden Berührung mit einem Substrat aufweist und wobei Abdichtungsmaterial (26, 28) in jeder der Ausnehmungen (22, 24) eine mit der ersten Substratberührungsfläche koplanare zweite Substratberührungsfläche bildet,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (22, 24) in jeder der Seiten (14, 16) bei der hinteren Fläche (20) des Abstandhalterkörpers (12) liegen und im montierten Zustand des Abstandhalters zu dem geschlossenen Raum der Einheit hin offen sind und dass das Abdichtungsmaterial (26, 28) in den Ausnehmungen (22, 24) Teil eines allgemein C-förmigen Körpers (26, 28, 32; 34) bildet, der die hintere Fläche (20) des Abstandhalterkörpers (12) wenigstens teilweise überdeckt und die beiden Ausnehmungen (22, 24) einnimmt, wobei der C-förmige Körper so geformt ist, dass er den Abstandhalterkörper (12) von dem geschlossenen Raum trennt.
2. Zusammengesetzter Abstandhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des C-förmigen Körpers (26, 28, 32) eine Trocknungsmittelmatrix (32) enthält, welche die hintere Fläche (20) bedeckt.
3. Zusammengesetzter Abstandhalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Dampfsperrmittel (30) zwischen der hinteren Fläche (20) und dem C-förmigen Körper (26, 28, 32).
4. Zusammengesetzter Abstandhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der C-förmige Körper ein einstückiger Körper (34) ist, der vollständig aus Abdichtungsmaterial besteht.
5. Zusammengesetzter Abstandhalter nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Dampfsperrmittel (30) zwischen der hinteren Fläche (20) und der Trocknungsmittelmatrix (32).
6. Zusammengesetzter Abstandhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Fläche (18) mit einer Dichtungsmittelschicht (44) bedeckt ist.
7. Zusammengesetzter Abstandhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass er zusätzlich zu dem Abstandhalterkörper (12) und zu dem Abdichtungsmaterial (26, 28) eine dritte Abstandhalterkomponente (44) enthält, die ein Paar von dritten Substratberührungsflächen (46, 48) aufweist, die je aus einer Schicht eines dritten Materials bestehen, welches von dem Material des Abstandhalterkörpers (12) verschieden ist, wobei die dritten Flächen (46, 48) mit den ersten und den zweiten Flächen koplanar sind, so dass der zusammengesetzte Abstandhalter zwei einander gegenüberliegende Substratberührungsflächen bildet, die je eine Mehrzahl von diskreten Komponentenflächen zum Bilden von Dichtungen mit den Substraten aufweisen.
8. Zusammengesetzter Abstandhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandhalterkörper (12) ein Schaumstoffkörper ist.
9. Isolierte Verglasungseinheit mit zwei einander gegenüberliegenden Substraten (40, 42) in Berührung mit dem Abstandhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
DE69607473T 1995-06-07 1996-08-08 Isoliereinheit mit einer thermoplastischen grenzschicht Expired - Lifetime DE69607473T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

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