BRPI0613147B1 - BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a retro-reflective blade structure, a final incorporating product, a method for manufacturing it, a laminate for manufacturing a plurality of the retro-reflective blade structures, a method of manufacturing a transparent layer for the retro-reflective laminate and a method of manufacturing the tool plate THERMOPLASTIC BLADE FOR MANUFACTURING A TRANSPARENT LAYER FOR RETROREFLETIVE LAMINATION - Google Patents

BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a retro-reflective blade structure, a final incorporating product, a method for manufacturing it, a laminate for manufacturing a plurality of the retro-reflective blade structures, a method of manufacturing a transparent layer for the retro-reflective laminate and a method of manufacturing the tool plate THERMOPLASTIC BLADE FOR MANUFACTURING A TRANSPARENT LAYER FOR RETROREFLETIVE LAMINATION Download PDF

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Abstract

estrutura de lâmina retrorefletiva, produto final que incorpora a mesma, método para fabricá-lo, laminado para fabricar uma pluralidade das estruturas de lâminas retrorefletivas, método de fabricar uma camada transparente para o laminado retrorefletivo e método de fabricar a placa de ferramenta para gofrar uma lamina termoplástica para fabricar uma camada transparente para o laminado retrorefletivo. trata-se de uma estrutura de lâmina retrorefletiva (10) que compreende uma camada transparente (20) que possui uma superfície de recepção de luz dianteira (30) e uma superfície de retroreflexão traseira (32) . uma luz incidente na superfície dianteira (30) irá passar através da camada (20), colidir com a superfície retrorefletiva traseira (32) e refletir de volta através da superfície dianteira (30) em uma direção pré-determinada. uma área de marcação de identificação (44) é escolhida e depois formada sobre a superfície de retroreflexão (32). esta área de marcação (44) pode ser usada para propósitos de identificação, mesmo anos após um produto final que incorpora a estrutura de lâmina refletiva (10) ter saido de campo.

Description

ESTRUTURA DE LÂMINA RETROREFLETIVA, PRODUTO FINAL QUE INCORPORA A MESMA, MÉTODO PARA FABRICÁ-LO, LAMINADO PARA FABRICAR UMA PLURALIDADE DAS ESTRUTURAS DE LÂMINAS RETROREFLETIVAS, MÉTODO DE FABRICAR UMA CAMADA TRANSPARENTE PARA O LAMINADO RETROREFLETIVO E MÉTODO DE FABRICAR A PLACA DE FERRAMENTA PARA GOFRAR UMA LÂMINA TERMOPLÁSTICA PARA FABRICAR UMA CAMADA TRANSPARENTE PARA O LAMINADO
RETROREFLETIVO
CAMPO DA INVENÇÃO
[0001] Esta invenção refere-se, em geral, conforme indicada, a uma estrutura de lâmina retrorefletiva e, mais particularmente, a uma estrutura de lâmina retrorefletiva que compreende uma camada termoplástica transparente com uma superfície de recepção de luz dianteira e uma superfície de retroreflexão traseira.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[0002] A estrutura de lâmina retrorefletiva compreende uma camada termoplástica transparente que tem uma superfície de recepção de luz dianteira e uma superfície de retroreflexão traseira. A luz incidente na superfície dianteira passa através da camada termoplástica transparente, colide com a superfície de retroreflexão traseira e é refletida de volta, através da superfície dianteira em uma direção pré-determinada (por exemplo, alinhada e/ou paralela à direção de incidência). Desta maneira, a luz incidente pode ser usada para iluminar marcações, palavras e outras informações em um ambiente escuro. A superfície de retroreflexão pode ser formada por um conjunto de repetição de elementos retrorefletivos gofrados na camada termoplástica. Os elementos retrorefletivos podem compreender, por exemplo, elementos de cubo angular que têm três faces planas mutuamente dispostas em ângulos retos e conectadas por bordas que se unem em um vértice. (Ver por exemplo, US 1906655, US 3332327, US 3541606, US 3833285, US 3873184 e/ou US 3923378. Consulte também, US 6767102 que é atribuído ao cessionário da presente invenção e toda a descrição que é incorporada ao presente à guisa de referência).
[0003] Com o passar dos anos, a estruturas de lâminas retrorefletivas foram incorporadas em uma ampla faixa de produtos finais incluindo, por exemplo, sinalizações de veículo, placas de trânsito e barreiras de construção. Nessas e em outras aplicações, a durabilidade prolongada em ambientes externos é importante e a estrutura de lâmina retrorefletiva precisa suportar a exposição prolongada a luz solar e outras condições ambientais adversas. Uma vida útil esperada de doze anos não é considerada um excessivo quando uma estrutura retrorefletiva estiver sendo usada em uma situação de rodovia. Mesmo em demandas menores, ambientes mais delicados, espera-se que a estrutura retrorefletiva mantenha sua estabilidade física e refletividade óptica por um certo período de tempo (por exemplo, de um a cinco anos). De forma típica, um fabricante de um produto final irá receber um rolo de laminado retrorefletivo proveniente de um fornecedor independente. Durante a fabricação do produto final, o laminado é desenrolado do rolo e separado em estruturas individuais para integração no produto final.
Como tal, um fornecedor de laminado retrorefletivo pode não ter consciência em quais produtos finais seu laminado está sendo usado e/ou onde o produto final está sendo usado, especialmente após um período de tempo prolongado. De forma adicional ou alternativa, um fabricante de produto final que tem uma pluralidade de fornecedores de laminado (que é ditada por muitas políticas de compra das empresas) pode encontrar dificuldade para rastrear a identidade do fornecedor cujo laminado foi usado em um produto final particular.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0004] A presente invenção proporciona uma estrutura de lâmina retrorefletiva que inclui áreas de marcação que podem ser usadas para identificar algo sobre o laminado usado para formar uma estrutura. Por exemplo, as áreas de marcação de identificação podem permitir que um fornecedor de laminado determine se uma estrutura retrorefletiva especifica originada a partir de sua empresa e/ou uma fabricação de produto final determine qual laminado dos fornecedores foi incorporado em um produto particular. Isto pode ser importante, por exemplo, pois uma estrutura retrorefletiva não podería manter sua estabilidade física e/ou refletividade óptica por um período de tempo esperado. A presente invenção permite tal determinação, mesmo anos após o produto final que incorpora a estrutura de lâmina refletiva estar fora do campo técnico.
[0005] Mais particularmente, a presente invenção proporciona uma estrutura de lâmina retrorefletiva que compreende identificar as áreas de marcação formadas sobre a superfície de retroreflexão traseira desta camada transparente. Um fornecedor pode escolher uma área de marcação de identificação que não será usada por outro fornecedor de laminado. A área de marcação de identificação é detectável durante a inspeção rigorosa (por exemplo, dentro de 20 cm ou menos), mas não interfere nas qualidades retrorefletivas da estrutura. A superfície de retroreflexão traseira pode compreender um conjunto de repetição de elementos retrorefletivos formada na mesma, sendo que alguns dos elementos apresentam desordens dispostas em um padrão que corresponde à área de marcação de identificação. Por exemplo, se os elementos retrorefletivos forem microcubos, uma pequena porcentagem das faces do cubo pode ter uma desordem planar neste. Desta maneira, formar a área de marcação de identificação permite que uma placa de ferramenta existente (tendo somente elementos retrorefletivos não perturbados) seja modificada para por a invenção em prática. Por exemplo, de forma especifica, a placa de ferramenta existente pode ser gravada (por exemplo, gravada a laser) para criar as desordens planares desejadas inversas. Estes e outros recursos da invenção são completamente descritos e, em particular, enfatizadas nas reivindicações. A seguir, a descrição e os desenhos estabelecem em detalhes uma certa modalidade ilustrativa da invenção que indica um dos diversos meios nos quais os princípios da invenção podem ser empregados.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0006] As Figuras ΙΑ, 1B e 1C são desenhos esquemáticos de produtos finais que incorporam uma estrutura de lâmina retrorefletiva, de acordo com a presente invenção, sendo que os produtos finais são, um veiculo, uma placa de trânsito e uma barreira de construção, respectivamente.
[0007] As Figuras 2A e 2B são vistas superiores e laterais, respectivamente, da estrutura de lâmina retrorefletiva isolada do produto final.
[0008] A Figura 2C é uma vista inferior a curta distância de um elemento retrorefletivo.
[0009] A Figura 2D é uma vista inferior a curta distância de um elemento retrorefletivo com uma desordem planar sobre uma de suas faces.
[00010] A Figura 3 é uma vista em perspective de um rolo de laminado retrorefletivo que pode ser fornecido para um fabricante de produto final, para fabricação dentro da estrutura de lâmina retrorefletiva, sendo que o laminado inclui uma camada termoplástica gofrada.
[00011] As Figuras 4A e 4B são vistas esquemáticas de um método de gofragem da camada termoplástica.
[00012] A Figura 4C é uma vista lateral a curta distância de uma projeção de pirâmide da placa de ferramentagem usada no método de gofragem da camada termoplástica.
[00013] As Figuras 5A e 5B são vistas esquemáticas de um método para modificar uma placa de ferramentagem para gofrar a camada termoplástica.
[00014] A Figura 5C é uma vista lateral a curta distância de uma porção de pirâmide de ferramentagem antes da gravação a laser.
[00015] A Figura 5D é uma vista lateral a curta distância de uma porção de pirâmide de ferramentagem depois da gravação a laser.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[00016] Referindo-se agora aos desenhos e, inicialmente às Figuras ΙΑ, 1B e 1C, mostra-se uma estrutura de lâmina retrorefletiva 10, de acordo com a presente invenção, incorporada dentro de um produto final 12. Nas modalidades, os produtos finais 12 são, um veiculo, uma placa de trânsito e uma barreira de construção, respectivamente. Com esses produtos finais 12, a durabilidade prolongada em ambientes externos é importante e a estrutura de lâmina 10 precisa suportar a exposição prolongada a luz solar e outras condições ambientais adversas por um período de tempo prolongado. Entretanto, a presente invenção não se limita a situações em ambientes externos e o produto final 12 pode ser qualquer produto que incorpore a estrutura de lâmina retrorefletiva 10, de acordo com a presente invenção. Em qualquer caso, o produto final 12 inclui uma superfície de montagem 14 a qual a estrutura de lâmina 10 fica fixada e, de preferência, fixada, de forma adesiva.
[00017] Referindo-se agora às Figuras 2A e 2B, mostra-se uma estrutura de lâmina retrorefletiva 10 isolada do produto final 12. A estrutura 10 compreende uma camada transparente 20, uma camada de auxilio de reflexão 22, uma camada de suporte 24 e uma camada adesiva 26. Uma camada de liberação removível 28 (mostrada em linha tracejada) pode ser proporcionada para cobrir a camada adesiva 26 durante os estágios de pré-montagem de fabricação do produto final.
[00018] A camada transparente 20 pode compreender qualquer material termoplástico adequado que seja compatível com os métodos de fabricação desejados (por exemplo, acrílico, vinil, polimetilacrilato, policarbonato, poliuretano, polisulfona, poliarilato, poliéter imida, polieterimida, copolímero ciclo-olefínico, e/ou acrilonitrila butadieno estireno). A camada de auxílio de reflexão 22 pode ser uma lâmina metalizada, partículas de sílica granulares ou qualquer outro material refletivo adequado. A camada de suporte 2 4 pode servir como um preenchedor de espaço atrás das camadas 20/22 e/ou como um suporte para a camada adesiva 2 6 e, com esta finalidade, pode compreender um papel, plástico, metal ou outra lâmina/substrato que realize estas funções. A camada adesiva 26 é usada para fixar a estrutura de lâmina refletiva 10 à superfície de montagem 14 do produto final 12 e pode compreender um adesivo sensível à pressão ou ativado por calor.
[00019] A camada transparente 20 possui uma superfície de recepção de luz dianteira 30 e uma superfície retrorefletiva traseira 32, na qual um conjunto de repetição de elementos retrorefletivos 34 é formado. A luz incidente na superfície dianteira lisa 30 passa através da camada termoplástica transparente 20, colide com os elementos retrorefletivos 34 e é refletida de volta através da superfície dianteira 30 em uma direção pré-determinada (por exemplo, alinhada e/ou paralela à direção de incidência de luz) . Conforme é visto melhor na Figura 2C, os elementos retrorefletivos 34 são, de preferência, microcubos, cada um compreende três faces planas 36 mutuamente dispostas em ângulos retos e conectadas por bordas 38 que se encontram em um vértice 40. O tamanho, formato e disposição das faces 36 determina e pode ser variado para ajustar as qualidades ópticas. A área do cubo de cada elemento retrorefletivo 34 (isto é, a área delimitada pelo formato do cubo definido pela pirâmide do perímetro das três faces 36 na direção do princípio do raio refratado) pode ser de cerca de 1 mm2 ou menor.
[00020] Em uma grande maioria dos elementos retrorefletivos 34 (por exemplo, mais que 80%, mais que 90%, mais que 95%, e/ou mais que 98%), as três faces 36 are planares sem quaisquer afloramentos ou depressões. (Vide Figura 2D.) Entretanto, em alguns dos elementos retrorefletivos selecionados 34, uma face 36 inclui uma desordem planar 42 que interrompe o perfil planar da face 36. (Vide Figura 2E.) Os elementos retrorefletivos 34 que possuem uma desordem planar 42 são dispostos em um padrão correspondente a uma área de marcação de identificação 44. Por exemplo, na modalidade ilustrada, as desordens planares 42 formam coletivamente um logotipo "'ABC"' que pode corresponder ao fornecedor de um laminado retrorefletivo (ou seja, o laminado retrorefletivo 48, introduzido abaixo) usado para fabricar a estrutura 10. Espera-se que um fornecedor escolha a área de marcação de identificação 44, de modo que não seja outro fornecedor de laminado.
[00021] Na modalidade ilustrada, a desordem planar 42 é uma protuberância e, mais particularmente, uma protuberância que possui um formato tipo saliência. Entretanto, outras geometrias de protuberância certamente são possíveis e contempladas através da presente invenção. Além disso, outras desordens no perfil planar das faces selecionadas 36 podem ser usadas no lugar ou além, das protuberâncias 42. Por exemplo, endentações, entalhes, buracos, depressões ou outros recessos podem ser usados para formar área de marcação de identificação 44. As desordens planares 42 podem ser as mesmas, similares ou diferentes entre os elementos retrorefletivos "'perturbados"' 34.
[00022] A desordem planar 42 irá ocupar somente uma pequena porcentagem (por exemplo, menos que 30%, menos que 20%, menos que 10%, e/ou menos que 5%) da área de superfície da face perturbada 36 do respectivo elemento retrorefletivo 24. Deste modo, a maioria das regiões refletivas das faces perturbadas 36 é mantida intacta. Além disso, a área de marcação de identificação 44 coletivamente formada pelas desordens 42 irá ocupar, de preferência, uma área menor que 16 cm2 sobre a superfície 32 da camada termoplástica 20. Desta maneira, a área de marcação de identificação 44 será detectável durante a inspeção rigorosa (isto é, dentro de 20 cm ou menos da estrutura 10), mas não irá interferir ou reduzir as qualidades retrorefletivas da estrutura 10. Não obstante, uma área de marcação de identificação maior 44 pode ser usada se tal interferência e/ou detração for aceitável ou desejada em uma situação particular.
[00023] Referindo-se agora à Figura 3, mostra-se o laminado retrorefletivo 48 que pode ser usado para criar uma pluralidade da estruturas 10. De forma típica, um fabricante do produto final 12 (ou das submontagens para esse fim) irá receber um rolo do laminado retrorefletivo 48 de um fornecedor independente. Durante a fabricação do produto final 12, o laminado 48 é desenrolado do rolo e separado em estruturas individuais 10 para integração no produto final 12. Com essa finalidade, o laminado 48 pode compreender uma camada termoplástica transparente 50, uma camada de auxílio de reflexão 52, uma camada de suporte 54, uma camada adesiva 56 e uma camada de liberação removível 58. A camada transparente 50 inclui o conjunto de repetição de elementos retrorefletivos 34 e inclui a área de marcação de identificação 44 nas posições e/ou intervalos pré-determinados para assegurar que cada estrutura 10 inclua pelo menos uma tal área de marcação 44.
[00024] Referindo-se agora às Figuras 4A e 4B, a método de fabricar a camada termoplástica 50 é esquematicamente mostrada. Neste método, uma lâmina termoplástica 60 é gofrada por uma placa de ferramenta 62 e depois resfriada para solidificar a microestrutura gofrada. A placa de ferramentagem 62 usada neste método pode apresentar uma variedade de tamanhos com larguras/comprimentos que variam, por exemplo, de 12,7 cm (5 polegadas) a 152,4 cm (60 polegadas). Por exemplo, a placa de ferramentagem 62 pode ter 76,2 cm (30 polegadas) de largura e 152,4 cm (60 polegadas) de comprimento ou pode ter 12,7 cm (5 polegadas) de largura e 12,7 cm (5 polegadas) de comprimento. Conforme é visto melhor, com referência à Figura 4C, a placa de ferramenta 62 possui uma topografia que corresponde ao inverso dos elementos retrorefletivos 34. Especificamente, a placa de ferramenta 62 possui uma série de projeções de pirâmide (ou outro poliedro) 64 que compreende três faces 66 dispostas nos ângulos mutuamente retos e conectadas por bordas 68 que se unem em um vértice 70. A maioria das faces 66 da placa de ferramenta 62 possui perfil planar plano para produzir elementos retrorefletivos 34 com três faces planares 36 sem quaisquer empuxos ou depressões. Entretanto, as faces 66' da placa de ferramenta 62 projetada para formar coletivamente a área de marcação de identificação 44 incluem uma desordem 72 que corresponde ao inverso da desordem planar pretendida 42. Deste modo, se a geometria pretendida da desordem 42 for uma protuberância, como mostrado, a desordem 72 será uma depressão. (Da mesma forma, se a geometria pretendida da desordem 42 era um recesso, a desordem 72 poderia ser uma projeção.) [00025] Referindo-se agora à Figura 5, mostra-se esquematicamente um método de fabricar a placa de ferramentagem 62. Nesse método, proporciona-se uma placa de ferramentagem 92, que possui uma topografia que corresponde a todos os elementos retrorefletivos 34 que possuem três faces planares planas 36. (Figura 5A.) De forma específica, por exemplo, a placa de ferramentagem 92 pode compreender uma série de projeções de pirâmide 64 que compreende três seções de face planas 66 dispostas em ângulos mutuamente retos e conectadas por bordas 68, que serão todas unidas em um vértice 70. Após a área de marcação de identificação 44 ter sido escolhida e a localização da área de marcação 44 relativa à camada termoplástica total ser determinada, as seções de face 66' que correspondem à localização das desordens planares 72 podem ser graficamente representadas. A desordem planar 72 é então formada em cada seção de face graficamente representada 66' por uma técnica adequada, tal como a aplicação de energia, produtos químicos ou usinagem. Por exemplo, um feixe de laser (por exemplo, um laser YAG de pulso ou laser de CO2) pode ser focalizado sobre a seção de face 66' para fundir a superfície e formar a desordem 72. Os produtos químicos podem ser particularmente úteis com um material plástico, pelo fato de que a aplicação de uma gota de solvente na seção de face graficamente representada pode levar a superfície a franzir para formar a desordem 72. Os métodos de usinagem podem incluir, por exemplo, micro-perfuração.
[00026] De forma vantajosa, a presente invenção não requer a construção de uma nova placa de ferramentagem 62, mas que permita, de preferência, o retroajuste em uma placa existente 92.
[00027] Agora alguém pode avaliar que a presente invenção proporciona uma estrutura de lâmina retrorefletiva 10, onde a área de marcação de identificação 44 permite que um fornecedor de laminado determine se uma estrutura particular originada a partir de sua empresa e/ou uma fabricação de produto final determine qual laminado dos fornecedores foi incorporado em um produto final particular. Embora a invenção tenha sido mostrada e descrita com relação a certas modalidades preferidas, é obvio que alterações e modificações equivalentes ocorrerão para outras pessoas versadas na técnica, mediante a leitura e o entendimento desta especificação. A presente invenção inclui todas tais alterações e modificações e se limita somente através do escopo das reivindicações a seguir.
REIVINDICAÇÕES

Claims (10)

1. Estrutura de lâmina retrorefletiva, caracterizada pelo fato de que compreende uma camada transparente (20) que possuí uma superfície de recepção de luz dianteira (30) e uma superfície de retroreflexão traseira (32) por meio da qual a luz incidente na superfície dianteira (30) irá passar através da camada (20), colidir sobre a superfície retrorefletiva traseira (32) e refletir de volta através da superfície dianteira (30) em uma direção pré-determinada; onde uma grande maioria dos elementos retrorefletivos (34) possui três faces (36) que são planares sem quaisquer empuxos ou depressões, onde alguns dos elementos restantes (34) possui uma face perturbada (36'} que inclui uma desordem planar £42) que interrompe o perfil planar da face (36); onde as faces perturbadas (36) são dispostas em um padrão para formar coletivamente uma área de marcação de identificação escolhida (44) sobre a superfície de retroreflexão (32); e onde a área de marcação de identificação (44) torna-se visualmente detectável em uma distância de inspeção de 20 cm ou menos.
2. Estrutura de lâmina retrorefletiva (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a superfície traseira retrorefletiva (32) da camada transparente (20) compreende um conjunto de repetição de elementos retrorefletivos £34) formado na mesma.
3. Estrutura de lâmina retrorefletiva (10), de acordo com a reivindicação precedente, caracterizada pelo fato de que os elementos retroref letivos (34) são cubos angulares, onde cada um compreende três faces (36) mutuamente dispostas em ângulos retos e conectadas por bordas (38) que se unem em um vértice (40).
4. Estrutura de lâmina retrorefletiva (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que pelo menos 80% dos elementos retrorefletivos (34) possui três faces planares planas (36) .
5. Estrutura de lâmina retrorefletiva (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que as áreas de marcação de identificação (44) ocupa uma área menor que 16 cm2 sobre a superfície retrorefletiva traseira (32).
6. Produto final que incorpora a estrutura de lâmina retrorefletiva conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o produto final (12) inclui uma superfície de montagem (14) a qual a estrutura de lâmina retrorefletiva (10) é fixada.
7. Método de fabricar um produto final (12) que incorpora a estrutura de lâmina retrorefletiva conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o dito método compreende as etapas de: receber o laminado (48) que compreende uma camada transparente (50) que forma as camadas transparentes (20) das estruturas (10) e a área de marcação de identificação (44) ; separar o laminado (48) em estruturas individuais (10) sendo que cada estrutura (10) inclui pelo menos uma área de marcação de identificação (44); e integrar uma estrutura individual (10) dentro do produto final (12).
8. Laminado para fabricar uma pluralidade das estruturas de lâminas retrorefletivas conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o dito laminado (48) compreende uma camada transparente (50) que forma as camadas transparentes (20) das estruturas (10) e a área de marcação de identificação (44) em posições e/ou intervalos pré-determinados para assegurar que cada estrutura (10) inclua pelo menos uma área de marcação de identificação (44).
9. Método de fabricar uma camada transparente para o laminado retrorefletivo conforme definido na reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o dito método compreende as etapas de: gofrar uma lâmina termoplástica (60) com uma placa de ferramenta (62); e resfriar a lâmina termoplástica gofrada (60); onde a placa de ferramenta (62) possui uma topografia que corresponde ao inverso dos elementos refletivos (34) e à área de marcação de identificação (44).
10. Método de fabricar a placa de ferramenta para gofrar uma lâmina termoplástica para fabricar uma camada transparente para o laminado retrorefletivo conforme definido na reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o dito método compreende as etapas de: escolher a área de marcação de identificação (44) ; proporcionar uma placa de ferramenta pré-existente (92) que possua uma topografia que corresponda ao inverso dos elementos refletivos (34) sem a área de marcação de identificação (44); e modificar a topografia (92) para formar o inverso da área de marcação de identificação (44).
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