CN101586313A - 一种制造一复合体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种制造一复合体的方法，其包括提供一可热缩层；用纱线对可热缩层进行缝编，其中纱线的可收缩性较可热缩层低；使缝编后的可热缩层受热从而使所述的层收缩；以及所述的收缩使缝编纱线从收缩层伸出从而形成弯。

Description

一种制造一复合体的方法
本申请是一分案申请，原申请的申请号为200480017780.5，申请日为2004年6月28日，发明名称为通过缝编缝合成的复合体及其制造方法。
技术领域
本发明涉及一种缝编缝合成的复合体织物，其包含有一层连续的可收缩层，本发明还涉及一种制造一复合体的方法。
背景技术
通过将一连续纤维层在一些离散点上连接到一个连续可收缩层上可制造出一种折叠的或弯曲的复合体结构。这种连接可通过热焊、超声波焊或者是粘接以及机械的或液压驱动的针缝来实现。在申请日为2003年6月5日、序列号为10/455594、名称为“Textile Laminate Having Pile-LikeSurface”、发明人为本申请发明人的未授权共有专利申请中描述了一种间断接合、连续缝合的，或者是折叠的纤维产品，其表面上有类似于地面铺料上圈绒的立圈或弯曲纤维。该未授权的共有专利申请在这里以参考的形式全文并入本申请。这些织纹产品的特征和优点包括防尘、防灰及防渗，还能在反复承载重物时弹性恢复以防止圈绒压平或压扁。在一实施例中，线圈的高度大约为2mm，其间距也大约是2mm，这一点与现有的圈绒地毯相匹配。高度和间距较大能产生锚固的结合物，并且能使结合物之间留有足够的距离以便使相对较沉的线或织物弯曲形成弯曲的圈绒。
此外，如该未授权的共有专利申请所述，本发明人现发现由浅而密的纤维圈绒构成的纤维结构在较高的频率的折弯或弯曲能够在地面、室内装璜或者墙面材料这样的重复重载下更好防止压扁或压倒，这里假定弯曲或成圈的纤维在大约2mm的长度之内插入粘性层的情况。最终的产品在尺寸上非常稳定，并能防止平面形变。
还可用可收缩的纱线在一些离散点上对连续纤维层进行缝编来制造折叠的或弯曲的复合体结构。在用可收缩的纱线对不可收缩或收缩较小的纤维层进行缝编以制造出更密、更短、更易经常弯曲的圈绒时会有许多优点。第一个优点是，连接点为穿孔，其能使缝编的纤维基材更软而不是更硬，从而令基材更易于缝合弯曲。第二优点是，与间断式接合不同，这种连接可通过更小的针、(更高规格的)针距以及更小的缝编间距(更高的CPI)来提高连接的频率数量。在间隔结合时，结合物应带有空间，并且为了使结合物更强，结合物所占的空间相对较大。缝编的第三优点是，可使用各种各样的纱线和可收缩纤维层。例如，可如美国专利文献US4891957所示用不收缩或可收缩的线来将纤维层连接到一弹性、张紧的可收缩基材上，或者如美国专利文献US4704321和US4773238如示，用张紧的有弹性的线来收缩并弯曲纤维基材。此外，如美国专利文献US5707710、5879779和6407018所示，能将可热缩的部分取向丝(POY)连接到纤维基材上。除了缝合纤维基材外，缝编纱线所形成的网还能对缝合起来的产品产生加强作用。
然而，在用作地面或墙面铺料时，之前已知的经缝编并缝合的产品至少需要在最上一层涂上粘合剂或胶合剂以锚固弯曲层。为了避免在最上一层涂上粘合剂或胶合剂，需要提高常规缝编缝合产品的尺寸稳定性。常规产品的不稳定来自于收缩缝编纱线系统的弹性或者是不稳定，或者是缝编基材的弹性或不稳定。即使是这种用部分取向丝(POY)缝编并经缝合和热固处理的产品，其也不可能完全稳定没有扭曲，这是因为只要有一些缝合，那么缝编系统的松软就不可能通过伸幅完全取消。常规产品通常还需要用胶合剂或树脂进行进一步的处理才能提高它们的尺寸稳定性。常规的模制或浮雕版的缝编织物易于变形并失去其形状，除非是封入树脂或者是与硬衬背一起共模制出或同时浮雕出来。然而，通过树脂处理来使产品稳定的方法会使产品表面形成一个硬的或者是粗糙的非织物的手感，同时硬衬背会使产品的没有柔性。
此外，常规的用于抗压的缝编缝合产品必需要有一个足够厚的粘性层从而将下层的弯曲圈绒封闭到一个统一的、好控制的高度处，同时上层没有粘合剂从而使表面保持柔软的织物手感。适用于此的低粘度热固型胶合剂会向上渗到产品的表面，同时从背侧引过来的合适的热塑性胶合剂需要进行热压来使结构平整。引入一层热塑性胶合剂来与纤维层一起形成共同的基材会使胶合层也产生弯曲，并随着弯曲的纤维层，从而不能集中到下层的底部。当产品层压到一个衬层上时，更为重要的是需要将一个平整的粘性(胶合)层布置在下层中。布置在下层中的平整的粘性层可在层压前预热并预作用，从而减少层压所需的时间和压力，从而减少层压的平整效果。
因此，缝编产品需要具有更高的尺寸稳定性。
发明内容
本发明旨在提出一种缝编缝合的织物，其包括有一个层，在任何最终使用的情况下该层的收缩超过缝编用的线。
本发明还在于提出一种缝编织物，在最终使用时其通过一收缩层来缝合。
本发明还在于提出一种缝编织物，其包含有一个用线缝编的可收缩层，该线的收缩小于可收缩层的收缩，该织物具有足够的尺寸稳定以便用作地面或墙面铺料。
本发明的一个实施例提供一种复合体，其至少包括一个用纱线网络缝编的能热缩的层，其中可收缩层的收缩温度低于缝编纱线的熔化温度。在可收缩层收缩时，其会使缝编纱线形成圈绒，该圈绒从收缩的粘合层伸出，同时收缩后的层基本没有弹性。该圈绒数量至少为至少在一个方向上是每英寸10个，其高度小于2.0mm。
本发明的另一个实施例提供一种复合体，其至少包括一个用纱线缝编的能热缩的层，当复合体受热时，纱线的收缩要小于可热缩层的收缩，其中缝编纱线形成圈绒，该圈绒从收缩的层体上立起，并在复合体上形成织纹表面，其中的复合体在可热缩层收缩后基本上没有弹性。
该收缩层可以是一个粘性层。在缝合前后还可在织物上涂上粘接剂或胶合剂。该复合体可具有一个缝编到可热缩层上的粘性层。该粘性层可以是可收缩的，也可是基本不能收缩的。
复合体拉伸率为：当复合体为1英寸宽8英寸长时，在5lb/inch(磅/英寸)拉力下小于20％的应变。收缩后的粘性层可结合到缝编纱线上从而使复合体具有更高的尺寸稳定性。合适的可热缩层和粘性层包括无纺织物、纺织织物、针织物或者是塑料膜。可热缩层优选可至少在一个方向上，优选为两个方向上收缩约10％到50％。可热缩层至少可在一个方向上，优选为两个方向上收缩至少20％。
该复合体可进一步包括至少一个纤维层，其可布置在可收缩层可粘性层的上面或下面并与之缝编在一起。该纤维层的收缩优选小于可收缩层或粘性层。纤维层也是基本没有收缩，并且当可收缩层或粘性层收缩时纤维层形成第二圈绒。该纤维层可以是非织层、纺织层、针织层或者是缝编层。
复合体可以层压或浮雕到另一层如背衬层上。
本发明还提供了一种制造该复合体的方法，其包括，提供一可热缩层；用纱线对可热缩层进行缝编，其中纱线的的可收缩性较可热缩层低；使缝编后的可热缩层受热从而使所述的层收缩；以及所述的收缩使缝编纱线从收缩层伸出从而形成弯。
附图说明
作为说明书一部分的附图需要结合说明书一起描述，其中各个附图中，相同的附图标记表示相同的部件。
图1是本发明一实施例的复合体在缝合前的一个实施例的示意图；
图2A是图1实施例在缝合后缝编线为平线时的示意图，图2B是图1实施例在缝合后其中缝编线为织纹线时的示意图；
图3是本发明复合体在缝合前的另一个实施例的示意图；
图4是图3实施例在缝合后的示意图；
图5是本发明另一实施例在缝合前缝编可收缩层和粘性层的示意图；
图6是图5实施例在缝合后的示意图，其中粘性层为可收缩的层；
图7是图5实施例在缝合后的示意图，其中粘性层为不可收缩的层；
图8是本发明另一实施例在缝合前缝编层的示意图；
图9是图8实施例在缝合后的示意图；以及
图10是图9实施例在缝合后的示意图，其中粘性层涂在背面上。
具体实施方式
首先参见图1，图1为本发明复合体10的一个实施例，其包括一个用多根线50缝编的、没有弹性但可收缩的粘性层12。粘性层12能受热收缩。适合于粘性层12的材料包括纺织织物或针织织物、无纺织物、无纺针织物以及塑料膜。合适的塑料膜包括厚度均匀一致的片材。粘性层12的合适材料包括聚乙烯、聚丙烯、共聚酯及其组合物。粘性层12的合适基重从约1oz/yd2到10oz/yd2(约30gm/m2到340gm/m2)，优选为约4oz/yd2到10oz/yd2(约120gm/m2到340gm/m2)。粘性层12包括两个表面，即前面14以及与前面14相反的后面16。如图1所示，粘性层12正处于收缩前的第一状态。
粘性层12在多个缝编点18处由线50进行缝编，该线50从前面14的缝编点18完全穿过粘性层12并穿到后面16上的缝编点。缝编点18根据所需的缝编图案布置在前面14和后面16上。在粘性层12收缩前，如图1所示，除了缝编点18处的垂直段70之外，缝编线50从下面露出的部分20和从上面露出的部分40基本上平行于前面14和后面16，可用一个缝编条(图中未示出)来形成一个重复的缝编图案，或者是用多个缝编条来将多个不可膨胀的纱线同时缝编到多个不同的缝编图案中。例如，可同时由两个不同的缝编条以两个不同的缝编图案将两根线缝编到粘性层12上。
适用于缝编线50的材料包括：完全取向长丝、扁平丝、短丝、膨捻丝、硬丝或扁平丝或弹力丝、加工聚合丝以及平/膨松聚合复合丝。什么纱都能用，只要其不会使粘性层缝合或弯曲即可。收缩由粘性层形成。线50有一些收缩是可以接受的，只要在受热时其不会使粘性层12缝合并弯曲即可。
如图2A和2B所示，复合体10中的粘性层12受热收缩。粘性层12可收缩到所需的程度。作为优选，粘性层12至少能在一个方向上收缩至少约10％，更为优选的是，粘性层12至少能在一个方向上收缩约10％到50％。作为优选，粘性层12可在机器方向及横向(或者是交叉方向)上能够收缩，并且更为优选的是粘性层12在这两个方向上至少能收缩约20％。当在至少的机器方向上收缩时，缝编点18之间的距离26减少。由于缝编点18之间的距离减少的量多于相邻两缝编点18之间线50的长度，因此线50向上卷起，并/或弯曲远离粘性层12的前面14和后面16。如图2A所示，线50可缝合并在粘性层12的前面14和后面16上形成多个弯曲或圈绒28。每一个圈绒28的高度或尺寸均取决于相邻两个缝编点18之间的初始距离以及粘性层12的收缩百分率。收缩的复合体中圈绒28的密度和数量取决于初始缝编密度、收缩比率以及收缩的方向。圈绒28能给复合体10带来织物柔软的手感。圈绒28还能给复合体10形成一个立体的织纹表面。如果这些线如图2B所示形成织纹或弯曲，那么这些圈绒的高度会降低。此时，纱线沿长度方向上形成扭曲或螺旋形圈绒。粘性层12内的垂直段70没有或者是几乎没有弯曲。
根据本发明的一个方面，缝编图案基本上覆盖粘性层12的后面。在粘性层12收缩后，由缝编线形成的圈绒28形成复合体的外表面，并且作为优选，圈绒28基本上覆盖住下面收缩的粘性层12。线50可包括多种颜色的纱线，这样就能收缩后形成所需的图案。作为优选，复合体10缝编的针距从大约每英寸3个到每英寸22个，并且每英寸的针数(CPI)从大约6个每英寸到24个每英寸。更为优选的是，复合体10缝编的针距从大约每英寸9个到每英寸22个，并且CPI从大约12个每英寸到24个每英寸。
根据本发明的另一个方面，粘性层12收缩从而会减少缝编点18周围孔的尺寸，从而将在缝编点18处将粘性层12连接到线50上。因此，圈绒28就锚固到收缩后的粘性层中，并使复合体10具有更高尺寸稳定性。
粘性层12一旦收缩，绒面复合体10就基本上成为一种不能伸展并且没有弹性的东西，当复合体10为1英寸宽8英寸长的长条形并且其受力为5lb/inch(磅/英寸)时，其应变大约小于20％。
复合体10可直接用来覆盖一个表面，或者是再进行进一步的处理，如层压到一个衬背层上(图中未示出)。此时，衬背层包括任何一种连接到复合体10上的层、复合结构或层压结构。粘性层12还可用来将复合体10连接到衬背层的表面上。此外，复合体10可浮饰从而在外表面上形成装饰图案。复合体10还可浮饰并连接和/或层压到一衬背层上。
根据本发明的一个方面，如图3所示，复合体10还可包含有一个或多个纤维层30，其与粘性层12接触或者是与其它纤维层接触。纤维层30可直接与前面14或后面16接触。作为优选，纤维层30可布置在粘性层12的顶上。此外，纤维层30在厚度和表面积上可小于、大于或等于收缩前的粘性层12。纤维层30以及粘性层12通过线50在缝编点18缝编起来。可用多个收缩性能不同的粘性层12来制造复合体10。纤维层30即可是能收缩的，也可是不能收缩的。适用于纤维层30的织物包括非织织物、纺织物、针织物或者是其它的缝编织物。在一实施例中，纤维层30包括10％到50％的低熔粘结剂。低熔粘结剂在受热时会熔化从而将纤维层30表面32的纤维粘结住。作为优选，低熔粘结剂的熔化温度与粘性层12的热缩温度相当。
特别适合的纤维层是纺带织物(液压针扎织物)，其中的纤维会因表面纤维拉入到下面的层体中而具有立体结构。该织物特别适用于在机器方向及横向缝合。与机械针扎织物相比，它们还能经针扎而减轻重量从而避免在收缩后重量太大。
如图3所示，在粘性层12收缩前，纤维层30基本平行于粘性层12，并且优选与前面或背面连续接触。如图4所示，在粘性层12收缩后，基本没有收缩或者是收缩少于粘性层12的纤维层30会弯曲离开粘性层12。这种弯曲类似于线50的弯曲并与之同时出现。相邻缝编点18之间纤维层30的弯曲会形成弯34。作为优选，纤维层30还在缝编点18处或其周围连接到粘性层12上从而提高复合体10的稳定性。此外，如上所述，由线50形成的圈绒28也通过粘性层12锚固固定。
本发明的一个重要方面在于线50和/或纤维层30的弯曲是由可热缩层受热收缩形成的，在本实施例中，该可热缩层就是粘性层12。
织纹复合体10可用下面的方法来制造。首先，选择一种合适的没有弹性的热缩粘性层12，并用一根或多根线50在多个缝编点18进行缝编。线50的收缩小于粘性层12，或者是该线50在受热时所产生的收缩力至少是小于粘性层。线50可按一种图案或者是同时按照两种或多种不同的图案缝编。缝编完后，使粘性层12受热在一个方向上而优选为两个方向上，收缩至少约10％到50％而优选为至少收缩约20％。根据本发明，粘性层12的收缩会形成一个没有弹性并且尺寸稳定的复合体10。
除了可收缩粘性层12之外，织纹复合体10还可包括一个或多个纤维层30。纤维层30优选为不能收缩，或者是其收缩小于粘性层12。纤维层30在布置上应与粘性层12的前面14或后面16接触。然后，在粘性层12收缩前，用线50将纤维层30在多个缝编点18处缝编到粘性层12上。作为优选，粘性层12与纤维层30一起缝编。作为选择，也可先用线50对粘性层12进行缝编，然后再将纤维层30和另一个粘性层12缝编上去。如果纤维层30包含有低熔粘结剂，那么该低熔粘结剂会在粘性层受热收缩时熔化，并将纤维粘结到纤维层的表面中。
例1：
所制备的复合体具有一层由市场买来的、厚度约为5.5mil(千分之一寸)的聚乙烯膜制成的可收缩粘性层。该粘性层在135℃下受热约10秒时在机器方向上的收缩系数约为2.1/1，在横向上的收缩系数为1.2/1。在冷却时，粘性层保持在其收缩后的尺寸上，并且其表面积大约为原始表面积的40％，其厚度约为14mil。将收缩后的片体在做成8英寸长1英寸宽的条体，那么其在受到5磅的拉力时，其拉伸小于约20％，通常约在3％到10％之间。
该粘性层用针距14的缝编机从两个条体按每英寸18针(cpi)进行缝编。前条体承载市场上买来的150丹尼尔暗聚酯丝，一导杆一丝，经针1，0/1，2，并且后条体承载220丹尼尔偏平光聚酯丝，一导杆一丝，相反经针1，2/1，0。织物的背面部分覆盖有向上露出的两上针脚，从而部分地露出聚乙烯。
为了使缝编的粘性层收缩，将缝编的复合体布置在一个桌架中并钉住从而在机器方向上收缩到约1.8/1，在横向上收缩到1.2/1。首先用热空气或热蒸气将温度升到110℃。此时没有收缩或变化，然后将温度升到135℃并持续30秒。样品收缩收紧并平整，从下面露出来的丝以横向每英寸17、长度方向每英寸32的频率完全覆盖收缩后的膜。该复合体在受到5磅/英寸拉力时在机器方向以及横向仅拉伸约5％。从下面及上面露出的缝编丝立起并形成3/4mm高的圈。从下面露出的丝则将粘性层的整个表面完全盖住。该产品在加热到80℃到130℃粘性剂没有熔化时很容易模制成型。即使在加热到140℃到150℃完全熔化时其还能轻易地制成三维的形状，其中只要将聚乙烯保留在一个表面如前表面上不要渗到背面中即可。
例2：
除了引入一层
Figure A20091020374300121
的8034聚乙烯非织织物外，其它与例1相同，该织物的重量为21gm/m2，其布置在可收缩粘性层上并朝着缝编织物的背面。该粘性层在缝编时看不到。例2的收缩及性能与例1类似，除了背面更富有织物感觉。
例3
除了前缝编条承载织纹尼龙280丹尼尔/68丝之外，其它与例1相同。用热空气或热蒸气将缝编的产品加热到110℃。如例1一样没有收缩，但织纹尼龙丝稍稍有些卷曲。当温度升到135℃时，该产品的收缩与例1完全一样。由220丹尼尔的扁平聚酯丝从背条所形成的圈绒与例1完全相同。由前面织纺尼龙条所形成的圈绒的高度小于例1，这些圈绒均为螺旋结构。
根据本发明的另一个实施例，层12是一种可收缩的但不是粘性的层。如图5-10所示，可在缝编过程中或者是缝编后，并且在缝合操作过程之前，期间或者是之后，在收缩层12上加上粘性层80。图5所示粘性层80沿着可收缩层12缝编。如图6所示，粘性层自己也能收缩并能随着可收缩层12在缝合时一起收缩。如图7所示，在可收缩层12缝合后，粘性层也可没有收缩或者是收缩得小于层12从而形成弯82。作为选择，可收缩层12也可在缝合后层压到或者是浮雕到复合体10上。此外，也可在缝合前将可收缩或者是不可收缩的粘性剂涂到可收缩层12上，并且在可收缩层12受热缝合时熔到可收缩层中。如图8-10所示，粘层剂可在复合体缝编并缝合之后喷到或涂到复合体的背面。
例4
除了在缝编前将可收缩聚酯织物布置到粘性层上(在粘性层的背面上)之外，其它与例3相同。该聚酯织物由两个经编条构成，该条由聚酯POY丝制备，该丝为155丹尼尔/34丝，每一条上按每导杆2根绞在20经编机上，并按1-0/2-3以及2-3/1-0的针脚图案以18CPI编织。
首先将图5所示的缝编复合体装到例1的框架上并加热到100℃。此时，只有编织的POY聚酯条收缩张紧在框架上，同时从上面和下面露出的丝如图7所示弯曲成弯，并且针之间的粘结片也会弯曲。织纹丝形成螺旋卷并且在该温度时仅仅稍向上弯曲。
将温度升到140℃。此时，织纹丝完全卷起并拉紧靠近织物的表面。扁平丝保持弯曲，粘性膜则如图6所示沿着POY编织层收缩拉平。
将温度升到190℃。此时，粘性剂熔到POY编织层背面上面的结构中。冷却的复合体具有一个弯曲的圈绒表面(背面)，以及一个富含粘性剂的背面侧(前面)。其在任何方向都能将尺寸稳定在8％的拉伸范围内。
例5：
用聚丙烯非织片
Figure A20091020374300131
来代替例4的可收缩POY织物，并去掉聚丙烯粘性膜，该非织片材重3.2盎司/平方码。复合体大约在150℃收缩。针孔封闭，并且复合体的尺寸稳定，但表面稳定性不够。如图10所示，将一薄层Minwax聚亚安酯涂到前面上，并在50℃烤炉中干燥一个小时。弯曲/膨胀后的丝非常表面稳定。该复合体在受载时的拉伸小于5％。
如上所述，本发明的许多实施例都能制出缝编缝合的复合体，其不用弹性片材或者是弹性的或可收缩的丝来缝合弯曲。这些复合体包含一主重片层，其布置在下面的多个层体中，这些层体在缝偏缝合后尺寸稳定非常平整。此外，这些缝编的产品能够永久地不可逆地模制和/或浮雕成产品，而不需在立起或弯曲的表面上涂抹强化或硬化剂。这些复合体非常适用于平整的场合或者是模制浮雕的场合，其中可层压也可不层压到背衬上，最终可用于地面、墙面或者是其它的装璜中等。
显然，上述公开的示例性实施例能够实现上述目的，本领域技术人员还能设计出其它的实施例并做出许多的变化。其中一种是，可收缩层部分由粘性剂、部分由非粘性剂构成。另一种变化是，可收缩粘性层在收缩后能随着其它新涂上的粘性剂而加大。第三种变化是，可收缩层可以是一种图案织物，其具有高收缩性区和低收缩区，由此可形成给定图案的弯曲表面。因此，所附的权利要求书旨在覆盖本发明构思和范围之内的所有变化和实施例。

Claims (19)

1、一种制造一复合体的方法，其包括
提供一可热缩层；
用纱线对可热缩层进行缝编，其中纱线的的可收缩性较可热缩层低；
使缝编后的可热缩层受热从而使所述的层收缩；以及
所述的收缩使缝编纱线从收缩层伸出从而形成弯。
2、如权利要求1的方法，其中提供可热缩层的步骤包括选择所述的层使之至少能在一个方向上收缩约10％到50％。
3、如权利要求2的方法，其中的可热缩层能在两个方向上收缩。
4、如权利要求1的方法，其中提供可热缩层的步骤包括选择所述的层使之至少能在一个方向上收缩至少约20％。
5、如权利要求4的方法，其中的可热缩层能在两个方向上收缩。
6、如权利要求1的方法，其中对可热缩层进行缝编的步骤包括按两个或多个不同的缝编图案进行缝编。
7、如权利要求1的方法，其中的复合体层压到一衬背层上。
8、如权利要求1的方法，其中的复合体浮雕到一衬背层上。
9、如权利要求1的方法，其进一步包括以下步骤：选择一纤维层，并将该纤维层与可热缩层缝编起来。
10、如权利要求9的方法，其中的纤维层包括非织纺带。
11、如权利要求9的方法，其中选择纤维层的步骤包括选择一种基本不能收缩的纤维层。
12、如权利要求9的方法，其中选择纤维层的步骤包括选择一种可收缩性较可热缩层低的纤维层。
13、如权利要求9的方法，其进一步包括由纤维层形成第二个圈绒。
14、如权利要求1的方法，其中的热缩层为粘性层。
15、如权利要求1的方法，其进一步包括以下步骤：提供一粘性层并且将该粘性层连接到热缩层上。
16、如权利要求15的方法，其中的粘性层能够收缩。
17、如权利要求15的方法，其中的粘性层基本不能收缩。
18、如权利要求14的方法，其中使缝编后的粘性层受热的步骤包括将缝编纱线连接到粘性层上。
19、如权利要求15的方法，其中使缝编后的粘性层受热的步骤包括将缝编纱线连接到粘性层上。
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