CN102985602B - 用于制造复合纱线的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于由两合成的纱线制造复合纱线的一种方法和一种设备。各纱线通过由一种聚合物熔体熔融纺丝两个单独的长丝束形成。其中一纱线在配属的各长丝冷却和成束以后抽拉并拉伸成一部分拉伸的纱线（POY）而第二纱线在配属的各长丝冷却和成束以后抽拉并拉伸成一完全拉伸的纱线（FDY）。在卷绕之前将两纱线结合成复合纱线。为了可以用尽可能少的机器使用制造复合纱线，按照本发明在挤出和冷却以后以一抽拉速度抽拉部分拉伸的纱线，该抽拉速度等于完全拉伸的纱线的一拉伸速度。这样，为拉伸完全拉伸的纱线，拉伸区的一最后的拉伸导丝辊可以直接配属于相邻的纺丝装置的其中一个喷丝嘴用以抽拉部分拉伸的纱线，其中，该拉伸导丝辊具有无台阶的导丝辊外套，用于共同引导两纱线。

Description

用于制造复合纱线的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用以由两合成的纱线制造一种复合纱线的方法，以及一种用以实施该方法的设备。
背景技术
在熔融纺丝过程中制造合成的纱线时，一般已知，根据纺丝速度和拉伸速度由聚合物材料例如聚酯制成的长丝具有不同的物理特性。这样按照速度的调整可以制造部分拉伸的纱绒或完全拉伸的纱线。在专业界中也作为“预取向纱线”(POY)已知的部分拉伸的纱线相对完全拉伸的纱线具有较小的结晶度并从而较高的延展度。也作为“全拉伸纱线”(FDY)已知的完全拉伸的纱线具有分子链的基本上完全的取向并且显示与之相应的较小的延展值。最近时期以来，增多利用熔体纺成的纱线的这些不同的物理特性，以便为纺织应用制造具有确定的纱线效应的复合纱线。在这方面，特别利用纱线由于不同的物理特性的不同的收缩性能，以便在一复合纱线中得到各结构效应，如膨松度。这样的复合纱线也作为所谓“双收缩纱线”(BSY)已知。为此在熔融纺丝过程中相互组合两纱线，其中各纱线具有很不同的收缩性能。通过两纱线的加强的涡流变形产生的复合纱线在一热处理中导致：相对拉紧的、具有高的收缩的长丝股，低收缩的长丝股从纱线结构以弯曲和线圈产生，从而产生一类似于变形工艺处理时的结构效应。
为了在制造合成的纱线时得到收缩性能上尽可能大的差异，例如由US 5 858 290已知用以制造一复合纱线的类属方法和类属的设备。在该已知的方法中和在该已知的设备中，两纱线并排纺成并彼此独立地通过各配属的导纱系统抽拉和拉伸。在两纱线拉伸以后将它们结合成复合材料。将各平行运行的导纱系统这样构成，使得产生一种部分拉伸的纱线和一种完全拉伸的纱线，将它们在拉伸以后组合成复合纱线。但在此各单独运行的导纱系统需要高的机器技术上的耗费。
但基本上在现有技术上中也已知其他的方法，例如在WO2006/094538描述的。在此，在快速纺丝以后通过一共同的抽拉导丝辊单元抽拉两纱线。在该方法中和在该设备中，通过不同的冷却系统实现在各纱线的物理特性上的基本的区别。但为了制造完全拉伸的纱线(FDY)，该已知方法和该已知设备是不适合的。就这方面只可有限地充分利用通过分子取向引起的各纱线中的物理区别。
发明内容
本发明的目的是，进一步构成类属的类型的用以由两合成的纱线制造复合纱线的方法和设备，使得能够以尽可能少的机器技术上的耗费制造一完全拉伸的纱线和一部分拉伸的纱线。
本发明的另一目的在于，提供一种用以制造复合纱线的方法和设备，其中，按选择可由一种部分拉伸纱线的和一种完全拉伸的纱线制造一种复合纱线或可由一完全拉伸的纱线制造单纱线。
按照本发明，通过一种按照本发明的方法和通过一种按照本发明的设备达到该目的。
用于由两合成的纱线制造复合纱线的方法，其中，各纱线通过由一种聚合物熔体熔融纺丝出两个单独的长丝束而形成，其中，将其中一纱线在配属的各长丝冷却和成束以后抽拉并拉伸成部分拉伸的纱线，其中，将另一纱线在配属的各长丝冷却和成束以后抽拉并拉伸成完全拉伸的纱线，并且其中，在卷绕之前将部分拉伸的纱线和完全拉伸的纱线结合成复合纱线；其特征在于，在挤出和冷却以后，以一抽拉速度抽拉所述部分拉伸的纱线，该抽拉速度等于完全拉伸的纱线的一拉伸速度。
用于实施按照本发明的用以由两合成的纱线制造复合纱线的方法的设备，所述设备具有：两个并排设置的、包括至少两个单独的喷丝嘴的纺丝装置；两个配属于纺丝装置的冷却装置；多个在冷却装置的下方设置的导丝辊，这些导丝辊构成用以拉伸其中一纱线的至少一个拉伸区；结合装置；和一卷绕装置；其特征在于，拉伸区的最后的拉伸导丝辊中的一个直接配属于相邻的纺丝装置的其中一个喷丝嘴，用以抽拉相邻的纱线，其中，拉伸导丝辊具有用于共同引导两纱线的无台阶的导丝辊外套。
本发明基于，为了制造一完全拉伸的纱线基本上通过速度差确定分子链的取向。就这方面也存在下述的可能性，以相同的速度差在不同的速度水平情况下制造完全拉伸的纱线。这样按照本发明完全拉伸的纱线的拉伸速度适配于部分拉伸的纱线的抽拉速度。
在相同的部分拉伸的纱线的抽拉速度和完全拉伸的纱线的拉伸速度情况下特别有利的是，在一拉伸导丝辊的圆周上共同引导两纱线。这样用于制造POY纱线的纺丝位置可以直接配属给用于制造FDY纱线的相邻的纺丝位置的拉伸区。完全不需要单独的导丝辊或转向辊以对POY纱线在其纺丝位置进行引导。由此，该方法变型方案是特别合适的，以便按选择制造一复合纱线或一单纱线。
为了得到在部分拉伸的纱线的各长丝与完全拉伸的纱线的各长丝之间的加强的不可松开的结合，优选采用下述的方法变型方案，其中，将部分拉伸的纱线在冷却和抽拉以后直接通过与完全拉伸的纱线的涡流变形结合成复合纱线。由此可以产生给出一不可松开的结合的机械编织。就这方面，复合纱线在熔融纺丝以后直接适合于进一步加工或进一步处理。
特别在制造复合纱线时降低的纺丝速度为了制造完全拉伸的纱线允许借助在拉伸导丝辊上的单次缠绕进行导纱。就这方面，该方法变型方案是特别有利的，其中，为了抽拉和/或为了拉伸，通过多个单次地被缠绕的导丝辊以S形或Z形纱线走向方向引导完全拉伸的纱线。这样通过多个小型的和短的导丝辊即使在多根纱线并排并行的引导的情况下也可以降低机器技术上的耗费。
为了虽然基于导丝辊被单次缠绕接触长度减小仍能够实现加强的热处理以便拉伸纱线，优选在一干燥的状态下或在一包括水含量<10％的湿润的状态下抽拉完全拉伸的纱线。因此，通过一所谓对浸渍处理的蒸馏可以避免热损失。通过各导丝辊外套提供的热能可以直接用于加热各长丝的聚合物材料。
按照本发明的设备这样达到该目的，即将拉伸区的一最后的拉伸导丝辊直接配属给相邻的纺丝装置的一喷丝嘴，用以抽拉部分拉伸的纱线，其中各拉伸导丝辊具有一无台阶的导纱辊外套，用以共同引导两纱线。因此为了制造复合纱线只需要一拉伸区，其基本上实施完全拉伸的纱线的拉伸。部分拉伸的纱线直接由拉伸区的一拉伸导丝辊抽拉。
按照本发明的设备的一有利的进一步构成，一结合装置在纱线走向中直接设置在配属于各纱线的拉伸导丝辊的下游，该结合装置构成为一涡流变形装置。就这方面，各纱线可以通过多个编织结点相互连接，其即使在引起收缩以后也确保各长线股保持在一起。
由于在合成的纱线的熔融纺丝中通常成组制造这些合成的纱线，从而必须同时并行将多根复合纱线绕成多个纱筒，这些合成的纱线优选经由一转向导丝辊引导，该转向导丝辊的轴基本上横向于卷绕装置的一筒管锭子定向。由此，各复合纱线向一卷绕装置的各个卷绕点上的一基本上水平定向的分配是可能的。就这方面，拉伸区可以直接设置在卷绕装置的上方。
拉伸区的各拉伸导丝辊在此优选设置成S形的或Z形的纱线走向，其中在纱线走向中各相邻的拉伸导丝辊可被反向驱动地构造，由此在各导丝辊的很紧凑的设置情况下单一的导纱是可能的。
对于将完全拉伸的纱线基本上在干燥的状态下向拉伸区供给的情况，优选采用设备变型方案，其中，一浸渍处理装置在一导出区域内配属于拉伸区，用于完全拉伸的纱线的浸渍处理。由此在复合纱线的结合之前可以施加为进一步处理需要的纱线湿润。
附图说明
以下借助几个实施例参照附图更详细地说明为制造一复合纱线按照本发明的方法和按照本发明的设备。其中：
图1示意示出用以实施按照本发明的方法的按照本发明的设备的一第一实施例，
图2示意示出用以实施按照本发明的方法的按照本发明的设备的另一实施例，并且
图3示意示出用以实施按照本发明的方法的按照本发明的设备的又一实施例。
具体实施方式
图1中示意示出用以实施按照本发明的方法的按照本发明的设备一第一实施例。该实施例具有两个纺丝装置1.1和1.2，它们并排设置。纺丝装置1.1和1.2在该实施例中相同地构成。在一长形的纺丝箱体3.1和3.2上保持多个成排设置的喷丝嘴4.1和4.2。纺丝箱体3.1和3.2垂直于图平面延伸，从而图1中分别只示出一个纺丝点，该纺丝点包括两个纺丝装置1.1和1.2的相邻的喷丝嘴4.1和4.2。在纺丝箱体3.1和3.2的上侧分别设置一个纺丝泵2.1和2.2，它们共同经由一熔体进口29连接于一在这里未示出的挤出机或另一熔体源。纺丝泵2.1和2.2分别构成为多级泵并且经由各一个在纺丝箱体3.1和3.2内设置分配系统连接于喷丝嘴4.1和4.2。纺丝泵2.1和2.2彼此独立地被驱动和且因此能够以不同的速度运行。
在纺丝箱体3.1和3.2的下面设置两个单独的冷却装置6.1和6.2，通过这两个冷却装置彼此独立地冷却从喷丝嘴4.1和4.2中挤出的长丝束5.1和5.2。冷却装置6.1和6.2在该实施例中对于每一喷丝嘴4.1和4.2分别具有一个冷却圆筒7.1和7.2，冷却圆筒保持在吹风室8.1和8.2中。分别将外界空气导入吹风室8.1和8.2中，冷却空气经由冷却圆筒7.1和7.2的通气的壁通向长丝束5.1和5.2的新挤出的长丝。
在这方面应该明确提到，所示的冷却装置6.1和6.2只是示例性的。基本上可以利用包括用以冷却各长丝的多个分开的吹风室或排式横流吹风的各结构变型方案。此外，冷却装置6.1和6.2也可以不同地构造。
在冷却装置6.1和6.2的出口侧上分别构成一冷却井筒9.1和9.2。在冷却井筒6.1和6.2中分别设置一个集束导纱器28.1和28.2，其构成用于各挤出的长丝5.1或5.2的一会聚点。
在冷却装置6.1和6.2的下方设置包括用于其中一纱线的抽拉和拉伸的导纱系统的拉伸区10。拉伸区10在该实施例中配属于纺丝装置1.1，其中，一第一抽拉导丝辊12直接配属于喷丝嘴4.1，以便从喷丝嘴4.1中抽拉长丝束5.1。多个拉伸导丝辊设置在抽拉导丝辊12的下游，其中在该实施例中示出总共五个拉伸导丝辊11.1至11.5。优选作为具有反向被驱动的导丝辊的导丝辊对运行拉伸导丝辊11.1和11.2以及拉伸导丝辊11.2和11.3，以便在拉伸导丝辊11.2与11.3之间以一级完全拉伸长丝束。拉伸导丝辊11.1和11.2成对反向被驱动并且由纱线成S形缠绕。就这方面以基本上相同的圆周速度驱动拉伸导丝辊11.1和11.2。与之相应地，拉伸导丝辊11.3和11.4同样被反向驱动，以便能够实现一S形的纺纱流程。
拉伸区10的最后的拉伸导丝辊11.5这样侧面位错于拉伸导丝辊11.1至11.4设置，使得拉伸导丝辊11.5与相邻的喷丝嘴在这种情况下即喷丝嘴4.2的中垂线相切。因此通过拉伸导丝辊11.5可以另外从喷丝嘴4.2中抽拉长丝束5.2。将共同通过该拉伸导丝辊引导的纱线15和16紧接着共同通过一涡流变形装置17引导，在该涡流变形装置中通过压缩空气这样涡流变形两多丝的纱线15和16，使得以规则的间距形成各编织结点。涡流变形装置17为此设置在拉伸导丝辊11.5与一接着的转向导丝辊13之间。转向导丝辊13设置在一卷绕装置19的端侧上。基本上横向于在卷绕装置19中设置的筒管锭子21.1和21.2设置转向导丝辊13的轴，从而将复合纱线基本上通过一水平的分配引导至卷绕点。
在图1所示的实施例中，纺丝装置1.1和1.2总共具有五个并排设置的喷丝嘴，以便同时制造五根复合纱线。就这方面，卷绕装置19具有五个卷绕点20.1至20.5，在这些卷绕点中将各复合纱线18分别绕成一纱筒23。卷绕点20.1至20.5相同地构造并且分别具有一转向辊24和一往复单元25。各纱筒23在此同时卷绕在一筒管锭子21.1或21.2上，其悬伸地保持在一筒管转塔22上并且交替地引导至一运行区域和一交换区域。为了将各复合纱线存放到各相应的纱筒23上，设置一压紧辊26，该压紧辊贴紧各纱筒23的圆周。筒管转塔22和压紧辊26可移动地保持于一机架27中。
为了将挤出的长丝束5.1和5.2结合成一纱线，设置两个单独的浸渍处理装置14.1和14.2。浸渍处理装置14.1在一纱线走向中设置在拉伸导丝辊11.5与11.4之间。而浸渍处理装置14.2直接配属给冷却井筒9.2的出口。
在图1所示的实施例中，经由纺丝装置1.1和接着的拉伸区10产生一完全拉伸的纱线(FDY)。为此，从一聚合物熔体例如一聚酯中通过喷丝嘴4.1挤出一长丝束5.1。纺丝速度或抽拉导丝辊12的抽拉速度对此可以处在500至1000m/min的范围内。在继续的延伸中，通过拉伸导丝辊11.1至11.5引导长丝束5.1，这些拉伸导丝辊分别具有加热的导丝辊外套。对此，在各拉伸导丝辊之间调整出一速度差，以便以一圆周速度运行最后的拉伸导丝辊11.5，该圆周速度可以处在3000至4000m/min的范围内。在绕到最后的拉伸导丝辊11.5上之前，将长丝束5.1结合成完全拉伸的纱线16。拉伸导丝辊11.5具有一不分级的导丝辊外套，从而在导丝辊外套的每一圆周区域内产生相同的圆周速度。就这方面，长丝束5.2以在3000至4000m/min的范围内的抽拉速度在喷丝嘴4.2中被抽拉。在绕到拉伸导丝辊11.5上之前将长丝束通过浸渍处理装置14.2结合成部分拉伸的纱线15。在从拉伸导丝辊11.5上导出以后将完全拉伸的纱线16和部分拉伸的纱线15共同通过一涡流变形装置17的一涡流变形通道引导并且借助于压缩空气相互连结成复合纱线18。紧接着将复合纱线18卷绕成纱筒23。
为了制造复合纱线，经由一在这里未示出的熔体源提供一聚合物熔体例如一聚酯或一聚酰胺，其通过纺丝泵2.1和2.2引导至喷丝嘴4.1和4.2。在此，纺丝泵2.1和2.2在其输送能力方面匹配于分别选择的纺丝速度或抽拉速度。这样，可以分别借助在各纺丝泵上的输送能力的单独的调整实施用于制造FDY纱线的纺丝点和POY纱线的纺丝点。
此外，存在下述的可能性，通过喷丝嘴4.1和4.2的喷嘴板的构造分开选择长丝束5.1和5.2的长丝的数量和横截面。这样，在部分拉伸的纱线与完全拉伸的纱线之间也可以实现确定的质量比。
图1中所示的按照本发明的设备的实施例可以用尤其是在拉伸区内特别少的机器使用实现。这样，通过以单次缠绕导纱首先可能的是，实施很短的导丝辊外套。即使在纱线较大数量同时制造时也可以避免较长悬伸的导丝辊外套。
按照本发明的设备按图1的实施例的另一基本的优点在于，可以这样运行该实施例，即只开动纺丝装置1.1。在这种情况下，产生完全拉伸的纱线并卷绕成纱筒。纺丝装置1.2可以在不做其他的改动的情况下被关掉。
图2中示意示出用以实施按照本发明的方法的按照本发明的设备的另一实施例。按图2的实施例基本上与按图1的实施例相同，从而在这方面只说明其区别而另外参照上述描述。
在图2所示的实施例中，冷却装置6.1和6.2不同地构造，以便得到用于构成长丝束5.1和5.2上的分子结构的不同的冷却效果。这样，冷却装置6.2在出口侧上具有一冷却管30，其直接连接在冷却圆筒7.2的下侧上。冷却管30在进口侧上成漏斗形以一最窄的横截面构成，以便加速冷却空气流动。为了得到长丝束的一尽可能无应力的冷却以便构成一部分拉伸的纱线，这种方式的冷却是特别合适的。这样的效果允许特别较高的在4000m/min以上的抽拉速度，否则该速度为了构成部分拉伸的纱线15是不被许可的。这样，例如可以以一在4500m/min范围内的速度抽拉部分拉伸的纱线15。
相邻的纺丝装置1.1为了制造FDY纱线与上述实施例相同地构成，其中，浸渍处理装置14.1在这种情况下设置在拉伸区10的前面。拉伸区10在该实施例中通过多个拉伸导丝辊11.1至11.5构成，它们构成两个导丝辊对，以便能够实现纱线16的多次缠绕。然后在拉伸区10的出口侧上，两纱线15和16通过拉伸导丝辊11.5共同引导并且导入涡流变形装置17中。
为了在拉伸完全拉伸的纱线16时得到较高的速度，图2中所示的实施例因此是有用的。
在这方面应该明确地提到，也可以这样运行图1和2中所示的实施例，即每一纺丝装置1.1和1.2彼此独立地连接于各一个单独的熔体源。由此，也可以利用不同的聚合物或聚合物组成，以便制造一部分拉伸的纱线和一完全拉伸的纱线。
图3中示意示出用以实施按照本发明的方法的按照本发明的设备另一实施例。按图3的实施例基本上与按图1的实施例相同，从而在这方面只说明其区别而另外参照上述描述。
在图3所示的实施例中，将在纺丝装置1.1下方设置的拉伸区10用于从并排设置的纺丝装置1.1和1.2中抽拉两纱线15和16。
为此，位错于前置的拉伸导丝辊对11.1和11.2设置拉伸导丝辊对11.3和11.4，以便拉伸导丝辊11.3同时接纳从纺丝装置1.2中抽拉的纱线15并且与纱线16同时由接着的导丝辊11.4和11.5以及13引导。由此，特别也可以在部分拉伸的纱线15上在拉伸导丝辊11.3和11.4上实施热处理。
经由导丝辊13、11.1和11.2抽拉并紧接着在导丝辊11.2与11.3之间拉伸纱线16。
在拉伸以后将两纱线15和16同时在拉伸导丝辊11.4与导丝辊11.5之间通过一浸渍处理装置14.1用流体润湿并且紧接着以一在导丝辊11.5与导丝辊13之间的纱线段连结成一复合纱线18。为此在一涡流变形装置17中结合纱线15和16。
在图3所示的实施例中也存在下述的可能性，即浸渍处理装置14.1具有多个处理站，它们可以直接设置在冷却井筒9.1或9.2的下方。
此外，存在下述的可能性，即在拉伸区10前面设置其他的涡流变形装置，以便在纱线15和16上实施预涡流变形。
附图标记列表
1.1，1.2    纺丝装置
2.1，2.2    纺丝泵
3.1，3.2    纺丝箱体
4.1，4.2    喷丝嘴
5.1，5.2    长丝束
6.1，6.2    冷却装置
7.1，7.2    冷却圆筒
8.1，8.2    吹风室
9.1，9.2    冷却井筒
11.1…11.5  拉伸导丝辊
12          抽拉导丝辊
13          转向导丝辊
14.1，14.2  浸渍处理装置
15          部位拉伸的纱线(POY)
16          完全拉伸的纱线(FDY)
17          涡流变形装置
18          复合纱线
19          卷绕装置
20.1…20.5  卷绕点
21.1…21.2  筒管锭子
22          筒管转塔
23          纱筒
24          转向辊
25          往复单元
26          压紧辊
27          机架
28.1，28.2  集束导纱器
29          熔体进口
30          冷却管

Claims (10)

1.用于由两合成的纱线制造复合纱线的方法，其中，各纱线通过由一种聚合物熔体熔融纺丝出两个单独的长丝束而形成，其中，将其中一纱线在配属的各长丝冷却和成束以后抽拉并拉伸成部分拉伸的纱线(POY)，其中，将另一纱线在配属的各长丝冷却和成束以后抽拉并拉伸成完全拉伸的纱线(FDY)，并且其中，在卷绕之前将部分拉伸的纱线和完全拉伸的纱线结合成复合纱线；其特征在于，在挤出和冷却以后，以一抽拉速度抽拉所述部分拉伸的纱线，该抽拉速度等于完全拉伸的纱线的一拉伸速度。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，将部分拉伸的纱线在冷却以后和完全拉伸的纱线在拉伸以后共同在拉伸导丝辊的圆周上引导。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将部分拉伸的纱线在冷却和抽拉以后直接通过与完全拉伸的纱线的涡流变形结合成复合纱线。
4.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了进行抽拉和/或拉伸，通过多个单次被缠绕的导丝辊以S形或Z形的纱线走向引导完全拉伸的纱线。
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，在一干燥的状态下或在一包括水含量<10％的湿润的状态下抽拉完全拉伸的纱线。
6.用于实施按照权利要求1至5之一项所述的用以由两合成的纱线制造复合纱线的方法的设备，所述设备具有：两个并排设置的、包括至少两个单独的喷丝嘴(4.1，4.2)的纺丝装置(1.1，1.2)；两个配属于纺丝装置(1.1，1.2)的冷却装置(6.1，6.2)；多个在冷却装置(6.1、6.2)的下方设置的导丝辊(11.1至11.5)，这些导丝辊构成用以拉伸其中一纱线(16)的至少一个拉伸区(10)；结合装置(17)；和一卷绕装置(19)；其特征在于，拉伸区(10)的最后的拉伸导丝辊(18.5)中的一个直接配属于相邻的纺丝装置(1.2)的其中一个喷丝嘴(4.2)，用以抽拉相邻的纱线(15)，其中，拉伸导丝辊(11.5)具有用于共同引导两纱线的无台阶的导丝辊外套。
7.按照权利要求6所述的设备，其特征在于，所述结合装置(17)在纱线走向中在拉伸导丝辊(11.5)下游设置并且所述结合装置通过涡流变形装置(17)构成。
8.按照权利要求7所述的设备，其特征在于，在卷绕装置(19)与涡流变形装置(17)之间设置转向导丝辊(13)，所述转向导丝辊的轴基本上横向于卷绕装置(19)的筒管锭子(21.1，21.2)定向。
9.按照权利要求6至8之一项所述的设备，其特征在于，将拉伸区(10)的拉伸导丝辊(11.1-11.5)设置成一S形或Z形的纱线走向，其中，在纱线走向中相邻的拉伸导丝辊(11.1-11.4)能被反向驱动地构造。
10.按照权利要求6至8之一项所述的设备，其特征在于，为拉伸区(10)在一导出区域内配属浸渍处理装置(14.1)，用于浸渍处理完全拉伸的纱线(16)。
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