CN105216086A - 一种低醛中密度纤维板的生产方法 - Google Patents

一种低醛中密度纤维板的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低醛中密度纤维板的制作方法,属于木材资源利用技术领域。低醛中密度纤维板的生产方法,其生产的工艺步骤包括:原料削片—除杂筛选—蒸煮—施蜡热磨—施胶干燥—铺装热压—成品。本发明利用木材加工的剩余物包括板条、废单板等生产低醛中密度纤维板,变废为宝,有效的实现了木材资源的充分利用;生产中密度纤维板所用的低醛脲醛树脂胶黏剂甲醛残余量低,而且有良好的耐水性以及较强的粘结强度;用该胶黏剂生产得到的中密度纤维板甲醛残余量低,降低了对人体健康的伤害,粘结力强;而且具有良好的防潮防水性能,板的内部结构均匀,密度适中,尺寸稳定性好,质量稳定,使用寿命长。

Description

一种低醛中密度纤维板的生产方法
技术领域
本发明涉及一种低醛中密度纤维板的制作方法,属于木材资源利用技术领域。
背景技术
密度板也称纤维板,是以木质纤维或其他植物纤维为原料,施加脲醛树脂或其他适用的胶粘剂制成的人造板材。按其密度的不同,分为高密度板、中密度板和低密度板。
密度板由于质软耐冲击,也容易再加工,在国外是制作家私的一种良好材料,但由于国家关于高密度板的标准比国际标准低数倍,所以,密度板在我国的使用质量还有待提高。中密度纤维板,是密度板的一种,它是以木质纤维或其他植物纤维为原料,经打碎、纤维分离、干燥后施加服醛树脂或其他适用的胶粘剂,再经热压后制成的一种人造板材,其密度一般在O.5—O.8克/厘米3范围,厚度一般为3—30毫米。中密度纤维板可以生产从几毫米到几十毫米厚板材,可以代替任意厚度的木板、方材,且具有良好的机械加工性能,锯切、钻孔、开槽、砂光加工和雕刻,板的边缘可按任何形状加工,加工后表面光滑。中密度纤维板具有质地细密、结构均匀、力学性能好,以及加工性能优异等特点,由于中密度纤维板性能优良,且是木材综合利用、合理利用的有效途径,因此,中密度纤维板是目前最有发展前途的产品之一。
中密度纤维板纤维组织均匀,纤维间的胶合强度高,故它的静曲强度、平面抗拉强度、弹性模数好。但握螺钉力等比刨花板弱,因为中纤板是原木磨成纤维,完全改变了木材的结构;且吸湿、吸水性能、厚度膨胀率较高。中密度纤维板大多采用普通脲醛树脂作为胶黏剂,普通脲醛树脂胶黏剂甲醛残余量较高,这将导致大量甲醛放出,甲醛对人体的鼻粘膜、视网膜、呼吸道及肝脏都有刺激作用,长期在15×10-3mg/L的高浓度甲醛含量的环境中工作和生活,会出现过敏、头晕、易疲劳、呕吐等甲醛中毒症状,严重者会致病,甚至致癌。因此消除和降低甲醛危害对保护人们的身体健康很重要。现有的中密度纤维板存在防潮性较差,吸收水份后膨胀系数较大、握钉力较差,用胶量较大,甲醛残余量较高,在一定程度上环保系数低等问题。随着人们生活水平的提高,对板材的性能要求也越来越高,特别是直接影响着人类身体健康的甲醛释放量;因此,降低中密度纤维板中的甲醛残余量,提高纤维板的性能,保证产品的质量,是人们不断探究的课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用木材加工的剩余物包括板条、废单板等生产低醛中密度纤维板的方法,通过本发明的生产得到的中密度纤维板甲醛残余量低,而且具有良好的防潮性能,板的内部结构均匀,密度适中,尺寸稳定性好,质量稳定,使用寿命长。
为实现本发明的目的,本发明采用如下技术方案:
一种低醛中密度纤维板的生产方法,其特征在于,具体步骤如下:
(1)原料削片:将木材加工的剩余物包括板条、废单板送入传送链,进入鼓式削片机削成片,得到木片;
(2)除杂筛选:利用磁铁装置,清除混在木片中的金属物,通过筛选机筛选木片,除去碎屑,并将过大木片分离出来,得到均匀的木片,用水洗设备对木片进行清洗,去除木片中所含的泥石、沙子和其它杂质;
(3)蒸煮:将步骤(2)中得到的木片放入立式蒸煮缸进行蒸煮,在立式蒸煮缸中,木片在温度为130-140℃的饱和蒸汽下蒸煮软化,蒸煮时间为为4-6分钟;
(4)施蜡热磨:将液蜡施加于蒸煮后的木片上,施蜡量为蒸煮后的木片重量的0.5%-1%;然后用热磨机将木片进行研磨,使木片在高速旋转的磨片中分离成纤维,得到含有石蜡的纤维浆料;
(5)施胶干燥:按照每立方米纤维浆料施加130-150kg低醛脲醛树脂胶黏剂的施胶量,用低醛脲醛树脂胶黏剂对纤维浆料进行施胶;用干燥机将纤维浆料进行干燥,使含水率降到6%-10%;
(6)铺装热压:将纤维通过网带进行铺装,边铺装边预压边切削成毛坯板,将成型的毛坯板经过装板机,送入热压机,对毛坯板进行热压;热压温度为:150-170℃,热压压力为2.5-3.5MPa,热压后通过卸板机送入传送过程;
(7)将热压出的毛坯板进行冷却,使板的温度降到60℃以下,然后再经过横顺锯形成半成品板;在经过陈放、砂光、检验后得到成品。
上述步骤(5)中的低醛脲醛树脂胶黏剂的制备方法为:在反应釜中加入甲醛溶液,用NaOH溶液调节pH值为7.5~8.0,加入甲醛溶液重量O.5%~0.7%的糖醇,加入甲醛溶液重量12%~15%的尿素,在41~45min内加完,将温度从常温升至53~56℃,保温反应45~50min;之后,反应液加入甲酸溶液,调节反应液pH为4.2~5.2,加入甲醛溶液重量24%~26%的尿素35~40min内加完,再加入甲醛溶液重量3%-6%的氧化木薯淀粉,升温反应液至78~83℃,保温反应90~95min;最后,用NaOH溶液调节pH至8.0~8.5,反应温度降至60~70℃,加入甲醛溶液重量35%~40%的尿素,40~45min内加完,再加入甲醛重量0.4%~0.6%的三聚氰胺,反应85~90min,降温至室温,充分反应后可以用过滤的方法将多余的尿素过滤掉,加入脲醛树脂重量0.1%~0.5%的硫酸铵作为固化剂进行调胶,再加入甲醛溶液重量的2%~4%的草木灰和甲醛溶液重量的13%~16%的膨润土作为填料,即可得到低醛脲醛树脂胶黏剂。
上述的低醛脲醛树脂胶黏剂的制备方法中,所述氧化木薯淀粉的制备方法为:将木薯淀粉和水按照木薯淀粉:水的重量比为1:4-6的比例置于反应釜中,搅拌均匀,搅拌加热使温度达到50-55℃,然后加入木薯淀粉重量1.4%-1.7%、3mol/L的H2S04以及质量分数为5%、木薯淀粉重量0.015-0.02%的KMn04溶液,搅拌,并保持50-55℃的温度反应一个小时以上直至溶液的颜色变为乳白色,停止反应,得到氧化淀粉乳液,将制得的氧化淀粉乳液用滤膜洗涤,离心,得到乳白色固体,将乳白色固体在40-50℃中干燥2-3h,至水分完全挥发,制得氧化木薯淀粉。
与现有技术相比,本发明产生的积极效果是:
1、本发明生产中密度纤维板所用的胶黏剂为低醛脲醛树脂胶黏剂,其制备采用一次加入甲醛,三次加入尿素的方法,甲醛单体几乎或者完全反应,所得脲醛树脂甲醛残留量低,且在合成脲醛树脂时加入糖醇、三聚氰胺作为改性剂,能有效地提高脲醛树脂的耐水性、耐酸、耐碱性能以及粘结强度;在胶液调制搅拌混合过程中加入固化剂能够促进脲醛树脂胶黏剂的交联固化,促进反应进行。加入膨润土作为填料,不仅可以稀释胶黏剂主要成分的分量,降低生产成本,还能降低脲醛树脂固化时的收缩率,避免脲醛树脂固化时产生裂纹;加入草木灰作为除酸剂,降低胶层中酸的浓度,既可改善耐老化性能,又可提高耐水性。
2、本发明在制备低醛脲醛树脂胶黏剂时加入了氧化木薯淀粉,用KMn04溶液氧化后的木薯淀粉是含有醛基或羧基分子结构为主的变性淀粉,利用氧化后所形成的羧基与脲醛树脂中的羟甲基发生反应,来提高脲醛树脂的胶接强度;同时氧化淀粉中的羧基还可以与脲醛树脂中未反应完全的甲醛发生反应,降低脲醛树脂中游离甲醛的含量,也可以间接的降低所制备的中密度纤维板的甲醛释放量。
3、本发明利用木材加工的剩余物包括板条、废单板等生产低醛中密度纤维板,变废为宝,有效的实现了木材资源的充分利用;本发明生产中密度纤维板所用的低醛脲醛树脂胶黏剂甲醛残余量低,而且有良好的耐水性以及较强的粘结强度;用该胶黏剂生产得到的中密度纤维板甲醛残余量低,降低了对人体健康的伤害,粘结力强;本发明在生产低醛中密度纤维板的过程中加入了液体石蜡,而且先将液蜡施加于蒸煮后的木片上然后再进行热磨,能使石蜡均匀的分散于得到的纤维浆料中,加入液体石蜡作为防水剂,能大大提高纤维板的防水性能。本发明生产得到的低醛中密度纤维板甲醛残余量低,具有良好的防潮防水性能,板的内部结构均匀,密度适中,尺寸稳定性好,质量稳定,使用寿命长。
具体实施方式
实施例l
一种低醛中密度纤维板的生产方法,具体步骤如下:
(1)原料削片:将木材加工的剩余物包括板条、废单板送入传送链,进入鼓式削片机削成片,得到木片;
(2)除杂筛选:利用磁铁装置,清除混在木片中的金属物,通过筛选机筛选木片,除去碎屑,并将过大木片分离出来,得到均匀的木片,用水洗设备对木片进行清洗,去除木片中所含的泥石、沙子和其它杂质;
(3)蒸煮:将步骤(2)中得到的木片放入立式蒸煮缸进行蒸煮,在立式蒸煮缸中,木片在温度为130℃的饱和蒸汽下蒸煮软化,蒸煮时间为为6分钟;
(4)施蜡热磨:将液蜡施加于蒸煮后的木片上,施蜡量为蒸煮后的木片重量的0.5%;然后用热磨机将木片进行研磨,使木片在高速旋转的磨片中分离成纤维,得到含有石蜡的纤维浆料;
(5)施胶干燥:按照每立方米纤维浆料施加130-150kg低醛脲醛树脂胶黏剂的施胶量,用低醛脲醛树脂胶黏剂对纤维浆料进行施胶;用干燥机将纤维浆料进行干燥,使含水率降到6%-10%;
(6)铺装热压:将纤维通过网带进行铺装,边铺装边预压边切削成毛坯板,将成型的毛坯板经过装板机,送入热压机,对毛坯板进行热压;热压温度为:150-170℃,热压压力为2.5-3.5MPa,热压后通过卸板机送入传送过程;
(7)将热压出的毛坯板进行冷却,使板的温度降到60℃以下,然后再经过横顺锯形成半成品板;在经过陈放、砂光、检验后得到成品。
上述步骤(5)中的低醛脲醛树脂胶黏剂的制备方法为:在反应釜中加入甲醛溶液,用NaOH溶液调节pH值为7.5~8.0,加入甲醛溶液重量O.5%的糖醇,加入甲醛溶液重量12%的尿素,在41min内加完,将温度从常温升至53~56℃,保温反应45min;之后,反应液加入甲酸溶液,调节反应液pH为4.2~5.2,加入甲醛溶液重量24%的尿素35min内加完,再加入甲醛溶液重量3%%的氧化木薯淀粉,升温反应液至78~83℃,保温反应90min;最后,用NaOH溶液调节pH至8.0~8.5,反应温度降至60~70℃,加入甲醛溶液重量40%的尿素,40min内加完,再加入甲醛重量0.4%的三聚氰胺,反应90min,降温至室温,充分反应后可以用过滤的方法将多余的尿素过滤掉,加入脲醛树脂重量0.1%的硫酸铵作为固化剂进行调胶,再加入甲醛溶液重量的2%的草木灰和甲醛溶液重量的16%的膨润土作为填料,即可得到低醛脲醛树脂胶黏剂。
上述的低醛脲醛树脂胶黏剂的制备方法中,所述氧化木薯淀粉的制备方法为:将木薯淀粉和水按照木薯淀粉:水的重量比为1:4的比例置于反应釜中,搅拌均匀,搅拌加热使温度达到50-55℃,然后加入木薯淀粉重量1.4%、3mol/L的H2S04以及质量分数为5%、木薯淀粉重量0.015的KMn04溶液,搅拌,并保持50-55℃的温度反应一个小时以上直至溶液的颜色变为乳白色,停止反应,得到氧化淀粉乳液,将制得的氧化淀粉乳液用滤膜洗涤,离心,得到乳白色固体,将乳白色固体在50℃下干燥2h,至水分完全挥发,制得氧化木薯淀粉。
实施例2
一种低醛中密度纤维板的生产方法,具体步骤如下:
(1)原料削片:将木材加工的剩余物包括板条、废单板送入传送链,进入鼓式削片机削成片,得到木片;
(2)除杂筛选:利用磁铁装置,清除混在木片中的金属物,通过筛选机筛选木片,除去碎屑,并将过大木片分离出来,得到均匀的木片,用水洗设备对木片进行清洗,去除木片中所含的泥石、沙子和其它杂质;
(3)蒸煮:将步骤(2)中得到的木片放入立式蒸煮缸进行蒸煮,在立式蒸煮缸中,木片在温度为135℃的饱和蒸汽下蒸煮软化,蒸煮时间为为5分钟;
(4)施蜡热磨:将液蜡施加于蒸煮后的木片上,施蜡量为蒸煮后的木片重量的0.75%;然后用热磨机将木片进行研磨,使木片在高速旋转的磨片中分离成纤维,得到含有石蜡的纤维浆料;
(5)施胶干燥:按照每立方米纤维浆料施加130-150kg低醛脲醛树脂胶黏剂的施胶量,用低醛脲醛树脂胶黏剂对纤维浆料进行施胶;用干燥机将纤维浆料进行干燥,使含水率降到6%-10%;
(6)铺装热压:将纤维通过网带进行铺装,边铺装边预压边切削成毛坯板,将成型的毛坯板经过装板机,送入热压机,对毛坯板进行热压;热压温度为:150-170℃,热压压力为2.5-3.5MPa,热压后通过卸板机送入传送过程;
(7)将热压出的毛坯板进行冷却,使板的温度降到60℃以下,然后再经过横顺锯形成半成品板;在经过陈放、砂光、检验后得到成品。
上述步骤(5)中的低醛脲醛树脂胶黏剂的制备方法为:在反应釜中加入甲醛溶液,用NaOH溶液调节pH值为7.5~8.0,加入甲醛溶液重量O.6%的糖醇,加入甲醛溶液重量13%的尿素,在43min内加完,将温度从常温升至53~56℃,保温反应48min;之后,反应液加入甲酸溶液,调节反应液pH为4.2~5.2,加入甲醛溶液重量25%的尿素38min内加完,再加入甲醛溶液重量5%的氧化木薯淀粉,升温反应液至78~83℃,保温反应93min;最后,用NaOH溶液调节pH至8.0~8.5,反应温度降至60~70℃,加入甲醛溶液重量38%的尿素,43min内加完,再加入甲醛重量0.5%的三聚氰胺,反应87min,降温至室温,充分反应后可以用过滤的方法将多余的尿素过滤掉,加入脲醛树脂重量0.3%的硫酸铵作为固化剂进行调胶,再加入甲醛溶液重量的3%的草木灰和甲醛溶液重量的14%的膨润土作为填料,即可得到低醛脲醛树脂胶黏剂。
上述的低醛脲醛树脂胶黏剂的制备方法中,所述氧化木薯淀粉的制备方法为:将木薯淀粉和水按照木薯淀粉:水的重量比为1:5的比例置于反应釜中,搅拌均匀,搅拌加热使温度达到50-55℃,然后加入木薯淀粉重量1.5%、3mol/L的H2S04以及质量分数为5%、木薯淀粉重量0.017%的KMn04溶液,搅拌,并保持50-55℃的温度反应一个小时以上直至溶液的颜色变为乳白色,停止反应,得到氧化淀粉乳液,将制得的氧化淀粉乳液用滤膜洗涤,离心,得到乳白色固体,将乳白色固体在45℃干燥箱中干燥2.5h,至水分完全挥发,制得氧化木薯淀粉。
实施例3
一种低醛中密度纤维板的生产方法,步骤如下:
(1)原料削片:将木材加工的剩余物包括板条、废单板送入传送链,进入鼓式削片机削成片,得到木片;
(2)除杂筛选:利用磁铁装置,清除混在木片中的金属物,通过筛选机筛选木片,除去碎屑,并将过大木片分离出来,得到均匀的木片,用水洗设备对木片进行清洗,去除木片中所含的泥石、沙子和其它杂质;
(3)蒸煮:将步骤(2)中得到的木片放入立式蒸煮缸进行蒸煮,在立式蒸煮缸中,木片在温度为140℃的饱和蒸汽下蒸煮软化,蒸煮时间为为4分钟;
(4)施蜡热磨:将液蜡施加于蒸煮后的木片上,施蜡量为蒸煮后的木片重量的1%;然后用热磨机将木片进行研磨,使木片在高速旋转的磨片中分离成纤维,得到含有石蜡的纤维浆料;
(5)施胶干燥:按照每立方米纤维浆料施加130-150kg低醛脲醛树脂胶黏剂的施胶量,用低醛脲醛树脂胶黏剂对纤维浆料进行施胶;用干燥机将纤维浆料进行干燥,使含水率降到6%-10%;
(6)铺装热压:将纤维通过网带进行铺装,边铺装边预压边切削成毛坯板,将成型的毛坯板经过装板机,送入热压机,对毛坯板进行热压;热压温度为:150-170℃,热压压力为2.5-3.5MPa,热压后通过卸板机送入传送过程;
(7)将热压出的毛坯板进行冷却,使板的温度降到60℃以下,然后再经过横顺锯形成半成品板;在经过陈放、砂光、检验后得到成品。
上述步骤(5)中的低醛脲醛树脂胶黏剂的制备方法为:在反应釜中加入甲醛溶液,用NaOH溶液调节pH值为7.5~8.0,加入甲醛溶液重量0.7%的糖醇,加入甲醛溶液重量15%的尿素,在45min内加完,将温度从常温升至53~56℃,保温反应50min;之后,反应液加入甲酸溶液,调节反应液pH为4.2~5.2,加入甲醛溶液重量26%的尿素35~40min内加完,再加入甲醛溶液重量6%的氧化木薯淀粉,升温反应液至78~83℃,保温反应95min;最后,用NaOH溶液调节pH至8.0~8.5,反应温度降至60~70℃,加入甲醛溶液重量35%的尿素,40min内加完,再加入甲醛重量0.6%的三聚氰胺,反应85min,降温至室温,充分反应后可以用过滤的方法将多余的尿素过滤掉,加入脲醛树脂重量0.5%的硫酸铵作为固化剂进行调胶,再加入甲醛溶液重量的4%的草木灰和甲醛溶液重量的13%的膨润土作为填料,即可得到低醛脲醛树脂胶黏剂。
上述的低醛脲醛树脂胶黏剂的制备方法中,所述氧化木薯淀粉的制备方法为:将木薯淀粉和水按照木薯淀粉:水的重量比为1:6的比例置于反应釜中,搅拌均匀,搅拌加热使温度达到50-55℃,然后加入木薯淀粉重量1.7%、3mol/L的H2S04以及质量分数为5%、木薯淀粉重量0.02%的KMn04溶液,搅拌,并保持50-55℃的温度反应一个小时以上直至溶液的颜色变为乳白色,停止反应,得到氧化淀粉乳液,将制得的氧化淀粉乳液用滤膜洗涤,离心,得到乳白色固体,将乳白色固体在40℃干燥箱中干燥3h,至水分完全挥发,制得氧化木薯淀粉。
质量检测
根据中密度纤维板国家标准(GB/T11718-1999)对实施例中得到的低醛中密度纤维板进行质量检测,检测结果如下表所示:
上述可见,本发明生产得到的低醛中密度纤维板在各种性能参数上都符合国家标准(GB/T11718-1999),而且从表中数据可知,本发明生产得到的低醛中密度纤维板,性能良好,吸水膨胀率低,甲醛残余量低。

Claims (3)

1.一种低醛中密度纤维板的生产方法,其特征在于,具体步骤如下:
(1)原料削片:将木材加工的剩余物包括板条、废单板送入传送链,进入鼓式削片机削成片,得到木片;
(2)除杂筛选:利用磁铁装置,清除混在木片中的金属物,通过筛选机筛选木片,除去碎屑,并将过大木片分离出来,得到均匀的木片,用水洗设备对木片进行清洗,去除木片中所含的泥石、沙子和其它杂质;
(3)蒸煮:将步骤(2)中得到的木片放入立式蒸煮缸进行蒸煮,在立式蒸煮缸中,木片在温度为130-140℃的饱和蒸汽下蒸煮软化,蒸煮时间为为4-6分钟;
(4)施蜡热磨:将液蜡施加于蒸煮后的木片上,施蜡量为蒸煮后的木片重量的0.5%-1%;然后用热磨机将木片进行研磨,使木片在高速旋转的磨片中分离成纤维,得到含有石蜡的纤维浆料;
(5)施胶干燥:按照每立方米纤维浆料施加130-150kg低醛脲醛树脂胶黏剂的施胶量,用低醛脲醛树脂胶黏剂对纤维浆料进行施胶;用干燥机将纤维浆料进行干燥,使含水率降到6%-10%;
(6)铺装热压:将纤维通过网带进行铺装,边铺装边预压边切削成毛坯板,将成型的毛坯板经过装板机,送入热压机,对毛坯板进行热压;热压温度为:150-170℃,热压压力为2.5-3.5MPa,热压后通过卸板机送入传送过程;
(7)将热压出的毛坯板进行冷却,使板的温度降到60℃以下,然后再经过横顺锯形成半成品板;在经过陈放、砂光、检验后得到成品。
2.根据权利要求1所述的低醛中密度纤维板的生产方法,其特征在于,所述的步骤(5)中的低醛脲醛树脂胶黏剂的制备方法为:在反应釜中加入甲醛溶液,用NaOH溶液调节pH值为7.5~8.0,加入甲醛溶液重量0.5%~0.7%的糖醇,加入甲醛溶液重量12%~15%的尿素,在41~45min内加完,将温度从常温升至53~56℃,保温反应45~50min;之后,反应液加入甲酸溶液,调节反应液pH为4.2~5.2,加入甲醛溶液重量24%~26%的尿素35~40min内加完,再加入甲醛溶液重量3%-6%的氧化木薯淀粉,升温反应液至78~83℃,保温反应90~95min;最后,用NaOH溶液调节pH至8.0~8.5,反应温度降至60~70℃,加入甲醛溶液重量35%~40%的尿素,40~45min内加完,再加入甲醛重量0.4%~0.6%的三聚氰胺,反应85~90min,降温至室温,充分反应后可以用过滤的方法将多余的尿素过滤掉,加入脲醛树脂重量0.1%~0.5%的硫酸铵作为固化剂进行调胶,再加入甲醛溶液重量的2%~4%的草木灰和甲醛溶液重量的13%~16%的膨润土作为填料,即可得到低醛脲醛树脂胶黏剂。
3.根据权利要求2所述的低醛脲醛树脂胶黏剂的制备方法,其特征在于,所述氧化木薯淀粉的制备方法为:将木薯淀粉和水按照木薯淀粉:水的重量比为1:4-6的比例置于反应釜中,搅拌均匀,搅拌加热使温度达到50-55℃,然后加入木薯淀粉重量1.4%-1.7%、3mol/L的H2S04以及质量分数为5%、木薯淀粉重量0.015-0.02%的KMn04溶液,搅拌,并保持50-55℃的温度反应一个小时以上直至溶液的颜色变为乳白色,停止反应,得到氧化淀粉乳液,将制得的氧化淀粉乳液用滤膜洗涤,离心,得到乳白色固体,将乳白色固体在40-50℃中干燥2-3h,至水分完全挥发,制得氧化木薯淀粉。
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