CN105837891B - 一种永久性防静电保护膜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种永久性防静电保护膜，是一种用于运输LCD板的永久性防静电保护膜，采用离子性液体与聚酰胺混合物作为核心原料，制造带有永久性防静电功能的塑料粒子，用其制造聚烯烃薄膜，并将薄膜与发泡泡沫进行复合，制造运输LCD板时的缓冲保护膜。本发明通过可二次使用，能够保护玻璃表面防止其相互碰撞，在运输LCD板时插入面板和面板之间，防止破损和物性变性，并易于水平装载大量面板。通过本发明永久性防静电保护膜不包含重金属、碳材料、卤素等，环保节能，可使LCD显示板的保管及运输过程中产生的静电最小化、能二次使用、使面板表面污染及划伤的发生最小化。

Description

一种永久性防静电保护膜
技术领域
本发明涉及一种永久性防静电保护膜，是一种用于运输LCD板时起到缓冲垫作用的永久性防静电保护膜，具体涉及在PE（聚乙烯）发泡或PP（聚丙烯）泡沫上作为复合来使用的永久性防静电聚烯烃薄膜及其制造制造方法，更具体地说，以离子性液体与聚酰胺作为核心原料，制造带有永久性防静电功能的塑料芯片，并将所述芯片与 PE 或 PP 树脂进行热挤压，制造永久性防静电聚烯烃薄膜。
背景技术
初期液晶显示板的运输、包装过程中为防止钢化玻璃破损和阻止杂质的流入，使用EPS（Expandable Polystyrene）容器（又称用泡沫塑料制造的箱子）作为运输LCD板的包装材料。后来，随着对包装的防静电功能及安全性要求的增加，人们开始使用防静电EPS泡沫塑料包装材料，EPS容器开始使用能够补充防静电性能不足和物理脆弱性（脆性、重复缓冲性）的产品—EPE（LLDPE系统）或高密度EPP（Expanded Polypropylene）。
由于EPP具有树脂特性，其在脆性、重复缓冲性、柔软性及耐药品性等比EPS优秀，其作为产品包装，具有稳定性好的优点；与PUF（Polyurethane Foam）相比，EPP具有质轻、缓冲性佳的优点；与EPE相比，发泡体的韧度更加优秀，有利于产品的轻量化，且热稳定性良好。但是，将发泡体用于EPP 或 EPS 容器时，需要添加带有防静电功能的表面活性剂或碳黑，或在成品容器外部进行喷涂使用。然而，这会导致容器的防静电技术极差：使用表面活性剂的 EPP 或 EPS的问题在于，再次使用时，防静电性能急剧下降，对温度和湿度的电阻偏差过大，在高湿下，出现涂布后的表面活性剂转移到面板上的现况，成为不良因素；而使用碳黑时，由于出现黑色粉尘，同样发生二次污染。
不仅如此，现有 EPP 或 EPS的容器在装载液晶显示板时通常以垂直方向装载，为防止碰撞，会在面板和面板之间需要留出一定的空间，导致物流费用上升，将大型面版以垂直方向装载时，能装载的面板数量受限，空间效率降低。
自2010年以后，各个大型LCD面板的厂家使用防静电保护膜，将包装方式变更为水平叠层。目前最为普遍的保护膜结构是三重结构，将薄膜复合在发泡泡沫上下面来使用，通过在薄膜上涂导电高分子等实现防止静电和表面损伤（韩国专利注册:10-0942433）；或者为了防静电功能，涂上碳纳米管或碳黑，或者添加到树脂上挤出来的膜用复合的方式制造保护膜。 但是，碳纳米管、碳黑等碳材料的颜色只能制作黑色产品，且被检出粉尘、卤素及重金属等，因此具有很大的使用限制。
截至目前使用最普遍的LCD板的运输过程中使用的保护膜中，其核心技术是以导电高分子涂层方式制造的具有防静电性能产品，但该产品既有优点，也有缺点。其最大的优点是防静电效果极佳、不出现杂质转移、能实现制造各种颜色、在整个面上能展现均匀的防静电性能，以及运输后去除保护膜时离型力特别优秀，几乎不粘在面板上。而导电高分子涂层方式的缺点则如下：
1) 仅薄膜表面具有防静电效果，无法控制薄膜中间或反面产生的静电；
2) 再次使用时，由于洗涤时或其他条件下，有些导电高分子涂层会被洗掉，出现电阻偏差，导致二次利用率低。
3) 涂层制造费用高。
现有报告称，开发出一种在挤压薄膜或挤压发泡泡沫时添加防静电剂，赋予防静电功能，用作运输LCD板的保护膜。已报告的防静电剂是IDP内含式 （专利注册号10-2009-0094761）。但是，已报告的专利中只标明称为IDP（inherently dissipative polymer）的带有永久性带电防止剂意思的通用术语，完全没有提及具体化合物的种类或区分等化学内容。已知的IDP分为以下几种：1) 表面活性剂； 2)无机物种类：CNT、碳纤维或碳黑；3)混合金属种类：金、银、铜、镍等导体金属混合物等。这些IDP式带电防止剂添加到塑料树脂上，作为防静电功能来使用时，存在各种问题，因此在运输LCD板时，不合适作为保护膜来使用，同时，其内含IDP原料-表面活性剂在挤压薄膜时会发生分散问题、冒烟、发生破裂现象，以及发生制造防静电膜后被转移的问题，因此不能使用。尤其是表面活性剂对温度和湿度极其敏感，会发生电阻偏差。且碳内含虽有良好的物性，但由于颜色和检出卤素等问题而在使用上受限。金属化合物则因高熔融温度和价格等而在使用上受限。
为了解决现有薄膜表面上导电高分子涂层方式和IDP内含方式的问题（二次使用性、颜色、转移、电阻偏差、加工性），本发明使用“离子性液体与聚酰胺混合物”作为新的防静电原料，制造防静电塑料母粒(master batch chip)，并用其挤出防静电膜后和发泡泡末进行复合制造LCD板运输用保护膜。
发明内容
针对上述现有问题，本发明的目的在于提供一种永久性防静电聚烯烃薄膜，制造出具有永久性防静电功能、能二次使用的聚烯烃防静电薄膜，所制造的薄膜不包含表面活性剂、导电高分子、重金属、碳系列及卤素等常规防静电材料，使用离子性液体与聚酰胺混合物作为新的防静电原料，制造永久性防静电塑料母粒，并用其挤压、制造薄膜。本发明制造的永久性防静电薄膜的最终用途是与 PE 或 PP 发泡泡沫进行复合，用作使显示板的保管及运输过程中产生的静电最小化、能二次使用、使面板表面污染及划伤的发生最小化的LCD板保护用防静电保护膜。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种永久性防静电保护膜，包括聚烯烃泡沫和永久性防静电聚烯烃薄膜，聚烯烃泡沫的表面中至少单面复合有所述永久性防静电聚烯烃薄膜所述聚烯烃泡沫和永久性防静电聚烯烃薄膜的复合方式为热复合或粘合剂复合。
进一步，所述的永久性防静电聚烯烃薄膜由重量份数为100份的聚烯烃系列树脂和重量份数为5-40份的防静电塑料主芯片挤压制造而成，防静电塑料主芯片由防静电塑料母粒制成。
进一步，所述的永久性防静电聚烯烃薄膜的聚烯烃系列树脂为低密度 PE（LowDensity Polyethylene）、高密度PE（High Density Polyethylene）、PP（Polypropylene）或EVA（Etylene vinyl acetate）中的一种。
进一步，所述的防静电塑料母粒由包含离子性液体、酰胺系列树脂、相容剂及烯烃系列的树脂组合物组成。
进一步，作为优选，所述的防静电塑料母粒由以下重量份数的原料组成：离子性液体 0.1-30 %、酰胺系列树脂 5-60 %、相容剂0.5-10 %，余量为烯烃系列树脂。
进一步，作为优选，所述离子性液体包含吡啶盐、咪唑盐、噻唑鎓盐、异喹啉盐、吡咯烷盐及其π-共轭体系异构体芳香性盐中的一种或一种以上，所述的离子性液体中的相对阴离子可包含[BF4]、[PF6]、[Tf2N]、[TfO]、[DCA]、[Cl]、[NO3]、[SO4]2、[CF3COO]、[CF3SO2]、[(CF3SO2)2N]、[SF6]、[(C2F5)3PF3]、[N(SO2CF3)2]、[CF3SO3]、[B(CN)4]、[N(CN)2]、[C(CN)3]、[SCN]、[HSO4]、[CH3SO4]、[C2H5SO4]、[C4H9SO4]、[C6H13SO4]、[B(C2O4)2]、[CH3SO3]、[CH3C6H4SO3]、[C4F9SO3] 中的一种或一种以上。
进一步，作为优选，所述防静电塑料母粒中的酰胺系列树脂可从聚酰胺、聚酰胺嵌段共聚物及聚醚共聚乙酰胺膜中选择，所述防静电塑料母粒中的烯烃系列树脂为低密度PE树脂（Low Density Poly Ethylene）、线性低密度PE树脂 LLDPE（Linear Low DensityPoly Ethylene）、茂金属 PE树脂(Methalocene Poly Ethylene)、高密度（High DensityPoly Ethylene）或EVA（ethylene vinly acetate）中的一种或一种以上。
进一步，作为优选，所述的相容剂使用MAGPP（maleic anhydride graftedpolypropylene）及MAGPE（maleic anhydride grafted polyethylene）中的一种或混用一种以上进行制造。
进一步，所述防静电保护膜的厚度为0.005-1.0 mm，厚度优选为0.1-0.5 mm。
进一步，作为优选，所述的聚烯烃泡沫从无交联、化学交联、电子束交联制造的PE泡沫、PP泡沫或以加压交联制造的EVA泡沫中选择一种进行制造。
进一步，作为优选，所述的聚烯烃泡沫的厚度为0.005-6.0 mm。
进一步，作为优选，所述的永久性防静电聚烯烃薄膜以 ASTM D257 方式测定的表面电阻的范围为：104Ω/㎠-1010 Ω/㎠。
本发明的有益效果：
1、根据本发明的方法制造的永久性防静电聚烯烃系列薄膜制造的永久性防静电保护膜为环保材料，不包含重金属、碳材料或卤素等，并以其永久性防静电功能和聚烯烃薄膜的强度增加，能够二次使用，大大节约费用。
2、本发明的永久性防静电保护膜支持LED面板的水平叠层运输，永久性防静电保护膜介入在面板之间使用，易于平面装载大量面板，保护隔膜在显示板的保管或运输时，可用作防止因碰撞等原因导致的显示板的带电、防止杂质、发生划伤、防止面板破损等保护材料，同时，二次使用时也能防止显示板上沾灰等导致面板污染的现象。
3、本发明彻底克服了现有IDP内含式的最大问题，即在温度/湿度环境下的大幅度电阻变化，具有在高温/高湿/低温/低湿下有着稳定表面电阻的优点。
附图说明
图1为本发明的离子性液体中盐的分子图；
图2为本发明实施例中永久性防静电保护膜的结构图；
其中，210 : 聚烯烃泡沫；220 : 永久性防静电聚烯烃薄膜。
具体实施方式
本发明的具体实施方式首先制造了一种永久性防静电母粒，所述防静电塑料母粒是由包含离子性液体、酰胺系列树脂、相容剂及烯烃系列树脂的树脂组合物形成。
并且，永久性防静电母粒中所述离子性液体可包含吡啶盐、咪唑盐、噻唑鎓盐、异喹啉盐、吡咯烷盐及其π-共轭体系异构体芳香性盐中的一种或两种以上。此时，相对阴离子可包含[BF4]、[PF6]、[Tf2N]、[TfO]、[DCA]、[Cl]、[NO3]、[SO4]2、[CF3COO]、[CF3SO2]、[(CF3SO2)2N]、[SF6]、[(C2F5)3PF3]、[N(SO2CF3)2]、[CF3SO3]、[B(CN)4]、[N(CN)2]、[C(CN)3]、[SCN]、[HSO4]、[CH3SO4],[C2H5SO4]、[C4H9SO4]、[C6H13SO4]、[B(C2O4)2]、[CH3SO3]、[CH3C6H4SO3]、[C4F9SO3] 中的一种或一种以上的组合。作为永久性防静电塑料母粒的防静电性能的核心材料的离子性液体，建议占母粒总重量的0.1-10 %。如果离子性液体的含量在0.1 %以下，将很难给塑料芯片赋予防静电性能。相反，如果离子性液体的含量超过10 %，则会发生向产品转移的问题。
并且，永久性防静电母粒中所述酰胺系列树脂可从聚酰胺、聚酰胺嵌段共聚物（Poly amide blockcopolymer）及聚醚共聚乙酰胺膜 (poly ether block amide) 中选择。酰胺系列的作用是辅助基本的防静电性能，建议包含母料重量的5-90 %，酰胺系列树脂含量在5 %以下时，防静电效果也会降低。
并且，永久性防静电母粒中所述相容剂可包含MAGPP（maleic anhydride graftedpolypropylene）及MAGPE（maleic anhydride grafted polyethylene）中的一种或一种以上。相容剂的作用是提高分散性和混用性。建议包含0.5-30 %。相容剂的含量在0.5 %以下时，其添加效不够充分。相反，如果相容剂的含量超过30 %，挤压薄膜时会出现堵塞、破裂、冒烟等各种问题。
并且，永久性防静电母粒中所述烯烃系列树脂可包含低密度聚乙烯（Low DensityPoly Ethylene； LDPE）、线性低密度聚乙烯（Linear Low Density Poly Ethylene;LLDPE）、茂金属聚乙烯（Methalocene Poly Ethylene）、高密度聚乙烯（High Density PolyEthylene ；HDPE）、聚丙烯（Polypropylene）及EVA（Etylene Vinyl Aacetate）中的一种或一种以上。除了所述离子性液体、酰胺系列树脂及相容剂以外，还有起到基材作用的烯烃系列树脂。原料粒子使用的树脂如果采用与挤压薄膜时使用的相同树脂，会得到最好的相容性。
永久性防静电母粒将所述原料事先在常温下混合，放入挤压机（单头或双头）内，用150-300度加热熔化，然后冷却为芯片形状进行制造，得到防静电主芯片。
然后，本发明的具体实施方式公布了永久性防静电聚烯烃薄膜的制造。
所述的永久性防静电聚烯烃薄膜由重量份数为100份的聚烯烃系列树脂和重量份数为5-40份的防静电塑料主芯片挤压制造而成，并且，所述永久性防静电聚烯烃薄膜以二重结构，在表皮层包含防静电母料层，底层包含一般聚烯烃层。
挤压薄膜时对于烯烃系列树脂100重量份，可含5-40重量份的永久性防静电母粒。5重量份以下时，永久性防静电效果会不够充分；超过40重量份时，将无法成型为薄膜。
所制成的永久性防静电聚烯烃薄膜最好有0.005至1.0 mm的厚度。永久性防静电聚烯烃薄膜的厚度在0.005 mm以下时，将无法成型为薄膜；而永久性防静电聚烯烃薄膜的厚度超过1.0mm，也不会发挥更多的效果，只会增加薄膜制造费用。
同时，本发明中的永久性防静电聚烯烃薄膜以 ASTM D257 方式测定的表面电阻会达到104Ω/㎠至1010 Ω/㎠，具有所述范围的表面电阻时，可发挥适当的防静电特性。
尤其是本发明在低温、低湿下也没有电阻偏差，为二次使用而水洗后也能继续保持所述范围的表面电阻，能发挥永久性防静电特性。
因此，本发明中的聚烯烃薄膜由于不包含重金属、碳材料或卤素等，非常环保。并且在制造薄膜时没有冒烟和杂质析出等现象，使得薄膜的制造变得容易。
最后，为实现本发明的最终制造目的，如图2所示，本发明具体实施方式中的制造了一种永久性防静电保护膜作为显示板保护隔膜，包含聚烯烃泡沫(210)及永久性防静电聚烯烃薄膜(220)。
显示板可以是LCD板，除此之外，也可以是OLED板、PDP等。
更具体地说，本发明中的显示板保护隔膜在聚烯烃泡沫(210)的至少一面，最好如图2所示，在聚烯烃泡沫(210)的两面复合着永久性防静电聚烯烃薄膜，复合可采用热复合、粘合剂复合等。
如上所述，永久性防静电聚烯烃薄膜(220)是由以离子性液体、酰胺系列树脂作为主要成分的树脂组合物形成的防静电塑料芯片分散在聚烯烃树脂上。
所述聚烯烃泡沫可以是以无交联、化学交联或电子束交联制造的聚乙烯泡沫或聚丙烯泡沫，或以加压交联制造的EVA泡沫。
并且，所述聚烯烃泡沫可具有0.005至10.0 mm的厚度。聚烯烃泡沫的厚度在0.005mm 以下时，碰撞吸收能力会不充分；聚烯烃泡沫的厚度超过10.0 mm时，不会有更多的效果，只会增加厚度，因此会减少有限空间装载的显示板数量。
本发明中的显示板保护隔膜在显示板的保管或运输时，可用作防止因碰撞等原因导致的显示板的带电、防止杂质、发生划伤、防止面板破损等保护材料。因此，二次使用时也能防止显示板上沾灰等导致面板污染的现象。同时，具有所述特征的本发明中的显示板保护隔膜介入在面板之间使用，易于平面装载大量面板。
具体实施例
下面将结合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
永久性防静电聚烯烃薄膜的制造
实施例 1
将包含质量分数为 2% 咪唑盐的离子性液体（咪唑盐含量50 %）、 58 % 聚酰胺、20 % MAGPP及 20 % 低密度聚乙烯制成树脂组合物，将树脂组合物进行挤压及干燥后进行粉碎，制造了防静电塑料主芯片。
将所述制造的防静电塑料主芯片以30重量份数混合100重量份的聚乙烯，并对其进行挤压，制造了0.01 mm厚度的永久性防静电聚烯烃薄膜。
实施例 2
将质量分数为 2 %吡咯烷盐的离子性液体（吡咯烷盐含量50 %）、58 % 聚酰胺、20% MAGPP及20% 低密度聚乙烯组成的树脂组合物，将树脂组合物进行挤压及干燥后进行粉碎，制造了防静电塑料主芯片。
在低密度聚乙烯100重量份上，将制造的防静电塑料主芯片30重量份进行混合，对其进行挤压，制造了0.01mm厚度的永久性防静电聚烯烃薄膜。
实施例 3
将质量分数为 2 %吡啶盐的离子性液体（吡咯烷盐含量50 %）、60 % 聚酰胺、20 %MAGPE及20%低密度聚乙烯重量组成的树脂组合物，将树脂组合物进行挤压及干燥后进行粉碎，制造了防静电塑料芯片。
在低密度聚乙烯100重量份上，将制造的防静电塑料芯片30重量份进行混合，对其进行挤压，制造了0.01 mm厚度的薄膜。
对比例 1
将由碳纳米管10 %、低密度聚乙烯90 %按重量百分比组成的树脂组合物进行挤压及干燥后进行粉碎，制造了防静电塑料粒子。 在低密度聚乙烯70重量份上，将制造的CNT式防静电塑料芯片30重量份进行混合，对其进行挤压，制造了0.01 mm厚度的薄膜。（参考现有专利中显示屏用防静电水平叠层支撑，韩国注册号：10-2009-0094761制造的对比薄膜）
对比例 2
将外国（Ion Face）公司的IDP 30 %、低密度聚乙烯70 % 按重量百分比进行混合，对其进行挤压，制造了0.01 mm厚度的薄膜。（参考现有专利中多层结构的LCD板保护隔膜，韩国注册号：10-2009-0132827制造的对比薄膜）
2. 防静电特性评价
制造的实施例1~3及对比例1~2中薄膜的防静电特性以ASTM D257方式测定了表面电阻进行评价，其结果见表1。
[表1]
Figure DEST_PATH_IMAGE001
在低湿环境下测定防静电特性的结果见表2。
[表2]
Figure 621136DEST_PATH_IMAGE002
并且，二次使用（永久性防静电特性）是将制造的薄膜用水洗三次后，以ASTM D257 方式测定表面电阻进行评价，其结果见表3。
[表3]
Figure DEST_PATH_IMAGE003
参考表1，实施例1~3及对比例1~2中的薄膜均发挥了防静电特性。但是，实施例1~3有对比例1中的薄膜在低湿环境及洗涤后也表现出相同的表面电阻，而对比例2中的薄膜，其表面电阻发生很大变化，能够看出防静电特性明显降低。实施例1~3及对比例2的颜色是透明的，而对比例1的颜色带有黑色。由此可见，本发明与内含CNT的薄膜式隔膜相比，在颜色展现方面有优势，且与现有内含IDP的薄膜式隔膜相比，在低湿环境（冬季）下的表面电阻性能更加优秀。
最终，以上实施例和附图仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种永久性防静电保护膜，其特征在于：包括聚烯烃泡沫和永久性防静电聚烯烃薄膜，聚烯烃泡沫的表面中至少单面复合有所述永久性防静电聚烯烃薄膜，所述聚烯烃泡沫和永久性防静电聚烯烃薄膜的复合方式为热复合或粘合剂复合；所述的永久性防静电聚烯烃薄膜由重量份数为100份的聚烯烃系列树脂和重量份数为5-40份的防静电塑料主芯片挤压制造而成，防静电塑料主芯片由防静电塑料母粒制成；所述的防静电塑料母粒由包含离子性液体、酰胺系列树脂、相容剂及烯烃系列的树脂组合物组成；所述的防静电塑料母粒由以下原料组成：离子性液体0.1-10％、酰胺系列树脂5-60％、相容剂0.5-10％，余量为烯烃系列树脂；其中，所述烯烃系列树脂与聚烯烃系列树脂为相同的树脂。
2.根据权利要求1所述的一种永久性防静电保护膜，其特征在于：所述的永久性防静电聚烯烃薄膜的聚烯烃系列树脂为低密度PE、高密度PE、PP中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种永久性防静电保护膜，其特征在于：所述离子性液体包含吡啶盐、咪唑盐、噻唑鎓盐、异喹啉盐、吡咯烷盐中的一种以上。
4.根据权利要求3所述的一种永久性防静电保护膜，其特征在于：所述的离子性液体中的相对阴离子包含[BF4]、[PF6]、[Tf2N]、[TfO]、[DCA]、[Cl]、[NO3]、[SO4]2、[CF3COO]、[CF3SO2]、[(CF3SO2)2N]、[(C2F5)3PF3]、[N(SO2CF3)2]、[CF3SO3]、[B(CN)4]、[N(CN)2]、[C(CN)3]、[SCN]、[HSO4]、[CH3SO4]、[C2H5SO4]、[C4H9SO4]、[C6H13SO4]、[B(C2O4)2]、[CH3SO3]、[CH3C6H4SO3]、[C4F9SO3]中的一种以上。
5.根据权利要求1所述的一种永久性防静电保护膜，其特征在于：所述防静电塑料母粒中的酰胺系列树脂从聚酰胺及聚醚共聚乙酰胺中选择，所述防静电塑料母粒中的烯烃系列树脂为低密度PE树脂、线性低密度PE树脂LLDPE、茂金属PE树脂中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的一种永久性防静电保护膜，其特征在于：所述的相容剂使用MAGPP、MAGPE中的一种或混用两种以上进行制造。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种永久性防静电保护膜，其特征在于：所述防静电保护膜的厚度为0.005-1.0mm。
8.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种永久性防静电保护膜，其特征在于：所述的聚烯烃泡沫从无交联、化学交联、电子束交联制造的PE泡沫、PP泡沫或以加压交联制造的EVA泡沫中选择一种进行制造。
9.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种永久性防静电保护膜，其特征在于：所述的聚烯烃泡沫的厚度为0.005-6.0mm。
10.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种永久性防静电保护膜，其特征在于：所述的永久性防静电聚烯烃薄膜以ASTM D257方式测定的表面电阻的范围为：
Figure FDA0002505953870000021
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