CN113402928A - 一种水墨配方及生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水墨配方及生产工艺，属于打印材料的制备技术领域。其特征在于包括如下重量份数制成的原料：陶瓷色料、40‑50份；分散剂、5‑10份；表面活性剂、2‑5份；丙烯酸酯、2‑5份；调节剂、2‑10份；消泡剂、0.1‑1份；水、50‑80份。由于色料在配方中主要起到发色的作用，本发明将传统色料固含量20份增加到40‑50份，有助于提升墨水的发色强度。本发明以水作为色料的载体，不含挥发性，有毒性的有机溶剂，属于环保型墨水，且能够有效降低成本。

Description

一种水墨配方及生产工艺

技术领域

本发明属于打印材料的制备技术领域，具体涉及一种陶瓷喷墨水性墨水及其生产方法。

背景技术

陶瓷喷墨打印属于非接触式打印，可“印刷”凹凸面产品，其具有非实物制版，转版简单迅速的特点，是个性化生产的有力武器，其生产过程调色、操作简单，可大大减少这方面的技术人力和成本；生产重复性好，使技术管理容易，也便于社会化分工等等。

但是传统的陶瓷喷墨打印往往存在以油剂或有机溶剂作为色料载体，不但制备成本高，且具有强挥发性或毒性，妨害环保作业。此外，传统喷墨用料存在打印到釉面后，不同位置干燥速度不同，导致墨水向周围散开，造成图案分辨率及呈色均匀度降低的状况。

鉴于此，申请人研发了一种陶瓷喷墨水性墨水及其生产方法，能够有效克服上述技术问题。

发明内容

本发明为解决上述问题，本发明提供了一种水墨配方及生产工艺，以水作为色料的载体，不含挥发性，有毒性的有机溶剂，属于环保型墨水，且能够有效降低成本。

本发明所述的一种水墨，其特征在于包括如下重量份数制成的原料：

陶瓷色料 40-50份；

分散剂 5-10份；

表面活性剂 2-5份；

丙烯酸酯 2-5份；

调节剂 2-10份；

消泡剂 0.1-1份；

水 50-80份。

优选地，所述分散剂为丙烯酸共聚物铵盐高分子分散剂。

优选地，所述调节剂为1,2丙二醇、丙三醇中的一种或两组组合。

优选地，一种水墨的生产工艺，其特征在于包括如下生产步骤：

（1）将分散剂倒入水中搅拌均匀，然后加入陶瓷色料搅拌均匀，然后加入表面活性剂、丙烯酸酯、调节剂、和消泡剂搅拌均匀后通过砂磨机进行研磨；砂磨机用研磨球采用氧化锆球，尺寸为0.3mm-1mm，填充率为70%-85%，温度控制在40-55℃进行研磨；其粒度达到D50为0.2-0.7纳米，D100其粒度小于2纳米。

（2）研磨完毕后通过墨水的不同粘度进行调整，粘度控制在12-25mpa.s,比重为1-2,表面张力为20-35mN/m，最后通过过滤器过滤后，灌装可得到陶瓷水性喷墨墨水。

优选地，所述砂磨机包括外机架、内机架、配料箱、砂磨功能箱和导出过滤箱；

配料箱安装在外机架的上部，内机架的两端分别设置左转轴和右转轴，左转轴和右转轴分别通过左轴承座和右轴承座安装在外机架的中部，左转轴或右转轴通过翻转传动皮带组连接翻转驱动电机，所述翻转驱动电机能够通过翻转传动皮带组带动内机架围绕左转轴和右转轴180度转动；

所述内机架为方形框架体，在方形框架体的左部和右部分别固定左转轴和右转轴，在方形框架体的上横边和下横边上分别固定砂磨功能箱和导出过滤箱。

优选地，在配料箱的底部设置配料箱出料口；在配料箱出料口上设置配料箱出料阀；

所述砂磨功能箱包括砂磨箱体，砂磨箱体的上部开设砂磨箱入料口，所述砂磨箱入料口与配料箱出料口相对应衔接；砂磨箱体的右端为固定端，砂磨箱体的左端为通过螺纹部和橡胶密封圈安装设置的能够拆卸的端盖；在砂磨箱体的箱壁内盘绕设置循环水管道，所述循环水管道内能够通入循环水；

在砂磨箱体的右侧固定端开设搅拌杆插孔，在砂磨箱体的内部左端通过支撑架安装杆体支撑轴承座；在搅拌插杆和杆体支撑轴承座内贯穿插装搅拌杆，搅拌杆向右穿出砂磨箱体的一端通过砂磨传动皮带组连接砂磨驱动电机，砂磨驱动电机安装在方形框架体的左立边上；在搅拌杆插入砂磨箱体内的部分上安装若干个搅拌翅。

优选地，在砂磨箱体朝向导出过滤箱的一侧开设左部砂磨出料口和右部砂磨出料口，在导出过滤箱朝向磨砂箱体的一侧开设左部导料入料口和右部导料入料口，左部磨砂出料口通过左部导料管与左部导料入料口相互衔接；右部磨砂出料口通过右部导料管与右部导料入料口相互衔接；

左部砂磨出料口、右部砂磨出料口、左部导料入料口和右部导料入料口上分别设置电磁开关阀。

优选地，导出过滤箱的中部设置翻板式隔板装置，翻板式隔板装置将导出过滤箱的内部分隔为第一箱体和第二箱体，左部导料入料口和右部导料入料口设置在第一箱体的箱壁上；

在第一箱体内设置研磨介质过滤装置；所述研磨介质过滤装置包括活动筛体，所述活动筛体包括介质筛网，在介质筛网的四周设置挡沿，在挡沿的左上部和右上部分别设置左活动支臂和右活动支臂；在导出过滤箱的左上箱壁和右上箱壁上分别开设左支臂滑槽和右支臂滑槽，在左支臂滑槽和右支臂滑槽的上部分别安装左支臂滑轨和右支臂滑轨，左活动支臂和右活动支臂分别向上穿出左支臂插槽和右支臂插槽后滑动穿装在左支臂滑轨和右支臂滑轨上；在导出过滤箱的外部固定活动筛驱动电机，所述活动筛驱动电机通过曲柄滑块机构连接右支臂；当启动活动筛驱动电机时，能够通过曲柄滑块机构带动活动筛体左右往复移动；

在第二箱体的下部箱壁右侧开设成料出料口，在成料出料口上安装成料出料阀；在第二箱体的中部设置左高右低的破碎介质过滤筛，在破碎介质过滤筛的左上部箱壁上开设脉冲水进水口，在破碎介质过滤筛的右部箱壁上开设破碎介质出料口；在脉冲水进水口和破碎介质出料口上分别设置脉冲水出水阀和破碎介质出料阀；脉冲水进水口通过脉冲水进水管连接脉冲水源；破碎介质出料口通过破碎介质出料管连接破碎介质收集装置。

优选地，所述翻板式隔板装置包括若干根等间距固定在导出过滤箱前箱壁和后箱壁之间的固定安装板，在相邻的固定安装板之间通过电动转轴上安装成对设置的电动活板；当各个电动活板相对闭合时，形成水平的分隔板，将导出过滤箱的内部分隔为相互独立的第一箱体和第二箱体。

有益效果说明：

1.本发明以水作为色料的载体，不含挥发性，有毒性的有机溶剂，属于环保型墨水，且能够有效降低成本。

2.由于色料在配方中主要起到发色的作用，本发明将传统色料固含量20份增加到40-50份，有助于提升墨水的发色强度。

3. 分散剂选取丙烯酸共聚物铵盐高分子分散剂，分散剂占比由原来的15-20份降低到5-10份，有利于成本的节约，同时也降低其研磨效率和降低粘度，分散性好且环保。

4.本发明添加了表面活性剂，能够降低墨水的表面张力，由于水的表面张力过大，而墨水的表面张力一般在20-35，所以水性墨水中需要添加表面活性剂来调剂其性能。

5. 调节剂主要是以1,2丙二醇、丙三醇为主，也是一种防腐剂，可以和水任何比例溶解。主要起到吸湿作用。

6. 本发明所述的水性陶瓷喷墨墨水主要以水为载体，在研磨和搅拌过程中会出现大量的气泡，对墨水的生产造成较大的影响。限制生产。所以必须加入合适的消泡剂进行抑制泡沫过多造成无法生产和喷墨机的正产使用。

附图说明

图1为砂磨机的结构示意图；

图2为砂磨功能箱的结构示意图；

图3为导出过滤箱的结构示意图；

图中：1、配料箱；2、砂磨箱入料口；3、配料箱出料口；4、砂磨功能箱；5、内机架；6、右转轴；7、导出过滤箱；8、翻转驱动电机；9、翻转传动皮带组；10、左转轴；11、砂磨驱动电机；12、砂磨传动皮带组；13、外机架；14、循环水管道；15、搅拌杆；16、橡胶密封圈；17、端盖；18、右部砂磨出料口；19、砂磨箱体；20、搅拌翅；21、电磁开关阀；22、左部砂磨出料口；23、左支臂滑轨；24、左支臂滑槽；25、左活动支臂；26、脉冲水进水口；27、破碎介质过滤筛；28、成料出料口；29、成料出料阀；30、破碎介质出料阀；31、活动筛驱动电机；32、曲柄滑块机构；33、右支臂滑槽；34、右活动支臂；35、右支臂滑轨；36、右部导料入料口；37、固定安装板；38、介质回流导向锥；39、介质筛网；40、电动活板；41、破碎介质出料口；42、左部导料入料口；43、支撑架；44、杆体支撑轴承座；45、破碎介质收集装置。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明做进一步说明，具体实施例不限制本发明。

实施例一

本发明所述的一种水墨配方及生产工艺，包括如下重量份数制成的原料：

陶瓷色料 40份；

分散剂 5份；

表面活性剂 2份；

丙烯酸酯 2份；

调节剂 2份；

消泡剂 0.1份；

水 50份。

优选地，所述调节剂为1,2丙二醇、丙三醇中的一种或两组组合。

优选地，一种水墨的生产工艺，包括如下生产步骤：

（1）将分散剂倒入水中搅拌均匀，然后加入陶瓷色料搅拌均匀，然后加入表面活性剂、丙烯酸酯、调节剂、和消泡剂搅拌均匀后通过砂磨机进行研磨；砂磨机用研磨球采用氧化锆球，尺寸为0.3mm-1mm，填充率为70%-85%，温度控制在40-55℃进行研磨；其粒度达到D50为0.2-0.7纳米，D100其粒度小于2纳米。

（2）研磨完毕后通过墨水的不同粘度进行调整，粘度控制在12-25mpa.s,比重为1-2,表面张力为20-35mN/m，最后通过过滤器过滤后，灌装可得到陶瓷水性喷墨墨水。

实施例二

本发明所述的一种水墨配方及生产工艺，包括如下重量份数制成的原料：

陶瓷色料 50份；

分散剂 10份；

表面活性剂 5份；

丙烯酸酯 5份；

调节剂 10份；

消泡剂 1份；

水 80份。

优选地，所述调节剂为1,2丙二醇、丙三醇中的一种。

本实施例的其他实施方式同实施例一，不再赘述。

实施例三

本发明所述的一种水墨配方及生产工艺，包括如下重量份数制成的原料：

陶瓷色料 45份；

分散剂 7份；

表面活性剂 4份；

丙烯酸酯 3份；

调节剂 7份；

消泡剂 0.5份；

水 65份。

优选地，所述调节剂为1,2丙二醇、丙三醇中的一种。

本实施例的其他实施方式同实施例一，不再赘述。

实施例四

在本实施例中个，所述分散剂为丙烯酸共聚物铵盐高分子分散剂，如Coadd™ D-2800型分散剂或Coadd™ D-628型分散剂，均能够在市场上采买获得。

实施例五

在本实施例中，如图1所示，所述砂磨机包括外机架、内机架、配料箱、砂磨功能箱和导出过滤箱。

配料箱安装在外机架的上部，内机架的两端分别设置左转轴和右转轴，左转轴和右转轴分别通过左轴承座和右轴承座安装在外机架的中部，左转轴或右转轴通过翻转传动皮带组连接翻转驱动电机，所述翻转驱动电机能够通过翻转传动皮带组带动内机架围绕左转轴和右转轴180度转动；

所述内机架为方形框架体，在方形框架体的左部和右部分别固定左转轴和右转轴，在方形框架体的上横边和下横边上分别固定砂磨功能箱和导出过滤箱。

在配料箱的底部设置配料箱出料口；在配料箱出料口上设置配料箱出料阀；如图2所示，所述砂磨功能箱包括砂磨箱体，砂磨箱体的上部开设砂磨箱入料口，所述砂磨箱入料口与配料箱出料口相对应衔接；砂磨箱体的右端为固定端，砂磨箱体的左端为通过螺纹部和橡胶密封圈安装设置的能够拆卸的端盖。通过设置能够拆卸的端盖，能够方便紧急停电或设备发生故障时，能够将端盖拆卸后将物料及研磨介质及时清出。在砂磨箱体的箱壁内盘绕设置循环水管道，所述循环水管道内能够通入循环水。

在砂磨箱体的右侧固定端开设搅拌杆插孔，在砂磨箱体的内部左端通过支撑架安装杆体支撑轴承座；在搅拌插杆和杆体支撑轴承座内贯穿插装搅拌杆，搅拌杆向右穿出砂磨箱体的一端通过砂磨传动皮带组连接砂磨驱动电机，砂磨驱动电机安装在方形框架体的左立边上；在搅拌杆插入砂磨箱体内的部分上安装若干个搅拌翅。

在砂磨箱体朝向导出过滤箱的一侧开设左部砂磨出料口和右部砂磨出料口，在导出过滤箱朝向磨砂箱体的一侧开设左部导料入料口和右部导料入料口，左部磨砂出料口通过左部导料管与左部导料入料口相互衔接；右部磨砂出料口通过右部导料管与右部导料入料口相互衔接。

左部砂磨出料口、右部砂磨出料口、左部导料入料口和右部导料入料口上分别设置电磁开关阀。

如图3所示，导出过滤箱的中部设置翻板式隔板装置，翻板式隔板装置将导出过滤箱的内部分隔为第一箱体和第二箱体，左部导料入料口和右部导料入料口设置在第一箱体的箱壁上；

在第一箱体内设置研磨介质过滤装置；所述研磨介质过滤装置包括活动筛体，所述活动筛体包括介质筛网，在介质筛网的四周设置挡沿，在挡沿的左上部和右上部分别设置左活动支臂和右活动支臂；在导出过滤箱的左上箱壁和右上箱壁上分别开设左支臂滑槽和右支臂滑槽；在左活动支臂与左支臂插槽、及右活动支臂与右支臂插槽之间设置弹性硅胶密封膜体，弹性硅胶密封膜体能够避免内机架翻转时，研磨介质从左支臂滑槽和右支臂滑槽内漏出。在左支臂滑槽和右支臂滑槽的上部分别安装左支臂滑轨和右支臂滑轨，左活动支臂和右活动支臂分别向上穿出左支臂插槽和右支臂插槽后滑动穿装在左支臂滑轨和右支臂滑轨上；在导出过滤箱的外部固定活动筛驱动电机，所述活动筛驱动电机通过曲柄滑块机构连接右支臂；当启动活动筛驱动电机时，能够通过曲柄滑块机构带动活动筛体左右往复移动。

在第二箱体的下部箱壁右侧开设成料出料口，在成料出料口上安装成料出料阀；在第二箱体的中部设置左高右低的破碎介质过滤筛，在破碎介质过滤筛的左上部箱壁上开设脉冲水进水口，在破碎介质过滤筛的右部箱壁上开设破碎介质出料口；在脉冲水进水口和破碎介质出料口上分别设置脉冲水出水阀和破碎介质出料阀；脉冲水进水口通过脉冲水进水管连接脉冲水源；破碎介质出料口通过破碎介质出料管连接破碎介质收集装置。

所述翻板式隔板装置包括若干根等间距固定在导出过滤箱前箱壁和后箱壁之间的固定安装板，在相邻的固定安装板之间通过电动转轴上安装成对设置的电动活板；当各个电动活板相对闭合时，形成水平的分隔板，将导出过滤箱的内部分隔为相互独立的第一箱体和第二箱体。

砂磨机的使用方法如下：

将各类原料按比例投入到配料箱内混合均匀，然后开启配料箱出料阀，令混合好的物料从配料箱出料口排出，再经过砂磨箱入料口进入到砂磨功能箱的砂磨箱体内，在砂磨箱体内预先投入定量定尺寸规格的砂磨介质；启动砂磨驱动电机后通过砂磨传动皮带组带动搅拌杆转动，继而令搅拌翅带动物料和砂磨介质充分接触研磨；在研磨过程中，可在循环水管道内能够通入循环水，循环水为预设温度的定温水流，能够保证研磨过程处于预设的恒温状态中。当研磨结束后，开启左部砂磨出料口、右部砂磨出料口、左部导料入料口和右部导料入料口上的电磁开关阀，物料连同研磨介质同步投入到导出过滤箱内。

在进料状态下，翻板式隔板装置上的各个电动活板处于开启状态，进入到导出过滤箱内的物料穿过介质筛网、翻板式隔板装置和破碎介质过滤筛后从成料出料口排出后收集起来。而符合下次使用标准的研磨介质会被介质筛网拦截，停留在活动筛体内；不符合标准的或破碎的研磨介质会穿过互动筛体后被破碎介质过滤筛拦截。为令研磨介质和物料充分分离，可在下料时启动活动筛驱动电机，通过曲柄滑块机构带动活动筛体左右往复移动，避免物料被滞留在研磨介质的间隙中，造成浪费。当物料充分排出并收集后，关闭成料出料阀，并关闭翻板式隔板装置上的各个电动活板，令翻板式隔板装置成为封闭的板体，将导出过滤箱的内部完全分隔为第一箱体和第二箱体。此时，通过脉冲水进水口导入脉冲水源，脉冲水将破碎介质过滤筛上的不符合使用标准的研磨介质从破碎介质出料口冲出装置外，并通过破碎介质收集装置收集起来。

完成上述步骤后，启动翻转驱动电机，通过翻转传动皮带组带动内机架围绕左转轴和右转轴180度转动，从而令活动筛体上的研磨介质重新导入到砂磨功能箱的砂磨箱体内。为使得上述导入过程进行顺利，可在导出过滤箱的第一箱体上顶板内壁上固定介质回流导向锥，起到斜坡分流的作用。

通过设置本专利所述的砂磨箱，能够方便研磨液料的同时，方便液料和研磨介质的同步导出及分开收集。与此同时，能够区分符合下次使用标准的研磨介质及不符合标准的或破碎的研磨介质，并令前者重新导入下一次研磨作业中，而后者会被导出并收集，全程实现自动化操作，提高研磨速率和作业质量。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种水墨，其特征在于包括如下重量份数制成的原料：

陶瓷色料 40-50份；

分散剂 5-10份；

表面活性剂 2-5份；

丙烯酸酯 2-5份；

调节剂 2-10份；

消泡剂 0.1-1份；

水 50-80份。

2.一种如权利要求1所述的水墨，其特征在于所述分散剂为丙烯酸共聚物铵盐高分子分散剂。

3.一种如权利要求2所述的水墨，其特征在于所述调节剂为1,2丙二醇、丙三醇中的一种或两组组合。

4.一种如权利要求3所述的水墨的生产工艺，其特征在于包括如下生产步骤：

（1）将分散剂倒入水中搅拌均匀，然后加入陶瓷色料搅拌均匀，然后加入表面活性剂、丙烯酸酯、调节剂和消泡剂搅拌均匀后通过砂磨机进行研磨；砂磨机用研磨球采用氧化锆球，尺寸为0.3mm-1mm，填充率为70%-85%，温度控制在40-55℃进行研磨；其粒度达到D50为0.2-0.7纳米，D100其粒度小于2纳米；

（2）研磨完毕后通过墨水的不同粘度进行调整，粘度控制在12-25mpa.s，比重为1-2,表面张力为20-35mN/m，最后通过过滤器过滤后，灌装可得到陶瓷水性喷墨墨水。

5.一种如权利要求4所述的水墨的生产工艺，其特征在于所述砂磨机包括外机架、内机架、配料箱、砂磨功能箱和导出过滤箱；

配料箱安装在外机架的上部，内机架的两端分别设置左转轴和右转轴，左转轴和 右转轴分别通过左轴承座和右轴承座安装在外机架的中部，左转轴或右转轴通过翻转传动皮带组连接翻转驱动电机，所述翻转驱动电机能够通过翻转传动皮带组带动内机架围绕左转轴和右转轴180度转动；

所述内机架为方形框架体，在方形框架体的左部和右部分别固定左转轴和右转轴，在方形框架体的上横边和下横边上分别固定砂磨功能箱和导出过滤箱。

6.一种如权利要求5所述的水墨的生产工艺，其特征在于：在配料箱的底部设置配料箱出料口；在配料箱出料口上设置配料箱出料阀；

所述砂磨功能箱包括砂磨箱体，砂磨箱体的上部开设砂磨箱入料口，所述砂磨箱入料口与配料箱出料口相对应衔接；砂磨箱体的右端为固定端，砂磨箱体的左端为通过螺纹部和橡胶密封圈安装设置的能够拆卸的端盖；在砂磨箱体的箱壁内盘绕设置循环水管道，所述循环水管道内能够通入循环水；

在砂磨箱体的右侧固定端开设搅拌杆插孔，在砂磨箱体的内部左端通过支撑架安装杆体支撑轴承座；在搅拌插杆和杆体支撑轴承座内贯穿插装搅拌杆，搅拌杆向右穿出砂磨箱体的一端通过砂磨传动皮带组连接砂磨驱动电机，砂磨驱动电机安装在方形框架体的左立边上；在搅拌杆插入砂磨箱体内的部分上安装若干个搅拌翅。

7.一种如权利要求6所述的水墨的生产工艺，其特征在于：在砂磨箱体朝向导出过滤箱的一侧开设左部砂磨出料口和右部砂磨出料口，在导出过滤箱朝向磨砂箱体的一侧开设左部导料入料口和右部导料入料口，左部磨砂出料口通过左部导料管与左部导料入料口相互衔接；右部磨砂出料口通过右部导料管与右部导料入料口相互衔接；

左部砂磨出料口、右部砂磨出料口、左部导料入料口和右部导料入料口上分别设置电磁开关阀。

8.一种如权利要求7所述的水墨的生产工艺，其特征在于：导出过滤箱的中部设置翻板式隔板装置，翻板式隔板装置将导出过滤箱的内部分隔为第一箱体和第二箱体，左部导料入料口和右部导料入料口设置在第一箱体的箱壁上；

在第一箱体内设置研磨介质过滤装置；所述研磨介质过滤装置包括活动筛体，所述活动筛体包括介质筛网，在介质筛网的四周设置挡沿，在挡沿的左上部和右上部分别设置左活动支臂和右活动支臂；在导出过滤箱的左上箱壁和右上箱壁上分别开设左支臂滑槽和右支臂滑槽，在左支臂滑槽和右支臂滑槽的上部分别安装左支臂滑轨和右支臂滑轨，左活动支臂和右活动支臂分别向上穿出左支臂插槽和右支臂插槽后滑动穿装在左支臂滑轨和右支臂滑轨上；在导出过滤箱的外部固定活动筛驱动电机，所述活动筛驱动电机通过曲柄滑块机构连接右支臂；当启动活动筛驱动电机时，能够通过曲柄滑块机构带动活动筛体左右往复移动；

在第二箱体的下部箱壁右侧开设成料出料口，在成料出料口上安装成料出料阀；在第二箱体的中部设置左高右低的破碎介质过滤筛，在破碎介质过滤筛的左上部箱壁上开设脉冲水进水口，在破碎介质过滤筛的右部箱壁上开设破碎介质出料口；在脉冲水进水口和破碎介质出料口上分别设置脉冲水出水阀和破碎介质出料阀；脉冲水进水口通过脉冲水进水管连接脉冲水源；破碎介质出料口通过破碎介质出料管连接破碎介质收集装置。

9.一种如权利要求8所述的水墨的生产工艺，其特征在于：所述翻板式隔板装置包括若干根等间距固定在导出过滤箱前箱壁和后箱壁之间的固定安装板，在相邻的固定安装板之间通过电动转轴上安装成对设置的电动活板；当各个电动活板相对闭合时，形成水平的分隔板，将导出过滤箱的内部分隔为相互独立的第一箱体和第二箱体。

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