CN114150391A - 一种生产易染色pet和ptt偏心复合长丝纤维的设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种生产易染色PET和PTT偏心复合长丝纤维的设备及方法，涉及纤维纺丝技术领域。该生产易染色PET和PTT偏心复合长丝纤维的设备，包括纺丝柜；固定连接在所述纺丝柜上壁的增压柜以及固定连接在增压柜上壁的进料柜。本发明，碱土金属化合物可使丝束的表面形成适当大小的微孔，提髙所得丝束成品及其织物的染色效果，同时使得聚合物具有高聚合度、高软化点和良好的可纺性，B组分丝束构成皮层及A组分丝束构成芯层，复合纤维丝束不会直接暴露在编织物的表面上，所以也不会染色不匀，通过快拆结构配合转动结构，能够在需要维护时快速将快拆板从纺丝箱上分开且不完全脱离，即可直接对喷丝板进行清理维护，维护工作非常方便。

Description

一种生产易染色PET和PTT偏心复合长丝纤维的设备及方法
技术领域
本发明涉及纤维纺丝技术领域，具体为一种生产易染色PET和PTT偏心复合长丝纤维的设备及方法。
背景技术
皮芯型复合纤维是将两种聚合体以表皮和内芯的排列方式，沿纤维轴向复合而成，皮芯型复合纤维主要为同心复合、偏心复合，如PET&PTT皮芯复合纤维，该纤维弹性模量好，手感柔中有刚，具有优良的染色性，这是由于充分发挥了PTT纤维易于上染的优点，可以使用常压染色设备，操作较方便，通常采用色谱较全、色泽鲜艳、染色牢度好的酸性染料和匀染性好的分散性染料染色，PET&PTT偏心复合长丝，由于PET和PTT具有不同热收缩率的偏心复合结构，当复合长丝加热时通过两种聚酯的不同热收缩进行缠绕，使复合纤维有更好的柔性卷曲度，使最终得到的复合纤维的卷曲性能介于高弹丝和低弹丝之间，可直接应用于针织行业，偏心复合纤维织物手感柔软，富有弹性，尺寸稳定性好，产品轻巧光滑，同时具有良好的透气性、吸湿性、抗皱性，防污耐磨，穿着舒适，制备具有潜在卷曲性能的复合长丝，并使用该复合长丝生产纺织品，并对纺织品进行热处理染色，以表达复合线的潜在卷曲，获得具有优异弹性的聚酯纤维织物，具有极大的市场前景，本发明的目的是提供一种易染色PET&PTT偏心复合长丝的生产方法，使用该复合长丝纺纱制得具有良好弹性和易染色效果且不会严重变色的纺织品。
另外，现有的纺丝设备中纺丝箱与喷丝板均为螺栓螺纹连接，批次完成以及发生故障需要清理维护时，拆卸喷丝板非常麻烦，需要整个拆除分离后才能进行维护，喷丝板一般比较重，分离之后取下非常不方便。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种生产易染色PET和PTT偏心复合长丝纤维的设备及方法，解决了喷丝板清理维护时不方便的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种生产易染色PET和PTT偏心复合长丝纤维的设备，包括纺丝柜；固定连接在所述纺丝柜上壁的增压柜以及固定连接在增压柜上壁的进料柜；固定连接在所述进料柜上壁的进料筒，所述进料筒外壁贯穿进料柜上壁至内侧，所述进料柜内侧下壁固定连接有螺杆挤出机，所述螺杆挤出机进口端与进料筒伸入进料柜一端固定连接；固定连接在所述增压柜内部的侧立板，所述侧立板右侧壁自上而下依次固定连接有静态混合器、增压泵、计量泵，所述静态混合器远离增压泵的一端通过管道与螺杆挤出机出口端固定连接；固定连接在所述纺丝柜内侧上壁的纺丝箱，所述纺丝箱内部设置有用于过滤杂质的过滤网及过滤砂，所述计量泵远离增压泵的一端通过管道与纺丝箱固定连接；通过转动结构转动连接在所述纺丝箱下壁的快拆板，所述快拆板与纺丝箱之间还设置有用于临时卡接的卡接结构以及用于方便拆开的快拆结构；通过安装结构固定连接在所述快拆板内壁的喷丝板，所述喷丝板内壁设置有喷丝孔；可拆卸连接在快拆板下壁的环吹风冷却器；自上而下设置在纺丝柜内侧后壁且均位于环吹风冷却器下侧的预网络器、上油轮、主网络器以及第一导丝盘，所述纺丝柜内侧后壁且位于上油轮右侧还设置有第二导丝盘以及卷绕机。
优选的，所述转动结构包括第二固定座、连接臂以及转动座，所述第二固定座、转动座分别固定连接在纺丝箱和快拆板后壁，所述连接臂固定连接在第二固定座远离纺丝箱的一侧，所述连接臂形状呈C型，所述连接臂远离第二固定座的一端通过第二转销与转动座转动连接，所述纺丝箱、快拆板通过第二固定座、连接臂以及转动座转动连接。
优选的，所述卡接结构包括活扣、固定扣，所述活扣转动连接在快拆板前壁，所述固定扣固定连接在纺丝箱前壁，所述纺丝箱、快拆板通过活扣、固定扣卡接。
优选的，所述快拆结构包括第一固定座、转节螺杆以及U型槽，所述第一固定座固定连接在纺丝箱侧壁，所述U型槽设置在快拆板侧壁，所述转节螺杆通过第一转销转动连接在第一固定座远离纺丝箱的一端，所述转节螺杆远离第一固定座的一端外壁与U型槽滑动连接。
优选的，所述安装结构为安装台阶，所述喷丝板固定连接在安装台阶内侧壁。
优选的，所述喷丝孔截面形状可以是圆形、三角形等多边形以及扁平形等任一形状。
一种生产易染色PET和PTT偏心复合长丝纤维的方法，所述生产方法包括如下步骤:
S1、配置A组分纺丝液和B组分纺丝液体，分别通过进料筒供料，经螺杆挤出机熔融成熔体后挤出，熔体经过静态混合器进行充分混合，再通过增压泵提升熔体压力，进一步通过计量泵进行准确计量后泵入纺丝箱，熔体进入纺丝箱后通过过滤网及过滤砂滤除杂质并提升温度，通过喷丝板上的喷丝孔喷出形成熔体细流，熔体细流经过环吹风冷却器吹风冷却固化形成初生纤维，再经过预网络器预网络、上油轮上油、主网络器再次网络之后，经第一导丝盘、第二导丝盘导丝最终经过卷绕机卷绕，分别形成A组分丝束和复B组分丝束；
S2、将A组分丝束、B组分丝束进行退卷，将B组分丝束为芯供给空气缠结喷嘴，并在其周围将A组分丝束配置为皮状，且B组分丝束形成的芯部与A组分丝束形成的皮状呈偏心状态，采用空气混合法制成偏心复合纤维长丝，将偏心复合纤维长丝经两次热处理以完成热定型，再经牵引辐牵引冷却、经导纱器卷绕到卷筒形成复合长丝卷，形成该偏心复合长丝纤维，所述A组分丝束与B组分丝束的质量比为80:20-50:50，所述A组分丝束与B组分丝束总纤度优选33-330dtex且单根复合纤维的纤度优选1-5dtex，所述A组分丝束供给空气缠结喷嘴的速度较比B组分丝束供给速度更高。
优选的，所述A组分纺丝液配置方法如下：
1)使对苯二甲酸与乙二醇直接进行酯化反应，制备对苯二甲酸乙二醇酯和其低聚物
2)在减压环境下将对苯二甲酸乙二醇酯和其低聚物进行加热，同时投入碱土金属化合物，进行缩聚反应，当所得聚合物的聚合度达到所需值时，停止反应，完成缩聚反应，得到聚对苯二甲酸乙二醇酯(即PET)聚合物，所述碱土金属化合物的含量为聚对苯二甲酸乙二醇酯(即PET)聚合物摩尔量的0.8-2％。
优选的，所述B组分纺丝液是由对苯二甲酸(PTA)和1,3-丙二醇(PDO)通过直接酯化法酯化反应后缩聚而成的聚对苯二甲酸丙二醇酯(即PTT)聚合物。
优选的，所述碱土金属化合物为四甲基双环戊二烯Mg、Ca、Sr配合物，结构通式为2C5Me4RH+Bu2Mg→(C5Me4R)2Mg+2BuHC7H16。
(三)有益效果
本发明提供了一种生产易染色PET和PTT偏心复合长丝纤维的设备及方法。
具备以下有益效果：
1、A组分纺丝液配置时，碱土金属化合物添加剂的微粒均匀地分散在聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物中，可使丝束的表面形成适当大小的微孔，可以提髙所得丝束成品及其织物的染色效果，同时使得聚合物具有高聚合度、高软化点和良好的可纺性，可以通过熔体直纺步骤高效地制备长丝，另外在后道纺织品碱减量处理时，织物中的大分子脂键水解速度会加快，因此，本发明的复合长丝纤维在进行碱减量处理时，A组分丝束具有较比B组分丝束更快的速减量，被染色时拥有更好的染色效果和抗磨损性能。
2、因聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物制成的B组分丝束构成皮层，聚对苯二甲酸丙二醇酯聚合物制成的A组分丝束构成芯层，复合纤维丝束不会直接暴露在编织物的表面上，所以也不会染色不匀。
3、通过快拆结构配合转动结构，能够在需要维护时快速将快拆板从纺丝箱上分开且不完全脱离，即可直接对喷丝板进行清理维护，不需要考虑喷丝板拆下时的重量问题，维护结束后，将快拆板沿着转动结构向纺丝箱合拢，临时先通过卡接结构进行卡接，再通过转节螺杆进行最终固定，维护工作非常方便。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明增压柜及进料柜敞开状态整体结构示意图；
图3为本发明纺丝箱及快拆板连接结构示意图；
图4为本发明纺丝箱及快拆板连接结构侧视图；
图5为本发明快拆板及喷丝板连接结构局部剖视图；
图6为本发明快拆板结构俯视图。
其中，1、纺丝柜；2、增压柜；3、进料柜；4、进料筒；5、螺杆挤出机；6、侧立板；7、静态混合器；8、增压泵；9、计量泵；10、纺丝箱；11、快拆板；12、第一固定座；13、转节螺杆；14、环吹风冷却器；15、预网络器；16、上油轮；17、主网络器；18、第一导丝盘；19、第二导丝盘；20、卷绕机；21、活扣；22、固定扣；23、第一转销；24、安装台阶；25、第二固定座；26、连接臂；27、转动座；28、第二转销；29、U型槽；30、喷丝板；31、喷丝孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
实施例：
如图1-6所示，本发明实施例提供一种生产易染色PET和PTT偏心复合长丝纤维的设备，包括纺丝柜1；固定连接在纺丝柜1上壁的增压柜2以及固定连接在增压柜2上壁的进料柜3，增压柜2以及进料柜3前壁均转动连接有柜门，工作中柜门处于关闭状态；固定连接在进料柜3上壁的进料筒4，进料筒4外壁贯穿进料柜3上壁至内侧，进料柜3内侧下壁固定连接有螺杆挤出机5，螺杆挤出机5进口端与进料筒4伸入进料柜3一端固定连接；固定连接在增压柜2内部的侧立板6，侧立板6右侧壁自上而下依次固定连接有静态混合器7、增压泵8、计量泵9，静态混合器7用于混合纺丝液，避免出现分层现象，增压泵8用于提升经过静态混合器7混合后熔体的压力，静态混合器7远离增压泵8的一端通过管道与螺杆挤出机5出口端固定连接；固定连接在纺丝柜1内侧上壁的纺丝箱10，纺丝箱10内部设置有用于过滤杂质的过滤网及过滤砂，计量泵9远离增压泵8的一端通过管道与纺丝箱10固定连接；通过转动结构转动连接在纺丝箱10下壁的快拆板11，快拆板11与纺丝箱10之间还设置有用于临时卡接的卡接结构以及用于方便拆开的快拆结构；通过安装结构固定连接在快拆板11内壁的喷丝板30，安装结构为安装台阶24，喷丝板30固定连接在安装台阶24内侧壁，喷丝板30内壁设置有喷丝孔31，熔体通过喷丝孔31喷出形成熔体细流，喷丝孔31截面形状可以是圆形、三角形等多边形以及扁平形等任一形状；可拆卸连接在快拆板11下壁的环吹风冷却器14，熔体细流通过环吹风冷却器14吹风冷却固化；自上而下设置在纺丝柜1内侧后壁且均位于环吹风冷却器14下侧的预网络器15、上油轮16、主网络器17以及第一导丝盘18，纺丝柜1内侧后壁且位于上油轮16右侧还设置有第二导丝盘19以及卷绕机20。
转动结构包括第二固定座25、连接臂26以及转动座27，第二固定座25、转动座27分别固定连接在纺丝箱10和快拆板11后壁，连接臂26固定连接在第二固定座25远离纺丝箱10的一侧，连接臂26形状呈C型，连接臂26远离第二固定座25的一端通过第二转销28与转动座27转动连接，纺丝箱10、快拆板11通过第二固定座25、连接臂26以及转动座27转动连接，快拆板11通过转动结构能够与纺丝箱10进行转动连接，拆卸后不需要完全分离。
卡接结构包括活扣21、固定扣22，活扣21转动连接在快拆板11前壁，固定扣22固定连接在纺丝箱10前壁，纺丝箱10、快拆板11通过活扣21、固定扣22卡接，维护完成后，通过卡接结构能够预先进行临时卡接固定。
快拆结构包括第一固定座12、转节螺杆13以及U型槽29，第一固定座12固定连接在纺丝箱10侧壁，U型槽29设置在快拆板11侧壁，转节螺杆13通过第一转销23转动连接在第一固定座12远离纺丝箱10的一端，转节螺杆13远离第一固定座12的一端外壁与U型槽29滑动连接，当松开转节螺杆13上用于固定的螺帽后，将转节螺杆13沿着第一固定座12转出U型槽29，即可使得转节螺杆13与快拆板11分离，节约了拆除时间。
一种生产易染色PET和PTT偏心复合长丝纤维的方法，生产方法包括如下步骤:
S1、配置A组分纺丝液和B组分纺丝液体，分别通过进料筒4供料，经螺杆挤出机5熔融成熔体后挤出，熔体经过静态混合器7进行充分混合，再通过增压泵8提升熔体压力，进一步通过计量泵9进行准确计量后泵入纺丝箱10，熔体进入纺丝箱10后通过过滤网及过滤砂滤除杂质并提升温度，通过喷丝板30上的喷丝孔31喷出形成熔体细流，熔体细流经过环吹风冷却器14吹风冷却固化形成初生纤维，再经过预网络器15预网络、上油轮16上油、主网络器17再次网络之后，经第一导丝盘18、第二导丝盘19导丝最终经过卷绕机20卷绕，分别形成A组分丝束和复B组分丝束；
S2、将A组分丝束、B组分丝束进行退卷，将B组分丝束为芯供给空气缠结喷嘴，并在其周围将A组分丝束配置为皮状，且B组分丝束形成的芯部与A组分丝束形成的皮状呈偏心状态，采用空气混合法制成偏心复合纤维长丝，将偏心复合纤维长丝经两次热处理以完成热定型，再经牵引辐牵引冷却、经导纱器卷绕到卷筒形成复合长丝卷，形成该偏心复合长丝纤维，A组分丝束与B组分丝束的质量比为80:20-50:50，A组分丝束与B组分丝束总纤度优选33-330dtex且单根复合纤维的纤度优选1-5dtex，A组分丝束供给空气缠结喷嘴的速度较比B组分丝束供给速度更高，通过不同的供给速度，A组分丝和B组分丝束的复合之后进行热处理时，可使复合纤维丝束B组分中的PTT聚酯长丝出现螺旋卷曲，表观上呈现膨松性。
A组分纺丝液配置方法如下：
1使对苯二甲酸与乙二醇直接进行酯化反应，制备对苯二甲酸乙二醇酯和其低聚物
2在减压环境下将对苯二甲酸乙二醇酯和其低聚物进行加热，同时投入碱土金属化合物，进行缩聚反应，当得聚合物的聚合度达到需值时，停止反应，完成缩聚反应，得到聚对苯二甲酸乙二醇酯(即PET)聚合物，碱土金属化合物的含量为聚对苯二甲酸乙二醇酯(即PET)聚合物摩尔量的0.8-2％，通过碱土金属化合物使得A组分丝束表面形成微孔，使得染色加工更加容易，以显示出优异的深色效果。
B组分纺丝液是由对苯二甲酸(PTA)和1,3-丙二醇(PDO)通过直接酯化法酯化反应后缩聚而成的聚对苯二甲酸丙二醇酯(即PTT)聚合物。
碱土金属化合物为四甲基双环戊二烯Mg、Ca、Sr配合物，结构通式为2C5Me4RH+Bu2Mg→(C5Me4R)2Mg+2BuHC7H16。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种生产易染色PET和PTT偏心复合长丝纤维的设备，其特征在于：包括纺丝柜(1)；
固定连接在所述纺丝柜(1)上壁的增压柜(2)以及固定连接在增压柜(2)上壁的进料柜(3)；
固定连接在所述进料柜(3)上壁的进料筒(4)，所述进料筒(4)外壁贯穿进料柜(3)上壁至内侧，所述进料柜(3)内侧下壁固定连接有螺杆挤出机(5)，所述螺杆挤出机(5)进口端与进料筒(4)伸入进料柜(3)一端固定连接；
固定连接在所述增压柜(2)内部的侧立板(6)，所述侧立板(6)右侧壁自上而下依次固定连接有静态混合器(7)、增压泵(8)、计量泵(9)，所述静态混合器(7)远离增压泵(8)的一端通过管道与螺杆挤出机(5)出口端固定连接；
固定连接在所述纺丝柜(1)内侧上壁的纺丝箱(10)，所述纺丝箱(10)内部设置有用于过滤杂质的过滤网及过滤砂，所述计量泵(9)远离增压泵(8)的一端通过管道与纺丝箱(10)固定连接；
通过转动结构转动连接在所述纺丝箱(10)下壁的快拆板(11)，所述快拆板(11)与纺丝箱(10)之间还设置有用于临时卡接的卡接结构以及用于方便拆开的快拆结构；
通过安装结构固定连接在所述快拆板(11)内壁的喷丝板(30)，所述喷丝板(30)内壁设置有喷丝孔(31)；
可拆卸连接在快拆板(11)下壁的环吹风冷却器(14)；
自上而下设置在纺丝柜(1)内侧后壁且均位于环吹风冷却器(14)下侧的预网络器(15)、上油轮(16)、主网络器(17)以及第一导丝盘(18)，所述纺丝柜(1)内侧后壁且位于上油轮(16)右侧还设置有第二导丝盘(19)以及卷绕机(20)。
2.根据权利要求1所述的一种生产易染色PET和PTT偏心复合长丝纤维的设备，其特征在于：所述转动结构包括第二固定座(25)、连接臂(26)以及转动座(27)，所述第二固定座(25)、转动座(27)分别固定连接在纺丝箱(10)和快拆板(11)后壁，所述连接臂(26)固定连接在第二固定座(25)远离纺丝箱(10)的一侧，所述连接臂(26)形状呈C型，所述连接臂(26)远离第二固定座(25)的一端通过第二转销(28)与转动座(27)转动连接，所述纺丝箱(10)、快拆板(11)通过第二固定座(25)、连接臂(26)以及转动座(27)转动连接。
3.根据权利要求2所述的一种生产易染色PET和PTT偏心复合长丝纤维的设备，其特征在于：所述卡接结构包括活扣(21)、固定扣(22)，所述活扣(21)转动连接在快拆板(11)前壁，所述固定扣(22)固定连接在纺丝箱(10)前壁，所述纺丝箱(10)、快拆板(11)通过活扣(21)、固定扣(22)卡接。
4.根据权利要求3所述的一种生产易染色PET和PTT偏心复合长丝纤维的设备，其特征在于：所述快拆结构包括第一固定座(12)、转节螺杆(13)以及U型槽(29)，所述第一固定座(12)固定连接在纺丝箱(10)侧壁，所述U型槽(29)设置在快拆板(11)侧壁，所述转节螺杆(13)通过第一转销(23)转动连接在第一固定座(12)远离纺丝箱(10)的一端，所述转节螺杆(13)远离第一固定座(12)的一端外壁与U型槽(29)滑动连接。
5.根据权利要求4所述的一种生产易染色PET和PTT偏心复合长丝纤维的设备，其特征在于：所述安装结构为安装台阶(24)，所述喷丝板(30)固定连接在安装台阶(24)内侧壁。
6.根据权利要求5所述的一种生产易染色PET和PTT偏心复合长丝纤维的设备，其特征在于：所述喷丝孔(31)截面形状可以是圆形、三角形等多边形以及扁平形等任一形状。
7.一种生产易染色PET和PTT偏心复合长丝纤维的方法，其特征在于：所述生产方法包括如下步骤:
S1、配置A组分纺丝液和B组分纺丝液体，分别通过进料筒(4)供料，经螺杆挤出机(5)熔融成熔体后挤出，熔体经过静态混合器(7)进行充分混合，再通过增压泵(8)提升熔体压力，进一步通过计量泵(9)进行准确计量后泵入纺丝箱(10)，熔体进入纺丝箱(10)后通过过滤网及过滤砂滤除杂质并提升温度，通过喷丝板(30)上的喷丝孔(31)喷出形成熔体细流，熔体细流经过环吹风冷却器(14)吹风冷却固化形成初生纤维，再经过预网络器(15)预网络、上油轮(16)上油、主网络器(17)再次网络之后，经第一导丝盘(18)、第二导丝盘(19)导丝最终经过卷绕机((20)卷绕，分别形成A组分丝束和复B组分丝束；
S2、将A组分丝束、B组分丝束进行退卷，将B组分丝束为芯供给空气缠结喷嘴，并在其周围将A组分丝束配置为皮状，且B组分丝束形成的芯部与A组分丝束形成的皮状呈偏心状态，采用空气混合法制成偏心复合纤维长丝，将偏心复合纤维长丝经两次热处理以完成热定型，再经牵引辐牵引冷却、经导纱器卷绕到卷筒形成复合长丝卷，形成该偏心复合长丝纤维，所述A组分丝束与B组分丝束的质量比为80:20-50:50，所述A组分丝束与B组分丝束总纤度优选33-330dtex且单根复合纤维的纤度优选1-5dtex，所述A组分丝束供给空气缠结喷嘴的速度较比B组分丝束供给速度更高。
8.根据权利要求7所述的一种生产易染色PET和PTT偏心复合长丝纤维的方法，其特征在于：所述A组分纺丝液配置方法如下：
1)使对苯二甲酸与乙二醇直接进行酯化反应，制备对苯二甲酸乙二醇酯和其低聚物
2)在减压环境下将对苯二甲酸乙二醇酯和其低聚物进行加热，同时投入碱土金属化合物，进行缩聚反应，当所得聚合物的聚合度达到所需值时，停止反应，完成缩聚反应，得到聚对苯二甲酸乙二醇酯(即PET)聚合物，所述碱土金属化合物的含量为聚对苯二甲酸乙二醇酯(即PET)聚合物摩尔量的0.8-2％。
9.根据权利要求8所述的一种生产易染色PET和PTT偏心复合长丝纤维的方法，其特征在于：所述B组分纺丝液是由对苯二甲酸(PTA)和1,3-丙二醇(PDO)通过直接酯化法酯化反应后缩聚而成的聚对苯二甲酸丙二醇酯(即PTT)聚合物。
10.根据权利要求9所述的一种生产易染色PET和PTT偏心复合长丝纤维的方法，其特征在于：所述碱土金属化合物为四甲基双环戊二烯Mg、Ca、Sr配合物，结构通式为2C5Me4RH+Bu2Mg→(C5Me4R)2Mg+2BuHC7H16。
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