CN116024698A - 一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝及其生产方法、应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的是一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝及其生产方法、应用，可用于制作纤维笔头、吸液棒、挥发棒、雾化芯、过滤材料、储液材料，属于复合纤维的生产技术领域。一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝由皮层、中间芯层、内芯层组成，皮层包复在中间芯层外部，中间芯层包复在内芯层外部。所述的内芯层中可设中空芯层。本发明优选改性一种高结晶的低熔点PET(熔点在190~210度)或者熔点150度的聚丙烯PP、聚乙烯(PE)、或低熔点聚乳酸(PLA)材料作为纤维的皮层材料，常规涤纶PET涤纶(PET)、尼龙、或聚乳酸(PLA)，作为中间芯层、内芯层材料，在POY复合纺丝生产线先纺成低熔点皮芯复合预牵伸长丝(POY)，再到后纺在双捻向加弹设备上，进行双捻向复合加弹形成无捻向复合加弹长丝。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝及其生产方法、应用，可用于制作纤维笔头、吸液棒、挥发棒、雾化芯、过滤材料、储液材料，属于复合纤维的生产技术领域。
背景技术
在传统的纤维笔头，吸水棒，过滤材料上有使常规的无捻涤纶加弹丝，或无捻丙纶长丝通过合股浸胶加热固化干燥后形成毛细吸水效应的棒料，再通过切断，打磨制成笔头和吸水棒，过滤棒，生产过程释放非常严重的刺激气味，对人和环境造成非常大的破坏。
目前，虽然有一种加弹皮芯无捻复合长丝，由皮层和芯层组成，皮层包复在芯层外部，皮层是作为热熔粘结材料，在制作纤维笔头，吸水棒，过滤材料时皮层加热熔化纤维交叉粘结加热固化，皮层包裹的芯层就会裸露出来，用这样的纤维加工的制品如果接触的液体和芯层的材料起化学反应， 就不能够满足使用要求。必须对芯层材料进行包裹隔绝，所以本发明采用三螺杆三层共挤生产工艺形成多层皮芯结构的纤维。
发明内容
本发明目的是针对上述不足之处提供一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝及其生产方法、应用。本发明是要生产一种能够不要胶水，能够让纤维加热固化，形成同样的硬度的棒料，由于设置中间芯层对内芯层材料进行包裹隔绝保证内芯层不裸露，这样可以确保内芯层材料接触不到过滤介质， 用这样的三层共挤多层皮芯无捻复合长丝制作的纤维制品，它的适用范围更广。
本发明特别优选改性一种高结晶的低熔点 PET(熔点在 190~210 度)或者熔点150度的聚丙烯 PP、聚乙烯(PE)、或低熔点聚乳酸(PLA)(可降解材料) 材料作为纤维的皮层材料，常规涤纶 PET 涤纶(PET)、尼龙、或聚乳酸(PLA)(可降解材料)，作为中间芯层、内芯层材料，在 POY 复合纺丝生产线先纺成低熔点皮芯复合预牵伸长丝(POY)，再到后纺在双捻向加弹设备上，进行双捻向复合加弹形成无捻向复合加弹长丝，再将这种长丝，进行
整经合股，穿过加热管进行加热固化成棒料，在加热过程中加弹复合长丝皮层融化固化互相粘结，无捻弹力丝纤维弯曲蓬松部分形成一定的孔隙率， 皮层材料的熔点最低，中间层和内芯层的材料熔点可以一样，也可以不一样，但必须高于最外面的皮层。每根纤维的截面形状，可以是圆形、三角形、多边形、米字形、十字形、齿轮形、内芯层中空形。截面形状可以是同心的，也可以是偏心的，可以根据制品功能的要求进行组合。
一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝及其生产方法、应用是采取以下技术方案实现：
一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝由皮层、中间芯层、内芯层组成，皮层包复在中间芯层外部，中间芯层包复在内芯层外部。
所述的内芯层中可设中空芯层(中间微孔)。
所述的皮层组分为改性低熔点涤纶(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、或低 熔点聚乳酸(PLA)(可降解材料)，皮层的熔点 150~210 度。
所述的中间芯层组分为涤纶(PET)、尼龙、或聚乳酸(PLA)(可降解材料)， 中间芯层的熔点 250~260 度。
所述的内芯层组分为涤纶(PET)、尼龙、或聚乳酸(PLA)(可降解材料)，内 芯层的熔点 250~260 度。
所述的一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，皮层组分占总量配比为 10~20% ，中间芯层组分占总量配比为 20~40%，内芯层占总量配比为 40~50%。
所述的中空芯层 (中间微孔) 中空度为截面积的 20~50％。
所述的三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，其特征是：皮层材料为改性高结晶 的低熔点涤纶 PET ，聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、或低熔点聚乳酸(PLA)(可
降解材料) 能够满足加弹要求。
所述三层共挤多层皮芯无捻复合长丝的纤度范围为 167dtex~660dtex。
所述三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，必须是单根纤度(dpf)在2~4dtex。
所述的三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，皮层、中间芯层及内芯层中根据需 要可以添加相应颜色及相应功能的母粒和抗老化母粒。
所述的三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，选用的皮层、中间芯层和内芯层在 140~220 度温度热定型时，能够实现纤维粘级固化的同时，还要有稳定的毛细 孔吸水性，亲水性。
所述的三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，选用的皮层材料的熔点和硬度能够
很好的满足， 笔头后道打磨的要求。
一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝的生产方法，本发明是在三螺杆复合纺丝设备上和双捻向加弹机上进行，整个生产工艺步聚如下：
1、皮层原料的改性，市场上的一般的改性低熔点涤纶 PET，是不能够进行加弹的，必须对低熔点涤纶 PET 进行再改性，通过添加成核剂 PPT 塑胶原料作 成核剂，进行再改性，能够快速结晶，然后再对该原料进行干燥处理，干燥温度 80~100 度，干燥时间 8~12小时。含水小于50PPM ；所述的成核剂 PPT 塑胶原料添加量占皮层原料总量 5 ~20%。
2、对中间芯层、内芯层材料分别进行结晶干燥，常规一般的方法，含水小 于30PPM；
3、复合组件的装配和准备，在三螺杆复合纺丝设备上，安装皮芯纺丝多通 道复合模头，用于喷丝生产，根据所要生产的丝的规格和最终要满足单根丝纤度(dpf)在 2~4dtex范围内，选择好一定孔数的喷丝板。
4、皮层组份由第一螺杆熔融挤压后，进入第一计量泵精确计量后进入皮芯 纺丝组件的皮层通道； 中间芯层组分由第二螺杆熔融挤压后，进入第二计量泵 精确计量后进入皮芯纺丝组件中间芯层通道，内芯层组分由第三螺杆熔融挤压 后，进入第三计量泵精确计量后进入皮芯纺丝组件内芯层通道，内芯层喷丝模 上设置有中空芯层(中间微孔)模芯，三个组分在经过各自的通道、喷丝模后，在开有多个 喷丝孔的喷丝板上复合成具有多层皮芯结构的纤维，再经过喷丝板挤出得到多 根具有多层皮芯结构的初生纤维。所得的初生纤维进入侧吹冷却窗进行冷却上 油再进入通道，通过导丝盘进行张力调整后，经高速卷绕装置进行卷绕，制成 POY 多层皮芯复合预牵伸丝。
所述的皮层组份材料、中间芯层组份材料和内芯层组份材料中含有色母粒 和功能母粒。
5 、POY 多层皮芯复合预牵伸丝，经过一定时间的平衡后，到双捻向的加弹 机上，通过加弹机上第一热箱、第二热箱加热，进行双捻向加弹复合，形成加 弹三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，加弹时的牵伸倍数是1.6~1.8 倍，加弹 B/Y 比 1.5~3 控制到满足吸水棒的毛细要求。所述的加弹机上第一热箱，第二热箱温度设定120~150度。
一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝在制作纤维笔头、吸液棒、挥发棒、雾化芯、滤芯、过滤材料、储液材料中应用。
所述的三层共挤多层皮芯无捻复合长丝制作纤维笔头、吸液棒、挥发棒、雾化芯、滤芯、过滤材料、储液材料的方法：
将本发明的三层共挤多层皮芯无捻复合长丝进行整经合股，合股的根数根 据纤维笔头、吸液棒、挥发棒、雾化芯、滤芯、过滤材料、储液材料的直径大小来决定，穿过加热管进行加热固化成棒料，加热温度 160 ~230 度，固化时间 30 ~120 秒，在加热过程中加弹复合长丝皮 层融化固化互相粘结，无捻弹力丝弯曲部分形成一定的孔隙率，产生稳定的毛细孔吸水效应。达到了产品应用的目的。
本发明一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝及其生产方法、应用优点： 本发明一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝及其生产方法、应用,设计合理，适用范围广。
一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝能生产一种能够不要胶水，能够让纤维加热固化，形成同样的硬度的棒料，这个棒料要保持优良的亲水性和毛细孔吸水 性，同时还要能够满足棒料的后道打磨加工，不粘打磨工具。本发明特别优选 改性一种高结晶的低熔点 PET(熔点在 190~210 度)、熔点 150 度的聚丙烯 PP 或 低熔点聚乳酸(PLA)(可降解材料) 材料作为纤维的皮层材料，采用涤纶 (PET)、尼龙、或聚乳酸(PLA)(可降解材料) 作为中间芯层和内芯层材料，在 POY 复合纺丝生产线先纺成低熔点皮芯复合预牵伸长丝(POY) ,再到后纺在双 捻向加弹设备上，进行双捻向复合加弹形成无捻向复合加弹长丝，再将这种长 丝，进行整经合股，穿过加热管进行加热固化成棒料，在加热过程中加弹复合长丝皮层融化固化互相粘结，无捻弹力丝纤维弯曲蓬松部分形成一定的孔隙 率，产生稳定的毛细孔吸水效应，达到了产品应用的目的。
本发明是要生产一种能够不要胶水，能够让纤维加热固化，形成同样的硬度的棒料， 由于三层共挤多层皮芯无捻复合长丝设置中间芯层对内芯层材料进行包裹隔绝保证内芯层不裸露，这样可以确保内芯层材料接触不到过滤介质， 用这样的三层共挤多层皮芯无捻复合长丝制作的纤维制品，它的适用范围更广。可用于制作纤维笔头、 吸液棒、挥发棒、雾化芯、过滤材料、储液材料等。
本发明一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝的生产方法、应用整个生产过程 没有任何有害物质产生，生产的成品，使用过程中健康环保。
附图说明
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图 1 是本发明一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝纤维横截面的示意图1。
图 2是本发明一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝纤维横截面的示意图2。
具体实施方式
参照附图 1、2，一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝由皮层1、中间芯层2、
内芯层 3 组成，皮层 1 包复在中间芯层 2 外部，中间芯层 3 包复在内芯层 3外部。
所述的内芯层 3 可设置有中空芯层(中间微孔) 4。
所述的皮层 1 组分为改性低熔点涤纶(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、或 低熔点聚乳酸(PLA)(可降解材料)，皮层的熔点 150~210 度。
所述的中间芯层 2 组分为涤纶(PET)、尼龙、或聚乳酸(PLA)(可降解材 料)，中间芯层的熔点 250~260 度。
一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝皮层材料的熔点最低，中间层和内芯层的材料熔点可以一样，也可以不一样，但必须高于最外面的皮层。
所述的内芯层 3 组分为涤纶(PET)、尼龙、或聚乳酸(PLA)(可降解材料)， 内芯层的熔点 250~260 度。
所述的一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，皮层 1 组分占总量配比为10~20%，中间芯层 2 组分占总量配比为 20~40%，内芯层 3 占总量配比为 40~50% 。所述的中空芯层 4 (中间微孔)中空度为截面积的 20~50％。
所述的一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，皮层 1 组分占总量配比为 10~20%，中间芯层 2 组分占总量配比为 20~40%，内芯层 3 占总量配比为40~50%。
所述的三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，皮层 1 材料为改性高结 晶的低熔点涤纶 PET 、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、或低熔点聚乳酸(PLA)(可降解材料) 能够满足加弹要求。
所述三层共挤多层皮芯无捻复合长丝的纤度范围为 167dtex~660dtex。
所述三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，必须是单根纤度(dpf)在 2~4dtex。
所述的三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，皮层 1、中间芯层 2 及内芯层 3 中根据需要可以添加相应颜色及相应功能的母粒和抗老化母粒。
所述的三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，选用的皮层 1、中间芯层 2 和中间 芯层 3 在 140~220 度温度热定型时，能够实现纤维粘级固化的同时，还要有稳 定的毛细孔吸水性，亲水性。
所述的三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，选用的皮层 1 材料的熔点和硬度能够很好的满足， 笔头后道打磨的要求。
所述的三层共挤多层皮芯无捻复合长丝每根纤维的截面形状，可以是圆形、三角形、多边形、米字形、十字形、齿轮形、 或内芯层中空形。截面形状可以是同心的，也可以是偏心的，可以根据制品功能的要求进行组合。
一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝的生产方法，步聚如下：
本发明是在三螺杆复合纺丝设备上和双捻向加弹机上进行，整个生产工艺如下：
1、皮层1原料的改性，市场上的一般的改性低熔点涤纶 PET，是不能够进行加弹的，必须对低熔点涤纶 PET 进行再改性，通过添加成核剂 PPT 塑胶原料 作成核剂，进行再改性，能够快速结晶，然后再对该原料进行干燥处理，干燥 温度 80~100 度，干燥时间 8~12 小时。含水小于50PPM；所述的成核剂 PPT 塑胶原料添加量占皮层原料总量 5~20%。
2、对中间芯层2、内芯层 3 材料分别进行结晶干燥，常规一般的方法，含 水小于30PPM；
3、复合组件的装配和准备，在三螺杆复合纺丝设备上，安装皮芯纺丝多通 道复合模头，用于喷丝生产，根据所要生产的丝的规格和最终要满足单根丝纤度(dpf)在 2~4dtex范围内，选择好一定孔数的喷丝板。
4、皮层1组份由第一螺杆熔融挤压后，进入第一计量泵精确计量后进入皮 芯纺丝组件的皮层通道；中间芯层 2 组分由第二螺杆熔融挤压后，进入第二计量泵精确计量后进入皮芯纺丝组件中间芯层通道，内芯层3组分由第三螺杆熔 融挤压后，进入第三计量泵精确计量后进入皮芯纺丝组件内芯层通道，内芯层喷丝模上设置有中空芯层(中间微孔)模芯，三个组分在经过各自的通道、喷丝模后，在开 有多个喷丝孔的喷丝板上复合成具有多层皮芯结构的纤维，再经过喷丝板挤出 得到多根具有多层皮芯结构的初生纤维。所得的初生纤维进入侧吹冷却窗进行 冷却上油再进入通道，通过导丝盘进行张力调整后，经高速卷绕装置进行卷绕，制成 POY 多层皮芯复合预牵伸丝。
所述的皮层1组份材料、中间芯层2组份材料和内芯层3组份材料中含有色母粒和功能母粒。
5、POY多层皮芯复合预牵伸丝，经过一定时间的平衡后，到双捻向的加弹 机上，通过加弹机上第一热箱、第二热箱加热，进行双捻向加弹复合，形成加弹三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，加弹时的牵伸倍数是1.6~1.8倍，加弹 B/Y 比 1.5~3控制到满足吸水棒的毛细要求。所述的加弹机上第一热箱，第二热箱温度设定120~150度。
一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝在制作纤维笔头、吸水棒、滤芯、过滤 材料、储液材料中应用。
采用三层共挤多层皮芯无捻复合长丝制作纤维笔头、吸水棒、滤芯、过滤 材料、储液材料方法：
将本发明的三层共挤多层皮芯无捻复合长丝进行整经合股，合股的根数根据笔头，吸水棒，过滤棒，储液材料的直径大小来决定，穿过加热管进行加热固化成棒料，加热温度 160~230 度，固化时间 30~120 秒，在加热过程中加弹复合长丝皮层融化固化互相粘结，无捻弹力丝弯曲部分形成一定的孔隙率，产生稳定的毛细孔吸水效应，达到了产品应用的目的。
一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝在制作纤维笔头、吸液棒、挥发棒、雾化芯、滤芯、过滤材料、储液材料中应用。
采用三层共挤多层皮芯无捻复合长丝制作纤维笔头、吸液棒、挥发棒、雾化芯、滤芯、过滤材料、储液材料方法：
将本发明的三层共挤多层皮芯无捻复合长丝进行整经合股，合股的根数根据纤维笔头、吸液棒、挥发棒、雾化芯、滤芯、过滤材料、储液材料的直径大小来决定，穿过加热管进行加热固化成棒料，加热温度 160~230度，固化时间30~120秒，在加热过程中三层共挤多层皮芯无捻复合长丝皮层融化固化互相粘结，无捻弹力丝弯曲部分形成一定的孔隙率，产生稳定的毛细孔吸水效应，达到了产品应用的目的。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的产品作举例说明。本发明技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类 的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (13)
1.一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，其特征在于，由皮层、中间芯层、内芯层组成，皮层包复在中间芯层外部，中间芯层包复在内芯层外部。
2.根据权利要求1所述的一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，其特征在于，所述的内芯层中可设中空芯层。
3. 根据权利要求1所述的一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，其特征在于，所述的皮层组分为改性低熔点涤纶(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、或低熔点聚乳酸(PLA)(可降解材料)，皮层的熔点 150~210 度。
4. 根据权利要求1所述的一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，其特征在于，所述的中间芯层组分为涤纶(PET)、尼龙、或聚乳酸(PLA)(可降解材料)，中间芯层的熔点 250~260度。
5. 根据权利要求1所述的一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，其特征在于，所述的内芯层组分为涤纶(PET)、尼龙、或聚乳酸(PLA)(可降解材料)，内芯层的熔点 250~260 度。
6.根据权利要求1所述的一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，其特征在于，所述的一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，皮层组分占总量配比为 10~20%，中间芯层组分占总量配比为20~40%，内芯层占总量配比为 40~50%。
7.根据权利要求2所述的一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，其特征在于，所述的中空芯层中空度为截面积的 20~50％。
8.根据权利要求2所述的一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，其特征在于，所述三层共挤多层皮芯无捻复合长丝的纤度范围为 167dtex~660dtex；
所述三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，必须是单根纤度(dpf)在2~4dtex。
9.根据权利要求1所述的一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，其特征在于，所述的三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，皮层、中间芯层及内芯层中根据需 要可添加相应颜色及相应功能的母粒和抗老化母粒。
10.根据权利要求1所述的一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，其特征在于，所述的三层共挤多层皮芯无捻复合长丝每根纤维的截面形状，可是圆形、三角形、多边形、米字形、十字形、齿轮形、或内芯层中空形，截面形状可是同心的，也可是偏心的，根据制品功能的要求进行组合。
11.权利要求1所述的一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝的生产方法，其特征在于，本发明是在三螺杆复合纺丝设备上和双捻向加弹机上进行，整个生产工艺步聚如下：
（1）皮层原料的改性，市场上的一般的改性低熔点涤纶 PET，是不能够进行加弹的，必须对低熔点涤纶 PET 进行再改性，通过添加成核剂 PPT 塑胶原料作 成核剂，进行再改性，能够快速结晶，然后再对该原料进行干燥处理，干燥温 度 80~100 度，干燥时间 8~12小时，含水小于 50PPM ；所述的成核剂 PPT 塑胶原料添加量占皮层原料总量 5 ~20%；
（2）对中间芯层、内芯层材料分别进行结晶干燥，常规一般的方法，含水小 于 30PPM；
（3）复合组件的装配和准备，在三螺杆复合纺丝设备上，安装皮芯纺丝多通 道复合模头，用于喷丝生产，根据所要生产的丝的规格和最终要满足单根丝纤度(dpf)在 2~4dtex范围内，选择好一定孔数的喷丝板；
（4）皮层组份由第一螺杆熔融挤压后，进入第一计量泵精确计量后进入皮芯 纺丝组件的皮层通道；中间芯层组分由第二螺杆熔融挤压后，进入第二计量泵 精确计量后进入皮芯纺丝组件中间芯层通道，内芯层组分由第三螺杆熔融挤压后，进入第三计量泵精确计量后进入皮芯纺丝组件内芯层通道，内芯层喷丝模上设置有中空芯层模芯，三个组分在经过各自的通道、喷丝模后，在开有多个喷丝孔的喷丝板上复合成具有多层皮芯结构的纤维，再经过喷丝板挤出得到多根具有多层皮芯结构的初生纤维，所得的初生纤维进入侧吹冷却窗进行冷却上油再进入通道，通过导丝盘进行张力调整后，经高速卷绕装置进行卷绕，制成 POY多层皮芯复合预牵伸丝；
（5 ）POY 多层皮芯复合预牵伸丝，经过一定时间的平衡后，到双捻向的加弹机上，通过加弹机上第一热箱、第二热箱加热，进行双捻向加弹复合，形成加弹三层共挤多层皮芯无捻复合长丝，加弹时的牵伸倍数是 1.6~1.8 倍，加弹 B/Y 比 1.5~3 控制到满足吸水棒的毛细要求，所述的加弹机上第一热箱，第二热箱温度设定120~150 度。
12.权利要求1-11任意一项所述的一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝在制作纤维笔头、吸液棒、挥发棒、雾化芯、滤芯、过滤材料、储液材料中应用。
13.权利要求1-11任意一项所述的一种三层共挤多层皮芯无捻复合长丝制作纤维笔头、吸液棒、挥发棒、雾化芯、滤芯、过滤材料、储液材料的方法，其特征在于，
将本发明的三层共挤多层皮芯无捻复合长丝进行整经合股，合股的根数根 据纤维笔头、吸液棒、挥发棒、雾化芯、滤芯、过滤材料、储液材料的直径大小来决定，穿过加热管进行加热固化成棒料，加热温度 160 ~230 度，固化时间 30 ~120 秒，在加热过程中加弹复合长丝皮 层融化固化互相粘结，无捻弹力丝弯曲部分形成一定的孔隙率，产生稳定的毛细孔吸水效应,达到了产品应用的目的。
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