CN1207105C - 多功能复合涂布机组 - Google Patents
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Abstract
一种多功能复合涂布机组，包括纸卷放送机，涂布上色机，定型冷却机，收卷机，其特征是在纸卷放送机的后面还依次排列有既可进行上胶复合，又可进行剥离的上胶复合剥离机，能作恒张力放卷又能作张力锥度递减收卷的薄膜收放卷机，主机架上方还有一台由远红外预热烘箱连接多段循环热风烘箱构成的组合式烘道。能在一台机组上进行放卷、复合、上色、剥离、涂布、烘干、定型、冷却、收卷等多种工序的连续生产，结构紧凑，造型简捷美观，可以连续作业，简化管理，减少损耗，降低成本，既提高了生产效率，又保证了产品质量。而且可以针对产品品种的不同而选用不同的工艺路线，同时适应“前上色”、“后上色”等两种不同的工艺方法对设备提出的不同的要求。
Description
技术领域 本发明涉及一般对表面涂布液体或其它流体的装置，尤其涉及一种多功能复合涂布机组。
背景技术 镀铝转移金银卡纸、镀铝转移激光全息卡纸等新一代的绿色包装材料的常规的制备方法，是在湿式复合机、涂布机、剥离机等多台设备上采用转移法分别进行复合、上色、剥离、涂布等工序。产品也比较单一，一种产品在多台设备上多次进行运行和装卸操作，生产效率低下，容易造成产品表面擦伤和损耗。目前国内通行的“前上色”、“后上色”两种不同的工艺方法对设备也提出了不同的要求，单一功能的机器已难以满足新工艺方法对设备的要求，中国专利CN1154298A公开的“药用铝箔印刷涂布工艺及设备”和CN2377082Y公告的“印刷复合组合机”，针对上述情况提出的解决方案，有一定的效果，但仍不能满足转移法进行复合、上色、剥离、涂布这多种工序的要求。
发明内容 为弥补现有技术存在的缺陷，本发明提出一种多功能复合涂布机组。采用的技术方案如下：
一种多功能复合涂布机组，机组中所有的电气设备都由可编程序控制器PLC中央控制系统进行动态同步控制，包括排列于主机架下方的一侧的一台以恒张力矩放送纸卷的带液压升降臂的纸卷放送机，一台可均匀上色附有刮刀机构的涂布上色机，依次排列于主机架下方的另一侧的一台既可作热定型又可作冷却的定型冷却机，一台有光电气动伺服自动跟踪机构控制的收卷机，其特征是：在纸卷放送机的后面、涂布上色机的前面还依次排列设有一台既可进行上胶复合，又可进行剥离的上胶复合剥离机，一台能作恒张力放卷又能作张力锥度递减收卷的薄膜收放卷机，主机架上方还设有一台由远红外预热烘箱连接多段循环热风烘箱构成的组合式烘道。
所说的纸卷放送机，滑动机架安装在底座的直线滚针支承上，由一个纠偏气动装置在安装于纸卷边的红外光电头控制下，调整活动机架的位置。由升降油缸支撑的升降臂，一端安装在联结轴上，另一端U型叉口上是装着待放纸卷的放卷轴。放卷轴由一直流电机驱动，其反转力矩形成放卷张力，并由可编程序控制器PLC中央控制与主传动同步。升降油缸驱动的升降臂可将大直径的纸卷由地面送入放卷工位。
所说的上胶复合剥离机，包括一个涂胶辊、传胶辊、限胶辊和盛胶盘及调整机构组成的三辊上胶机构，在涂胶辊的上方，设有一薄型气缸控制的调节滑座，其上可根据工艺要求而更换装上压辊或铝导辊，在机架上方设有一个复合热缸，其前方设有一套气动复合压辊，在其后方设有一套气动剥离压辊，三辊上胶机构与复合热缸各自单独由一个交流矢量电机驱动，并由可编程序控制器PLC控制它们与主传动同步。改变各部件的组合，可以适应不同的工艺方法。当进行湿式复合时，从薄膜收放卷机送来的薄膜带材经三辊上胶机构上胶后，在复合热缸处与纸卷放送机送来的纸带进行复合，而进行剥离时，薄型气缸驱动的调节滑座中更换装上铝导辊，从纸卷放送机送来的复合纸带在复合热缸处剥离后，纸带继续前进，而被剥离的薄膜则输往薄膜收放卷机进行收卷。
所说的薄膜收放卷机，在机器的底座上，设有带滚轮的滑动机架，收放卷轴一端通过支承座固定于滑动机架上，另一端通过可用手轮调节机构进行调整的调节支座而固定于滑动机架上，收放卷轴通过传动机构连接到具有形成恒张力的反馈张力自动控制和形成张力锥度递减的闭环控制两套控制系统的直流电机上，底座上还设有限制滚轮运动的纠偏导轨与调整其位置的气动纠偏执行器。在某些工艺流程中作放卷机使用时，通过反馈张力自动控制系统，实现恒张力放卷。而在另一些工艺流程中作收卷机使用时，通过闭环自动张力控制系统，实现自动张力锥度递减收卷。两套电气控制系统由可编程序控制器PLC进行程序切换。作为回收载体薄膜的收卷机，其载体薄膜保持完好无损，确保能反复利用。
所说的涂布上色机，其主要组成部份为网纹辊、刮刀机构、气动压辊、胶盘及升降机构、抹平辊组件。网纹辊在胶盘中，其上方的气动压辊调整通过两者之间的纸带的压力，纸带在此上色，网纹辊一侧的刮刀机构，可以去除网纹辊上多余流体物质，在网纹涂布过程中，用较大粘度涂液所产生的涂层点状、条状纹，由抹平辊均匀抹平，该刮刀机构结构紧凑，调节方便，功能齐全，可以适应各种规格的网纹辊，与其达到最佳配合。
所说的组合式烘道，由前部的远红外预热烘箱和后部级联的多段循环热风烘箱组成。需烘干的纸带或薄膜带材，先经远红外预热升温后，再经循环热风烘箱反复烘干。
所说的定型冷却机，在其机架下部装有冷却辊及其配套的气动下压辊，中部装有定型辊及其配套的气动上压辊，上部有气动张力浮动辊，其特征是：在定型辊一端设有可进行冷、热水两种循环进行切换的循环换向阀。当进行热定型加冷却工艺时，定型辊由循环换向阀切换为热水循环，使纸带在定型辊上热定型后再到冷却辊上冷却。当执行单一冷却工艺时，定型辊中切换成冷水循环，起初步冷却作用，纸带再经过冷却辊作进一步冷却。该机中的气动张力浮动辊，可以消除从组合式烘道来的纸带的张力波动。驱动冷却辊与定型辊的交流矢量电机由可编程序控制器PLC控制，使它与主传动保持同步。
所说的收卷机，它包括收卷与传动部件、液压卸卷装置和光电伺服自动跟踪系统。它的作用是进行张力自动锥度递减的收卷，跟踪辊保持所收纸卷内部无褶皱无气泡产生，避免部分压力过大而造成纸卷内部的损坏。当达到预定收卷直径值时，自动报警停机系统发出警告并自动停机，此时，可控制卸料臂将成品卷卸下。其驱动的直流电机由可编程序控制器PLC控制，使它与主传动保持同步。
本发明对照现有技术的有益效果是，它能在一台机组上进行放卷、复合、上色、剥离、涂布、烘干、定型、冷却、收卷等多种工序的连续生产，其结构紧凑，造型简捷美观，可以连续作业，简化管理，减少损耗，降低成本，既提高了生产效率，又保证了产品质量。而且可以针对产品品种的不同而选用不同的工艺路线，同时适应“前上色”、“后上色”等两种不同的工艺方法对设备提出的不同的要求，使生产厂家转产快捷简便，以迅速适应市场的变化与需求。它既适用于生产绿色包装材料如镀铝转移金银卡纸、镀铝转移激光全息卡纸的生产，也适用于传统包装材料如铝纸金银卡纸、高光泽镀铝膜复合金银卡纸的生产和直接镀铝纸的底层或面层的涂布。
本发明的组成机器都作了改进与优化，性能和精度都明显提高，应用范围也有所扩大，生产速度可达170米/分，张力控制精度达到±1牛顿，温控精度±1℃，烘箱内横向温差±2.5℃。本机组采用可编程序控制器PLC系统，彩色触摸屏人机操作界面，对放卷、上胶、复合、上色、干燥、冷却、收卷等各段张力和生产速度进行动态同步控制，实现整机操作、在线控制自动化。
附图说明 本发明有以下附图：
图1为本发明的结构组成示意图；
图中：1.主机架，2.纸卷放送机，3.上胶复合剥离机，4.薄膜收放卷机，5.涂布上色机，6.组合式烘道，7.定型冷却机，8.收卷机。
图2为本发明中纸卷放送机的结构示意图；
图中：9.底座，10.轴承座，11.升降臂，12.气动纠偏执行器，13.放卷轴，14.活动机架，15.待放纸卷，16.纸带，17.直线滚针支承，18.联接轴，19.导向辊，20.升降油缸。
图3为本发明中上胶复合剥离机的结构示意图；
图中：16.纸带，22.机架，23.限胶辊，24.盛胶盘及升降装置，25.传胶辊，26.涂胶辊，27.导向辊，28.薄膜带材，29.压辊或铝导辊，30.调节滑座，31.薄型气缸，32.气缸，33.气动剥离压辊，34.复合热缸，35.气动复合压辊，36.进纸导辊。
图4为本发明中薄膜收放卷机的结构示意图；
图中：28.薄膜带材，37.底座，38.滚轮，39.直流电机，40.滑动机架，41.纠偏导轨，42.支承座，43.收放卷轴，44.薄膜卷，45.气动纠偏执行器，46.传动机构，47.调节支座，48.手轮调节机构。
图5为为本发明中薄膜收放卷机的侧视图；
图中：37.底座，39.直流电机，42.支承座，43.收放卷轴，44.薄膜卷，45.气动纠偏执行器，46.传动机构，47.调节支座，48.手轮调节机构。
图6为本发明中涂布上色机的结构示意图；
图中：16.纸带，50.机架，51.刮刀机构，52.网纹辊，53.气动压辊，54.调节辊，55.铝导辊，56.导辊，57.气动调节辊，58.偏心调节辊，59.抹平辊，60.胶盘及升降机构。
图7为本发明中组合式烘道的结构示意图；
图中：1.主机架，16.纸带，61.导辊，62.远红外预热烘箱，63.循环热风烘箱，64.第二段循环热风烘箱，65.第三段循环热风烘箱，66.第四段循环热风烘箱。
图8为本发明中定型冷却机的结构示意图；
图中：16.纸带，67.机架，68.出纸导辊，69.气动下压辊，70.冷却辊，71.气动张力浮动辊，72.进纸导辊，73.气动上压辊，74.定型辊。
图9为本发明中定型冷却机的侧视图；
图中：70.冷却辊，74.定型辊，75.循环换向阀。
图10为本发明中收卷机的结构示意图；
图中：16.纸带，76.进纸导辊，77.气动缓冲辊，78.机座，79.卸卷臂，80.液压油缸，81.收卷轴，82.支承座，83.在收纸卷，84.导轨，85.跟踪辊，86.摆臂，87.低摩擦气缸。
图11为本发明实施镀铝转移膜与纸湿式复合工艺的流程图；
图12为本发明实施铝箔或镀铝膜与纸复合、上色生产复合金银卡纸工艺的流程图；
图13为本发明实施直接镀铝纸底层、面层涂布工艺的流程图；
图14为本发明实施“后上色法”转移纸剥离、上色工艺的流程图。
具体实施方式 下面对照附图对本发明的具体实施方式作出说明。
从图1可看出，在主机架(1)上方是组合式烘道(6)，纸卷放送机(2)、上胶复合剥离机(3)、薄膜收放卷机(4)，涂布上色机(5)依顺序排列于主机架(1)下方的右侧，而定型冷却机(7)、收卷机(8)则依次排列于主机架(1)下方左侧。
从图2可看出，活动机架(14)安装在底座(9)的直线滚针支承(17)上，可以灵活轻便移动。光电头(图中未画出)监测纸带(16)边缘的变化，指令气动纠偏执行器(12)，调整活动机架(14)的前后位置。升降臂(11)一端安装于联接轴(18)上，另一端U型叉口处安放着放卷轴(13)及待放纸卷(15)。联接轴(18)是通过轴承座(10)安装于活动机架(14)上的。放卷轴(13)由一直流电机驱动，电机的反转力矩形成了放卷张力，由直流控制器和张力控制器构成闭环张力控制系统，并由可编程序控制器PLC中央控制使其与主传动同步。升降臂(11)装有升降油缸(20)，操作升降油缸(20)就可以使待放纸卷(15)从地面进入放卷工位，纸带(16)通过导向辊(19)向外传送。
从图3可看出，在上胶复合剥离机的机架(22)的下部，安装着由限胶辊(23)、传胶辊(25)、涂胶辊(26)和盛胶盘及升降机构(24)组成的三辊上胶机构，气缸(32)控制涂胶辊(26)的升降及开启。在涂胶辊(26)的上方，有一薄型气缸(31)控制着调节滑座(30)的抬起与压下，在大多数情况下，调节滑座(30)中装的是压辊(29)，但在剥离作业时，能很方便地更换为铝导辊。在机架(22)上部，有一复合热缸(34)，它前方装有气动复合压辊(35)，在其后方装有气动剥离压辊(33)，根据工艺要求，两种压辊或者压下，或者抬起。纸带(16)从进纸导向辊(36)引入，经复合热缸(34)，从气动剥离辊(33)导出，而通过涂胶辊(26)与导向辊(27)的薄膜带材(28)，有时是输出到作为收卷机的薄膜收放卷机(4)，有时是从作为放卷机的薄膜收放卷机(4)处进来的。三辊上胶机构与复合热缸(34)各自单独由一个交流矢量电机驱动，并由各自的变频控制器控制，通过可编程序控制器PLC运算，指令控制它们与主传动同步。其间的速差可精密调节，以适应各种不同的材料、工艺条件等对该段张力的要求，其性能及效果优于通常的机械调速机构。
从图4、图5可看出，薄膜收放卷机的滑动机架(40)下部有滚轮(38)，可在底座(37)上沿纠偏导轨(41)运动，气动纠偏执行器(45)调整滑动机架(40)的位置。收放卷轴(43)一端通过支承座(42)固定在滑动机架(40)上，并通过传动机构(46)与直流电机(39)连接，为该直流电机(39)驱动。收放卷轴(43)另一端则通过调节支座(47)固定在滑动机架(40)上，通过手轮调节机构(48)可以调整调节支座(47)的位置，从而调整了装有薄膜卷(44)的收放卷轴(43)与薄膜带材(28)收放方向的垂直度。直流电机(39)有两套电气控制导流，作放卷机使用时，通过反馈张力自动控制系统，实现恒张力放卷。而在另一些工艺流程中作收卷机使用时，通过闭环自动张力控制系统，实现自动张力锥度递减收卷。两套电气控制系统由可编程序控制器PLC进行程序切换。
从图6可看出，在涂布上色机机架(50)的下方，有胶盘及升降机构(60)，网纹辊(52)置于其上。网纹辊(52)一侧有刮刀机构(51)，该刮刀机构(51)有上下、进退、摆角，压力等多种调节功能，并附有减震板，使其稳定和高精度。网纹辊(52)上方，有气动压辊(53)，调整对通过这两者间纸带(16)的压力。纸带(16)经铝导辊(55)导辊(56)气动调节辊(57)，进入网纹辊(52)与气动压辊(53)之间后，从偏心调节辊(58)，抹平辊(59)向外导出。抹平辊(59)的作用是均匀抹平由于在网纹涂布中较高粘度的涂液所产生的涂层点状、条状纹。
从图7可看出，组合式烘道的主机架(1)的上方，从右至左，依次排列着远红外预热烘箱(62)，四段循环热风烘箱(63)、(64)、(65)、(66)，纸带(16)在导辊(61)上传送，依照以上顺序通过，经远红外预热升温后，又经多段循环热风烘烤，使之干透。
从图8、图9可看出，定型冷却机的机架(67)的下方有出纸导辊(68)，其上有冷却辊(70)、与其配合的气动下压辊(69)，在它们上方有定型辊(74)、与其配合的气动上压辊(73)，纸带(16)从机架(67)左上方通过进纸导辊(72)、气动张力浮动辊(71)，到达定型辊(74)、冷却辊(70)而从下部出纸导辊(68)输出。定型辊(74)和冷却辊(70)都是经镀硬铬精磨的大辊，辊面以下有夹层，夹层的导槽中可通入循环热水或冷水，它们的辊面直径和转速相同，而转向相向，它们由一交流矢量电机驱动。通常是气动下压辊(69)压下而气动上压辊(73)抬起，定型辊(74)平时都通入循环冷水，与冷却辊(70)一同起冷却作用，只有应用热定型时，由循环换向阀(75)切换为热水循环。气动张力浮动辊(71)则配合变频控制器，使交流矢量电机与整机主传动线速度一致，并保持组合式烘道(6)内纸带(16)的张力。
从图10可看出，收卷机中的收卷轴(81)安装在机座(78)的支承座(82)上，它的下方装有液压油缸(80)驱动的卸卷臂(79)。当收卷直径达到预定收卷直径值时，自动报警停机系统发出警告并自动停机，操作液压油缸(80)，并将收卷轴(81)推到抬起的卸卷臂(79)上，卸卷臂(79)在液压油缸(80)的驱动下，将在收纸卷(83)从收卷工位上卸下。收卷轴(81)一侧装有可在导轨(84)中滑动的跟踪辊(85)，它由低摩擦气缸(87)和摆臂(86)推动而进退滑动。光电检测器(图中未画出)，将检测到的待收纸卷(83)直径的变化信号反馈给可编程序控制器PLC，使低摩擦气缸(87)活塞两边压力差发生细微变化，从而推动跟踪辊(85)逐渐后退。跟踪辊保持所收纸卷内部无褶皱无气泡产生，避免部分压力过大而造成纸卷内部分损坏。它既可以用间隙跟踪收卷，也可以将跟踪辊(85)轻压在待收纸卷(85)上进行轻压接触收卷，使收卷时接触压力可调节并保持恒定。收卷轴(81)在直流电机的驱动下，实现张力锥度递减收卷，并通过可编程序控制器PLC实现与主传动同步。纸带(16)从进纸导辊(76)进入，经气动缓冲辊(77)，跟踪辊(85)进入收卷。气动缓冲辊(77)在可编程序控制器PLC指令下动作，可以配合其它控制组件有效地减少或消除收卷时各种因素如收卷卷料不同心等对收卷张力的波动影响。
下面对在本发明机组上实施的几种工艺流程作出说明。
镀铝转移膜与纸湿式复合工艺流程：
参见图11，镀铝转移膜置于作为第二放卷的薄膜收放卷机(4)上，进入上胶复合剥离机(3)中，通过导向辊(27)，在压辊(29)与涂胶辊(26)之间进行上胶，然后在复合热缸(34)上与纸带(16)进行复合，纸带(16)是作为第一放卷的纸卷放送机(2)输送过来的。此时，气动复合压辊(35)压下，气动剥离压辊(33)抬起。复合后的纸带(16)经气动剥离压辊(33)直接进入组合式烘道(6)，导辊(61)将其输送通过组合式烘道(6)烘干后，进入定型冷却机(7)，此时定型辊(74)中为冷却水，气动上压辊(78)抬起，气动下压辊(74)压下，纸带(16)经定型辊(74)和冷却辊(70)冷却后进入收卷机(8)。在收卷机(8)中，经进纸导辊(76)气动缓冲辊(77)，跟踪辊(85)进行收卷。整个过程由可编程序控制器PLC控制各部份同步协调。
铝箔或镀铝膜与纸复合、上色生产复合金银卡纸工艺流程：
参见图12，镀铝膜与纸分别置于作为第二放卷的薄膜收放卷机(4)与作为第一放卷的纸卷放送机(2)上，其上胶、复合两道工序与前面的工艺流程相同。复合后的纸带(16)从上胶复合剥离机(3)出来之后，经由铝导辊(55)进入上色涂布机(5)，经气动调节辊(57)进入气动压辊(53)与网纹辊(52)之间，在此上色，经偏心调节辊(58)与抹平辊(61)进入组合式烘道(6)中烘干，后续的冷却、收卷两道工序与前面的工艺流程相同。
直接镀铝纸底层、面层涂布工艺流程：
参见图13，薄膜收放卷机(4)与上胶复合剥离机(3)中三辊上胶机构封停。待放纸卷(15)置于放卷机(2)的放卷轴(35)上，经导向辊(19)进入上胶复合剥离机(3)中，此时，气动复合辊(35)压下，复合热缸(34)看作整个机组前部牵引夹送部，纸带(16)经过复合热缸(34)后，从抬起的气动剥离压辊(33)上通过，进入涂布上色机(5)，通过铝导辊(55)、导辊(56)、张力浮动辊(57)，在气动压辊(53)与网纹辊(52)之间，实施网纹上胶，然后通过抹平辊(59)抹平，进入组合式烘道(6)烘干，出组合式烘道(6)后，退出本机组，在机组外部用蒸汽加湿机进行定量加湿，再经进纸导辊(72)回到本机组定型冷却机(7)中，此时定型辊(74)已由循环换向阀(75)切换为热水循环，气动上压辊(73)压下，纸带(16)经气动张力浮动辊(71)进入定型辊(74)进行热定型，经过冷却辊(70)冷却，然后输往收卷机(8)进行收卷。
“后上色法”转移纸剥离、上色工艺流程：
参见图14，已完成复合工序并经过时效处理的转移镀铝膜-纸的复合带半成品卷置于放卷机(2)上，放卷后进入上胶复合剥离机(3)中，此时复合热缸(34)不通入热油，气动复合压辊(35)抬起，气动剥离压辊(33)压下，由薄型气缸(31)驱动的调节滑座(30)上升抬起，并将其中的压辊(29)更换为铝导辊。上述复合纸带(16)经进纸导辊(36)到达复合热缸(34)，复合纸带在此剥开载体薄膜，其中薄膜带材(28)部分，下经置于调节滑座(30)中的铝导辊(29)和导向辊(27)进入薄膜收放卷机(4)进行收卷，此时，该机转换为具有张力锥度递减的收卷机。在复合热缸(34)上，剥离后镀铝层转移到纸带(16)上，剥离后的纸带(16)进入涂布上色机(5)中，经气动调节辊(57)、调节辊(54)进入气动压辊(53)与网纹辊(52)之间进行上色，然后通过抹平辊(59)抹平，进入组合式烘道(6)，在此烘干后，接着进入定型冷却机(7)。此时，循环换向阀(75)将定型辊(74)内改为冷水循环，使其起冷却作用，气动上压辊(73)抬起，气动下压辊(69)压下。纸带(16)经气动张力浮动辊(71)在定型辊(74)上冷却，再在冷却辊(70)上进一步冷却后，进入收卷机(8)进行收卷。
Claims (2)
1、一种多功能复合涂布机组，机组中所有的电气设备都由可编程序控制器PLC中央控制系统进行动态同步控制，包括排列于主机架下方的一侧的一台以恒张力矩放送纸卷的带液压升降臂的纸卷放送机，一台可均匀上色附有刮刀机构的涂布上色机，依次排列于主机架下方的另一侧的一台既可作热定型又可作冷却的定型冷却机，一台有光电气动伺服自动跟踪机构控制的收卷机，其特征是：在纸卷放送机的后面、涂布上色机的前面还依次排列设有一台上胶复合剥离机，一台薄膜收放卷机，主机架上方还设有一台由远红外预热烘箱连接多段循环热风烘箱构成的组合式烘道；
上述的上胶复合剥离机，包括一个涂胶辊、传胶辊、限胶辊和盛胶盘及调整机构组成的三辊上胶机构，在涂胶辊的上方，设有一薄型气缸控制的调节滑座，其上可根据工艺要求而更换装上压辊或铝导辊，在机架上方设有一个复合热缸，其前方设有一套气动复合压辊，在其后方设有一套气动剥离压辊，三辊上胶机构与复合热缸各自单独由一个交流矢量电机驱动，并由可编程序控制器PLC控制它们与主传动同步；
上述的薄膜收放卷机底座上，设有带滚轮的滑动机架，收放卷轴一端通过支承座固定于滑动机架上，另一端通过可用手轮调节机构进行调整的调节支座而固定于滑动机架上，收放卷轴通过传动机构连接到具有形成恒张力的反馈张力自动控制和形成张力锥度递减的闭环控制两套控制系统的直流电机上，底座上还设有限制滚轮运动的纠偏导轨与调整其位置的气动纠偏执行器。
2、根据权利要求1所述的一种多功能复合涂布机组，其特征是：定型冷却机的定型辊一端设有可进行冷、热水两种循环进行切换的循环换向阀。
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