DE102004033237A1 - Verfahren zur Herstellung von Dekor-Laminaten mit Synchronporen sowie dazu geeignete Druckfarbe - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Dekor-Laminaten mit Synchronporen sowie dazu geeignete Druckfarbe Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Herstellen von Dekor-Laminaten mit Synchronporen unter Verwendung einer Druckfarbe, welche ein Additiv aufweist, das die Benetzung der gedruckten Schicht mit Tränkharzen verhindert, zur Ausführung des Verfahrens geeignete Druckfarbe sowie Dekor-Laminate mit Synchronporen, die durch das Verfahren erhältlich sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Dekor-Laminaten mit Synchronporen unter Verwendung einer Druckfarbe, welche ein Additiv aufweist, das die Benetzung der gedruckten Schicht mit Tränkharzen verhindert. Sie betrifft weiterhin eine zur Ausführung des Verfahrens geeignete Druckfarbe sowie Dekor-Laminate mit Synchronporen, die durch das Verfahren erhältlich sind.
  • Dekor-Laminate sind prinzipiell bekannt. Sie werden in verschiedener Form u.a. in der Bau- und Möbelindustrie verwendet. Als Motive weit verbreitet sind Holzmaserungen; daneben sind aber auch beispielsweise Stein-, Keramik-, Kork- oder reine Fantasie-Dekore üblich.
  • Zur Herstellung von Dekor-Laminaten werden Dekorpapiere mit Tränkharzen, wie bspw. Melamin-Formaldehyd-Harzen, getränkt und schließlich mittels kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Pressen unter Druck und Temperatur auf geeignete Trägermaterialien laminiert. Das Dekorpapier kann einerseits direkt auf Holzunterlagen wie bspw. Spanplatten oder hoch- bzw. mittelverdichtete Faserplatten laminiert werden, es kann aber zunächst auch auf ein spezielles dickes Papier, sogenanntes Kraftpapier laminiert werden, und das erhaltene Laminat in einem zweiten Schritt auf eine Holzunterlage aufgeleimt werden. Weitere Einzelheiten zur Herstellung von Laminaten sind beispielsweise dargestellt in „Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th Edition, Electronic Release: Wood 2.4.3.3. „Decorative Laminates"" oder auch in US 4,552,792 und US 4,587,141 .
  • Die verwendeten Dekorpapiere werden hergestellt, indem man weiße oder eingefärbte Spezialpapiere im Tiefdruckverfahren, üblicherweise im 3- oder 4-Farbdruckverfahren, mit geeigneten Dekoren bedruckt. Die zuletzt gedruckte Farbe ist hierbei die so genannte Porenfarbe, eine dunkle Farbe wie beispielsweise ein dunkles Rot oder ein dunkles Braun mit der nur noch die Porenzeichnung, wie beispielsweise die Holzmaserung, gedruckt wird.
  • Damit das Dekor-Laminat einen möglichst naturgetreuen Eindruck aufweist, wird das Laminat üblicherweise mit Poren in der Oberfläche versehen. Hierzu wird in die zum Pressen verwendeten Pressbleche ein entsprechendes Porenmuster eingraviert. Beim Pressen des Laminates überträgt sich das in das Pressblech eingravierte Muster auf die Oberfläche des Dekor-Laminates, so dass auch die Oberfläche ein entsprechendes Porenmuster aufweist.
  • Insbesondere bei billigeren Produkten wird auch für verschiedene Dekore aus Kostengründen immer das gleiche Pressblech eingesetzt. Die eingravierten Poren stimmen dann nicht mit der gedruckten Porenzeichnung überein.
  • Bei qualitativ hochwertigen Produkten sollte das Dekor-Laminat aber so genannte „Synchronporen" aufweisen, d.h. die gedruckte Porenzeichnung sollte -wie bei einem natürlichen Produkt- mit den tatsächlichen Poren in der Oberfläche übereinstimmen. Hierzu ist es erforderlich, für jedes gedruckte Muster ein eigenes Pressblech einzusetzen. Diese Vorgehensweise ist aufwändig und teuer.
  • Weiterhin dehnen sich die eingesetzten Dekorpapiere auch beim Drucken und beim Tränken mit dem Tränkharz aus, und zwar je nach den gewählten Bedingungen Bedingungen durchaus nicht immer in gleichem Ausmaße. Somit stimmt auch bei an das Dekor angepassten Pressblechen die eingeprägte Porenstruktur häufig nicht exakt mit der gedruckten Porenstruktur überein.
  • Wachse als Additive von Tiefdruckfarben sind prinzipiell bekannt. Sie werden insbesondere zur Verbesserung der Abriebfestigkeit und Kratzfestigkeit der Drucke eingesetzt. Nähere Einzelheiten sind beispielsweise ist „Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben", Georg Thieme Verlag Stuttgart 1998, S. 161 offenbart. Die eingesetzten Mengen sind allerdings klein. Die Produktbroschüre Luwax® AF, BASF Aktiengesellschaft, Ausgabe Januar 1995 empfiehlt beispielsweise 0,8 bis 1,5 Gew. % Wachs als Zusatz.
  • Aufgabe der Erfindung war es ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Dekor-Laminaten mit Synchronporen bereit zustellen, welches die oben genannten Nachteile nicht aufweist. Aufgabe war es weiterhin, eine für das Verfahren geeignete Tiefdruckfarbe bereit zu stellen.
  • Dementsprechend wurde in einem ersten Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Dekor-Laminaten mit Synchronporen gefunden, welches mindestens die folgenden Schritte umfasst
    • (a) Bedrucken eines im Wesentlichen aus Papier bestehenden Trägermaterials mit einer oder mehreren Farbschichten mittels Tiefdrucktechnik unter Verwendung entsprechender Tiefdruckfarben mindestens umfassend Lösemittel, Bindemittel und Farbmittel,
    • (b) Tränken des erhaltenen Dekorpapieres mit einem Tränkharz und
    • (c) Auflaminieren und Aushärten des getränkten Dekorpapieres mit der von der gedruckten Schicht abgewandten Seite unter Druck und Temperatur auf ein geeignetes Trägermaterial,
    und wobei man zum Drucken von mindestens einer der Farbschichten eine Tiefdruckfarbe einsetzt, welche eine wirksame Menge mindestens eines Additivs umfasst, das die Benetzung der gedruckten Schicht mit dem Tränkharz in einem solchen Maße verhindert, so dass synchron zu dem mit der besagten Druckfarbe gedruckten Muster Poren in der Oberfläche des ausgehärteten Dekor-Laminates verbleiben.
  • In einem zweiten Aspekt der Erfindung wurden Synchronporen aufweisende Dekor-Laminate gefunden, welche durch das Verfahren erhältlich sind.
  • In einem dritten Aspekt wurde eine Tiefdruckfarbe gefunden, welche mindestens ein Lösemittel oder ein Lösemittelgemisch, ein Bindemittel, ein Farbmittel sowie eines oder mehrere Additive umfasst, wobei es sich bei mindestens einem der Additive um wirksame Mengen eines Tränkharze abstoßenden Materials handelt.
  • Zu der Erfindung ist im Einzelnen das Folgende auszuführen:
  • Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst ein geeignetes weißes oder eingefärbtes Papier mittels Tiefdrucktechnik mit dem gewünschten Dekor bedruckt. Geeignete Spezialpapiere zur Herstellung von Laminaten sind dem Fachmann bekannt.
  • Es kann nur eine einzige gedruckte Schicht in einer Farbe gedruckt werden, bevorzugt werden aber mehrere Druckschichten in verschiedenen Farben aufgebracht. Üblicherweise wird das Dekor mit einem Satz verschiedenfarbiger Druckfarben, beispielsweise mittels 3- oder 4-Farbtiefdrucktechnik gedruckt. Bei dem Muster kann es sich um Holzmuster handeln; es kann sich aber auch um beliebige andere Muster, beispielsweise um Stein-, Keramik-, Kork- oder reine Fantasiemuster handeln. Die eigentliche Porenstruktur wird üblicherweise mit der obersten Druckschicht gedruckt. Diese letzte Farbe ist dem Fachmann auch als Porenfarbe bekannt, und es handelt sich üblicherweise um eine dunkle Druckfarbe, beispielsweise ein dunkles Braun oder ein dunkles Rot.
  • Der Begriff „Tiefdruckfarbe" ist selbsterklärend und beschränkend zugleich. Bei Tiefdruckfarben handelt es sich um niedrig-viskose Druckfarben, welche in prinzipiell bekannter Art und Weise mindestens Lösemittel, Bindemittel und Farbmittel sowie optional eines oder mehrerer Additive umfassen. Sie enthalten relativ niedrig siedende Lösemittel. Der Siedepunkt beträgt im Regelfalle nicht mehr als 140°C. Dem Fachmann sind die grundlegenden Formulierungsprinzipien von Tiefdruckfarben bekannt.
  • Bevorzugt handelt es sich bei dem Lösemittel der eingesetzten Tiefdruckfarbe(n) um Wasser oder ein überwiegend wässriges Lösemittelgemisch. Bei weiteren Komponenten überwiegend wässriger Lösungsmittelgemische kann es sich beispielsweise um Alkohole handeln. Die Menge des Lösungsmittels bzw. Lösungsmittelgemisches be trägt üblicherweise 50 bis 80 Gew. % Lösemittel bezüglich der Summe aller Bestandteile der Tiefdruckfarbe.
  • Als Bindemittel für die zum erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Tiefdruckfarbe können die für Tiefdruckfarben üblichen Bindemittel eingesetzt werden. Bevorzugt werden in Wasser oder wässrigen Lösungsmittelgemischen lösliche oder dispergierbare Bindemittel eingesetzt. Beispiele geeigneter Bindemittel umfassen wäßrige Dispersionen von aromatischen bzw. aliphatischen Polyurethanen, Casein bzw. Casein-Derivate, Polyvinylalkohole oder Polyvinylalkoholderivate, Polymere und Copolymere von Acrylsäure bzw. Acrylsäurederivaten, wie bspw. Acrylaten. Der Fachmann trifft unter den prinzipiell möglichen Bindemitteln eine geeignete Auswahl.
  • Als Bindemittel besonders bevorzugt sind Casein bzw. Casein-Derivate. Es können selbstverständlich auch Gemische verschiedener polymerer Bindemittel eingesetzt werden, vorausgesetzt, die ausgewählten Bindemittel weisen in Kombination miteinander keine unerwünschten Eigenschaften auf. Die Menge aller Bindemittel beträgt üblicherweise 5 – 20 Gew. % bzgl. der Summe aller Bestandteile der Druckfarbe.
  • Als Farbmittel können die für Tiefdruckfarben üblichen Farbstoffe, insbesondere übliche Pigmente eingesetzt werden. Beispiele sind organische Pigmente wie Azo-, Phthalocyanin oder Isoindolin-Pigmente. Es können auch anorganische Pigmente wie beispielsweise Titandioxid-Pigmente oder Eisenoxidpigmente, Interferenzpigmente, Ruße oder Metallpulver sowie selbstverständlich auch Gemische verschiedener Farbstoffe oder Farbmittel eingesetzt werden. Es können auch löslich organische Farbstoffe eingesetzt werden. Die Menge an Farbmittel beträgt üblicherweise 5 – 25 Gew. % bezüglich der Summe aller Bestandteile der Druckfarbe. Bei einem Satz von Tiefdruckfarben zum Mehrfarbdruck umfasst jede Druckfarbe in bekannter Art und Weise im Farbton verschiedene, aufeinander abgestimmte Farbmittel.
  • Weiterhin kann die Tiefdruckfarbe optional eines oder mehrerer druckfarbentypischer Additive und/oder Hilfsstoffe umfassen.
  • Erfindungswesentlich setzt man zum Drucken mindestens einer der Farbschichten eine Tiefdruckfarbe ein, welche wirksame Mengen eines Tränkharze abstoßenden Additivs umfasst.
  • Falls mehrere Schichten gedruckt werden, handelt es sich hierbei üblicherweise um die oberste Druckschicht. Die Erfindung umfasst aber auch, dass in Spezialfällen mehrere Schichten das Additiv enthalten können und/oder, dass nicht die oberste Schicht das Additiv aufweist, sondern eine oder mehrere darunter liegende Schichten.
  • Bei dem Tränkharze abstoßenden Additiv der Tiefdruckfarbe kann es sich um ein beliebiges Additiv handeln, welches über eine ausreichende abstoßende Wirkung auf das zur Herstellung des jeweiligen Dekor-Laminates verwendete Tränkharz hat, vorausgesetzt die Eigenschaften der Tiefdruckfarbe werden durch das Additiv nicht negativ beeinflusst.
  • „Abstoßend" bedeutet, dass das die Benetzbarkeit der das Additiv umfassenden Druckschicht mit dem Tränkharz im Idealfalle vollständig aufgehoben wird. Für den erfindungsgemäßen Zweck ist es aber ausreichend, wenn die Benetzbarkeit zumindest in einem solchen Maße verringert wird, dass deutlich sichtbare Poren in der Oberfläche verbleiben. Für den Fachmann ist es selbstverständlich, dass die Benetzbarkeit auch von den Eigenschaften des verwendeten Tränkharzes abhängt. Ein Additiv, welches abstoßend auf ein Tränkharz bestimmter chemischer Zusammensetzung wirkt, wirkt nicht notwendigerweise abstoßend oder zumindest nicht so gut abstoßend auf eines anderer Zusammensetzung. Der Fachmann trifft je nach den gewünschten Eigenschaften eine passende Auswahl.
  • Tränkharze zur Herstellung von Dekor-Laminaten sind dem Fachmann prinzipiell bekannt. Zu nennen sind insbesondere Phenol-Formaldehyd-Harze und Melamin-Formaldehyd-Harze. Besonders bevorzugt sind Melamin-Formaldehyd-Harze bzw. modifizierte Melamin-Formaldehyd-Harz. Derartige Harze weisen keine Eigenfarbe auf und weisen nach dem Aushärten ausgezeichnete wasserabstoßende Eigenschaften auf. Melamin-Formaldehyd-Harze sind beispielsweise dargestellt in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6thEdt., 2000 Electronic Release „Amino Resins 7.2. Melamine Resins": Melamin-Formaldehyd-Harze sind kommerziell erhältlich, beispielsweise unter der Marke Kaurit® (BASF AG).
  • Als abstoßendes Additive bewährt haben sich ganz besonders Wachse. Es können sowohl natürliche sowie bevorzugt synthetische Wachse eingesetzt werden. Beispiele natürlicher Wachse umfassen Bienenwachse, paraffinische Wachse, Montanwachse oder Carnauba-Wachse. Beispiele geeigneter synthetischer Wachse umfassen Polyethylenwachse und Polypropylenwachse bzw. die entsprechenden oxidierten Produkte, Teflonwachse oder Siliconwachse. Der Begriff „Polyethylenwachse" bzw. „Polypropylenwachse" umfasst im Verständnis des Fachmannes selbstverständlich solche Produkte, die neben Ethylen bzw. Propylen als Hauptbestandteilen noch weitere Comonomere zur Feinsteuerung der Eigenschaften des Wachses aufweisen.
  • Die Wachse werden in Form feiner Partikel eingesetzt. Bevorzugt beträgt die mittlere Partikelgröße ≤ 30 um und bevorzugt ≤ 20 um. Entsprechend feine Partikel können einerseits in situ erzeugt werden, beispielsweise durch intensives Dispergieren des Wachses im Lösemittel sowie ggf. anderer Komponenten der Druckfarbe mittels geeigneter Dispergieraggregate.
  • Polyethylenwachse werden bevorzugt in Form von feinteiligen Mikropulvern zugesetzt. Mikronisierte Polyethylenwachse kommerziell erhältlich, beispielsweise als wässrige Dispersionen. Bevorzugt werden mikronisierte Polyethylenwachse mit einer mittleren Partikelgröße von 0,5 um bis 20 um. Derartige Polyethylenwachse bzw. deren wässrige Dispersionen sind kommerziell erhältlich, beispielsweise unter der Marke Luwax® (BASF AG).
  • Die Tränkharze abstoßenden Additive werden generell in einer wirksamen Menge eingesetzt, d.h. die Menge wird von Fachmann so bestimmt, so dass eine ausreichende abstoßende Wirkung bezüglich des Tränkharzes resultiert. In aller Regel sind hierzu zumindest einige Prozente bezüglich aller Komponenten der Tiefdruckfarbe erforderlich, in der Regel mindestens 2 bis 3 Gew. %.
  • In aller Regel werden Wachse, insbesondere Polyethylenwachse, in einer Menge von 6 – 15 Gew. % bezüglich aller Komponenten der Tiefdruckfarbe eingesetzt, auch wenn in Ausnahmefällen auch schon in geringerer Menge eine Wirkung erzielt werden kann. Bevorzugt ist eine Menge von 8 bis 14 Gew. % und besonders bevorzugt von 10 bis 13 Gew. %.
  • Die genannten Additive haben sich ganz besonders in Kombination mit Melamin-Formaldehyd-Harzen bewährt, zeigen aber auch Wirkung mit anderen Tränkharzen wie z.B. Phenol-Formaldehyd-Harzen.
  • Die Herstellung der erfindungsgemäßen Tiefdruckfarbe kann in prinzipiell bekannter Art und Weise durch intensives Vermischen bzw. Dispergieren der Bestandteile in üblichen Apparaturen wie beispielsweise Dissolvern, Rührwerkskugelmühlen oder einem Dreiwalzenstuhl erfolgen. Vorteilhaft wird zunächst eine konzentrierte Pigmentdispersion mit einem Teil der Komponenten hergestellt, die später mit weiteren Bestandteilen und weiterem Lösemittel zur fertigen Druckfarbe weiter verarbeitet wird.
  • Nach dem Bedrucken des Dekorpapiers mit dem gewünschten Dekor wird das Dekor in prinzipiell bekannter Art und Weise zu einem Dekor-Laminat verarbeitet. Hierzu wird das Papier zunächst mit dem Tränkharz getränkt. Hierbei wird die Oberfläche des Papiers in den Bereichen, die mit der das abstoßende Additiv enthaltenden Druckfarbe gedruckt wurden, nicht oder zumindest in geringerem Ausmaße als die anderen Bereiche mit dem Tränkharz benetzt.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt wird das getränkte Dekorpapier mit der von der gedruckten Schicht abgewandten Seite unter Druck und Temperatur auf ein geeignetes Trägermaterial auflaminiert und gehärtet. Beide Schritte können parallel ausgeführt werden, oder es kann zunächst laminiert und das gehärtet werden.
  • Bei dem Trägermaterial kann es sich einerseits um Holzunterlagen wie bspw. Spanplatten oder hoch- bzw. mittelverdichtete Faserplatten handeln. Es kann sich aber auch um ein spezielles dickes Papier, sogenanntes Kraftpapier handeln. In letzterem Falle wird das mittels des Kraftpapiers nach der Herstellung erhaltene Laminat in einem weiteren Schritt auf eine geeignete Holzunterlage aufgeleimt. Es können auch noch weitere Schichten vorhanden sein, wie z.B. sogenannte Overlay-Papiere, d.h. sehr feinen Papieren, die auf das Dekor-Papier gelegt werden. Das Zusammenfügen und Aushärten des Laminates erfolgt in üblichen, beheizbaren Laminierpressen. Hierbei kann es sich im kontinuierlich arbeitende oder diskontinuierlich arbeitende Pressen arbeiten. Der Druck beträgt üblicherweise bis zu 30 bar, in speziellen Hochdruckpressen bis zu 360 bar und die Temperaturen können bis zu 220°C betragen. Bevorzugt beträgt die Temperatur beim Laminieren 150 bis 190°C. Pressbleche mit eingravierten Poren sind überflüssig, es können Pressbleche ohne Poren verwendet werden. Selbstverständlich kann der Fachmann falls gewünscht um Spezialeffekte zu erzielen, auch Pressbleche mit Poren einsetzen.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren verläuft das Tränkharz auch unter den genannten Bedingungen von Druck und Temperatur nicht mehr an der Oberfläche. Die mit der additivierten Druckfarbe bedruckten Stellen bleiben auch im Zuge des Laminierens im Wesentlichen frei. Dies schließt nicht aus, dass das Durchmesser der Poren nach dem Härten etwas geringer sein kann als vor dem Härten oder dass geringe Mengen Tränkharz auch in die additivierten Bereiche einlaufen können, solange nur sichtbare Poren in der Oberfläche verbleiben.
  • Das mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erhältliche Laminat weist Synchronporen auf, d.h. die tatsächlichen Poren in der Oberfläche befinden sich immer genau an solchen Stellen, an denen mit der Porenfarbe gedruckt wurde.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Herstellung von Dekor-Laminaten mit Synchronporen umfassend mindestens die folgenden Schritte (a) Bedrucken eines im Wesentlichen aus Papier bestehenden Trägermaterials mit einer oder mehreren Farbschichten mittels Tiefdrucktechnik unter Verwendung von Tiefdruckfarben mindestens umfassend Lösemittel, Bindemittel und Farbmittel, (b) Tränken des erhaltenen Dekorpapieres mit einem Tränkharz und (c) Auflaminieren und Aushärten des getränkten Dekorpapieres mit der von der gedruckten Schicht abgewandten Seite unter Druck und Temperatur auf ein geeignetes Trägermaterial, dadurch gekennzeichnet, dass man zum Drucken von mindestens einer der Farbschichten eine Tiefdruckfarbe einsetzt, welche eine wirksame Menge mindestens eines Additivs umfasst, das die Benetzung der gedruckten Schicht mit dem Tränkharz in einem solchen Maße verhindert, so dass synchron zu dem mit der besagten Druckfarbe gedruckten Muster Poren in der Oberfläche des ausgehärteten Dekor-Laminates verbleiben.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um mehrere Farbschichten handelt, und die oberste der gedruckten Schichten das Additiv umfasst.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Lösemittel um Wasser oder um ein überwiegend wässriges Lösemittelgemisch handelt.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei mindestens einem der Bindemittel um Casein oder Derivate davon handelt.
  5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem mindestens einen Additiv um 6 bis 15 Gew. % eines Wachses handelt.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Additiv um ein Polyethylenwachs handelt.
  7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Tränkharz um ein Melamin-Formaldehyd-Harz handelt.
  8. Dekor-Laminate, erhältlich nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.
  9. Tiefdruckfarbe umfassend mindestens ein Lösemittel oder ein Lösemittelgemisch, ein Bindemittel, ein Farbmittel sowie eines oder mehrere Additive, da durch gekennzeichnet, dass es sich bei mindestens einem der Additive um wirksame Mengen eines Tränkharze abstoßenden Materials handelt.
  10. Druckfarbe gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Lösemittel um Wasser oder um ein überwiegend wässriges Lösemittelgemisch handelt.
  11. Druckfarbe gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei mindestens einem der Bindemittel um Casein oder Derivate davon handelt.
  12. Tiefdruckfarbe gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem mindestens einen Additiv um 6 bis 15 Gew. % eines Wachses handelt.
  13. Tiefdruckfarbe gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Additiv um ein Polyethylenwachs handelt.
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