DE10360305A1 - Verpackung aus Flachmaterial sowie Verfahren zum Herstellen einer solchen Verpackung - Google Patents
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Abstract
Eine Verpackung mit einem aus einem verschweißbaren Flachmaterial hergestellten Verpackungskörper ist einstückig mit einem Boden durch Flachdrücken und dichtes Verschließen eines zylindrischen Rohlings und durch Formen des Rohlings in einen polygonalen Querschnitt des Verpackungskörpers unter Bildung des Bodens und von vom Rand des Bodens wegstehenden dreieckförmigen Materialabschnitten gefertigt, die jeweils aus zwei Lagen des Flachmaterial bestehen und nach außen hin verschlossene taschenartige Hohlräume bilden. Die taschenartigen Hohlräume sind durch Verschweißen zum Innenraum des Verpackungskörpers hin dicht verschlossen.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Verpackung oder ein Gebinde aus Flachmaterial gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Verpackung bzw. eines solchen Gebindes gemäß Oberbegriff Patentanspruch 10.
- Verpackungen bzw. Gebinde dieser Art, insbesondere auch in Form von Kartongebinde oder Kartonflaschen, sind in verschiedenen Ausführungen, insbesondere auch als Verpackungen für Getränke bekannt. Bekannt sind ferner Maschinenanlagen, bei denen die Herstellung der Verpackungen (Kartongebinde oder Kartonflaschen) und das anschließende Füllen kontinuierlich erfolgen, wobei die Leistung dieser Anlagen im wesentlichen durch die relativ niedrigen Taktzeiten der Herstellung der Verpackungen bestimmt ist und zwischen etwa 6000 bis 12000 gefüllte und verschlossene Verpackungen je Stunde liegt. Wünschenswert sind aber weit höhere Leistungen, beispielsweise solche im Bereich von wenigstens 40000 Verpackungen/Stunde oder mehr, wie dies mit den üblichen Füllmaschinen möglich sind.
- Um beim Füllen von aus Flachmaterial bestehenden Verpackungen (Kartongebinde oder Kartonflaschen) solche Leistungen zu erreichen, ist es notwendig, diese Verpackungen zunächst separat zu fertigen, so dass sie dann kontinuierlich aus einem Vorrat der betreffenden Füllmaschine zugeführt werden können. Die getrennte Herstellung der Verpackungen, ggf. auch auf Vorrat verlangt aber zwingend einen Transport sowie evtl. auch eine Lagerung der Verpackungen zwischen der die Verpackungen herstellenden Maschine und der Füllmaschine. Hierdurch besteht in hohem Maße die Gefahr einer Verkeimung der Verpackung und damit einer Schädigung der Qualität und/oder Haltbarkeit des abgefüllten Produktes.
- Verpackungen aus Flachmaterial werden grundsätzlich so hergestellt, dass ein zunächst zylindrischer Rohling aus dem Flachmaterial an einem Ende zusammengepresst und dort dann flüssigkeitsdicht verschlossen, z.B. verschweißt wird. Anschließend wird der Rohling beispielsweise durch Pressen unter Bildung eines quadratischen oder rechteckförmigen Bodens in eine quadratische oder rechteckförmige Querschnittsform verformt, wodurch sich an zwei einander gegenüberliegenden Umfangsseiten des Bodens zipfel- oder dreieckförmige, jeweils zweilagige Faltungen oder Materialabschnitte ergeben, die dann insbesondere auch zur Stabilisierung der Verpackung auf deren Außenfläche, beispielsweise auf die Außenfläche des Bodens oder der Umfangsfläche umgelegt und dort in geeigneter Weise, beispielsweise durch Aufkleben fixiert werden. Die zipfelartigen Materialabschnitte bilden taschenartige Hohlräume, die zwar zur Außenseite der Verpackung hin flüssigkeitsdicht verschlossen, zum Innenraum der Verpackung aber nur durch eine beim Umlegen erzeugte Faltkante getrennt sind.
- Bei einem sofortigen Befüllen solcher Verpackungen mit dem flüssigen Füllgut (Getränk) unter sterilen Bedingungen stören diese taschenartigen Hohlräume u.U. weniger. Werden die Verpackungen aber zur Erhöhung der Leistung beim Abfüllen vorgefertigt und zwischengelagert, kann nicht ausgeschlossen werden, dass sich in den taschenartigen Hohlräumen Keime ansiedeln, die auch durch eine dem Füllen vorausgehende Behandlung beispielsweise durch Spülen nicht oder nicht vollständig entfernt oder abgetötet werden können und die dann die Qualität und/oder Haltbarkeit des abgefüllten Produktes beeinträchtigen.
- Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beheben und eine Verpackung aus Flachmaterial (z.B. Kartonflasche oder Kartongebinde) aufzuzeigen, bei der die Gefahr einer das Füllgut schädigenden Verkeimung vermieden ist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Verpackung entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Verpackung ist Gegenstand des Patentanspruchs 10.
- Bei der erfindungsgemäßen Verpackung sind die durch die dreieckförmigen oder zipfelartigen und die Verpackung stabilisierenden Materialabschnitte gebildeten taschenartige Hohlräume jeweils durch Verschweißen gegenüber dem Innenraum des Verpackungskörpers versiegelt bzw. verschlossen. Hierdurch ist in diesen taschenartigen Hohlräumen eine Ansiedlung von Keimen, die bei einem Abfüllen unter sterilen Bedingungen nicht mehr oder nur unzureichend entfernt und/oder abgetötet werden könnten, nicht möglich. Die erfindungsgemäße Verpackung kann somit auch bei einer Verwendung für ein bezüglich Verkeimung problematisches Füllgut, beispielsweise (Getränk) vorgefertigt und gelagert werden, und zwar z.B. für die anschließende Verwendung bei einer Füllmaschine hoher Leistung.
- Die Herstellung der erfindungsgemäßen Verpackung erfolgt beispielsweise so, dass der jeweilige dreieckförmige oder zipfelartige Materialabschnitt am Boden der Verpackung vor dem Umlegen entlang der betreffenden Umfangsseite des Bodens bzw. an der durch das spätere Umlegen erzeugten Umlege- oder Faltkante dicht verschweißt wird, so dass hierdurch der taschenartige Hohlraum flüssigkeitsdicht verschlossen ist. Im Anschluss daran erfolgen das Umlegen des jeweiligen zipfelartigen Materialabschnittes auf die Außenfläche der Verpackung, beispielsweise auf die Umfangsfläche des Verpackungskörpers oder auf den Boden und das Fixieren durch Verkleben oder Verschweißen. Durch das Verschließen bzw. Versiegeln des jeweiligen taschenartigen Hohlraumes können Keime oder Mikroorganismen während des Transportes und/oder der Lagerung der noch nicht gefüllten Verpackung nicht in diese Hohlräume eindringen, so dass die Verpackungen beispielsweise auf herkömmlichen, in der Getränkeindustrie vorhandenen Maschinen (Rinsermaschinen usw.) sterilisiert und dann mit dem flüssigen Füllgut unter sterilen Bedingungen gefüllt werden können.
- Alternativ zu dem vorstehend angegebenen Verfahren besteht auch die Möglichkeit, die taschenartigen Hohlräume der zipfelartigen oder dreieckförmigen Materialabschnitte oder Faltungen erst nach deren Umlegen zu verschließen. Hierbei ist es dann möglich, nach dem Verschließen die Materialabschnitte in einem weiteren Verfahrensschritt durch geeignete Mittel, beispielsweise durch Verkleben oder Verschweißen an der Außenfläche der Verpackung zu fixieren oder aber dieses Fixieren gleichzeitig mit dem Verschließen der taschenartigen Hohlräume vorzunehmen, beispielsweise durch Verschweißen.
- Unter "Boden" ist im Sinne der Erfindung ganz allgemein der den Verpackungsinnenraum an einem Ende des Verpackungskörpers verschließende und einstückig mit dem Verpackungskörper aus dem Flachmaterial hergestellte Abschnitt der Verpackung zu verstehen. Dieser "Boden" ist dann z.B. die Standfläche der Verpackung bildende Unterseite des Verpackungskörpers. Der "Boden" kann aber auch der den Innenraum des Verpackungskörpers an der Oberseite abschließende Materialabschnitt sein.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 in vereinfachter perspektivischer Darstellung eine Draufsicht auf den Boden einer aus einem verschweißbaren Flachmaterial hergestellten Verpackung mit quadratischem oder rechteckförmigem Querschnitt; -
2 in verschiedenen Positionen a – e die Verfahrensschritte zum Herstellen der Verpackung der1 ; -
3 in vereinfachter Darstellung eine Schweißzange zum Versiegeln bzw. Verschließen der taschenartigen Hohlräume der beim Formen des Bodens gebildeten zipfelartigen oder dreieckförmigen Materialabschnitt; -
4 und5 in einer Darstellung ähnlich3 weitere mögliche Ausführungsformen. - Die in den Figuren allgemein mit
1 bezeichnete Verpackung, die beispielsweise für ein flüssiges Füllgut (z.B. Getränk) bestimmt ist, ist aus einem schweißbaren Flachmaterial durch Falten hergestellt. Das Flachmaterial ist mehrlagig ausgebildet, und zwar beispielsweise aus Karton und Kunststoff, wobei zumindest die außen liegenden Lagen von einem, z.B. unter Einwirkung von Hitze oder Ultraschall verschweißbaren Kunststoffmaterial (thermoplastisches Polymer) gebildet sind. - Die
2 zeigt die einzelnen Verfahrensschritte beim Herstellen der Verpackung1 bzw. des in der1 dargestellten Bodens2 dieser Verpackung. Aus dem Flachmaterial bzw. aus einem entsprechenden Zuschnitt wird zunächst ein rohrförmiger Rohling3.1 gebildet, und zwar durch Rollen und anschließendes Verschweißen des Flachmaterials entlang einer parallel zur Achse des Rohlings3.1 sich erstreckenden Rand- bzw. Mantellinie (Position a). - Im Anschluss daran wird der Rohling
3.1 an einem, dem späteren Boden2 der Verpackung bildenden Ende durch Zusammendrücken und Verschweißen dieses Endes entlang einer quer zur Achse des Rohlings verlaufenden Schweißnaht4 flüssigkeitsdicht verschlossen (Position b). - In einem weiteren Verfahrensschritt wird dann der bis dahin noch einen runden oder ovalen Querschnitt aufweisende Rohling
3.1 in den rechteckförmigen oder quadratischen Querschnitt der Verpackung1 verformt (Position c), und zwar derart, dass sich die Schweißnaht4 parallel zu zwei Umfangsseiten des rechteckförmigen oder quadratischen Querschnitts und in der Mitte zwischen diesen Umfangsseiten erstreckt und hierbei bereits der Boden2 der Verpackung1 gebildet wird. Das Umformen des im Querschnitt runden Rohlings3.1 in den quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt der späteren Verpackung1 bzw. des Verpackungskörpers3 und die Bildung des Bodens2 bedingt, dass an zwei senkrecht zur Schweißnaht4 sich erstreckenden Seiten des Bodens2 zwei jeweils doppellagige, flache, zipfelartige Faltungen oder Materialabschnitte5 entstehen, die seitlich über den Umfang des Rohlings3.1 wegstehen. - In einem nächsten Verfahrensschritt (Position d) der
2 wird dann die Schweißnaht4 auf die Außenseite des Bodens2 sowie auf die beiden zipfelartigen Materialabschnitte5 umgelegt. Bei der üblichen Herstellung einer derartigen Verpackung1 erfolgt dann das Umlegen der Materialabschnitte5 auf die benachbarte Umfangsseite oder den Boden des Verpackungskörpers3 und das dortige Fixieren, beispielsweise durch Ankleben. - Das erfindungsgemäße Verfahren sieht entsprechend der Position e der
2 abweichend von der üblichen Herstellung vor, dass die beiden zipfelartigen Materialabschnitte5 gegenüber den Innenraum der Verpackung1 verschlossen werden, und zwar dadurch, dass nach dem Umlegen der Schweißnaht4 entlang jeder einen derartigen Materialabschnitt5 aufweisenden Seite des Bodens2 eine Schweißnaht6 erzeugt wird, die den taschenartigen Hohlraum entlang der betreffenden Seite des Bodens zum Innenraum der Verpackung1 dicht verschließt. Erst dann erfolgt das Umlegen und das Fixieren der Materialabschnitte5 . - Das Versiegeln der taschenartigen Hohlräume der Materialabschnitte
5 durch die Schweißnaht6 erfolgt beispielsweise mit Hilfe einer Schweißzange7 , die aus zwei Armen7.1 und7.2 besteht, von denen jeder Arm eine leistenartige Anlagefläche bildet, die sich bei der Darstellung der2 senkrecht zur Zeichenebene dieser Figur erstreckt, und zwar über eine Länge, die größer ist als die Länge der zu erzeugenden Schweißnaht6 . Beide Anlageflächen sind beheizt. Bei der dargestellten Ausführungsform bildet das Zangenelement7.2 eine ortsfeste Anlagefläche, während das Zangenelement7.2 schwenkbar ist, so dass der jeweilige Materialabschnitt für das Verschweißen zwischen diesen Zangenelementen eingespannt werden kann. - Die
4 zeigt eine mögliche Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der (Ausführung) das Versiegeln der von den Materialabschnitten5 gebildeten taschenartigen Hohlräume erst nach dem Umlegen dieser Materialabschnitte auf die Außenfläche des Verpackungskörpers3 erfolgt, und zwar wiederum mit einer Schweißzange7a , die zwei beheizte Zangenelemente7a.1 und7a.2 aufweist, von denen ein Zangenelement in den Verpackungskörper3 eingeführt ist und von denen weiterhin wenigstens ein Zangenelement relativ zum anderen Zangenelement schwenkbar ist. Auch bei dieser Ausführung erfolgt das Versiegeln der taschenartigen Hohlräume der Materialabschnitte5 in unmittelbarer Nähe der betreffenden Seite des Bodens2 bzw. an der oder in unmittelbarer Nähe der Faltlinie beim Umlegen, wobei bei diesem Versiegeln durch das Verschweißen auch an der betreffenden Umfangsseite des Verpackungskörpers3 fixiert wird. - Die
5 bezieht sich auf eine Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die Materialabschnitte5 jeweils nicht auf eine Umfangsseite des Verpackungskörpers3 umgelegt werden, sondern auf den Boden2 . Bei dieser Ausführung erfolgt das Versiegeln der taschenartigen Hohlräume der Materialabschnitte5 durch eine Schweißzange7b mit den beiden Zangenelementen7b.1 und7b.2 , und zwar wiederum in der Nähe des Übergangs zwischen den Boden2 und dem jeweiligen, umgelegten Materialabschnitt5 . Die Schweißzange7 besitzt zwei beheizbare Zangenelemente, von denen das Zangenelement7b.1 von oben her in den dort offenen Verpackungskörper3 hineinreicht und gegen die Innenfläche des Bodens2 anliegt. An dem anderen Zangenelement7b.2 stütz sich der Verpackungskörper3 mit dem auf den Boden umgelegten Materialabschnitt5 ab. - Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
- So besteht beispielsweise die Möglichkeit, aus dem verschweißbaren Flachmaterial beispielsweise in einem kontinuierlichen Prozess ein dem Rohling
3.1 entsprechendes rohrförmiges Ausgangsmaterial durch Rollen und Längsverschweißen herzustellen. Von diesem Ausgangsmaterial wird dann jeweils die für eine Verpackung1 benötigte Länge abgetrennt, die dann anschließend in der gleichen Weise zu der Verpackung1 bzw. zu den Verpackungskörper3 weiterverarbeitet wird, wie dies vorstehend im Zusammenhang mit der2 unter Verwendung des Rohlings3.1 beschrieben wurde. - Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass die dreieckförmigen Materialabschnitte
5 bzw. die von diesen Materialabschnitten gebildeten und durch Verschweißen versiegelten taschenartigen Hohlräume im Bereich des Bodens2 der Verpackung vorgesehen sind. Es versteht sich, dass selbstverständlich auch die Oberseite einer Verpackung in der gleichen, vorbeschriebenen Weise hergestellt werden kann, und zwar mit von den Materialabschnitten5 gebildeten und zum Verpackungsinnenraum durch Verschweißen versiegelten taschenartigen Hohlräumen. -
- 1
- Verpackung
- 2
- Boden
der Verpackung
1 - 3
- Verpackungskörper
- 3.1
- Rohling
- 4
- Schweißnaht
- 5
- dreieckförmiger Materialabschnitt
- 6
- Schweißnaht
- 7, 7a, 7b
- Schweißzange
- 7.1, 7a.1, 7a.2
- Arm der Schweißzange
- 7.2, 7a.2, 7b.2
- Arm der Schweißzange
Claims (17)
- Verpackung mit einem aus einem verschweißbaren Flachmaterial hergestellten Verpackungskörper (
3 ), der einen polygonalen Querschnitt aufweist und an wenigstens einem Ende mit einem Boden (2 ) versehen ist, welcher einstückig mit dem Verpackungskörper (3 ) durch Flachdrücken und dichtes Verschließen eines den Verpackungskörper (3 ) bildenden zylindrischen Rohlings (3.1 ) aus dem Flachmaterial entlang einer quer zur Achse des Rohlings verlaufenden Linie (4 ) und durch Formen des Rohlings (3.1 ) in den polygonalen Querschnitt des Verpackungskörpers (3 ) unter Bildung des Bodens und von vom Rand des Bodens wegstehenden dreieckförmigen Materialabschnitten (5 ) erzeugt ist, die jeweils aus zwei Lagen des Flachmaterials bestehen und nach außen hin verschlossene taschenartige Hohlräume bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die taschenartigen Hohlräume durch Verschweißen zum Innenraum des Verpackungskörpers (3 ) dicht verschlossen sind. - Verpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die taschenartigen Hohlräume durch Verschweißen entlang wenigstens einer parallel zur betreffenden Umfangsseite des Bodens (
2 ) verlaufenden Schweißnaht (6 ) zum Innenraum des Verpackungskörpers (3 ) dicht verschlossen sind. - Verpackung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das verschweißbare Flachmaterial ein mehrlagiges Flachmaterial ist, bei dem wenigstens eine der beiden äußeren Oberflächenseiten aus einem unter Einwirkung von Hitze verschweißbaren oder thermoplastischen Kunststoff besteht.
- Verpackung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachmaterial ein mehrlagiges Material ist, bei dem wenigstens eine Lage aus Karton besteht.
- Verpackung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dreieckförmigen oder zipfelartigen Materialabschnitte (
5 ) auf die Umfangsfläche des Verpackungskörpers gefaltet und dort fixiert sind, beispielsweise durch Schweißen oder Kleben. - Verpackung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Formen des Bodens entstandenen dreieckförmigen oder zipfelartigen Materialabschnitte (
5 ) auf den Boden gefaltet und dort fixiert sind, beispielsweise durch Kleben oder Schweißen. - Verpackung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verpackungskörper (
3 ) sowie der Boden (2 ) einen quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt aufweisen. - Verpackung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige wenigstens eine Schweißnaht (
6 ) sich an der betreffenden Umfangsseite des Bodens (2 ) oder in unmittelbarer Nähe dieser Umfangsseite befindet. - Verpackung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die wenigstens eine Schweißnaht (
6 ) über die gesamte Länge der betreffenden Umfangsseite oder über die gesamte, parallel zu dieser Umfangsseite verlaufende Breite des jeweiligen Materialabschnitts (5 ) erstreckt. - Verfahren zum Herstellen einer Verpackung mit einem aus einem verschweißbaren Flachmaterial bestehenden Verpackungskörper (
3 ) mit polygonalen Querschnitt und mit einem einstückig mit dem Verpackungskörper (3 ) durch Falten hergestellten Boden (2 ) an wenigstens einer Seite des Verpackungskörpers, wobei ein den Verpackungskörper (3 ) und den wenigstens einen Boden (2 ) bildender zylindrischer Rohling (3.1 ) an einem Ende durch Flachdrücken und Verschweißen entlang einer quer bzw. senkrecht zur Achse des Rohlings (3.1 ) verlaufenen Schweißnaht verschlossen und aus dem Rohling (3.1 ) der Verpackungskörper und der die Schweißnaht aufweisende Boden (2 ) geformt werden, und zwar unter Ausbildung von zipfelartigen oder dreieckförmigen zweilagigen Faltungen oder Materialabschnitten (5 ), die an Umfangsseiten des Bodens (2 ) vorgesehen sind und jeweils einen nach außen hin geschlossenen taschenartigen Hohlraum bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die taschenartigen Hohlräume durch Verschweißen zum Innenraum des Verpackungskörpers (3 ) dicht verschlossen werden. - Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die taschenartigen Hohlräume durch Verschweißen der zipfelartigen oder dreieckförmigen Materialabschnitte (
5 ) entlang wenigstens einer Schweißlinie (6 ) zum Innenraum des Verpackungskörpers (3 ) verschlossen werden. - Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschließen oder Versiegeln des jeweiligen taschenartigen Hohlraumes erfolgt, bevor der dreieckförmige oder zipfelartige Materialabschnitt auf die Außenfläche der Verpackung, beispielsweise auf die Außenfläche des Verpackungskörpers und/oder des Bodens (
2 ) umgelegt und dort fixiert wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschließen oder Versiegeln des jeweiligen taschenartigen Hohlraumes nach dem Umlegen der zipfelartigen oder dreieckförmigen Materialabschnitte (
5 ) auf die Außenfläche der Verpackung, beispielsweise auf die Außenfläche des Verpackungskörpers oder des Bodens erfolgt. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den jeweiligen taschenartigen Hohlraum verschließende wenigstens eine Schweißnaht (
6 ) auf ihrer gesamten Länge zeitgleich oder im wesentlichen zeitgleich erzeugt wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den jeweiligen taschenartigen Hohlraum verschließende wenigstens eine Schweißnaht (
6 ) in einem fortschreitenden Schweißvorgang erzeugt wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige, einen taschenartigen Hohlraum verschließende Schweißnaht unter Verwendung einer wenigstens zwei Arme (
7.1 ,7.2 ;7a.1 ,7a.2 ;7b.1 ,7b.2 ) aufweisenden Schweißzange (7 ,7a ,7b ) erzeugt wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verschließen des jeweiligen taschenartigen Hohlraumes eines zipfelartigen Materialabschnitts (
5 ) dieser zugleich durch Verschweißen an der Außenfläche der Verpackung, beispielsweise an der Außenfläche des Bodens (2 ) oder des Verpackungskörpers (3 ) fixiert wird.
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