DE1597600A1

DE1597600A1 - Kopierverfahren

Info

Publication number: DE1597600A1
Application number: DE19671597600
Authority: DE
Inventors: Loprest Frank James
Original assignee: General Aniline and Film Corp
Current assignee: GAF Chemicals Corp
Priority date: 1966-12-30
Filing date: 1967-12-21
Publication date: 1971-03-25
Also published as: FR1549139A; US3445654A; GB1207367A; NL6717767A; CH476582A

Description

Dr. Wi.lter Beil

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FwuakfurK.i·» Jöciul Adeloia«.u5· 58 . ? Π Π C7 1957

Unsere Nr. 14220

General Aniline &. Film

Corporation

New York, New York, V. St. A. .

Kopierverfahren.

Zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen zur kommerziellen Herstellung von positiven Drucken oder Photokopien sind bekannt. Zu diesen bekannten Verfahren gehört auch das sogenannte Ammoniak-Verfahren. Dieses Verfahren besteht im wesentlichen in der Verwendung eines Kopiepapiers, das eine lichtempfindliche Schicht trägt, welche eine Diazoverbindung und eine Kupplungskomponente, zusammen mit Säuren und anderen Stabilisatoren, welche eine thermische Zersetzung der Diazoverbindung und vorzeitige Kupplung zwischen Diazo- und Kupplungskomponente verhindern, enthält. Die Entwicklung erfolgt, nach Belichtung des lichtempfindlichen Kopiepapiers durch das Original, durch Einwirkung heißer Ammoniak-Dämpfe auf das lichtempfindliche Papier. Der Haupt-nachteil dieses Verfahrens liegt u. A. in der Verwendung der unangenehm riechenden Ammoniakdämpfe.

Ein weiteres Diazo-Kopierverfahren arbeitet mit einem Kopiepapier, das mit der Diazoverbindung und einer stabilisierenden Substanz beschichtet ist, jedoch keine Kupplungskomponente enthält. Die Entwicklung erfolgt, nach der Belichtung, durch Befeuchten des latenten Diazo-blldea mit einer Lösung einer Kupplungskomponente in wässrigem Alkali« Bei diesem Verfahren entfällt zwar die Verwendung von Ammoniak, dagegen müssen stark korrodierende Lösungen gehandhabt werd©a_? wodurch das Verfahren schwierig ausführbar und'risikoreich wird. Wtittre Haohteile dieses-Verfahren·-bestehen darinf daß die nassen Kopien getrocknet werden müssen; in der g©rlnf®n 4uswaM m speziell hi «für geeigneten Diazo- und

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Kupplungsverbindungen, in der Neigung der Farbe, im nassen Zustand auszubluten, und in übermäßigem Verlust an Produktionszeit, da die Entwicklungsvorrichtung häufig gereinigt werden * ' muß.

In letzter Zeit kamen !Entwicklungsverfahren in Gebrauch, bei welchen Wärme oder Wärme + Feuchtigkeit auf die empfindliche Schicht einwirkt und die Verwendung von Ammoniak oder einer Naßentwicklung vollständig entfällt. Bei diesen Verfahren werden verbesserte Diazo-materialien, nämlich die häufig als Ther.mo-Diazomaterialien bezeichneten Kombinationen verwendet, die bei Wärmeeinwirkung entweder Ammoniak oder eine andere alkalische Substanz freisetzen, die die Entwicklung des belichteten, empfindlichen Papiers bewirkt.

Zu diesen mit Wärme arbeitenden Kopierverfahren gehören auch die mit Infrarotstrahlung arbeitenden Verfahren, bei denen die IR-Strahlung nach Absorption durch die Zeichen des zu kopierenden Originals in Wärme umgewandelt wird, jüin für IR-Strahlung verhältnismäßig durchlässiges Kopie blatt wird^ auf das Original gelegt. Wird die IR-Strahlung im wesentlichen vollständig durch die sensibilisierte oder empfindliche Schicht und Träger des Kopieblatts auf das darunterliegende Original hindurchgeleitet,, so wird sie im allgemeinen von den schwarzen oder dunkleren Zeichen auf dem Original absorbiert, vom helleren oder weißen Hintergrund hingegen reflektiert. Durch die Absorption der IR-Strahlen durch die schwarzen Zeichen werden diese und die entsprechenden, darüberliegenden Stellen des Kopieblatts erwärmt, möglicherweise auf 70 bis 150° G. Dieser Temperaturanstieg wird zur Ausführung verschiedener chemischer Reaktionen in der empfindlichen Schicht des Kopiepapiers benutzt, welche von den gewünschten Farbänderungen begleitet sind.

Im allgemeinen sind die obigen ''trockenen" thermographischen Entwicklungsverfahren an die Verwendung von Diazoverbindungen und Kupplungskomponenten gebunden, die zur Fortpflanzung von KupplungB- oder iDntwicklungsfolge auf Licht oder Wärme angewiesen sind. Um vorzeitige Reaktion von Diazoverbindung und Kupplungskomponente während längerer Lagerung unter nicht völlig steuerbaren klimatischen Bedingungen zu verhindern, war es notwendig, verschiedene Papiere zu verwenden, von denen eines die DiazoBohicht enthalt, während daa andere mit dein. Kuppler imprägniert ist» Dies erfordert die ständige Entfernung des mit dem Kuppler imprägnierten Papiers "~^~" ~*

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Die vorliegende iSrfindung überwindet nun sämtliche den bisherigen Verfahren anhaftende Nachteile indem sie ein verbessertes Kopierverfahren bereitstellt, bei welchem nacheinander Infrarotstrahlung und elektrischer Strom zu Anwendung kommen. Das empfindungsgemäße Verfahren kann mit den verschiedensten bekannten licht- oder wärmeempfindlichen Materialen durchgeführt werden, insbesondere mit Kopiermaterial vom ^v'Diazo-typ."

. -üJin besonderes Merkmal der Erfindung liegt in der Verwendung eines Kopieblatts, das eine Substanz oder ein Mittel enthält, welche dieses Blatt nach dem Temperaturanstieg aufgrund der Absorption von IR-Strahlen durch die schwarzen Zeichen des unter dem Kopieblatt liegenden Originals elektrisch leitend mächt. Besonders geeignete Substanzen dieser test sind Wasser freisetzende Substanzen, oder Vorläufer, z.B. Hydrate, die das Wasser bildweise aufgrund des {Temperaturanstiegs- abgeben, wobei das Kopieblatt derart zusammengesetzt ist, daß es bei Anwesenheit von Wasser elektrisch leitend wird. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Anwendung Diazo-Kopiersysteme, da diese nur bei durchscheinenden Originalen mit Bild oder Schrift auf nur einer Seite verwendbar waren. Das vorliegende Verfahren ist nun auch auf die Reflex-Kopie von opaken Originalen mit Schrift oder Bild auf beiden Seiten anwendbar. Das erfindungsgemäße Verfahren und die e§ipfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens werden nun unter Hinweis auf die Zeichnung näher ·v· ·· .·'■· erläutert.

Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Im wesentlichen besteht das erfindungsgemäße Verfahren zum Reflexkopieren aus 2 einander folgenden Stufen. Die erste Stufe arbeitet nach dem Prinzip der Thermographie, wobei das empfindliche Material bezw. ein Kopieblatt, das den Farbbildner enthält, .direkt über das zu kopierende Original gelegt wird. IR-Strahlung, d.h. im wesentlichen Wärmestrahlung, wird via Kopieblatt auf das Original gestrahlt. Die IR-Strahlung wird durch den hellen oder weißen Hintergrund des Originals reflektiert und von den schwarzen oder dunkleren Zeichen absorbiert. Durch die Absorption werden diese Zeichen wie auch die darüberliegenden Stellen des empfindlichen Kopieblatts auf etwa 70 bis 150 C erwärmt.

Das wärmeempfindliche Kopieblatt das aus einem Material mit unter Normalbedingungen relativ hohem elektrischem Widerstand

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besteht, wird imprägniert mit oder enthält eine Substanz zur Herabsetzung des elektrischen Widerstandes, d.h. zur Erhöhung der Leitfähigkeit bei Temperaturerhöhung durch die IR-Strahlung. In diesem.Fall ist die zur Erhöhung der Leitfähigkeit im Bereich der erwähnten, das Bild reflektierenden Zeichen dienende Substanz eLm Wasser freisetzendes Mittel oder ein Hydrat, das sich unter Wärmeeinwirkung zersetzt unter Freigabe von Feuchtigkeit. Das freigesetzte Wasser schafft ein "latentes Bild" auf dem empfindlichen Material, das aus einem unsichtbaren Muster entsprechend den erwähnten Zeichen des Originals besteht.

In diesem Stadium kann das Original von dem das latente Bild aufweisenden Kopieblatt getrennt werden. Das Kopieblatt wird nun zwischen einer Anode und einer Kathode hindurchgeführt und einem Strom solcher Polarität ausgesetzt, daß die Kathode der Elektroden elektrischen Kontakt mit dem latenten Bild des Kopieblatts hat. Der durch die Stellen mit dem geringsten elektrischen Widerstand fließende Strom fließt zwischen Anode und Kathode durch das latente Bild des Kopieblatts.

Um die Entwicklungsreaktion zwischen empfindlicher Schicht und Farbbildner fortzupflanzen, wird ein basisches Medium von hohem pH-Wert benötigt. Dieses basische Medium wird durch eine elektrolytische Oxydation/Reduktion des aus dem Hydrat freigesetzten Wassers geliefert.. Die Kathode ist der das feuchte zersetzte Hydrat enthaltenden empfindlichen Schicht benachbart, und der elektrische Strom entlädt Wasserstoffionen aus dem Wasser, die zur Kathode geführt werden. Durch diese Reduktion wird also der pH der empfindlichen Schicht aul dem Kopieblatt erhöht, wodurch die Entwicklungsreaktion zwischen empfindlichem Material und Farbbildner ermöglicht wird.

Es gibt hinreichend geeignete Wasser freisetzende Mittel und Hydrate; speziell geeignet sind z.B. Lithium-metaboratoctahydrat, Natrium-sulfat-decahydrat, Natrium-dihydrogen-phosphat-dodecahydrat, Borax , Natriumalginat und Zucker. Obige Verbindungen sind nur als Beispielsangaben zu verstehen, und mit zahlreichen anderen Substanzen läßt sich die vorliegende Erfindung ebenso verwirklichen..

Das vorliegende Verfahren ist besonders vorteilhaft bei Anwendung auf Entwicklungssysteme vom Diazo-typ. Bei der Anwendung auf ein Kopieblatt auf Diazo-basis besteht die Ent-Wicklungsreaktion im wesentlichen in der Kupplung zwischen einem

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Diazoniuinsalz und einem Farbbildner oder Kuppler unter basi_r sehen Bedingungen, wobei ein Diazofarbstoff entsteht. Die basischen Bedingungen, welche die Kupplungsreaktion ausbreiten oder starten, werden in vorliegendem Fall durch das Wasser freisetzende Mittel bereitgestellt, das nacheinander einer Behandlung mit Wärme und mit elektrischem Strom unterworfen wird. Praktisch alle die unzähligen Diazoniumsalze und Kupplungskomponenten, die unter basischen Bedingungen reagieren," sind für das vorliegende Verfahren geeignet. Einige Beispiele für verwendbare Diazoniumsalze werden wie folgt gegeben: 4-Benzoylamido-2,5-diäthoxybenzol-diazoniumchlorid 4-Benzjoylamido-2-chlor - 5 - mothoxybenzol-diazoniumehlorid . 4-Benzoylamido-2,5-dimethoxybenzol-diazoniumchlorid 3-Chlor-4--diäthylaminobenzol-diazoniumchlorid 4~Benzoylamido-2-methoxy-5-methylbenzol-diazoniumchlorid 4-(N-Äthyl-N-benzyl)-aminobenzol-diazoniumchlorid 4-Phßnylarainobenzol-diazoniumsulfat
2-Methoxy - 4 - phenylaminobenzol-diazoniumchlorid

C2^l-i.'iethoxy-4-diazodiphenylaminechlorid) 4-(4»-Methoxyphenyl)-aminobenzol-diazoniumchlorid (4-Diazo-4'-methoxydiphenylamin-ehlorid)

Alle genannten Diazoniumsalze sind Der ivate von p-Phenylendiaminen, die in einer der beiden Aminogruppen mono- oder disubstituiert sind, während die andere Aminogruppe in die Diazogruppe überführt ist. Die Diazoverbindungen werden in Form

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der stabilisierten Salze verwundet und in üblicher Weise schichtförmig. auf den Träger, d.h. das Kopieblatt aufgetragen.

Die auf dem Kopieblatt im Gemisch mit dem Diazoniumsalz vorliegende Kupplungskomponente besteht im allgemeinen aus einem Phenol, Naphthol oder einer Verbindung mit reaktionsfähigen Methylengruppe und ist frei von primären Aminogruppen. Eine geeignete Kupplungskomponentu ist z.B. Resoirein, doch Bind zahlreiche andere, ebenso wirksame Kuppler verwendbar. Beispiele für Diazoverbindungen und Kupplungakoraponoriten sind z.B. dem IJ.3. Patent 2. 789. 904 zu entnehmen.

Nach beendeter Entwicklungsreaktion zwischen Diazoniumoali', und Kuppler an den Bildstellen des durch das Hydrat leitfähig gemachten und unter Strom gesetzten Kopieblatts zeigen sich die Bereiche des Kopleblatts, in denen keine Kupplung stattgefunden hat, ale gelber Hintergrund, deseun Färbung durch das ungekuppelte Diazoniumsalz verursacht wird. Daß Kopioblnl.t kann dann

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einer UV-Strahlung ausgesetzt werden, durch welche das freie Diazoniumsalz zerstört und der Hintergrund weiß gebleicht wird, ohne daß der entwickelte Diazofarbstoff angegriffen wird.

Die Zeichnung zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem geeigneten Gehäuse 10' befindet sich ein rotierbarer Zylinder 11, der an beiden Seiten in den Seitenwänden des Gehäuses 10 gelagert sein kann. Der Zylinder sollte aus einem Material bestehen, das IS-Strahlung minimal bis vernachlässigbar absorbiert, so daß· er während des Verfahrens bei relativ niedriger Temperatur bleibt. Ein endloses Förderband 12, das so angeordnet ist, daß es einen wesentlichen Teil der Oberfläche des Zylinders 11 bedeckt und sich mit diesem bewegt, wird durch geeignete Antriebs- und Umlenkwalzen 13, H, 15 und 16, die in den Wänden des Gehäuses 10 gelagert sind, bewegt, üiine Quelle für IR-Strahlung 17 befindet sich innerhalb des Zylinders 11. Sie kann einen Reflektor aufweisen, dqr die Strahlen durch den Zylinder 11 gegen das" Förder· band 12 leitet.

Beim Betrieb wird ein empfindliches Köpieblatt G (nachfolgend al a Kopieblatt vom Diazo-typ beschrieben, obgleich andere Systeme ebenfalls verwendbar sind) mit einer Schicht aus Diaaoniumsalz, Farbbildner oder Kuppler und Wasser freisetzende» Mittel, z.B. einem Hydrat, mit dem au kopierenden Original D bedeckt. Die beiden aufeinander liegenden Blätter G und D werden Buren Eihtrittsöffnung 19 im Gehäuse 10 in den Spalt zwischen Zylinder 11 und Förderband 12 so eingeführt, daß das Kopieblatt C zwischen Zylinder 11 und Original D zu liegen kommt.

Die IR-Strahlung aus der Quelle 17 dringt durch den Zylinder 11 und das Kopieblatt C, fällt auf las Original D und wird von dessen weißem Hintergrund reflektiert, von den Bildzeichen dagegen absorbiert. Durch diese Absorption werden die Seichen und die darunter liegenden Bereiche des Kopieblatts C auf 70 bit, 150° C erwärmt. Bei diesem Temperaturanstieg wird das Hydrat in den genannten Bereichen des Kopieblatts G zersetzt und das "latente Bild" erzeugt.

Bei der Entfernung von Original D und Kopieblatt 0 aus den Bereich der Berührung zwischen Zylinder 11 und Förderband 12 können die beiden Blätter durch geeignete, an sich bekannte Trennvorrichtungen 20 getrennt werden, wobei das Original aua dom Gehäuao in einen enjifpreohonden Aufnahmebehälter oder dergleichen geleitet wird. Daa Kopieblatt mit dem latenten Bild

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wird einem endlosen Förderband 21 zugeführt, das von den Antriebs- und Umlenkwalzen 22, 23 und 24 angetrieben wird. Das Förderband 21 leitet das Kopieblatt C zwischen 2 Walzen 25 und 26 hindurch, die Anode und Kathode eines mit einer geeigneten Stromquelle verbundenen Elektrodenpaares darstellen. Das Kopieblatt wird so geführt, daß die empfindliche Schicht der Kathode. 26 benachbart ist. Wenn elektrischer Strom über die Walzen 25 und 26 durch das Kopieblatt G geleitet wird, so werden Wasserstoffionen ,aus dem zersetzten Hydrat bestehenden latenten Bild durch Reduktion entfernt, worauf ein basischer Ruckstand mit hohem pH-Wert verbleibt. Das basische Medium liefert die zur Kupplung erforderlichen Bedingungen und bewirkt somit die bildweise Entwicklungsreaktion. Im allgemeinen reicht ein schwacher elektrischer Strom von einigen Milliampere zur Auslösung der Entwicklungsreaktion aus.

Wird ein Kopieblatt vom Diazo-typ dem vorstehend beschriebenen Verfahren unterworfen, so kann man den Hintergrund mittels Strahlen aus einer UV-Quelle 27 bis zum gewünschten Helligkeitsgrad bleichen. Das entwickelte Blatt C wird dann aus dem Gehäuse ID auf eine geeignete Ablagefläche geleitet.

Analoge Entwicklungsreaktionen können mit Silberhalogenidemulsionen durchgeführt werden, die Entwicklungsagentien enthalten, die nur bei Anwesenheit von Feuchtigkeit bei hohem pH reagieren. Beispielsweise kann man eine Silberhalogenidemulsion verwenden, die in gleichmäßiger Verteilung Silbertüpfel für das latente Bild aufweist.

BAD ORIGlNM.

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Claims

8)
Patentansprüche

1. Kopierverfahren, bei dem sensibilisiertes Material, das einen Farbbildner und ein bei Wärmeentwicklung zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit des Materials befähigtes Agens enthält, verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß man das sensibilisierte Material aui das uriginal legt und einer Infrarotstrahlung aussetzt, wobei seine elektrische Leitfähigkeit in den mit Zeichen versehenen Stellen des Originals benachbarten Bereichen erhöht wird, und elektrischer Strom durch das sensibilisierte Material leitet, wodurch das die Leitfähigkeit erhöhende Agens ein basisches Medium, das die Entwicklungsreaktion zwischen Farbbildner und sensibilisiertem Material fördert, '-,' erzeugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Agens ein Wasser freisetzendes Mittel ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sensibilisierte Material eine Schicht aus einem Diazoniumsalz umfaßt, und der Farbbildner aus einer Kupplungskomponente besteht. die i-n Gegenwart eines basischen Mediums mit dem Mazoniumsalz reagiert.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser freisetzende Mittel im wesentlichen aus einem Salzhydrat besteht.

5. Verfahren nadh Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrat Lithiummetaborat. 8 HpO ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrat Natriumsulfat. 10 H₂O ist.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrat WatriumdihydBDgenphosphat.. 12 H₂O ist.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser freisetzende Mittel im wesentlichen aus Borax besteh¹,."

9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser freisetzende Mittel im wesentlichen aus Natriumalginat besteht.

10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser freisetzende Mittel im wesentlichen aus Zucker besteht

11. Verfahren nach/Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungskomponente ein Ph6nel, Naphthol oder eine Verbindung mit .....,'.Ij/-. ' ...■ reaktionsfähiger Methylengruppe ist.

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^BAD ÖR,_GlNAL

12. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungskomponente imwesentlichen aus Resorcin besteht.

13* Verfahren nach .Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotstrahlung die Temperatur der Zeichen des Originals und der.diesen benachbarten Bereiche des sensibilisierten Materials auf 70 bis 150° C erhöht, daA die Leitfähigkeit erhöhhende Jlgens im Bereich erhöhter Temperatur zur Abgabe von Feuchtigkeit befähigt ist, die Bereiche des befeuchteten sensibili-· sbrten Materials erhöhte elektrische Leitfähigkeit aufweisen, und der elektrische Strom das Agens in den feuchten Bereichen in ein basisches Medium überführt, das die Kupplungsreaktion zwischen Diazoniumsalz und Kupplungskomponente fördert.

14. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das basische Medium durch die Entfernung von Wasserstoffionen aus dem Wasser freisetzenden Mittel durch den elektrischen Ctrom bereitgestellt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das entwickelte aensibilisierte Material einer UV-Strahlung ausgesetzt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Strom eine Stärke in der Größenordnung von MiIIi ampere b«sitzt.

17. Vorrichtung zur Durchführung des KopieVerfahrens nach Anspruch !,gekennzeichnet durch Mittel, durch welche das Material auf de» Original liegend einer Infrarotstrahlung ausgesetzt wird, wobei durch die Strahlung die Leitfähigkeit des senaibiligiorten Materialβ in den Zeichen des Originals entaprechenden Bereichen erhöht wird, und Mittel zur Leistung von elektrischem Stroiji durch das belichtete aensibilisiiirte Material. wodurch die bildweise Entwicfclungereaktion zwischen Farbbildner und aensibiliBierteitt Material ©ingeleitet wird·

18. Vorrichtung nach Antpruoh 17, dadurch gykennsuiohn^v, das dia MlUtel «ur IR-Strmhiun* einen rotiurbaren iyllnder und daiait zueaniiaunsrböittindö ?ördermittel zur Bewegung dea n,uf dom Original liogartden een*ibilisi«3rtQn Material» um minde&tena öinen Toil de»Zylindern»!angs uafaieen, die das Material in Berührung roit der Zylinderoberflächu und dem radial nach aunwlPtt auf döü Häterial li#gend«n Or$.giftßl haittn, und dnß die lii-gtrahlungequelle in dom Zylinder onguordnofc·iut und diu Strahlung Jurch daa e&ndibilleiarte Il&^iriia in dnc: Original abgibt. Fun G*n«ml Aniline ft Film Corporation

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