DE2124432A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Her stellung von imprägniertem Papier - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Her stellung von imprägniertem Papier

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DE2124432A1
DE2124432A1 DE19712124432 DE2124432A DE2124432A1 DE 2124432 A1 DE2124432 A1 DE 2124432A1 DE 19712124432 DE19712124432 DE 19712124432 DE 2124432 A DE2124432 A DE 2124432A DE 2124432 A1 DE2124432 A1 DE 2124432A1
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Giampaolo Vallee Antoine Charavines Bartoli (Frankreich)
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Arjoman Prioux S A , Paris
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  • Paper (AREA)
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Description

Trier, den 12.5.1971 Patentanwalt
Wolfgang Schönherr
TRIER, Christophstr. 23
Firma
ARJOMARI-PRIOUX S.A. Paris/Frankreich
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von imprägniertem
Papier
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von imprägniertem Papier, das zur Beschichtung bestimmt ist und das durch Hinzufugen eines Pulvers aus sehr festen Körnern eine hohe Abriebfestigkeit hat. Das PuI-
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ver wird dazu während des Imprägnierens oder Gautschens elektrostatisch auf die Papieroberflöche aufgebracht.
Ein solches Papier ist zur Herstellung von Überzogenen oder beschichteten Flächen fUr verschiedene Anwendungsgebiete bestimmt, z?B. zum häuslichen Gebrauch, wie bei der Herstellung von Tischen, Stuhlen, Wänden oder anderen Möbeln, die einem Abrieb ausgesetzt sind, oder zum industriellen Gebrauch, wie in der Bauindustrie zur Abdeckung von Beton.
Eine beschichtete Fläche besteht im allgemeinen aus folgenden Grundelementen:
Zunächst aus einem Kern von genügender Festigeit und Widerstandsfähigkeit. Dieser Kern kann aus einem Stapel von Kraftpapierblättern bestehen, die mit Phenolharz getränkt sind. Er kann ds Faserplatte, Sperrholzplatte, Preßplatte oder Mehrschichtenplatte ausgebildet sein.
Ferner aus einem dekorativen Deckbitt, das der Fläche ein attraktives Aussehen und eine charakteristische Oberfläche gibt, die widerständefähig gegen chemische Agenzien, Hitze,
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Licht, Stoß oder Abrieb ist. Es besteht im allgemeinen aus einem lichtduchlässigen Papier, das bedruckt oder nicht bedruckt sein kann und das mit hitzebeständigem Kunststoff, wie Aminoplaste, Phenol- oder Polyesterharz imprägniert ist. Außerdem eventuell aus einer Schutzschicht. Diese kann beispielsweise eine dUnne Kunststoffolie sein, die lichtundurchlässig und mit hitzebeständigem Kunststoff imprägniert ist.
Bei der Ausgestaltung der Oberfläche des Gegenstandes hat die Abriebfestigkeit eine besonders große Bedeutung.
Meistens wird die Abriebfestigkeit durch ein Mehr an Kunststoff in der Oberschicht erreicht, wobei das Mehr in der Mitte der Oberschicht angeordnet wird. Es ist auch bekannt, daß durch Hinzufügen von sehr festen Körnern die Abriebfestigkeit beträchtlich erhöht werden kann.
Das Hinzufügen von festen Körner bringt jedoch in der Praxis ein sehr schwieriges Problem mit sich.
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Man kennt bereits mehrere Lösungen:
1. Eingeben von Pulver in den Papierbrei, der der Papiermaschine zugeführt wird.
Diese Methode wird trotz der großen Schwierigkeiten des In-Suspension-Bringen des Pulvers und des kontrollierten fc Eingebens am Eingang der Maschine angewandt. Aber die
Schleifwirkung des Pulvers und seine schlechte Retention sind die Ursache für ein schwerfälliges Arbeiten der Papiermaschine.
2. Hinzufügen des Pulvers zur Imprägnierungsmischung von hitzebeständigem Kunststoff beim Gautschen oder Impignieren. Dies hat zwei Nachteile:
a) Es kann eine Verteilung der Körner erfolgen, bei der der größte Teil der Körner auf der Papierobrfläche bleibt, wo die Körner schlecht haftenbleiben und dementsprechend nur einen begrenzten Schutz geben.
b) Das Bereiten einer homogenen Suspension von Pulver in Kunstharz ist schwierig und die Heterogenität durch Auftreten von Unebenheiten od.dgl. bringt Mängel für die Ansicht der Oberfläche mit sich.
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Die Erfindung hat zum Ziel, diese Nachteile zu vermeiden.
Das Verfahren zur Herstellung von imprägniertem Papier mit einer grdfen Abriebfestigkeit fUr Überzogene oder beschichtete Flächen nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Bahn von feucht imprägniertem Papier ein elektrostatisches Pulver aus sehr harten Körnern aufgebracht wird. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das Pulver auf einen imprägnierten Kern aufgebracht und die Oberfläche durch bekanntes Gautschen behandelt, wobei das elektrostatische Aufladen nach dem Gautschen erfolgt.
Die benutzten Körner sind vorzugsweise ajs Quarz oder Korund.
Die anliegenden Zeichnungen geben die Erfindung beispielhaft, aber nicht begrenzend wieder.
Fig. 1 ist ein Vergleichsdiagramm, das die verschiedene Abriebfestigkeit von beschichten Flachen zeigt, deren Papieroberschicht nach der Erfindung behandelt ist oder nicht.
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Fig. 2 zeigt schematisch eine Darstellung der Imprägnierung nach der Erfindung.
Fig. 3, 4 und 5 zeigen drei weitere AusfUhrungsformen.
Nach Fig. 2 läuft eine Papierbahn 1 in Richtung des Pfeiles 2 durch ein Imprägnierbad 3 in einem Gefäß 4. Das Bad 3 kann aus Melamin oder aus hitzebeständigem Kunstharz bestehen. Am Ausgang des Gefäßes 4 geht die Papierbahn zwischen zwei Saugwalzen 5 hindurch und nähert sich dann der Anordnung nach der Erfindung.
Die Anordnung besteht vornehmlich aus drei Teilen:
a) einer Vorrichtung 6 zum In-Suspension-Bringen des Pulvers und Steuern Ar Pulverzufuhr,
b) einer Pulverisationsvorrichtung 7, die den zylindrischen Zufuhrstrom in einen konischen Strahl verwandelt,
c) einem Generator mit großer Spannung 8, der auf eine AustragsdUse 9 ein hohes Potential gibt· Bein Durchgang durch di· Du·· 9 werden die Pulverpartikel elektrisch ge-
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laden und bei ihrem Austritt durch ein elektrisches Feld, das zwischen der DUse 9 und der Papierbahn 1, die die Erde darstellt, liegt, beschleunigt.
Nach der Pul\erzufuhr geht die Papierbahn 1 in einen Trockner 10.
Die Vorteile dieses Verfhrens sind folgende: Die bisherigen Schwierigkeiten des Arbeitens der Papiermaschine infolge des aufgebrachten Pulvers werden vermieden.
Die Benutzung von Luft als Dispersierungsmittel ergibt eine Kornverteilung, die gut der gewählten elektrostatischen Anordnung angepßt ist, und eine sehr gute Homogenität des Pulverzuflusses auf die Papierbahn. Das Zufuhren der Körner an der Stelle, an der die Papierbahn imprägniert wird, erlaubt die Verwendung von hitzebeständigem Kunstharz als Bindtmittel, ohne daß es notwendig wäre, irgendeinen anderen Stoff zuzusetzen.
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Die Verwendung von elektrostfcischer Aufladung und Beschleunigung der Körner ergibt einen doppelten Vorteil, nämlich ein genaues Anordnen der Körner auf der Oberfläche und ein Eindringen der Körner bis zum Kern der Papierkunststoff verbindung.
Eine augenblickliche Regulierung der Zufuhr dss Pulvers und der Bedingungen des Pulveraustrags ist möglich.
Mehrere Arten von PuVer können benutzt werden: Tonerde in natürlicher oder kalkhaltiger Ausbildung, Silizium-Kohlenstoffverbindungen, Kieselerde, Glas oder andere Produkte mit einer Härte von mindestens 6 Mohs.
Nach der Ausfuhrungsform der Fig. 3 ist eine weitere Düse hinter der elektrostatischen Pulverationsyorrichtung 7 vorgesehen. Diese Düse 11 stößt hitzebeständiges Kunstharz aus, bevor die Papierbahn 1 in die Trocknungsvorriching 10 gelangt. Dies ist für den Fall wichtig, wenn die DUse 7 eine große Menge von harten Körnern auswirft und die Kunstharzmenge am Ausgang der Saugwalzen 5 nicht genügt.
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Die Eigenschaften, die die Wahl des Pulvers bestimmen, sind wesentlich für die Festigkeit und Lichtdurchlässigkeit. Es ergibt sich z.B. bei Tonerde und Kieselerde folgendes: Tonerde hat den Vorteil einer größeren Hörte von in der Skala nach Mohs statt 7, Kieselerde hat einen niedrigeren Refraktionsindex von 1,55 für Quarz statt 1,75 für Korund, was eine bessere Lichtdurchlässigkeit ergibt.
Die Art des gewählten Pulvas muß in seiner Kornverteilung der vorgesehenen Vorrichtung angepaßt sein, d.h. es muß eine gut bestimmbare Korngröße und eine Spanne zwischen den maxinolen und minimalen Dimensionen haben, die möglichst klein ist (beispielsweise kann für diesen Fall eine Vorrichtung für den Versuch gewählt werden, die sich zwischen 0 und 80 Mikron hält).
Für alle gezeigten Beispiele wird ein Tonerdepulver mit folgenden Merkmalen verwendet:
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Korngröße im Mittel Härte nach Mohs Härte nach Knoop im Mittel
Refraktionsindex gewöhnlich Refraktionsindex außergewöhnlich
absolute Dichte Dichte des nicht gepreßten Pulvers spezifische Oberfläche ungefähr
23 bis 26 Mikron
2050 kg/mm2
(unter Belastung von 100g)
1,768
1,760
6 bis 7 3,95 bis 4
1,58 i 0,1 1100 mm /g
Die Wahl der mittleren Korngröße und der Anwendungsmenge hängt von der gewünschten Abriebfestigkeit und den transparenten Erfordernissen ab. Die Beispiele, die folgen, zeigen, daß sehr schwache Ablagerungen, in der Größenordnung von 2g/m ,genügen, um die Abriebfestigkeit sehr beträchtlich zu erhöhen, während nichts ai&r einer genügenden Haftfähigkeit der Körner auf der Papiertextur entgegensteht, daß das Auftragspulver erhöht wid und mehrere lOg/n erreicht.
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Es ist außerdem möglich, die Verbindung der Körner tat dem Papier durch eins der drei folgenden Verfahren zu erhöhen:
a) Beigeben einer dosierten Menge von hitzebeständigem Kunstharzpulver zum abriebfesten Pulver und Ausspritzen der Mischung,
b) Anordnen einer weiteren Austragsvorrichtung, die hitzebeständigen Kunststoff auf die feuchte und mit abriebfestem Pulver beschickte Bahn sprüht (Fig. 3),
c) Aufbringen einer hitzebeständigen Kunststofflage auf die mit abriebfestem Pulver beschickte Bahn durch eins der bekannten Gautschverfahren (Vorrichtung 12 in Fig. 4 und 5).
In diesem Fall können die Vorrichtungen 12 und 7 zwischen zwei Trocknern 13 und 10 angeordnet werden, durch die die Papierbahn sukzessiv läuft (Fig. 4). Das Papier kann auch gleichmäßig zwischen den beiden Trocknern 13 und 10 gegautscht werden, während die Pulverationsvorrichtung 7 vor der ersten Trocknungsvorrichtung 13 angeordnet ist (Fig. 5).
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Die folgenden Beispiele zeigen die Anwendung der Erfindung:
Beispiel 1
Es wird die Herstellung eines imprägnierten Papiers von bekanntem Typ beschrieben, das keine festen Körner hat. Eine weiße Papieroberschicht von 28g/m wird in einem Bad mit folgender Zusammensetzung imprägniert: Melamin zur Beschichtung unter Druck 100 kg
Wasser 100 kg
Netzmittel 0,2 kg
Die Trockenpresse wird in der Weise gesteuert, daß das Verhältnis
»Endrohgewicht - Anfangsrohgewicht . = 70 %, ist,
Endrohgewicht
wobei ein Feuchtigkeitsgehalt nach dem Trocknen von 7 % verbleibt.
Es wird so ein Probepapier erhalten, das als Hinweis im Hinblick auf die Papiere nach der Erfindung, die weiter unten beschrieben werden, dient.
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Beispiel 2
Die Herstellungsbedingungen bleiben die gleichen wie beim Beispiel 1. Die Vorrichtung zur elektrostatischen Pulveration ist im horizontalen Streckenabschnitt der Papierbahn zwischen der Saugpresse und dem Tunneleingang dar Trockenvorrichtung angebracht. Die Austragsvorrichtung des Pulvers ist in einer festen Entfernung von der Papierbahn angeordnet.
Die Steuerparameter sind in der Weise definiert, daß auf die ganze Papierbahn gleichmäßig eine Tonerdeauflage von 2g/m aufgebracht wird.
Beispiel 3
Die Verfahrensbedingungen sind die gleichen . Es werden 5g/m Tonerde aufgebracht.
Beispiel 4
Ein 40g/m Rohpapier wird in einem Bad von Phenolharz imprägniert und das Pressen wird in der Weise gesteuert, daß das Verhältnis 70 % ist.
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Beispiel 5
Die vorstehenden Efedingungen bleiben die gleichen. Es werden, wie im Beispiel 2, 2g/m Tonerde aufgebracht.
Beispiel 6
* Die Bedingungen des Beispiels 5 bleiben die gleichen. Es werden 5g/m Tonerde aufgebracht.
Die Papiere nach den Beispielen 1,2 und 3 werden auf ein gedrucktes Dekorblatt und einen aus Kraftpapierblättern, die mit Phenolharz imprägniert sind, gebildeten Kern aufgebracht. Die Beschichtungsbedingungen sind folgende: 12 Minuten bei 160° C und IiX) kg/cm2 Druck, Abkühlen der Platte auf 40° C.
Die Papiere nach den Beispielen 4, 5 und 6, die fUr einen industriellen Gebrauch bestimmt sind, werden auf eine Sperrholzfläche aufgebracht, wobei die Beschichtungsverhältnisse folgende sind:
10 Minuten bei 120° C und 14 kg/cm2 Druck, keine Abkühlung.
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Die Messung der Abriebfestigkeit der so erhaltenen Platten erfolgt nach der beschriebenen Methode entsprechend der Norm AFNOR NF T 54-006. Die angewendete Belastung ist 500 g. Die abriebfesten Bänder werden mit NEWA S 33 bezeichnet. Sie werden alle 500 Umdrehungen gewechselt.
In der Tabelle 1 sind die folgenden Punkte angegeben: Anfang des Druckangriffes (durch Abrieb) Abnahme von 100 % des Druckes Anfang des Angriffs des Kerns Verlust der zurückgebrachten Masse bei 100 Umdrehungen
nach einer Probe von 1000 Umdrehungen.
Tabelle 1
Anfang des Druk-
angriffes bei
Zahl der Umdre
hungen 		Abnahme des
Druckes bei
Zahl der Um
drehungen 		Erscheinen des
Kerns bei
Zahl der Um
drehungen 		Verlust der !
Masse bei
100 Umdre
hungen in
mg
Beispiel 1 300 650 60
Bedrucktes
Dekor und
gewöhnliche
Oberschicht
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Anfang des Druk-
angriffes bei
Zahl der Umdre
hungen		 Abnahme des
Druckes bei
Zahl dsr Um
drehungen		 Erscheinen des
Kerns bei
Zahl der Um
drehungen		 Verlust der
^lasse bei
100 Umdre-
drehungen
in mg
Beispiel 2 1230 2000 4,0
Bedrucktes
Dekor und
abriebfeste
Oberschicht
(2g/m2 Ton
erde)		 1460 2700 2,7
Beispiel 3 200 50
Bedrucktes
Dekor und
abriebfeste
Obecschicht
(5g/m Ton
erde)		 1250 16
Beispiel 4 2400 13
Sperrholz
platte und
gewöhnliche
Verstär-
kungsshicht
Beispiel 5
Sperrholz
platte und
abriebfeste
Verstär-
kungsscfidt
(2g/m2 Ton
erde)
Beispiel 6
Sperrholz
platte und
abriebfeste
Verstärkngs-
schicht
(5g/m2 Ton
erde)
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Die Tabelle 1 zeigt das Besondere des Verfahms in zwei Fällen:
a) Beim Beschichten unter hohem Druck (Beispiel 1, 2 und 3) wächst der Schutz des Dekors in sehr bemerkenswerter Weise an, wenn eine gewöhnliche Oberschicht durch eine abriebfeste Oberschicht ersetzt wird.
b) Bei Gebrauchsplatten fUr Bauzwecke (Beispiel 4, 5 und 6) wird die Wiedervewendungszahl um ein Vielfaches vermehrt.
Die Lichtdurchlässigkeit hat folgende Merkmale: Das Aussehen der Oberfläche und die Tendenz zur Rißbildung oder zum Brechen sind nicht anders. Die Lichtdurchlässigkeit ist bei unterem Auftrag von 5g/m schwach verhindrt. Dieser Nachteil erhöht sich natürlich, wenn die Auftragsmenge erhöht wird.
Die aufgezeigten Beispiele dienen zur Erläuterung der Anwendung des Verfhrens. Sie begrenzen jedoch die Möglichkeiten nicht.
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Die graphische Darstellung in Fig. 1 zeigt vergleichsweise verschiedene Muster von imprägniertem Papier, die einem Abriebversuch unterliegen.
Es wurden auf der Abzisse die Umdrehungszahl des Abriebwerkzeuges und auf der Ordinate der Gewichtsverlust des Musters aufgetragen.
Die Kurve A entspricht einer Papieroberschicht, die mit festen Körnern in der Masse nach einem bekannten Verfahren imprägniert ist.
Die Kurve B entspricht einem imprägnierten Papier nach der Erfindung, wobei die Außenflfche einen Belag von festen Körnern trägt.
Die Kurve C entspricht einem imprägnierten Papier nach der Erfindung, wobei die innere (untere) Fläche eine Schicht von festen Körnern trägt.
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Claims (15)

  1. - 19 -
    Patentansprüche
    ί 1.j Verfahren zur Herstellung von imprägniertem Pqier mit einer großen Abriebfestigkeit zur Verwendung für beschichtete Plattenelemente, dadurch gekennzeichnet, daß auf die feuchte, imprägnierte Papierbahn ein Pulver aus harten Körnern mittels elektrostatischer Pulverisierung aufgebracht wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver auf einen imprägnierten Papierkern aufgebracht und die Oberfläche durch bekanntes Gautschen behandelt wird, wobei die elektrostatische Pulveration nach dem Gautschen erfolgt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragsstation (11) für unter Hitze aushärtenden Kunststoff hinter der Düse (9) der elektrostatischen PuI-verationsstation (7) für die abriebfesten Körner liegt.
    2 0 9 8 0 8 / 1 U 3
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Körner in Mischung mit einem Pulver von unter Hitze aushärtendem Stoff pulverisiert werden.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulveration des abriebfesten Pulvers einem konventionellen Gautschen eines unter Hitze aushärtenden Produktes auf die feuchte oder trockene Bahn folgt.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die abriebfesten Körner aus Korund bestehen.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die abriebfesten Körner aus Quarz bestehen.
  8. 8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es für imprägniertes Papier angewendet wird, das bei der Herstellung von Mehrschichtenplatten auf den Papierkern aufgebracht oder zur Beschichtung einer Holzplatte, die für dekorative Zwecke bestimmt ist, benutzt wird.
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  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es fUr Papier angewendet wird, das fUr die Fabrikation von Platten, die für den technischen oder industriellen Gebrauch bestimmt sind, benutzt wird.
  10. 10. Vorrichtung zur Herstellung von imprägniertem Papier nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Imprägnierwanne (4) mit einem unter Hitze aushärtbaren Kunststoff bad (3), eine Saugpresse (5), eine elektrostatische Pulverationsvorridtung (7) für die abriebfesten Körner und einen Trockner (1O).
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine weitere Pulverationsvorrichtung (11) für unter Hitze aushärtenden Kunststoff.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Gautschvorrichtung (12) zum Aufbringen von unter Hitze aushärtbaren Kunststoff auf die Papierbahn.
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  13. 13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 und 12, gekennzeichnet durch einen ersten Trockner (13) vor der Gautschvorrichtung (12).
  14. 14. Vorrichtug nach den Anbrüchen 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Trockner (13) zwischen der Düse (9) der elektrostatischen Pulverationsvorrichtung (7) und der Gautschvorrichtung (12) angeordnet ist.
  15. 15. Imprägniertes Papier, das nach dem Verfahren entsprechend den Ansprüchen 1 bis 9 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die eine seiner beiden Seiten eine Schicht trägt, in der abriebfeste Körner eingelagert sind.
    209808/1143
    Leerseite
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