DE2439653A1 - Konusoel und seine verwendung - Google Patents

Konusoel und seine verwendung

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DE2439653A1
DE2439653A1 DE2439653A DE2439653A DE2439653A1 DE 2439653 A1 DE2439653 A1 DE 2439653A1 DE 2439653 A DE2439653 A DE 2439653A DE 2439653 A DE2439653 A DE 2439653A DE 2439653 A1 DE2439653 A1 DE 2439653A1
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DE2439653A
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James Edgar Obetz
Albert Richard Tarini
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Diamond Shamrock Corp
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Description

Patentanwälte Dipl.-Inc. F. Veicxmann,
Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke H/We/Li Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
Case 397 299
8 MÜNCHEN 86, DEN
POSTFACH 860820
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22
DIAMOND SHAMROCK CORPORATION
110 Superior Avenue
Cleveland, Ohio 44114, V.St.A.
Konusöl und seine Verwendung
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Konusöl bzw. ein Konozitätsöl, ein sogenanntes "coning oil", mit dem das ölspritzen während der Garnverarbeitung vermindert wird. Das erfindungsgemäße Konusöl wird erhalten, indem man eine Aluminiumseife aus einer gesättigten Fettsäure mit ungefähr 8 bis ungefähr 22 Kohlenstoffatomen zu einer Konusöl-Zusammensetzung zufügt, die ein Mineralöl und mindestens ein Emulgiermittel enthält.
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Konusöl für Garn, um das Spritzen oder Schleudern des Öls während der Anwendung auf Garn und bei der nachfolgenden Garnverarbeitung oder Bearbeitung zu vermindern.
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2 4 3 Ü b b 3
Konusöle werden viel von Garnverarbeitern, die ebenfalls als Zwirner bekannt sind, verwendet. Die primäre Funktion eines Konusöls besteht darin, das Garn zu schmieren und einen guten Garnkegel zu ergeben, die ideale Vorratspackung für die meisten Textilverarbeitungsverfahren. Ein guter Konus ist einer, der nicht zu hart oder zu weich ist. In seiner Dichte ist er einheitlich, und er ist anderen Konus ähnlich, die auf andere Spindeln aufgewickelt sind. Ein guter Konus oder Kegel gibt sein Garn während des nächsten Verfahrens einheitlich ab, d.h. auf einem Strickgatter, einem Kettenstuhl oder einer Flechtmaschine. Wegen seines besonderen Konusöls verbessert ein guter Konus oder Kegel das Stricken, Schären und das Flechten.
Mit dem steigenden Bedarf von Garnen in Massen in der Strickindustrie bzw. Gewebeindustrie verwenden die Faserhersteller moderne Falschzwirnvorrichtungen. Dies ist hauptsächlich ein durch Strecken oder Abziehen texturiertes Garn, und das Konusöl wird nach dem Texturieren auf der Vorrichtung aufgebracht, und das Garn wird in einen Konverter oder Zwirner für das anschließende Strick- oder Wirkverfahren gebracht. Wenn im folgenden von Stricken gesprochen wird, soll darunter auch immer Wirken verstanden werden und umgekehrt.
Zwirner erhalten ebenfalls teilweise gestrecktes Garn und verwenden Texturiervorrichtungen bzw. Textilherstellungsvorrichtungen, bei denen das Konusöl auf der gleichen Vorrichtung aufgebracht und zu den Strickmaschinen, die für die Verarbeitung fertig sind, transportiert wird.
Zur Zeit sind Polyester und Nylon die überwiegenden Fasern für gestrickte Flächengebilde. Es können jedoch auch andere Fasern, wie Rayon, Acetat, Triacetat, Acrylate, Olefin, modifiziertes Nylon (Nomex) oder Mischungen davon erhöht verwendet werden, bestimmt durch die Mode. Das wenig spritzende Konusöl, das Gegenstand der Erfindung ist, kann auf irgendwelche der oben
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ORIGINAL INSPECTED
erwähnten Fasern aufgebracht werden .
Konusöle sind ausgeglichene Produkte. Sie müssen so formuliert werden, daß sie viele kritische Erfordernisse erfüllen, wie eine einheitliche Viskosität, Farbe, Geruch, Stabilität, eine Schmierung von Faser zu Metall, eine Schmierung von Faser zu Faser, antistatische Wirkung und die Verwendung von Reinigungsmittel. Chemisch gesehen sind Konusöle sorgfältig kontrollierte Mischungen aus Mineralöl und mindestens einem Emulgiermittel, und sie können andere Zusatzstoffe, wie Faserkohäsionsstoffe und antistatische Mittel enthalten.
Seit vielen Jahren treten bei den Garnverarbeitern Schwierigkeiten auf, die ein Spritzen des Konusöls während der Garnverarbeitung betreffen. Das Verspritzen oder Schleudern des Konusöls ist nicht nur verschwenderisch, sondern das verspritzte Öl schafft Sicherheitsgefahren, wie schlüpfrige Gehflächen in der Nachbarschaft der Konusvorrichtungen und Unannehmlichkeiten beim Atmen oder auf der Haut, da abgeschleuderte Tröpfchen einen feinen Nebel ergeben, der den gesamten Arbeitsbereich verschmutzt. Verschiedene mechanische Lösungen für das Ölverspritzen wurden vorgeschlagen, wie die Verwendung von gewellten Fußböden und von Ablenkblechen in den Konusvorrichtungen. Keine dieser mechanischen Lösungen ist bis heute besonders wirksam. Die beste Möglichkeit war noch, die Gegend um die Konusvorrichtungen konstant aufzuwischen und die Arbeiter zu unterweisen, sorgfältig zu sein. Obgleich diese Lösung einen gewissen Erfolg zeigt, sind durch die Produktion von Garnen mit hoher Geschwindigkeiten die Mengen an abgespritztem Öl in der Nachbarschaft der Konusvorrichtungen gestiegen und damit einhergehend eine Nebenbildung in der Atmosphäre. Neue Regierungsanordnungen im Hinblick auf die Haushaltsführung in Textilmühlen haben die Forderung gebracht, daß zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden müssen, um die üblicherweise "unsicheren Gehbereiche" zu vermeiden. Diese neuen Entwicklungen haben die
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definitive Forderung mit sich gebracht, die Konusöle zu verbessern, um ein Spritzen des Öls in der Nachbarschaft der Konusvorrichtungen während der Garnverarbeitung zu vermindern.
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Konusöl für Garn,um das Verspritzen oder Abschleudern des Öles während der Garnverarbeitung oder -bearbeitung zu vermindern. Das verbesserte Konusöl wird hergestellt, indem man eine Aluminiumseife aus einer ungesättigten Fettsäure mit ungefähr 8 bis ungefähr 22 Kohlenstoffatomen zu einer Konusöl-Zusammensetzung gibt, die ein Mineralöl und mindestens ein Emulgiermittel enthält.
Das verbesserte Konusöl kann hergestellt werden, indem man eine wirksame Menge von einer oder mehreren der folgenden Aluminiumseifen zu einer Konusöl-Zusammensetzung zufügt, die ein Mineralöl und mindestens ein Emulgiermittel enthält. Die Menge an Aluminiumseife kann variieren, abhängig von den Anteilen an Mineralöl und Emulgiermittel, die in der Konusöl-Zusammensetzung vorhanden sind. Beispielsweise kann das verbesserte Konusöl von ungefähr 0,70 bis ungefähr 4,0 Gew.-Teile (die optimale Menge beträgt 0,75 bis 1,3 Gew.-Teile) Aluminiumseife von ungefähr 10 bis ungefähr 30 Gew.-Teile Emulgiermittel und von ungefähr 70 bis ungefähr 90 Gew.-Teile Mineralöl enthalten.
Aluminiumseifen aus einer gesättigten Fettsäure mit Kohlenstoffketten von ungefähr 8 bis ZZ Kohlenstoffatomen, die bei der vorliegenden Erfindung nützlich sind, können aus Fettsäuren, wie Caprylsäure, Äthylhexonsäure (Äthylcapronsäure), Laurinsäure, Myristinsäure, Behensäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, hydrierten Talgfettsäuren, Erucasäure, Kokosnußöl-Fettsäuren und ähnlichen, wie auch aus Mischungen dieser Säuren hergestellt werden. Viele dieser Säuren sind gut bekannte Handelsgegenstände und in Form von Mischungen erhältlich, wie technische Stearinsäure und Laurinsäure. Diese technischen Säuren sind Mischungen, die Säuren mit unterschiedlichen Koh-
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lenstoffketten und geringen Mengen an ungesättigten Säuren mit unterschiedlichen Kohlenstoffketten enthalten.
Aluminiumseifen dieser Säuren werden hauptsächlich durch Doppelzersetzungsreaktionen zwischen Natriumsalzen dieser Sau-, ren und wasserlöslichen Aluminiumsalzen, wie Aluminiumsulfat, hergestellt. Die Herstellung dieser Aluminiumseifen wird beschrieben in "The Alkaline Earth and Heavy Metal Soaps" (Rheinhold Publishing Corp., New York, New York 1946) von Stanley B. Elliot, S. 71 bis 90.
Das Mineralöl, das in der Konusöl-Zusammensetzung verwendet wird, kann ein Mineralöl mit einer Viskosität von ungefähr 50 bis 100 SUS bei 380C (1000F) sein, wobei die bevorzugte Viskosität dieses Öls bei ungefähr 65 bis 85 SUS bei 38°C liegt. Beispiele von wertvollen Ölen umfassen ein Mineralöl mit den folgenden Eigenschaften: , >
Physikalische Eigenschaften
Viskosität SUS/38°C (1000F) 72,4
Viskosität SUS/98,9°C (2100F) 36,7
API Schwere bei 15,60C (60°F) 34,7
spezifisches Gewicht bei 15,6°C(60°F) 0,8514
Molekulargewicht ' 320
Fließpunkt, F +5 Flüchtigkeit:
Gew.-96 Verlust, 22 Std. £ 107°C(225°F) 2,1
Flashpunkt, COC,0F 360
Brechungsindex 20/D 1,4696
Chemische Eigenschaften
Molekularanalyse an Tongel, Gew.-%
Alphaltene 0
polare Verbindungen 0,3
aromatische Verbindungen 11,5
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Chemische Eigenschaften
gesamte aromatische Verbindungen 11,8
gesättigte Verbindungen 88,2
Kohlenstoffanalyse, %
aromatische Verbindungen 4
naphtenische Verbindungen 30
paraffinische Verbindungen 66
Anilinpunkt, F 207
Das Emulgiermittel kann irgendein öllösliches anionisches oder nichtionisches oberflächenaktives Mittel mit einer geeigneten HLB-Zahl sein. Das in Öl lösliche Emulgiermittel kann eine Mischung aus einem oder mehreren oberflächenaktiven Mitteln sein, die eine verträgliche Formulierung mit dem Mineralöl bildet. Wertvolle anionische oberflächenaktive Mittel umfasen gesättigte und ungesättigte Fettsäuren. Nützliche nichtionische Emulgiermittel umfassen äthoxylierte Alkohole, äthoxylierte gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren, äthoxylierte Alkylphenole und ähnliches. Öllösliche Polyäthylenglycoläther, die man durch Umsetzung von linearen sekundären C^-1 ,--Alkoholen mit ungefähr 3 bis 9 Mol Äthylenoxid erhält, können ebenfalls verwendet werden, wie auch die öllöslichen Mischungen, die man durch Vermischen dieser Äther erhält. Ähnlich können öllösliche Polyäthylenglycoläther von OXO-Akoholen, die die gleiche Anzahl an Kohlenstoffatomen enthalten; und Äthylenoxyd enthalten, wie auch die linearen sekundären Alkohole und öllösliche Mischungen von Äthern dieser OXO-Alkohole verwendet werden. Es kann erforderlich sein, Mischungen aus Emulgiermitteln zu verwenden, um verträgliche Formulierungen mit dem Mineralöl zu erhalten. Gegebenenfalls kann man ein Kupplungsmittel, wie Wasser, Butylalkohol oder Monobutyläther oder Äthylenglycoläther verwenden. Das Verfahren, um die Emulgiermittel zu vermischen und Kupplungsmittel zu verwenden, um verträgliche Formulierungen mit Mineralölen zu erhalten, ist dem Fachman geläufig.
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Die Konusöl-Zusammensetzung wird auf das Garn in einer Menge von ungefähr 2 bis ungefähr 6%, bezogen auf das Gewicht der Faser, aufgebracht. Die Anwendung erfolgt üblicherweise bei der Konusbildung, um eine Garnschmierung zu erreichen. Die Menge an Konusöl, die auf das Garn aufgebracht wird, wird von der Verwendung des Garnes abhängen. Konusöl kann unter Verwendung von Schmierwalzen auf der Wickelvorrichtung oder an irgendeiner anderen Stelle des Verfahrens aufgebracht werden.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken. Alle Gewichte, Anteile und. Proζentgehalte sind auf Gewichtsgrundlage, sofern nicht anders aufgeführt, angegeben. Alle Temperaturen sind, sofern nicht anders angegeben, in 0C ausgedrückt.
Beispiel 1
Die in der Tabelle aufgeführten Konusöl-Zusammensetzungeri wer den hergestellt, indem man 1 Gew.-% des Aluminiumseifen-Zusatzstoffes, der angegeben wird, in eine Konusöl-Zusammensetzung einarbeitet, die die folgenden Bestandteile enthält:
Gew.-9
1 Zusatzstoff
79 Mineralöl
20 Emulgiermittel
Das Mineralöl, das in den in der Tabelle aufgeführten Zusammensetzung verwendet wird, ist ein Mineralöl mit einer 85 SUS Viskosität, und das Emulgiermittel ist eine Mischung aus 12 Gew.-Teilen Tergitol^15S3 und 8 Gew.-Teilen Tergitol ^15S9. Tergitol 15S3 und Tergitol 15S9 sind im Handel erhältliche oberflächenaktive Mittel, die Kondensationsprodukte sind aus einer Mischung von sekundären linearen C11 ..,- Alkohlen mit 3 Molen und 9 Molen Äthylenoxid. Die Aluminiumstearate und das Aluminiumoctoat, die bei der Herstellung dieser Zusammensetzun-
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gen verwendet werden, enthalten die folgenden Prozentgehalte "WASHED ASH" (Al2O,), d.h. gewaschene Asche, und freie Stearinsäure, bestimmt entsprechend den Verfahren auf S. 10 von METASAP R METALLIC SOAPS (Metasap Chemical Co., Newark, New Jersey, 1959):
gewaschene Asche freie Stearinsäure
Aluminiummonostearat 9% 6%
Aluminiumdistearat 8% . 12%
Aluminiumtristearat 6,5% 30%
Aluminiumdioctoat 15-16%
Diese Stearate werden durch Doppelzersetzungsreaktion zwischen einer wasserlöslichen Seife und einem wasserlöslichen Aluminiumsalz hergestellt.
Jedes Konusöl wird hergestellt, indem man die Zusattstoffe in dem Mineralöl dispergiert, auf 1100C erwärmt, um zu klären, auf ungefähr 8O0C abkühlt und dann die Emulgiermittelmischung einführt und rührt, wobei man eine verträgliche Konusöl-Zusammensetzung erhält.
Die in der Tabelle aufgeführten Zusammensetzungen werden als Konusöle auf eine Aufwickelvorrichtung oder Spulenvorrichtung, ein Leesona 50 Winder (Leesona Corp., Warwick, Rhode Island), geprüft, die mit einer rostfreien Stahlschmierwalze mit einem Durchmesser von 7»6 cm (3 inch) ausgerüstet ist und einen rostfreien Stahltrog enthält, um die Konusöl-Zusammensetzung anzuwenden. Die Schmierwalze wird durch einen Motor mit reversibler Geschwindigkeit mit einem Hoch/Niedrigverhältnis betrieben und gegen die Richtung des Garntransportes betrieben. Die Kontaktoberfläche des Garns auf der Schmierwalze wird mit einer Ausgleichswindung aus 2,5 cm (1 inch) eingestellt. Ein 150/34 texturiertes Polyestergarn ohne Konusöl wird
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entsprechend dem folgenden Verfahren auf eine Wickelmaschine aufgewickelt. Die Wickelmaschine wird mit dem Führungswagen so angeordnet, daß das Garn, das über die Schmierwagenvorrichtung läuft, eine Kontaktoberfläche von 2,4 cm (1 inch) aufweist. In den Trog wird ausreichend Konusöl gegeben, so daß ungefähr 0,9 cm (3/8 inch) des Bodens der Schmierrolle eingetaucht werden. Ein leerer Garnkegel wird genau auf 0,1 g gewogen und auf die Aufwickelmaschine gegeben, und eine Vorratsgarnpackung, die auf genau 0,1 g gewogen wird, wird auf den Grundteil der Vorrichtung auf dem Spulengestell gegeben. Eine Aluminiumfolie 20,3 x 20,3 cm (8 χ 8 inches), die genau auf 0,0001 g gewogen wurde, wird auf den Wickelrahmen in einer Entfernung von 5,72 cm (2,25 inches) von der Rückseite der Schmierwalze gegeben, so daß die Folie senkrecht zum Boden und horizontal zu der Schmierwalzenachse angebracht ist.
Der Schmierwalzenmotor wird dann mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit in Gang gesetzt, um die geeignete Ölmenge auf das Garn aufzubringen (3 bis 5 Gew.-%), Sobald der Ölfilm auf der Walze das Garn erreicht, wird die Aufwickelmaschine in Gang gesetzt und mit einer Geschwindigkeit betrieben, daß 270 bis 324 m (300 bis 36Ο yards) Garn/min geschmiert werden. Die Vorrichtung wird 15 Minuten in Betrieb gehalten und dann gestoppt. Die Garnvorratspackung und der Kegel werden auf genau 0,1 g gewogen, wobei man die Gew.-96 Konusöl auf der Faser erhält. Die Aluminiumfolie wird wieder gewogen, um die mg an Öl, die an der Aluminiumfolie haften, zu bestimmen. Die mit jeder Zusammensetzung erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
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- ίο -
Tabelle
Zusatzstoff (Gew.-%)
%Konusöl,ausgedrückt durch das Gew.auf der Faser
mgKonusÖl an der Aluminiumfolie
"]% Aluminiummonostearat 4,2 4,4
1% » » 4,2 4,0
1% Aluminiumdistearat 3,7 1,0
1% " » 2,1 0,4
1% Aluminiumtristearat 4,0 2,8
1% ·· » 3,1 1,4
Λ% Aluminiumdioctoat 4,0 1,7
0,1% Aluminiumdioctoat
0,9% Aluminiumdistearat		 2,7 3,2
0,1% Aluminiumdioctoat
0,9% Aluminiumdistearat		 5,0 2,1,
0% Zusatzstoff 6,1
' Beispiel 2
Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, wobei man eine Mischung aus zwei Mineralölen, zwei Aluminiumseifen-Zusatzstoffen und zwei Emulgiermitteln in der im folgenden aufgeführten Konusöl-Zusammensetzung verwendet:
Gew.-? 40,0
38,7 0,1 1,2
15,0 5,0
Mineralöl, 85 SUS Viskosität
Mineralöl, 50 SUS Viskosität
Aluminiumdioctoat
Aluminiumdistearat
Hexadecylphenol mit 9 Mol Äthylenoxid
Tridecylalkohol mit 3 Mol Äthylenoxid.
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Die folgenden Ergebnisse werden erhalten, wenn dieses Konusöl auf 150/3^ texturiertes Polyestergarn aufgebracht wird:
%Konusöl, ausgedrückt mgKonusöl, das an der durch das Gew.auf der Faser Aluminiumfolie haftet
4,2 3,2
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Claims (14)

Patentansprüche
1. Konusöl-Zusammensetzung, enthaltend ein Mineralöl und mindestens ein Emulgiermittel, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aluminiumseife aus einer gesättigten Fettsäure mit ungefähr 8 bis ungefähr 22 Kohlenstoffatomen in einer Menge vorhanden ist, die wirksam ist, um das Abspritzen des Öls während der Garnbearbeitung oder -verarbeitung zu vermindern.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aluminiumseife Aluminiumstearat verwendet.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aluminiumseife Aluminiumdistearat verwendet.
4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aluminiumseife Aluminiummonostearat verwendet.
5. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aluminiumseife Aluminiumristearat verwendet
6. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aluminiumseife Aluminiumdiocotoat verwendet.
7. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aluminiumseife Aluminiumdistearat, welches 8 Gew.-J6 gewaschene Asche enthält, verwendet.
8. Verfahren zur Bearbeitung oder Verarbeitung von Garnen, bei dem ein Konusöl auf das Garn vor der Verarbeitung oder Bearbeitung gegeben wird, und wobei vor der Bearbeitung oder Verarbeitung eine Konusöl-Zusammensetzung, die ein Mineralöl und mindestens ein Emulgiermittel enthält, angewendet
509812/1083
- 13 - ".·"■■
wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aluminiumseife aus
einer gesättigten Fettsäure mit ungefähr 8 bis ungefähr
22 Kohlenstoffatomen in einer Menge vorhanden ist, die ausreicht, um das Spritzen des Öls während der Garnverarbeitung oder Bearbeitung zu vermindern.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aluminiumseife Aluminiumstearat verwendet.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aluminiumseife Aluminiumdistearat verwendet.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aluminiumseife Aluminiummonostearat verwendet.
12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aluminiumseife Aluminiumtristearat verwendet. ( .
13. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß. man
Aluminiumseife Aluminiumdiocotoat verwendet.
14. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aluminiumseife Aluminiumdistearat, welches 8 Gew.-% ge waschene Asche enthält, verwendet.
50 9 8-12/1083 °RIGiNAL INSreCTED
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