ES2311212T3 - Hilo de fibra de colageno de cuero y proceso de fabricacion del mismo. - Google Patents
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Abstract
Un hilo de fibra de colágeno de cuero animal comprendiendo fibras textiles y fibras de colágeno derivadas de por lo menos un tipo de cuero y de pieles de animales, caracterizado porque la fibra de colágeno supone del 1-100% por peso del hilo y está compuesta de fibras de colágeno dispersas derivadas por el aflojamiento de fibras a partir de por lo menos un tipo de cueros y pieles de animales y la fibra textil suponen del 0-99% por peso del hilo y porque la fibra textil y la fibra de colágeno se retuercen juntas.
Description
Hilo de fibra de colágeno de cuero y proceso de
fabricación del mismo.
La presente invención se refiere a un hilo, el
cual está fabricado a partir de una fibra de colágeno de cuero
animal y a un proceso para la fabricación del mismo.
Sobre la base de su estructura y su forma, los
hilos se clasifican en hilos discontinuos, hilos de filamentos e
hilos compuestos, los últimos siendo una combinación de hilos
discontinuos e hilos de filamentos. Los hilos discontinuos son
agregados de fibras provistos de una densidad lineal particular y
un retorcido particular, formados mediante una pluralidad de fibras
cortas naturales o sintéticas que se pueden hilar de diferentes
longitudes colocadas en orden en una dirección longitudinal a
través de procesos para la tejeduría de diversos textiles de género
de punto, tales como el aflojamiento, el cardado y el estirado.
Actualmente, los recursos de fibras naturales
están limitados por naturaleza, con las fibras naturales estando
provistas de un coste elevado y una resistencia a la abrasión y una
resistencia a la tracción relativamente bajas. Por otra parte, las
fibras sintéticas son pobres absorbentes del agua, retardantes a
las llamas y proporciona únicamente un bajo confort. Por
consiguiente, la industria textil necesita urgentemente un nuevo
tipo de fibras naturales satisfactorias.
El cuero es la piel que se extrae del cuerpo de
un animal y se trata con una serie de procedimientos físicos,
mecánicos y químicos, seguidos por el curtido para formar un
material resistente a las bacterias y a la abrasión, es decir un
material que sea duradero y resistente a la pudrición y a la
rotura. Antes del curtido, el cuero se denomina piel o cuero en
crudo. El cuero es un tejido biológico muy complejo y existe un
gran número de tipos de pieles. Sin embargo, la estructura de todos
los tipos de pieles es similar y consiste en una capa epidérmica,
una capa subdérmica y una capa endérmica. El grosor de la capa
epidérmica es 0,5-5 por ciento y está formada por
células que tienen formas diversas. El grosor de la capa subdérmica
es más del 90 por ciento de la piel y es un tejido de unión denso,
esencialmente formado por fibras de colágeno entrelazadas y una
cantidad de tiras de tejidos de fibras elásticas y fibras
reticulares, en el que las fibras de colágeno constituyen entre el
95 y el 98 por ciento. El cuero final se produce mediante el
procesado de una piel real. La estructura del tejido de las fibras
de colágeno es como sigue: cadenas de péptidos - fibrilla
creciente - filamento de fibra - fibrilla - microfibrilla - fibra -
haces de fibras. La fibra de colágeno según la presente invención
significa haces de fibras de colágeno. La capa subdérmica, la cual
está compuesta esencialmente de fibras de colágeno entrelazadas de
forma floja y cantidades de tiras de tejidos de fibra elástica, es
un tejido flojo el cual vincula la piel al cuerpo del animal. Es en
la capa subdérmica en donde la piel se pela del animal. La capa
subdérmica se extrae durante el proceso de fabricación del cuero,
pero es una materia prima excelente para utilizar la en la
tecnología actual. En lugar de estar tejidas, las fibras de
colágeno en la capa subdérmica están conglutinadas y se adhieren en
una matriz de fibras. Aunque una gran parte de la matriz de fibras
se elimina durante el proceso de fabricación del cuero, una parte
de la misma permanece todavía. Además, durante el proceso de
fabricación del cuero, se tienen que utilizar repetidamente
sustancias químicas, tales como ácidos y bases y otras, para
producir la superficie del gel de fibra de colágeno. Estos
materiales de fibras en forma de matriz funcionan como un
lubricante en un estado líquido, pero en su estado seco natural
forman adhesivos. Tanto si es parte de la piel de un animal como si
es cuero en crudo, las fibras de colágeno no sólo existen en una
gran cantidad, sino que también presentan fuerzas adhesivas mucho
más elevadas que la resistencia a la tracción de las fibras de
colágeno bajo un estado seco, natural. Además, existen muchos
lugares en los cuales la densidad de los puntos adhesivos de las
fibras de colágeno en el cuero están separados 1-2
mm. La estructura entrelazada natural de las fibras de colágeno en
la piel real es tal que los haces de fibras más gruesos están
divididos algunas veces en diversas hebras de haces de fibras más
delgados y los haces de fibras más delgados resultantes a veces
incorporan otros haces de fibras para formar otro haz de fibras más
largas. De ese modo, se forma una estructura reticular
tridimensional alternando la división, la incorporación y el
entrelazado sin un principio ni un fin. El que las fibras de
colágeno sean capaces de formar haces es una de las características
que las diferencian de otras fibras textiles, el tejido sin tejer y
las telas preparados a partir de los mismos. Si el cuero es
aflojado por una abridora con un único abridor o con múltiples
abridores utilizados en el proceso de hilatura de algodón o de lana
y de tejidos sin tejer en la tecnología actual, o la abridora de
borra de hilo utilizada en el procesamiento de algodón reutilizado,
las fibras de colágeno se transforman en polvo con una longitud
inferior a 4 mm, no alcanzando la longitud requerida para el
hilado. Sin embargo, para los cueros preparados a partir de piel
del estómago curtida, por ejemplo de vacas, el entrelazado de forma
floja por la capa de tejido endérmico y la cantidad de tiras de
tejidos de fibras de colágeno las cuales son eliminadas en la
fabricación del cuero, se pueden procesar para formar fibras de
colágeno dispersas con una única hebra y sin interconexión
utilizando las diversas abridoras anteriormente descritas. Sin
embargo, las fibras de colágeno obtenidas por este procedimiento
son todavía cortas, pobres en la hilatura y utilizadas únicamente
para producir textiles de bajo nivel, o materias primas tales como
"textiles de desecho".
Las pieles de los animales actualmente se
utilizan en la fabricación del cuero. Durante el proceso de
fabricación del cuero, únicamente del 20-40 por
ciento de cuero en crudo es finalmente procesado para formar cuero,
el resto es un desecho sobrante debido a diversos efectos, tales
como quemaduras, arrugas y heridas por espinas de la hierba
presentes en el cuero en crudo y por otras razones. Además, una
gran cantidad de materiales fraccionados generados durante el
procesamiento de los productos de cuero produce una disponibilidad
muy baja de los recursos. Recientemente, ciertos materiales
sobrantes han sido abiertos o aplastados en estado natural
utilizando la tecnología actual para obtener fibras fraccionadas no
hiladas con una longitud inferior a varios milímetros y las fibras
fraccionadas resultantes se conjugan con otras materias primas para
producir productos de bajo valor añadido, tales como tejidos sin
tejer, cuero regenerado, etcétera. La solicitud china número
03114089.0 publicada el 8 de octubre de 2003 describe "Un
procedimiento para la preparación de un filamento de piel real".
Sin embargo, los hilos descritos en la solicitud fueron preparados
conglutinando fibras de piel real con una solución de adhesivos, lo
cual hace que no pertenezcan al mismo tipo de productos que los
hilos preparados mediante el proceso de la presente invención.
Además, el proceso estaba descrito de forma insuficiente para
exponer la invención con precisión y las personas expertas en la
materia no lo pueden repetir.
A partir de la publicación de la solicitud de
patente china Nº CN 1446961 A se conoce un procedimiento para la
producción de un hilo de cuero genuino a partir de piel animal y
fibra de algodón o fibra química o fibra vegetal. Sin embargo,
según la descripción de este procedimiento, en los filamentos se
debe introducir proporcionalmente líquido adhesivo para combinar
los filamentos de fibra y formar el hilo según el grosor
requerido.
Es el objeto de la presente invención
proporcionar un hilo de fibra de colágeno de cuero animal y un
proceso de fabricación del mismo en el que el hilo se fabrica
mediante la utilización de pieles o cueros animales y materiales
sobrantes de los mismos así como cueros de desecho y mejorar la
disponibilidad de pieles de animales y el nivel del producto y
ampliar el campo de aplicación de las pieles animales. La presente
invención proporciona a la industria textil un hilo provisto de una
resistencia a la tracción más elevada y una mejor resistencia a la
abrasión que aquellas de los hilos de fibras naturales y provisto
de una absorción del agua más elevada, mayor confort y mejores
propiedades retardantes a la llama que aquellas de los hilos de
fibras sintéticas.
Una forma de realización de la presente
invención se lleva a cabo como sigue: el hilo se fabrica del
1-100 por ciento en peso de fibras de colágeno y
0-99 por ciento en peso de fibras textiles. Las
cantidades de tiras de tejidos de fibras elásticas, fibras
reticulares y otras sustancias no fibrosas que quedan en los
recursos del cuero no influirán en los hilos y serán ampliamente
ignorados.
La fibra de colágeno se deriva de por lo menos
una clase de animal, incluyendo pero no estando limitados a ellos,
la vaca, la oveja, el caballo, el perro, el cerdo, el ciervo, el
conejo, el cocodrilo y la serpiente.
La fibra textil es por lo menos una de las
fibras naturales que se pueden hilar y las fibras sintéticas
incluyen algodón, cañamazo, lana, seda, terylene, acrílico, nylon,
poliamida y fibra viscosa.
Existen dos procedimientos para fabricar el hilo
de fibra de colágeno de piel animal: uno se produce a partir de
cueros curtidos, que comprende las etapas siguientes: elección de
las materias primas, aflojamiento de las fibras, clasificación,
mezclado, cardado, estirado y retorcido y el otro se produce a
partir de cueros en crudo que comprenden las siguientes etapas:
elección de las materias primas, encalado, lavado con agua,
desencalado, curtido y ablandado deshidratación, aflojamiento de
las fibras, clasificación, mezclado, cardado, estirado y
retorcido.
La presente invención tiene las siguientes
ventajas: (1) los hilos fabricados mediante los procedimientos de
la presente invención pueden ser tejidos, trenzados, tejidos en
género de punto, ampliando en gran medida el campo de aplicación de
las pieles animales como un recurso natural y mejorando la
utilización del cuero y simultáneamente proporcionando fibras
naturales que se pueden hilar; (2) las filas de colágeno están
compuestas de proteínas de colágeno y la ropa fabricada a partir de
las mismas poseen diversas propiedades excelentes, tales como una
excelente compatibilidad con el cuerpo humano, elevada resistencia
a la tracción, alta resistencia a la abrasión, elevada suavidad,
alta absorción de agua, alta absorción de aceite y alto retardo a
la llama; los hilos se tejen no sólo en tejidos textiles gruesos,
tales como pantalones y nylon resistente, sino también en
materiales de ropa de alto nivel para las cuatro estaciones; (3) se
pueden formar diversos tipos de productos novedosos seleccionando
las materias primas a partir de diferentes especies de animales o
mezclas de materias primas a partir de diferentes especies de
animales y diversos hilos compuestos se pueden formar mezclando con
otras fibras de filamento o hilos; (4) las materias primas son
abundantes: se pueden utilizar todos los materiales sobrantes y los
cueros de desecho de la fabricación de cuero y de productos de
cuero, diversos cueros en crudo de animales, así como piel de capas
de tejidos endérmicos y pieles de animales pequeños y pieles
dañadas, consiguiendo la mejor utilización de las materias primas y
haciendo aprovechables los desechos.
La invención se describirá ahora a título de
ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos en los cuales:
la figura 1 presenta un cuadro de flujo que
muestra el proceso de fabricación de hilos de fibra de colágeno de
cueros animales.
La invención se ilustra mediante los ejemplos
siguientes:
Un 55% en peso de fibra de colágeno y 45% en
peso de fibra textil. El hilo se fabrica de fibras de colágeno de
cuero animal y otras fibras textiles. Las fibras de colágeno
arracimadas, las cuales están ocasionalmente divididas en varias
hebras de fibras de colágeno arracimadas más delgadas, incorporan
otras fibras textiles o bien otras fibras de colágeno para formar
los hilos mezclados mediante el retorcido de una hebra de un haz
continúo de fibras mezcladas.
El flujo del proceso comprende: elección de las
materias primas - aflojamiento de las fibras - clasificación -
mezclado - cardado - estirado - retorcido.
1. Elección de las materias primas: de acuerdo
con las proporciones anteriores, por lo menos uno de estos: cuero
animal curtido, material de desecho sobrante del mismo y
preparación del cuero de desecho, en el que los tipos de animales
incluyen vaca, oveja, caballo, cerdo, perro, ciervo, conejo,
cocodrilo, serpiente, etc. y se selecciona por lo menos una de las
dos siguientes, fibras textiles sintéticas o fibras textiles
naturales.
2. Aflojamiento de las fibras: las fibras se
aflojan mediante una abridora de líquido alternativa. La abridora
de líquido alternativa puede ser autodidacta, en el recipiente en
el cual está provisto por lo menos un abridor utilizado por un
dispositivo de abertura o un dispositivo de cardado utilizado por
una máquina de cardar. El líquido en la abridora de líquido es
agua. Dependiendo del tipo del origen de la piel o del cuero, por
lo menos uno de estos: 0,2-2 por ciento (por peso
de agua) de un agente de lavado, 1-10 por ciento
(por peso de agua) de un lípido o un producto del mismo,
0,2-1,5 por ciento (por peso de agua) de agente de
penetración y 0,03-0,5 por ciento (por peso de agua)
de una base, se añade al agua. Las materias primas se sumergen
adecuadamente en el líquido anterior por medio de una fuerza
mecánica alternativa aplicada por el abridor de forma que las
sustancias adhesivas, tales como la matriz de fibra, se dispersan
entre las filas de colágeno y actúen como un agente lubricante bajo
el efecto de líquido y hagan que los materiales se expandan. Al
mismo tiempo, las fibras de colágeno son aflojadas y apiladas de
forma continua para obtener finalmente fibras de colágeno
arracimadas que se dispersan con una única hebra y sin
interconexión, satisfaciendo la longitud deseada para los hilos de
hilado.
3. Clasificación: después de la desecación o el
secado por medio de una máquina secadora, las fibras de colágeno
dispersas aflojadas se separan mediante partículas de aire que
provienen de un divisor de caja de circulación de aire vertical
utilizado en el procesamiento de plumas y hacia abajo, o un divisor
horizontal autodidacta, de forma que las fibras más largas sean
distribuidas en una zona diferente de las fibras más cortas, en
función de la circulación de aire; entonces se clasifican de
acuerdo con la longitud de las fibras. Los materiales no fibrosos
que se tienen que extraer, tales como los restos epidémicos, entran
todavía en otra zona en función de la circulación de aire.
4. Mezclado: las fibras preparadas a partir de
diversos cueros son seleccionadas de acuerdo con las
características deseadas de los productos, 55% en peso de fibras de
colágeno a partir de por lo menos un tipo de cuero animal y un 45%
en peso de por lo menos una clase de fibras textiles. Se pueden
utilizar los equipos actualmente conocidos, tales como la máquina
de mezclado de algodón de múltiples capas, o bien otros
procedimientos para esparcir horizontalmente y coger directamente
para el mezclado las fibras para conseguir una distribución
uniforme.
5. Cardado: las fibras bien mezcladas se cardan
mediante una máquina de cardar para causar que las fibras de
colágeno arracimadas y las fibras textiles formen una fibra
continua para formar un conjunto con una densidad lineal
particular, homogéneamente mezclado y colocado de forma ordenada en
la dirección longitudinal.
6. Estirado: una máquina de estirar utilizada en
el procesado de algodón o de lana se utiliza aquí para estirar e
igualar las fibras anteriores de una a tres veces. Cada fibra se
extiende de forma continua para conseguir el objeto de mejorar la
uniformidad de las fibras.
7. Retorcido: de acuerdo con el diámetro de las
fibras de colágeno, su longitud y las características requeridas de
los hilos, se selecciona el enrollado, la abrasión, el husillo de
anillo o bien otros procesos, respectivamente, para retorcer y
formar los hilos.
100% en peso de fibras de colágeno. El hilo
está compuesto de fibras de colágeno y cuero animal. Las fibras de
colágeno están arracimadas en hilos y ocasionalmente se dividen en
diversas hebras de fibras de colágeno arracimadas más delgadas. Las
fibras de colágeno arracimadas más delgadas incorporan otras fibras
de colágeno. De este modo, las fibras de colágeno arracimadas se
separan continuamente y se incorporan para formar una hebra de
hilos continuamente retorcidos de fibra de colágeno de cuero
animal.
El flujo de proceso comprende: elección de las
materias primas - encalado - lavado con agua - desencalado -
curtido y ablandado - deshidratación - aflojamiento de las fibras -
clasificación - mezclado - cardado - retorcido.
1. Elección de las materias primas: se
selecciona por lo menos una clase de cuero en crudo animal. Los
tipos de animales incluyen vaca, oveja, caballo, cerdo, perro,
ciervo, conejo, cocodrilo, serpiente, etc.
2. Encalado: se utiliza el procedimiento para
encalar con hidróxido de calcio como el ingrediente principal,
añadiendo 1-3 por ciento (por peso de cuero en
crudo) de sulfato de sodio y 0,1-0,5 por ciento de
hidróxido de sodio, en donde el peso de agua es
1,5-2 veces el del cuero en crudo. A fin de
saponificar la grasa en el cuero en crudo y causar simultáneamente
que las fibras de colágeno superen el grado de aflojamiento deseado
para el proceso de fabricación del cuero, la temperatura de la
solución de encalado es de 30-50 grados centígrados
y el tiempo de inmersión es de 2-24 horas.
3. Lavado con agua: la mezcla saponificada se
lava con agua ambiental a 30-40 grados centígrados,
seguido por un lavado con agua ambiental una o dos veces para
permitir que el valor del pH esté entre 6,5-8.
4. Desencalado: se añade 2-3 por
ciento (por peso de cuero) de sulfato amónico,
0,2-0,5 por ciento de proteasa y
1-2 veces (por peso de cuero) de agua. Se sumerge de
forma alternativa con enrollamiento a un valor del pH entre 3 y 6 y
a la temperatura entre 35 y 40 grados centígrados durante
1-2 horas para extraer los iones básicos en el
cuero y simultáneamente hidrolizar adicionalmente la matriz de
fibras del cuero en crudo, la grasa y las proteínas no fibrosas.
Entonces, se extraen las impurezas con el agua. Para un cuero con
pelo, antes del encalado se añade un 3-4 por ciento
(por peso de cuero) de sulfuro alcalino incluyendo un
10-15 por ciento de pasta de cal,
1-2 por ciento de hidróxido de sodio y
1-2 veces (por peso) de agua. Los pelos se extraen
del cuero después de la inversión durante 2-16
horas y se extraen después por lavado.
5. Curtido y ablandado: se utiliza el
procedimiento de curtido con cromo, el procedimiento de curtido
botánico y otros procedimientos de curtido orgánico o mineral que
se pueden aplicar a la tecnología actual en la abridora
anteriormente descrita para hacer que el cuero gire
alternativamente mientras es curtido de forma que las fibras de
colágeno básicamente se aflojen. Después de ser curtidas, las
materias primas resultantes son ablandadas mediante una solución
emulsionable y un lípido para evitar la cohesión después de la
deshidratación.
6. Deshidratación: se utiliza una calandria para
reducir el contenido de agua de las fibras hasta entre el 20- 30
por ciento.
7. Aflojamiento de las fibras: las fibras de
colágeno tratadas de la manera anteriormente descrita están
excesivamente aflojadas o básicamente forman fibras dispersas
arracimadas, junto con una cohesión y un enrollamiento ocasional.
Los procedimientos para el aflojamiento de las fibras se pueden
llevar a cabo, para aflojar las fibras en una condición normal,
utilizando una abridora trapeciforme, o una abridora giratoria de
una estiradora de peines, o una máquina de corte con tres cilindros
utilizadas en los procesos del algodón o la lana. Las fibras de
colágeno provistas de una cohesión o un enrollamiento parcial se
aflojan completamente para formar una única hebra de fibras de
colágeno dispersas arracimadas con la longitud adecuada para el
hilado sin cohesión.
8. Clasificación: similar a la del ejemplo
1.
9. Mezclado: se utiliza un 100% por peso de
fibra de colágeno. Para mejorar la hilatura, se añade mediante
pulverización un 0,1-8 por ciento (por peso de fibra
de colágeno o de cuero animal) de agente de aceite. Los agentes de
aceite incluyen aceite animal, aceite vegetal, cera, aceite mineral
y lípidos sintéticos y productos de los mismos. El resto de los
procesos son similares a aquellos del ejemplo 1.
La fibra de colágeno es un 20% en peso y la
fibra textil es 45% en peso.
Los procesos de procesado son similares a
aquellos del ejemplo dos.
1. Elección de materias primeras: se seleccionan
materiales de desecho de bordes de cuero en crudo, sobrantes de
piel gris a partir de procesos anteriores de fabricación de cuero,
piel de doble capa no adecuada para la fabricación de cuero, o
cueros animales no adecuados para la fabricación de cuero y capa de
tejido endérmico.
2. Los procesos para encalar, lavar con agua,
curtir y ablandar y deshidratar son similares a aquellos del
ejemplo 2.
3. Los filamentos de fibras producidos mediante
los procesos del ejemplo 2 se combinan con otros filamentos o
hilos para retorcer y formar hilos de soporte o hilos provistos de
los ingredientes de fibras de colágeno anteriores. El resto de los
procesos son similares a aquellos del ejemplo 1.
Claims (7)
1. Un hilo de fibra de colágeno de cuero animal
comprendiendo fibras textiles y fibras de colágeno derivadas de por
lo menos un tipo de cuero y de pieles de animales,
caracterizado porque la fibra de colágeno supone del
1-100% por peso del hilo y está compuesta de fibras
de colágeno dispersas derivadas por el aflojamiento de fibras a
partir de por lo menos un tipo de cueros y pieles de animales y la
fibra textil suponen del 0-99% por peso del hilo y
porque la fibra textil y la fibra de colágeno se retuercen
juntas.
2. El hilo de fibra de colágeno de cuero animal
según la reivindicación 1 caracterizado porque la fibra de
colágeno se deriva que por lo menos una clase de animal que incluye
vacas, ovejas, caballos, perros, cerdos, ciervos, conejos,
cocodrilos y serpientes.
3. El hilo de fibra de colágeno de cuero animal
según la reivindicación 1 caracterizado porque la fibra
textil es por lo menos un tipo de fibras naturales y fibras
sintéticas que incluyen algodón, cáñamo, lana, seda, terylene,
acrílico, nylon, poliamida y fibra sedosa.
4. El hilo de fibra de colágeno de cuero animal
según la reivindicación 1 caracterizado porque la fibra
textil y la fibra de colágeno forman hilos mezclados mediante el
retorcido de una hebra de haz continuo de fibras de la fibra textil
y la fibra de colágeno.
5. Un proceso para la fabricación del hilo de
fibra de colágeno de cuero animal según la reivindicación 1
caracterizado porque el proceso comprende las siguientes
etapas: elección de materiales de cuero curtido, aflojamiento de
las fibras, clasificación, mezclado, cardado, estirado y retorcido,
en el que se utiliza una abridora para aflojar las fibras.
6. Un proceso para la fabricación del hilo de
fibra de colágeno de cuero animal según la reivindicación 1
caracterizado porque el proceso comprende las siguientes
etapas: elección de los materiales de cuero en crudo, encalado,
lavado con agua, desencalado, curtido y ablandado, deshidratación,
aflojamiento de las fibras, clasificación, mezclado, cardado,
estirado y retorcido, en donde se utiliza una proteasa ácida para
desencalar y el valor del pH en la solución de desencalado está
controlado entre 3 y 6.
7. Un procedimiento para la fabricación de hilo
de fibra de colágeno de cuero animal comprendiendo las siguientes
etapas:
- elección de las materias primas a partir de
materiales de cuero curtido y por lo menos una ambas, de fibras
textiles sintéticas o de fibras textiles naturales;
- aflojamiento de las fibras de colágeno para
obtener fibras de colágeno dispersas con una única hebra;
- clasificación de las fibras de colágeno
dispersas;
- mezclado de las diversas fibras,
- cardado de las fibras mezcladas para formar
una fibra continua;
- estirado de la fibra para mejorar la
uniformidad de las fibras; y
- retorcido de las fibras para formar hilos.
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