JP2015193964A - インクジェット抜蝕方法およびインクジェット捺染システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係るインクジェット抜蝕方法は、抜蝕剤を含有する第1抜蝕インクと、前記抜蝕剤を含有し、該抜蝕剤の濃度が前記第1抜蝕インクよりも低い第2抜蝕インクと、を含むインクセット用いて、布帛を抜蝕する抜蝕工程を有し、前記第1抜蝕インクは、記録ヘッドに設けられた複数のノズル列のうち、2以上のノズル列から吐出される。本発明に係るインクジェット捺染システムは、布帛に対してインクを吐出可能な複数のノズル列を備えた記録ヘッドと、抜蝕剤を含有する第1抜蝕インクと、該抜蝕剤を含有し、その濃度が前記第1抜蝕インクよりも低い第2抜蝕インクと、を含むインクセットと、を有し、前記第1抜蝕インクは、前記複数のノズル列のうち、2以上のノズル列から吐出可能に供給される。
【選択図】なし
Description
本発明に係るインクジェット抜蝕方法の一態様は、
抜蝕剤を含有する第1抜蝕インクと、
前記抜蝕剤を含有し、該抜蝕剤の濃度が前記第1抜蝕インクよりも低い第2抜蝕インク
と、を含むインクセットを用いて、布帛を抜蝕する抜蝕工程を有し、
前記第1抜蝕インクは、記録ヘッドに設けられた複数のノズル列のうち、2以上のノズル列から吐出される。
適用例1において、
前記第1抜蝕インクにおける前記抜蝕剤の濃度が、前記第2抜蝕インクにおける前記抜蝕剤の濃度の4倍以上であることができる。
適用例1または適用例2において、
さらに、前記インクセットは、前記抜蝕剤の濃度が前記第2抜蝕インクにおける前記抜蝕剤の濃度よりも低い第3抜蝕インクを含んでもよい。
適用例1ないし適用例3のいずれか1例において、
前記第1抜蝕インクは、記録ヘッドに設けられた複数のノズル列のうち、3以上のノズル列から吐出されてもよい。
適用例1ないし適用例4のいずれか1例において、
前記抜蝕剤が、硫酸、硫酸水素ナトリウム、硫酸アルミニウムおよび硫酸アンモニウムから選択される少なくとも1種であることができる。
適用例5において、
前記抜蝕剤は、硫酸アルミニウムであってもよい。
適用例5または適用例6において、
前記布帛がセルロース系繊維を含むことができる。
適用例1ないし適用例4のいずれか1例において、
前記抜蝕剤が、アルカリ金属の水酸化物およびグアニジン弱酸塩の少なくとも一方であることができる。
適用例8において、
前記布帛が、ポリアミド系繊維およびポリエステル系繊維の少なくとも一方を含むことができる。
適用例1ないし適用例9のいずれか1例において、
前記第1抜蝕インクに含まれる前記抜蝕剤の含有量が、10質量%以上であることができる。
適用例1ないし適用例10のいずれか1例において、
前記抜蝕剤を含有するインクは、ノズルプレート表面の少なくとも一部にフッ素を含有し、かつ、前記ノズルプレートの表面から1μm未満の領域にシロキサン結合を有する前記記録ヘッドから吐出されてもよい。
本発明に係るインクジェット捺染システムの一態様は、
布帛に対してインクを吐出可能な複数のノズル列を備えた記録ヘッドと、
抜蝕剤を含有する第1抜蝕インクと、前記抜蝕剤を含有し、その濃度が前記第1抜蝕イ
ンクよりも低い第2抜蝕インクと、を含むインクセットと、を有し、
前記第1抜蝕インクは、前記複数のノズル列のうち、2以上のノズル列から吐出可能に供給される。
適用例12において、
前記第1抜蝕インク及び前記第2抜蝕インクは、ノズルプレート表面の少なくとも一部にフッ素を含有し、かつ、前記ノズルプレートの表面から1μm未満の領域にシロキサン結合を有する前記記録ヘッドから吐出されてもよい。
適用例12または適用例13において、
前記抜蝕剤は、硫酸アルミニウムであってもよい。
本発明の一実施形態に係るインクジェット抜蝕方法は、抜蝕剤を含有する第1抜蝕インクと、前記抜蝕剤を含有し、該抜蝕剤の濃度が前記第1抜蝕インクよりも低い第2抜蝕インクと、を含むインクセットを用いて、布帛を抜蝕する抜蝕工程を有し、前記第1抜蝕インクは、記録ヘッドに設けられた複数のノズル列のうち、2以上のノズル列から吐出されることを特徴とする。
本実施形態に係るインクジェット抜蝕方法は、第1抜蝕インクおよび第2抜蝕インクを
含むインクセットを用いて行われる。本実施形態に係るインクセットのより好ましい態様としては、第1抜蝕インクおよび第2抜蝕インクに加えて、第3抜蝕インクを含むものである。以下、各抜蝕インクに含まれる成分および含まれ得る成分について説明する。なお、インクは、通常インクカートリッジやインクタンクから供給される。本実施形態において、第1抜蝕インク、第2抜蝕インク、第3抜蝕インクは、それぞれ1つずつのインクカートリッジやインクタンクに収容されていなくても良い。たとえば、第1抜蝕インクを2つ以上のインクカートリッジやインクタンクに収容しても構わない。第2抜蝕インク、および第3抜蝕インクについても同様である。
本実施形態に係るインクセットは、第1抜蝕インクを含む。
第1抜蝕インクは、抜蝕剤を含有する。抜蝕剤は、布帛を構成する繊維を破壊溶脱(抜蝕)するという機能を備える。抜蝕剤には、抜蝕したい繊維の種類に応じて、水中で酸あるいは塩基の性質を示すものを適宜選択して用いることができる。
第1抜蝕インクは、水を含有する。水は、第1抜蝕インクの主となる液媒体である。水は、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水又は超純水のようなイオン性不純物を極力除去したものであることが好ましい。水の含有量は、第1抜蝕インクの全質
量に対して、例えば40質量%以上とすることができる。
第1抜蝕インクは、保湿性を向上できたり、布帛に対する浸透性を向上できたりするという観点から、有機溶剤を含有してもよい。有機溶剤としては、例えば、1,2−アルカンジオール類、多価アルコール類、グリコールエーテル類、ピロリドン誘導体等が挙げられる。
ン、5−メチル−2−ピロリドン等が挙げられる。ピロリドン誘導体は、他の溶剤の溶解性やインクの保湿性を高めるという機能を備える。ピロリドン誘導体を含有する場合の含有量は、第1抜蝕インクの全質量に対して、1質量%以上20質量%以下とすることができる。
第1抜蝕インクは、界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤は、インクの表面張力を低下させ布帛との濡れ性を調整する機能を備える。界面活性剤の中でも、アセチレングリコール系界面活性剤、アニオン性界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、およびフッ素系界面活性剤を好ましく用いることができる。
第1抜蝕インクは、必要に応じて、尿素類、糖類、pH調整剤、キレート化剤、防腐剤、防かび剤、防錆剤等の各種の添加剤を含有してもよい。
本実施形態に係るインクセットは、第2抜蝕インクを含む。第2抜蝕インクは、後述する記録ヘッドの有する複数のノズル列のうち、1つのノズル列に供給されてもよいし、2以上のノズル列に供給されてもよい。
本実施形態に係るインクセットは、第3抜蝕インクを含むことが好ましい。第3抜蝕インクは、後述する記録ヘッドの有する複数のノズル列のうち、1つのノズル列に供給されてもよいし、2以上のノズル列に供給されてもよい。
本実施形態に係るインクセットは、上述した抜蝕インク以外のインクを含んでいてもよい。このようなインクとしては、布帛を捺染するために使用される通常のカラーインク(例えば、ブラックインク、シアンインク、マゼンタインク、イエローインクなど)が挙げられる。
本実施形態に係るインクセットに含まれる各インクは、前述した成分を任意な順序で混合し、必要に応じて濾過等をして不純物を除去することにより得られる。各成分の混合方法としては、メカニカルスターラー、マグネチックスターラー等の撹拌装置を備えた容器に順次材料を添加して撹拌混合する方法が好適に用いられる。濾過方法としては、遠心濾過、フィルター濾過等を必要に応じて行なうことができる。
本実施形態に係るインクセットに含まれる各インクは、インクジェット用のインクとし
ての信頼性とのバランスの観点から、20℃における表面張力が20mN/m以上40mN/mであることが好ましく、23mN/m以上38mN/m以下であることがより好ましい。なお、表面張力の測定は、例えば、自動表面張力計CBVP−Z(商品名、協和界面科学株式会社製)を用いて、20℃の環境下で白金プレートをインクで濡らしたときの表面張力を確認することにより測定することができる。
本実施形態に係るインクジェット抜蝕方法は、布帛に適用される。本実施形態に係る布帛には、特定の抜蝕剤により溶脱しやすい繊維のみからなる布帛や、特定の抜蝕剤に溶脱しやすい繊維と溶脱しにくい繊維とを含む布帛を用いる。
本実施形態に係るインクジェット抜蝕方法は、上述したインクセットを用いて布帛を抜蝕する工程を含む。以下、本実施形態に係るインクジェット抜蝕方法に含まれる工程および含まれ得る工程について説明する。
本実施形態に係るインクジェット抜蝕方法は、抜蝕工程に先立って布帛に前処理剤を付与する前処理工程を有していてもよい。前処理工程では、にじみの低減や布帛へのインクの浸透促進を目的として、水溶性高分子(糊剤)を含む前処理剤を付与することができる。
ル、ポリビニルピロリドン、アクリル酸系ポリマーなどが挙げられる。
本実施形態に係るインクジェット抜蝕方法は、上述したインクセットを用いて布帛を抜蝕する抜蝕工程を有する。具体的には、抜蝕工程は、上述した抜蝕インクを記録ヘッドのノズル列から吐出させて、布帛の所望の位置に抜蝕インクの液滴を付着させる工程である。
本実施形態に係るインクジェット抜蝕方法は、カラーインクを用いて布帛を捺染する捺染工程を有していてもよい。捺染工程では、カラーインクの液滴を記録ヘッドのノズル列
(ノズル開口部)から吐出させて布帛に付着させることで、布帛の所望の位置に存在する繊維の少なくとも一部を染色する。これにより、布帛の所定の位置に画像を形成することができる。
本実施形態に係るインクジェット抜蝕方法は、湿熱処理工程を有していることが好ましい。湿熱処理工程は、布帛に付着させた抜蝕インクに対して湿熱処理を行う工程である。これにより、抜蝕インクを付着した箇所に存在する少なくとも一部の繊維の溶脱が進行して、繊維の灰化が生じる。湿熱処理は、抜蝕工程後に行われる。一般的には、抜蝕工程後、湿熱処理を行う前に、簡易乾燥工程が設けられることが多い。
本実施形態に係るインクジェット抜蝕方法は、湿熱工程の後に、布帛を洗浄する洗浄工程を有していてもよい。これにより、溶脱した繊維や未染着の染料を効果的に除去することができる。洗浄工程では、水を用いて行ってもよいし(以下、「水洗処理」ともいう。)、水および界面活性剤(熱石鹸等)を含有する水溶液を用いて行ってよいし(以下、「ソーピング処理」ともいう。)、両処理を併用してもよい。
きる。
本発明の一実施形態に係るインクジェット捺染システムは、布帛に対してインクを吐出可能な複数のノズル列を備えた記録ヘッドと、上述したインクセットと、を有し、前記第1抜蝕インクは、前記複数のノズル列のうち、2以上のノズル列から吐出可能に供給されることを特徴とする。
搬送装置10は、ローラー11によって構成されることができる。搬送装置10は、複数のローラー11を有してもよい。搬送装置10は、図示の例では、布帛1の搬送される方向(図中矢印で示した。以下、「布帛搬送方向」ともいう。)において、前処理装置20より上流側に設けられているが、これに限定されず、布帛1が搬送できる限り、設けられる位置や個数は任意である。
前処理装置20は、上述した前処理剤を布帛の表面に付与する。前処理装置20は、上述した前処理工程を実施する手段である。図1の例では、前処理装置20は、布帛搬送方向において、インク吐出装置30の上流側に設けられている。
コーターで塗布する方法(コーティング法)を示すものである。
インク吐出装置30は、上述したインクセットを用いて、布帛の抜蝕や布帛の捺染を行う。インク吐出装置30は、上述した抜蝕工程および捺染工程を実施する手段である。図1の例では、インク吐出装置30は、布帛搬送方向において、前処理装置20の下流側に設けられている。
面に、プラズマ重合膜126およびフッ素樹脂膜128が形成されている。なお「ノズルプレート表面」とは、ノズルプレートの少なくとも一部の面の性質を変化させるために物理的または化学的に処理された膜を含む。
ート110は、後に説明するように、酸性の抜蝕剤を含有するインクおよび塩基性の抜蝕剤を含有するインクのいずれに対してもきわめても良好な耐腐食性を有する。
湿熱処理装置40は、布帛を湿熱処理する。湿熱処理装置40は、上述した湿熱処理工程を実施する手段である。図1の例では、湿熱処理装置40は、布帛搬送方向においてインク吐出装置30の下流側に設けられている。湿熱処理には、従来公知の方法を用いることができ、例えば、HT法(高温スチーミング法)、HP法(高圧スチーミング法)等が挙げられる。なお、先に説明したとおり、一般的には、抜蝕工程後、湿熱処理を行う前に、簡易乾燥工程が設けられることが多い。そこで、本実施形態に係るインクジェット捺染システム1000は、簡易乾燥工程を実施するための手段として、インク吐出装置30と、湿熱処理装置40との間に、簡易乾燥装置を備えていても良い。
本実施形態に係るインクジェット捺染システム1000は、さらに、布帛を洗浄する洗浄装置(図示せず)を有していてもよい。洗浄装置は、上述した洗浄工程を実施する手段である。洗浄装置としては、公知の装置を使用することができる。洗浄装置は、例えば、上記の湿熱処理装置40の布帛搬送方向の下流側に設けることができる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
表1の組成になるように各成分を容器に入れて、マグネチックスターラーで2時間混合および攪拌した後、孔径5μmのメンブランフィルターで濾過することで、抜蝕インクA1、B1、C1、A2、B2、C2を得た。なお、表1中の数値は、質量%を示し、イオン交換水は抜蝕インクの全質量が100質量%となるように添加した。
抜蝕インクであり、抜蝕インクC1及びC2が第3の抜蝕インクに相当する。
・プロキセルXL2(商品名、アビシア社製、防腐剤)
以下の評価試験には、次のように調整したインクジェットプリンターを用いて行った。まず、表1に示す各抜蝕インクをインクジェットプリンターPM−G800(商品名、セイコーエプソン株式会社製)の専用カートリッジのインク室にそれぞれ充填した。そして、表2および表3の組み合わせとした抜蝕インクのインクセットを、上記プリンターに装着して、表2および表3に示すノズル列に対応するように各インクを供給した。
酸性の抜蝕剤(硫酸アルミニウム14−18水和物)を含有する抜蝕インクに対して、布帛Xおよび布帛Yを用いた。塩基性の抜蝕剤(炭酸グアニジン)を含有する抜蝕インクに対して、布帛Zおよび布帛Xを用いた。
50%、ポリエステル50%)
・布帛Y(商品名「E/C麻混オパール」、田中直染料店製、厚手の生地、素材:麻、ポリエステル、綿;混率不明)
・布帛Z(商品名「麻混No.0801」、蝶理株式会社製、素材:ポリエステル22%、レーヨン56%、麻22%)
評価用のパターンとして、布帛X、Y、Zに、それぞれ図5に示すようなパターンで抜蝕を実施した。評価用のパターンは、布帛X、Y、Zの面内に、抜蝕を行う領域(抜蝕領域)Sを有している。抜蝕領域Sは、抜蝕が行われない領域(非抜蝕領域)Fによって囲まれている。抜蝕領域Sは、除去されるべき繊維の除去率が異なる4つの領域に分かれている。以下、抜蝕によって除去されるべき繊維を「抜蝕対象繊維」といい、抜蝕対象繊維の除去率を「繊維除去率」と称する。また、抜蝕によって除去されない繊維を「抜蝕対象外繊維」という。抜蝕領域Sは、繊維除去率が100%である第1領域S1と、繊維除去率が75%である第2領域S2と、繊維除去率が50%である第3領域S3と、繊維除去率が25%である第4領域S4と、に分かれている。
まず、上記の評価用パターンが形成されるように、上記のプリンターから抜蝕インクを吐出させて、布帛に抜蝕インクを付着させた(抜蝕工程)。抜蝕工程では、画像解像度を縦720dpi×横720dpi、Duty100%の条件で行った。
評価サンプルの領域S1〜S4をそのまま目視にて観察した。また、評価サンプルの拡大写真を作成し、領域S1〜S4をこの拡大写真にて観察した。拡大写真は、布帛X、Y、Zを構成する繊維のうち、抜蝕対象外繊維が構成する格子間の距離が1〜3mm程度と
なるような倍率、つまり、抜蝕対象外繊維の格子が十分に把握できるような倍率で作成した。
評価サンプルの第1領域S1をそのまま目視にて観察した。また、第1領域を拡大写真にて確認した。拡大写真の倍率については、上記の凹凸諧調性で説明したとおりである。なお、先に説明したとおり、抜蝕対象繊維とは、抜蝕インクが酸性の抜蝕剤を含有する場合には、綿であり、抜蝕インクが塩基性の抜蝕剤を含有する場合には、ポリエステルである。表2のインクセットは、酸性の抜蝕剤を含有するので、綿が抜蝕対象繊維となる。表3のインクセットは、塩基性の抜蝕剤を含有するので、ポリエステルが抜蝕対象繊維となる。
評価サンプルの第1領域S1と非抜蝕領域Fとの境界をそのまま目視にて確認した。また、この境界を拡大写真にて観察した。拡大写真の倍率については、上記の凹凸諧調性で説明したとおりである。
以上の評価試験の結果を表2及び表3に示す。
れた抜蝕加工を行うことができ、対象繊維を広範囲にわたって十分に除去できることが示された。また、抜蝕領域と非抜蝕領域との境界部分のキレも良好であり、きれいな抜蝕が行えることが示された。
3.4.1.抜蝕インクの調製
表4の組成になるように各成分を容器に入れて、マグネチックスターラーで2時間混合および攪拌した後、孔径5μmのメンブランフィルターで濾過することで、抜蝕インクA3、A4を得た。なお、表4中の数値は、質量%を示し、イオン交換水は抜蝕インクの全質量が100質量%となるように添加した。なお、抜蝕インクA3及びA4は第1の抜蝕インクに相当する。また、抜蝕インクA1は、上述の表1と同様である。表4に示す成分のうち、重硫酸(硫酸水素ナトリウム)は、試薬として市販されているものを購入して使用した。また、表4に示すその他の成分は、上述の表1と同様である。
表面に撥液膜を形成したノズルプレートとして、表面に共析メッキを施したノズルプレート、および、表面にプラズマ重合膜およびフッ素樹脂膜を形成したノズルプレートの2種類をそれぞれ複数枚準備した。
<評価1>
それぞれ20gの抜蝕インクA1、A3、A4を個々のテフロン(登録商標)容器に測り取り、共析メッキを施したノズルプレートと、プラズマ重合膜およびフッ素樹脂膜が形成されたノズルプレートとを個々に浸漬させ、蓋をして密閉した。この容器を常温環境下、1、3、5、7日間放置し、その後ノズルプレートを取り出し、撥液膜の状況を目視で観察した結果、及び、抜蝕インクをはじく時間を、初期の状態において抜蝕インクをはじく時間と比較した結果を表5に示す。なお、撥液性が悪くなると、抜蝕インクをはじきにくくなるため、撥インク時間は増大することになる。
○:撥液膜に外観上の変化は無いが、撥インク時間増大
△:撥液膜に外観上の変化が有り、撥インク時間増大
×:撥液膜が剥離し、SUSプレートが露出しており、撥インクしない
それぞれ20gの抜蝕インクA1、A3、A4を、個々のテフロン(登録商標)容器に測り取り、プラズマ重合膜およびフッ素樹脂膜が形成されたノズルプレートを個々に浸漬させ、蓋をして密閉した。この容器を60℃で、1、3、7、14日間放置し、撥液膜の状況を目視で観察した結果を表6に示す。表6の評価基準は、表5と同様である。なお、評価2は、上記評価1の加速試験に相当する。
表5をみると、共析メッキを施したノズルプレートでは、抜蝕インクA3(重硫酸)に浸漬した場合に、1日で外観上の変化が認められた。一方、抜蝕インクA1(硫酸アルミニウム)および抜蝕インクA4(硫酸アンモニウム)では、それぞれ3日および5日で外観上の変化が認められた。したがって、ノズルプレートに共析メッキを施した場合には、抜蝕インクの種類によって、表面の外観が変化する日数が異なり、使用可能な期間が異なることが予想される。また、ノズルプレートに共析メッキを施した場合には、抜蝕インクのpHが大きいほど、表面の外観が変化するまでの日数が長く、共析メッキの劣化は、抜蝕インクのpHに対して一次関数的な相関を有することが分かった。
トは、いずれの抜蝕インクに対しても、7日間外観上の変化が認められず、非常に良好な耐腐食性を示すことが判明した。
Claims (14)
- 抜蝕剤を含有する第1抜蝕インクと、
前記抜蝕剤を含有し、該抜蝕剤の濃度が前記第1抜蝕インクよりも低い第2抜蝕インクと、を含むインクセットを用いて、布帛を抜蝕する抜蝕工程を有し、
前記第1抜蝕インクは、記録ヘッドに設けられた複数のノズル列のうち、2以上のノズル列から吐出される、インクジェット抜蝕方法。 - 請求項1において、
前記第1抜蝕インクにおける前記抜蝕剤の濃度が、前記第2抜蝕インクにおける前記抜蝕剤の濃度の4倍以上である、インクジェット抜蝕方法。 - 請求項1または請求項2において、
さらに、前記インクセットは、前記抜蝕剤の濃度が前記第2抜蝕インクにおける前記抜蝕剤の濃度よりも低い第3抜蝕インクを含む、インクジェット抜蝕方法。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、
前記第1抜蝕インクは、記録ヘッドに設けられた複数のノズル列のうち、3以上のノズル列から吐出される、インクジェット抜蝕方法。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項において、
前記抜蝕剤が、硫酸、硫酸水素ナトリウム、硫酸アルミニウムおよび硫酸アンモニウムから選択される少なくとも1種である、インクジェット抜蝕方法。 - 請求項5において、
前記抜蝕剤は、硫酸アルミニウムである、インクジェット抜蝕方法。 - 請求項5または請求項6において、
前記布帛がセルロース系繊維を含む、インクジェット抜蝕方法。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項において、
前記抜蝕剤が、アルカリ金属の水酸化物およびグアニジン弱酸塩の少なくとも一方である、インクジェット抜蝕方法。 - 請求項8において、
前記布帛が、ポリアミド系繊維およびポリエステル系繊維の少なくとも一方を含む、インクジェット抜蝕方法。 - 請求項1ないし請求項9のいずれか1項において、
前記第1抜蝕インクに含まれる前記抜蝕剤の含有量が、10質量%以上である、インクジェット抜蝕方法。 - 請求項1ないし請求項10のいずれか1項において、
前記抜蝕剤を含有するインクは、ノズルプレート表面の少なくとも一部にフッ素を含有し、かつ、前記ノズルプレートの表面から1μm未満の領域にシロキサン結合を有する前記記録ヘッドから吐出される、インクジェット抜蝕方法。 - 布帛に対してインクを吐出可能な複数のノズル列を備えた記録ヘッドと、
抜蝕剤を含有する第1抜蝕インクと、該抜蝕剤を含有し、その濃度が前記第1抜蝕インクよりも低い第2抜蝕インクと、を含むインクセットと、を有し、
前記第1抜蝕インクは、前記複数のノズル列のうち、2以上のノズル列から吐出可能に供給される、インクジェット捺染システム。 - 請求項12において、
前記第1抜蝕インク及び前記第2抜蝕インクは、ノズルプレート表面の少なくとも一部にフッ素を含有し、かつ、前記ノズルプレートの表面から1μm未満の領域にシロキサン結合を有する前記記録ヘッドから吐出される、インクジェット捺染システム。 - 請求項12または請求項13において、
前記抜蝕剤は、硫酸アルミニウムである、インクジェット捺染システム。
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