JP2022085547A - 記録紙、記録紙の解繊方法及び記録紙の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】解繊した際に、繊維長が短くなりにくい記録紙を提供すること。【解決手段】繊維と、一般式ＣｎＨ２ｎ＋２（ｎは１６以上２３以下の自然数である。）で表わされる飽和炭化水素と、を含む、記録紙。【選択図】図１

Description

本発明は、記録紙、記録紙の解繊方法及び記録紙の製造方法に関する。

紙等の繊維原料を乾式法と称する水を全く又はほとんど用いない方法で解繊して、得られる繊維を用いて紙等のシートを製造する方法が期待されている。乾式の解繊方法として、例えば、特許文献１には、気体流路の内面に断面波形の壁面を設け、この気体流路内に壁面と平行方向の速度成分と、該壁面に衝突する垂直方向の速度成分とを有した気流を流過させ、細かく裁断した原料古紙を、気流に伴送させて気体流路内を流過させる古紙の乾式解繊方法が提案されている。

特開平７－１０２４９３号公報

しかしながら、乾式の解繊においては、解繊前の紙等の原料に含まれる繊維の繊維長が、解繊後には短くなってしまう場合があり、当該繊維を用いて紙等のシートを形成した場合には、その機械的強度が著しく低下する場合があった。そのため、乾式の解繊を経ても繊維の短繊維化が生じにくい紙等の原料や解繊方法が求められている。

本発明に係る記録紙の一態様は、
繊維と、
一般式Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２（ｎは１６以上２３以下の自然数である。）で表わされる飽和炭化水素と、
を含む。

本発明に係る記録紙の解繊方法の一態様は、
上記の記録紙を解繊し、繊維を得ることを含む。

本発明に係る記録紙の製造方法の一態様は、
繊維原料と、一般式Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２（ｎは１６以上２３以下の自然数である。）で表わされる飽和炭化水素とが共存した状態で解繊する工程を含む。

実施形態に係るシート製造装置を模式的に示す図。

以下に本発明のいくつかの実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の一例を説明するものである。本発明は以下の実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形形態も含む。なお以下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。

１．記録紙
本実施形態に係る記録紙は、繊維と、一般式Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２（ｎは１６以上２３以下の自然数である。）で表わされる飽和炭化水素と、を含む。

１．１．繊維
本実施形態の記録紙は、繊維を含む。繊維は、記録紙の主成分であり、記録紙の形状の保持に寄与するとともに、記録紙の機械的強度、紙力等を発現させる成分の一つである。

繊維は、水酸基、カルボニル基、アミノ基のうちの少なくとも１つの化学構造を含む物質で構成されることが好ましい。これにより、繊維と繊維との間や、繊維とバインダーとの間に、水素結合を形成しやすくなり、記録紙全体としての強度、例えば、引っ張り強度等をより優れたものとすることができる。

繊維としては、特に限定されないが、天然由来の繊維、すなわち、バイオマス由来繊維であることが好ましく、セルロース繊維であることがより好ましい。

セルロースは、植物由来で豊富な天然素材であり、セルロースを用いることにより、環境問題や埋蔵資源の節約、安定供給、コスト低減等の観点からも好ましい。また、セルロース繊維は、各種繊維の中でも、理論上の強度が高く、記録紙の機械的強度を高めやすい点でも有利である。なお、繊維は、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン等を含む合成繊維であってもよい。

また、繊維は、紫外線照射処理、オゾン処理、プラズマ処理等の処理が施されたものであってもよい。これにより、繊維の親水性を高めることができ、バインダー等との親和性を高めることができる。より具体的には、これらの処理により、繊維の表面に水酸基等の官能基を導入することができ、水素結合を形成しやすくなる場合がある。

繊維の平均長さ、すなわち平均繊維長は、特に限定されないが、０．１ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることがより好ましく、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。

これにより、記録紙の形状の安定性、機械的強度等をより優れたものとすることができる。特に、繊維の平均繊維長が０．３ｍｍ以上、好ましくは０．５ｍｍ以上であると、記録紙を解繊した場合の平均繊維長がより長くなるので、記録紙を解繊した繊維を用いて記録紙を再生する等により、紙を製造した場合の製品の機械的強度をより良好とすることができる。

繊維の平均太さは、特に限定されないが、０．００５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましく、０．０１０ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下であることがより好ましい。

これにより、記録紙の形状の安定性、機械的強度等をより優れたものとすることができる。また、記録紙の表面に繊維の太さのムラ等に起因した不本意な凹凸が生じにくく好ましい。

繊維の平均アスペクト比、すなわち、平均太さに対する平均長さの比は、特に限定されないが、１０以上１０００以下であることが好ましく、１５以上５００以下であることがより好ましい。

記録紙における繊維の含有量は、特に限定されないが、６０．０質量％以上９９．９質量％以下であることが好ましく、８５．０質量％以上９９．０質量％以下であることがより好ましく、８８．０質量％以上９７．０質量％以下であることがさらに好ましい。

これにより、記録紙の形状の安定性や機械的強度をより優れたものとすることができる。また、記録紙の製造時の成形性もより優れたものとすることができ、記録紙の生産性を向上させる上でも有利である。

１．２．飽和炭化水素
本実施形態の記録紙は、一般式Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２（ｎは１６以上２３以下の自然数である。）で表わされる飽和炭化水素を含む。一般式Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２で表わされる飽和炭化水素は、アルカンであり、炭素－炭素二重結合等の二重結合を含まない。

一般式Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２（ｎは１６以上２３以下の自然数である。）で表わされる飽和炭化水素としては、特に限定されないが、の標準状態において単体で液体、又は、固体であることが好ましく、１気圧、１０．０℃以上で固体であることがより好ましく、標準状態で固体であることがさらに好ましい。また、一般式Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２で表わされる飽和炭化水素の融点（凝固点）は、記録紙の保存安定性の点から、好ましくは５．０℃以上、より好ましくは１０．０℃以上、さらに好ましくは２５．０℃以上である。さらに、一般式Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２で表わされる飽和炭化水素の標準沸点は、揮発、蒸散を抑制する観点から、好ましくは２００．０℃以上、より好ましくは２５０．０℃以上、さらに好ましくは２８０．０℃以上である。

飽和炭化水素の分子構造は、直鎖であっても分岐を含んでもよい。飽和炭化水素の分子構造を選ぶことにより、上述の融点、沸点を調節することができる。直鎖の分子構造を有する飽和炭化水素として、上記好ましい融点、沸点を有するものとしては、ヘキサデカン、ヘプタデカン、オクタデカン、ノナデカン、エイコサン、ヘンイコサン、ドコサン、トリコサンを挙げることができる。また、より炭素数が大きい飽和炭化水素であっても上記好ましい融点、沸点が得られる場合がある。

一方、飽和炭化水素の融点や沸点が高すぎると、記録紙を解繊する際の装置の負荷が大きくなる場合があり、記録紙の硬さも高まりやすいので、飽和炭化水素の沸点は、例えば、好ましくは４００．０℃以下、より好ましくは３９０．０℃以下、さらに好ましくは３８０．０℃以下である。

これらのことから、記録紙に含有される一般式Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２で表わされる飽和炭化水素の炭素数ｎは、好ましくは１８以上２２以下である。また、飽和炭化水素の分子構造が直鎖である場合には、飽和炭化水素の炭素数ｎは、１８以上２２以下であることがより好ましい。

記録紙における飽和炭化水素の含有量は、記録紙の全体に対して、好ましくは０．１質量％以上５．０質量％以下、より好ましくは０．２質量％以上４．５質量％以下、さらに好ましくは０．３質量％以上４．０質量％以下である。記録紙における飽和炭化水素の含有量がこの範囲であれば、解繊時の短繊維化を抑制する効果をより確実に得ることができ、かつ、記録紙の硬さも硬すぎないようにすることができる。さらに、。記録紙における飽和炭化水素の含有量がこの範囲であれば、例えば、水系インクを用いたインクジェット記録の用途において、インクをはじきにくく好適である。

記録紙における飽和炭化水素の存在位置は、特に限定されず、例えば、記録紙の厚さ方向の全体に存在してもよいし、記録紙の表面及び／又は裏面に局在してもよい。さらに、記録紙の厚さ方向に垂直な方向から見た場合に、飽和炭化水素の存在が、均一であってもよいし、例えば斑点状にムラを有していてもよい。しかし、記録紙における飽和炭化水素の存在位置は、記録紙の厚さ方向の全体に存在することがより好ましい。飽和炭化水素がこのように配置されることで、飽和炭化水素の分布のばらつきが小さくなり、解繊時の繊維の短繊維化をさらに抑制することができる。

記録紙における飽和炭化水素の検出、同定は、例えば、赤外線振動分光、熱重量測定、示差走査熱分析、質量分析、ガスクロマトグラフ質量分析計、等の装置を用いて、定法により行うことができる。なお、飽和炭化水素の融点の温度、沸点の温度は、熱分析においては昇温過程のチャートでベースラインから外れ始める温度とする。

１．３．その他の成分
記録紙は、上記繊維及び飽和炭化水素以外の成分を含んでもよい。そのような成分としては、結合材、紙力増強剤、着色剤、添加剤等が挙げられる。

結合材は、繊維と繊維とを結合するバインダーの機能を有する。結合材としては、例えば、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂であり、例えば、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、などである。これらの樹脂は、単独または適宜混合して用いてもよい。

紙力増強剤は、記録紙の成分間の水素結合を形成しやすくする機能を有する。紙力増強剤としては、例えば、水溶性樹脂が挙げられ、より具体的には、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、セルロースの変性体等を挙げることができる。

着色剤としては、顔料や染料が挙げられ、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛、有機顔料等を例示できる。また、その他の添加剤としては、帯電防止剤、難燃剤等が挙げられる。さらに、本実施形態の記録紙は、適宜、表面にコーティングが施されてもよい。

１．４．記録紙の用途
本実施形態の記録紙は、文字、画像等の情報を記録する用途に用いられる。記録紙は、インクジェットプリンター、レーザープリンター、その他の印刷装置に好適に用いられ、ボールペン、フェルトペン、鉛筆等による記録にも好適に用いることができる。これらの用途のうち、記録紙は、インクジェット記録に用いられることがより好ましい。本実施形態の記録紙は、特に水系のインクによる画像のにじみが生じにくいので、例えば、水系インクを用いたインクジェット記録にも好適に用いることができる。本実施形態の記録紙は、乾式の解繊により、繊維の平均繊維長が短くなりにくいので、例えば情報が記録された記録紙は、解繊して繊維を得る用途にも適している。

１．５．作用効果
本実施形態の記録紙によれば、解繊の際に繊維長が短くなりにくく、比較的長い解繊された繊維を得ることができる。したがって、かかる記録紙を用いて紙を製造した場合に、機械的強度の良好な紙を得ることができる。また、この記録紙によれば、インクジェットインク等のにじみを抑制することができる。

２．記録紙の解繊方法及び記録紙の製造方法
本実施形態に係る記録紙の解繊方法は上述の記録紙を解繊し、繊維を得ることを含む。本実施形態に係る記録紙の製造方法は、繊維原料と、一般式Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２（ｎは１６以上２３以下の自然数である。）で表わされる飽和炭化水素とが共存した状態で解繊する工程を含む。まず、実施形態の記録紙の解繊方法及び記録紙の製造方法を好適に実施できる装置の一例として、シート製造装置１００について説明する。

２．１．シート製造装置
図１は、シート製造装置の好適な例を示す概略側面図である。なお、以下では、図１の上側を「上」又は「上方」、下側を「下」又は「下方」と言うことがある。また、図１は、概略構成図であり、シート製造装置１００の各部の位置関係は、実際の位置関係とは異なる場合がある。また、各図において、繊維原料Ｍ１、粗砕片Ｍ２、解繊物Ｍ３、第１選別物Ｍ４－１、第２選別物Ｍ４－２、第１ウェブＭ５、細分体Ｍ６、混合物Ｍ７、第２ウェブＭ８、シートＳが搬送される方向、すなわち、矢印で示す方向を搬送方向とも言う。また、矢印の先端側を搬送方向下流側、矢印の基端側を搬送方向上流側とも言う。

図１に示すシート製造装置１００は、繊維原料Ｍ１を粗砕、解繊して繊維（解繊物Ｍ３）を得て、混合部１７において繊維と結合材料とを混合し、これを堆積させ、この堆積物である第２ウェブＭ８を成形部２０によって成形することで、製品としてシートＳを得る装置である。

繊維原料Ｍ１としては、例えば、パルプ、上述の記録紙及び一般的な紙の少なくとも一種を用いることができる。記録紙や紙は、使用済み又は不要となったものでもよい。本実施形態では繊維原料Ｍ１は、上述の記録紙であってもよいし、一般的な紙等のシート状の原料シートであってもよい。

図１に示すシート製造装置１００は、原料シート供給装置１１と、粗砕部１２と、解繊部１３と、選別部１４と、第１ウェブ形成部１５と、細分部１６と、混合部１７と、分散部１８と、第２ウェブ形成部１９と、成形部２０と、切断部２１と、ストック部２２と、回収部２７と、これらの作動を制御する制御部２８と、を備えている。粗砕部１２、解繊部１３、選別部１４、第１ウェブ形成部１５、細分部１６、混合部１７、分散部１８、第２ウェブ形成部１９、成形部２０、切断部２１及びストック部２２の各々が、シートを処理する処理部である。

また、原料シート供給装置１１と、粗砕部１２又は解繊部１３とにより、原料シート処理装置１０Ａが構成される。また、原料シート処理装置１０Ａと、第２ウェブ形成部１９とにより、ウェブ堆積装置１０Ｂが構成される。

また、シート製造装置１００は、加湿部２３１と、加湿部２３２と、加湿部２３３と、加湿部２３４と、加湿部２３５と、加湿部２３６とを備えている。その他、シート製造装置１００は、ブロアー２６１と、ブロアー２６２と、ブロアー２６３とを備えている。

また、加湿部２３１～加湿部２３６及びブロアー２６１～ブロアー２６３は、制御部２８と電気的に接続されており、制御部２８によってその作動が制御される。すなわち、本実施形態では、１つの制御部２８によってシート製造装置１００の各部の作動が制御される構成である。ただし、これに限定されず、例えば、原料シート供給装置１１の各部の作動を制御する制御部と、原料シート供給装置１１以外の部位の作動を制御する制御部と、をそれぞれ有する構成であってもよい。

また、シート製造装置１００では、原料供給工程と、粗砕工程と、解繊工程と、選別工程と、第１ウェブ形成工程と、分断工程と、混合工程と、放出工程と、堆積工程と、シート形成工程と、切断工程とが実行される。

以下、各部の構成について説明する。原料シート供給装置１１は、粗砕部１２に繊維原料Ｍ１を供給する原料供給工程を行う部分である。繊維原料Ｍ１としては、繊維としてセルロース繊維を含むものを用いるが、上述の記録紙や、本実施形態の製造方法により製造された記録紙を用いてもよい。

粗砕部１２は、原料シート供給装置１１から供給された繊維原料Ｍ１を大気中等の気中で粗砕する粗砕工程を行う部分である。粗砕部１２は、一対の粗砕刃１２１と、シュート１２２とを有している。

一対の粗砕刃１２１は、互いに反対方向に回転することにより、これらの間で繊維原料Ｍ１を粗砕して、すなわち、裁断して粗砕片Ｍ２にすることができる。粗砕片Ｍ２の形状や大きさは、解繊部１３における解繊処理に適していることが好ましく、例えば、１辺の長さが１００ｍｍ以下の小片であることが好ましく、１０ｍｍ以上７０ｍｍ以下の小片であることがより好ましい。

シュート１２２は、一対の粗砕刃１２１の下方に配置され、例えば漏斗状をなすものとなっている。これにより、シュート１２２は、粗砕刃１２１によって粗砕されて落下してきた粗砕片Ｍ２を受けることができる。

また、シュート１２２の上方には、加湿部２３１が一対の粗砕刃１２１に隣り合って配置されている。加湿部２３１は、シュート１２２内の粗砕片Ｍ２を加湿するものである。この加湿部２３１は、水分を含むフィルターを有し、フィルターに空気を通過させることにより、湿度を高めた加湿空気を粗砕片Ｍ２に供給する気化式の加湿器で構成されている。加湿空気が粗砕片Ｍ２に供給されることにより、上記説明した加湿工程を行うことができ、上記のような効果を得ることができる。また、粗砕片Ｍ２が静電気によってシュート１２２等に付着するのを抑制することができる。

シュート１２２は、管２４１を介して、解繊部１３に接続されている。シュート１２２に集められた粗砕片Ｍ２は、管２４１を通過して、解繊部１３に搬送される。

解繊部１３は、粗砕片Ｍ２を気中で、すなわち、乾式で解繊する解繊工程を行う部分である。この解繊部１３での解繊処理により、粗砕片Ｍ２から解繊物Ｍ３を生成することができる。ここで「解繊する」とは、複数の繊維が結着されてなる粗砕片Ｍ２を、繊維１本１本に解きほぐすことをいう。そして、この解きほぐされたものが解繊物Ｍ３となる。解繊物Ｍ３の形状は、線状や帯状である。また、解繊物Ｍ３同士は、絡み合って塊状となった状態、すなわち、いわゆる「ダマ」を形成している状態で存在してもよい。

解繊部１３は、例えば本実施形態では、高速回転する回転刃と、回転刃の外周に位置するライナーとを有するインペラーミルで構成されている。解繊部１３に流入してきた粗砕片Ｍ２は、回転刃とライナーとの間に挟まれて解繊される。

また、解繊部１３は、回転刃の回転により、粗砕部１２から選別部１４に向かう空気の流れ、すなわち、気流を発生させることができる。これにより、粗砕片Ｍ２を管２４１から解繊部１３に吸引することができる。また、解繊処理後、解繊物Ｍ３を、管２４２を介して選別部１４に送り出すことができる。

管２４２の途中には、ブロアー２６１が設置されている。ブロアー２６１は、選別部１４に向かう気流を発生させる気流発生装置である。これにより、選別部１４への解繊物Ｍ３の送り出しが促進される。

選別部１４は、解繊物Ｍ３を、繊維の長さに応じて選別する選別工程を行う部分である。選別部１４では、解繊物Ｍ３は、第１選別物Ｍ４－１と、第１選別物Ｍ４－１よりも大きい第２選別物Ｍ４－２とに選別される。第１選別物Ｍ４－１は、その後のシートＳの製造に適した大きさのものとなっている。その平均長さは、１μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。一方、第２選別物Ｍ４－２は、例えば、解繊が不十分なものや、解繊された繊維同士が過剰に凝集したもの等が含まれる。

選別部１４は、ドラム部１４１と、ドラム部１４１を収納するハウジング部１４２とを有する。

ドラム部１４１は、円筒状をなす網体で構成され、その中心軸回りに回転する篩である。このドラム部１４１には、解繊物Ｍ３が流入してくる。そして、ドラム部１４１が回転することにより、網の目開きよりも小さい解繊物Ｍ３は、第１選別物Ｍ４－１として選別され、網の目開き以上の大きさの解繊物Ｍ３は、第２選別物Ｍ４－２として選別される。第１選別物Ｍ４－１は、ドラム部１４１から落下する。

一方、第２選別物Ｍ４－２は、ドラム部１４１に接続されている管２４３に送り出される。管２４３は、ドラム部１４１と反対側、すなわち、上流側が管２４１に接続されている。この管２４３を通過した第２選別物Ｍ４－２は、管２４１内で粗砕片Ｍ２と合流して、粗砕片Ｍ２とともに解繊部１３に流入する。これにより、第２選別物Ｍ４－２は、解繊部１３に戻されて、粗砕片Ｍ２とともに解繊処理される。

また、ドラム部１４１から落下した第１選別物Ｍ４－１は、気中に分散しつつ落下して、ドラム部１４１の下方に位置する第１ウェブ形成部１５に向かう。第１ウェブ形成部１５は、第１選別物Ｍ４－１から第１ウェブＭ５を形成する第１ウェブ形成工程を行う部分である。第１ウェブ形成部１５は、メッシュベルト１５１と、３つの張架ローラー１５２と、吸引部１５３とを有している。

メッシュベルト１５１は、無端ベルトであり、第１選別物Ｍ４－１が堆積する。このメッシュベルト１５１は、３つの張架ローラー１５２に掛け回されている。そして、張架ローラー１５２の回転駆動により、メッシュベルト１５１上の第１選別物Ｍ４－１は、下流側に搬送される。

第１選別物Ｍ４－１は、メッシュベルト１５１の目開き以上の大きさとなっている。これにより、第１選別物Ｍ４－１は、メッシュベルト１５１の通過が規制され、よって、メッシュベルト１５１上に堆積することができる。また、第１選別物Ｍ４－１は、メッシュベルト１５１上に堆積しつつ、メッシュベルト１５１ごと下流側に搬送されるため、層状の第１ウェブＭ５として形成される。

また、第１選別物Ｍ４－１には、例えば塵や埃等が混在しているおそれがある。塵や埃は、例えば、粗砕や解繊によって生じることがある。そして、このような塵や埃は、回収部２７に回収されることとなる。

吸引部１５３は、メッシュベルト１５１の下方から空気を吸引するサクション機構である。これにより、メッシュベルト１５１を通過した塵や埃を空気ごと吸引することができる。

また、吸引部１５３は、管２４４を介して、回収部２７に接続されている。吸引部１５３で吸引された塵や埃は、回収部２７に回収される。

回収部２７には、管２４５がさらに接続されている。また、管２４５の途中には、ブロアー２６２が設置されている。このブロアー２６２の作動により、吸引部１５３で吸引力を生じさせることができる。これにより、メッシュベルト１５１上における第１ウェブＭ５の形成が促進される。この第１ウェブＭ５は、塵や埃等が除去されたものとなる。また、塵や埃は、ブロアー２６２の作動により、管２４４を通過して、回収部２７まで到達する。

ハウジング部１４２は、加湿部２３２と接続されている。加湿部２３２は、気化式の加湿器で構成されている。これにより、ハウジング部１４２内には、加湿空気が供給される。この加湿空気により、上記の加湿工程を行うことができ、上記のような効果を得ることができる。また、第１選別物Ｍ４－１を加湿することができ、よって、第１選別物Ｍ４－１がハウジング部１４２の内壁に静電力によって付着してしまうのを抑制することもできる。

選別部１４の下流側には、加湿部２３５が配置されている。加湿部２３５は、水を噴霧する超音波式加湿器で構成されている。これにより、第１ウェブＭ５に水分を供給することができ、上述の加湿工程を行うことができ、上記のような効果を得ることができる。また、静電力による第１ウェブＭ５のメッシュベルト１５１への吸着を抑制することができる。これにより、第１ウェブＭ５は、メッシュベルト１５１が張架ローラー１５２で折り返される位置で、メッシュベルト１５１から容易に剥離される。

加湿部２３５の下流側には、細分部１６が配置されている。細分部１６は、メッシュベルト１５１から剥離した第１ウェブＭ５を分断する分断工程を行う部分である。細分部１６は、回転可能に支持されたプロペラ１６１と、プロペラ１６１を収納するハウジング部１６２とを有している。そして、回転するプロペラ１６１により、第１ウェブＭ５を分断することができる。分断された第１ウェブＭ５は、細分体Ｍ６となる。また、細分体Ｍ６は、ハウジング部１６２内を下降する。

ハウジング部１６２は、加湿部２３３と接続されている。加湿部２３３は、気化式の加湿器で構成されている。これにより、ハウジング部１６２内には、加湿空気が供給される。この加湿空気により加湿工程を行うことができ、上記のような効果を得ることができる。また、細分体Ｍ６がプロペラ１６１やハウジング部１６２の内壁に静電力によって付着してしまうのを抑制することもできる。

細分部１６の下流側には、混合部１７が配置されている。混合部１７は、細分体Ｍ６と結合材料Ｐ１とを混合する混合工程を行う部分である。この混合部１７は、添加剤供給部１７１と、管１７２と、ブロアー１７３とを有している。

管１７２は、細分部１６のハウジング部１６２と、分散部１８のハウジング１８２とを接続しており、細分体Ｍ６と結合材料Ｐ１との混合物Ｍ７が通過する流路である。

管１７２の途中には、添加剤供給部１７１が接続されている。添加剤供給部１７１は、結合材料が収容されたハウジング部１７０と、ハウジング部１７０内に設けられたスクリューフィーダー１７４とを有している。スクリューフィーダー１７４の回転により、ハウジング部１７０内の結合材料Ｐ１がハウジング部１７０から押し出されて管１７２内に供給される。管１７２内に供給された結合材料Ｐ１は、細分体Ｍ６と混合されて混合物Ｍ７となる。

また、添加剤供給部１７１から供給される結合材料Ｐ１には、例えば、繊維を着色するための着色剤、繊維の凝集を抑制するための凝集抑制剤、繊維等を燃えにくくするための難燃剤、シートＳの紙力を増強するための紙力増強剤、解繊物等が配合されてもよく、これらのうちの一種又は複数種を組み合わせて用いてもよい。

添加剤供給部１７１から結合材料Ｐ１を供給することにより、シートＳを構成する繊維に結合材料Ｐ１を均一性高く付着させることができる。すなわち、結合材料Ｐ１の粉末の平均粒子径が小さいので、混合物中での組成のムラや、最終的に得られるシートとしてのシートＳでの組成のばらつき等を抑制することができ、シートＳの信頼性をより優れたものとすることができる。

また、管１７２の途中には、添加剤供給部１７１よりも下流側にブロアー１７３が設置されている。ブロアー１７３が有する羽根等の回転部の作用により、細分体Ｍ６と結合材料Ｐ１との混合が促進される。また、ブロアー１７３は、分散部１８に向かう気流を発生させることができる。この気流により、管１７２内で、細分体Ｍ６と結合材料Ｐ１とを撹拌することができる。これにより、混合物Ｍ７は、細分体Ｍ６と結合材料Ｐ１とが均一に分散した状態で、分散部１８に搬送される。また、混合物Ｍ７中の細分体Ｍ６は、管１７２内を通過する過程でほぐされて、より細かい繊維状となる。

なお、図１に示すように、ブロアー１７３は、制御部２８と電気的に接続されており、その作動が制御される。また、ブロアー１７３の送風量を調整することにより、ドラム１８１内に送り込む空気の量を調整することができる。

なお、図示はしないが、管１７２は、ドラム１８１側の端部が２股に分岐しており、分岐した端部は、ドラム１８１の端面に形成された図示しない導入口にそれぞれ接続されている。

図１に示す分散部１８は、混合物Ｍ７における、互いに絡み合った繊維同士をほぐして放出する放出工程を行う部分である。分散部１８は、解繊物である混合物Ｍ７を導入及び放出するドラム１８１と、ドラム１８１を収納するハウジング１８２と、ドラム１８１を回転駆動する駆動源１８３と、を有する。

ドラム１８１は、円筒状をなす網体で構成され、その中心軸回りに回転する篩である。ドラム１８１が回転することにより、混合物Ｍ７のうち、網の目開きよりも小さい繊維等が、ドラム１８１を通過することができる。その際、混合物Ｍ７がほぐされて空気とともに放出される。すなわち、ドラム１８１が、繊維を含む材料を放出する放出部として機能する。

駆動源１８３は、図示はしないが、モーターと、減速機と、ベルトと、を有する。モーターは、モータードライバーを介して制御部２８と電気的に接続されている。また、モーターから出力された回転力は、減速機によって減速される。ベルトは、例えば、無端ベルトで構成されており、減速機の出力軸及びドラムの外周に掛け回されている。これにより、減速機の出力軸の回転力がベルトを介してドラム１８１に伝達される。

またハウジング１８２は、加湿部２３４と接続されている。加湿部２３４は、気化式の加湿器で構成されている。これにより、ハウジング１８２内には、加湿空気が供給される。この加湿空気により、ハウジング１８２内を加湿することができ、加湿工程を行うことができ、上記のような効果を得ることができる。また、混合物Ｍ７がハウジング１８２の内壁に静電力によって付着してしまうのを抑制することもできる。

また、ドラム１８１で放出された混合物Ｍ７は、気中に分散しつつ落下して、ドラム１８１の下方に位置する第２ウェブ形成部１９に向かう。第２ウェブ形成部１９は、混合物Ｍ７を堆積させて堆積物である第２ウェブＭ８を形成する堆積工程を行う部分である。第２ウェブ形成部１９は、メッシュベルト１９１と、張架ローラー１９２と、吸引部１９３とを有している。

メッシュベルト１９１は、メッシュ部材であり、図示の構成では、無端ベルトで構成される。また、メッシュベルト１９１には、分散部１８が分散、放出した混合物Ｍ７が堆積する。このメッシュベルト１９１は、４つの張架ローラー１９２に掛け回されている。そして、張架ローラー１９２の回転駆動により、メッシュベルト１９１上の混合物Ｍ７は、下流側に搬送される。

なお、図示の構成では、メッシュ部材の一例としてメッシュベルト１９１を用いる構成であるが、本発明ではこれに限定されず、例えば、平板状をなすものであってもよい。

また、メッシュベルト１９１上のほとんどの混合物Ｍ７は、メッシュベルト１９１の目開き以上の大きさである。これにより、混合物Ｍ７は、メッシュベルト１９１を通過してしまうことが規制され、よって、メッシュベルト１９１上に堆積することができる。また、混合物Ｍ７は、メッシュベルト１９１上に堆積しつつ、メッシュベルト１９１ごと下流側に搬送されるため、層状の第２ウェブＭ８として形成される。

吸引部１９３は、メッシュベルト１９１の下方から空気を吸引するサクション機構である。これにより、メッシュベルト１９１上に混合物Ｍ７を吸引することができ、よって、混合物Ｍ７のメッシュベルト１９１上への堆積が促進される。

吸引部１９３には、管２４６が接続されている。また、この管２４６の途中には、ブロアー２６３が設置されている。このブロアー２６３の作動により、吸引部１９３で吸引力を生じさせることができる。

分散部１８の下流側には、加湿部２３６が配置されている。加湿部２３６は、加湿部２３５と同様の超音波式加湿器で構成されている。これにより、第２ウェブＭ８に水分を供給することができる。これにより、加湿工程を行うことができ、上記のような効果を得ることができる。また、静電力による第２ウェブＭ８のメッシュベルト１９１への吸着を抑制することができる。これにより、第２ウェブＭ８は、メッシュベルト１９１が張架ローラー１９２で折り返される位置で、メッシュベルト１９１から容易に剥離される。

なお、加湿部２３１～加湿部２３６までに加えられる合計水分量は、特に限定されないが、加湿工程終了時におけるウェブの水分率、すなわち、加湿部２３６で加湿された状態の第２ウェブＭ８の質量に対する、当該第２ウェブＭ８が含む水分の質量の割合は、１．０質量％以上３０．０質量％以下であることが好ましい。

第２ウェブＭ８が形成されるまでに少なくとも１回の加湿工程が行われ、第２ウェブＭ８は、結合材料Ｐ１の少なくとも一部が繊維に付着するものとなっている。また、第２ウェブＭ８が形成されるまでに加湿工程が行われなかった場合には、第２ウェブＭ８に対して加湿部２３６による加湿工程が行われ、第２ウェブＭ８に水分が付与される。

第２ウェブ形成部１９の下流側には、成形部２０が配置されている。成形部２０は、混合物である第２ウェブＭ８からシートＳを形成するシート形成工程を行う部分である。この成形部２０は、加圧部２０１と、加熱部２０２とを有している。

加圧部２０１は、一対のカレンダーローラー２０３を有し、カレンダーローラー２０３の間で第２ウェブＭ８を加熱せずに加圧することができる。これにより、第２ウェブＭ８の密度が高められる。この第２ウェブＭ８は、加熱部２０２に向けて搬送される。なお、一対のカレンダーローラー２０３のうちの一方は、図示しないモーターの作動により駆動する主動ローラーであり、他方は、従動ローラーである。

加熱部２０２は、一対の加熱ローラー２０４を有し、加熱ローラー２０４の間で第２ウェブＭ８を加熱しつつ、加圧することができる。この加熱及び加圧により、第２ウェブＭ８内では、加湿により吸水している結合材料が繊維に付着しており、この結合材料とともに第２ウェブＭ８が加圧・加熱されることによって、結合材料を介して繊維同士が結着する。これにより、シートＳが形成される。そして、このシートＳは、切断部２１に向けて搬送される。なお、一対の加熱ローラー２０４の一方は、図示しないモーターの作動により駆動する主動ローラーであり、他方は、従動ローラーである。

成形部２０の下流側には、切断部２１が配置されている。切断部２１は、シートＳを切断する切断工程を行う部分である。この切断部２１は、第１カッター２１１と、第２カッター２１２とを有する。

第１カッター２１１は、シートＳの搬送方向と交差する方向、特に直交する方向にシートＳを切断するものである。

第２カッター２１２は、第１カッター２１１の下流側で、シートＳの搬送方向に平行な方向にシートＳを切断するものである。この切断は、シートＳの幅方向の両側端部の不要な部分を除去して、シートＳの幅を整えるものであり、切断除去された部分は、いわゆる「みみ」と呼ばれる。

このような第１カッター２１１と第２カッター２１２との切断により、所望の形状、大きさのシートＳが得られる。そして、このシートＳは、さらに下流側に搬送されて、ストック部２２に蓄積される。

このようなシート製造装置１００が備える各部は、後述する制御部２８と電気的に接続されている。そして、これら各部の作動は、制御部２８によって制御される。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。

例えば、シートの製造に用いるシート製造装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

２．２．記録紙の解繊方法の態様
上記シート製造装置１００を用い、繊維原料Ｍ１を上記実施形態の記録紙とし、解繊部１３により、粗砕片Ｍ２を乾式で解繊して、繊維を得ることで、記録紙の解繊方法の一態様とすることができる。

本実施形態の解繊方法によれば、解繊後、解繊前に比較して繊維長が短くなることを抑制することができる。

２．３．記録紙の製造方法における解繊工程の態様
上記シート製造装置１００を用い、繊維原料Ｍ１を上記実施形態の記録紙とし、解繊部１３により、粗砕片Ｍ２を乾式で解繊して、繊維を得ることで、記録紙の製造方法における解繊工程としてもよい。

一方、繊維原料Ｍ１を上記実施形態の記録紙とせず、古紙等とする場合には、記録紙の製造方法における解繊工程の態様としては、解繊部１３又は解繊部１３よりも上流で、上述の飽和炭化水素を添加し、解繊部１３により、乾式で解繊して、繊維を得ることが挙げられる。すなわち、繊維原料と、一般式Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２（ｎは１６以上２３以下の自然数である。）で表わされる飽和炭化水素とが共存した状態で解繊部１３により解繊しても記録紙の製造方法における解繊工程の一態様となる。

繊維原料Ｍ１を上記実施形態の記録紙とせずに古紙等とする場合には、飽和炭化水素は、原料シート供給装置１１、粗砕部１２、シュート１２２、菅２４１及び解繊部１３から選ばれる少なくとも一部において添加することができる。このようにすれば、繊維原料と、一般式Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２（ｎは自然数）で表わされる飽和炭化水素とが共存した状態で解繊部１３により解繊することができる。

飽和炭化水素の添加の手法としては、特に限定されないが、飽和炭化水素を粉体として添加することや、飽和炭化水素の溶液を付与することで行われる。飽和炭化水素の溶液の溶媒としては、ヘキサン、メタノール、テトラヒドロフラン等が挙げられる。

飽和炭化水素を粉体として添加する場合、例えば、原料シート供給装置１１において、粉末状の飽和炭化水素を繊維原料Ｍ１に振り掛け、必要に応じて、例えば飽和炭化水素の融点以上に加熱することで繊維原料Ｍ１に染み込ませて付与することができる。また、粗砕部１２、シュート１２２、菅２４１等において飽和炭化水素を繊維原料Ｍ１や粗砕片Ｍ２に振りかけ、必要に応じて例えば飽和炭化水素の融点以上に加熱して添加することもできる。さらに解繊部１３において飽和炭化水素を振りかけてもよいし、必要に応じて例えば飽和炭化水素の融点以上に解繊部１３を加熱して行ってもよい。

飽和炭化水素の溶液を付与する場合には、スプレー法、並びに、スリットコート及びローラーコート等の塗布法の少なくとも一つの手法で繊維原料Ｍ１、粗砕片Ｍ２に付与することができる。例えば、原料シート供給装置１１においては、スプレー及び塗布により、繊維原料Ｍ１に飽和炭化水素の溶液を付与することで、解繊部１３において繊維原料と飽和炭化水素とを共存させることができる。粗砕部１２、シュート１２２又は菅２４１において飽和炭化水素の溶液を付与する場合には、スプレーによることが好ましい。解繊部１３において飽和炭化水素の溶液を付与する場合には、スプレー及び塗布の少なくとも一つの手法で粗砕片Ｍ２に付与することができる。解繊部１３においては、回転刃やライナーに対して飽和炭化水素の溶液を塗布してもよい。

２．４．記録紙の製造方法における他の工程
本実施形態の記録紙の製造方法では、上記解繊工程を経た後に、飽和炭化水素を添加する工程を有する。飽和炭化水素は、選別部１４の下流であればどの段階で添加されてもよい。例えば、第１ウェブＭ５、細分体Ｍ６、混合物Ｍ７、第２ウェブＭ８、及び、シートＳの少なくとも１つに飽和炭化水素を粉体として添加することや、飽和炭化水素の溶液を付与することで添加できる。また、添加剤供給部１７１から飽和炭化水素を供給してもよい。この場合、添加剤供給部１７１から供給される結合材料Ｐ１に、飽和炭化水素が含まれるようにしてもよい。

飽和炭化水素を添加する工程は、シートＳが製造された後、装置外で飽和炭化水素溶液を塗布する等により行われてもよい。また、飽和炭化水素を添加する工程は、繊維原料Ｍ１を上述の記録紙とした場合であって、選別部１４により飽和炭化水素が第１ウェブＭ５に残存する場合には、これを考慮して添加量を調節することができる。

本実施形態の記録紙の製造方法によれば、繊維原料の平均繊維長を短くしすぎることなく上述の記録紙を製造することができる。また、得られる記録紙は、飽和炭化水素を用いずに解繊する場合に比べて、機械的強度に優れる。

３．実施例及び比較例
以下に実施例及び比較例を示し、本発明をさらに説明するが、本発明は以下の例によってなんら限定されるものではない。

３．１．評価試料の作成
各例について、図１に示すようなシート製造装置１００を用いて記録紙としてのシートＳを製造した。なお、シート製造装置１００は、繊維原料Ｍ１が原料シート供給装置１１から解繊部１３を経て、解繊部１３から解繊物Ｍ３となって排出され、そのままウェブ堆積装置１０Ｂのドラム１８１に導入されるように改造して用いた。

繊維原料Ｍ１として、トッパン・フォームズ社製、リサイクルカット判Ｇ８０（平均繊維長：８２０μｍ、平均繊維幅２０μｍ）を準備した。 各例では、表１に示した飽和炭化水素を用い、ヘキサンを溶媒とした２．０質量％の溶液を、各例における溶媒を除く飽和炭化水素の含有量となるように、シュート１２２内にスプレーして付与した。

各例の飽和炭化水素は、試薬として、富士フイルム和光純薬株式会社から入手した。実施例６の飽和炭化水素は、３種の試薬を混合した。実施例７の飽和炭化水素は、２－メチルオクタデカンであり、分岐を有している。その他の例の飽和炭化水素は、直鎖が９０％以上である。なお表１には、飽和炭化水素の平均分子量及び融点を記載した。

３．２．評価
各実施例及び各比較例で得られた記録紙（シートＳ）について、平均繊維長を「Ｆｉｂｅｒ Ｔｅｓｔｅｒ Ｐｌｕｓ」（Ｌｏｒｅｎｔｚｅｎ ＆ Ｗｅｔｔｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社製）を用いてＩＳＯモードで定法に従い測定した。なお平均繊維長は、長さ重みづけ繊維長である。繊維原料の平均繊維長（８００μｍ）に対する平均繊維長の減少量を指標に、以下の基準で評価し、結果を表１に記載した。
Ａ：平均繊維長の減少が２０μｍ未満
Ｂ：平均繊維長の減少が２０μｍ以上１００μｍ以下
Ｃ：平均繊維長の減少が１００μｍ超

各実施例及び各比較例で得られた記録紙（シートＳ）について、インクジェット印刷特性を評価した。インクジェットプリンター（セイコーエプソン株式会社製：ＥＷ－Ｍ７７０Ｔ）を用いて、水系インク（セイコーエプソン株式会社製：ＨＮＡ－ＰＢ，ＨＮＡ－Ｃ，ＨＮＡ－Ｍ，ＨＮＡ－Ｙ）により、テストパターンとして０．２５ｐｔから３ｐｔまでの直線および５ｐｔから１０ｐｔの漢字「綺麗」を印刷した。印刷面をデジタルマイクロスコープ「ＶＨＸ－５００」（Ｋｅｙｅｎｃｅ社製）で観察し、目視にて以下の基準で評価し、結果を表１に記載した。
Ａ：にじみが少ない
Ｂ：にじみが中程度
Ｃ：にじみが顕著

表１から明らかなように、繊維と、一般式Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２（ｎは１６以上２３以下の自然数である。）で表わされる飽和炭化水素と、を含む各実施例の記録紙は、解繊前に比較して平均繊維長が短くなりにくいことが判明した。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成、例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

上述した実施形態及び変形例から以下の内容が導き出される。

記録紙は、
繊維と、
一般式Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２（ｎは１６以上２３以下の自然数である。）で表わされる飽和炭化水素と、
を含む。

この記録紙によれば、解繊の際に繊維長が短くなりにくく、比較的長い解繊された繊維を得ることができる。かかる記録紙を用いて紙を製造した場合に、機械的強度の良好な紙を得ることができる。また、この記録紙によれば、インクジェットインク等のにじみを抑制することができる。また、この記録紙によれば、飽和炭化水素の融点が適切な範囲となりやすく、より良好な上記効果を得ることができるとともに、保存安定性もより良好である。またこの記録紙は適度な硬さとしやすい。

上記記録紙において、
前記飽和炭化水素の分子構造は、直鎖であってもよい。

この記録紙によれば、飽和炭化水素の融点がさらに適切な範囲となりやすく、より優れた上記効果を得ることができる。

上記記録紙において、
前記繊維の平均繊維長は、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であってもよい。

この記録紙によれば、より十分な機械的強度が得られ、解繊した繊維を用いて紙を製造した場合の紙の機械的強度もより良好とすることができる。

上記記録紙において、
前記飽和炭化水素の含有量は、前記記録紙の全体に対して０．１質量％以上５．０質量％以下であってもよい。

この記録紙によれば、解繊時の短繊維化を抑制する効果をより確実に得ることができ、かつ、記録紙の硬さも硬すぎないようにすることができる。さらに、飽和炭化水素の含有量が少ないので、水系インクによる記録を行った場合に、インクのにじみをさらに抑制することができる。

上記記録紙において、
前記飽和炭化水素は、前記記録紙の厚さ方向の全体に存在してもよい。

この記録紙によれば、飽和炭化水素の分布のばらつきが小さいので、解繊時の短繊維化をさらに抑制することができる。

上記記録紙において、
前記記録紙は、インクジェット記録に用いられてもよい。

この記録紙によれば、にじみの少ない画像をインクジェット法により記録することができる。

記録紙の解繊方法の一態様は、
上記いずれかの記録紙を解繊し、繊維を得ることを含む。

この解繊方法によれば、解繊後、解繊前に比較して繊維長が短くなることを抑制することができる。

記録紙の製造方法の一態様は、
繊維原料と、一般式Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２（ｎは１６以上２３以下の自然数である。）で表わされる飽和炭化水素とが共存した状態で解繊する工程を含む。

この製造方法によれば、繊維原料の平均繊維長を短くしすぎることなく上記の記録紙を製造することができる。また、得られる記録紙は、飽和炭化水素を用いずに解繊する場合に比べて、機械的強度に優れる。

１００…シート製造装置、１０Ａ…原料シート処理装置、１０Ｂ…ウェブ堆積装置、１１…原料シート供給装置、１２…粗砕部、１３…解繊部、１４…選別部、１５…第１ウェブ形成部、１６…細分部、１７…混合部、１８…分散部、１９…第２ウェブ形成部、２０…成形部、２１…切断部、２２…ストック部、２７…回収部、２８…制御部、１２１…粗砕刃、１２２…シュート、１４１…ドラム部、１４２…ハウジング部、１５１…メッシュベルト、１５２…張架ローラー、１５３…吸引部、１６１…プロペラ、１６２…ハウジング部、１７０…ハウジング部、１７１…添加剤供給部、１７２…管、１７３…ブロアー、１７４…スクリューフィーダー、１８１…ドラム、１８２…ハウジング、１８３…駆動源、１９１…メッシュベルト、１９２…張架ローラー、１９３…吸引部、２０１…加圧部、２０２…加熱部、２０３…カレンダーローラー、２０４…加熱ローラー、２１１…第１カッター、２１２…第２カッター、２３１…加湿部、２３２…加湿部、２３３…加湿部、２３４…加湿部、２３５…加湿部、２３６…加湿部、２４１…管、２４２…管、２４３…管、２４４…管、２４５…管、２４６…管、２６１…ブロアー、２６２…ブロアー、２６３…ブロアー、２８１…ＣＰＵ、２８２…記憶部、Ｍ１…繊維原料、Ｍ２…粗砕片、Ｍ３…解繊物、Ｍ４－１…第１選別物、Ｍ４－２…第２選別物、Ｍ５…第１ウェブ、Ｍ６…細分体、Ｍ７…混合物、Ｍ８…第２ウェブ、Ｓ…シート、Ｐ１…結合材料

Claims (8)

1. 繊維と、
   一般式Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２（ｎは１６以上２３以下の自然数である。）で表わされる飽和炭化水素と、
   を含む、記録紙。
2. 請求項１において、
   前記飽和炭化水素の分子構造は、直鎖である、記録紙。
3. 請求項１又は請求項２のいずれか一項において、
   前記繊維の平均繊維長は、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である、記録紙。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項において、
   前記飽和炭化水素の含有量は、前記記録紙の全体に対して０．１質量％以上５．０質量％以下である、記録紙。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項において、
   前記飽和炭化水素は、前記記録紙の厚さ方向の全体に存在する、記録紙。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか一項において、
   前記記録紙は、インクジェット記録に用いられる、記録紙。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の記録紙を解繊し、繊維を得ることを含む、記録紙の解繊方法。
8. 繊維原料と、一般式Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２（ｎは１６以上２３以下の自然数である。）で表わされる飽和炭化水素とが共存した状態で解繊する工程を含む、記録紙の製造方法。
   

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