JP3045579B2 - 光学用積層シートの製造法 - Google Patents

光学用積層シートの製造法

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JP3045579B2
JP3045579B2 JP3244764A JP24476491A JP3045579B2 JP 3045579 B2 JP3045579 B2 JP 3045579B2 JP 3244764 A JP3244764 A JP 3244764A JP 24476491 A JP24476491 A JP 24476491A JP 3045579 B2 JP3045579 B2 JP 3045579B2
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林次郎 市川
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、表面平滑性の極めてす
ぐれた光学用積層シート、殊に液晶表示パネル製造用の
電極基板に適した光学用積層シートを工業上有利に製造
する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶表示用透明電極の基板としては、従
来はガラスが用いられていたが、薄型にできないこと、
耐衝撃性が劣ること、量産化しにくいことなどの問題点
があるため、最近ではプラスチックス基板を用いること
が多くなっており、本出願人においても以下に述べるよ
うないくつかの出願を行っている。
【0003】たとえば、特開昭63−71829号公報
には、ポリカーボネート系樹脂等のシートからなるレタ
ーデーション値30nm以下の基材層の少なくとも片面に
水性アンカーコート層を設けた後、そのアンカーコート
層の上に耐透気性樹脂または/および架橋性樹脂硬化物
からなる単層または複層の保護層を設けた液晶表示パネ
ル用電極基板が示されている。
【0004】特開昭64−50021号公報には、耐透
気性合成樹脂フィルム層と架橋性樹脂硬化物層との積層
体同士が、それぞれの耐透気性合成樹脂フィルム層面が
対向する状態で接着剤層を介して積層一体化された構成
を有する液晶表示パネル用電極基板が示されている。
【0005】特開昭64−50022号公報には、流延
製膜法により形成された耐透気性合成樹脂フィルム層の
両面に、その耐透気性合成樹脂フィルム層と反応しうる
架橋剤を使用した架橋性樹脂硬化物層を流延法により直
接形成させるようにした液晶表示パネル用電極基板の製
造法が示されている。
【0006】特開平2−137922号公報には、耐溶
剤性を有しない樹脂層を有するレターデーション値30
nm以下の基材シートの樹脂層側に、アルコール可溶性紫
外線硬化型接着剤層または水系熱硬化型接着剤層を積層
し、さらにその接着剤層上に剥離性シートを積層した液
晶表示パネル製造用の貼着型積層シートが示されてお
り、基材シートの例として、ポリカーボネート等の樹脂
シート/アンカーコーティング層/耐透気性合成樹脂層
/フェノキシエーテル系架橋重合体層の層構成を有する
シートがあげられている。
【0007】特開平2−149819号公報には、ロー
ル状に巻回可能な電極支持フィルムの片面に透明電極を
設けた構成を有する透明電極付き電極支持フィルムの電
極支持フィルム側を、レターデーション値が80nm以
下、光線透過率が60%以上の母材に貼着により積層一
体化した透明電極付き液晶セル基板が示されており、電
極支持フィルムの例として、樹脂フィルム層/アンカー
コーティング層/架橋性樹脂硬化物層、樹脂フィルム層
/アンカーコーティング層/耐透気性合成樹脂フィルム
層/架橋性樹脂硬化物層、架橋性樹脂硬化物層/耐透気
性合成樹脂フィルム層/アンカーコーティング層/樹脂
フィルム層/アンカーコーティング層/耐透気性合成樹
脂フィルム層/架橋性樹脂硬化物層、架橋性樹脂硬化物
層/耐透気性合成樹脂フィルム層/接着剤層/耐透気性
合成樹脂フィルム層/架橋性樹脂硬化物層などの層構成
を有するフィルムがあげられている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上にあげたシート状基
板を液晶表示パネル製造用の電極基板として用いる場合
は、架橋性樹脂硬化物層上にITO等の透明電極を形成
させ、さらにその上に配向膜を設けてから、液晶セルに
組み立てる。この場合、基板間に封じ込める液晶がTN
(ツイステド・ネマチック)液晶である場合には、透明
電極形成側の基板表面の多少の凹凸は製品品質にほとん
ど影響を及ぼさない。というのは、TN液晶を用いた液
晶セルから組み立てた液晶表示パネルは無彩色であっ
て、濃淡さえはっきりすればパネルとして合格となるか
らである。
【0009】しかしながら、基板間に封じ込める液晶が
STN(スーパー・ツイステド・ネマチック)液晶であ
る場合には、基板間の間隙が5〜6μm 程度にすぎない
にもかかわらずSTN液晶により270゜程度のツイス
トがなされるため、透明電極形成側の基板表面にわずか
の凹凸があっても表示に紫、緑などの色がついて画面が
非常に見にくくなるという事態を生じ、この点がプラス
チックス基板を用いた液晶表示パネルの最大の弱点とな
っていた。上に引用した本出願人の出願にかかる電極基
板も、この問題点については充分な解決がなされていな
かった。
【0010】本発明は、このような背景下において、表
面平滑性の極めてすぐれた光学用積層シート、殊に液晶
表示パネル製造用の電極基板に適した光学用積層シート
を工業上有利に製造する方法を提供することを目的とす
るものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の光学用積層シー
トの製造法は、表面粗度0.15μm 以下の二軸延伸プラス
チックスシート(3) 上に樹脂層(2) 形成用の樹脂溶液を
流延した後、半乾燥被膜(2a)中の残存溶媒量が絶乾被膜
重量の5〜100重量%となるまで乾燥を行い、ついで
この積層体の半乾燥被膜(2a)側を下層用樹脂層(1) に重
ね合わせて圧着することにより半乾燥被膜(2a)を下層用
樹脂層(1) に転写した後、二軸延伸プラスチックスシー
ト(3) を剥離除去し、さらにその剥離の前または後に加
熱を行い、転写した半乾燥被膜(2a)を乾燥硬化して樹脂
層(2) となすことを特徴とするものである。
【0012】以下本発明を詳細に説明する。
【0013】樹脂層(2) を構成する樹脂としては、溶剤
に溶解して被膜を形成しうる樹脂であれば種々のものを
用いることができるが、液晶表示パネル製造用の電極基
板を目的とするときは耐熱性、耐溶剤性、透明電極形成
性などが要求されるので、架橋性樹脂に架橋剤を配合し
た樹脂組成物を用いることが特に望ましい。
【0014】このような架橋性樹脂としては、フェノキ
シエーテル型架橋性樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹
脂、アクリルエポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール
樹脂またはウレタン樹脂などがあげられる。このうち典
型的な例として、フェノキシエーテル型架橋性樹脂とア
クリル樹脂について詳述する。
【0015】架橋性樹脂の中で特に好ましい樹脂は、下
記の化1で示されるフェノキシエーテル型重合体であ
る。
【0016】
【化1】
【0017】(式中、R1 〜R6 は、それぞれ水素、炭
素数1〜3の低級アルキル基またはBr 、R7 は炭素数
2〜4の低級アルキレン基、mは0〜3の整数、nは2
0〜300の整数をそれぞれ意味する。)
【0018】この重合体の水酸基の水素部分に架橋剤で
ある多官能性化合物を架橋反応させると、フェノキシエ
ーテル型架橋重合体が得られる。架橋重合体を得るため
に反応させる架橋剤(多官能性化合物)としては、水酸
基との反応活性が高い基、例えば、イソシアネート基、
カルボキシル基、カルボキシル基における反応性誘導基
(たとえばハライド、活性アミド、活性エステル、酸無
水物基等)、メルカプト等を同一または異なって2以上
有する化合物などが用いられ、特にポリイソシアネート
が重要である。
【0019】アクリル樹脂としては、分子中に少なくと
も3個以上のアクリロイルオキシ基または/およびメタ
アクリロイルオキシ基を含有する化合物(以下、多官能
(メタ)アクリロイルオキシ基含有化合物という)を主
成分とする多官能不飽和単量体または/およびその初期
ラジカル反応物を主成分とする組成物をあげることがで
きる。特に好ましいのは、分子中に少なくとも3個以上
の(メタ)アクリロイルオキシ基を含有する多官能不飽
和単量体を、全不飽和単量体に対して50重量%以上、
好ましくは70重量%、特に好ましくは90重量%以上
含有する不飽和単量体混合物または/およびその初期ラ
ジカル反応物から成る組成物である。
【0020】樹脂層(2) が架橋性樹脂硬化物層である場
合は、その厚さは、通常2〜500μm 、好ましくは3
μm 〜200μm とすることが多い。
【0021】二軸延伸プラスチックスシート(3) として
は、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二
軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸
ポリエチレンナフタレートフィルム、二軸延伸ポリプロ
ピレンフィルムなどがあげられ、平滑性およびコストを
加味すると二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィル
ムが特に重要である。
【0022】二軸延伸プラスチックスシート(3) は、そ
の表面粗度が0.15μm 以下、好ましくは0.05μm 以下、
さらには0.01μm 以下であることが要求され、表面粗度
が0.15μm よりも大きくなると所期の平滑性を有する光
学用積層シートが得られなくなる。結晶性プラスチック
スフィルムのうち填料を配合しないものは、二軸延伸に
より表面平滑性が顕著に向上するので、上記のように平
滑性を上げることができる。
【0023】上記の二軸延伸プラスチックスシート(3)
上に樹脂層(2) 形成用の樹脂溶液を流延した後は、半乾
燥被膜(2a)中の残存溶媒量が絶乾被膜重量の5〜100
重量%、好ましくは15〜80重量%となるまで乾燥を
行う。乾燥の程度が小さすぎるときは、半乾燥被膜(2a)
が流動しやすいため表面平滑な樹脂層(2) が得られず、
また後述の工程で二軸延伸プラスチックスシート(3) が
粘着して剥離しにくくなり、一方乾燥が行きすぎたとき
には、半乾燥被膜(2a)が変形しないようになるため樹脂
層(2) の表面平滑性が得られなくなり、共に所期の目的
を達成しえなくなる。
【0024】一方、上記とは別に下層用樹脂層(1) を準
備しておく。下層用樹脂(1) としては、基材層、耐透気
性樹脂層、架橋性樹脂硬化物層、これらの層の積層体な
どがあげられ、殊に、基材層/耐透気性樹脂層、基材層
/耐透気性樹脂層/架橋性樹脂硬化物層、架橋性樹脂硬
化物層/耐透気性樹脂層/基材層/耐透気性樹脂層、架
橋性樹脂硬化物層/耐透気性樹脂層/基材層/耐透気性
樹脂層/架橋性樹脂硬化物層、架橋性樹脂硬化物層/耐
透気性樹脂層/耐透気性樹脂層/架橋性樹脂硬化物層な
どの層構成が重要である。なお積層構成の場合は、層間
にアンカーコーティング層や接着剤層を設けることがで
きる。
【0025】ここで基材層としては、ポリカーボネー
ト、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルスルホ
ン、ポリスルホン、ポリアリレート、アモルファスポリ
オレフィン、ポリパラバン酸系樹脂、ポリアミドなどが
あげられる。基材層は熱変形温度が80℃以上であるこ
とが望ましい。基材層は流延法や押出法により得られ、
その厚さは30μm 〜3mm程度とすることが多い。
【0026】耐透気性樹脂層を構成する耐透気性樹脂と
しては、たとえば、アクリロニトリル成分、ビニルアル
コール成分またはハロゲン化ビニリデン成分を50モル
%以上含有する重合体から形成された層があげられ、特
にポリビニルアルコールまたはその共重合変性物あるい
はグラフト物、エチレン含量が15〜50モル%のエチ
レン−ビニルアルコール共重合体など、水酸基を有する
ポリマーが重要である。
【0027】耐透気性樹脂層は通常流延法により形成さ
れ、その酸素透過率(ASTM D-1434-75に準じて測定)が
30cc/24hr・m2・atm 以下、殊に20cc/24hr・m2
atm以下さらには10cc/24hr・m2・atm 以下であるこ
とが望ましい。耐透気性樹脂層の厚さは、1〜50μm
、殊に2〜20μm の範囲に設定するのが適当であ
る。1μm 未満では耐透気性が不充分であり、50μm
を越えると薄膜化の趨勢に反することになる。
【0028】架橋性樹脂硬化物層としては、先に樹脂層
(2) の説明のところで述べたような架橋性樹脂硬化物層
が用いられる。
【0029】上記で作製した二軸延伸プラスチックスシ
ート(3) /半乾燥被膜(2a)からなる積層体の半乾燥被膜
(2a)側を、上記の下層用樹脂層(1) に重ね合わせて圧着
すると、半乾燥被膜(2a)が下層用樹脂層(1) に転写す
る。この操作の後、二軸延伸プラスチックスシート(3)
を剥離除去するが、さらにその剥離の前または後に加熱
を行い、転写した半乾燥被膜(2a)を乾燥硬化して樹脂層
(2) となす。
【0030】得られた積層シートの表面に位置する樹脂
層(2) にあっては、二軸延伸プラスチックスシート(3)
に接触していた面が自由面となる。
【0031】この樹脂層(2) の自由面の表面粗度は、二
軸延伸プラスチックスシート(3) の表面平滑性の程度、
二軸延伸プラスチックスシート(3) 圧着時の圧力や温度
に応じ、 0.5μm 以下、好ましくは 0.2μm 以下、さら
に好ましくは 0.1μm 以下となる。一般に、溶融押出フ
ィルムの表面粗度は100μm 厚のフィルムで3〜4μ
m 、流延製膜フィルムの表面粗度は100μm 厚のフィ
ルムで2〜3μm であるから、樹脂層(2) の自由面の表
面粗度は常識外とも言えるほど小さいものである。
【0032】樹脂層(2) は、光学的用途に用いることを
考慮して、そのレターデーション値が60nm以下、好ま
しくは30nm以下、全光線透過率が60%以上、好まし
くは70%以上であることが望ましい。
【0033】以上の操作により、下層用樹脂層(1) /樹
脂層(2) の層構成を有しかつ樹脂層(2) の自由面の表面
平滑度が極めて高い積層シートが得られる。その樹脂層
(2)上に透明電極を設け、さらにその上から配向膜を形
成すれば、液晶セル基板が作製できる。
【0034】透明電極の形成には、真空蒸着法、スパッ
タリング法、イオンプレーティング法、金属溶射法、金
属メッキ法、化学蒸着法、スプレー法などが採用され、
特にスパッタリング法が重要である。透明電極の材質と
しては、主としてSn 、In、Ti 、Pb 、Tb 等の金
属またはそれらの酸化物が用いられ、透明電極の層厚
は、少なくとも100オングストローム、さらには20
0オングストローム以上とするのが通常である。
【0035】このようにして得られる光学用積層シート
は、液晶表示パネル製造用の電極基板として特に重要で
あるが、位相差板、偏光板、光ディスク、光カードなど
の用途にも適用することができる。
【0036】
【作用】本発明の方法により得られる光学用積層シート
にあっては、積層シートの表面に位置する樹脂層(2) の
自由面の表面平滑度が極めて高いので、たとえばこれを
STN液晶を封入する液晶セルの電極基板として用いた
場合であっても、表示に紫、緑などの色がついて画面が
非常に見にくくなるという事態を生じない。
【0037】
【実施例】次に実施例をあげて本発明をさらに説明す
る。以下「部」とあるのは重量部である。
【0038】実施例1 基材層(1a)の一例としてのポリカーボネートシート(厚
さ110μm、レターデーション値12nm)の片面に、
水溶性四級化エステルウレタン系アンカーコーティング
剤を塗布、乾燥して厚さ 0.5μm のアンカーコーティン
グ層を設けた後、そのアンカーコーティング層の上か
ら、エチレン含量32モル%のエチレン−酢酸ビニル共
重合体20部、水45部、n−プロパノール50部、メ
チロール化メラミン (住友化学工業株式会社製スミテッ
クM−3)4部よりなる組成の樹脂液を流延し、温度1
10℃の乾燥機中を通過させて乾燥させた。これによ
り、厚さ8μm の耐透気性樹脂層(1b)が形成された。
【0039】ついで、この耐透気性樹脂層(1b)の上か
ら、フェノキシエーテル樹脂(東都化成株式会社製)4
0部、メチルエチルケトン40部、セロソルブアセテー
ト20部、トリレンジイソシアネートとトリメチロール
プロパンとのアダクト体の75%溶液(日本ポリウレタ
ン株式会社製コロネートL)40部よりなる組成の硬化
性樹脂組成物溶液をアプリケーターを使用して塗布し、
80℃で4分間乾燥してから、130℃で20分間加熱
して、厚さ10μm のフェノキシエーテル樹脂系の架橋
性樹脂硬化物層(1c)を形成させた。
【0040】次に、ポリカーボネートシート(1a)の他の
面に、上記と同様にしてアンカーコーティング層を設
け、さらにそのアンカーコーティング層の上から、上記
と同様にして厚さ9μm の耐透気性樹脂層(1b)を形成さ
せた。このときの層構成は(1b)/(1a)/(1b)/(1c) であ
る。
【0041】一方、二軸延伸プラスチックスシート(3)
の一例としての厚さ100μm 、表面粗度 0.004μm の
二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人株
式会社製Oタイプ)上に、上述の架橋性樹脂硬化物層(1
c)形成用の硬化性樹脂組成物溶液と同組成の溶液をアプ
リケーターを使用して塗布し、60℃で1分間乾燥し
た。形成した半乾燥被膜(2a)中の残存溶媒量は、絶乾被
膜重量の30重量%であった。
【0042】次に、上記で作製した二軸延伸プラスチッ
クスシート(3) /半乾燥被膜(2a)からなる積層体の半乾
燥被膜(2a)側を、同じく上記で作製した(1b)/(1a)/(1b)
/(1c) の層構成を有する下層用樹脂層(1) の(1b)側に重
ね合わせながら、温度80℃、プレス圧10kgf/cm2
条件にてロール群間を通して圧着して貼り合わせた。続
いて室温下に36時間放置後、この貼合シートから二軸
延伸プラスチックスシート(3) を剥離除去し(剥離操作
は円滑であった)、125℃にまで昇温してからこの温
度で60分以上加熱してエイジングを行った。
【0043】上記の操作により、下層用樹脂層(1) に転
写した半乾燥被膜(2a)は乾燥硬化して架橋性樹脂硬化物
層(2) となり、その自由面の表面平滑度は、光の干渉を
利用した非接触式表面粗さ計による測定で 0.1μm 以下
であった。
【0044】このようにして得られた積層シートのレタ
ーデーション値は18nm、可視光線透過率は89%、酸
素透過率(ASTM D-1434-75に準じて測定)は 0.5cc/24
hr・m2・atm 、表面の鉛筆硬度は両面とも2Hであり、
透湿性を有しなかった。
【0045】次に、上記の積層シートの平滑面となった
側の架橋性樹脂硬化物層(2) 面に、スパッタリング法に
より厚さ500オングストロームのITO層からなる透
明電極を直接形成させた。以下この積層シートを電極基
板として用いて、常法に従い、配向膜の形成とラビング
処理、液晶セルの組み立て、位相差板および偏光板の積
層を行い、液晶表示パネルを作製した。得られた液晶表
示パネルは、表示に着色が見られず、ガラスを基板とし
て用いた液晶表示パネルと遜色のない性能を有してい
た。
【0046】実施例2 実施例1と同様にして(1b)/(1a)/(1b)/(1c) の層構成の
積層体を作製した後、さらにこの耐透気性樹脂層(1b)の
上から、上述の(1c)形成用の硬化性樹脂組成物溶液と同
組成の溶液をアプリケーターを使用して塗布し、80℃
で4分間乾燥して厚さ4μm の半乾燥被膜(1d)を形成さ
せた。このときの層構成は(1d)/(1b)/(1a)/(1b)/(1c)で
ある。
【0047】一方、実施例1と同じ二軸延伸プラスチッ
クスシート(二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィ
ルム)(3) 上に、上述の架橋性樹脂硬化物層(1c)形成用
の硬化性樹脂組成物溶液と同組成の溶液をアプリケータ
ーを使用して塗布し、80℃で4分間乾燥した。形成し
た半乾燥被膜(2a)中の残存溶媒量は、絶乾被膜重量の2
5重量%であった。
【0048】次に、上記で作製した二軸延伸プラスチッ
クスシート(3) /半乾燥被膜(2a)からなる積層体の半乾
燥被膜(2a)側を、同じく上記で作製した(1d)/(1b)/(1a)
/(1b)/(1c)の層構成を有する下層用樹脂層(1) の(1d)側
に重ね合わせながら、温度80℃、プレス圧10kgf/cm
2 の条件にてロール群間を通して圧着して貼り合わせ
た。続いて室温下に36時間放置後、この貼合シートか
ら二軸延伸プラスチックスシート(3) を剥離除去し(剥
離操作は円滑であった)、125℃にまで昇温してから
この温度で60分加熱してエイジングを行った。
【0049】上記の操作により、下層用樹脂層(1) に転
写した半乾燥被膜(2a)は乾燥硬化して架橋性樹脂硬化物
層(2) となり、その自由面の表面平滑度は、光の干渉を
利用した非接触式表面粗さ計による測定で 0.1μm 以下
であった。
【0050】このようにして得られた積層シートのレタ
ーデーション値は16nm、可視光線透過率は89%、酸
素透過率(ASTM D-1434-75に準じて測定)は 0.4cc/24
hr・m2・atm 、表面の鉛筆硬度は両面ともHであり、透
湿性を有しなかった。
【0051】この積層シートを用いて実施例1と同様に
して液晶表示パネルを作製したところ、実施例1と同様
の好ましい結果が得られた。
【0052】
【発明の効果】本発明の方法により得られる光学用積層
シートにあっては、たとえばこれをSTN液晶を封入す
る液晶セルの電極基板として用いた場合であっても、表
示に紫、緑などの色がついて画面が非常に見にくくなる
という事態を生じない。
【0053】液晶表示パネルは年々大型化すると共に、
STN液晶方式の普及には目を見張るものがあるが、本
発明により、その用途にガラス基板に代えてプラスチッ
クス基板を用いても、表示特性が遜色のないものとなる
のである。
【0054】特に、下層用樹脂層(1) として基材層/耐
透気性樹脂層の層構成を含む積層体を用い、樹脂層(2)
として架橋性樹脂硬化物層を用いるときは、表示の無彩
色性に加えて、耐透気性、耐透湿性、無着色性、高表面
硬度、耐熱性、耐有機薬品性を全て満足するようにな
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C08L 73/00 C08L 73/00 // B44C 1/175 B44C 1/175 A G02F 1/1335 510 G02F 1/1335 510 (56)参考文献 特開 昭57−31562(JP,A) 特開 昭61−258742(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 1/00 - 35/00 B44C 1/165 G02F 1/1335

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表面粗度0.15μm 以下の二軸延伸プラスチ
    ックスシート(3) 上に樹脂層(2) 形成用の樹脂溶液を流
    延した後、半乾燥被膜(2a)中の残存溶媒量が絶乾被膜重
    量の5〜100重量%となるまで乾燥を行い、ついでこ
    の積層体の半乾燥被膜(2a)側を下層用樹脂層(1) に重ね
    合わせて圧着することにより半乾燥被膜(2a)を下層用樹
    脂層(1) に転写した後、二軸延伸プラスチックスシート
    (3) を剥離除去し、さらにその剥離の前または後に加熱
    を行い、転写した半乾燥被膜(2a)を乾燥硬化して樹脂層
    (2) となすことを特徴とする光学用積層シートの製造
    法。
  2. 【請求項2】樹脂層(2) が架橋性樹脂硬化物層である請
    求項1記載の製造法。
  3. 【請求項3】得られた光学用積層シートの樹脂層(2) の
    表面粗度が 0.5μm 以下である請求項1記載の製造法。
  4. 【請求項4】光学用積層シートが液晶表示パネル製造用
    の電極基板である請求項1記載の製造法。
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