JP4994307B2 - Transfer sheet, transfer sheet manufacturing method, transfer molded product manufacturing method, and transfer molded product - Google Patents
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本発明は、特に高品位な表示性能を要求される携帯電話端末、ビデオカメラ、デジタルカメラ、携帯情報端末などのディスプレイ部分あるいは、カメラレンズのカバー部品として使用でき、高い耐擦傷性および表面硬度を有する転写成形品を製造するための転写シートに関する。 The present invention can be used as a display part of a mobile phone terminal, a video camera, a digital camera, a portable information terminal or the like that requires a particularly high quality display performance, or as a cover part of a camera lens, and has high scratch resistance and surface hardness. The present invention relates to a transfer sheet for producing a transfer molded product having the same.
従来、高い耐擦傷性および表面硬度を有する樹脂板および樹脂成型品を得る方法として、図3(b)に示すような転写シート112を用いる方法がある。転写シート112は、離型性を有する基体シート101の片面に転写層106として活性エネルギー線硬化性樹脂組成物からなるハードコート層102、加飾層104、接着層105が順次積層されたものである。この転写シート112を用いて転写成形品113を得る方法を簡単に説明する。まず、転写シート112を樹脂成形品107の表面に接着させる。そして、基体シート101を剥離して樹脂成形品107の表面に転写層106を転写することによって、最表面にハードコート層102を形成する(図3(c)参照)。その後、この樹脂成形品107の表面に活性エネルギー線を照射してハードコート層102を硬化させることによって転写成形品113を形成することができる(図3(d)参照)。このように、ハードコート層102を硬化させるタイミングとして、転写シート112の作製時ではなく樹脂成形品107上にハードコート層102が転写された後に行なうようにすると(アフターキュア)、ハードコート層のクラックの発生を防ぐことができて好適である。
Conventionally, as a method for obtaining a resin plate and a resin molded product having high scratch resistance and surface hardness, there is a method using a transfer sheet 112 as shown in FIG. The transfer sheet 112 is obtained by sequentially laminating a
この転写シート112のハードコート層102には、転写シート112を形成する途中段階で形成する中間シート111(図3(a)参照)がブロッキングを起こさないようにするため、通常はブロッキング防止剤103が添加されている。ブロッキングとは基体シートの表面にコーティング層を形成した後に基体シートを巻き取ったとき、コーティング層が基体シートの裏面に接触・付着して基体シートの表面から剥離する現象である。ブロッキング防止剤103はブロッキングを防止するために塗膜の厚み相当の粒子径を持つ顔料成分である。ブロッキング防止剤103としては例えばシリカや樹脂ビーズ等が用いられる。特にアフターキュアタイプのハードコート層は塗膜が完全硬化していないので柔らかく、ハードコート層にブロッキング防止剤を添加しないと高い頻度でハードコート層に巻き形が起こったり、ブロッキングを起こしたりする。巻き形とはフィルムを巻き取った際に生じる圧力で塗膜に凹みなどが生じる現象である。
In order to prevent the intermediate sheet 111 (see FIG. 3A) formed during the formation of the transfer sheet 112 from blocking on the
しかし、ハードコート層102の厚みが数μm程度と比較的厚めであって、ブロッキング防止剤103もこの程度の大きさまで大きくなってしまうと、このブロッキング防止剤103のために転写成形品113の表面平滑性や透明性、あるいは加飾層104の色の鮮明性や金属光沢感は損なわれてしまう。
However, if the thickness of the
ここで、表面平滑性が損なわれてしまう理由について説明する。樹脂成形品107の表面に転写層106が形成された直後はハードコート層102の表面はほぼ平滑であるが(図3(c)参照)、この表面に活性エネルギー線を照射すると、ハードコート層102が収縮して表面にブロッキング防止剤103の粒子が表面に現れてくるからである。
Here, the reason why the surface smoothness is impaired will be described. Immediately after the
本発明は、アフターキュアタイプのハードコート層がブロッキングを生じないように形成されながらも、表面平滑性や透明性を兼ね備えた転写成形品を得るための転写シートを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a transfer sheet for obtaining a transfer molded product having both surface smoothness and transparency while an after-cure type hard coat layer is formed so as not to cause blocking.
本発明は前記目的を達成するため、以下のような特徴を備える。 In order to achieve the above object, the present invention has the following features.
本発明の転写成形品形成用の転写シートは、基体シート上にハードコート層とブロッキング防止層とが転写層として順次積層形成され、ハードコート層が活性エネルギー線硬化性樹脂組成物で樹脂成形品への転写後に硬化するアフターキュアタイプであって、ブロッキング防止層が熱乾燥により指触乾燥する熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂の構成である。 The transfer sheet for forming a transfer molded product of the present invention has a hard coat layer and an anti-blocking layer sequentially laminated on a base sheet as a transfer layer, and the hard coat layer is a resin molded product made of an active energy ray-curable resin composition. It is an after-curing type that cures after transfer to a thermosetting resin, in which the anti-blocking layer is touch-dried by thermal drying.
また、上記の発明において、ハードコート層中に含まれる顔料成分に1μm以上の粒子径のものを含まなくてもよい。 In the above invention, the pigment component contained in the hard coat layer may not contain particles having a particle size of 1 μm or more.
また、上記の発明において、ハードコート層が、(メタ)アクリル当量100〜300g/eq、水酸基価20〜500、重量平均分子量5,000〜50,000のポリマーと多官能イソシアネートを有効成分として含有し、ブロッキング防止層がNCO価5以上のイソシアネートを含有してもよい。 In the above invention, the hard coat layer contains a polymer having a (meth) acryl equivalent of 100 to 300 g / eq, a hydroxyl value of 20 to 500, and a weight average molecular weight of 5,000 to 50,000 as an active ingredient. The antiblocking layer may contain an isocyanate having an NCO value of 5 or more.
本発明の転写成形品形成用の転写シートの製造方法は、基体シート上にハードコート層とブロッキング防止層とを転写層として順次積層形成する際に、多層ロールコーターあるいは多層スロットダイコーター、あるいは多層カーテンコーター、あるいは単層コーターを2台連結させたものを使用してハードコート層とブロッキング防止層とをインラインでロールツーロールにより形成する工程を備える。 The method for producing a transfer sheet for forming a transfer molded product according to the present invention comprises a multi-layer roll coater, a multi-layer slot die coater, or a multi-layer roll coater when a hard coat layer and an anti-blocking layer are sequentially laminated on a base sheet as a transfer layer. A step of forming a hard coat layer and an anti-blocking layer in-line by roll-to-roll using a curtain coater or a combination of two single-layer coaters is provided.
本発明の転写成形品の製造方法は、上記のいずれかの発明の転写成形品形成用の転写シートを、ハードコート層が形成されていない基体シートの面が金型キャビティに面するように金型内に配置し、金型内に成形樹脂を流し込み、冷却固化後に基体シートを剥離することによって表面に転写層を有する樹脂成形品を得て、この樹脂成形品に活性エネルギー線を照射することによってハードコート層を硬化させる工程を備える。 The method for producing a transfer molded product according to the present invention includes a transfer sheet for forming a transfer molded product according to any one of the above inventions, such that the surface of the base sheet on which the hard coat layer is not formed faces the mold cavity. Placing the molding resin into the mold, pouring the molding resin into the mold, peeling the base sheet after cooling and solidification to obtain a resin molded product having a transfer layer on the surface, and irradiating this resin molded product with active energy rays A step of curing the hard coat layer.
本発明の転写成形品は、樹脂成形品の表面にブロッキング防止層と顔料成分に1μm以上の粒子径のものを含まないハードコート層とが順次積層形成された構成である。 The transfer molded product of the present invention has a structure in which a blocking prevention layer and a hard coat layer not containing a pigment component having a particle diameter of 1 μm or more are sequentially laminated on the surface of a resin molded product.
本発明の転写シートによると、ブロッキング防止層を備えるのでハードコート層中にブロッキング防止剤を入れる必要がない。したがって、本発明の転写シートで形成された転写成形品は表面平滑性および透明性を備えることができる。また、ブロッキング防止層が熱乾燥により指触乾燥する熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂である。したがって、転写シート形成の前段階に生成される中間シートにはブロッキングが生じていないので、本発明の転写シートで形成された転写成形品には表面のハードコート層が均一で、高い耐擦傷性および表面硬度を得ることができる。 According to the transfer sheet of the present invention, since the anti-blocking layer is provided, it is not necessary to put an anti-blocking agent in the hard coat layer. Therefore, the transfer molded product formed with the transfer sheet of the present invention can have surface smoothness and transparency. Further, the anti-blocking layer is a thermoplastic resin or a thermosetting resin that is dry to the touch by heat drying. Therefore, no blocking occurs in the intermediate sheet produced in the previous stage of transfer sheet formation, so the transfer hardened product formed with the transfer sheet of the present invention has a uniform hard coat layer on the surface and high scratch resistance. And surface hardness can be obtained.
また、本発明の転写シートによると、ハードコート層中に含まれる顔料成分に1μm以上の粒子径のものを含まない。したがって、本発明の転写シートで形成された転写成形品は表面平滑性および透明性を備えることができる。 Further, according to the transfer sheet of the present invention, the pigment component contained in the hard coat layer does not contain particles having a particle size of 1 μm or more. Therefore, the transfer molded product formed with the transfer sheet of the present invention can have surface smoothness and transparency.
また、本発明の転写シートによると、ハードコート層が水酸基価20〜500のポリマーを有効成分として含有し、ブロッキング防止層がNCO価5以上のイソシアネートを含有する。したがって、ハードコート層中のポリマーに含有される水酸基とブロッキング防止層のイソシアネートとがウレタン結合による軽度の架橋物を形成することによって、ハードコート層とブロッキング防止層との密着力が高い転写成形品を得ることができる。 Further, according to the transfer sheet of the present invention, the hard coat layer contains a polymer having a hydroxyl value of 20 to 500 as an active ingredient, and the antiblocking layer contains an isocyanate having an NCO value of 5 or more. Therefore, a transfer molded product having high adhesion between the hard coat layer and the anti-blocking layer by forming a light cross-linked product due to the urethane bond between the hydroxyl group contained in the polymer in the hard coat layer and the isocyanate of the anti-blocking layer. Can be obtained.
図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳しく説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
まず、本発明の転写シート12について説明する。 First, the transfer sheet 12 of the present invention will be described.
転写シート12は、基体シート1の上にハードコート層2、ブロッキング防止層3が少なくとも形成された中間シート11を経由して形成されるものであり、通常は加飾層4や接着層5がさらに形成されるものである(図1(a)および(b)参照)。
The transfer sheet 12 is formed via an intermediate sheet 11 in which at least a
基体シート1としては、ポリエステル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ナイロン樹脂、ビニロン樹脂、アセテート樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂などのプラスチックシートを使用することができる。基体シート1の厚さとしては、10〜100μmのものを使用するとよい。基体シート1はそれ自体で剥離性を有するものを用いるとよい。また、より剥離性を安定させるために、離型層(図示せず)を形成してもよい。離型層は転写工程後に基体シート1とともに除去される層である。離型層の材質としては、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂などの硬化性樹脂を用いるとよい。離型層の形成方法としては、ロールコート法、スプレーコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの印刷法がある。
As the
ハードコート層2は、後述する成形同時転写後に基体シート1を剥離した際に、基体シート1または離型層から剥離して被転写物の最外面となる層である。
The
ハードコート層2は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物からなり、活性エネルギー線照射後に薬品や摩擦から樹脂成形品7や加飾層4を保護するための層である。本発明において活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の作製に用いるポリマーは、活性エネルギー線照射前後のハードコート層2の物理的・化学的要求性能を考慮して、特定の配合量とされる。すなわち、活性エネルギー線照射時の硬化性の点から、(メタ)アクリル当量100〜300g/eq、好ましくは150〜300g/eqとされる。(メタ)アクリル当量が300g/eqよりも大きい場合は、活性エネルギー線照射後の耐摩耗性が不十分であり、また100g/eq未満のものは得ることが難しい。また、重付加反応させる多官能イソシアネートとの反応性の点から、ポリマーの水酸基価は20〜500、好ましくは100〜300とされる。水酸基価が20未満の場合には、多官能イソシアネートとの反応が不十分であり、活性エネルギー線照射前のハードコート層2の架橋度が低い。そのため粘着性が残存したり、耐溶剤性が不足したりする。また、水酸基価が500を越えるものは得ることが難しい。ポリマーの重量平均分子量は、5000〜50000、好ましくは8000〜40000である。ポリマーの重量平均分子量が5000未満では活性エネルギー線照射前のハードコート層2の粘着性が残存したり、耐溶剤性が不足する。また、50000を越える場合には樹脂粘度が高くなりすぎ、インキの印刷作業性が低下する。
The
また、ハードコート層2に用いる活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、多官能イソシアネートを含有する。多官能イソシアネートとしては、格別の限定はなく、公知の各種材料を使用できる。たとえば、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニールメタンジイソシアネート、1,6−ヘキサンジイソシアネート、上記の3量体、多価アルコールと上記ジイソシアネートを反応させたプレポリマーなどを用いることができる。
Moreover, the active energy ray-curable resin composition used for the
また、ハードコート層2に用いる活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、ポリマーと多官能イソシアネートを重付加反応させた反応生成物以外に、必要に応じて以下のような成分を含有することができる。たとえば、反応性希釈モノマー、溶剤、着色剤などである。また、活性エネルギー線照射に際して電子線を用いる場合には、光重合開始剤を用いることなく充分架橋硬化を発揮することができるが、紫外線を用いる場合には、公知各種の光重合開始剤を添加する必要がある。
Moreover, the active energy ray-curable resin composition used for the
なお、ハードコート層2には顔料成分が1μm以上の粒子径のものを含まない。したがって、ハードコート層2がブロッキング防止剤を含まないので、転写成形品13の表面の平滑性が保たれ、ハードコート層2の透明性が優れたものとなる。
The
ハードコート層2の形成方法としては、グラビア印刷法などの印刷法があるが、数μm程度の比較的厚い膜を形成するために、グラビアコート法、ロールコート法、コンマコート法などのコート法を用いるのが好ましい。
As a method for forming the
ハードコート層2は、基体シート1上への塗膜形成および巻き取り段階においては、活性エネルギー線は照射せず硬化反応させないままで留めておき、樹脂成型品7への転写後に活性エネルギー線を照射し硬化反応させるアフターキュアタイプである。また、ポリマーの水酸基と多官能イソシアネートとのウレタン硬化反応には一定の熱量が必要であるためハードコート層2の塗工後巻取り前に百数十度の熱処理をかける。
The
ブロッキング防止層3は、ハードコート層2がブロッキングを起こさないようにするために設けられた層である。ブロッキング防止層3は、熱可塑性アクリル樹脂や塩化ビニル共重合体樹脂など熱乾燥により指触乾燥する熱可塑性樹脂、あるいは二液硬化性ウレタン樹脂やメラミン系やエポキシ系などの熱硬化性樹脂で、ハードコート層2の形成直後に塗工するのが好ましい。すなわち、巻き取り時にブロッキング防止層3の塗工面が最表面になるようにするのが好ましい。このようにすると、ハードコート層2中にブロッキング防止剤が入っていなくてもブロッキングを防ぐことができる。具体的には、コーティングユニットが2ユニット以上ある多層ロール(グラビア)コーター、ダイを複数備えた多層スロットダイコーター、スリットが複数設けられた多層カーテンコーター、あるいは単層コーターを2台連結させたものなどを使用してハードコート層とブロッキング防止層とをインラインでロールツーロールにより形成することによって、ハードコート層2とブロッキング防止層3とが連続して形成された中間シート11を形成するとよい。
The
ブロッキング防止層3の厚みは0.5〜2μmとすればよい。この程度の厚みであれば、ブロッキングを防ぐ為、ブロッキング防止層3に塗膜の膜厚相当のブロッキング防止剤(シリカや樹脂ビーズ等)を加えても、透明性を損なうことはほとんどない。
The thickness of the blocking
また、ブロッキング防止層3にNCO価5以上のイソシアネートを含有させると、ハードコート層2中のポリマーに含有される水酸基と反応してウレタン結合による軽度の架橋物を形成することによって、ハードコート層2とブロッキング防止層3との密着力を高めることができる。
Further, when an isocyanate having an NCO value of 5 or more is contained in the
加飾層4の材質としては、ポリビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、セルロースエステル系樹脂、アルキド樹脂などの樹脂をバインダーとし、適切な色の顔料または染料を着色剤として含有する着色インキを用いるとよい。加飾層4の形成方法としては、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法などの通常の印刷法などを用いるとよい。加飾層4の厚さとしては、1〜30μmが好ましい。加飾層4は着色インキに限らず、金属蒸着層等を形成して金属光沢のある意匠表現をする場合もある。金属蒸着層の材質としては、アルミ、クロム、銅、スズなどを用いる。金属蒸着層の形成は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などを用いればよい。 As a material of the decorative layer 4, a resin such as a polyvinyl resin, a polyamide resin, a polyester resin, an acrylic resin, a polyurethane resin, a polyvinyl acetal resin, a polyester urethane resin, a cellulose ester resin, or an alkyd resin is used. A colored ink containing a suitable color pigment or dye as a colorant may be used as a binder. As a method for forming the decorative layer 4, a normal printing method such as a gravure printing method, a screen printing method, or an offset printing method may be used. As thickness of the decoration layer 4, 1-30 micrometers is preferable. The decorative layer 4 is not limited to colored ink, and may form a metal vapor deposition layer or the like to express a design with metallic luster. Aluminum, chromium, copper, tin, or the like is used as the material for the metal deposition layer. The metal vapor deposition layer may be formed by using a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or the like.
また、接着層5を必要に応じて形成してもよい。接着層5は、転写法または成形同時転写法により転写材を樹脂成形品7に接着させるための層である。樹脂成形品7の材質がポリアクリル系樹脂の場合は、接着層5の材質としてポリアクリル系樹脂を用いるとよい。また、樹脂成形品7の材質がポリフェニレンオキシド・ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチレン共重合体系樹脂、ポリスチレン系ブレンド樹脂の場合は、これらの樹脂と親和性のあるポリアクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂などを、接着層5の材質として使用すればよい。接着層5の形成方法としては、グラビアコート法、ロールコート法、コンマコート法などのコーティングや、グラビア印刷、スクリーン印刷法などを用いるとよい。接着層5の乾燥膜厚は、1〜5μmとするのが一般的である。
Moreover, you may form the
次に、転写シート12を使用して転写成形品13を製造する方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the transfer molded
転写成形品13を形成するための樹脂成形品7に用いられる熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ(メタ)アクリレート系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂等の公知の熱可塑性樹脂がいずれも使用できる。これらの樹脂は単独あるいは2種以上を混合して使用することも可能である。
Examples of the thermoplastic resin used for the resin molded
成形同時転写法によって、転写シート12から、樹脂成形品7上へ転写層6を転写する転写工程は次のようにして行う(図2参照)。まず、可動型と固定型とからなる成形用金型31内に転写シート12を転写層6が形成されていない面が金型キャビティに面するように送り込む。その際、枚葉の転写シート12を1枚ずつ送り込んでもよいし、長尺の転写シート12の必要部分を間欠的に送り込んでもよい。転写シート12の金型内の配置は、長尺の転写シート12を使用する場合、位置決め機構を有する送り装置を使用して、転写シート12と成形用金型31との見当が一致するようにするとよい。また、転写シート12を間欠的に送り込む際に、転写シート12の位置をセンサーで検出した後に転写シート12を可動型と固定型とで固定するようにしてもよい。成形用金型31を閉じた後、ゲートから成形樹脂32を金型内に射出充填させた後に冷却固化して樹脂成形品7を形成するのと同時にその面に転写シート12を接着させる(図2(a)参照)。樹脂成形品7を冷却した後、成形用金型31を開いて樹脂成形品7を取り出す。最後に、基体シート1を剥がすと、転写層6が樹脂成形品7の表面に転写され、転写工程が完了する(図2(b)参照)。こうして表面に転写層6を有する樹脂成形品7が形成される(図1(c)参照)。
The transfer step of transferring the
この表面に転写層6を有する樹脂成形品7に対して、活性エネルギー線を照射することによって、ハードコート層2が硬化した転写成形品13が形成される(図1(d)参照)。この転写成形品13は、樹脂成形品7の表面にブロッキング防止層3と顔料成分に1μm以上の粒子径のものを含まないハードコート層2とが順次積層されており、活性エネルギー線の照射によってハードコート層2が収縮しても、表面平滑性および透明性を兼ね備えたものとなる。
By irradiating the resin molded
厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルムを基体シート1とし、連結させたリバースコーターを用いて、顔料成分に1μm以上の粒子径のものを含まないハードコート層2とブロッキング防止層3とをロールツーロールで形成することによって中間シート11を形成した。ここで、ハードコート層2は5μm厚のグリシジルメタアクリレートを主成分とするポリマーとイソホロンジイソシアネートとが重付加反応した、光重合開始剤を含む紫外線線硬化型のインキとし、ブロッキング防止層3は1μm厚のウレタン系インキとした。中間シート11の製造後の保管時にブロッキングは発生しなかった。
Using a polyethylene terephthalate film with a thickness of 38 μm as a
この中間シート11に対し、加飾層4、接着層5を順次グラビア印刷法により形成することによって、転写層6としてハードコート層2、ブロッキング防止層3、加飾層4および接着層5が積層された転写シート12を得た。ここで、加飾層4はアクリル系インキ、接着層5は塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体系インキとした。
By forming the decorative layer 4 and the
このように形成された転写シート12を、ハードコート層2が形成されていない基体シート1の面が金型キャビティに面するように金型内に配置し、型締めした後、金型内に成形樹脂32を流し込み、冷却固化して樹脂成形品7を得た。得られた樹脂成形品7から基体シート1を剥離することによって、表面に転写層6を有する樹脂成形品7を得た。この樹脂成形品7に紫外線を照射することによってハードコート層2が硬化した転写成形品13を得た。
The transfer sheet 12 thus formed is placed in the mold so that the surface of the
このようにして得られた転写成形品13は、樹脂成形品7の表面にブロッキング防止層3と顔料成分に1μm以上の粒子径のものを含まないハードコート層2とが順次積層されており、表面平滑性および透明性を兼ね備えたものであった。
In the transfer molded
1 基体シート
2 ハードコート層
3 ブロッキング防止層
4 加飾層
5 接着層
6 転写層
7 樹脂成形品
11 中間シート
12 転写シート
13 転写成形品
31 成形用金型
32 成形樹脂
101 基体シート
102 ハードコート層
103 ブロッキング防止剤
104 加飾層
105 接着層
106 転写層
107 樹脂成形品
111 中間シート
112 転写シート
113 転写成形品
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