JP5600119B2 - 弾性不織布繊維ウェブ並びに作製及び使用方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2008年12月30日に出願された米国特許仮出願第61/141,396号の利益を主張し、その開示内容の全体を参照として本明細書に援用する。
本開示は、伸張されたときに、ウェブ全体が弾性特性を呈するような弾性フィラメントを含む、不織布繊維ウェブに関する。本開示は更に、そのような弾性不織布繊維ウェブを作製する方法及び物品を形成するためのそのようなウェブの使用に関する。
(a)複数の不織布繊維を提供する工程と、
(b)弛緩状態から伸張状態に少なくとも1つの弾性フィラメントを伸張するように、張力下で、少なくとも1つの弾性フィラメントを提供する工程と、
(c)少なくとも1つの弾性フィラメントを張力下で維持しながら、複数の不織布繊維の少なくとも一部分を少なくとも1つの弾性フィラメントと絡合する工程と、
(d)少なくとも1つの弾性フィラメントを伸張状態から後退させるように、張力を解放し、それによって、自己支持型粘弾性不織布繊維ウェブを形成する工程と、を含む。
本明細書で使用する場合、
「(コ)ポリマー」は、ホモポリマー又はコポリマーを指す。
図1は、本開示の特定の実施形態に従う、例示的弾性不織布繊維ウェブ20を例証する。図1によって例証された実施形態は、複数の不織布繊維22と、自己支持型粘弾性不織布繊維ウェブ20を形成するために、複数の不織布繊維22の少なくとも一部分と絡合される、少なくとも1つの弾性フィラメント24と、を含む。図1は、少なくとも1つの弾性フィラメント24が複数の弾性フィラメントを含む例示的実施形態を例証するが、単一のフィラメント24が他の実施形態において使用されてもよいことを理解されたい。
本開示の弾性不織布繊維ウェブは、複数の不織布繊維を含む。好ましくは、複数の不織布繊維は、事前形成された不織布繊維ウェブの形態で提供される。好ましくは、事前形成された不織布繊維ウェブは、実質的に結合されない、即ち、繊維は、自己支持型ウェブ(例えば、絡合による)を形成するが、実質的に相互に接着的に結合されない。
本開示の弾性不織布繊維ウェブは、少なくとも1つの弾性フィラメントを含む。特定の例示的実施形態では、少なくとも1つの弾性フィラメントは、モノフィラメントを含む。他の例示的実施形態では、少なくとも1つの弾性フィラメントは、少なくとも部分的に融合されたマルチフィラメント糸を含む。特定の好ましい本実施形態では、少なくとも1つの弾性フィラメントは、複数の弾性フィラメントを含む。
本開示の弾性不織布繊維ウェブは、付加的な層を含んでもよい。いくつかの例示的実施形態では、少なくとも1つの付加的な層は、弾性不織布繊維ウェブの少なくとも1つの主要面で隣接して形成される。1つ以上の付加的な層は、弾性不織布繊維ウェブの表面の上、及び/又はその下に存在してもよい。
特定の例示的実施形態では、本開示の弾性不織布繊維ウェブは更に、弾性不織布繊維物品を基材に取り付けることを可能にするために1つ以上の取り付けデバイスを含んでもよい。上述のように、弾性不織布繊維物品を取り付けるために接着剤を使用してもよい。接着剤に加えて、その他の取り付け手段を使用してもよい。好適な取り付け手段には、ネジ、釘、クリップ、ステープル、ステッチ、ねじ切り、フック及びループ材料などの機械的なファスナが含まれるが、これらに限定されない。付加的な取り付け方法には、例えば、熱の適用又は超音波溶接の使用による表面の熱結合が挙げられる。弾性不織布繊維物品を各種の基材に取り付けるために、1つ以上の取り付けデバイスを使用することができる。
1.弾性不織布繊維ウェブを形成するための装置
別の態様では、本開示は、多数の不織布繊維と、ウェブを形成するために、前記複数の不織布繊維の少なくとも一部分と液圧で絡合する少なくとも1つの弾性フィラメントと、を含み、ウェブは、自己支持型であり、弾性を呈する。1つの例示的実施形態では、弾性不織布繊維ウェブの製造方法は、複数の不織布繊維を提供する工程と、少なくとも1つの弾性フィラメントを弛緩状態から伸張状態へ伸張するように、張力下で、少なくとも1つの弾性フィラメントを提供する工程と、前記少なくとも1つの弾性フィラメントを張力下で維持しながら、前記複数の不織布繊維の少なくとも一部分を前記少なくとも1つの弾性フィラメントと絡合する工程と、少なくとも1つの弾性フィラメントを伸張状態から後退させるように、張力を解放し、それによって、自己支持型粘弾性不織布繊維ウェブを形成する工程とを含む。
本開示の様々な実施形態に従ってスパンボンドフィラメントを調製する際、異なるフィラメント形成材料を溶融紡糸押出成形ヘッドの異なる開口部から押し出して、フィラメント混合物を含むウェブを調製してもよい。織布繊維ウェブを帯電させてその濾過性能を高めるための、様々な方法がまた利用可能である。例えば、米国特許第5,496,507号(Angadjivand)を参照。
(2)1つ以上の付加的な層を、弾性不織布繊維ウェブの表面に接触させる工程、
(3)弾性不織布ウェブをカレンダ加工する工程、
(4)弾性不織布繊維ウェブを表面処理剤又は他の組成物(例えば、難燃剤組成物、接着剤組成物、又は印刷層)でコーティングする工程、
(5)弾性不織布繊維ウェブを厚紙又はプラスチック管に取り付ける工程、
(6)弾性不織布ウェブをロール形状に巻回する工程、
(7)弾性不織布繊維ウェブをスリットして2つ以上のスリットロール及び/又は複数のスリットシートを形成する工程、
(8)弾性不織布ウェブを成形型に配置し、弾性不織布ウェブを新しい形状に成型する工程、
(9)存在する場合には、露出した任意の感圧性接着剤の層の上に剥離ライナーを塗布する工程、及び
(10)弾性不織布ウェブを、接着剤、又はクリップ、ブラケット、ボルト/ネジ、釘、及びストラップを含むがこれらに限定されないその他のいずれかの取り付け手段を介し、別の基材に取り付ける工程。
本開示は、多様な用途における本開示の弾性不織布繊維ウェブの使用方法もまた目的とする。更に別の態様では、本開示は、上述の方法に従い調製された、上述の複合不織布繊維ウェブを含む物品に関する。高圧力水ジェットからの繊維の繊維自身並びに弾性フィラメントへの機械的係止は、伸張したときに、良好な弾性を呈する不織布繊維ウェブを製造する。
本発明の弾性不織布繊維ウェブを以下の試験方法に従い評価した。
試験試料を、クロスウェブ/横方向(CD)でウェブから切断した。参照マークを、ウェブの切断末端部から1インチ(2.5cm)下方の試験試料上に付した。次いで、1インチ(2.5cm)の参照マークで、ウェブを保持(例えば、クランピング)しながら、試験試料をピンセットを用いて切断毎に引張した。スパンデックスフィラメントが試料の切断末端部からウェブ内にどれほど後退したかを確認するために、織布ウェブ試料を測定した。
0.5インチ(1.27cm)のウェブの試験試料をクロスウェブ/横方向に切断し、その後、両末端部から下方ウェブ方向の張力に試料を定置することによって引き離した。次いで、試料の長さを測定した。
0.5インチ(1.27cm)のウェブの湿ったウェブ試料をクロスウェブ方向に切断し、その後、両末端部から下方ウェブ方向の張力に試料を定置することによって、引き離した。次いで、試料の長さを測定した。
4インチ(10.16cm)のウェブ片をクロスウェブ方向に切断し、弛緩状態で測定し、次いで、その完全な(最大)延長まで伸張して測定した。延長した長さと延長していない(弛緩)長さとの比率を測定された伸張比として取得した。
10×10cm(0.01m2面積)平方の乾燥ウェブの試料を計量し、乾燥坪量は、ウェブ面積とウェブ重量との比率で表し、平方メートル当たりのグラム(gsm)で表した。
10×10cm(0.01m2面積)平方の試料を30秒間水中に浸漬し、除去し、30秒間ドリップ乾燥し、計量した。湿潤坪量は、湿潤ウェブ重量とウェブ面積との比率で表し、gsmで表した。
モジュール46が回避されたことを除き、概して図2Bに示されるように、弾性不織布繊維ウェブを水流絡合装置上で製造した。使用した水流絡合装置は、CEL International,Ltd.(Coventry,England)から入手したHydrolace 350 Pilotであった。装置(40’)は、3000psi(20,684kPa)の水ジェット圧力を生成することが可能な6つの個々の高圧水ジェットを有する水流絡合プロセッサ(60)を含んだ。図2Bに示されるように、水ジェット(48’)の3つを、真空ドラム62’’の上面から弾性不織布ウェブに影響を及ぼすように構築し、水ジェット(48’)の3つを、真空ドラム62’’’の底面から弾性不織布ウェブに影響を及ぼすように構築した。水ジェット圧力は150バール(15,000kPa)であり、ウェブ速度は1分当たり10フィート(1分当たり3.1メートル)であった。真空脱水ドラム62’’及び62’’’は、その上に任意の開口の織布熱可塑性メッシュスクリーンが定置される、穿孔されたステンレス網メッシュを装備した。好適な熱可塑性メッシュ材料を、Albany International Engineered Fabirics,Inc.(Menasha,WI)から入手した。
底部織布ポリエステルスクラムをポリエステルスパンレース不織布ウェブ(34グラム/平方メートル、BBA Nonwovens,Simponville,SCから入手)で置換したことを除き、実施例1のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。弾性フィラメントに、2.2:1の伸張比を使用した。第2の真空ドラム62’’’の表面上に使用した熱可塑性メッシュは、Albany International Engineered Fabrics,Inc.(Menasha,WI)から入手したFormtech 10であった。
第2の真空ドラム62’’’の表面上に使用した熱可塑性メッシュが、Albany International Engineered Fabrics,Inc.(Menasha,WI)から入手したFormtech 6であったことを除き、実施例2のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
第2の真空ドラム62’’’の表面上に使用した熱可塑性メッシュが、Albany International Engineered Fabrics,Inc.(Menasha,WI)から入手したFormtech 8であったことを除き、実施例2のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
概して、実施例2のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
概して、実施例2のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
第2の真空ドラム62’’’の表面上に使用した熱可塑性メッシュが、Albany International Engineered Fabrics,Inc.(Menasha,WI)から入手したFiltratech 15Hであったことを除き、実施例2のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
概して、実施例2のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
第1の真空ドラム62’’の表面上に使用した熱可塑性メッシュが、Albany International Engineered Fabrics,Inc.(Menasha,WI)から入手したFormtech 10であったことを除き、実施例2のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
上部不織布ウェブが、ポリエステル(60%)/レーヨン(30%)/T−254(10%)繊維(Wellman,Inc(St.Louis,MS)から入手可能なポリエステル繊維、Lenzing Fibers,Inc.(New York,NY)から入手可能なレーヨン繊維、Kosa,GmbH(Frankfurt,Germany)から入手可能なT−254)のカーディング繊維ブレンドであり、底部ウェブが、Rando Machine Corp.(Macedon,NY)から提供される装置を使用して、米国特許第5,082,720号に概して説明されるRANDO−WEBプロセスにポリエステル繊維(Wellman,Inc.(St.Louis,MS)から入手可能)を供給することによって得られた、40グラム/平方メートルのポリエステルランドウェブであったことを除き、実施例1のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。加えて、水ジェット圧力を、真空ドラム62’’上の第1の水ジェット衝突では100バール(10,000kPa)に、及びドラム62’’上の第2の水ジェット衝突では120バール(12,000kPa)に低減した。
上部不織布ウェブがポリエステルスパンレース不織布ウェブ(34グラム/平方メートル、BBA Nonwovens,Simponville,SCから入手)であったことを除き、実施例10のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
底部不織布ウェブが、Rando Machine Corp.(Macedon,NY)から提供される装置を使用して、米国特許第5,082,720号に概して説明されるRANDO−WEBプロセスにポリエステル繊維(Wellman,Inc.(St.Louis,MS)から入手可能)を供給することによって得られた、30グラム/平方メートルのポリエステルランドウェブであったことを除き、実施例11のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
底部不織布ウェブが、Rando Machine Corp.(Macedon,NY)から提供される装置を使用して、米国特許第5,082,720号に概して説明されるRANDO−WEBプロセスにポリエステル繊維(Wellman,Inc.(St.Louis,MS)から入手可能)を供給することによって得られた、20グラム/平方メートルのポリエステルランドウェブであったことを除き、実施例11のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。加えて、水ジェット圧力を、真空ドラム62’’上の第2の水ジェット衝突では100バール(10,000kPa)に、及びドラム62’’上の第3の水ジェット衝突では100バール(10,000kPa)に低減した。
上部不織布ウェブが、PGI Nonwovens(Waynesboro,VA)から入手した28グラム/平方メートルのポリエステルスパンボンドウェブであり、加えて水ジェット圧力を、真空ドラム62’’上の第2の水ジェット衝突では120バール(12,000kPa)に低減し、かつドラム62’’上の第3の水ジェット衝突では150バール(15,000kPa)に増大したことを除き、実施例13のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
底部不織布ウェブが、Rando Machine Corp.(Macedon,NY)から提供される装置を使用して、米国特許第5,082,720号に概して説明されるRANDO−WEBプロセスにポリエステル繊維(Wellman,Inc.(St.Louis,MS)から入手可能)を供給することによって得られた、30グラム/平方メートルのポリエステルランドウェブであったことを除き、実施例14のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
底部不織布ウェブが、Rando Machine Corp.(Macedon,NY)から提供される装置を使用して、米国特許第5,082,720号に概して説明されるRANDO−WEBプロセスにポリエステル繊維(Wellman,Inc.(St.Louis,MS)から入手可能)を供給することによって得られた、20グラム/平方メートルのポリエステルランドウェブであったことを除き、実施例14のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。加えて、水ジェット圧力を、真空ドラム62’’上の第2の水ジェット衝突では100バール(10,000kPa)に、及びドラム62’’上の第3の水ジェット衝突では100バール(10,000kPa)に低減した。
上部不織布ウェブが、Lenzing Fibers,Inc.(New York,NY)から入手可能な30グラム/平方メートルのカーディングレーヨン(1.5デニール、長さ3.8cm)であり、底部ウェブが、Rando Machine Corp.(Macedon,NY)から提供される装置を使用して、米国特許第5,082,720号に概して説明されるRANDO−WEBプロセスにポリエステル繊維(Wellman,Inc.(St.Louis,MS)から入手可能)を供給することによって得られた、25グラム/平方メートルのレーヨン(1.5デニール、長さ3.8cm)ランドウェブであったことを除き、実施例1のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。加えて、第1の真空ドラム62’’の表面上に使用した熱可塑性メッシュは、Formtech10であり、第2の真空ドラム62’’’の表面上に使用した熱可塑性メッシュは、Formtech6であり、両方のメッシュを、Albany International Engineered Fabrics,Inc.(Menasha,WI)から入手した。更に、水ジェット圧力を、真空ドラム62’’上の第1の水ジェット衝突では25バール(2,500kPa)に、真空ドラム62’’上の第2の水ジェット衝突では75バール(7,500kPa)に、ドラム62’’上の第3の水ジェット衝突では100バール(10,000kPa)に低減した。
第1の真空ドラム62’’の表面上に使用した熱可塑性メッシュは、Formtech 10であり、第2の真空ドラム62’’’の表面上に使用した熱可塑性メッシュは、Formtech 8であったことを除き、実施例17のように、弾性不織布ウェブを製造し、両方のメッシュを、Ablany International Engineered Fabrics,Inc.(Menasha,WI)から入手した。
第1の真空ドラム62’’の表面上に使用した熱可塑性メッシュは、Formtech10であり、第2の真空ドラム62’’’の表面上に使用した熱可塑性メッシュは、Fitratech 15Hであったことを除き、実施例18のように、弾性不織布ウェブを製造し、両方のメッシュは、Ablany International Engineered Fabrics,Inc.(Menasha,WI)から入手した。更に、水ジェット圧力を、真空ドラム62’’’上の3つの水ジェット衝突では100バール(10,000kPa)に低減した。
印加された水流絡合水ジェット圧力を、真空ドラム62’’上の第2の水ジェット衝突では50バール(5,000kPa)に、真空ドラム62’’上の第3の水ジェット衝突では75バール(7,500kPa)に、真空ドラム62’’’上の3つの水ジェット衝突では75バール(7,500kPa)に低減したことを除き、実施例19のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
第2の真空ドラム62’’’の表面上に使用した熱可塑性メッシュが、Albany International Engineered Fabrics,Inc.(Menasha,WI)から入手したFiltratech 22Aであったことを除き、実施例20のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
印加された水流絡合水ジェット圧力を、真空ドラム62’’’上の3つの水ジェット衝突では50バール(5,000kPa)に低減したことを除き、実施例21のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
印加された水流絡合水ジェット圧力を、真空ドラム62’’’上の3つの水ジェット衝突では100バール(10,000kPa)に増大したことを除き、実施例22のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
印加された水流絡合水ジェット圧力を、真空ドラム62’’上の第3の水ジェット衝突では100バール(10,000kPa)に増大したことを除き、実施例23のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
印加された水流絡合水ジェット圧力を、真空ドラム62’’’上の3つの水ジェット衝突では100バール(10,000kPa)に低減したことを除き、実施例18のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
上部不織布ウェブが、90%のポリエステル(1.5デニール、長さ3.8cm)及び10%のT−254二成分「メルティ繊維」(Wellman,Inc.(St.Louis,MS)から入手可能なポリエステル繊維、Kosa,GmbH(Frankfurt,Germany)から入手可能なT−254「メルティ繊維」)の35グラム/平方メートルのカーディング繊維ブレンドであったことを除き、実施例24のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。加えて、第2の真空ドラム62’’’の表面上に使用した熱可塑性メッシュは、Albany International Engineered Fabrics,Inc.(Menasha,WI)から入手したFiltratech 15Hであった。
上部不織布ウェブが、50%のポリエステル(0.9デニール、長さ3.8cm)、40%のポリエステル(1.5デニール、長さ3.8cm)、及び10%のT−2542成分「メルティ繊維」(Wellman,Inc.(St.Louis,MS)から入手可能なポリエステル繊維)の35グラム/平方メートルのカーディング繊維ブレンドであったことを除き、実施例26のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
底部レーヨンウェブが、30グラム/平方メートルの坪量を有するカーティングウェブ(1.5デニール、長さ3.8cm)であることを除き、実施例27のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
上部不織布ウェブが、30グラム/平方メートルのカーティングレーヨンウェブ(1.5デニール、長さ3.8cm)であったことを除き、実施例28のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
底部不織布ウェブが、50%のポリエステル(0.9デニール、長さ3.8cm)、40%のポリエステル(1.5デニール、長さ3.8cm)、及び10%のT−2542成分「メルティ繊維」(Wellman,Inc.(St.Louis,MS)から入手可能なポリエステル繊維)の35グラム/平方メートルのカーディング繊維ブレンドであったことを除き、実施例27のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
第2の真空ドラム62’’’の表面上に使用した熱可塑性メッシュが、Albany International Engineered Fabrics,Inc.(Menasha,WI)から入手したFormtech 8であったことを除き、実施例30のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
熱可塑性メッシュを第2の真空ドラム62’’’の表面上に使用しなかったことを除き、実施例29のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
上部レーヨンウェブが、40グラム/平方メートルの坪量を有し、底部レーヨンウェブが、40グラム/平方メートルの坪量を有したことを除き、実施例32のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。加えて、弾性フィラメントに、6.6:1の加工伸張比を使用した。
印加された水流絡合水ジェット圧力を、ドラム62’’上の第3の水ジェット衝突では125バール(12,500kPa)に、真空ドラム62’’’上の3つの水ジェット衝突では150バール(15,000kPa)に増大したことを除き、実施例33のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
加工伸張比が13:1であったことを除き、実施例33のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
底部ウェブを使用しなかったことを除き、実施例35のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。加えて、弾性フィラメントに、3.3:1の加工伸張比を使用した。更に、印加された水流絡合水ジェット圧力を、ドラム62’’上の第3の水ジェット衝突及び真空ドラム62’’’上の3つの水ジェット衝突では、100バール(10,000kPa)に低減した。
上部及び底部不織布ウェブが、60%のKuraray Co.Ltd.(Tokyo,Japan)から入手可能なスプリット型Wramp、Lenzing Fibers,Inc.(New York,NY)から入手可能な30%のレーヨン(1.5デニール、長さ3.8cm)、及び10%のKosa,GmbH(Frankfurt,Germany)から入手可能なT−2542成分「メルティ繊維」の25グラム/平方メートルのカーディング繊維ブレンドであったことを除き、実施例36のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
印加された水流絡合水ジェット圧力を、ドラム62’’上の第3の水ジェット衝突では50バール(5,000kPa)に低減したことを除き、実施例37のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
印加された水流絡合水ジェット圧力を、真空ドラム62’’’上の少なくとも2つの水ジェット衝突では125バール(12,500kPa)及び150バール(15,000kPa)に低減したことを除き、実施例37のように、弾性不織布繊維ウェブを製造した。
実施例1〜38の弾性不織布繊維ウェブの試料は、前述の試験方法に従った。結果を表1に示す。
Claims (6)
- 自己支持型の、粘着性を有する、弾性不織布繊維ウェブを形成する方法であって、
複数の不織布繊維を提供する工程と、
複数の弾性フィラメントを提供する工程と、
前記複数の弾性フィラメントを弛緩状態から伸張状態へ伸張させる工程と、
前記複数の弾性フィラメントを伸長させている間に、前記複数の不織布繊維の少なくとも一部分を前記複数の弾性フィラメントと絡合させる工程と、
前記複数の弾性フィラメントに加えられた張力を解放して前記複数の弾性フィラメントを前記伸張状態から復元させるように弛緩することによって、前記複数の弾性フィラメントと前記複数の不織布繊維とを互いに機械的に係止させる工程と、を備え、
前記複数の弾性フィラメントは、下方ウェブ方向に実質的に整合される、方法。 - フィラメント離間コームが、前記複数の不織布繊維の少なくとも一部分を前記複数の弾性フィラメントと絡合する前に、前記複数の弾性フィラメントの間の分離を維持するために使用される、請求項1に記載の方法。
- 請求項1または2に記載の方法によって作製される、弾性不織布繊維ウェブ。
- 前記弾性不織布繊維ウェブは、少なくとも1.5の伸張比を呈する、請求項3に記載の弾性不織布繊維ウェブ。
- 前記弾性フィラメントは、少なくとも200%の破断伸びを呈し、元の長さの2倍に伸張した後に張力から解放されたときに、前記元の長さの125%以下まで後退する、請求項3または4に記載の弾性不織布繊維ウェブ。
- 請求項3〜5のいずれか1項に記載の複合不織布繊維ウェブを備える物品であって、
創傷包帯物品、個人衛生物品、表面洗浄物品、ガス濾過物品、液体濾過物品、音声吸収物品、断熱物品、細胞成長支援物品、又は薬物送達物品からなる群から選択される、物品。
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