JP5917589B2 - シート湯洗処理ユニットおよびシート湯洗処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば織物、編み物、不織布、または穴あき合成樹脂製シートなどのシート状体に緊張緩和や洗浄などの湯洗処理を施して材質を改善したりシート表面を洗浄したりするシート湯洗処理ユニット、および該ユニットを用いたシート湯洗処理装置に関する。

一般に、シート状体の例である織物や編み物は織成や編成により一定のストレス（張力）をかけた状態で産出される。このようにストレスを有する織物などはそのままでは風合いが良くなかったり、そのままの織物で縫製した衣類は洗濯後に大きく型崩れしたりすることがある。そして、織物は温湯に浸すと収縮しようとする性質があり、更には温湯浸漬前や浸漬中に物理的な刺激（例えば、叩きやブラッシングなど）を与えると収縮がいっそう促進することが知られている。
そこで、織物に物理的な刺激を与えるとともにシート状体を無緊張状態にして温湯中に浸漬することにより収縮弛緩させ、繊維間に空隙を作って３次元的に好ましい繊維特性を発現させるという、湯洗処理がなされている。従来、このような湯洗処理を行なうシート湯洗処理ユニットとして種々のものが提供されているが、これらはいずれも温湯中でシート状体を無緊張状態にして湯洗するようになっている。

それらのうち、下記の特許文献１に記載されたシート湯洗処理ユニットを図６に示す。図示のシート湯洗処理ユニット６１は、温湯Ｕを貯留する温湯槽５と、温湯槽５の温湯Ｕ内で回転して長尺のシート状体Ｓをドラム外周面に随伴させるとともに、多数の通水孔６Ａ，６Ａ，６Ａ，・・・を有する浸漬ドラム６と、浸漬ドラム６へシート状体Ｓを送り込むフィードロール１７と、温湯槽５内に配備されている入側ガイドロール６９と、浸漬ドラム６により搬送されているシート状体Ｓに振動を与える凹凸ドラム７と、浸漬ドラム６からのシート状体Ｓを搬出する搬出ロール２２，２３と、温湯槽５内に配備されていて浸漬ドラム６からのシート状体Ｓを搬出ロール２２，２３へ案内する出側ガイドロール７０と、浸漬ドラム６のドラム外周面の周速度をフィードロール１７によるシート状体搬送速度よりも遅くする制御装置と、を備えている。

このシート湯洗処理ユニット６１では、入側ガイドロール６９と出側ガイドロール７０が温湯槽５内で浸漬ドラム６よりも上方に配置されている。これにより、入側ガイドロール６９から浸漬ドラム６へ案内されるシート状体Ｓは、浸漬ドラム６外周面の下面６Ｂに接して搬送され、凹凸ドラム７の回転による浸漬ドラム６の通水孔６Ａ，６Ａ，６Ａ，・・・からの温湯Ｕの出し入れにより振動しながら湯洗されるようになっている。ここで、織成後に展張処理された織物がシート状体Ｓである場合、温湯Ｕ中に浸されて振動を受けることにより織物の緊張が緩和されて縮むので、フィードロール１７によるシート状体搬送速度よりも浸漬ドラム６によるシート状体搬送速度を遅くするようにしてある。すなわち、フィードロール１７と浸漬ドラム６の搬送速度差を、シート状体Ｓの搬送方向の縮み量と合致させるように、ドラム外周面での密着状態を監視しながら、フィードロール１７または浸漬ドラム６のシート状体搬送速度を調整しているのである。このように、シート状体Ｓを浸漬ドラム６の外周面に密着させることにより湯洗効果を高めるようにしている。

特開２００９−８４７３０号公報

ところで、上記従来のシート湯洗処理ユニット６１では、入側ガイドロール６９と出側ガイドロール７０が浸漬ドラム６よりも上方に配置され、入側ガイドロール６９からのシート状体Ｓが浸漬ドラム６外周面の下面６Ｂに接して搬送されるようになっている。そのために、フィードロール１７または浸漬ドラム６の搬送速度調整がうまくいかず浸漬ドラム６の搬送速度が相対的に遅くなりすぎたり、搬送中のシート状体Ｓの布質が途中で変って縮み量が変化したりした場合、浸漬ドラム６の外周面に接していたシート状体Ｓが弛んで自重により図中Ｓ１で示すように浸漬ドラム６の外周面から遊離することがある。このようにシート状体Ｓが遊離すると、凹凸ドラム７の回転による振動がシート状体Ｓに確実に伝わらず十分な湯洗処理（緊張緩和処理など）を施せないことがある。

本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、浸漬ドラムの外周面の周速度をフィードロールによるシート状体搬送速度よりも遅くする構成でありながら、シート状体を浸漬ドラムの外周面からシート状体を遊離させることなく、シート状体に確実に湯洗処理を施すことのできるシート湯洗処理ユニットおよびシート湯洗処理装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るシート湯洗処理ユニットは、温湯を貯留する温湯槽と、温湯槽の温湯内で回転して長尺のシート状体をドラム外周面に随伴させる浸漬ドラムと、浸漬ドラムへシート状体を送り込むフィードロールと、温湯槽内に配備されていてフィードロールからのシート状体を浸漬ドラムへ案内する入側ガイドロールと、浸漬ドラムにより搬送されているシート状体に振動を与える振動付与手段と、浸漬ドラムからのシート状体を搬出する搬出ロールと、温湯槽内に配備されていて浸漬ドラムからのシート状体を搬出ロールへ案内する出側ガイドロールと、浸漬ドラムのドラム外周面の周速度をフィードロールのシート状体搬送速度よりも遅くする速度制御手段と、を備えたシート湯洗処理ユニットにおいて、シート状体が入側ガイドロールの下面、浸漬ドラムの上面および出側ガイドロールの下面に順次接するように、入側ガイドロール、浸漬ドラムおよび出側ガイドロールが配置されているものである。

また、前記構成において、浸漬ドラムが、ドラム外周面に多数の通水孔を有する通水円筒体で構成され、振動付与手段が、通水円筒体と、通水円筒体よりも高速で回転するように通水円筒体内に配備されるとともに凹部と凸部が周方向に繰り返し形成された凹凸周壁を有する凹凸ドラムと、を備えて成り、回転する通水円筒体のドラム外周面に巻き付けられながら搬送されるシート状体を、通水円筒体に対する凹凸ドラムの相対回転により通水円筒体の通水孔から出し入れされる温湯によって振動させるように構成されているものである。

そして、本発明に係るシート湯洗処理装置は、請求項１または請求項２に記載のシート湯洗処理ユニットを複数基直列に連結して成り、前記直列のシート湯洗処理ユニットで順に長尺のシート状体に湯洗処理を施すものである。

本発明に係るシート湯洗処理ユニットによれば、フィードロールから入側ガイドロールを経て浸漬ドラムに搬入されるまでのシート状体は低い張力がかけられるが、その後浸漬ドラムの上面に導かれて随伴されるので、シート状体はその自重により浸漬ドラムの上面近くで浸漬ドラムに密着することができる。これにより、振動付与手段がシート状体に十分な振動を与えることができ、シート状体に確実に湯洗処理を施こすことができる。

また、浸漬ドラムとして通水円筒体を利用して振動付与手段を構成したものでは、通水円筒体の上面を含む領域でシート状体を密着させて振動させるので、シート状体を確実に振動させて湯洗処理を行なうことができる。従って、湯洗効果をよりいっそう促進できる。また、浸漬ドラムに対する凹凸ドラムの回動数は変更できるから、シート状体の振動数を容易に変更することができる。

そして、本発明に係るシート湯洗処理装置によれば、直列に連結した複数基のシート湯洗処理ユニットで順に長尺のシート状体に緊張緩和や洗浄などの湯洗処理を施すので、個々のシート湯洗処理ユニットで処理能力を分担して湯洗処理を行なうことができる。従って、装置全体として処理能力の高いシート湯洗処理装置が提供される。尚、シート状体搬送速度を大きくすると個々のシート湯洗処理ユニットの湯洗処理能力が低下することは避けられないが、シート状体搬送速度を大きくすることにより低下する湯洗処理能力に見合ったユニット数のシート湯洗処理ユニットを直列に増設することにより、対処が可能となる。

本発明の一実施形態に係るシート湯洗処理ユニットの一部側断面を含む概略側面構成図である。 前記シート湯洗処理ユニットの背面図である。 前記シート湯洗処理ユニットの駆動部を示す部分正断面図である。 前記シート湯洗処理ユニットの動作を示す部分拡大断面図である。 本発明の別の実施形態に係るシート湯洗処理装置の側面構成図である。 従来のシート湯洗処理ユニットの一例を示す側面構成図である。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下に述べる実施形態は本発明を具体化した一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものでない。図１は本発明の一実施形態に係るシート湯洗処理ユニットの一部側断面を含む概略側面構成図、図２は前記シート湯洗処理ユニットの背面図、図３は前記シート湯洗処理ユニットの駆動部を示す部分正断面図である。
各図において、この実施形態に係るシート湯洗処理ユニット１は、支柱２，２間の基台３上に設置されたフレーム４と、フレーム４内に設置された温湯槽５と、温湯槽５の温湯Ｕ内に配置されて温湯槽５に対し回動自在に枢支された円筒状の浸漬ドラム６と、浸漬ドラム６内に収容されて浸漬ドラム６と独立に同軸心Ｃで同方向に回転する凹凸ドラム７と、を備えている。温湯Ｕの温度はシート状体Ｓの種類により適温が異なるが、概ね５０〜９５℃である。

フレーム４上には、シート状体Ｓ（この例では織成直後に展張された織物とする）を搬入するフィードロール１７が配備されている。フィードロール１７はモータＭ３により回転駆動される。フィードロール１７の搬入側寄りにはガイドロール１５とガイドロール１６が配備され、搬入側の支柱２の下部にはガイドロール１４が配備されている。フレーム４の側方にはフレーム２６が設けられている。このフレーム２６上に設けられた支持盤２６Ａに、ガイドロール２１と、シート状体Ｓを挟持して搬送する１対の搬出ロール２２，２３とが配備されている。搬出ロール２２はモータＭ４により回転駆動される。支柱２，２の上端に架設された梁２５の搬入側には、処理前のシート状体Ｓを搬入するためのガイドロール３７とガイドロール１３が配備されている。ガイドロール３７とガイドロール１３の間の梁２５には、シート状体Ｓのバタつき防止用としてシート状体Ｓにある程度の張力をかけるためのテンションロール１１，１２およびスイベルテンション部材３２が配備されている。ガイドロール１３からのシート状体Ｓは、ガイドロール１４、ガイドロール１５およびガイドロール１６を経てフィードロール１７に案内される。一方、搬出ロール２２，２３により搬出された処理済みのシート状体Ｓは、梁２５の搬出端部のガイドロール２４により案内されて搬出されるようになっている。また、出側ガイドロール１０とガイドロール２１との間には、シート状体Ｓにかかっている張力を検出するための張力検知ロール１８が配備されている。この張力検知ロール１８は、シート状体Ｓの収縮弛緩をできるだけ促がすためと、収縮弛緩のバラツキをなくすために設けられている。張力検知ロール１８は軸受台２０Ａに回動自在に枢支されている。軸受台２０Ａはバネ部材１９，１９を介して基台２０Ｂに弾性支持されている。基台２０Ｂは支持盤２６Ａに固定されている。

上記の凹凸ドラム７は、温湯Ｕが満たされた温湯槽５内で水平軸心回りに回転駆動されるようになっており、凸部７Ａと凹部７Ｂが周方向に繰り返し形成された凹凸周壁３３を有している。上記の浸漬ドラム６は、その外周面に多数の通水孔６Ａ，６Ａ，６Ａ，・・・を有する通水円筒体３４として構成されている。そして、温湯槽５の左右側壁の外側にはブラケットを介してボールベアリング２７，２７が取り付けられている。凹凸ドラム７はその回転軸８の両端がボールベアリング２７，２７に回動自在に枢支されている。回転軸８の一端部にはプーリ３８が固着され、このプーリ３８は無端ベルトなどの動力伝達機構（図示省略）を介してモータＭ１の駆動軸と連結されている。また、浸漬ドラム６の一端部には、全周にわたる駆動用歯車３０がドラム補強を兼ねて固設されている。この駆動用歯車３０は、ウォームギヤなどの動力伝達機構（図示省略）を介してモータＭ２の駆動軸と連結されている。そして、回転軸８の両側には、温湯槽５の両側側壁に形成されている軸穴２８，２８と回転軸８との間の水漏れを防止するメカニカルシール２９，２９が装着されている。

更に、温湯槽５内における浸漬ドラム６の上面６Ｃよりも下方位置には、フィードロール１７からのシート状体Ｓを浸漬ドラム６の上面６Ｃに案内する入側ガイドロール９と、浸漬ドラム６からのシート状体Ｓを張力検知ロール１８に案内する出側ガイドロール１０とが配備されている。すなわち、これらの入側ガイドロール９、浸漬ドラム６、および出側ガイドロール１０は、シート状体Ｓが入側ガイドロール９の下面９Ａ、浸漬ドラム６の上面６Ｃおよび出側ガイドロール１０の下面１０Ａに順次接するように配置されている。そして、モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４は、それぞれのドライバ（図示省略）の出力を制御する制御装置３５により駆動制御されるようになっている。制御装置３５は、例えばＣＰＵ、メモリ、データバスなどからなるマイクロコンピュータで構成される。

上記のように構成されたシート湯洗処理ユニット１の作用を次に説明する。この場合、ガイドロール３７、テンションロール１１、テンションロール１２、ガイドロール１３、ガイドロール１４、ガイドロール１５、ガイドロール１６、フィードロール１７、入側ガイドロール９、浸漬ドラム６、出側ガイドロール１０、張力検知ロール１８、ガイドロール２１、搬出ロール２２，２３、およびガイドロール２４に、順次、長尺のシート状体Ｓが掛け渡される。
まず、モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４が制御装置３５の指令信号により回転駆動される。その際、制御装置３５はシート状体Ｓの搬送速度が目標搬送速度となるようにモータＭ３を駆動してフィードロール１７の回転速度を制御する。同時に、制御装置３５は浸漬ドラム６外周面の周速がフィードロール１７におけるシート状体搬送速度よりも遅くなるようにモータＭ２の出力を制御する。尚、本発明におけるフィードロールのシート状体搬送速度は機械構成上で可能な速度であれば特に限定されないが、この実施形態におけるフィードロール１７の目標シート状体搬送速度は例えば４０ｍ／分程度（通常運転範囲は１〜５０ｍ／分）に設定してある。

この場合、制御装置３５は、浸漬ドラム６外周面の周速をフィードロール１７によるシート状体搬送速度の１０％ほど小さくするようにモータＭ２を駆動制御する。尚、フィードロール１７のシート状体搬送速度に対する浸漬ドラム６外周面の周速の減少分は０．５％以上５０％以下とするのが好ましい。モータＭ２から出力された回転駆動力は動力伝達機構および駆動用歯車３０を経て浸漬ドラム６に伝達される。また、制御装置３５は、凹凸ドラム７の回転速度が浸漬ドラム６の回転速度よりも高速となるようにモータＭ１の出力を制御する。モータＭ１の回転駆動力は動力伝達機構およびプーリ３８を経て凹凸ドラム７に伝達される。これらにより、シート状体Ｓはフィードロール１７から温湯槽５中のガイドロール９を経て、温湯Ｕ中で回転する浸漬ドラム６の外周面に供給される。

浸漬ドラム６および凹凸ドラム７において、図４に示すように、凹凸ドラム７の凹凸周壁３３の凸部７Ａが接近しつつある部分では温湯Ｕが浸漬ドラム６の通水孔６Ａから外部へ吐出され、凹部７Ｂが接近しつつある部分では通水孔６Ａから内部へ吸入される。すなわち、凹凸ドラム７の高速回転に伴って、温湯Ｕは前記のような吐出と吸入とが極めて短い周期で反復されて流動する。そこで、浸漬ドラム６の外周面に巻き付けられながら搬送されているシート状体Ｓは、浸漬ドラム６に対し最大１８００ｒｐｍで相対回転する凹凸ドラム７により浸漬ドラム６の通水孔６Ａ，６Ａ，６Ａ，・・・から出し入れされる温湯Ｕの最大数千ヘルツの振動流によって強く振動して効果的にほぐされたり、その表面が洗浄されたりする。すなわち、通水円筒体３４である浸漬ドラム６と、凹凸ドラム７とからなる構成が、通水円筒体３４により搬送されているシート状体Ｕに振動を与える振動付与手段３１の構成である。

一方で、浸漬ドラム６の外周面の周速は、フィードロール１７のシート状体搬送速度よりも遅いので、フィードロール１７から離れる部分より入側ガイドロール９を経て浸漬ドラム６の外周面に到達する部分までのシート状体Ｓは、シート状体搬送方向の張力が極めて小さくなり縮みやすくなっている。その後、シート状体Ｓは浸漬ドラム６の上面６Ｃに至るが、その自重により浸漬ドラム６の外周面に密着して大きな振動を受けることとなり、十分な湯洗処理を施されていっそう収縮することができる。すなわち、シート状体Ｓが浸漬ドラム６の下面６Ｂに接する構造である従来技術のように、シート状体Ｓがその自重により浸漬ドラム６の下面６Ｂから遊離して大きな振動を受けられずに十分な湯洗処理（張力緩和処理および洗浄処理）を受けられないといった不具合を生じないのである。これらにより、本実施形態のシート湯洗処理ユニット１は、清浄で質のよいシート状体Ｓを得ることができる。付記すると、温湯槽５内の浸漬ドラム６の下方位置において入側ガイドロール９と出側ガイドロール１０との間の距離を極力小さくするように、入側ガイドロール９および出側ガイドロール１０を配置すれば、浸漬ドラム６の外周面に接するシート状体Ｓの面積がより大きくなって、いっそう十分な湯洗処理を受けることができる。

尚、上記した実施形態のシート湯洗処理ユニット１を複数ユニット用いることも可能である。例えば、図５に示すシート湯洗処理装置４０は、３基のシート湯洗処理ユニット１（１），１（２），１（３）を直列に連結して構成されている。図中で、左側のシート湯洗処理ユニット１（１）から右側に向けてシート状体Ｓが順次搬送されるようになっている。１番目のシート湯洗処理ユニット１（１）の入側には、ガイドロール３７、テンションロール１１、スイベルテンション部材３２およびテンションロール１２が配備されている。２番目のシート湯洗処理ユニット１（２）のガイドロール３７は１番目のシート湯洗処理ユニット１（１）の出側のガイドロールを兼ねており、３番目のシート湯洗処理ユニット１（３）のガイドロール３７は２番目のシート湯洗処理ユニット１（２）の出側のガイドロールを兼ねている。３番目のシート湯洗処理ユニット１（３）の出側には、ガイドロール２４が配備されている。そして、シート湯洗処理ユニット１（１）の搬出ロール２２の出側には、ダンサーロール４２が配備されている。ダンサーロール４２は揺動アーム４３の先端部に回動自在に枢支され、揺動アーム４３の末端部はフレーム２６上部の枢支軸４４に揺動自在に支持されている。また、ダンサーロール４２の近傍位置で支柱２の途中には、ダンサーロール４２に対してシート状体Ｓを導入・導出するためのガイドロール４１およびガイドロール４５が配備されている。前記と同様の構成で、シート湯洗処理ユニット１（２）の出側にもダンサーロール４２およびガイドロール４１，４５が配備されている。

個々のシート湯洗処理ユニット１（１），１（２），１（３）は統合型制御装置３６により統括的に制御される。このシート湯洗処理装置４０の目標シート状体搬送速度は最終（３番目）のシート湯洗処理ユニット１（３）の搬出ロール２２，２３により制御されるようになっており、シート湯洗処理ユニット１（１），１（２），１（３）の各制御量の偏差は順次入側のシート湯洗処理ユニット１に遡ってフィードバックされ吸収される。そして、シート湯洗処理ユニット１（１）〜シート湯洗処理ユニット１（２）間とシート湯洗処理ユニット１（２）〜シート湯洗処理ユニット１（３）間の張力変動は、それぞれの間にあるダンサーロール４２で吸収される。このようにして、シート状体Ｓは直列のシート湯洗処理ユニット１（１），１（２），１（３）で順に湯洗処理が施されるのである。

このシート湯洗処理装置４０によれば、直列に連結した３基のシート湯洗処理ユニット１（１），１（２），１（３）で順にシート状体Ｓに湯洗処理を施すので、個々のシート湯洗処理ユニット１で処理能力を分担して湯洗処理を行なうことができる。従って、装置全体として処理能力の高い装置が提供される。因みに、シート状体Ｓの種類によっては処理時間に差があるが、シート状体Ｓに所定レベルの湯洗処理を施すためには、それに応じたユニット数のシート湯洗処理ユニット１を直列に連結して用いればよい。

また、上記の実施形態では、ドラム外周面に多数の通水孔を有する浸漬ドラムと、凹凸ドラムとから振動付与手段を構成した例を示したが、本発明はそれに限定されるものでない。それらに替えて、例えば浸漬ドラムのドラム外周面に巻きついているシート状体に向けて高圧水を連続または間欠的に噴きつけてシート状体を振動させるようなジェット水流噴射手段を、振動付与手段として用いることもできる。あるいは、浸漬ドラムの内部または外部近傍位置に配備されていて、ドラム外周面のシート状体を振動させるような超音波出射機構を、振動付与手段として用いてもよい。

そして、上記では、シート状体として、織成直後に展張された織物を用いる例が示されたが、本発明のシート状体としては前記の織物に限定されず、例えば編物、不織布、穴あき合成樹脂製シートなどを用いることも可能である。前記の穴あき合成樹脂製シートの場合、シート表面の洗浄が湯洗処理の主目的となる。
また、上記では、浸漬ドラム６に対し凹凸ドラム７を同方向に回転させた例を示したが、本発明は、浸漬ドラムの回転方向と反対の方向に凹凸ドラムを回転させるシート湯洗処理ユニットも含んでいることは言うまでもない。

１ シート湯洗処理ユニット
５ 温湯槽
６ 浸漬ドラム
６Ａ 通水孔
６Ｃ 上面
７ 凹凸ドラム
７Ａ 凹部
７Ｂ 凸部
８ 回転軸
９ 入側ロール
９Ａ 下面
１０ 出側ロール
１０Ａ 下面
２２ 搬出ロール
２３ 搬出ロール
３１ 振動付与手段
３３ 凹凸周壁
３４ 通水円筒体
３５ 制御装置
３６ 統合型制御装置
４０ シート湯洗処理装置
Ｍ１〜Ｍ４ モータ
Ｓ シート状体
Ｕ 温湯

Claims (3)

1. 温湯を貯留する温湯槽と、温湯槽の温湯内で回転して長尺のシート状体をドラム外周面に随伴させる浸漬ドラムと、浸漬ドラムへシート状体を送り込むフィードロールと、温湯槽内に配備されていてフィードロールからのシート状体を浸漬ドラムへ案内する入側ガイドロールと、浸漬ドラムにより搬送されているシート状体に振動を与える振動付与手段と、浸漬ドラムからのシート状体を搬出する搬出ロールと、温湯槽内に配備されていて浸漬ドラムからのシート状体を搬出ロールへ案内する出側ガイドロールと、浸漬ドラムのドラム外周面の周速度をフィードロールのシート状体搬送速度よりも遅くする速度制御手段と、を備えたシート湯洗処理ユニットにおいて、シート状体が入側ガイドロールの下面、浸漬ドラムの上面および出側ガイドロールの下面に順次接するように、入側ガイドロール、浸漬ドラムおよび出側ガイドロールが配置されていることを特徴とするシート湯洗処理ユニット。
2. 浸漬ドラムが、ドラム外周面に多数の通水孔を有する通水円筒体で構成され、振動付与手段が、通水円筒体と、通水円筒体よりも高速で回転するように通水円筒体内に配備されるとともに凹部と凸部が周方向に繰り返し形成された凹凸周壁を有する凹凸ドラムと、を備えて成り、回転する通水円筒体のドラム外周面に巻き付けられながら搬送されるシート状体を、通水円筒体に対する凹凸ドラムの相対回転により通水円筒体の通水孔から出し入れされる温湯によって振動させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシート湯洗処理ユニット。
3. 請求項１または請求項２に記載のシート湯洗処理ユニットを複数基直列に連結して構成されていて、前記直列のシート湯洗処理ユニットで順に長尺のシート状体に湯洗処理を施すことを特徴とするシート状体湯洗装置。

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