JPH04503193A - print receptivity coating - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 注出」 ■肛」 非衝撃印刷は、イオンデポジションプリンター、レーザプリンター、ゼロックス 商標タイププリンター、インクジェットプリンター及びサーマルトランスファー プリンターによる如くトーナーまたは他の印刷媒体(以下「トーナー」と総称) を支持体に適用することによって遂行される。かかる印刷には、紙、プラスチッ ク及びビニルの如き多種の支持体が用いられる。[Detailed description of the invention] "Pouring" ■Anus” Non-impact printing can be done using ion deposition printers, laser printers, or Xerox printers. Trademark type printer, inkjet printer and thermal transfer Toners or other printing media (collectively referred to as "toners") such as those produced by printers This is accomplished by applying to the support. Such printing can be done on paper, plastic A wide variety of supports can be used, such as wood and vinyl.
叙上の支持体へのトーナー付着は全(満足しつるというわけでない0通常の取扱 の間、支持体に印刷されたトーナーの摩擦によって、特にトーナーが支持体に圧 力融着しているに過ぎないイオンデポジションプリンターで印刷されたトーナー の場合、部分的に剥離してくる。Toner adhesion to the substrate described above is not completely satisfactory. During this period, the friction of the toner printed on the support causes the toner to press against the support. Toner printed with an ion deposition printer that is only force fused In this case, it will peel off partially.
レーザプリンター及びゼロックス商標タイププリンターは、それらが圧力及び熱 によって支持体に融着するので少し良好な付着をもたらす。Laser printers and Xerox trademark type printers require that they This results in slightly better adhesion as it fuses to the support.
かかる付着を改良しかつトーナーを耐摩擦性にするニーズが存在する。これらの 目的が本発明の主題である。A need exists to improve such adhesion and make toners rub resistant. these That purpose is the subject of the present invention.
本」1乱9」【I 改良されたトーナーの付着及び耐摩擦性は、特に室温で圧力単独により溶融する トーナーに関し達成されうることが見出された。この改良された付着は、フィル ム固定付属品を用い、硬化ないし乾燥時、レオメトリクス・メカニカル・スペク トロメーター、モデル800上25℃、10ラジアン/秒の度数で測定するとき 約0.01XlO@〜26X10”ダイン/ c m ”範囲のダイナミック・ ストレージ引張弾性率を有する印刷受理性被覆を形成するのに適したポリマーフ ィルム形成性材料を印刷支持体に適用することによって達成される。この弾性率 範囲で、被覆は、変形しかつトーナーを受容するのに十分軟らかであって、しか も過度の汚れを伴わずまた通常の取扱の間トーナーを被覆から剥離することなく 、かつまた印刷機内のローラーによる接触時送られて(ろ紙同士が付着したり機 械が詰まって動かなくなったり(ジャミング)するほど軟らか(はない。Book "1 Ran 9" [I Improved toner adhesion and rub resistance, especially when melted by pressure alone at room temperature It has been discovered that what can be achieved with respect to toners. This improved adhesion During curing or drying, rheometrics, mechanical specs Trometer, Model 800 when measuring at 25°C and 10 radians/sec. Dynamic range of approximately 0.01XlO@~26X10" dyne/cm" Polymer films suitable for forming print-receptive coatings with storage tensile modulus This is accomplished by applying a film-forming material to the printing support. This elastic modulus within the range, the coating is soft enough to deform and accept the toner, but only without undue soiling and without peeling the toner from the coating during normal handling. , and may also be fed when the rollers in the printing machine contact each other (filter papers may stick to each other or the machine may It is not so soft that it causes the machine to jam and become jammed.
印刷受理性被覆は多種の支持体に有利に適用されつるけれども、好ましい支持体 は圧縮性支持体であり、最も好ましくは紙の如き多孔質圧縮性支持体または感圧 ラベル構造である。Although print-receptive coatings can be advantageously applied to a wide variety of substrates, preferred substrates include is a compressible support, most preferably a porous compressible support such as paper or a pressure sensitive support. It is a label structure.
印刷受理性被覆を形成するのに適しており、また硬化ないし乾燥時上記の如き弾 性率範囲を有する限り、事実上任意のポリマーフィルム形成性材料を被覆として 用いることができる。It is suitable for forming print-receptive coatings, and is also suitable for forming print-receptive coatings, and when cured or dried, Virtually any polymeric film-forming material can be used as a coating as long as it has a Can be used.
本発明の筆覆を形成するのに用いられるポリマーフィルム形成性材料は、水基剤 エマルジョン若しくは有機溶剤系を用い或はトーナーのトランスファー前紫外線 (UV)ないし電子ビーム放射線で硬化する100%固形分反応系を用いて調製 され得、また支持体に適用され得、そしてまた該支持体上で硬化ないし乾燥され つる。印刷受理性被覆の被覆粘度は、最も好ましい多孔質支持体への過度な浸透 を防止するのに十分高くあるべきである。The polymeric film-forming materials used to form the brush covers of the present invention are water-based Using emulsion or organic solvent system or UV irradiation before toner transfer Prepared using a 100% solids reaction system that is cured by (UV) or electron beam radiation. can be applied to a support and also cured or dried on the support. Vine. The coating viscosity of the print receptive coating is most preferably should be high enough to prevent
被覆は、単一カットシート用またはラベル面素材用の表面として実用性を有する 。それは、接触バーコード読取り装置がバーコードイメージを削り取らないよう にする際の印刷バーコードに特に有用である。The coating has utility as a surface for single cut sheets or for label facing materials . It prevents contact barcode readers from scraping the barcode image. It is particularly useful when printing barcodes.
本発明の100%固形分反応系の被覆形成に用いるのに適した特定のポリマー材 料は、アクリル化ウレタンオリゴマー、アクリル化エポキシオリゴマー及びポリ アクリルオリゴマーよりなる群から選ばれるアクリル化オリゴマーまたはそれら の混合物である。Certain polymeric materials suitable for use in forming coatings of the 100% solids reaction systems of the present invention The materials include acrylated urethane oligomers, acrylated epoxy oligomers and polyesters. Acrylated oligomers selected from the group consisting of acrylic oligomers or those It is a mixture of
LL翌翌且l上 印刷受理性被覆を形成するのに適したポリマー材料の典型的な処方物を下記表■ に記載する。LL next day and above Typical formulations of polymeric materials suitable for forming print-receptive coatings are shown in the table below. Describe it in
表Iの各処方物のダイナミック・ストレージ引張弾性率E゛、ダイナミック引張 損失弾性率E”及び損失正接(tan d=E”/E’)を下記表Hに示す。表 中、各硬化処方物は、そのモジュラスが高まるにつれ最も軟らかい被覆(No、 12)から最も硬い被覆(No。Dynamic storage tensile modulus E゛ of each formulation in Table I, dynamic tensile The loss modulus E'' and loss tangent (tan d=E''/E') are shown in Table H below. table In the middle, each cured formulation has the softest coating (No. 12) to the hardest coating (No.
7)に格付けされる。7).
表IIはまた、比較のために10〜100ラジアン/秒の度数を用いて各処方物 のモジュラスを記している。Table II also shows each formulation using a frequency of 10-100 rad/sec for comparison. The modulus of is written.
0.1秒(10ラジアン/秒の度数に相当)という時間は、溶融操作の間任意の 所定トーナー粒子に圧力を加える時間に近似し、またその度数での被覆モジュラ スはトーナーの付着力及び耐摩擦性を測定するのに重要なパラメーターであると 信じられる。A time of 0.1 seconds (equivalent to degrees of 10 radians/second) is given at any given time during the melting operation. Approximate the time to apply pressure to a given toner particle and the coating modulus at that frequency. is an important parameter for measuring the adhesion and abrasion resistance of toners. Believable.
ボイス・カスケード社(Boise Ca5cadeCO9)製の20 lb/ 連のイオンデポジション銘柄ボンド紙に適用される紫外線硬化性被覆は300W /in中圧水銀蒸気UVランプによって硬化せしめられた。適用時の被覆粘度は 、スピンドルN096を用いるブルックフィールド粘土計によりioOrpmで 測定したとき350〜2500cps範囲であった。これらの条件下で、良好な 表面被覆が、多孔質シートへの有害な浸透を伴うことな(表面上にもたらされた 。線速度は70ft/分であったe 24 L nの乾燥距離への適用は1.7 秒の硬化時間をもたらした。すべての被覆は30ダイン/ c m ”より大き な表面エネルギーを有した。紫外線硬化性被覆はフレキソ印刷技法で施されたが 、しかし斯界に知られた他の被覆技法を用いることもできる。20 lb/manufactured by Boise Ca5cade CO9 The UV curable coating applied to the ion deposition grade bond paper is 300W. /in medium pressure mercury vapor UV lamp. The coating viscosity when applied is , at ioOrpm by Brookfield Claymeter using spindle N096. When measured, it was in the range of 350 to 2500 cps. Under these conditions, a good The surface coating is applied without harmful penetration into the porous sheet (i.e., . The linear velocity was 70 ft/min.The application to the drying distance of e24Ln was 1.7 Resulting in a curing time of seconds. All coatings are greater than 30 dynes/cm” It had a high surface energy. The UV-curable coating was applied using a flexographic printing technique. , but other coating techniques known in the art may also be used.
被覆の所要重量は0.5〜5 g / m ”である。The required weight of the coating is 0.5-5 g/m''.
12 0.3 1.2 0.33 1.16 1.10 0.979 0.9 1.0 0.28 0.40 G、31 0.40II 2.2 2.5 1. 24 0.23 0.11 0.091 5.9 9.1 1.89 2.36 0.32 0.265 6.2 9.1 1.72 2.21 0.28 0 .2410 7.6 10.7 2.20 2.68 0.29 0.256 g、5 11.2 1.79 1.95 0.21 0.174 8.7 11 .1 1.53 1.63 0.18 0.158 10.2 13.0 1. 50 1.96 0.15 G、153 21.2 22.4 0.74 0. 85 G、04 0.047 25.9 2g、6 2.10 2.17 0. 08 0.08表田は、本発明の被覆にトーナーがどれほど十分に付着するかの 尺度を示す、被覆を、20 lbボンド紙に既述の如く施した。該被覆紙上に、 その上のトーナーを圧力単独により、英数字式テストパターンをイメージとして 使用する室温操作のデルファックス(Del−phax) ・エンジンS−30 00を用いたC、イト−(Itoh) ・エレクトロニクスのモデル、メガライ ン/30プリンターで溶融させることによって、トーナーを印刷した。ジャミン グ若しくはブロッキングに対しすぐれた性能を示すこの複数ロール機を通して輸 送問題は経験されなかった。トーナーは、イングランド、ケント州所在のコーチ ス(Coatea) ・スペシャル・プロダクツ社の製品デルファックス・モノ コンポーネント・イオンデポジシ目ントーナーであった。lシートの未被覆紙( 対照)に印刷したトーナーと、表1に記載の如き異なる8種類の被覆処方物を有 する8シートの被覆紙に印刷したトーナーに接着テープ(スコッチ61O)を適 用した。その結果を表■に示す、接着テープは、未被覆紙からトーナーのほとん どを剥離したが、処方物1〜8を有する紙からは、それらの判読率に悪影響する 程十分にはトーナーを剥離しなかった。12 0.3 1.2 0.33 1.16 1.10 0.979 0.9 1.0 0.28 0.40 G, 31 0.40II 2.2 2.5 1. 24 0.23 0.11 0.091 5.9 9.1 1.89 2.36 0.32 0.265 6.2 9.1 1.72 2.21 0.28 0 .. 2410 7.6 10.7 2.20 2.68 0.29 0.256 g, 5 11.2 1.79 1.95 0.21 0.174 8.7 11 .. 1 1.53 1.63 0.18 0.158 10.2 13.0 1. 50 1.96 0.15 G, 153 21.2 22.4 0.74 0. 85 G, 04 0.047 25.9 2g, 6 2.10 2.17 0. 08 0.08 Omoteda is a test of how well the toner adheres to the coating of the present invention. The scaled coatings were applied to 20 lb bond paper as described above. On the coated paper, Apply pressure alone to the toner on top of it, using an alphanumeric test pattern as an image. Del-phax S-30 engine operated at room temperature C, Itoh, electronics model using 00, Megarai The toner was printed by fusing on a 1/30 printer. jammin This multi-roll machine exhibits excellent performance against blocking or blocking. No delivery problems were experienced. Toner is a coach based in Kent, England. Coatea Special Products Co. product Delfax Mono The component was an ion deposit eye toner. l sheet of uncoated paper ( control) and eight different coating formulations as listed in Table 1. Apply adhesive tape (Scotch 61O) to the toner printed on 8 sheets of coated paper. used. The results are shown in Table ■. However, from papers with formulations 1 to 8, their legibility was negatively affected. It did not remove the toner sufficiently.
上記の如く剥離されるトーナー量はその判読率に関して測定され、また該判読率 は、マクベス社製のPCMn装置によって測定される。PCMff装置は、印刷 コントラストすなわち紙の反射率に対する印刷イメージの反射率に関し判読率を 測定して、表■及び表■に記載の如き印刷コントラスト読取り値を与える。印刷 コントラスト読取り値は、装置の十進読取り値の100倍すなわち%値として表 ■及び表■に記録される。PCMnは0.008inの読取り直径を有する。測 定値は、rBJ及びrEJの如き文字の水平部分と垂直部分との交点で取られた 5〜7の読取り値の平均であった。70%以上の印刷コントラストの読取り値は 概ね判読可能である。The amount of toner removed as described above is measured with respect to its legibility, and the legibility is measured by a Macbeth PCMn device. PCMff device prints Contrast, that is, the reflectance of the printed image relative to the reflectance of the paper. Measure and give print contrast readings as listed in Tables 1 and 2. printing Contrast readings are expressed as 100 times the decimal reading of the instrument or as a percentage. Recorded in ■ and table ■. PCMn has a read diameter of 0.008 inches. measurement Fixed values are taken at the intersection of the horizontal and vertical parts of letters such as rBJ and rEJ. It was an average of 5-7 readings. Print contrast readings of 70% or higher are Generally legible.
表■及び表■に記載の印刷コントラスト測定値は、3050Kを給源とする「C 」フィルターを用いたPCMff装置により得られた。「C」フィルターは約6 39 nm〜l110nmの応答範囲を有し、また波長800nmにおける中心 的ピーク応答を有する。The print contrast measurements listed in Tables ■ and Table ■ are based on "C ” was obtained by a PCMff device using a filter. "C" filter is about 6 It has a response range of 39 nm to 110 nm, and the center at a wavelength of 800 nm. has a specific peak response.
表−一■ 1 5.9 9.1 95.8 94.55 6.2 9.1 9L8 95. 16 8.5 11.2 96.4 94.54 8.7 11.1 95.9 88.68 10.2 13.0 9B、6 89.32 14.1 1?、 0 95.6 93.0表■は、イメージとして別異の英数字式テストパターン を使用するPCMnで行った測定結果を示す。Table-1■ 1 5.9 9.1 95.8 94.55 6.2 9.1 9L8 95. 16 8.5 11.2 96.4 94.54 8.7 11.1 95.9 88.68 10.2 13.0 9B, 6 89.32 14.1 1? , 0 95.6 93.0 Table ■ is a different alphanumeric test pattern as an image The results of measurements performed using PCMn are shown.
表−一■ エベクリル(Ebecry 1.)4833は、本発明に用いられるアクリル化 ウレタンオリゴマーの商標名で、バージニア州ノーフォーク所在のラドキュア・ スペシャルチス(Radcu、re 5pecialties)より市販されて いる。エベクリル4833は、インシアナイドとポリエステルポリオールとを反 応させてウレタン主鎖を得、これにアクリル酸を反応させてアクリル化ウレタン モノマーを生成することにより調製される。本発明に用いられるアクリル化ウレ タンオリゴマーは約1.500の分子量及び2の官能価を有する。このオリゴマ ーは約90重量%の固形分を構成し、残部は希釈用反応性モノマー、N−ビニル −2−ピロリドンである。Table-1■ Ebecryl (Ebecry 1.) 4833 is an acrylic acid used in the present invention. A trade name for urethane oligomers manufactured by RadCure, Norfolk, Virginia. Commercially available from Radcu, re 5 specialties There is. Ebecryl 4833 reacts with incyanide and polyester polyol. This reaction yields a urethane main chain, which is then reacted with acrylic acid to produce acrylated urethane. Prepared by producing monomers. Acrylated urea used in the present invention Tan oligomers have a molecular weight of about 1.500 and a functionality of 2. This oligomer - constitutes about 90% solids by weight, the remainder being diluent reactive monomer, N-vinyl -2-pyrrolidone.
この、希釈用モノマーを含むオリゴマーは0〜3の酸価、1〜3の色並びに14 0@Fにおける1670〜2670の粘度及び160″Fにおける775〜11 75の粘度を有する。1ガロン当りの重量は9.2〜9.41bである。This oligomer containing a diluent monomer has an acid number of 0 to 3, a color of 1 to 3, and a color of 14 Viscosity of 1670-2670 at 0@F and 775-11 at 160"F It has a viscosity of 75. Weight per gallon is 9.2-9.41b.
エベクリル769は、本発明に用いられるポリアクリルオリゴマーの商標名で、 バージニア州ノーフォーク所在のラドキュア・スペシャルチスより市販されてい る。Ebecryl 769 is the trade name of the polyacrylic oligomer used in the present invention. Commercially available from RadCure Specialties, Norfolk, Virginia. Ru.
工ベクリル769は、約74重量%のポリアクリルオリゴマーと約26重量%の アクリル酸インボルニルよりなるブレンドである。このブレンドは下記特性を有 する:比重1.06、蒸気圧<0.3mm水銀、揮発減量く0.3重量及び蒸発 速度く1.酢酸ブチルの蒸発速度は1であり、水溶性は欠如している。Becryl 769 contains about 74% by weight polyacrylic oligomer and about 26% by weight It is a blend consisting of inbornyl acrylate. This blend has the following properties: :Specific gravity 1.06, vapor pressure <0.3mm mercury, volatilization loss 0.3weight and evaporation Speed 1. Butyl acetate has an evaporation rate of 1 and lacks water solubility.
本発明に用いられるエベクリル4883は、ウレタンアクリレートオリゴマー約 85重量%とアクリレートモノマートリプロピレングリコールジアクリレート約 15重量%とのブレンドである。それは、ウィスコンシン州ボートワシントン所 在のラドキュア社より市販されている。このブレンドは蒸気圧<0.1mm水銀 、分子量約1500、比重的1.10、揮発減量〈0.3重量及び蒸発速度〈1 を有し、酢酸ブチルの蒸発はlである。Ebecryl 4883 used in the present invention is a urethane acrylate oligomer. Acrylate monomer tripropylene glycol diacrylate with 85% by weight approx. 15% by weight. It's Wisconsin Boat Washington It is commercially available from Radocure Inc. This blend has a vapor pressure of <0.1 mm mercury. , molecular weight approximately 1500, specific gravity 1.10, volatilization loss <0.3 weight and evaporation rate <1 and the evaporation of butyl acetate is l.
本発明に用いられるCMD3703は、上記のラドキュア社より市販されている アクリル化エポキシオリゴマー、特にヒドロキシプロピルアクリレート5%を添 加したアミン変性ビスフェノールAタイプエポキシ樹脂のジアクリレートエステ ルの商標名である。それは2.0OOcpsの粘度(65℃)、3〜4のガード ナーカラー、3の酸価、834の理論分子量及び2の理論官能価を有する。CMD3703 used in the present invention is commercially available from the above-mentioned Radocure Company. Added acrylated epoxy oligomer, especially 5% hydroxypropyl acrylate. diacrylate ester of amine-modified bisphenol A type epoxy resin It is the trademark name of Le. It has a viscosity of 2.0OOcps (65℃), a guard of 3-4 It has an acid number of 3, a theoretical molecular weight of 834 and a theoretical functionality of 2.
種々の反応性希釈剤を本発明に(15%以下で)用いることができ、その典型的 な例はN−ビニル−2−ピロリドン、トリメチロールプロパントリアクリレート 、1.6−ヘキサンジオールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレ ート及び酢酸ビニルである。A variety of reactive diluents can be used in the present invention (up to 15%), typical of which Examples are N-vinyl-2-pyrrolidone, trimethylolpropane triacrylate. , 1,6-hexanediol diacrylate, diethylene glycol diacrylate vinyl acetate and vinyl acetate.
種々の光開始剤を本発明に用いることができ、その典型的な例は2.2−ジェト キシアセトフェノン、N−メチルジェタノールアミ′ン及びベンゾフェノンであ り、これらはすべて、コネチカット州ノースヘブン所在のアップジョン社の製品 である。A variety of photoinitiators can be used in the present invention, a typical example of which is 2.2-jet. oxyacetophenone, N-methyljetanolamine and benzophenone. All products are manufactured by Upjohn Co., North Haven, CT. It is.
Z6040は、ミシガン州ミツドランド所在のダウ・コーニング社が製造してい るシランカップリング剤の商品名で、本発明に用いられる。それは1.070の 比重及び3cStの粘度(25℃)を有する。The Z6040 is manufactured by Dow Corning, Midland, Michigan. It is a trade name of a silane coupling agent used in the present invention. It is 1.070 It has a specific gravity and a viscosity (25°C) of 3 cSt.
本発明に用いられるジョンクリル80は、粘度400cps、重量8.7 lb /ガロン及びpH8,3の物性を有する、ポリオレフィンないし箔への接着用乳 状外観アクリルポリマー分散体に関するウィスコンシン州うシン所在のS、C, ジョンソン・アンド・サン社の商品名である。Joncryl 80 used in the present invention has a viscosity of 400 cps and a weight of 8.7 lb. Milk for adhesion to polyolefins or foils with physical properties of /gallon and pH 8.3 S.C., U.S., Wisconsin, regarding acrylic polymer dispersions in appearance and appearance. It is a product name of Johnson & Son Company.
ロブレックスAC−1533は、固形分46〜47%、pHs、8〜9.2、密 度8.8 lb/USガロン(湿潤時)及び9.43 1b/ガロン(乾燥時) 。Robrex AC-1533 has a solid content of 46-47%, pHs of 8-9.2, and a 8.8 lb/US gallon (wet) and 9.43 lb/US gallon (dry) .
中和アミンとしてのN + N 、−ジメチルアミノエタノール、最低フィルム 形成温度21℃及びジョン(Tuk。N+N,-dimethylaminoethanol as neutralized amine, minimum film Formation temperature 21°C and John (Tuk).
n)硬度(KHN)6〜7の特性を有するヒドロキシル官能アクリルエマルジョ ンポリマーに関するペンシルバニア州フィラデルフィア所在のローム・アンド・ ハース社の商品名である。n) Hydroxyl functional acrylic emulsion with hardness (KHN) properties of 6-7 Rohm & Co., Philadelphia, Pennsylvania, regarding It is a product name of Haas Corporation.
つや消し剤0K412は、Si Oz含分99%、4%水性懸濁物のpH6、タ ップ密度120g/1.比重19、屈折率1,45及び平均粒度3 1mを有す る微細シリカに関するデグッサ(Degussa)社の商標名である。Matting agent 0K412 is a 4% aqueous suspension with a SiOz content of 99% and a pH of 6. Pop density 120g/1. It has a specific gravity of 19, a refractive index of 1.45 and an average particle size of 3.1 m. Degussa's trademark for finely divided silica.
圧力溶融から紙に与えられる過剰光沢は有害と認められつる。その場合、表Vに 例示する如(、被覆の光沢を低下させるのに、シリカの如きつや消し剤を適当量 加えることができる。表Vの光沢測定は、ガードナーGG−9095多角光沢計 によって実施された。表V中、処方物10は、シリカの添加以外は処方物lと同 じである。The excessive gloss imparted to the paper from pressure fusing is recognized as harmful. In that case, Table V For example, use a suitable amount of a matting agent such as silica to reduce the gloss of the coating. can be added. Gloss measurements in Table V were performed using a Gardner GG-9095 polygonal gloss meter. It was carried out by In Table V, Formulation 10 is the same as Formulation 1 except for the addition of silica. It is the same.
表−−y 開示のため本明細書中で選んだ本発明の具体化は現在好ましいと認められるけれ ども、本発明は、開示した具体化すべてにおいて1本発明の精神及び範囲に入る 変更ないし修正すべてを網羅するものと理解されるべきである。Table--y The embodiments of the invention selected herein for disclosure are presently recognized as preferred. However, the present invention in all disclosed embodiments falls within the spirit and scope of the invention. It should be understood to cover all changes or modifications.
国際調査報告international search report
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