JPH06501234A - 鉱滓綿繊維を製造する方法および装置 - Google Patents

鉱滓綿繊維を製造する方法および装置

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JPH06501234A JP3515472A JP51547291A JPH06501234A JP H06501234 A JPH06501234 A JP H06501234A JP 3515472 A JP3515472 A JP 3515472A JP 51547291 A JP51547291 A JP 51547291A JP H06501234 A JPH06501234 A JP H06501234A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 鉱滓綿繊維を製造する方法および装置 曲面を有するハウジング、 実質的に水平な異なる軸を中心に回転するために前記前面にそれぞれ取り付けら れた一組の繊維形成用ロータであって、これらのロータが回転すると、上部のロ ータの外面上に注がれた溶融液が次のロータの外面上に、または次々にそれぞれ 次のロータの外面上に投げ出され、モして鉱滓綿繊維が次のまたはそれぞれの次 のロータから放出されるように配置されたロータ組、および次のまたはそれぞれ の次のロータの外面の周りにかつ接近してハウジングの前面に亘って延び、外面 近《にかつ実質的に平行にそのロータ外面から軸方向に鉱滓綿繊維を運ぶ細流成 分を有する空気ブラストを放出する空気供給スロットから成る、前記次のまたは それぞれの次のロータと協同して鉱滓綿繊維を採集する手段、および軸方向に対 して放出空気の角度を選択する指向手段から成る装置を用いて鉱物溶融液から鉱 滓綿繊維を製造することは知られている。
この一般型の装置はGB 1,559,117に記載されている。特に、空気の 指向手段がロータの外面上のロータと共に回転し、ロータの回転速度と同じであ る供給空気に接線成分を与えるブレードである1つの装置を記載している。しか しながら、この特許は指向手段が前記スロット中に取り付けられたブレードであ り、またこれが空気の流れおよびロータの外面に沿うその方向を変えることを可 能とすることも記載している。従って、空気の接線速度をロータの回転速度によ って指図する代わりに、ブレードをセットする角度を選択することによって指図 することができる。空気流が全ロータに沿って均一である代わりに、スロットの 開口をある領域で閉じるか細くしてその領域で空気の流れを減少させることがで きる。特に、溶融液がロー夕組みの1つのロータから次のロータに流れる場合に これらのロータ間の空間での空気の流れを遮断して溶融液の流れに対する撹乱冷 却効果を減じることも可能である。従って、ブレードを含むスロットがロータそ れぞれの外面の残りの少な(とも大部分の周りに延びていると推断される。その 結果、スロットは最も下の一対のロータの隣接下部間に及んでいる。
鉱滓綿繊維を製造する場合、通常、繊維が一組のロータから軸方向に運ばれてい る間に結合剤が繊維中に噴霧される。そして、結合剤は繊維とできるだけ分散さ れるのが望ましい。
通常、ある種のショット状または粗大繊維が一組のロータから放出され、またこ れらのロータの下のわずかに前方に、ロータを収容する室から鉱滓綿を除去する コンベアまたは他の適切な搬送装置の直前に位置するピットに集めることができ る。これらのショット状および粗大繊維はピットに集められて、溶融液に再生さ れる。ビットに集められる良質の繊維の量をできるだけ少なくするのが当然望ま しい。
本発明によれば、前面を有するハウジング、実質的に水平な異なる軸を中心に回 転するために前記ハウジングの前面にそれぞれ取り付けられた一組のロータであ って、これらのロータが回転すると、上部のロータの外面上に注がれた鉱物溶融 液が次のロータの外面上に、または次々にそれぞれ次のロータの外面上に投げ出 され、そして鉱滓綿繊維が次のまたはそれぞれの次のロータから放出されるよう に配置されたロータ組、次のまたはそれぞれの次のロータの周りにかつ接近して ハウジングの前面に亘って延び、ロータの外面近(にかつ実質的に平行にそのロ ータ外面から軸方向に鉱滓綿繊維を運ぶ細流成分を有する空気ブラストを放出す る空気供給スロットから成る、前記次のまたはそれぞれの次のロータと協同して 鉱滓綿繊維を採集する手段、および軸方向に対して放出空気の角度を選択する指 向手段から成る鉱滓綿を製造する装置であって、少なくとも一組のロータの最後 のロータと協同するスロット中の前記指向手段が該ロータと相互循環的である高 角度と低角度の間でスロットの長さに沿って変化する軸方向に対する角度で空気 を導くように配置されていることを特徴とする装置が提供される。
従って、空気流はスロットの長さに沿って異なる角度でスロットから出てくる。
この手段によって、周囲装置に対する各位置の所在に応じてスロットに沿う異な る位置で空気の接線速度を最適にすることが可能となる。
均一で低密度の繊維生成物の形成を容易にするので各スロットの少なくとも一部 に空気流に対する強い接線成分が存在することが望ましい。従って、指向手段は スロットの長さの一部に亘ってロータ外面と相互循環的であり、軸方向に対して 比較的高い角度、即ち少なくとも20°、通常は少なくとも30’、多くは少な くとも4゜0で空気を導くべきである。これが約50または656以上であるの は、これらの高角度が一組のロータから繊維を搬送するのに十分な軸流を供給す るのをますます困難にするので一般に望ましくない。
一般に、最高角度は45°以下、しばしば約42°である。
しかしながら、これらの高角度は各ロータのある位置では、これらの位置におい てより軸方向の(より接線方向ではない)空気流れがより良好な結果を与えるの で望ましくないことが立証された。従って、これらの位置において、空気流は低 角度で出て(るべきである。この低角度は一般に前記高角度より少な(とも10 ”低い角度である。高角度が30〜45″の範囲であり、そして低角度が少な( ともそれより10’低く、10〜25#の範囲である場合に、しばしば好適な結 果が得られる。
本発明の特に重要で、好ましい態様において、低角度は少な(とも1つのスロッ トの長さの少な(とも一部に亘って0〜156、多くは0−1O″、好ましくは O〜56の範囲であり、最も好ましくは0°である。ある場合に、低角度は非常 に小さい(例えば、O〜5°)逆回転角度であってもよい。
強い接線成分が望ましくない1つの例は回転面に対する接線が、例えば垂直線に 対して±45°の角度で下方に延びる場合である。
なぜならばこの接線方向の空気流の付加が繊維を下方に吹き飛ばし易く、繊維が 結合剤と適切に混合できず、またビット中に吹き飛ばされるかもしれないからで ある。従って、この領域では指向手段をスロットの他の部分におけるよりも低い 角度で曲げるのが望ましい。
特に、最も下に位置するロータ対が隣接する回転面に対する接線を下方に向けて 反対の方向に回転し、またこれらの各ロータの周りに空気供給スロットがあり、 これらの空気供給スロットがロータの隣接部間に延びているのがしばしば好まし い。これらのスロットの両方からの空気流中に強い接線成分がある場合、これは 最後のロータ対が互いに接近している場合にそれらのそれぞれから放出される繊 維に非常に強い下降力を与え、よって結合剤の分散を悪くし、またビットへの良 質繊維の損失を特に高くしがちである。これらの領域での指向手段の角度を緩和 することによって、空気流が強い軸流成分を有し、それゆえ採集面により強く繊 維を吹き付は易くなる。
高角度の使用が不利である他の位置はロータからの接線が、特に−組のロータの 最上部のロータにおいて垂直線に対し上方に±450で延びる場合である。なぜ ならば、空気流が繊維を上方に放出しがちであるからである。繊維が室の天井に 当たり、そして結合剤から分離されるかもしれない。また、上向き空気流はある 場合に溶融液流を冷却すると思われる。従って、そのようなロータのスロットの 上端部において、角度は低角度であるのが好ましい。
紡糸室が比較的狭い場合に他の事態が生じる。紡糸室の壁に隣接するスロットの 最も外側の部分に高角度を使用すると、繊維が部屋の壁に向けられ易いので、こ れらの位置においては、低角度を有するのが望ましい。
高角度から低角度に突然の移行がないのが望ましく、また徐々に移行するのが好 ましい。通常、スロットの大部分は1つの角度にあり、スロットの残りは、通常 は一端部で他の角度であるが、所望ならば、その角度は、例えば低角度で始まり 、高角度に拡大し、そして低角度に戻ってもよい。
角度が長さに沿って変化する場合、一般に10〜90%、しばしば10〜40% が低角度であり、残りが高角度である。い(っかの異なる低角度を使用しつる。
例えば、スロットの長さの一部、例えば10〜30%が0度であり、一部が、例 えば10〜20度であり、残りが、例えば30〜45度でありうる。
スロットは協同するロータの周りに延び、かつガイドとして作用するそこに嵌合 されたブレードを有する環状または部分的に環状のダクトであるのが好ましいが 、あるいはまた各オリフィスの壁がガイドとして作用する一連の隣接するオリフ ィスであってもよい。
一般に、各ブレードは直線状であり、所望の角度でスロットに嵌合されているが 、いくつかまたは全てのブレードが湾曲していてもよい。その場合、角度はブレ ードの放出端の角度によって少なくとも一部限定される。
投資およびそのような装置を操作する際の労力のために、その生産性を増大する のが非常に望ましい。生産性を増大するための従来技術の試みは、例えばUS  3709670および[134119421に示されているように繊維形成室内 で一対の繊維形成手段を使用することであった。
これら両特許において、繊維形成手段はそれらの各空気流間の干渉を防ぐために 必然的に対称的に配列されている。これらの装置はどちらも余り効果的ではなく 、更にそれらはロータが必須の鏡像様式で配列されるように2つの反対の形式の 繊維形成手段を構成する必要があるという不都合がある。繊維形成手段は非常に 攻撃的な条件に暴露されるのでその交換が比較的しばしば要求され易く、そして これらの特許のいずれにも記載されているように装置を操作する人は誰でもその ような交換を行うために2つの異なる形式の繊維形成手段を用意しておかねばな らないのは非常に不便である。
従って、製品の質の低下を来すことなく、かつ2つの異なる形式の繊維形成手段 を用意する必要なく装置の生産性を増大できるようにする必要になお迫られてい る。
本発明によれば、並列した関係で配列された複数の上記繊維形成手段から成り、 各組のロータが繊維形成手段それぞれにおいて実質的に同一であることを特徴と する装置も提供される。
同じ組のロータのうちで異なる角度で空気を導く指向手段を有する結果として、 各組の各部分における空気流を最適にすることがここに可能となる。この結果、 隣接する組の空気流に対しである組のロータの空気流を最適にすることが初めて 可能となる。従って、各組のロータが互いに非常に接近し、また互いに同一であ る場合でさえ、非常に良好な繊維形成結果を得ることができる。
各組のロータが互いに同一であるということは、それらが装置の性能に悪影響を 及ぼすことなく互いに交換できることを意味する。
当然、組同士で小さな取るに足らない相違はあるが、繊維形成手段全体としては その意味で同一であるので、11ウジング、ロータおよび各ロータの周りの空気 供給スロットから成る繊維形成手段は他の繊維供給手段と互いに交換可能である 。
繊維形成手段のこの配列によって、隣接する繊維形成手段間の空気供給の干渉を 避けることができる。
各組のロータの間隔は非常に接近し、例えば、2つの組の隣接するロータ部分の 水平線間距離は1つの組の隣接するロータの水平線間距離の1〜4倍、多くは1 〜2倍でありうる。
−組のロータは2つのロータだけから成るものでもよいが、一般に3つ以上、通 常4つのロータから成る。
本発明を添付図面を参照して説明する。
図1は一組のロータの正面図であり: 図2は図1の一組のロータおよびそれらが使用するように配置されている採集室 の線II−Ifに沿った断面図であり:および図3は1つのロータの周りのスロ ットの詳細図である。
図4は一対のロータ組(スロットは図示していない)の正面図である。
本発明の装置はハウジング3の前面2に取り付けられた一組のロータから成る。
各ロータは、ロータを高周速で回転させる駆動軸に通常の方法で取り付けられて いる。図示の組は、逆時計回りに回転する比較的小さなフィードロータ4、時計 回りに回転する第一の後続繊維形成ロータ5、逆時計回りに回転する第二の後続 繊維形成ロータ6および時計回りに回転する第三の後続繊維形成ロータ7の4つ のロータから成る。軸受けおよび駆動機構は図示していない。空気供給スロット 8.9および10が後続ロータ5.6および7とそれぞれ協同している。各スロ ットはロータの周りの一部だけに延びている。一般に、各スロットは、一般にロ ータ組の外部でその協同するロータの周囲の少なくとも1/3に延びている。一 般に、スロットはロータの周囲の2/3または3/4以下に延びている。
各スロットはハウジング内の空気供給室に通じている。
各スロットはハウジング内の空気供給室に通じている。
鉱物溶融液が通路11に沿ってロータ4上に注がれ、その大半が通路12に沿っ て後続ロータ5の上に放出される。溶融液のあるものはそのロータ上で繊維化さ れ、残りは通路13に沿って後続ロータ6上に放出される。かなりの量のこの溶 融液は、主としてスロ・ノドがある領域でロータ6上で繊維化されるが、あるも のは通路14に沿って後続ロータ7上に放出される。かなりの量が通常の方向1 5で繊維化されるが、多くの量がスロット10に含まれるロータ表面の残部でも 繊維化される。
スロット8.9および10は各ロータの全外周には延びていないので、通路12 .13および14の領域の空気流を制御することができ、実際実質的にOにする ことができる。
各スロット内にはブレード25が協同するロータの軸方向に対しである角度で取 り付けられている。この角度は代表的に0〜42″の範囲の値で予め決定するこ とができる。例えば、スロット9において、領域A−Bの角度をAにおける06 からBにおける約20″に大きくすることができ、そして領域B−Cにおけるブ レードの角度を426で実質的に均一にすることができる。同様に、スロット1 0において、角度をDにおけるOllからEにおける約20°まで大きくするこ とができ、そして領域E−Fを通して約42″の角度で実質的に均一に大きくす ることができる。
スロット8において、より小さな角度、代表的には約15〜306、多くは約2 0または25″の均一の角度を有するようにするのが好ましい。
各スロットの内部縁24はその協同ロータと同軸であるのが好ましく、また協同 ロータと実質的に同じである直径を有するのが好ましい。直径は同一であるのが 好ましいが、スロットの内部縁がわずかに大きい直径を有してもよく、またその ような直径の増大は、空気がスロットからロータの表面に流出するにつれて壁面 噴流効果(walljeteffect)がなお達成されるのに十分な大きさで あるのが望ましい。従って、スロットがロータの外径より数ミリメートル大きい 内径を有する場合、そのスロットがわずかに内側に収斂する空気流として空気流 を指向してロータ表面に小さな角度で導かれるようにするのが一般に好ましい。
Wo 88107980がそのような配置の一例である。
本発明では、空気流が壁面噴流であるのが望ましく、これは表面に隣接する速度 分布を確認することによって容易に達成することができる。壁面噴流が存在する 場合、最大速度はロータの後縁およびロータの前縁の両部における表面近((例 えば、10mm以内)である。
結合剤噴霧器18が各ロータの前面に中央ノズルとして取り付けられ、ロータか ら吹き出される繊維に結合剤を噴射する。これに代えて、またはこれに加えて、 別の結合剤噴霧器を、例えば−組のロータの下方または上方に実質的に軸方向に 向けて設けてもよい。
採集室はピットに落下するパールおよび他の繊維を集めて溶融液室にそれらを再 循環する二軸スクリュー21を有するビット20から成る。コンベア22は繊維 を集めて紡糸室からそれらを運び出す。
空気が二次空気リング、例えばハウジング2の前面の周りおよび/ま゛たはハウ ジング2の前面中および/または下に配設された複数のオリフィス23を介して 付勢される。この二次空気リングは軸方向空気流を供給してロータから繊維の軸 方向輸送を促進しかつそれらの堆積速度および結合剤との混合を制御する。
環状スロットの内部縁24がロータ6の周囲の外縁と実質的に同じ直径を有し、 またブレード25がスロット中に実質的に半径方法に設けられていることが図3 から理解される。所望ならば、それらは一定の角度で配設してもよいのはもちろ んである。ブレードの先端を25として示し、またブレードの側面を26として 示す。図3において、位置Xは図1の位置C1即ちブレードが約42°で配設さ れている場合にほぼ対応し、位置Yは位置B1即ちブレードが約206で配設さ れている場合に対応し、そして位置Aは位置Z1即ちブレードが約00で配設さ れている場合に対応する。かくして、空気の真の軸流を促進する。
実際、ロータの接線速度の少な(とも半分であるスロットからの接線方向の空気 流が供給され、よって、例えばロータ6のB−Cの領域で繊維の形成を最適にす るので、42″またはその付近がブレードの好ましい角度である。例えば、ロー タ6の代表的な周速は80〜120m/秒であり、スロットからの代表的な空気 速度は80〜140または200m/秒であり、空気速度の代表的な軸流成分は 50〜130m/秒であり、そして空気速度の代表的な接線成分は50〜120 m/秒である。実際、スロットからの空気速度が80〜140m/秒であり、そ してブレードが約42″である場合、その速度の軸流成分は60〜104m/秒 であり、そして接線成分は約53〜94m/秒である。
ロータは全て、代表的には180〜400a+mの範囲の直径を有する通常の大 きさのもであり、ロータ4が一般に最も小さく、ロータ5が一般に220〜30 0mmの範囲であり、そしてロータ6および7が一般に300〜400mmの範 囲である。一般に、スロットの幅は5〜40、一般に約5〜20II1mの範囲 である。
記載した方法によって、より均一な製品(高および低密度の両方において)が得 られ、また生産能力を著しく増大することができる。
単一の空気供給口23しか図2には示していないが、一般に前方に空気を導(ロ ータの下に取り付けられる複数の空気スロットをそれぞれ取り付けてもよい。
図4において、同じ参照番号は図1〜3と同じ装置機構を示す。
別個の空気流路30が各組のロータに対し設けられており、溶融炉に通じている 。
単一の空気供給スロットを先に言及したけれど、その空気供給スロットは内部お よび外部スロットから成り、内部スロットは壁面噴流を形成するのに十分ロータ 表面に近い内部空気ブラストを供給し、また外部スロットは内部ブラストに溶は 込み、−緒になったブラストに壁面噴流効果を与える外部空気ブラストを供給す る。一般に、外部スロットの内面はロータの表面から半径方向に20または30 mm以内であり、一般に10mm以内である。内部および外部ブラストはそれら のスロットから出る時に異なる走行角度であるのが好ましい。
例えば、内部ブラストは完全に軸方向であり、そして外部スロットは指向手段を コンタ(conta) して外部ブラストが所望の接線成分を有するようにする ことができる。
以下に本発明の装置の一例を示す。
繊維形成室は1.8〜2.0mの幅であり、そこに添付図面に従って5.6およ び7と番号を付した四つ組のロータを取り付ける。
ロータの大きさ、それらの速度および使用する空気の速度の詳細を表1に示す。
空気速度は全て熱線法によって測定する。
消費した溶融液の量、生成した繊維の収率並びに綿減量およびスクリュー上の非 繊維化原料の量を8時間に亘って測定した。これらの各平均値を以下に示す。
消費溶融液量(または溶融化容量)ニア000kg/時綿収率=87% 綿減量およびスクリュー上の非繊維化原料の量。
910kg/時 本発明の漸変角度装置を有しない鉱滓綿の製造用の紡糸装置を詳述する比較例を 以下に示す。
繊維形成室は1.8〜2.0mの幅であり、かつそこに取り付けられた四つ組の ロータを有している。これらのロータの内の3つは繊維形成用ロータであり、そ れらを上記した本発明の実施例に応じて表2に5.6および7と表示する。表2 はロータおよび空気速度の詳細を示すものである。空気速度は全て熱線法によっ て測定する。
表−1 製造データを8時間に亘って再度得て、それらの平均値を算出した。それらを以 下に示す。
溶融液量(または溶融化容量):5000kgZ時綿収率=76% 綿減量およびスクリュー上の非繊維化原料の量:1200kg/時 要するに、本発明の装置は比較例で実施した装置に比べて高い容量で高効率を達 成し、かつ綿減量および非繊維化原料の量を低減する。
両口−タ組の装置とも63μmより大きいサイズのショットを29〜33%有す る鉱滓綿を生じる。しかしながら、本発明の装置から得られる生成物は目で見て より均質であり、そこに結合剤を含まな結合剤の分散がより良好なためである。
補正書の翻訳文提出書(特許法第184条の8)+χ哀R1’l l−h 番1 1’F 会合Ft+ f−フj→ヒ ヱ j\ 内 9 %7 /r 11’t  6!’l I−Mし17すeall すr 平成5年3月26日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.前面(2)を有するハウジング(3)、実質的に水平な異なる軸を中心に回 転するために前記ハウジングの前面にそれぞれ取り付けられた一組のロータ(1 )であって、これらのロータが回転すると、上部のロータの外面上に注がれた鉱 物溶融液が次のロータの外面上に、または次々にそれぞれ次のロータの外面上に 投げ出され、そして鉱滓綿繊維が次のまたはそれぞれの次のロータから放出され るように配置されたロータ組、次のまたはそれぞれの次のロータ(5、6、7) の周りにかつ接近してハウジングの前面に亘って延び、ロータの外面近くにかつ 実質的に平行にそのロータ外面から軸方向に鉱滓綿繊維を運ぶ軸流成分を有する 空気ブラストを放出する空気供給スロット(8、9、10)から成る、前記次の またはそれぞれの次のロータと協同して鉱滓綿繊維を採集する手段、および 軸方向に対して放出空気の角度を選択する指向手段から成る鉱滓綿繊維を形成す る装置であって、 少なくとも一組のロータの最後のロータ(7)と協同するスロット中の前記指向 手段(25)が該ロータと相互循環的である高角度と低角度の間でスロットの長 さに沿って変化する軸方向に対する角度で空気を導くように配置されていること を特徴とする装置。 2.前記スロット(8、9、10)それぞれがその協同するロータ(5、6、7 )の外表面の一部だけに延び、該ロータと隣接する後続ロータとの間には実質的 に延びていないことを特徴とする請求項I記載の装置。 3.前記一組のロータの最後のロータ(6、7)が、各ロータの最も接近する部 分の回転接線が下方に延びるような方向に回転する一対の逆転ロータから成り、 そして前記低角度が前記回転接線が下方に延びる各スロットの部分にあることを 特徴とする請求項2記載の装置。 4.前記一組のロータ(1)が第一ロータ(4)および3つの後続ロータ(5、 6、7)から成り、そして前記指向手段(25)が前記第三および第四のロータ それぞれと協同するスロット(9、10)の長さに沿って変化する軸方向に対す る角度で空気を導くように配置されていることを特徴とする請求項3記載の装置 。 5.繊維が一つのまたは各ロータから軸方向に運ばれている間に繊維に結合剤を 噴霧する手段を有する前記請求項のいずれかに記載の装置。 6.前記結合剤を噴霧する手段がロータと共軸的に取り付けられた結合剤噴霧器 (18)から成ることを特徴とする請求項7記載の装置。 7.前記鉱滓綿繊維を採集する手段が前記一組のロータ(1)から分離した繊維 を搬送するコンベア(22)から成ることを特徴とする前記請求項のいずれかに 記載の装置。 8.前記一組のロータ(1)の前方および前記コンベア(22)の前にピットが あり、かつ前記ピットに集められたショットおよび綿を溶融炉に再循環する手段 (21)があることを特徴とする請求項7記載の装置。 9.前記高角度が30〜50°であり、そして前記低角度がそれより少なくとも 10°少ない角度であることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の装置。 10.前記低角度が10〜25°であり、かつロータと相互循環的である請求項 9記載の装置。 11.前記低角度が0〜10°であり、かつロータと相互循環的である請求項9 記載の装置。 12.前記空気供給スロット(8、9、10)がロータの表面に近い内部スロッ トおよびロータの表面から半径方向外側に30mm以内である外部スロットから 成ることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の装置。 13.並列した関係で配列された複数の前記請求項のいずれかに記載の繊維形成 手段から成り、各組のロータが繊維形成手段それぞれにおいて実質的に同一であ ることを特徴とする鉱滓綿繊維を形成する装置。 14.前記請求項のいずれかに記載の装置を使用し、一組のロータ(1)の全て のロータ(4、5、6、7)が回転し、かつ空気がスロット(8、9、10)か ら圧送されている間に上部ロータ上に溶融液を注ぎ、そして鉱滓綿繊維を採集す ることを特徴とする鉱滓綿繊維を形成する方法。
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