KR100856754B1 - 천 인서트 성형장치 및 그 성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수지공급기(미도시)와 연결되어 수지를 내부에 주입하는 수지주입구(10)와, 상기 수지주입구(10)에 연결되어 장치 내에 수지가 상부 및 수평으로 공급되도록 설치된 수지주입관(11)과, 수지주입관(11) 주위에 설치되며 열선으로 구비된 히터(13)와, 상기 주입부(1)의 상부에 위치되며, 수지주입관(11) 및 히터(13)에 의해 연결되며, 상부에 연결된 수지주입관(11)의 일측에 설치된 제2수지주입밸브(140)와, 상부의 수지주입관(11)의 끝단부에 설치되며 판형상의 상부주입노즐(16)과, 상기 상부주입노즐(16)의 입구에 설치된 두 개의 로라(17)로 구성된 주입부상부(1-1)와, 상기 주입부(1)의 일측에 설치된 제1금형(2)과, 상기 제1금형(2)의 일측면에 설치되어 좌우로 전후진 하여 성형 되는 제2금형(4)으로 구성된 천 인서트사출금형 천 인서트 성형장치 및 그 성형방법에 관한 것이다.

사출성형. 압출성형. 금형. 인서트. 천인서트성형. 성형장치

Description

천 인서트 성형장치 및 그 성형방법{The Mold for catapulting and molding insert cloth}

도 1 본 발명의 천 인서트 성형장치 전체도

도 2 본 발명의 천 인서트 성형장치 작동 상태도

도 3 본 발명의 천 인서트 성형장치 내부 상세도

도 4 본 발명의 천 인서트 성형장치 상부 주입부 상부 측단면상세도

도 5 본 발명의 천 인서트 성형장치 상부 주입부 정단면 상세도

도 6 본 발명의 천 인서트 성형장치의 지그 예

<도면의 부호설명>

주입부(1), 주입부상부(1-1), 제1금형(2), 제1금형 및 제2금형내부(3,5), 제2금형(4), 수지주입구(10), 수지주입관(11), 히터(13), 상부주입노즐(16), 로라(17), 지그(18), 천고정핀(45,45'), 칼날(218,218'), 칼날스프링(219,219'), 금형무늬요홈부(31), 제1,제2수지주입밸브(110, 140), 천(300).

본 발명은 자동차 내장재를 제조하기 위한 장치의 하나로서, 복잡한 형상의 제품을 압출 및 사출성형함과 동시에 표피재(가죽, 인조가죽, 부직포, 천, 합성수지시트 및 필름등)를 성형품의 외부에 접착시키는 천 인서트 성형장치 및 그 성형방법에 관한 것이다.

일반적으로 천이 인서트 되면서 사출성형 하여 제조된 성형품을 주로 자동차용 내장재로 도어트림, 필러, 트렁크매트, 패키지트림, 헤드라이너 등이 있으며, 가격이 저렴한 국민차나 소형차 또는 중대형의 고급차종에 따라 그 상용되는 내장재는 그 재질과 구성이 서로 상이하다 할 수 있다.

즉, 합성수지로만 사출성형된 내장재를 사용하거나, 합성수지표면에 연질의 천(표피재)을 부분 부착한 내장재를 사용하기도 하며, 그 외의 차종은 기재표면 전체에 천(표피재)을 접착하되 그 테두리를 함께 트리밍한 것을 사용하거나 또는 촉감을 더 좋게 하기 위하여 합성수지표면에 고급 의 천을 접착한 후 그 천 테두리를 기재내면에 감싸 접착시킨 것을 사용하기도 한다.

자동차내장재의 일반적인 제조방법을 살펴보면, 자동차 내장재를 사출성형한 후에 천을 부착하는 방식으로는 수동으로 접착제에 의해 자동차 내장재의 외부에 부착시키는 방법과, 1차 사출성형한 후에, 성형물 표면에 천을 적층한 후에 다시 사출성형 하는 방법과, 천을 내장시켜 사출과 동시에 천이 부착된 자동차내장재를 제조하는 방법이 있으나, 첫 번째의 경우에는 수작업으로 비경제적이며, 두 번째의 경우 품질은 좋으나 두 번 사출성형 해야 하는 불편함이 있으며, 세 번째의 경우에는 사출고저압사출방식과 고압사출방식이 있는데 이중 저압사출방식은 사출액을 주 입할 때 저압인 반면 천을 금형내에 내장시켜 상금형으로 눌러 기재를 성형할 때는 고압이 필요하다.

이러한 저압사출방식은 자동차 내장재성형과 천 접착이 동시에 이루어지므로서 생산성이 좋으나 천표면 스킨지 재질이 직물이나 부직포일 경우 제품에 각이 진 단턱부위가 많이 있는 내장재는 위와 같이 고압의 프레스압이 작용하는 상금형으로 눌릴 때 고압에 의해 사출액이 천표면에 배어 나와 보이게 되는 문제점이 있어 이러한 문제점을 해결하고자 많은 연구가 있어 왔다.

예를 들면, 대한민국등록특허공보 등록번호 제10-0334118호에는 한 벌의 상하금형으로 기재를 사출성형 하는 제1공정을 수행한 후, 사출성형된 기재에 사출열이 상당히 잔류되어 누굴누굴한 상태일 때 상금형을 열고 표피재를 공급하여 접착하면 기재의 테두리 측면부가 일부 밀려 내려가면서 두께 보정되므로 표피재의 포옴층이 손상되지 않고 접착되며, 외부로 밀려 내려간 기재누액은 표피재와 분리된 누출부로 형성되게 하거나 표피재 저면에 묻어 경화시킴으로서 표피재 테두리를 기재 내면에 감쌀 필요가 잇는 제품과 그렇지 않은 제품으로 구분하여 제조되는 자동차용 내장재의 성형방법 및 그 성형장치가 기재되어 있고,

동 공보 등록번호 제10-0329428호에는 제1금형 또는 제2금형의 내측면에 이형제층을 도포하고, 상기 이형제층상에는 상기 합성수지성형물의 표면가공을 위한 패턴이 형성화된 표면패턴부재를 재치시키며, 상기 표면패턴부재가 재치된 상기 제1 또는 제2금형을 밀폐시키고서 합성수지원료를 주입하여 상기 합성수지성형물을 성형하며, 상기 성형된 합성수지성형물의 표면에 접착된 상기 표면패턴부재를 그 합성수지성형물로부터 분리시키는 단계로 이루어지고, 상기 이형제층과 접면하는 상기 표면패턴부재의 타측면에는 접착제 또는 이형제를 도포하여 그 표면패턴부재가 상기 합성수지성형물의 표면에 부착되거나 분리되도록 해서 그 펴면 패턴 부재의 패턴이 상기 합성수지성형물의 표면에 표현되는 합성수지성형물의 표면패턴 형성방법이 기술되어 있으며,

동 공보 등록번호 특0164016호에는 장식패턴시이트를 구멍이 형성된 성형틀과 주입구가 형성된 성형틀의 한 쌍이 서로 마주하는 사이에 끼워 넣고, 장식 패턴시이트를 가열장치에 의해 가열 및 연화하고, 장식패턴시이트를 구멍을 통해 성형틀의 배기로 일어나는 압력차에 기초하여 성형틀의 공동표면과 타이트한 접촉을 일으키고, 용융된 수지를 장식 패턴시이트의 기초하에 패턴화된 제품을 성형하기 위하여 주입구를 통하여 성형틀 내로 주입시키는 사출성형과 동시에 패턴화하는 방법에 사용하기 위한 가열장치를 제공하되 상기에 가열장치는 장식패턴시이트에 열을 공급하기 위하여 가열체 및 상기 가열체가 장식 패턴시이트를 가열 및 연화하기 위하여 장식패턴시이트에 마주되는 가열위치와, 상기 가열체가 한쌍의 성형틀 사이에 공간으로부터 상기 멀리 이동하게 되는 비강렬위치 사이에 상기 가열체의 가열표면이 가열위치와 비강렬 위치사이에서 서로 평행하지 않은 위치관계로 가열체를 이동하기 위한 가열체 이동수단으로 이루어진 사출성형과 동시에 패턴을 형성하는 장치 및 방법이 기재되어 있고,

동 공보 등록번호 10-0226301호에는 한 쌍의 금형 사이에 표피재를 공급하는 단계, 금형패쇄방향에 수직방향으로 가동인 표피재 유지프레임과 상기 금형패쇄방 향으로 가동인 표피재 지지프레임과의 사이에서 상기 표피재를 유지하는 단계, 소정의 열가소성 수지 융체를 공급하는 단계, 및 상기 금형을 폐쇄하여 다층성형품을 형성하는 단계, 상기 금형패쇄방향의 전후방으로 가동인 적어도 하나의 가동부재가 금형면 주이에 구비되어 상기 수지융체의 공급후에 상기 금형 패쇄방향으로 후퇴하며 상기 표피재 유지프레임상에 적어도 하나의 이젝터가 이젝팅되어 금형의 중심 쪽으로 표피재의 연부를 접고, 상기 가동부재는 금형면까지 진행하여 수지몸체부의 후부로 표피재의 연부를 꺾어 접어 성형하는 다층성형품의 제조방법이 기술되어 있으며,

대한민국특허공보 등록번호 특1997-0009920호에는 형합전 두 개의 성형용 금형사이에 직물 표피재를 공급하고, 이 직물표피재의 가장자리를 고정하며, 그 다음으로 이 직물표피재의 한쪽면측에 형성된 캐비티에 가열용융상태의 수지재료를 공급하고, 상기 두 개의 성형용 금형을 완전히 닫아 수지재료와 직물표피재를 일체로 압축성형 하여 냉각, 고화시키는 공정으로 이루어진 자동차용 내장부품의 제조방법이 기술되어 있고,

대한민국공개특허공보 공개번호 특2001-0073714호에는 성형면이 기재의 평면부위를 성형할 수 있는 크기로 한정된 상금형과, 상기 상금형에 기재의 측면테두리를 성형하는 보조금형을 승강 가변식으로 설치하여 기재의 사출성형공정 때와 표피재의 접착공정때 그 간격이 보정된 상태로 작업되는 자동차용 내장재의 성형방법 및 그 성형장치가 기술되어 있으며,

동 공보 공개번호 특2001-0104019호에는 기재저면으로 소정두께의 리브를 성 형하기 위한 요입부가 성형면에 형성된 하금형과, 상기 하금형의 요입부 위치를 경계선으로 분리된 한 쌍의 제1상금형과 제2상금형과 ,상기 제12상금형사이의 성형면에서 실린더에 의해 가변적으로 돌출 동작되면서 상기 리브부위에 표피재의 테두리 삽입홈을 형성하고, 표피재를 삽입홈에 끼워주는 인서트봉과 상기 인서트봉을 승강시키는 실린더 자체와 상기 제1상금형을 제2상금형과는 별도로 승강시키는 실린더로 구성된 자동차 내장재용 기재와 표피재의 접합장치 및 접합방법이 기재되어 있고,

동 공보 공개번호 특 2003-0004885호에는 표피재의 투입공정전에 상기 표피재의 표면에 물을 스프레이 하는 공정을 행한 후에 표피재를 투입하고, 사출열에 의해 수분이 차단하면서 프레싱접합공정 및 냉각공정을 행하는 고압사출성형방법이 기재되어 있으나,

상기와 같은 종래의 기술들은 공정이 복잡하고, 통상적인 사출방법에 의해 제조된 천이 형성된 합성수지는 합성수지표면에 천을 일정한 형상으로 밀착시키기 어려우며, 밀착시켰다 할지라도 합성수지의 표면에 형성된 천의 표피층에 주름이 형성되거나, 엠보싱이 생성되어 품질이 저하되며, 프레싱공정시 수지층의 두께 또한 일정하게 하기 어려우며, 일정시간 경과후 천이 쉽게 탈리되는 문제점이 있어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인이 선출원한 특허출원번호 제10-2003-14011호, 제10-2003-73301호 및 제10-2005-19077호, 발명의 명칭 천이 인서트 되는 사출성형 방법 및 그 장치를 개량한 것으로서,

천(300)을 제2금형(4)에 천(300)을 인서트 시키고, 제2금형(4)을 제1금형(2)으로 전진시켜, 제1금형(2)의 상부와 제1금형(2)의 측면에서 수지를 주입시켜, 성형제품의 표면에 천을 접착하여, 하나의 장치로 상부에서 수지 주입하여 압출성형하고, 측면에서는 복잡한 형상의 제품을 사출성형을 함과 동시에 성형품의 표면에 표피재를 접착(코팅)하는 천(300)이 인서트 되는 천 인서트 성형장치 및 그 성형방법을 제공하는데 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제인 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 수지공급기(미도시)와 연결되어 수지를 내부에 주입하는 수지주입구(10)와, 상기 수지주입구(10)에 연결되어 장치 내에 수지가 상부 및 수평으로 공급되도록 설치된 수지주입관(11)과, 수지주입관(11) 주위에 설치되며 열선으로 구비된 히터(13)와, 상기 주입부(1)의 상부에 위치되며, 수지주입관(11) 및 히터(13)에 의해 연결되며, 상부에 연결된 수지주입관(11)의 일측에 설치된 제2수지주입밸브(140)와, 상부의 수지주입관(11)의 끝단부에 설치되며 판형상의 상부주입노즐(16)과, 상기 상부주입노즐(16)의 입구에 설치된 두 개의 로라(17)로 구성된 주입부상부(1-1)와, 상기 주입부(1)의 일측에 설치된 제1금형(2)과, 상기 제1금형(2)의 일측면에 설치되어 좌우로 전후진 하여 성형되는 제2금형(4)으로 구성된 천 인서트 성형장치 및 그 성형방법에 관한 것이다.

본 발명은 제2금형(4)에 천(300)을 인서트한 다음, 복잡한 형상을 갖는 제1금형(2) 방향으로 전진시킨 후, 수지를 공급하여 상부와 측면에서 주입하여, 상부에는 제2수지주입밸브(140)를 설치하여, 금형내부로 수지를 압출함과 동시에, 복잡한 형상을 갖는 제1금형(2)의 측면에서는 수지주입구(10)에서 수평으로 수지가 주입하여 사출 성형하여 제조하도록 발명한 금형이다.

또한 제2금형내부(3)에 천(300)을 고정하는 천고정핀(45,45')을 설치하고, 천고정핀(45,45')의 후방에는 스프링이 고정되어 있어 성형시 천(300)이 제품에 열융착이 원할 하도록 하였으며,

주입부상부(1-1)에 설치된 제2수지주입밸브(140)를 설치하여, 수지의 주입압력을 자동으로 조절할 수 잇도록 하였으며, 사용후에는 수지주입관(11)이 막힐 경우, 용제를 주입하여, 주입관과 금형을 청소하도록 하며, 상기와 같은 청소는 당분야에서 널리 사용되는 기술이므로 굳이 구체적으로 서술하지 않기로 하였다.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

실시예 1

제2금형내부(5) 한쪽에 천(300)을 공급하여, 천고정핀(45,45')에 천(300)을 고정시킨 후에, 제2금형(4)을 제1금형(2)으로 공간이 있는 상태로 이동하여 조립시키되, 히터(13)와 수지공급기(미도시)를 작동시킨 후에, 수지주입구(10)와수지주입관(11)을 통해 이동되는 수지는 상기 히터(13)에 의해 응고되지 않고 원활히 이동되며, 제2수지주입밸브(140)를 조절하여 일정 압력으로 금형내부에 수지를 주입시키도록 하고, 주입부상부(1-1) 즉 상부주입노즐(16)의 주위에는 두 개의 로라(17)가 설치되어 수지는 노즐(16)을 통과함과 동시에 두 개의 로라(17)에 의해 하부 금형 내부로 수지가 주입되는 한편, 수지주입구(10)와 수평으로 연결된 다른 수지주입관(11)을 통해 수지를 금형 내부로 주입시킨 후에,

주입부(1)의 주입을 정지한 후에, 일정시간 경과 하여, 제품이 1차압출성형되면, 완전히 제2금형(4)을 제1금형(2)을 밀착시킨 다음, 상부의 제2수지주입밸브(140)를 잠근 다음, 뒤에서 고압으로 측면의 제1수지주입밸브(110)를 열어서, 측면에서 수평으로 수지를 2차 고압사출 성형시킨 다음,

제2금형(4)을 제1금형(2)에서 탈리시키면, 제1금형내부(3) 일측에 설치된 칼날스프링(219,219')에 의해 칼날(218,218')이 작동되어 금형 외측으로 돌출된 천(300)을 정리하도록 하여 제품을 제조하였다.

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이하 본 발명을 도면을 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1 본 발명의 천 인서트 성형장치 전체도, 도2 본 발명의 천 인서트 성형장치 작동 상태도, 도3 본 발명의 천 인서트 성형장치 내부 상세도, 도4 본 발명의 천 인서트 성형장치 상부 주입부 상부 측단면상세도, 도5 본 발명의 천 인서트 성형장치 상부 주입부 정단면 상세도, 도6 본 발명의 천 인서트 성형장치의 지그 예를 도시한 것이며, 주입부(1), 주입부상부(1-1),제1금형(2), 제1금형 및 제2금형내부(3,5), 제2금형(4), 수지주입구(10), 수지주입관(11), 히터(13), 상부주입노즐(16), 로라(17), 지그(18), 천고정핀(45,45'), 칼날(218,218'), 칼날스프링(219,219'), 금형무늬요홈부(31), 제1,제2수지주입밸브(110,140), 천(300) 나타낸 것임을 알 수 있다.

구조를 살펴보면, 도1 내지 도6에 도시된 바와 같이, 수지공급기(미도시)와 연결되어 수지를 내부에 주입하는 수지주입구(10)와, 상기 수지주입구(10)에 연결되어 장치 내에 수지가 상부 및 수평으로 공급되도록 설치된 수지주입관(11)과, 수지주입관(11) 주위에 설치되며 열선으로 구비된 히터(13)와,

상기 주입부(1)의 상부에 위치되며, 수지주입관(11) 및 히터(13)에 의해 연결되며, 상부에 연결된 수지주입관(11)의 일측에 설치된 제1,제2수지주입밸브(110, 140)와, 상부의 수지주입관(11)의 끝단부에 설치되어 수지를 금형내부로 주입하는 주입부상부(1-1)와,

상기 주입부(1)의 일측에 설치된 제1금형(2)과, 상기 제1금형(2)의 일측면에 설치되어 좌우로 전후진 하여 성형되는 제2금형(4)으로 구성된 천 인서트 성형장치의 구조이며, 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 주입부상부(1-1) 는 상부의 수지주입관(11)의 끝단부에 설치되며 판형상의 상부주입노즐(16)과, 상기 상부주입노즐(16)의 좌우측에 설치된 두 개의 로라(17)로 구성되어 있고,

제2금형은 내부(5) 상하부에는 천 인서트시 고정되며, 후방에 스프링이 구비된 천고정핀(45,45')과, 내부에 형성된 금형무늬요홈부(31)와,

제1금형내부(3)의 상하단부에 설치되어 천인서트후 천을 절단하는 칼날(218,218')와, 상기 칼날(218,218')의 후방에 설치된 칼날스프링(219,219')으로 구성되어 있으며,

상기 제1금형 및 제2금형내부(3,5)에는 수지 주입시 발생되는 열로부터 노즐(16)을 보호하기 위한 통상의 냉각장치(미도시)를 추가로 형성하여 사용할 수 있으며, 이는 수지 주입량에 따라 선택적으로 형성하여 사용할 수 있다.

도6은 지그(18)을 도시한 것으로서, 상부주입노즐(16)부근에 설치하여, 브로우성형을 원활하게 하기위한 노즐장치의 일종으로서,

상기 주입부(1)의 상부에 위치되며, 수지주입관(11) 및 히터(13)에 의해 연결되며, 상부에 연결된 수지주입관(11)의 일측에 설치된 제1,제2수지주입밸브(110, 140)와, 상부의 수지주입관(11)의 끝단부에 설치된 원형 도너츠 형상의 지그(18) 구성된 다른 주입부상부로 구성되어 있음을 알 수 있다.

상기와 같은 본 발명은 복잡한 구조를 갖는 제품을 천이 표면에 인서트되도록 동시에 성형하기 위하여 하나의 장치에서, 압출성형 및 사출성형되도록 함과 동시에 표피재(가죽, 인조가죽, 부직포, 천, 합성수지시트 및 필름등)를 사출성형품의 외부에 접착시켜, 원가절감 및 성형제품의 고급화를 할 수 있으며, 성형시 본드가 필요 없어 제품의 단가를 저렴하게 하거나, 작업시 대기오염으로 인한 피해를 줄일 수 있으며, 설치공간을 축소화하여, 경제적으로 품질을 향상시키며, 일정시간 경과후 천이 쉽게 탈리되는 효과가 있는 것이다.

Claims (5)

1. 천 인서트 성형장치에 있어서, 수지공급기(미도시)와 연결되어 수지를 내부에 주입하는 수지주입구(10)와, 상기 수지주입구(10)에 연결되어 장치 내에 수지가 상부 및 수평으로 공급되도록 설치된 수지주입관(11)과, 수지주입관(11) 주위에 설치되며 열선으로 구비된 히터(13)와,

   주입부(1)의 상부에 위치되며, 수지주입관(11) 및 히터(13)에 의해 연결되며, 상부에 연결된 수지주입관(11)의 일측에 설치된 제1,제2수지주입밸브(110, 140)와, 상부의 수지주입관(11)의 끝단부에 설치되며 판형상의 상부주입노즐(16)과, 상부의 수지주입관(11)의 끝단부에 설치되어 수지를 금형내부로 주입하는 주입부상부와,

   상기 주입부(1)의 일측에 설치된 제1금형(2)과, 상기 제1금형(2)의 일측면에 설치되어 좌우로 전후진 하여 성형되는 제2금형(4)으로 구성되며,

   상기 제2금형내부(5) 상하부에는 천 인서트시 고정되며, 후방에 스프링이 구비된 천고정핀(45,45')과, 내부에 형성된 금형무늬요홈부(31)로 구성되어 있고,

   제1금형내부(3)의 상하단부에 설치되어 천인서트후 천을 절단하는 칼날(218,218')와, 상기 칼날(218,218')의 후방에 설치된 칼날스프링(219,219')로 구성되며,

   상기 주입부상부(1-1) 는 상부의 수지주입관(11)의 끝단부에 설치되며 판형상의 상부주입노즐(16)과, 상기 상부주입노즐(16)의 좌우측에 설치된 두 개의 로라(17)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 천 인서트 성형장치.
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4. 천 인서트 성형방법에 있어서,

   제2금형내부(5) 한쪽에 천(300)을 공급하여, 천고정핀(45,45')에 천(300)을 고정시킨 후에, 제2금형(4)을 제1금형(2)으로 공간이 있는 상태로 이동하여 조립시키되, 히터(13)와 수지공급기(미도시)를 작동시킨 후에, 수지주입구(10)와수지주입관(11)을 통해 이동되는 수지는 상기 히터(13)에 의해 응고되지 않고 원활히 이동되며, 제2수지주입밸브(140)를 조절하여 일정 압력으로 금형내부에 수지를 주입시키도록 하고, 주입부상부(1-1) 즉 상부주입노즐(16)의 주위에는 두 개의 로라(17)가 설치되어 수지는 노즐(16)을 통과함과 동시에 두 개의 로라(17)에 의해 하부 금형 내부로 수지가 주입되는 한편, 수지주입구(10)와 수평으로 연결된 다른 수지주입관(11)을 통해 수지를 금형 내부로 주입시킨 후에,

   주입부(1)의 주입을 정지한 후에, 일정시간 경과 하여, 제품이 1차압출성형되면,완전히 제2금형(4)을 제1금형(2)을 밀착시킨 다음, 상부의 제2수지주입밸브(140)를 잠근다음, 뒤에서 고압으로 측면의 제1수지주입밸브(110)를 열어서, 측면에서 수평으로 수지를 2차 고압사출 성형시킨 다음,

   제2금형(4)을 제1금형(2)에서 탈리시키면, 제1금형내부(3) 일측에 설치된 칼날스프링(219,219')에 의해 칼날(218,218')이 작동되어 금형 외측으로 돌출된 천(300)을 정리함을 특징으로 하는 천 인서트 성형방법.
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