KR19990007010A - 섬유재료의 날염방법 - Google Patents

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봅 피로스카 랍
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Abstract

본원에는, 날염시키고자 하는 섬유재료를 수성 알칼리 액체로 처리하고, 임의로 건조시킨 다음, 하나 이상의 반응성 염료, 증점제 및 임의로 알칼리 또는 알칼리 공여체를 함유하지 않는 추가의 첨가제를 포함하는 날염 페이스트로 날염함을 포함하여, 섬유재료를 반응성 염료로 날염하는 방법이 기재되어 있다.

Description

섬유재료의 날염방법
본 발명은 섬유재료, 특히 셀룰로즈 섬유재료를 반응성 염료로 날염하는 방법에 관한 것이다.
섬유재료를 반응성 염료 날염 페이스트로 날염하는 방법이 섬유 산업분야에 잘 알려져 있다. 그러나, 이러한 공정에서 사용되는 날염 페이스트는 필요한 알칼리성 공여체가 존재할 경우 이로 인해 날염 페이스트의 저정 안정성이 종종 제한된다는 몇가지 단점을 가지며 이는 알칼리에 안정한 반응성 염료만이 존재할 수 있음을 의미한다.
이상(two phase) 날염 공정이 또한 공지되어 있다. 당해 공정에 있어서, 섬유재료를 알칼리 또는 알칼리 공여체를 함유하지 않는 날염 페이스트로 날염하고 날염된 섬유재료를 건조시킨 다음 임의로 증점된 수성 알칼리 액체로 처리한다. 그러나, 이러한 공정은 날염물을 가공하는 데 다량의 전해질을 사용하기 때문에 특히 날염물의 표면의 크리스프니스(contour crispness)와 관련한 오늘날의 요구 조건을 충분히 충족시키지 못한다.
놀랍게도, 본 발명에 이르러 이러한 결점이 본 발명의 방법에 의해 극복될 수 있는 것으로 밝혀졌다.
따라서, 본 발명은 날염시키고자 하는 섬유재료를 수성 알칼리 액체로 처리하고 임의로 건조시킨 다음, 하나 이상의 반응성 염료, 증점제 및 임의로 알칼리나 알칼리 공여체를 함유하지 않는 추가의 첨가제를 포함하는 날염 페이스트로 날염함을 포함하여, 섬유재료를 반응성 염료로 날염하는 방법을 제공한다.
본 발명의 방법은 사용되는 반응성 염료가 알칼리에 불안정한 경우라 하더라도 본 발명의 방법에 사용되는 날염 페이스트의 저장 안정성이 우수하고 날염물, 특히 스텐실 날염물이 크리스프한 표면을 가진다는 점에서 주지할만 하다. 또한, 날염물을 가공하는 데 전해질을 필요로 하지 않는다.
수성 알칼리 액체는 통상적인 반응성 날염 공정에서 반응성 염료를 고착시키는 데 사용되는 하나 이상의 통상적인 염기를 포함한다. 이러한 염기의 예로는 탄산나트륨, 수산화나트륨, 인산이나트륨, 인산삼나트륨, 아세트산나트륨, 프로피온산나트륨, 중탄산나트륨, 수성 암모니아 또는 알칼리 공여체(예를 들면, 클로로아세트산나트륨 또는 포름산나트륨)가 있다. 중탄산나트륨, 탄산나트륨 또는 물유리와 탄산나트륨의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 알칼리성 액체의 pH는 일반적으로 7.5 내지 13.5이고, 바람직하게는 8.5 내지 12.5이다.
수성 알칼리 액체는 염기 뿐만 아니라 추가의 첨가제, 유리하게는 예를 들면 하이드로트로프(hydrotrope)를 포함할 수 있다. 바람직한 하이드로트로프는 우레아이며, 예를 들면 액체 1ℓ당 25 내지 200g, 바람직하게는 50 내지 150g의 양으로 사용된다.
날염 페이스트에 존재하는 반응성 염료는 셀룰로즈 섬유재료를 날염하는 데 통상적으로 사용되는 반응성 염료이다(문헌 참조; the Colour Index, 3rd edition 1971 및 이의 부록).
모노아조 계열, 디스아조 계열, 폴리아조 계열, 금속 착물 아조 계열, 안트라퀴논 계열, 프탈로시아닌 계열, 포름아잔 계열 및 하나 이상의 반응성 그룹을 함유하는 디옥사진 계열의 염료를 사용하는 것이 바람직하다.
반응성 그룹은 셀룰로즈의 하이드록실 그룹, 양모 및 견사의 경우에 있어서 아미노, 카복실, 하이드록실 및 티올 그룹 또는 합성 폴리아미드의 아미노 그룹 및 가능한 카복실 그룹과 반응하여 공유 화학 결합을 형성할 수 있는 섬유-반응성 라디칼이다. 반응성 그룹은 통상적으로 염료 잔기에 직접 결합되거나 가교 성분을 통해 결합된다. 적합한 반응성 그룹에는 예를 들면, 섬유재료와 반응하기에 적합한 지방족, 방향족 또는 헤테로사이클릭 라디칼(언급된 라디칼은 예를 들면, 할로트리아지닐, 할로피리미디닐 또는 비닐 라디칼을 함유한다)에 분리시킬 수 있는 하나 이상의 치환체를 함유하는 반응성 그룹을 포함한다.
바람직한 지방족 반응성 그룹은 식 -SO2Y, -SO2-NH-Y, -NH-CO-, alk-SO2Y, -CO-NH-alk-SO2Y 또는 -NH-CO-Y(여기서, Y는 예를 들면, β-설페이토에틸, β-티오설페이토에틸, β-포스페이토에틸, β-아크릴옥시에틸, β-할로에틸 또는 비닐과 같은 이탈기이고, Y1은 예를 들면, a,b-디할로에틸 또는 a-할로에틸레닐 라디칼이고, alk는 C1-C6알킬렌이고, 할로겐은 바람직하게는 염소 또는 브롬이다)의 반응성 그룹이다.
바람직한 헤테로사이클릭 섬유-반응성 라디칼은 화학식 1의 1,3,5-트리아진 라디칼 및 화학식 2 내지 7의 섬유-반응성 라디칼이다.
상기 화학식에서,
T1은 불소, 염소 또는 카복시피리디늄이고,
트리아진 환의 치환체 V1은 특히 불소 또는 염소; -NH2, 치환되거나 치환되지 않은 알킬아미노 또는 N,N-디알킬아미노 그룹(예를 들면, 치환되지 않거나 하이드록시-, 설포- 또는 설페이토-치환된 N-모노- 또는 N,N-디-C1-C4알킬아미노); 사이클로알킬아미노; 아르알킬아미노(즉, 벤질아미노); 아릴아미노 그룹(예를 들면, 치환되지 않거나 설포-, 메틸-, 메톡시- 또는 염소-치환된 페닐아미노); 혼합된 치환된 아미노 그룹(예를 들면, N-알킬-N-사이클로헥실아미노 또는 N-알킬-N-페닐아미노 그룹); 모르폴리노이다.
또는
상기 화학식 2 내지 7에서,
R1은 수소 또는 C1-C4알킬이고,
R2는 수소, 치환되지 않거나 하이드록시-, 설포-, 설페이토-, 카복실-, 할로겐- 또는 시아노-치환된 C1-C4알킬 또는 라디칼이고,
R3은 수소, 하이드록실, 설포, 설페이토, 카복실, 시아노, 할로겐 또는 -SO2Y 그룹이고,
alk 및 alk'는 독립적으로 C1-C6알킬렌이고,
아릴렌은 치환되지 않거나 설포-, 카복실-, C1-C4알킬-, C1-C4알콕시- 또는 할로겐-치환된 페닐렌 또는 나프틸렌 라디칼이고,
Q는 -O- 또는 -NR1-(여기서, R1은 앞서 정의한 바와 같다)이고,
W는 -SO2-NR2-, -CONR2- 또는 -NR2CO-(여기서, R2는 각각의 경우에 있어서 앞서 정의한 바와 같다)이고,
m은 0 또는 1이고,
Y 및 Y'는 각각 앞서 정의한 바와 같다.
특히 바람직한 반응성 그룹은 비닐설포닐, 클로로트리아진 및 플루오로트리아진이다.
매우 특히 바람직한 반응성 그룹은 비닐설포닐 또는 플루오로트리아진이다.
또한 두 가지 이상의 동일하거나 상이한 반응성 그룹을 가지는 염료를 사용할 수 있다.
날염 페이스트 중의 반응성 염료의 양은 색의 목적하는 진하기에 따라 광범위한 제한범위 내에서 변할 수 있으며, 실시예 2의 경우 날염 페이스트 1㎏당 2 내지 100g, 바람직하게는 10 내지 70g, 특히 10 내지 50g이다.
섬유에 대하여 중간 친화력을 가지는 반응성 염료를 사용하는 것이 바람직하다. 섬유에 대하여 높은 친화력을 가지는 반응성 염료를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 따라 사용되는 날염 페이스트는 하나 이상의 반응성 염료를 포함할 수 있다.
날염 페이스트 중의 증점제는 천연 또는 합성의 통상적인 반응성 날염 증점제, 예를 들면 시판되는 알기네이트 증점제, 전분 에스테르 또는 캐롭 빈 플라우어(carob bean flour) 에스테르, 셀룰로즈 유도체(예를 들면, 메틸-, 에틸-, 하이드록시에틸-, 메틸하이드록시에틸-, 하이드록시프로필-, 하이드록시프로필메틸-, 카복시메틸-, 카복시에틸- 또는 시아노에틸-셀룰로즈와 같은 셀룰로즈 에스테르 또는 아세틸셀룰로즈와 같은 셀룰로즈 에스테르)일 수 있다.
증점제로서 알긴산나트륨을 단독으로 또는 개질된 셀룰로즈, 특히 바람직하게는 20 내지 25중량%의 카복시메틸셀룰로즈와 혼합하여 포함하는 날염 페이스트를 사용하는 것이 바람직하다.
날염 페이스트 중의 증점제의 양은 목적하는 점도에 따라 광범위한 제한범위 내에서 변할 수 있다; 증점제는 바람직하게는 날염 페이스트 1㎏당 5 내지 100g, 특히 10 내지 80g, 매우 특히 바람직하게는 10 내지 60g의 양으로 존재한다.
날염 페이스트 점도는 일반적으로 1000 내지 20,000mPa·s이다. 날염 페이스트의 점도가 2500 내지 15,000mPa·s, 특히 4000 내지 6000mPa·s인 것이 바람직하다.
날염 페이스트는 반응성 염료와 증점제 뿐만 아니라 통상적인 보조제, 예를 들면 방부제, 금속이온 봉쇄제(sequestrant), 유화제, 불용성 용매, 산화제, 환원 억제제 또는 탈포제(deaerator)를 추가로 포함할 수 있다.
적합한 방부제는 특히 포름알데히드-공급원(예를 들면, 파라포름알데히드와 트리옥산, 특히 수성, 포름알데히드 용액 약 30 내지 40중량%)이고, 적합한 금속이온 봉쇄제에는 예를 들면, 나트륨 니트릴로트리아세테이트, 나트륨 에틸렌디아민테트라아세테이트, 특히 나트륨 폴리메타포스페이트, 보다 특히 나트륨 헥사메타포스페이트가 포함되고, 적합한 유화제는 특히 알킬렌 옥사이드와 지방 알콜의 부가물, 특히 올레일 알콜과 에틸렌 옥사이드의 부가물이고, 적합한 불용성 용매는 비점이 높은 포화 탄화수소, 특히 비점이 약 160 내지 210℃인 파라핀(니스 제조원의 나프타)이고, 적합한 산화제에는 예를 들면, 방향족 니트로화합물, 특히 방향족 모노- 또는 디니트로카복실산 또는 -설폰산이 포함되며 이는 임의로 알킬렌 옥사이드 부가물, 특히 니트로벤젠설폰산으로서 존재한다.
적합한 환원 억제제에는 예를 들면, 방향족 니트로화합물, 특히 방향족 모노- 또는 디니트로카복실산이나 -설폰산이 포함되며 이는 임의로 알킬렌 옥사이드, 특히 니트로벤젠설폰산의 알칼리성 금속염(즉, 나트륨 2-니트로벤조에이트)으로서 존재한다. 환원 억제제는 바람직하게는 가공된 날염 페이스트 총량을 기준으로 하여 0.1 내지 4중량%, 특히 0.8 내지 2중량%의 양으로 사용된다.
날염 페이스트의 레올로지 특성에 유해한 영향을 미치지 않는 한, 모든 시판되는 탈포제가 사용될 수 있다. 이들의 우수한 탈포 특성으로 인하여, 실리콘 유체의 함량이 낮거나 실리콘 유체를 함유하지 않는 탈포제, 일반적으로 통상적인 실리콘 유체 0 내지 5중량%를 함유하는 탈포제가 바람직하다. 활성 성분이 고급 알콜(예를 들면, 2-에틸-n-헥산올 또는 2-헥실데칸올) 또는 비점이 높은 탄화수소 혼합물을 가지는 이의 혼합물이고 상기 명시된 실리콘 유체 함량을 가지는 탈포제가 특히 주목을 받고 있다. 날염 페이스트에 있어서, 탈포제는 예를 들면, 가공된 날염 페이스트의 총량을 기준으로 하여 0 내지 5중량%, 바람직하게는 0.1 내지 1중량%의 양으로 존재한다.
섬유재료를 날염하기 위하여, 날염 페이스트를 유리하게는 통상적인 디자인의 날염기(예를 들면, 인타글리오, 회전 스크린 날염기 및 평판 스크린 날염기)를 사용하여 섬유재료에 균일하게 또는 직접적으로 도포시킬 수 있다. 본 발명에 따르는 방법은 특히 스텐실 날염에 사용하기에 유리하다.
셀룰로즈 섬유재료가 바람직하다. 셀룰로즈 섬유재료는 셀룰로즈로 이루어지거나 셀룰로즈를 포함하는 물질이다. 예로는 면, 아마 또는 대마와 같은 천연 섬유재료, 비스코스, 폴리노직 또는 쿠프로와 같은 재생 섬유재료 또는 면/폴리에스테르 재료와 같은 셀룰로즈 섬유 블렌드 재료가 있다. 이러한 섬유들은 주로 직포, 편성물 또는 부직포의 형태로 사용된다.
날염한 후, 섬유재료를 바람직하게는 150℃ 이하, 특히 80 내지 120℃의 온도에서 유리하게 건조한 다음 열처리하여 날염을 완성시킨다(즉, 정확히 말하면 염료를 고착시킨다).
열처리는 핫-뱃치(hot-batch) 공정, 서머졸링(thermosoling) 공정 또는 바람직하게는 스팀 공정(HT 고착)으로 수행할 수 있다.
스팀 공정에 있어서, 날염된 섬유재료를 유리하게는 95 내지 210℃, 특히 100 내지 180℃의 온도에서 임의로 과열된 증기를 가지는 스팀기(steamer)에서 처리한다. 날염된 섬유재료를 150 내지 170℃에서 2 내지 5분 동안 처리함으로써 바람직하게 HT-고착시킨다.
서머졸링 공정에 의한 날염물의 가공은 중간 건조하거나 하지 않고 예를 들면, 100 내지 210℃에서 수행할 수 있다. 서머졸링은 바람직하게는 120 내지 210℃, 특히 140 내지 180℃에서 수행된다. 온도에 따라, 서머졸링을 수행하는 데 20초 내지 5분, 바람직하게는 30초 내지 4분이 걸린다. 서머졸링은 통상적으로 190 내지 210℃에서 1 내지 2분간 수행한다.
날염 공정 후, 날염된 섬유재료를 통상적으로 세척하여 고착되지 않은 염료를 제거한다. 이러한 목적으로, 섬유재료를 예를 들면, 40℃에서 처리하여 임의로 비누 또는 합성세제를 포함할 수 있는 물과 함께 끓인다.
본 발명에 따르는 방법의 바람직한 양태에 있어서, 날염시키고자 하는 셀룰로즈 섬유재료, 특히 면을 pH 7.5 내지 13.5, 바람직하게는 8.5 내지 12.5에서 액체 1ℓ당 10 내지 100g, 바람직하게는 30 내지 50g의 염기(바람직하게는, 중탄산나트륨)와 0 내지 200g의 우레아를 포함하는 액체를 사용하여 패드-맹글링(pad-mangling)하고 섬유재료를 80 내지 120℃에서 건조한다.
예비처리된 섬유재료를 그후 날염 페이스트 1㎏당 반응성 염료 10 내지 30g, 시판되는 알기네이트 증점제 400 내지 600g을 함유하는 날염 페이스트로 날염하고 100℃에서 건조한다. 그후, 날염물을 102℃에서 4분 동안 포화된 스팀으로 고착시키고 냉세정하고 끓여서 세척한 다음 다시 냉세정한다.
본 발명의 방법에 의해 수득할 수 있는 셀룰로즈 섬유재료의 날염물은 전반적인 견뢰도 특성들이 우수하다; 이들은 예를 들면, 산과 알칼리 범위 둘 다에서 섬유-염료 결합 안정성이 높고 우수한 일광견뢰도, 우수한 습윤견뢰도(예를 들면, 우수한 세탁견뢰도, 수분견뢰도, 해수견뢰도, 이색염색(異色染色)견뢰도, 발한견뢰도), 우수한 염소견뢰도, 마찰견뢰도 및 주름과 건식 열고정에 대한 견뢰도를 가지며 표면이 크리스피하고 색상 강도가 높다는 점이 특히 주지할만 하다.
하기의 실시예는 본 발명을 예시해 준다. 달리 언급이 없는 한, 온도는 섭씨(℃)이고, 부 및 %는 중량부, 중량%이다. 중량부는 용량부와 관련되고 ㎏은 ℓ와 관련된다.
실시예 1
머서화 면 주자직물을 1ℓ당 중탄산나트륨 30g를 포함하는 액체로 패딩하여 수분 픽업율(pick-up)이 70%가 되도록 맹글링한 다음 건조한다.
그후 예비처리된 면 주자직물을 날염 페이스트 1㎏당 화학식 8의 염료 20g, 시판되는 알기네이트 증점제(R라미텍스 M5 6%) 500g을 포함하는 날염 페이스트로 날염한다.
날염물을 120℃에서 90초 동안 건조시킨 다음, 포화된 증기를 사용하여 102℃에서 4분 동안 고착시킨다. 고착시킨 후, 날염물을 냉수로 세정하고 비등수로 세척하고 냉수로 다시 세정하고 건조시킨다.
세탁견뢰도가 우수한 황색 날염물이 수득된다.
실시예 2 내지 10
실시예 1에서 사용되는 화학식 8의 염료 20g 대신에 하기의 화학식 9 내지 17의 염료를 동량으로 사용하거나 화학식 18의 염료 80중량%와 화학식 19의 염료 20중량%를 포함하는 염료 혼합물을 동량으로 사용하여 실시예 1을 반복하여 우수한 세탁견뢰도를 가지는 날염물을 수득한다.
또는
실시예 11
머서화 면 주자직물을 1ℓ당 중탄산나트륨 30g 및 우레아 50g을 포함하는 액체로 패딩하고 수분 픽업율이 70%가 되도록 맹글링한 다음 건조시킨다.
예비처리된 면 주자직물을 그후 날염 페이스트 1㎏당 화학식 8의 염료 20g 및 시판되는 알기네이트 증점제(R라미텍스 M5 6%) 500g을 포함하는 날염 페이스트로 날염한다. 날염물을 120℃에서 90초 동안 건조시킨 다음 포화된 증기를 사용하여 102℃에서 4분 동안 고착시킨다. 고착시킨 후, 날염물을 냉수로 세정하고 비등수로 세척하고 다시 냉수로 세정하여 건조시킨다. 세탁견뢰도가 우수한 황색 날염물이 수득된다.
실시예 12 내지 20
화학식 8의 염료 20g 대신에 화학식 9 내지 17의 염료 중의 하나 또는 화학식 18과 19의 염료 혼합물을 동량으로 사용하여 실시예 11을 반복하여 우수한 세탁견뢰도를 가지는 날염물을 수득한다.
실시예 21
가성 비스코스 직물을 1ℓ당 중탄산나트륨 30g과 우레아 100g을 포함하는 액체로 패딩하고 수분 픽업율이 70%가 되도록 맹글링한 다음 건조한다.
예비처리된 비스코스 직물을 그후 날염 페이스트 1㎏당 화학식 8의 염료 20g 및 시판되는 알기네이트 증점제(R라미텍스 M5 6%) 500g을 포함하는 날염 페이스트로 날염한다. 날염물을 120℃에서 90초 동안 건조한 다음 포화된 증기를 사용하여 102℃에서 4분 동안 고착시킨다. 고착시킨 후, 날염물을 냉수로 세정하고 비등수로 세척하고 다시 냉수로 세정하여 건조시킨다. 세탁견뢰도가 우수한 황색 날염물이 수득된다.
실시예 22 내지 30
화학식 8의 염료 20g 대신에 화학식 9 내지 17의 염료 중의 하나 또는 화학식 18과 19의 염료 혼합물을 동량으로 사용하여 실시예 21을 반복하여 우수한 세탁견뢰도를 가지는 날염물을 수득한다.
실시예 31
가성 비스코스 직물을 1ℓ당 중탄산나트륨 30g과 우레아 150g을 포함하는 액체로 패딩하고 수분 픽업율이 70%가 되도록 맹글링한 다음 건조한다.
예비처리된 비스코스 직물을 그후 날염 페이스트 1㎏당 화학식 8의 염료 20g 및 시판되는 알기네이트 증점제(R라미텍스 M5 6%) 500g을 포함하는 날염 페이스트로 날염한다. 날염물을 120℃에서 90초 동안 건조한 다음 포화된 증기를 사용하여 102℃에서 4분 동안 고착시킨다. 고착시킨 후, 날염물을 냉수로 세정하고 비등수로 세척하고 다시 냉수로 세정하고 건조시킨다. 세탁견뢰도가 우수한 황색 날염물이 수득된다.
실시예 32 내지 40
화학식 8의 염료 20g 대신에 화학식 9 내지 17의 염료 중의 하나 또는 화학식 18과 19의 염료 혼합물을 동량으로 사용하여 실시예 31을 반복하여 우수한 세탁견뢰도를 가지는 날염물을 수득한다.
본 발명의 날염방법은 사용되는 반응성 염료가 알칼리에 불안정한 경우라 하더라도 본 발명의 날염방법에 사용되는 날염 페이스트의 저장 안정성이 우수하고 날염물 가공에 전해질을 필요로 하지 않기 때문에 날염물이 크리스프한 표면을 갖는다.

Claims (11)

  1. 날염시키고자 하는 섬유재료를 수성 알칼리 액체로 처리하고, 임의로 건조시킨 다음, 하나 이상의 반응성 염료, 증점제 및 임의로 알칼리 또는 알칼리 공여체를 함유하지 않는 추가의 첨가제를 포함하는 날염 페이스트로 날염함을 포함하여, 섬유재료를 반응성 염료로 날염하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 수성 알칼리 액체가 탄산나트륨, 수산화나트륨, 인산이나트륨, 인산삼나트륨, 아세트산나트륨, 프로피온산나트륨, 중탄산나트륨, 수성 암모니아, 클로로아세트산나트륨 및 포름산나트륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 염기를 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 수성 알칼리 액체가 중탄산나트륨, 탄산나트륨, 또는 물유리와 탄산나트륨과의 혼합물을 포함하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 수성 알칼리 액체가 우레아를 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 섬유에 대해 중간 친화력을 가지는 반응성 염료가 사용되는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 비닐설포닐, 클로로트리아진 또는 플루오로트리아진 반응성 그룹을 가지는 반응성 염료가 사용되는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 사용되는 증점제가 알기네이트 증점제인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 사용되는 날염 페이스트의 점도가 1000 내지 20,000mPa·s인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 사용되는 섬유재료가 셀룰로즈 섬유재료인 방법.
  10. 제1항에 있어서, 섬유재료가 인타글리오, 회전 스크린 날염기 또는 평판 스크린 날염기를 사용하여 날염되는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 섬유재료가 스텐실 날염법에 의해 날염되는 방법.
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