PT109520B - Tinta em pó termoendurecível com propriedades antiaderentes, respetivos processos de fabrico e de aplicação e correspondente revestimento - Google Patents
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Abstract
TINTA EM PÓ TERMOENDURECÍVEL (SEU PROCESSO DE FABRICO E DE APLICAÇÃO E CORRESPONDENTE REVESTIMENTO), CONTENDO RESINA SÓLIDA, ENDURECEDOR, AGENTE DE TEXTURA, ADITIVOS, CARGAS E EVENTUALMENTE PIGMENTOS, EM QUE O AGENTE DE TEXTURA (NUMA QUANTIDADE ENTRE 1 E 20% EM PESO, COM PONTO DE FUSÃO ENTRE 160 E 260 ºC E TAMANHO DE PARTÍCULA MÉDIO (D50) ENTRE 30 E 300 ΜM) É UMA CERA DE POLIAMIDA MICRONIZADA OU ACRILONITRILO-BUTADIENO- ESTIRENO (ABS) PREVIAMENTE MICRONIZADO E A RESINA (10 A 90% EM PESO) É: A) DE POLIÉSTER CARBOXILADO SATURADO RETICULADO ¿ COM ENDURECEDOR DO TIPO HIDROXILAQUILAMIDA, GLICILDILESTER MULTIFUNCIONAL, TRIGLICIDILISOCIANURATO OU ENDURECEDOR ACRÍLICO (GLICIDIL META-ACRILATO) ¿ (B) DE POLIÉSTER HIDROXILADO, COM ENDURECEDOR ISOCIANATO, OU (C) HÍBRIDA EPÓXI/POLIÉSTER OU EPÓXI ISOLADAMENTE, RETICULADAS POR ENDURECEDORES DO TIPO DICIANODIAMIDA, O-TOLILBIGUANIDA, ANIDRIDO, FENÓLICOS E AINDA ENDURECEDORES MATEANTES RESULTANTES DA COMBINAÇÃO DE FENILIMIDAZOLINA E ÁCIDO PIROMETÍLICO OU ÁCIDO CIANÚRICO. O CORRESPONDENTE REVESTIMENTO TEM ESPESSURA A SECO ENTRE 30 E 150 ΜICROMETROS.
Description
DESCRIÇÃO
Tinta em pó termoendurecivel com propriedades antiaderentes, respetivos processos de fabrico e de aplicação e correspondente revestimento
Domínio técnico
A presente invenção respeita a uma tinta em pó termoendurecivel que, uma vez aplicada, apresenta propriedades antiaderentes. Numa concretização preferencial, respeita a uma tinta em pó termoendurecivel que, uma vez aplicada, combina propriedades antiaderentes com propriedades antigrafito. Adicionalmente a invenção respeita ainda aos processos de fabrico e de aplicação da mesma e ao revestimento obtido com tal tinta.
Antecedentes da invenção
As tintas em pó, de uma maneira geral, são conhecidas por serem tintas ecológicas, pois, pelas suas caracteristicas, permitem o uso efetivo, como revestimento, de quase 100% do material aplicado e são isentas de solventes e praticamente isentas de compostos orgânicos voláteis (COVs), com benefícios diretos para as pessoas e ambiente. Neste contexto o uso deste tipo de tintas permite obter uma pegada ecológica mais favorável em contraponto com tintas líquidas de base solvente e mesmo de base aquosa.
Os grandes centros urbanos debatem-se com a sistemática adulteração do aspeto e função das infraestruturas públicas criadas para o usufruto de todos. A constante afixação indiscriminada de cartazes e autocolantes cria poluição visual e perda de funcionalidades que a todos lesa.
Incluem-se nestas infraestruturas, o mobiliário urbano, as barreiras acústicas, as paragens de autocarros, as estações de metro, os semáforos, os sinais de trânsito, os painéis publicitários, os postes de iluminação pública, etc.
As tintas em pó podem ser usadas nestes tipos de equipamento com duas funções essenciais: decoração e proteção do substrato. Pode ainda encontrar-se uma função adicional, empregando nestes equipamentos urbanos revestimentos que permitem a remoção fácil de grafitos (usualmente designados graffiti), revestimentos esses vulgarmente denominados tintas antigraffiti.
Os revestimentos com tintas antigrafito caracterizam-se, de um modo geral, por superfícies externas muito lisas e compactas de modo a facilitarem a remoção dos grafitos que sobre eles possam vir a ser aplicados, remoção essa que é normalmente feita com recurso a detergentes solventes agressivos.
problema das superfícies lisas, mormente das obtidas nos revestimentos com tintas antigrafito convencionais, é que as mesmas são especialmente adequadas à eficaz colagem de cartazes e similares.
Assim, verifica-se a necessidade de tintas, em particular de tintas em pó, que permitam minorar o flagelo da afixação indiscriminada de cartazes e autocolantes, bem como, preferencialmente, de tintas em pó cujas superfícies externas dos correspondentes revestimentos combinem características antigrafito com características antiaderentes (antisticker).
Objetivos da invenção principal objetivo da presente invenção, é a obtenção de uma tinta em pó que, pelas suas características, dificulta a aderência dos cartazes e autocolantes aos revestimentos feitos com tal tinta. Entende-se por propriedades antiaderentes (ou antisticker) a propriedade de impossibilitar a colagem de autocolantes, cartazes e outros produtos similares ou, pelo menos, a propriedade de diminuir expressivamente o tempo de adesão de tais elementos aos revestimentos feitos com a tinta e facilitar a respetiva remoção. Um objetivo adicional da invenção é uma tinta que tenha por funcionalidade adicional uma limpeza fácil dos grafitos, de forma repetida se necessário.
Tal tinta é vocacionada para o mercado do mobiliário urbano, embora possa ser utilizada em equipamentos para outros fins.
revestimento resultante da aplicação da tinta segundo a presente invenção faz com que, ao fim de um tempo encurtado, os cartazes sobre ele colocados, caiam no chão ou possam ser facilmente removidos pelas equipas de limpeza, desincentivando assim a colocação dos mesmos.
Descrição da invenção
A presente invenção respeita a uma tinta em pó termoendurecivel, que origina revestimentos com aspeto texturado e propriedades antiaderentes, especialmente formulada para minimizar a aderência das colas dos cartazes e autocolantes. Entende-se por aspeto texturado uma superfície com rugosidade, áspera ao toque.
A formulação na base destes revestimentos compreende componentes inteiramente sólidos, sendo estes, resinas ou mistura de resinas, um endurecedor ou mistura de endurecedores, cargas, agentes de textura e aditivos diversos, designadamente reguladores de tensão superficial e reguladores de viscosidade, entre outros. Pode ainda compreender pigmentos.
Tendo em conta a função que lhes é atribuída pela respetiva superfície, estes revestimentos são unicamente para serem usados como produto de acabamento em sistema monocamada ou multicamada.
Segundo a invenção, a propriedade antiaderente pode ser conferida a tintas em pó constituídas pelas seguintes resinas e endurecedores: (a) resina de poliéster carboxilado saturado reticulado - com endurecedor do tipo (i) hidroxilaquilamida (HAA), (ii) glicildilester multifuncional (Araldite® PT910 ou PT912, da Huntsman L.L.C.), (iii) triglicidilisocianurato (TGIC) ou (iv) endurecedor acrílico (Glicidil meta-acrilato (GMA)) - (b) resina de poliéster hidroxilado, com endurecedor isocianato, ou (c) resina híbrida epóxi/poliéster ou epóxi isoladamente, nestes últimos dois casos (os referidos em c) para uso em interior. As resinas epóxi (ou epóxi modificadas) do último caso referido podem ser baseadas no produto de reação do bisfenol-A e epiclorohidrina, de diferentes pesos moleculares, desde o tipo 1 ao tipo 7, podendo ser também baseadas em bisfenol-F ou epóxi novolac. As tintas em pó epóxi são reticuladas por endurecedores do tipo dicianodiamida (com ou sem catalisador), o-tolilbiguanida, anidrido, fenólicos e ainda endurecedores mateantes resultantes da combinação de fenilimidazolina e ácido pirometilico ou ácido cianúrico. Estes tipos de resinas e endurecedores podem ser também encontrados em sistemas híbridos epóxi/poliéster.
Segundo a invenção, a tinta em pó termoendurecível, contém a seguinte constituição:
a - Resina sólida b - Endurecedor c - Agente de textura d - Aditivos e - Cargas e eventualmente pigmentos sendo caracterizada por o agente de textura ser uma cera de poliamida micronizada, com ponto de fusão entre 160 e 260 °C e tamanho de partícula médio (dso) entre 30 e 300 pm ou ser Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno (ABS) previamente micronizado com idêntico tamanho de partícula e temperatura de fusão entre 160 e 260 °C, em ambos os casos numa quantidade entre 1 e 20% em peso de formulação, bem como por a resina sólida ser selecionada de entre
- uma ou mais resinas de natureza poliéster amorfo saturado, funcionalidade OH, sendo que nesse caso o endurecedor é preferencialmente do tipo poliisocianato de uretdiona não bloqueado ou do tipo poli-isocianato ε-caprolactama bloqueado,
- uma ou mais resinas de natureza poliéster amorfo, funcionalidade COOH, sendo que nesse caso o endurecedor é preferencialmente do tipo βhidroxilalquilamida (CAS 6334-25-4), TGIC (triglicidilisocianurato - CAS 2451-62-9), do tipo glicidilester multifuncional (CAS 7195-44-0/CAS 7237-83-4) ou do tipo acrílico GMA (Glicidil metaacrilato), podendo ainda ser uma mistura destes,
- uma ou mais resinas de natureza epóxi ou combinada com poliéster amorfo saturado com funcionalidade COOH, sendo que nesse caso o endurecedor é preferencialmente do tipo dicianodiamida (com ou sem catalisador), o-tolilbiguanida, anidrido, fenólicos e ainda endurecedores mateantes resultantes da combinação de fenilimidazolina e ácido pirometílico ou ácido cianúrico.
Segundo a invenção, preferencialmente a resina ou resinas, designadamente dos modos antes enunciados, estão presentes na formulação numa quantidade entre 10 e 90%, em peso.
Descrição detalhada da invenção
A textura especifica dos revestimentos segundo a invenção, resulta da adição, durante o processo de fabrico da respetiva tinta, dos materiais acima referidos, designadamente o dito agente de textura, nas seguintes fases de produção: na fase de pesagem dos componentes para a pré-mistura ou então por adição após moagem/micronização, sendo que neste caso se pode optar por uma mistura seca (dry-blend) ou intrínseca (bonderização ou bonding) . Entende-se como fase de pré-mistura, a fase de mistura anterior ao processo de extrusão.
Segundo uma concretização do processo de fabrico da tinta segundo a invenção, a micronização inclui conjuntamente todos os elementos componentes da tinta em pó.
Mais em detalhe, o processo de fabrico segundo a presente invenção inclui a pesagem dos componentes, incluindo o agente de textura, e a adição a um tanque, seguida de pré-mistura num misturador industrial. No final desta etapa, a mistura é alimentada a uma extrusora com passos otimizados de extrusão e, por fim, moagem num moinho/micronização, obtendo-se uma distribuição granulométrica específica, nomeadamente com o auxílio de ciclones e classificadores. Alternativamente, podese utilizar o processo de dry-blend ou de bonderização, para adicionar o agente de textura, apenas no final, após o processo de moagem/micronização. No caso da bonderização, a tinta em pó não reticulada é aquecida num misturador através de agitação até a um ponto em que a tinta em pó está suficientemente sensível para que, adicionando um ou mais novos componentes, estes possam ligar-se (bonding) às partículas de tinta em pó sem que se tenha dado início à reação de polimerização.
Em termos de processo de aplicação da tinta, para se obter a função desejada, a tinta em pó atrás descrita é aplicada eletrostaticamente (ou alternativamente faz-se uma aplicação por leito fluidizado ou com pistola triboelétrica) , depositando-se sobre uma peça, tradicionalmente metálica, ligada convenientemente à terra. A espessura aplicada pode variar entre os 30 e os 150 pm. Para completar o processo, a tinta em pó é polimerizada por ação da temperatura em forno convencional adequado, podendo ter ou não ação da radiação infravermelha ou ultravioleta no seu processo de cura. A temperatura de cura para a tinta em pó da presente invenção está compreendida entre 120 e 240 °C, mais particularmente entre 140 e 200 °C ou mesmo entre 180 e 200 °C.
Num caso particular enquadrado no mercado de mobiliário urbano, uma tinta em pó com as características já descritas, preferencialmente quando baseada em sistemas de poliuretano, pode incluir uma função adicional que, simultaneamente impeça por um lado a aderência de autocolantes e, por outro, facilite a remoção de tintas de graffiti, desde que aplicado o método de limpeza adequado. Estas tintas têm resistência à intempérie, podendo ser utilizadas em equipamentos, como mobiliário urbano, colocados no exterior. A tinta em pó descrita é obtida por utilização de resina ou combinação de resinas poliéster hidroxiladas, com número hidroxilo (OH) compreendido entre 60 e 290 mg KOH/g, reticulada com poli-isocianatos não bloqueados do tipo uretdiona com conteúdo NCO de 11 a 17%. A tinta em pó é composta ainda por outros aditivos, como benzoína, poliacrilatos, antioxidantes e surfactantes, designadamente agentes de dispersão à base de óxido de alumínio ou nanossílica. Podem ser também adicionados pigmentos orgânicos e/ou inorgânicos para conferir cor ao produto. Catalisadores conhecidos para a química do poliuretano podem estar opcionalmente presentes. A textura é obtida por adição de cera poliamida micronizada, com ponto de fusão entre 160 e 240 °C e tamanho de partícula médio (dso) entre 30 e 300 pm. Outra alternativa para se obter a texturada específica é por adição de ABS micronizado (Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno), com tamanho médio de partícula (dso) entre 30 e 300 pm. Deve ser introduzido na formulação na fase de pré-mistura ou, em alternativa, após micronização da tinta em pó base. Esta tinta em pó é termorreticulada entre 180 e 200 °C depois de aplicada sobre um substrato metálico, podendo ser também aplicada em sistema multicamada como camada de acabamento. Como referido, a tinta em pó poliuretano permite combinar a propriedade antiaderente com a facilidade de limpeza dos grafitos. A redução dos pontos de ancoragem é por si, nos esquemas tradicionais, motivo para que as características antigrafito sejam influenciadas negativamente. Na presente invenção, foi surpreendentemente conseguida a dupla funcionalidade, mantendo intactas as propriedades antiaderentes e conseguindo-se boas propriedades antigrafito. As propriedades antigrafito foram avaliadas seguindo a metodologia descrita na norma ASTM D6578, que implica a aplicação de diferentes qualidades de grafitos, limpeza com solventes adequados, repetindo-se a aplicação e limpeza por diversos ciclos. Foi também comprovada a propriedade antiaderente e antigrafito após 2000 horas de envelhecimento acelerado em equipamentos com ciclos de radiação UV-A (ISO 11501).
Esta invenção foi testada em aplicações do produto em tubo cilíndrico e chapa plana, colocados em posição vertical. Execução em laboratório com diferentes fitas-cola e similares existentes no mercado, de acordo com o seguinte teste:
Esquema de pintura: Primeira camada MEGAPOL® 2000 S590, da CIN Industrial Coatings, S.A., (na cor RAL 7024-GL) e acabamento verniz poliuretano (tinta em pó da invenção);
Material suporte da aplicação: Tubo de 60 mm de diâmetro e chapa lisa tamanho A5;
Espessuras médias aplicadas:
Primeira [pm] | Camada | Acabamento [pm] | |
Tubo | 63 | 53 |
Chapa | 64 | 70 |
Temperatura de ensaio: 23 °C;
Humidade Relativa: 60-70%;
Duração do ensaio: 24 horas;
Número de faixas autocolantes aplicadas por ensaio: 8 faixas com 20 x 40 mm;
Tempo de pressionamento para fixação das faixas: 30 segundos;
Força de aplicação das faixas: 15 N.
Os tipos de fitas-cola e restantes materiais autocolantes analisados estão resumidos na tabela seguinte:
Tipo | Fabricante | Adesividade ao aço | Alongamento à rutura | Força de tensão |
1100 clear | IPG | 50,3 N/100 mm | 150 % | 560 N/100 mm |
Tartan 369 | 3M | 32 N/100 mm | 160 % | 666 N/100 mm |
Tesa 4579 | Tesa | 80 N/100 mm | 10 % | 2300 N/100 mm |
Scotch 3444 | 3M | 24 N/100 mm | (7-10) % | 350 N/100 mm |
Autocolan te papel (cola acrílica) | Não divulgada pelo fabricante | Não divulgado pelo fabricant e | Não divulgada pelo fabricante |
Resultados obtidos para o teste
Número de | Área | Força |
Tipo | faixas total ou parcialmente aderentes após ensaio de 24 h | aderente após 24 horas | necessária à retirada das faixas aderentes* | |
Tubo | Chapa | |||
1100 clear | 0 | 0 | — | — |
Tartan 369 | 0 | 0 | — | — |
Tesa 4579 | 4 | 0 | Inferior a 10% | Inferior a 0,5 N |
Scotch 3444 | 2 | 0 | Inferior a 10% | Inferior a 0,5 N |
Autocolante papel (cola acrílica) | 0 | 0 | — | — |
* utilizando um dinamómetro Kern 285-052
Assim, verifica-se que, por exemplo, aplicando 8 tiras de fitacola autocolante do tipo Scotch 3444, aplicadas à temperatura ambiente de 23 °C ao nível do mar, com uma força 15 N, numa superfície vertical plana, estas cairão por ação da gravidade num período de tempo inferior a 24 horas.
A formulação concreta da tinta usada no teste foi a seguinte, em percentagem em peso:
Resina poliéster (funcionalidade OH) - 38,2 %
Endurecedor poli-isocianato uretdiona não bloqueado 45,0 %
Aditivo regulador tensão superficial - 1,0%
Agente regulador viscosidade (benzoína) - 0,6 %
Agente de textura (poliamida) - 15,0%
Agente de free-flow - 0,2%
Outro caso particular de tinta em pó com a funcionalidade antiaderente do presente invento é referente a uma tinta composta por uma ou mais resinas poliéster carboxiladas, com número ácido (AV) entre 20 e 90 mg KOH/g, com reticulação por ação da temperatura com endurecedor β-hidroxilalquilamida, e composta ainda por outros aditivos, como benzoina, poliacrilatos, antioxidantes e surfactantes, designadamente agentes de dispersão à base de óxido de alumínio ou nanossílica. Podem ser também adicionados pigmentos orgânicos e/ou inorgânicos para conferir cor ao produto. A textura é obtida por adição de cera poliamida micronizada, com ponto de fusão entre 160 e 260 °C e tamanho de partícula médio (dso) entre 30 e 300 pm. Este revestimento tem igualmente resistência à intempérie, podendo ser colocado em equipamentos de exterior.
Uma formulação concreta da tinta em pó deste caso particular é a seguinte, em percentagem em peso:
Resina poliéster (funcionalidade COOH) - 81,0 %
Endurecedor β-hidroxilquilamida - 6,1 %
Aditivo regulador tensão superficial - 1,1 %
Agente regulador viscosidade (benzoina) - 0,7 %
Agente textura poliamida - 10,0 %
Pigmento Negro de fumo - 0,9%
Agente de free-flow - 0,2 %
Um terceiro caso particular em que se obtém a textura específica para a funcionalidade antiaderente é uma tinta obtida através da adição de ABS micronizado (AcrilonitriloButadieno-Estireno), com tamanho médio de partícula (dso) entre 30 e 300 pm e ponto de fusão compreendido entre 160 e 260 °C. Para resultados otimizados é recomendada a adição deste composto à tinta em pó base após micronização, por mistura externa.
Claims (19)
- REIVINDICAÇÕES1 - Tinta em pó termoendurecivel, contendo a seguinte constituição:a - Resina sólida b - Endurecedor c - Agente de textura d - Aditivos e - Cargas e eventualmente pigmentos caracterizada por a resina sólida ser selecionada de entre- uma ou mais resinas de natureza poliéster amorfo, funcionalidade OH,- uma ou mais resinas de natureza poliéster amorfo, funcionalidade COOH,- uma ou mais resinas de natureza epóxi baseadas no produto de reação do bisfenol-A e epiclorohidrina, de diferentes pesos moleculares, desde o tipo 1 ao tipo 7, baseadas em bisfenol-F ou epóxi novolac ou combinação epóxi-poliéster amorfo com funcionalidade COOH, e por o agente de textura ser uma cera de poliamida micronizada, com ponto de fusão entre 160 e 260 °C e tamanho de partícula médio (dso) entre 30 e 300 pm ou ser Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno (ABS) previamente micronizado com idêntico tamanho de partícula e temperatura de fusão entre 160 e 260 °C, em ambos os casos numa quantidade entre 1 e 20% em peso de formulação.
- 2 - Tinta em pó, de acordo com a reivindicação n.° 1, caracterizada por conter uma ou mais resinas numa quantidade entre 10 e 90% em peso de formulação.
- 3 - Tinta em pó, de acordo com a reivindicação n.° 2, caracterizada por conter um endurecedor do tipo poli isocianato de uretdiona não bloqueado ou do tipo poliisocianato ε-caprolactama bloqueado, quando está presente uma resina do primeiro tipo indicado na reivindicação 1.
- 4 - Tinta em pó, de acordo com a reivindicação n.° 2, caracterizada por conter um endurecedor do tipo βhidroxilalquilamida, TGIC (triglicidilisocianurato), do tipo glicidilester multifuncional ou do tipo acrílico GMA (Glicidil meta-acrilato), quando está presente uma resina do segundo tipo indicado na reivindicação 1.
- 5 - Tinta em pó, de acordo com a reivindicação n.° 4, caracterizada por conter um endurecedor que é uma mistura de dois ou mais dos indicados em tal reivindicação.
- 6 - Tinta em pó, de acordo com a reivindicação n.° 2, caracterizada por conter um endurecedor do tipo dicianodiamida (com ou sem catalisador), otolilbiguanida, anidrido, fenólicos e ainda endurecedores mateantes resultantes da combinação de fenilimidazolina e ácido pirometílico ou ácido cianúrico, quando está presente uma resina do terceiro tipo indicado na reivindicação 1.
- 7 - Tinta em pó, de acordo com a reivindicação n.° 1, caracterizada por conter aditivos como benzoína, poliacrilatos adsorvidos em sílica, antioxidantes fenólicos ou fosfitos, agentes de dispersão à base de óxido de alumínio ou nanossílica.
- 8 - Tinta em pó, de acordo com a reivindicação n.° 1, caracterizada por incorporar pigmentos ou combinação de pigmentos orgânicos e/ou inorgânicos.
- 9 - Tinta em pó, de acordo com a reivindicação n.° 1, caracterizada por incorporar cargas ou combinação de cargas inorgânicas, como sejam carbonato de cálcio ou sulfato de bário.
- 10 - Revestimento com tinta segundo qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por ter espessuras a seco que variam entre 30 e 150 pm.
- 11 - Revestimento de acordo com a reivindicação n.° 10, caracterizado por ser um revestimento de acabamento transparente ou pigmentado.
- 12 - Revestimento de acordo com a reivindicação n.° 10, caracterizado por ser um revestimento de acabamento.
- 13 - Revestimento de acordo com a reivindicação n.° 10, caracterizado por ser um revestimento de superfície rugosa cuja textura é promovida pelo agente de textura com tamanho de partícula médio (dso) entre 30 e 300 pm.
- 14 - Processo de pintura com tinta segundo qualquer das reivindicações n.°s 1 a 9, caracterizado pela aplicação da tinta de forma electroestática, triboelétrica ou em leito fluidizado, sobre um substrato devidamente ligado à terra, seguido de polimerização por ação da temperatura, a temperaturas entre 140 e 200 °C.
- 15 - Processo de pintura de acordo com a reivindicação n.° 14, caracterizado por a tinta ser aplicada como camada de acabamento, ou seja, como camada final de fronteira com o meio ambiente do qual se pretende separar o substrato.
- 16 - Processo de fabrico da tinta segundo qualquer das reivindicações n.°s 1 a 9, caracterizado por conter as fases de pesagem, pré-mistura, extrusão e micronização.
- 17 - Processo de fabrico de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por a micronização incluir conjuntamente todos os elementos componentes da tinta em pó.
- 18 - Processo de fabrico de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por conter uma etapa final de mistura seca do agente de textura.
- 19 - Processo de fabrico de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por compreender um processo final de mistura intrínseca (bonderização) do agente de textura.
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