TW434578B - Shielded cable and method of making same - Google Patents

Description

4345?8 五、發明說明（1) 本發明係有關一種屏蔽電纜，尤指一種傳輸射頻（RF) 訊號之非編織型5丨入電鐵（non-braided drop cable)。 諸如有線電視訊號等之射頻訊號傳輸應用上，引入電 纜通常係作為自幹線與配線電纜將訊號直接傳送至用.戶住 處之末端連結。傳統式引入電規包括一傳輸訊號而經絕緣 之中心導體’及一環繞該中心導體以防止訊號外洩及外部 訊號干擾之導電屏蔽。此外，引入電纜通常包含一用以阻 止水氣滲入電纜之外部被覆。引入電纜之共同構造包^ 一 經絕緣之中心導體、一環繞該中心導體之金屬及聚令典層 薄帶 '一編織金屬線層，及一保護用外部被覆。 傳統式引入電纜缺點之一，‘為其與標準接頭之接附較 為困難。尤其編織型屏蔽之切割及接附至標準接頭皆屬不 易，而於電纜接續過程常須將其摺回至外部被覆之上， 使金屬編織將增加安裝時間及費用。尤有甚者，金屬編 冬製作通常係屬一耗時之程序而連帶限制電纜之產率，故 於產業上已嘗試將該編織自傳統式引入電纜略去。 例如，頒予Hillurn氏之美國第53212〇2、

StlH13及5,521 ’331號專利案，即揭示以金屬箱屏蔽* 越屬▼屏蔽取代像統構造中外部編織型屏蔽，並於展 :與内部屏蔽帶間增加一塑膠層 此省：J 2織’然：產生其他電魔接續問題。尤其ΐ 電纜之際，尚需藉去呔忐攸诉Λ u ， 仪哎钱附至 於接頭接附，&以其；纜‘蜻^殊工具加工電纜使其適 此外，該接頭須耗費額外時間。 對該非編織型電纜產生一拉脫力，易

第5頁 4 3 4 5 7 g 五、發明說明（2) 吕之’將接頭拉開而脫灕電纜所需施力將低於編織型電 纜’而非吾人所欲見。 本發明提供一種易於與接頭接附，並可適度錨定該接 -頭以防一但電纜接續後接頭遭拉脫之非編織型引入配線電 、規。此外’本發明並提供一種具足夠屏蔽，可防止訊號外 洩及外部訊號千擾之引入電纜。 - 具備上述特徵之一種非編織型屏蔽電纜，其包括含—' 中心導體及一環繞該導體絕緣層之—電纜芯、一包圍並結 合至電繞站之第一導電屏蔽、一包圍第一導電屏蔽之第、二 導電屏蔽，及一包圍並結合第二導電屏蔽之電纜被覆。於 ’) ，本發明中’一空隙層係位於第一及第二導電屏蔽間，其由， 設於該第一及第二導電屏蔽間之長絞線構成而可沿軸向自 由位移’並同時將第一及第二導電屏蔽互相隔離。 本發明一較佳實施中，使用於電纜之第一及第二屏蔽 為沿電纜縱向延伸之金屬__聚合物--金屬接合薄帶，其具 ， 重疊之縱向邊緣以提供中心導線1 0 0 %之屏蔽包覆效果。於. 較佳組合中，該第一屏蔽帶為一鋁--聚烯（polyolefin)__ 鋁薄帶’第二屏蔽帶則為一鋁―聚酯一鋁薄帶。該空隙層 之絞線沿第一屏蔽帶通常呈螺旋狀纏繞’並由金屬線及/ . 或纺紗所構成。該絞線以包覆其下方之第一屏蔽帶表面積 -J 小於30%之金屬線為佳。該金屬線可超過一層並互呈不同 、 之方向，諸如相反螺旋向（逆時針及順時針)之二層。空隙 層之紗線通常包覆第一屏蔽帶之少於50%之表面積，並選 · 自聚酯、棉花及芳香族聚醯胺（a r am i d )組成之紡紗及其現

第6頁 ^34578_________ 五、發明說明（3) 紡之組群中。該空隙層可同時包含紗線及沿紗線側邊設置 之金屬線，旅亦可包括一阻水材料。 本發明亦提供一屏蔽電纜之製法。於該電纜製程中’ 一具有一中心導體及一環繞該中心導體之介電層之電纜芯 ..先行製成，次以一導電屏蔽帶沿該電纜芯縱向捲繞或如菸 心般捲繞。該空隙層通常係沿第一屏蔽帶螺旋捲繞其絞線 而加至第一屏蔽電纜。一第二屏蔽帶隨後縱向棬t於空隙 層上，並將一電纜被覆自第二屏蔽帶擠出以製成該電纜。 上述方法又以尚包括結合第一屏蔽帶至該電纜芯，並結合 第一屏蔽帶至電窥被覆為佳。.屏蔽帶以金屬--聚合物--金 屬之接合薄帶尤佳’並具碑此重疊之縱向邊緣。該等薄帶 以其一表面附有黏合劑為佳，其中第一屏蔽帶鄰接電纜芯 之内表面處含黏合劑，而第二屏蔽帶黏合劑則附於其朝向 電纜外部被覆擠出處之外表面，以達成該屏蔽電麗預期之^ 結合效果。 本發明之屏蔽電纜易於與標準接頭接附，且尤因該 蔽電纜非由編織而成’其接續過程自無因編織衍生之相關 問題◊此外，本發明中電纜之空隙層係由可軸向移動之 線構成’故於接續前無須修整。尤有甚者，上述可抽向’ 動之絞線並有助於錨定該接頭至電纜，俾此增 ^移 之抗力。. g 现孤脫 本發明其他特徵及優點於參閱下述詳細說明及 式後，應至明顯： 、圖 第一圖為本發明之屏蔽電纜一視圖，其八 土 、。丨刀稱已略

434578 五、發明說明（4) 去俾便明示。 第二圖為第一圖所示之屏蔽電纜沿切線2 - 2之部分剖 視圖。 第三圖為一製造本發明之屏蔽電纜方法示意圖。 >-—-------- 第四圖為本發明之屏蔽電纜接附至一標準單件式接頭 之視圖，其部分構造已經分解俾便明示。 第五圖為第四圖所示經接續之電瘦沿切線5 - 5之縱剖 視圖。 10 :屏蔽電纜 12 :電纜芯 14 :長中心導體 1 6 :環繞該中心導體之介電層或絕緣層 18 :第一屏蔽帶 20 :第二屏蔽帶 2 2 :空隙層 24 :電纜被覆 25、 40 :黏合層 26、 34 :聚合物層 28、30、36、38 :金屬層 4 2 :長絞線 50 ' 52、60、68 ：線軸 54、62 :導輪 5 6 :線軸架 64 :擠出裝置

434578 五、發明說明（5) 66 :冷卻槽 7 〇 :標準接頭 72 :内套或襯套 74 :外套 首先參閱第 屏蔽電鏡1 0 —般 訊號等之射頻訊 24 與〇·41 inch 之 電纜10包括 繞該中心導體之 第一屏蔽環繞並 一及第二圖所示本發明之屏蔽電纜10 '該 係作為引入電纜而用以傳輸諸如有線電視 號。一般而言，電纜1 0含外覆直徑概在〇 . 一電纜芯1 2，其含一 。一以第一 鐵愁1 2。— 為佳之 18 及20 擾。一 一電纜 受水氩 如 用以傳 鍍銅鋼 由發泡 少訊號 實心聚 電 一或内 第二屏蔽 可防止中 空隙層2 2 被覆2 4環 及其他外 上所述， 輸諸如有 線尤佳， 或實心空 衰減而使 乙烯亦可 纜1 0尚含 屏蔽帶18 介電層1 6 結合於電 則環繞於 心導體14 位於屏蔽 繞並結合 在環境因 本發明中 線電視訊 然其他導 隙材.料構 其傳播距 使用。 一藉一黏 。第一屏 第一屏蔽帶 傳送之訊號 帶1 8及2 0間 於第二屏蔽 素干擾。 屏蔽電纜1 0 號等之射頻 線（如鋼）亦 成，而，以如 離達至最大 長中心導體1 4及一環 屏蔽帶18形式為.佳之 以第二屏蔽帶20形式 。第一及第二屏蔽帶 外洩及外部訊號之干, 而將二者彼此隔離。 帶20，以保護電纜不 之中心導體14通常係 訊號。中心導體1 4以 I 可使r用。介電層16可 發泡聚乙烯之類能減 之材料尤佳。此外， 合層25$繞並結合於電纜芯12第1 蔽帶1 8縱向邊緣通常彼此重疊，

434578 五、發明說明（6) 以達成100%之屏蔽包覆效果。第一屏蔽帶18包含諸如薄金 屬箔層之至少一導電層》於較佳組合中，第一屏蔽帶〗8係 由一聚合物層26及其相反兩侧結合金屬層28及30所共同結 合之薄帶。該聚合物層26通常係一聚烯（如聚丙埽）或一聚 酿薄膜。金屬層28及30則通常為鋁箔層。為防鋁於彎折時* 破裂’鋁箔層可由一與聚合物層大致具相同拉伸及伸長性 質之鋁合金製成。Neptco公司生產之HYDRA7系列薄帶即具 有上述特性。此外，第一屏蔽帶1 8以於一表面附.黏合劑為 佳’俾提供第一屏蔽帶及電纜芯1 2間之一黏合層25。該黏 σ劑叙係由乙稀一丙婦酸（ΕΑΑ)、乙稀樹脂錯酸鹽（eva) j乙烯甲基丙烯酯（EMA)異量分子聚合物，或其他適當之黏 ^龜構減。於較佳組合中，第一屏蔽帶〗8係為一鋁―聚丙 鋁結合薄帶並附一乙烯―丙烯酸異量分子聚合物黏合 =或外屏蔽帶20環繞第一屏蔽㈣並提供巾心 14屏蔽效果。第二屏蔽帶2〇 番 結合於電麗被覆24為佳。第此重疊，並以 層之至少一導電層。於較帶2〇包含諸如薄金屬，猪 所述，由一聚合物層34及其相^中，第一屏蔽帶20係如上 共同結合之薄帶。而為婵反兩側結合金屬層36及38所 第二屏蔽帶20材質係以二^接碩與屏蔽電纜U接附強度， 外，為防鋁於彎折時破裂~，酯—鋁結合薄帶為佳。此 蔽帶18，其鋁箔層可由二盥，二屏蔽帶20亦如上述第一屏 質之鋁合金製成。筮-s與聚醋大致具相同拉伸及伸長性 第一屏蔽帶20以於一表面附黏合劑為 434578 五、發明說明（7) 佳，俾提供第二屏蔽帶及電纜被覆24間之一黏合層40。於 較佳組合中’乙烯--丙烯酸異量分子叙合物黏合劑適用於 聚乙烯（PE)被覆，乙烯一樹脂醋酸鹽異量分子聚合物黏合 劑則適用於聚氯乙烯（PVC)被覆。 一空隙層22位於第一及第二屏蔽帶18及2〇間而將二者 彼此隔離。空隙層22係由位於第一及第二屏蔽帶丨8及2 〇間 之長絞線42構成。長絞線42於屏蔽帶18及20間係以可沿軸 向自由位移之方、式排列，而令長絞線42可於電纜1〇接附於 一標準接頭之際移動，其細節詳述於後。於該實施例中， 上述效果係藉絞線寬鬆排列於屏蔽帶1 8及2 〇間，且帶與帶 或絞線與'帶間皆未經接合而達成。或於製程中亦可以結合 劑或黏合劑穩定絞線，直至其結合力逐漸相對減弱，而使 絞線於電纜接續過程可軸向移動。 絞線42構成空隙層2 2，並以沿第一屏蔽帶丨8呈螺旋狀 排列為佳，其材質則以金屬線或紡紗較佳。而其中金屬線 因具較高強度，可作為屏蔽層間之傳導電橋，並增加電纜 與接頭間之接附強度，是為絞線尤佳之材質。標準金屬線 包括概呈圓截面狀之鋼或鋁線，其直徑約至〇 〇linch。該 金屬線可僅為一層而具一預定之螺旋方向，或為一層以上 (如二層）而各層具相反之螺旋方向。例如，金屬各第一層 呈順時針方向而第二層則呈逆時針方向。於任柯狀況下， =線皆保持可自由轴向移動，.而非如製造編織線般互 金屬線於末端處以包覆下方屏蔽帶18表面積之少 於3以為佳，其最佳比例約在10%至20%間。 ，

麵 4 3 4 5 7 g ___ 五、發明說明（8) r--- 匕如上所述，絞線4 2亦可為紡紗所構成。標準紡紗包括 芳香族聚酿胺及棉紡紗及其混紡，而又以連續多絲 $ Sa坊紗為佳。該纺紗亦可為半導電性或含導電性細絲或 ==，以作為屏蔽帶18及2〇間之傳導電橋。該紡紗可適度裏 覆蓋下方屏蔽帶18之少於50%之表面積，如約在20%至40% 比=間。該紡紗以沿第一屏蔽帶丨8呈螺旋狀排列較佳，而 可單獨或與金屬線組合構成空隙層2 2 '例如，該紡紗與金 屬線I交錯設置以構成空隙層22，或如上所述分層排^。 二隙層2 2亦可包含一阻水材料，以阻擋任何滲入電纜 之水氣並預防電纜内之金屬層庸蝕。該阻水材料可含如聚「 丙烯酸酯鹽（如聚丙婦酸酯鈉鹽）之類遇水膨脹之粉末。該 阻水性粉末可添加於構成空隙層22絞線42之紡紗，亦可佈 於鄭近空隙層之第一或第二屏蔽帶18或2〇表面。 如第一及第二圖所示，電纜丨〇通常亦包含一環繞第二 屏蔽帶20之保護被覆24。該被覆24以諸如ΡΕ或PVC等非導 電材f構成為佳、然於電纜係裝設於需符合UL91〇法規之 供氣管道間時，該被覆則須改以如氟化聚合物之低煙絕綾 體製成。 " 第三圖係例示製造本發明之屏蔽電纜一較佳方法。如. 第二圖所示’包括一中心導體14及其外圍繞之介電層16之 電纜芯12自線軸50首先生成。而一第一屏蔽帶18同時由一 線轴52供應’並沿電纜芯縱向或如菸心般捲繞。如前所 述，於較佳組合中，，第一屏蔽帶18係為一金屬—聚合物__ 金屬結合薄帶並附黏舍劑於一表面。第一屏释帶丨8之黏合

第12頁 434578 五、發明說明（9) 面係位於鄰近下方之電纜站1 2處。若第一屏蔽帶1 8未附黏 合層，亦可藉適當方式形成一黏合層’譬如於第一屏蔽帶 沿電纜芯1 2縱向捲繞前先經擠壓。—或數組導輪5 4將第一 屏蔽帶導向電纜芯’且使第一屏蔽帶縱向邊緣彼此重疊’ 以提供電纜怒1 2百分之育之屏蔽包覆效果。 電纜芯隨後進至一線軸架56，其將絞線42沿第一屏蔽 帶18螺旋缠繞，以形成空隙層22 °線軸架56以僅含足供前 述第一屏蔽帶18所需包覆之捧軸數為佳。線軸架56係以順 時針或逆時針方向旋轉’使絞線42呈螺旋狀纏繞。欲於空 隙層2 2產生超過一層之絞線4 2時，亦可增加額外之線軸架 (圖中未示出）。此4，若殷線42或第一或第二屏蔽帶18或 20表面未含阻水材料，空隙層22内可藉適當方式（圖中未 示出）添加遇水膨脹之粉末，以防水氣於電纜内擴散。 一但空隙層22產生後，一第二屏蔽帶20將由線軸60提 供並縱向捲繞於該空隙層。如前所述，於較佳組合中，第 二屏蔽帶20係為一金屬--聚合物__金屬結合薄帶並附黏合 劑於一表面。第二屏蔽帶2〇之黏合層係背向空隙層22而朝 外鄰接於電纜被覆24。一或數組導輪62沿空隙層22導引第 二屏蔽帶20，且使第二屏蔽帶縱向邊緣彼此重疊，以提供 百分之百之屏蔽包覆效果。 該電鐵隨後進至一擠出裝置64，‘而使一融溶狀聚合物 於較高溫擠壓於第二屏蔽帶2〇，以形成電纜被覆24。若第 二屏蔽帶20未附黏合劑，亦可藉塗佈、壓製等適當方式於 上形成一黏合層40，或與電纜被覆24共同擠出。經擠壓之

434578 五、發明說明（10) 融溶物熱量可促使黏合層25及40產生作用，而於電纜芯12 與第一屏蔽帶18、第二屏蔽帶20與電纜被覆24間提供結合 效應。一但保護用被覆24完成，電纜即進入一冷卻槽66進 行淬火程序以硬化該被覆，而後再經線軸68帶出。 第四及第五圖係例示本發明之屏蔽電纜丨〇與一標準接 頭70接附情形。第四及第五圖所示之接頭為一傳統應用於 有線電視產業之螺紋單件式接頭。然而，諸如雙件式壓縮 接頭等其他形式之接頭亦可配合本發明使用。— 標準單件式接頭7〇通常包括一内套或襯套72及一外套 7 4。如第五圖所示’欲將本發明之屏蔽電纜丨〇接附至一標 準接頭70 ’須先行切去部分之絕緣體16及第一屏蔽帶18， 使中心導體14自絕緣體突出一小段長度（如I/4inch)。第 二屏蔽帶2 0與電纜被覆2 4須剝除額外之小段長度（如 l/4inch)，以露出絕緣體16及第二屏蔽帶18。而後將襯套 72插入屏蔽帶18及20之間，並將外套74沿被覆24插入。以 使接頭70接附至電纜1〇。外套74而後藉適當乏縐縮工具摺 縐於電纜ίο上，以完成該電纜之接續。由於構成空隙^|22 之絞線4 2可於二屏蔽帶18及20間自由移動，當接頭襯套72 插入之際絞線42 .即沿軸向縮回。該接頭之插接無需特殊準 備或去芯工具。如特別明示於第五圖，可轴向移動之綫線 42部分藏置或收縮於接頭襯套72及第二屏蔽帶2〇之間。該 絞線42有助於接頭襯套72於電纜1〇之錨定，並増強電徵4 抗拉脫力亦即將接頭70拉開脫離電纜所需施力。，— 本發明之優點可藉由美國電纜電信工程師協會（sct趵

43457® 索號 88105561

V "Λ 曰 二修正 *修正 五、發明說明（11) 1994年1月17日公佈文件編號IPS-TP-401 “接頭/電鐵軸向 拉脫測試法”求得之電纜與標準接頭間之拉脫力而顯示。 藉由該測試法’幾組含被覆總直徑為〇.272 inch之RG6電鑛 可作一比較，其中電纜A係依本發明所揭示之金屬線製 成’而電纜B則於屏蔽帶間使用發泡pvc所製。測試結果如 表一所示，其顯示本發明電覯抗拉脫力之增加β 表一 接頭/電纜 接頭拉脫力 單件式縐縮接頭 電纜A 64 lbf 電纜B 30 lbf 雙件式壓縮接頭 A電纜A 61 lbf 電纜B 37 lbf 修煨 正讀 杢委 無咕 1¾ 萬年 容1> 垄月

Ir 予曰 修碎 正提 。之 除電纜接續簡便及可強化接頭之拉脫抗力外，本發明 之屏蔽電纜1 0亦較傳統編織型電纜具較高產率及較低廉之 成本。此外’該屏蔽電纜足以屏蔽中心導體傳輸之射頻訊 號。是故’本發明之屏蔽電纜1 〇足堪克服習知技術電鐵之 堵多問題。 眾所皆知者，經閱讀上述有關本發明之說明及所附圖 示後’熟習本技術領域之人士當可輕易依此逕行修改及替

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Claims (1)

1. 修正 麵: S7寻利 434578 案號 88105561 曰 修正 1 · 一種 一電纜 層； &圍 屏蔽·電纜，其包括： 芯，其包括一中心導體及環繞該中心導體之一介電 一環繞並結合 沿電纜縱向延 結合薄帶； 一環繞於該第 向延伸並具重 至該電纜芯之第一導電屏蔽，該屏蔽包括一 伸並具重疊縱向邊緣之金屬—聚合物—金屬 一屏蔽帶之第二導電屏蔽，包括一沿電纜縱 疊縱向邊緣之金屬--聚合物--金屬結合薄 帶； 一環繞 一位於 該第一 將第 及第>一 及第二 2.如申請專利 蔽包括一紹 並結合至該第二屏蔽之電纜被覆；以及 該第一及第二屏蔽間之空隙層，該空隙層係由置於 屏蔽帶間之長絞線所構成，俾使該絞線用以 屏蔽彼此隔離之際，可沿軸向自由位移。 範圍第1項所述之屏蔽電纜，其中該第一屏 聚烯（Polyolefin)--鋁薄帶，該第二屏蔽則 包括一紹—聚酯—紹薄帶 3. 如申 該空隙 成。 4, 如申 更包括 線，其 5如申 數條金 請專利範圍第1至2項任一項所述之屏蔽電纜，其中 層係由沿第一屏蔽螺旋排列之第一複數條金屬線構 複數條金屬線螺旋排列之第二複數條金屬 複數條金屬線呈相反之螺旋方向。 範圍第3項所述之屏蔽電纜，其中該第一複 覆其下方第一屏蔽之少於30%之表面積。 請專利範圍第3項所述之屏蔽電纜，其中該空隙層_ 沿第一 與第一 請專利 屬線包

   第18頁 ^^4578 ： _案號88105561 1年（1 日 修正_ 六、申請專利範園 '、6.如申請專利範圍爹2項任一.項所述之]屏蔽電纜丨，其中 該空隙層係由沿第一屏蔽螺旋排列之紡纱所構成。 7. 如申請專利範圍第丨6"項所述之、蔽電纜，其中該紡紗係 為單層排列並包覆其下方第一屏蔽之少於50%之表面積。 8. 如申請專利範圍等6項所述之塚蔽電纜/，其中該纺紗係 選自聚酯、棉花及芳香族聚醯胺紡紗及其混紡之組群。 9. 如申請專利範圍第6項所述之屏蔽電._，其中該空隙層 尚包括位於該紡紗兩側金屬線。 ， . / 1 〇.如申請專利範圍第Γ瑣所述之屏蔽電纜八其中該空隙層 .· * - 尚包括一阻水材料。 11. 一轉製造屏蔽電纜之方法丨，其包括下列步驟： 先行完成一電纜芯，該電纜芯包括一中心導體及環繞該中 心導體之一介電層； 沿該電纟覽忍縱向捲繞一第一金屬--聚合物—金_属結合薄，屏 蔽帶及重疊該屏蔽帶之縱向邊緣； 結合該第一屏蔽帶與該電纜芯； 沿該第一屏蔽帶加入由可軸向移動之長絞線構成之一空隙 層； .沿該空隙層縱向捲繞一第二金屬_ _聚合物—金屬結合薄屏 蔽帶及重疊該屏蔽帶之縱向邊緣； 、 沿該第二屏蔽帶擠出一電纜被覆；以及’ 結合該電纜被覆和該第二屏^帶0 1 2.如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該加入一空 \ I . . . 隙層之步驟包括沿第一屏蔽帶螺旋捲繞長絞線。

   PI338.ptc 第19頁 43457 8 :__案號88105561__1^月 日 傣正__ 六、申請專利範圍 1 3.如申請專利範圍餐1 2項所述之方法，其中該螺旋捲繞 之步驟包括沿第一屏蔽帶螺旋捲繞一第一複數條金屬線。 1 4.如申請專利範圍第1 3項所述之方法，其中該螺旋捲繞 之步驟更包括沿第一複數條金屬線以與第一複數條金屬線 呈相反之螺旋方向螺旋捲繞第二複數條金屬線。 1 5 ·如申請專利範圍第丨3項所述之方法，其中該螺旋捲繞 之步驟包括將該複數條金屬線螺旋捲繞其丫方第一屏蔽帶. 之少於30%之表面積。 1 6.如申、請專利範圍第1 2項所述之方法，其中該螺旋捲繞 之步驟包括沿第一屏蔽帶嫘旋播繞一第一複數條纺紗。 1 7‘如申請專利範圍第1 6項所述之方法，其中該螺旋捲繞 之步驟包括將該第一複數條紡紗螺旋捲繞其下方第一屏蔽 ▼之少於50%之表面積。 1 8.如申請專利範圍第1 6項所述之方j会，其中該螺旋捲繞 之步驟包括螺旋捲繞選自聚酿、棉花及芳香族聚醯胺紡紗 及其混妨組群之一第一複數條妨紗。 19.如申請專利範圍第16項所述之方法，其中垓螺旋捲繞 之步驟更包括沿其下方之第/屏蔽帶螺旋捲繞金屬線與沿 著該第一複數條紡紗排列。

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