JPH10119429A - インクジェットインク吸収被膜合成物 - Google Patents

インクジェットインク吸収被膜合成物

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JPH10119429A
JPH10119429A JP9258647A JP25864797A JPH10119429A JP H10119429 A JPH10119429 A JP H10119429A JP 9258647 A JP9258647 A JP 9258647A JP 25864797 A JP25864797 A JP 25864797A JP H10119429 A JPH10119429 A JP H10119429A
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ink jet
cellulose ether
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JP9258647A
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Steven J Sargeant
ジェイ サージャント スティーヴン
Joshua D Rundus
ディー ランダス ジャシュア
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Arkwright Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェット記録媒体調製に使用されえ
て、印刷時に、低水準のインクのひび割れ、良好な光学
濃度、及び良好な乾燥時間の結合された性能を持つイン
クジェットインク吸収被膜合成物を提供する。 【解決手段】 インクジェット記録媒体調製用のインク
ジェットインク吸収被膜合成物が提供される。該被膜は
セルロースエーテルとアルミナ粒子を含む。好ましく
は、該被膜合成物は被膜合成物中の固体量を基礎に、約
50から約95wt%のセルロースエーテルを含有す
る。該被膜合成物中で使用される典型的なセルロースエ
ーテルはメチルセルロース及びヒドロキシアルキル メ
チルセルロースを含む。好ましくは、セルロースエーテ
ルは0%から約32%のヒドロキシアルキル含有量及び
約16%から約32%のメトキシ含有量を持つ。該イン
クジェットインク吸収被膜合成物を用いれば、インクジ
ェット印刷工程での印刷の際に(i)低水準のインクの
ひび割れ、(ii)良好な光学濃度、及び(iii)良
好な乾燥時間の結合された性能を持つインクジェット記
録媒体を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はインクジェットイン
ク吸収被膜合成物、及び該被膜合成物を適当な基体の表
面に印加することにより調製されるインクジェット記録
媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】インクジェット記録媒体に用いられるイ
ンクジェットインク吸収被膜層は数多くの性能要求に答
える必要がある。これらの要求はコストと同様に、乾燥
時間、色密度、解像度、粘着性、色再現性及び光による
色あせがないことを含む。この用途のために提案された
有機及び無機の材料は数多くある。それらの中で、セル
ロース誘導体及びアルミナ粒子は有望な性能を示し、セ
ルロース誘導体は単独若しくはアルミナ以外の無機顔料
と組み合わされて使用されてきた。例えば、アメリカ特
許第4,555,437号はヒドロキシエチルセルロー
ス被膜を開示し、アメリカ特許第4,575,465号
はヒドロキシプロピルセルロース被膜を開示している。
【0003】アルミナは、インクジェット媒体のための
フィラー若しくは顔料として広く使用される。例えば、
アメリカ特許第4,780,356号は0.1μm−5
0μmの粒子サイズを持つシリカ若しくはアルミナを含
む二層被膜を開示し、アメリカ特許第5,104,73
0号は擬ボーマイト及びポリビニルアルコールを含む被
膜を開示し、アメリカ特許第5,264,275号は、
擬ボーマイト及びポリビニルアルコール/ポリビニルピ
ロリドンを含む二層被膜を述べている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、イン
クジェット記録媒体の調製において使用されえて、印刷
の際に(i)良好な黒色インク光学濃度、(ii)低い
程度の顔料インクのひび割れ、及び(iii)良好な乾
燥時間に関する性能の改善されたコンビネーションを有
するインクジェットインク吸収被膜合成物を提供するこ
とである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的の従い、ここ
で: (a)新規なインクジェットインク吸収被膜合成物、
(b)それを用いて調製されるインクジェット記録媒
体、及び(c)該新規なインクジェット記録媒体を利用
するインクジェット印刷工程を提供する。
【0006】特に、適当な基体に適当に塗布されて引続
きインクジェット印刷工程においてその上に印刷がなさ
れる場合に改善された上記特性を示すインクジェット記
録媒体を提供する、インクジェット記録媒体の調製に有
効なインクジェットインク吸収被膜合成物を提供する。
また特に、アルミナ粒子と組み合わされたセルロースエ
ーテルからなる、インクジェット記録媒体の調製に有用
なインクジェットインク吸収被膜合成物を提供する。
【0007】この新規な被膜合成物中に用いられるセル
ロースエーテルは、好ましくはメチルセルロース若しく
はヒドロキシアルキルメチルセルロースである。新規な
被膜合成物中に用いられるセルロースエーテルはまた、
ASTM D−3876及びASTM D−2363に
より試験された場合に、0%から約32%のヒドロキシ
アルキル含有量及び約16%から約32%のメトキシ含
有量を有すことが好ましい。更に、セルロースエーテル
については、被膜合成物中の固体量に基いて、重量/重
量の基準で、約50%から約95%の水準で新規な被膜
合成物中に存在することが好ましい。
【0008】新規な被膜合成物中で使用されるアルミナ
粒子は、好ましくは約10nmから約200nm、そし
てより好ましくは約30nmから170nmの平均分散
粒子サイズを持つ。本発明のインクジェット記録媒体に
関連する良好なインクジェット印刷性能は、それらが新
規なインクジェットインク吸収被膜合成物の一つから作
られるインクジェット記録層を表面に有する適当な基体
からなることから生じる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下の詳細な記載は本発明の実施
を望む者に対する助けとして示される。ここに開示され
る本発明者の発見にかかる実施例は、本新規発見の趣旨
と範囲からはずれることなく通常の技術と公知の材料を
用いて改良されうることを当業者は容易に理解でき、本
新規発見を過度に限定していると解されるべきではな
い。
【0010】本発明に到達する過程で、幾つかの設計パ
ラメータが本発明の目的を達成するために重要であるこ
とを我々は見いだした。これらの設計パラメータは以下
を含む。: (1)最適性能を達成するためにアルミナのような無機
酸化物が高分子結合剤と組み合わされてインクジェット
インク吸収被膜合成物中で使用される必要がある。
【0011】(2)ポリビニルアルコール及びポリビニ
ルピロリドンは、幾つかのインクジェット記録媒体応用
のための結合剤用途には適さない。 (3)インクジェットインク吸収被膜合成物の調製にお
けるセルロース誘導体単独の使用は、望みの性能のコン
ビネーションを有すインクジェット記録媒体を提供しな
い。
【0012】(4)全てのセルロース誘導体が、インク
ジェット記録層中に存在している時にインクジェット記
録媒体に望みの特性を付与できるわけではない。本発明
の目的に到達するために、我々の新規なインクジェット
インク吸収被膜合成物は少なくとも(i)セルロースエ
ーテル及び(ii)アルミナ粒子を含む。
【0013】本発明のインクジェットインク吸収被膜合
成物は、該被膜合成物中の固体量に基いて、重量/重量
の基準で、約50%から約95%のセルロースエーテル
をその中に含有する。本発明において有用なセルロース
エーテルの典型例はメチルセルロース並びに、ヒドロキ
シエチル メチルセルロース、ヒドロキシプロピル メ
チルセルロース及びヒドロキシブチル メチルセルロー
ス等のヒドロキシアルキル メチルセルロースである。
好ましくは、セルロースエーテルは、0%から約32%
のヒドロキシアルキル含有量及び約16%から約32%
のメトキシ含有量を有する。
【0014】本発明において用いられるアルミナ粒子
は、約10nmから約200nm、好ましくは約30n
mから170nmの平均分散粒子サイズを持つ。本発明
において有用なアルミナ粒子の典型例はアルミナ、ボー
マイト、擬ボーマイト、アルミナ水和物及び酸化アルミ
ニウムを含む。本発明の好ましい実施例によれば、イン
クジェットインク吸収被膜合成物は乾燥被膜の重量を基
礎として、その中の約0.01から約15重量%の粒子
(前記アルミナ粒子は含まない)からなる。こうして、
調製されたインクジェット記録媒体におけるインクジェ
ット記録層の表面特性の改良が可能となる。かかる粒子
の例は、シリカ、カオリン、ガラスビーズ、炭酸カルシ
ウム、酸化チタン、硫酸バリウム、珪酸アルミニウム、
酸化ジルコニウム及び酸化すずの等の無機粒子並びにポ
リオレフィン、ポリスチレン、ポリウレタン、デンプ
ン、ポリ(メチルメタクリレート)及びポリテトラフル
オロエチレン等の有機粒子を含む。
【0015】実際上、多様な添加物もまた本発明のイン
クジェットインク吸収被膜合成物中に使用されうる。こ
れらの添加物は、被膜溶液の濡れ若しくは広がり作用を
制御する表面活性剤、帯電防止剤、懸濁剤及び被膜のp
Hを制御するための酸性化合物を含みうる。望みならば
他の添加剤もまた使用されうる。本発明のインクジェッ
トインク吸収被膜合成物は、新規なインクジェット記録
媒体の一つを調製するために、多様な異なる基体(例え
ば、透明樹脂、半透明の樹脂、つや消し樹脂、不透明の
樹脂若しくは紙)の表面に適用されうる。基体用途用の
適当な高分子材料は、ポリエステル、セルロースエステ
ル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ(ビニルアセ
テート)、ポリカーボネート等を含む。ポリ(エチレン
テレフタレート)フィルムは特に好ましい基体である。
更に、ほとんど何れの紙も基体として使用できるが、ク
レーコート若しくはポリオレフィンコートの紙が基体紙
として特に好ましい。基体の厚みは特に制限されない
が、一般に約1から約10ミル、好ましくは約3.0か
ら約5.0ミルの範囲内にある。基体はそれへのインク
吸収被膜の付着を強化するために前処理をされうる。
【0016】新規な被膜の厚みは特に制限されないが、
基体の表面上で一般に1メートル四方当たり約2グラム
から1メートル四方当たり約30グラムの範囲内にあ
る。望みならばインクジェットインク吸収被膜合成物を
具備しない基体の表面は、静電荷の減少のため並びにシ
ート間の摩擦と粘着の減少及び巻き上がりの減少のため
に、その上に設けられた裏張り材を有する。裏張り材は
高分子被膜、高分子フィルム若しくは紙の何れかであ
る。
【0017】多くの塗膜方法がインクジェットインク吸
収被膜合成物を基体表面に塗布するために使用される。
例えば、ローラー塗布、ブレードコーティング、ワイヤ
ー−バーコーティング、ディップコーティング、押出し
コーティング、エアーナイフコーティング、カーテンコ
ーティング、スライドコーティング、ドクターコーティ
ング若しくはグラビアコーティングが使用可能であり、
この分野で良く知られている。
【0018】以下の例は単に本発明の具体例として示さ
れ、そこに限定するものと解されるべきではない。例中
の”部”は被膜合成物中の全固体重量に基づく重量部を
意味する。 例I 被膜合成物は以下の組成に従い調製される。:インク吸収被膜合成物 : メチルセルロース1 3.2部 ヒドロキシプロピル メチルセルロース2 6.1部 アルミナゾル3 5.4部 水 85.3部 架橋されたポリ(メチルメタクリレート)4 0.01部 1.Methocel A15LV,Dow Chemical Company 2.Methocel K3LV,Dow Chemical Company 3.Dispal 23N4−20,Vista Chemical Company 4.Soken Chemical & Engineering, Ltd. 被膜はNo.24マイヤーロッドを使用してポリエステ
ルフィルム(ICIFilms)に適用され、130°
Cで約2分間乾燥される。
【0019】例II 被膜合成物は以下の組成に従い調製される。:インク吸収被膜合成物 : ヒドロキシプロピル メチルセルロース1 4.1部 アルミナゾル2 3.8部 水 92.1部 架橋されたポリ(メチルメタクリレート) 0.01部 1.Methocel K35LV,Dow Chemical Company 2.Dispal 11N7−12,Vista Chemical Company 被膜はNo.50マイヤーロッドを使用してポリエステ
ルフィルム(ICIFilms)に適用され、130°
Cで約2分間乾燥される。
【0020】例III 被膜合成物は以下の組成に従い調製される。:インク吸収被膜合成物 : ヒドロキシプロピル メチルセルロース1 2.6部 アルミナゾル2 2.4部 水 95.0部 架橋されたポリ(メチルメタクリレート) 0.01部 1.Methocel K100LV,Dow Chemical Company 2.Nyacol AL20,Nyacol Products, Inc. 被膜はNo.7 0マイヤーロッドを使用してポリエステ
ルフィルム(ICIFilms)に適用され、130°
Cで約2分間乾燥される。
【0021】例IV 被膜合成物は以下の組成に従い調製される。:インク吸収被膜合成物 : メチルセルロース1 8部 アルミナゾル2 6部 水 86部 1.Methocel A15LV,Dow Chemical Company 2.Dispal 23N4−20,Vista Chemical Company 被膜はNo.50マイヤーロッドを使用してポリエステ
ルフィルム(ICIFilms)に適用され、130°
Cで約2分間乾燥される。
【0022】比較例C−I 被膜合成物は以下の組成に従い調製される。:インク吸収被膜合成物 : メチルセルロースナトリウム塩1 4.1部 アルミナゾル2 3.7部 水 92.2部 架橋されたポリ(メチルメタクリレート) 0.01部 1.Hercules, Inc. 2.Dispal 23N4−20,Vista Chemical Company 被膜はNo.50マイヤーロッドを使用してポリエステ
ルフィルム(ICIFilms)に適用され、130°
Cで約2分間乾燥される。
【0023】比較例C−II 被膜合成物は以下の組成に従い調製される。:インク吸収被膜合成物 : ポリビニルアルコール1 5.8部 アルミナゾル2 5.3部 水 88.9部 架橋されたポリ(メチルメタクリレート) 0.01部 1.Aiavol 823,Air Products and Chemicals, Inc. 2.Dispal 23N4−20,Vista Chemical Company 被膜はNo.50マイヤーロッドを使用してポリエステ
ルフィルム(ICIFilms)に適用され、130°
Cで約2分間乾燥される。
【0024】比較例C−III 被膜合成物は以下の組成に従い調製される。:インク吸収被膜合成物 : ポリビニルピロリドン1 5.7部 アルミナゾル2 5.2部 水 89.1部 架橋されたポリ(メチルメタクリレート) 0.01部 1.PVP K−90,ISP Technologies, Inc. 2.Dispal 11N7−12,Vista Chemical Company 被膜はNo.50マイヤーロッドを使用してポリエステ
ルフィルム(ICIFilms)に適用され、130°
Cで約2分間乾燥される。
【0025】比較例C−IV 被膜合成物は以下の組成に従い調製される。:インク吸収被膜合成物 : ヒドロキシプロピル メチルセルロース1 15部 水 85部 架橋されたポリ(メチルメタクリレート) 0.01部 1.Methocel K3LV,Dow Chemical Company 被膜はNo.24マイヤーロッドを使用してポリエステ
ルフィルム(ICIFilms)に適用され、130°
Cで約2分間乾燥される。
【0026】比較例C−V 被膜合成物は以下の組成に従い調製される。:インク吸収被膜合成物 : ヒドロキシプロピル メチルセルロース1 9.7部 コロイダルシリカゾル2 8.8部 水 81.5部 架橋されたポリ(メチルメタクリレート) 0.01部 1.Methocel K3LV,Dow Chemical Company 2.Ludox SK,Dupont Company 被膜はNo.24マイヤーロッドを使用してポリエステ
ルフィルム(ICIFilms)に適用され、130°
Cで約2分間乾燥される。
【0027】例I−III及び比較例C−IからC−V
にかかる調製された各インクジェット記録媒体は、イン
クジェット印刷工程で印刷された場合に、(i)良好な
水準の黒色インク光学濃度、(ii)低水準の顔料イン
クのひび割れ、及び(iii)良好な乾燥時間に関する
性能の以下の改善されたコンビネーションを提供するか
否かを決定するために評価される。
【0028】調製されたインクジェット記録媒体は、H
P 51629A及びHP 51649Aインクカート
リッジを使用するヒューレット パッカード DESK
JET 660Cプリンターを用いて、そのインクジェ
ット記録表面上にテストプロットを印刷することにより
評価される。黒色インクは評価において基礎とされる顔
料である。
【0029】各試験サンプルの黒色インク光学濃度はベ
ージュ色のフィルター設定を使用してMACBETH
TD 904濃度計(Macbeth Process
Measurements)を用いて測定される。測
定は一様な黒画像のストライプに沿って3つの異なる地
点で行われる。3つの測定の平均値が黒色インク光学濃
度となる。
【0030】各サンプルに伴う着色されたインクのひび
割れの量は0から5(0=最悪及び5=最良)の数値で
表した基準を用いて定量的に評価される。例及び比較例
のそれぞれは試験印刷を用いて像形成される。インクの
ひび割れの水準のそれぞれを示す標準印刷と本例を比較
することにより、本例は数字で表された評価を与えられ
る。
【0031】例それぞれの乾燥時間は、試験プロットを
用いる例それぞれの最初の印刷により測定される。本例
はその後、20lb.の連のXEROX4200紙の表
面に置かれる。このとき時間ゼロ(t0 )である。その
後、30秒間のインターバルを置いて、一枚の白色ボン
ド紙が本例の表面上に置かれ、それから別の20lb.
の連のXEROX4200紙が該白色ボンド紙の最上部
に置かれる。5秒後、最上部の連の紙と該白色ボンド紙
は該例から取り除かれる。該印刷と白色ボンド紙との間
にインクの転移が起こっていなければ、本例は乾燥して
おり、その時が乾燥時間(tdry )と称される。
【0032】各例及び比較例に対する黒色インク光学濃
度、インクのひび割れ及び乾燥時間(直ぐに測定され
た)は表Iに示される。
【0033】
【表1】
【0034】表Iに示されるように、比較例C−I及び
C−IIと比較したとき、例I−IIIは全て改善され
た黒色インク光学濃度、低水準の顔料インクのひび割
れ、及び良好な乾燥時間を示した。顔料インクのひび割
れが黒色インク光学濃度を減少させることに伴い、着色
された黒色インク光学濃度はインクのひび割れと反比例
する。インクのひび割れが3以下と評価される場合、イ
ンクのひび割れははっきりと目視でき、インクジェット
記録媒体は多くの市販用の用途には適さない。
【0035】本例の改善された乾燥時間はインクジェッ
ト印刷素子のより高いスループットを可能にする。ここ
で参照された各特許及び公表は引用して本願中に完全に
組み込まれる。
【0036】
【発明の効果】インクジェット記録媒体の調製において
使用されえて、印刷の際に(i)良好な黒色インク光学
濃度、(ii)低い程度の顔料インクのひび割れ、及び
(iii)良好な乾燥時間に関する性能の改善されたコ
ンビネーションを有するインクジェットインク吸収被膜
合成物を提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャシュア ディー ランダス アメリカ合衆国,カリフォルニア 91773, サンディーマス,ノース・アメリア・アヴ ェニュー 445 アパートメント 34C

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セルロースエーテルとアルミナ粒子とか
    らなる、インクジェット記録媒体調製用のインクジェッ
    トインク吸収被膜合成物。
  2. 【請求項2】 該セルロースエーテルはメチルセルロー
    ス又はヒドロキシアルキル メチルセルロースである請
    求項1記載のインク吸収被膜合成物。
  3. 【請求項3】 該セルロースエーテルは0%から約32
    %のヒドロキシアルキル含有量及び約16%から約32
    %のメトキシ含有量を有する請求項2記載のインク吸収
    被膜合成物。
  4. 【請求項4】 該被膜合成物中の固体量に基いて、重量
    /重量の基準で約50%から約95%の該セルロースエ
    ーテルを含有する請求項3記載のインク吸収被膜合成
    物。
  5. 【請求項5】 該アルミナ粒子は、約10nmから約2
    00nmの平均分散粒子サイズを持つ請求項4記載のイ
    ンク吸収被膜合成物。
  6. 【請求項6】 該セルロースエーテルは、メチルセルロ
    ースと、ヒドロキシエチル メチルセルロースと、ヒド
    ロキシプロピル メチルセルロースと、ヒドロキシブチ
    ル メチルセルロースとからなる群より選択される請求
    項3記載のインク吸収被膜合成物。
  7. 【請求項7】 該アルミナ粒子は、アルミナと、ボーマ
    イトと、擬ボーマイトと、アルミナ水和物と、酸化アル
    ミニウムとからなる群より選択される請求項4記載のイ
    ンク吸収被膜合成物。
  8. 【請求項8】 該被覆合成物は、シリカと、カオリン
    と、ガラスビーズと、炭酸カルシウムと、酸化チタン
    と、硫酸バリウムと、珪酸アルミニウムと、酸化ジルコ
    ニウムと、酸化すずとからなる群より選択される無機粒
    子を更に含む請求項1記載のインク吸収被膜合成物。
  9. 【請求項9】 該被覆合成物は、ポリオレフィンと、ポ
    リスチレンと、ポリウレタンと、デンプンと、ポリ(メ
    チルメタクリレート)と、ポリテトラフルオロエチレン
    とからなる群より選択される有機粒子を更に含む請求項
    1記載のインク吸収被膜合成物。
  10. 【請求項10】 セルロースエーテルとアルミナ粒子と
    を含むインクジェットインク吸収層を表面に塗布されて
    有する基体を有すインクジェット記録媒体。
  11. 【請求項11】 該セルロースエーテルは、メチルセル
    ロース若しくはヒドロキシアルキル メチルセルロース
    である請求項10記載のインクジェット記録媒体。
  12. 【請求項12】 該セルロースエーテルは0%から約3
    2%のヒドロキシアルキル含有量及び約16%から約3
    2%のメトキシ含有量を有する請求項11記載のインク
    ジェット記録媒体。
  13. 【請求項13】 該インクジェット記録層は、該被膜層
    中の固体量に基いて、重量/重量の基準で約50%から
    約95%の該セルロースエーテルを含有する請求項12
    記載のインクジェット記録媒体。
  14. 【請求項14】 該アルミナ粒子は、約10nmから約
    200nmの平均分散粒子サイズを有する請求項13記
    載のインクジェット記録媒体。
  15. 【請求項15】 該セルロースエーテルは、メチルセル
    ロースと、ヒドロキシエチル メチルセルロースと、ヒ
    ドロキシプロピル メチルセルロースと、ヒドロキシブ
    チル メチルセルロースとからなる群より選択される請
    求項12記載のインクジェット記録媒体。
  16. 【請求項16】 該アルミナ粒子は、アルミナと、ボー
    マイトと、擬ボーマイトと、アルミナ水和物と、酸化ア
    ルミニウムとからなる群より選択される請求項13記載
    のインクジェット記録媒体。
  17. 【請求項17】 該インクジェット記録層は、シリカ
    と、カオリンと、ガラスビーズと、炭酸カルシウムと、
    酸化チタンと、硫酸バリウムと、珪酸アルミニウムと、
    酸化ジルコニウムと、酸化すずとからなる群より選択さ
    れる無機粒子を更に含む請求項10記載のインクジェッ
    ト記録媒体。
  18. 【請求項18】 該インクジェット記録層は、ポリオレ
    フィンと、ポリスチレンと、ポリウレタンと、デンプン
    と、ポリ(メチルメタクリレート)と、ポリテトラフル
    オロエチレンとからなる群より選択される有機粒子を更
    に含む請求項10記載のインクジェット記録媒体。
  19. 【請求項19】 該基体は、透明樹脂基体と、不透明の
    樹脂基体と、つや消し樹脂基体と、半透明の基体と、紙
    とからなる群より選択される請求項10記載のインクジ
    ェット記録媒体。
  20. 【請求項20】 請求項1記載のインクジェット記録媒
    体のインクジェット記録層にインクジェットインクを印
    加する段階と、 該インクを乾燥させる段階とからなるインクジェット印
    刷を形成するためのインクジェット印刷方法。
JP9258647A 1996-10-11 1997-09-24 インクジェットインク吸収被膜合成物 Pending JPH10119429A (ja)

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