CN112575616B - 一种高强度高透气度伸性包装纸的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生产包装纸技术领域,具体涉及一种高强度高透气度伸性包装纸的生产方法,先将硫酸盐漂白针叶木浆进行丝光化处理得到丝光化浆,长纤维浆、短纤维浆打浆处理,再经抄纸、卷取、分切、入库,制备得到高强度高透气度伸性包装纸,本发明利用长纤维浆、短纤维浆和丝光纤维浆结合,既能保证了成品纸的强度,又提高了成品纸的透气度,再添加水性聚氨酯,配合一定工艺,生产的包装纸具有高强度、高透气度和高伸性,可以满足目前包装纸的需求,本发明的生产成本低、工艺简单。
Description
技术领域
本发明属于生产包装纸技术领域,具体涉及一种高强度高透气度伸性包装纸的生产方法。
背景技术
纸类包装材料具有环保、可再循环使用、节约成本等特点,随着整个国际市场对包装物环保性要求的日益提高,纸类包装材料是首选包装材料。纸类产品具有原料来源广泛、成本低廉、品种多样、容易形成大批量生产;加工性能好、便于复合加工且印刷性能优良;具有一定机械件能、重量较轻、缓冲件好;卫生安全性好;废弃物可回收利用,无白色污染等诸多优点。鉴于以上优点,纸包装材料在包装领域内的所占比例日益增加。但为了满足大件、粉状、机械快速灌注的要求,需要包装袋所用的纸张具有高强度、高透气度、高韧性等性能。
水泥、面粉等商品在包装的过程中,机械快速灌注会带入大量的空气,如果不能及时排出,封口后会在后续的装卸搬运过程中发生爆裂、涨袋等问题,甚至在运输过程中会有滑袋、倾倒的危险,这就要求纸张有一定的透气性;这类大宗商品包装的单品重量较大,需要包装袋具有足够的强度以保证在搬运的过程中不会破裂,这里要求纸张具有较高的抗张、撕裂、耐破等强度;当内容物是粉体、颗粒物时,由于其形状的可塑性较大,为了适应内容物的变形,需要包装袋具有一定的伸性,也就是受到外力拉伸时纸张要有一定的伸长效果,有一定的柔软性和韧性。
根据水泥、面粉等商品所需包装袋的要求,目前的技术主要集中在使用优质的长纤维、调整打浆浓度、叩解度或者在加工好的纸袋上扎孔或者使用伸性装置来生产等技术来实现。全部用长纤维浆,成本高,且会降低透气度,不能同时满足强度和透气度的要求;采用打孔的方式提高透气度,面纸页受到破坏,降代了强度,也提高了后期的加工成本;伸性装置只是对提高纸张的伸长率有帮助,对透气度的提升效果甚微。
发明内容
针对目前存在的技术问题,本发明提供了一种高强度高透气度伸性包装纸的生产方法,利用该方法生产的包装纸具有高强度、高透气度和高伸性,可以满足目前包装纸的需求,本发明的生产成本低、工艺简单。
本发明的技术方案如下:
一种高强度高透气度伸性包装纸的生产方法,该生产方法具体步骤如下:
(1)丝光化处理
原料:硫酸盐漂白针叶木浆,火碱;
工艺条件:用碱量为18-22%,即:纯NaOH重量与绝干木浆重量的百分比为18-22%;液比1:8~1:10,即:绝干木浆重量(kg)与总液体量的体积比(L)为1:8~1:10;处理温度为常温;
方法:在水力碎浆机中加入火碱和水,开动搅拌,加入硫酸盐漂白针叶木浆,搅至木浆完全疏解后停止搅拌,静置浸泡20-30min;开动提浆泵,在线加水稀释到质量浓度3-5%,经过多圆盘浓缩机浓缩至10-12%的浓度,得到丝光化浆,经过中浓泵泵送到储浆池备用;其中浓缩的目的是洗涤残碱;
丝光化处理后的纤维会有一定程度的破坏,所以使用纤维较长的针叶木浆来保证强度;火碱的用量和处理时间,是根据透气度的需求来控制的工艺参数;
(2)浆料制备
原料:按质量百分数计,长纤维浆30-40%、丝光化浆5-10%,短纤维浆余量;打浆工艺:长纤维浆,打浆浓度4-5%,叩解度20-23°SR,湿重≥9g;短纤维浆,打浆浓度5-6.5%,叩解度40-45°SR,湿重≥1.2g;丝光化浆,不打浆;
长纤维浆和短纤维浆仅限于化学法制浆所得;
(3)抄纸工艺
辅料:阳离子聚丙烯酰胺助留剂用量0.5-0.8kg/吨纸,阴离子水性聚氨酯分散体用量2-3kg/吨纸,阳离子淀粉用量8-10kg/吨纸,AKD施胶剂用量10-12kg/吨纸;木薯原淀粉用量40-60kg/吨纸,阴离子水性聚氨酯乳液用量4-6kg/吨纸;
上述辅料的添加量是为了保证***的留着率及成纸的物理指标而设置的各项用量;
工艺过程:阳离子聚丙烯酰胺助留剂、阴离子水性聚氨酯分散体、阳离子淀粉、AKD施胶剂加到配浆池中进入抄纸机;木薯原淀粉和阴离子水性聚氨酯乳液用于表面施胶;
其中,表面施胶胶料的制备方法:将木薯原淀粉稀释至质量浓度30-35%,按0.2-0.4kg/吨木薯原淀粉的比例加入淀粉酶,反应30-40min后,再经过110-130℃的高温蒸煮,再稀释到质量浓度10-12%,稀释完成后,与阴离子水性聚氨酯乳液混合,混合均匀后加入纸机***;
工艺参数:网部:上网浓度:0.8-1.2%;网部浆网速比:100-110%,即浆速:网速=100~110:100;
干燥部:干网张力2-3KN/m,施胶量1-5g/m2,施胶机纸页张力100-200N/m;
常规的生产印刷用纸时,浆速是小于网速,本发明采用的浆速略大于网速,减少成型网对纤维的拖拽,减少纤维的纵横向差;
第一蒸汽区:1#-7#烘缸,蒸汽压力-10~-75KPa,速比0.98-0.99;
第二蒸汽区:8#-16#烘缸,蒸汽压力30~200KPa,速比0.99-1.0;
第三蒸汽区:17#-28#烘缸,蒸汽压力50~400KPa,速比1.0-1.1;
第四蒸汽区:29#-39#烘缸,蒸汽压力0~150KPa,速比1.0-1.1;
出干燥部纸页干度:93-96%;
压光部:压光辊温度60-70℃,线压力68-80KN;
上述蒸汽区的烘缸速比是指每相邻的两个烘缸中,后面烘缸的速度与前面烘缸速度的比值;常规生产印刷用纸及其它品种时,相邻两只烘缸中后面烘缸的速度都是大于前面烘缸的,这种情况下相当时速差给纸页一个向前拉的作用,纸页没有收缩的机会;本发明的干燥区参数设置的是后面烘缸的速度略小于前面烘缸,特别是在纸页水分较大的第一、第二蒸汽区,相当于在运行过程中,后面烘缸略迟于前面烘缸,这样含水时较高的可塑性纸页就会被微搓一下,纸页微起皱,这样纸页具有可伸性的潜质;为了保证设备的正常运行,这个速差不宜过大,否则在纸页水分快速降低的第三、第四烘区内纸张会起折子,产生废品;
(4)卷取、分切、入库
优选地,阴离子水性聚氨酯分散体,固含量50.0±1.5%,PH值7.0-9.0,粘度20-1000mPa.s(25℃),本发明利用的阴离子水性聚氨酯分散体为购自万华化学集团股份有限公司的8407阴离子脂肪族聚酯聚氨酯分散体。
优选地,阴离子水性聚氨酯乳液,固含量35.0±1.5%,PH值6.0-9.0,购自广州亨缌克新材料有限公司的PU-3647水性聚氨酯。
优选地,长纤维浆中长纤维为漂白或未漂白的针叶木浆、棉浆、韧皮纤维中的一种,纤维长度≥4mm。长纤维起骨架作用,尽量保证其长度,来提高强度,控制长度上限的原因是纤维越长纸页匀度越差。
优选地,短纤维浆中的短纤维为漂白或未漂白的阔叶木浆、竹浆、芦苇浆等其它非木材纤维中的一种,纤维长度1-4mm。短纤维浆,一方面能够降低使用成本,在打浆时用高浓度打浆提高叩解度,提高纤维的分丝帚化程度,提高纤维结合点数量,结合点越多,越牢固,网状结构越密实,控制短纤维的长度下限的原因是,纤维长度太小易流失,保留差。
优选地,丝光化处理时可选择火碱水溶液直接加入到工艺过程中,火碱水溶液可配置,也可直接通过市购获得。
本发明中硫酸盐漂白针叶木浆、长纤维浆、短纤维浆均可通过市购得到。
本发明用长短纤维相结合,长纤维轻打浆,保留其长度,以提供撕裂强度;短纤维用粘状打浆,提高分丝帚化的程度,增加纤维结合点,提高结合强度,以提供较大的抗张强度和耐破强度;单独处理一部分长纤维,用碱溶液浸泡,达到丝光化效果,成为高透气度的纤维,按比例添加到混合浆料中,提高成品纸的透气度,丝光化浆用量越大,透气度越大,但纸页强度会有降低,因此发明人经过试验最终确定一定的添加量,既能保证强度又能保证一定的透气透,满足包装纸的要求。本发明利用长纤维浆、短纤维浆和丝光纤维浆结合,既能保证了成品纸的强度,又提高了成品纸的透气度。
本发明在抄纸过程中,添加了阴离子水性聚氨酯乳液分散体和阴离子水性聚氨酯乳液,阴离子水性聚氨酯乳液分散体是加入到了浆内,通过阳离子聚丙烯酰胺和阳离子淀粉将其固定到带阴电荷的纤维上,通过阳离子高聚物的架桥,将带阴电荷的纤维和阴离子水性聚氨酯结合,形成牢固的高强、高韧网状结构,实现纸张的高韧性和高伸长率;阴离子水性聚氨酯乳液是加在表面施胶液中,通过膜转移施胶机将其涂覆在纸张的表面,表面利用其较好的成膜性,产生了对水的阻隔作用,具有一定的湿强度。
本发明添加了高透气度的丝光化浆,使得生产的包装纸的透气度远大于标准要求及市场上同类产品的质量;采用长纤维轻打浆保留长度、短纤维分丝帚化增加纤维结合点的配料的打浆方式,强度指标均大于标准要求;通过控制丝光化浆与长纤维浆、短纤维浆的比例,保证了生产的包装纸既具有高强度的特点,同时还具有高透气度的特点;由于在浆内和表面均使用了水性聚氨酯,同时配合特殊工艺,得到产品在伸长率指标上有优异的表现。
本发明提供了一种高强度高透气度伸性包装纸的生产方法,利用该方法生产的包装纸具有高强度、高透气度和高伸性,可以满足目前包装纸的需求,本发明的生产成本低、工艺简单。
具体实施方式
以下通过实施例形式的具体实施方式,对本发明的上述内容做进一步的详细说明,但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围,除特殊说明外,下述实施例中均采用常规现有技术完成。
实施例1
一种高强度高透气度伸性包装纸的生产方法:
(1)丝光化处理
原料:硫酸盐漂白针叶木浆,火碱;
工艺条件:用碱量20%,即每100kg绝干木浆使用20kg纯火碱;液比:1:10,即:绝干木浆重量(kg)与总液体量的体积比(L)为1:8~1:10;处理温度为常温;
方法:在水力碎浆机中加入工业火碱和水,开动搅拌,加入木浆板,搅至浆板完全疏解后停止搅拌,静置浸泡25min;开动提浆泵,在线加水稀释到4%,经过多圆盘浓缩机浓缩至11%的浓度,得到丝光化浆,经过中浓泵泵送到储浆池备用;
(2)浆料制备
原料:按质量百分数计,硫酸盐漂白针叶木浆40%、丝光化浆10%,硫酸盐漂白阔叶木浆50%;硫酸盐漂白针叶木浆,纤维长度≥4mm,硫酸盐漂白阔叶木浆,纤维长度1-4mm;
打浆工艺:硫酸盐漂白针叶木浆,打浆浓度4.5%,叩解度20-23°SR,湿重≥9g;硫酸盐漂白阔叶木浆,打浆浓度5.5%,叩解度40-45°SR,湿重≥1.2g;丝光化浆,不打浆;
(3)抄纸工艺
辅料:阳离子聚丙烯酰胺助留剂用量0.7kg/吨纸,阴离子水性聚氨酯分散体用量2.5kg/吨纸,阳离子淀粉用量9kg/吨纸,AKD施胶剂用量11kg/吨纸,木薯原淀粉用量55kg/吨纸,阴离子水性聚氨酯乳液用量5kg/吨纸;
工艺过程:阳离子聚丙烯酰胺助留剂、阴离子水性聚氨酯分散体、阳离子淀粉、AKD施胶剂加到配浆池中进入抄纸机;木薯原淀粉和阴离子水性聚氨酯乳液用于表面施胶;
其中,表面施胶胶料的制备方法:将木薯原淀粉稀释至30%的浓度,按0.2kg/吨淀粉的比例加入淀粉酶,反应40min后,再经过110-130℃的高温蒸煮,再稀释到11%的浓度,稀释完成后,与阴离子水性聚氨酯乳液混合,混合均匀后加入纸机***;
工艺参数:网部:上网浓度1.0%;网部浆网速比110%,即浆速:网速=110:100;干燥部:干网张力2-3KN/m,施胶量5g/m2,施胶机纸页张力100-200N/m
第一蒸汽区:1#-7#烘缸,蒸汽压力-10~-75KPa,速比0.99
第二蒸汽区:8#-16#烘缸,蒸汽压力30~200KPa,速比0.99
第三蒸汽区:17#-28#烘缸,蒸汽压力50~400KPa,速比1.0
第四蒸汽区:29#-39#烘缸,蒸汽压力0~150KPa,速比1.1
出干燥部纸页干度:96%;
压光部:压光辊温度60-70℃,线压力68-80KN
(4)卷取、分切、入库。
实施例2
一种高强度高透气度伸性包装纸的生产方法
(1)丝光化处理
原料:硫酸盐漂白针叶木浆,火碱;
工艺:用碱量18%,即每100kg绝干木浆使用18kg纯火碱;液比:1:8,即绝干木浆重量(kg)与总液体量的体积比(L)为1:8;处理温度为常温;
方法:在水力碎浆机中按比例加入工业火碱和水,开动搅拌,加入木浆板,搅至浆板完全疏解后停止搅拌,静置浸泡30min;开动提浆泵,在线加水稀释到5%,经过多圆盘浓缩机浓缩至12%的浓度,得到丝光化浆,经过中浓泵泵送到储浆池备用;
(2)浆料制备
原料:按质量百分数计,未漂碱法针叶木浆35%,未漂碱法竹浆60%,丝光化浆5%;硫酸盐漂白针叶木浆,纤维长度≥4mm,硫酸盐漂白阔叶木浆,纤维长度1-4mm;
打浆工艺:未漂碱法针叶木浆,打浆浓度4%,叩解度20-23°SR,湿重≥9g;未漂碱法竹浆60%,打浆浓度6.5%,叩解度40-45°SR,湿重≥1.2g;丝光化浆,不打浆;
(3)抄纸工艺
辅料:阳离子聚丙烯酰胺助留剂用量0.8kg/吨纸,阴离子水性聚氨酯分散体用量2kg/吨纸,阳离子淀粉用量8kg/吨纸,AKD施胶剂用量12kg/吨纸,木薯原淀粉用量60kg/吨纸,阴离子水性聚氨酯乳液用量6kg/吨纸;
工艺:阳离子聚丙烯酰胺助留剂、阴离子水性聚氨酯分散体、阳离子淀粉、AKD施胶剂均按既定用量加到配浆池中进入抄纸机;木薯原淀粉和阴离子水性聚氨酯乳液用于表面施胶;
其中,表面施胶胶料的制备方法:将木薯原淀粉稀释至32%的浓度,按0.3kg/吨淀粉的比例加入淀粉酶,反应35min后,再经过110-130℃的高温蒸煮,再稀释到12%的浓度,稀释完成后,与阴离子水性聚氨酯乳液混合,混合均匀后加入纸机***;
工艺参数:网部:上网浓度1.2%;网部浆网速比100%,即浆速:网速=100:100;
干燥部:干网张力2-3KN/m,施胶量1g/m2,施胶机纸页张力100-200N/m
第一蒸汽区:1#-7#烘缸,蒸汽压力-10~-75KPa,速比0.98
第二蒸汽区:8#-16#烘缸,蒸汽压力30~200KPa,速比1.0
第三蒸汽区:17#-28#烘缸,蒸汽压力50~400KPa,速比1.1
第四蒸汽区:29#-39#烘缸,蒸汽压力0~150KPa,速比1.0
出干燥部纸页干度:93%;
压光部:压光辊温度60-70℃,线压力68-80KN;
(4)卷取、分切、入库。
实施例3
一种高强度高透气度伸性包装纸的生产方法
(1)丝光化处理
原料:硫酸盐漂白针叶木浆,火碱;
工艺:用碱量22%,即每100kg绝干木浆使用22kg纯火碱;液比:1:9,即绝干木浆重量(kg)与总液体量的体积比(L)为1:9;处理温度为常温;
方法:在水力碎浆机中加入火碱和水,开动搅拌,加入木浆板,搅至浆板完全疏解后停止搅拌,静置浸泡20min;开动提浆泵,在线加水稀释到3%,经过多圆盘浓缩机浓缩至10%的浓度,得到丝光化浆,经过中浓泵泵送到储浆池备用;
(2)浆料制备
原料:按质量百分数计,未漂硫酸盐法针叶木浆30%,未漂碱法芦苇浆55%,丝光化浆15%;硫酸盐漂白针叶木浆,纤维长度≥4mm,硫酸盐漂白阔叶木浆,纤维长度1-4mm;
打浆工艺:未漂硫酸盐法针叶木浆,打浆浓度5%,叩解度20-23°SR,湿重≥9g;未漂碱法芦苇浆,打浆浓度5%,叩解度40-45°SR,湿重≥1.2g;丝光化浆,不打浆;
(3)抄纸工艺
辅料:阳离子聚丙烯酰胺助留剂用量0.5kg/吨纸,阴离子水性聚氨酯分散体用量3kg/吨纸,阳离子淀粉用量10kg/吨纸,AKD施胶剂用量10kg/吨纸,木薯原淀粉用量40kg/吨纸,阴离子水性聚氨酯乳液用量4kg/吨纸;
工艺:阳离子聚丙烯酰胺助留剂、阴离子水性聚氨酯分散体、阳离子淀粉、AKD施胶剂均按既定用量加到配浆池中进入抄纸机;木薯原淀粉和阴离子水性聚氨酯乳液用于表面施胶;
其中,表面施胶胶料的制备方法:将木薯原淀粉稀释至35%的浓度,按0.4kg/吨淀粉的比例加入淀粉酶,反应30min后,再经过110-130℃的高温蒸煮,再稀释到10%的浓度,稀释完成后,与阴离子水性聚氨酯乳液混合,混合均匀后加入纸机***;
工艺参数:网部:上网浓度0.8%;网部浆网速比105%;,即浆速:网速=105:100;干燥部:干网张力2-3KN/m,施胶量3g/m2,施胶机纸页张力100-200N/m;
第一蒸汽区:1#-7#烘缸,蒸汽压力-10~-75KPa,速比0.99
第二蒸汽区:8#-16#烘缸,蒸汽压力30~200KPa,速比1.0
第三蒸汽区:17#-28#烘缸,蒸汽压力50~400KPa,速比1.1
第四蒸汽区:29#-39#烘缸,蒸汽压力0~150KPa,速比1.0
出干燥部纸页干度:94%;
压光部:压光辊温度60-70℃,线压力68-80KN
(4)卷取、分切、入库。
上述实施例1-3制备得到的高强度高透气度伸性包装纸与GB/T24287-2009伸性纸袋纸、GB/T24287-2009半伸性纸袋纸、市场纸袋纸样品1、市场纸袋纸样品2的质量指标如下:
通过上表可以明显看出,实施例1-3生产的包装纸的透气度、纵向伸长率、纵向抗张能量吸收、横向抗张能量吸收明显高于国标伸性纸袋纸和国标半伸性纸袋纸及市场上同类产品;实施例1-3生产的包装纸的纵向撕裂指数、纵向抗张指数、横向抗张指数明显高于国标伸性纸袋纸和国标半伸性纸袋纸,与市场上同类产品相当。因为本发明添加了高透气度的丝光化浆,使得生产的包装纸的透气度远大于标准要求及市场上同类产品的质量;采用长纤维轻打浆保留长度、短纤维分丝帚化增加纤维结合点的配料的打浆方式,强度指标均大于标准要求;通过控制丝光化浆与长纤维浆、短纤维浆的比例,保证了生产的包装纸既具有高强度的特点,同时还具有高透气度的特点;由于在浆内和表面均使用了水性聚氨酯,同时配合特殊工艺,产品在伸长率指标上有优异的表现。
Claims (1)
1.一种高强度高透气度伸性包装纸的生产方法,其特征在于,该生产方法具体步骤如下:
(1)丝光化处理
原料:硫酸盐漂白针叶木浆,火碱;
工艺条件:用碱量为18-22%,即纯NaOH重量与绝干木浆重量的百分比为18-22%,液比1:8~1:10,即:绝干木浆重量与总液体量的体积比为1:8~1:10,处理温度为常温;
方法:在水力碎浆机中火碱和水,开动搅拌,加入硫酸盐漂白针叶木浆,搅至木浆完全疏解后停止搅拌,静置浸泡20-30min;开动提浆泵,在线加水稀释到质量浓度3-5%,经过多圆盘浓缩机浓缩至10-12%的浓度,得到丝光化浆,经过中浓泵泵送到储浆池备用;
(2)浆料制备
原料:按质量百分数计,长纤维浆30-40%、丝光化浆5-10%,短纤维浆余量;
打浆工艺:长纤维浆,打浆浓度4-5%,叩解度20-23。SR,湿重≥9g;短纤维浆,打浆浓度5-6.5%,叩解度40-45。SR,湿重≥1.2g;丝光化浆不打浆;
(3)抄纸工艺:
辅料:阳离子聚丙烯酰胺助留剂用量0.5-0.8kg/吨纸,阴离子水性聚氨酯分散体用量2-3kg/吨纸,阳离子淀粉用量8-10kg/吨纸,AKD施胶剂用量10-12kg/吨纸,木薯原淀粉用量40-60kg/吨纸,阴离子水性聚氨酯乳液用量4-6kg/吨纸;所述阴离子水性聚氨酯分散体,固含量50.0±1.5%,PH值7.0-9.0,粘度20-1000mPa.s;
工艺过程:阳离子聚丙烯酰胺助留剂、阴离子水性聚氨酯分散体、阳离子淀粉、AKD施胶剂加到配浆池中进入抄纸机;木薯原淀粉和阴离子水性聚氨酯乳液用于表面施胶;
其中,表面施胶胶料的制备方法:将木薯原淀粉稀释至质量浓度30-35%,按0.2-0.4kg/吨木薯原淀粉的比例加入淀粉酶,反应30-40min后,再经过110-130℃的高温蒸煮,再稀释到质量浓度10-12%,稀释完成后,与阴离子水性聚氨酯乳液混合,混合均匀后加入纸机***;
工艺参数:网部:上网浓度:0.8-1.2%;网部浆网速比:100-110%,即浆速:网速=100~110:100;
干燥部:干网张力2-3KN/m, 施胶量1- 5g/m2, 施胶机纸页张力100-200N/m;
第一蒸汽区:1#-7#烘缸,蒸汽压力-10~-75KPa,速比0.98-0.99;
第二蒸汽区:8#-16#烘缸,蒸汽压力30~200KPa, 速比0.99-1.0;
第三蒸汽区:17#-28#烘缸,蒸汽压力50~400KPa,速比1.0-1.1;
第四蒸汽区:29#-39#烘缸,蒸汽压力0~150KPa,速比1.0-1.1;
出干燥部纸页干度:93-96%;
压光部:压光辊温度60-70℃,线压力68-80KN;
(4)卷取、分切、入库;
所述阴离子水性聚氨酯乳液,固含量35.0±1.5%,PH值6.0-9.0;
所述长纤维浆中长纤维为漂白或未漂白的针叶木浆、棉浆、韧皮纤维中的一种,纤维长度≥4mm;
所述短纤维浆中的短纤维为漂白或未漂白的阔叶木浆、竹浆、芦苇浆中的一种,纤维长度1-4mm。
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