DE29715269U1 - Vorrichtung für das Stanzen und Prägen von Wasch- und Reinigungsstücken - Google Patents
Vorrichtung für das Stanzen und Prägen von Wasch- und ReinigungsstückenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung umfaßt eine Vorrichtung zur Herstellung von Wasch- und
Reinigungsstücken.
Mit der Bezeichnung "Wasch- und Reinigungsstück" ist ein festes Stück beschrieben,
dessen Anteil an oberflächenaktiven Substanzen mindestens 20 Gew. % des Stückes beträgt. Oberflächenaktive Substanzen sind z.B. Seife, synthetische Detergentien
oder jede Art von Mischungen dieser Substanzen.
Bei der Herstellung von Wasch- und Reinigungsstücken wird eine Grundmasse, die
üblicherweise bereits alle Inhaltsstoffe enthält, mittels eines Extruders zu einem
endlosen Strang extrudiert. Dieser Strang wird anschließend in Stücke mit vorgegebener
Länge zerteilt, die "billets" genannt werden. Diese "billets" werden anschließend
einer Stanzmaschine zugeführt, die aus dem "billet" das endgültige Erscheinungsbild
des Wasch- und Reinigungsstückes erstellt. Dies kann durch Aufprägen z.B. von Schriftzügen und Verzierungen oder durch das Umformen mittels Stanzen
erfolgen.
Stanzen haben üblicherweise Stanzformen, die aus zwei Teilen bestehen. Beide
Teile haben eine Oberfläche, die das "billet" während des Stanzvorganges berührt.
Die Stanzform wird in der Stanzmaschine so eingebaut, daß die beiden Teile der Stanzform bis zu einem vorgegebenen Restspalt während des Stanzvorganges
schließen. Hierbei wird das "billet" zwischen den beiden Teilen der Stanzform zusammengedrückt, um dem Wasch- und Reinigungsstück seine endgültige Form
und sein endgültiges Aussehen zu geben. Anschließend fahren die beiden Teile der
Stanzform wieder auseinander. Überschüssige Grundmasse wird während des Stanzvorganges aus dem Spalt zwischen den Stanzformteilen herausgequetscht.
Die herausgequetschte Masse wird in der Regel als "Flasch" bezeichnet. Dieser
"Flash" wird dann von den geformten Stücken abgetrennt, indem die einzelnen
Stücke durch die Löcher einer "Abstreifplatte" gezogen werden.
Konventioneile Stanzmaschinen werden unterschieden nach "Pin Die" Maschinen
und "Box Die" Maschinen. Bei "Pin Die" Maschinen wird das Billet frei (z.B. frei
stehend) zwischen den beiden Teilen der Stanzform gehalten, und beide Teile der Stanzform werden aufeinander zubewegt, bis sie sich fast berühren. Bei "Box Die"
Maschinen wird das Billet in einem Rahmen ("Box") gehalten. Die beiden Teile der
Stanzform fahren in diesen Rahmen hinein, treffen sich nicht und formen nur die Oberflächen der Seiten. Die Form der Ränder wird durch die Form des Rahmen
bestimmt.
Das Stanzen von Wasch- und Reinigungsstücken mit Hilfe von Stanzformen wird
durchgeführt, um den Stücken eine reproduzierbare Form und eine glatte Oberfläche
zu geben und / oder um ihnen eine Verzierung wie z.B. ein Logo, einen Handelsnamen
oder ähnliches auf der Oberfläche oder einem Teil der Oberfläche einzuprägen. Bei diesem Vorgang können geringe Reste von Grundmasse an einem Teil der
Stanzform kleben bleiben und sich dann immer weiter aufbauen.
Als Resultat des Verklebens von Stanzformen entstehen häufig Stücke mit sichtbaren
Defekten und Verformungen auf der Oberfläche. Andere Stücke lösen sich nicht aus der Stanzform.
Es wurden bereits eine Reihe von möglichen Lösungen für dieses Problem vorgeschlagen.
Eine der Lösungen ist das Kühlen der Stanzformen während des Stanzvorganges.
Eine andere Lösung wird im Patent EP 276 971 dargelegt. Hier wird vorgeschlagen,
Stanzformen zu verwenden, die aus einem elastomeren und einem nicht-elastome-
ren Material aufgebaut sind. Das elastomere Material, das während des Stanzvorganges
mit der Grundmasse in Kontakt kommt, besteht aus einer eiastomeren Beschichtung von minimal 200 pm Dicke und einem Elastizitätsmodul innerhalb einer
spezifizierten Bandbreite.
Alternativ wurde ein Trennmitte! auf die Stanzform aufgebracht, um das Anhaften
von Grundmasse an den Stanzflächen zu verhindern.
Über viele Jahre wurde Talkum als Trennhilfsmittel bei der Stanzung von Seifenstücken
verwendet. Dabei wurde das Trennmittel mittels Druckluft auf bzw. in die Stanz- und Prägeformen eingeblasen oder aufgestäubt (GB 589,599, GB 1,005,674,
GB 2,042,969, GB 2,253,409). Dies führt zu einer hohen Staubbelastung der Umgebung.
Talkum wurde in sehr großen Mengen verwendet. Typische Mengen lagen bei mehr als 10 Gramm Talkum auf 1kg Grundmasse. Abgesehen von den hohen
Materialkosten führte diese Art der Verwendung zu einer hohen Staubexposition des
Personals und der Maschinen und die Qualitätseigenschaften der Oberfläche der Produkte war aufgrund der hohen Kontamination mit Talkum unzureichend.
Es stellte sich daher die Aufgabe, das Trennmittel direkt und staubfrei auf die
senkrechten Seiten des billets aufzutragen. Die Lösung dieser Aufgabe wird durch
die Merkmale des Hauptanspruchs erfüllt und durch die der Unteransprüche gefördert.
Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Apparatur, die folgendes umfaßt:
- Eine Vorrichtung zum Stanzen oder Prägen der Grundmasse mit Stanz-/Prägeoberflächen,
sowie eine Vorrichtung um die Grundmasse den Stanz- und Prägeflächen zuzuführen, um aus der Grundmasse ein Stück zu formen und es
anschließend aus der Stanzform freizugeben,
- wobei Vorrichtungen eingebaut sind, mit denen Trennmittel mit einer Menge von
bis zu 10g/m2 auf die Oberfläche der Grundmasse aufgebracht wird.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet weiterhin ein Verfahren um Wasch- und Reinigungsstücke
zu fertigen, gekennzeichnet durch folgende Eigenschaften:
- Die Grundmasse wird einer Stanz- und Prägeeinrichtung mit Stanz- und Prägeflächen
zugeführt und in ein Stück umgeformt und
- das Stück wird von der Stanzvorrichtung losgelöst,
- wobei ein Trennmittel auf die Oberfläche der zu formenden Grundmasse aufgetragen
wird. Die Konzentration beträgt bis zu 10g/m2.
Das Trennmaterial kann ein anorganisches oder organisches Material sein. Bevorzugterweise
beinhaltet das Trennmittel Metallsiiikate, wie z.B. Aluminiumsilikat,
Natriumsilikat, Talkum {z.B. hydratisiertes Magnesiumsilikat), Aluminosilicate wie
Zeolithe, Ton, Kaolin, Stärke, Zinkoxid, Titandioxid oder Kombinationen daraus. Besonders bevorzugt wird jedoch Talkum.
Das Trennmittel beinhaltet bevorzugt Körner mikroskopischer Größe. Die Korngröße
liegt bevorzugt in der Größe von 1 - 20 pm. Bevorzugter liegt die Korngröße zwischen
4&mgr;&eegr;&igr; und 20Mm. Die einzelnen Körner der Puder (Trennmittel) sollten in ihrer
Form bevorzugt plättchenartig sein.
Das Trennmittel wird bevorzugter Weise mit einer Rate von bis zu 5g/m2, besser mit
0,1-2g/m2 am besten mit 0,3-1 g/m2 aufgetragen.
Dies ist eine außergewöhnlich geringe Menge Trennmittel dieser Art. Mit dieser
geringen Menge Trennmittel kann eine überraschend gute Trennwirkung erreicht werden.
Das Trennmittel wird anscheinend als hauchdünne Schicht aufgetragen. Es wurde
festgestellt, daß diese Schicht weder gleichmäßig noch durchgehend zu sein braucht. Es können Fehlstellen in der Schicht auftreten. Überraschenderweise wurde
festgestellt, daß relativ große Fehlstellen in der aufgetragenen Schicht auftreten
können, und trotzdem die Trennwirkung immer noch gut ist.
Für die Berechnung der Auftragsrate des Trennmittels wurde die Fläche
zugrundegelegt, die mit der Behandlung in Berührung kommt. Die Möglichkeit von Fehlstellen in der Trennmittelschicht wurde bei der Berechnung der aufzubringenden
Masse Trennmittel auf die vorgegebene Oberfläche der Grundmasse nicht berücksichtigt.
Das Aufeinanderfolgen mehrerer Fehlstellen konnte überraschenderweise nicht als Problem identifiziert werden.
Üblicherweise sind weniger als 50% der Oberfläche, die der Behandlung ausgesetzt
ist, mit Trennmittel benetzt. Die Trennmittelschicht kann weniger als 40% oder sogar
weniger als 10% der Oberfläche bedecken. Trotzdem werden gute Trennergebnisse
erreicht. In extremen Fällen, in denen die Grundmasse geringe Klebrigkeit aufweist,
kann es ausreichen nur 0,1% bis 3% der Oberfläche zu bedecken.
Im Gegensatz dazu wurde festgestellt, daß Einarbeiten von bis zu 10% Trennmittel
in die Grundmasse zu keinem verbesserten Ablösen der Masse aus den Stanz- und Prägeformen führt.
Das Trennmittel scheint an der Oberfläche der Grundmasse anzuhaften.
Überraschenderweise wurde festgestellt, daß Stücke, die unter Verwendung dieser
Erfindung hergestellt wurden, guten Oberflächengianz und gutes Aussehen der
Oberfläche aufwiesen. Sämtliche Eigenschaften der Wasch- und Reinigungsstücke blieben unbeeinträchtigt gut.
Die Applikation des Trennmittels erfolgt mittels Aufrollen. Eine dünne Schicht
Trennmittel kann exakt auf die Rollen dosiert werden und dann von dort auf die Oberfläche der Grundmasse übertragen werden.
Die Grundmasse kann der Auftragsvorrichtung in jeder geeigneten Form zugeführt
werden, z.B. mittels Förderband. Die in dieser Erfindung beschriebene Vorrichtung
erlaubt es, endlose Stränge aus dem Mundstück eines Extruders aufzunehmen oder Billets aus einer Zerteilungsmaschine. Der Auftrag des Trennmittels kann vor, nach
oder in Kombination vor und nach der Zerteilungsmaschine erfolgen.
Die Auftragsrollen haben einen Durchmesser von 50-200mm, bevorzugt ca. 100mm,
wobei die Oberflächenschicht aus einem elastischen Schaum, oder einem anderen oberflächlich porösen elastischen Material, besteht. Bevorzugt werden Auftragsrollen
mit einer thermoplastischen Schaumbeschichtung. Diese Ausführung ermöglicht ein gutes Aufnehmen des Trennmittels und einen guten Kontakt mit der Grundmasse.
Bevorzugterweise beträgt die Dicke der Schaumbeschichtung der Rolle 5-40mm,
besser 10-30mm und besteht aus einem thermoplastischen Schaum.
Bevorzugt werden Vorrichtungen verwendet, die es ermöglichen, die Auftragsrollen
!eicht an die Grundmasse anzudrücken (ungefähr entsprechend Fingerkraft, ca. 50-100
g/cm2). Die Andrückkraft soll ausreichend sein, um einen guten Kontakt zwischen
Auftragsrolle und Grundmasse zu gewährleisten, ohne die Oberfläche der Grundmasse zu beschädigen. Die Art des Schaums auf der Auftragsroile hängt von
der Art der Grundmasse ab, besonders von der Dicke, Form und Festigkeit.
Die Eigenschaften des Schaums der Auftragsrolle müssen unter folgenden
Gesichtspunkten ausgewählt werden:
- Die Dicke des Schaums muß ausreichend sein, um bei dem obengenannten
leichten Druck sich an die Form der Oberfläche der Grundmasse anzupassen.
- Die Festigkeit des Schaums muß niedrig genug sein, damit die Oberfläche der
Grundmasse nicht beschädigt wird.
- Der Schaum muß grobporig genug sein, um genügend Trennmittel aus einem
Vorratsbehälter aufzunehmen.
- Der Schaum muß feinporig genug sein, um die richtige Menge Trennmittel auf der
Oberfläche festzuhalten, bis er in Kontakt mit der Grundmasse kommt.
Die Porengröße des genutzten Schaums ist bevorzugterweise in der Größe vom 1-10mm,
besser 2-8mm. Das Elastizitätsmodul des Schaums beträgt bevorzugterweise 0,01-5 M Pa, besser 0.05-0,5 M Pa, am besten ca. 0,2 M Pa.
Bevorzugterweise wird das Trennmittel direkt aus einer Auslaßöffnung des Vorratsgefäßes
auf die Auftragsrolle aufgetragen. Dies kann z.B. ein Schlitz im Vorratsgefäß sein, der parallel zur Oberfläche der Rolle verläuft. Bevorzugterweise berührt die
Auftragsrolle leicht das Vorratsgefäß, um ein unkontrolliertes Entleeren des Gefäßes
zu verhindern. Die Größe des Schlitzes kann entweder variabel verstellt werden, oder verschiedene Reservoirs mit unterschiedlichen Schiitzgrößen werden verwendet,
um die Menge an aufgetragenem Trennmittel einzustellen.
Alternativ kann das Trennmittel auch über Hiifsauftragsroilen oder Transportbänder
indirekt aufgetragen werden.
Die Auftragsrollen können entweder unabhängig und separat angetrieben werden,
oder sie werden durch die sich vorbei bewegende Grundmasse angetrieben. Die Grundmasse kann z.B. mit einem Förderband oder einer anderen geeigneten
Einrichtung transportiert werden.
Die Stanz- und Prägeeinrichtung kann jede mögliche geeignete Maschine sein, z.B.
entsprechend der in WO96/00278 oder EP 276971 beschriebenen Vorrichtungen.
Die beschriebene Erfindung wird bevorzugt mit beschichteten Stanz- und Prägeformen
eingesetzt. Dies ist aber nicht Voraussetzung. Die Stanz- und Prägeformen können gekühlt werden, bevorzugterweise werden sie nicht gekühlt.
Entsprechend dem Stand der Technik besteht eine Stanz- und Prägeform aus einem
festen Material, z.B. aus ausgewählten Metallen und ihren Legierungen: Messing, Kupferlegierungen, Kohlenstoff-Stähle und Austenite; oder anderen nicht elastomeren
Materialien, wie Thermoplaste und Verbundwerkstoffe: Polyester, Epoxy-Harze, Furan-Harze, ausgehärtete Polyurethane, Keramik, Verbundwerkstoffe und Laminate.
Die jetzige Erfindung kann erfolgreich bei Hochgeschwind ig keits- Stanz- u. Prägeprozessen
eingesetzt werden, z.B. bei einer Stanzgeschwindigkeit von 20-100 bevorzugt 50 Stücken pro formgebende Stanzvertiefung (Cavity) pro Minute.
Die Einrichtung entsprechend dieser Erfindung kann benutzt werden, um Wasch-
und Reinigungsstücke zu stanzen oder zu prägen, die oberflächenaktive Substanzen
enthalten, die Seife oder synthetische Detergentien oder Mischungen aus Seife und
synthetischen Detergentien enthalten. Die Erfindung findet besonders Anwendung
beim Stanzen weicher und/oder klebriger Wasch- und Reinigungsstücke, die synthetische Detergentien enthalten, bei transluzenten und transparenten Seifen mit
reduziertem Fettgehalt, z.B. in der Größenordnung von 63-78 Gew-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Stückes, und solche Stücke, die Hautpflegestoffe enthalten,
wie z.B. Feuchtigkeitsspender, Polyolefine, Öle, Fettsäuren und Fettalkohole.
Die vorliegende Erfindung wird in Form von Beispielen nur mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben, in denen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Stanzvorrichtung für Wasch- und
Reinigungsstücke entsprechend dieser Erfindung ist, und
Figur 2 eine Trennmittel Auftragsvorrichtung, wie in Figur 1 angedeutet, im Detail
zeigt.
Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung entsprechend dieser
Erfindung um Wasch- und Reinigungsstücke zu stanzen oder zu prägen. Sie besteht aus einem Extruder (1), dereinen endlosen Strang (2) aus Grundmasse extrudiert,
einer Trennmittel Auftragsvorrichtung (3), einer Zerteilstation (4), mit welcher der
Strang (2) in Billets(5) geteilt wird und einer Stanz- oder Prägemaschine. Stanz- und
Prägeoberflächen sind in Form von Stanzformen (6) der Stanz- und Prägeeinrichtung
dargestellt. Der Rest der Stanz- und Prägeformen ist in bekannter Form ausgeführt
und daher nicht dargestellt.
Die Grundmasse, die dem Extruder (1) zugeführt wird, wird zu einem endlosen
Strang (2) extrudiert, auf den Trennmittel mit Hilfe der Auftragsvorrichtung (3)
aufgetragen wird. Der Strang (2) wird dann in einzelne Teiie (Billets) (5) zerteilt, die
mittels des Förderbandes (7) der Stanz- und Prägeeinrichtung zugeführt werden.
Dort werden die Biilets (5) gestanzt/geprägt um ihnen die endgültige Form und eine
gutes Aussehen der Oberfläche zu geben, sowie wenn vorgesehen, die Dekoration der Oberfläche aufzubringen.
Durch das frühzeitige Aufbringen des Trennmittels auf die Grundmasse wird auch
ein Anhaften an den folgenden Transport- und Führungseinrichtungen vermieden, was ebenfalls eine Verbesserung der Qualität der Reinigungsstücke bewirkt.
Die Trennmittel-Auftragsvorrichtung (3) ist detaillierter und vergrößert in Figur 2
dargestellt. Der Strang (2) aus Grundmasse wird durch eine Anzahl von Führungsrollen
(8), die i.d.R. nicht angetrieben sind, in Richtung B geführt. Die Führungsrollen
(8) sind auf einer Grundplatte (9) montiert. Der Strang (2) wird durch den Extruder (1)
vorwärtsbewegt.
Ein Satz umschäumter Auftragsrollen (10) steht bereit, um das Trennmittel auf die
senkrechten Seitenflächen des Strangs (2) aufzutragen. Dies sind die Oberflächen,
die anschließend mit den Flächen der Stanzformen in Kontakt kommen und daher Trennmittel benötigen. Trennmittel wird in den Rutschen der zugehörigen
Trennmittel-Vorratsbehälter (12) vorgehalten. Das Trennmittel wird durch Schlitze
(13) am unteren Ende der Vorratsbehälter (12) durch das Eigengewicht den
Auftragswaizen zugeführt. Eine Trennmittelschicht der benötigten Dicke wird auf die
Auftragsrolle (10) aufgetragen. Die Rolle transferiert dann das Trennmittel auf die
Oberfläche des Stranges (2). Die Auftragsrollen (10) sind auf beweglichen
Führungen montiert (14), die auf einer Grundplatte (9) befestigt sind. Die Führungen
(14) können eingestellt werden, um zu garantieren, daß die Auftragsrollen so in
Kontakt mit der Oberfläche des Stranges (2) gedruckt werden, daß genügend Kraft übertragen wird, um einen guten Auftrag zu gewährleisten und die Auftragsrollen
(10) durch den Strang (2) anzutreiben.
Die Auftragseinheit, die in der Figur 1 dargestellt ist, wurde benutzt, um Talkum auf
die Oberfläche von Grundmassen für Waschstücke aufzutragen, die anschließend gestanzt wurden:
Zwei unterschiedliche Formulierungen wurden benutzt:
- Formulierung A:
85/15 Seife 66,71% Natrium-cocoyi-isethionat 6,44%, Fettsäuren 7,44%,
Natrium-isethionat 5,38%, ad 100%: Konservierungsstoffe, Wasser und Beiprodukte
- Formulierung B:
Synthetische Toüettenseife von Zchimmer und Schwartz (ZETESAP® 5165) darin
enthalten Natrium-alkylsuiphosuccinate und Natrium-alkylisethionat.
Beide Formulierungen wurden bei einer Geschwindigkeit von 50 Stücke pro Minute
auf einer Einzelform-Stanze mit silikonbeschichteten Stanzwerkzeugen verarbeitet
und die Qualität beobachtet. Die Auftragseinrichtung wurde wie dargestellt verwendet.
Der Auftrag betrug 1g/9,25m2 Seifenoberfläche. Talkum wurde entsprechend der
folgenden Spezifikation verwendet:
O ·
Talkum Spezifikation:
| Aussehen / Kriterium | Charakteristik / Spezifikation |
| Farbe (MgO = 100%) | Min. = 80% |
| IR-Spectrum | charakteristisch |
| Dichte (30USBS) | 0,8 -1,0 g/ml |
| Kornverteilung (feucht) | Min. = 95% pass 325 USBS |
| Feuchtigkeit | Max. = 1,0% |
Talkum wurde über eine Zeitdauer von 18,5 Minuten auf die Oberflächen der
Grundmasse aufgetragen, während die Maschine lief. Die Stanzformen blieben während dieser Zeit sauber und die hergestellten Waschstücke hatten einen guten
Glanz und eine gute Qualität der Oberfläche.
Als Vergleichstest wurde die Maschine für 15 Minuten ohne Talkumauftrag betrieben.
Nach 5 Minuten waren wahrnehmbare Anbackungen von Grundmasse auf den Stanzformen zu finden. Nach 15 Minuten war noch mehr Grundmasse an den
Stanzformen kleben geblieben und die Qualität der Waschstücke war schlecht.
Claims (3)
1. Eine Vorrichtung zum Stanzen und Prägen von Wasch- und Reinigungsstücken,
die eine Stanz- und Prägeeinrichtung mit Stanz-/Prägeoberflächen und eine Vorrichtung zum Transportieren eines Strangs der Grundmasse (2) zu den Stanz-/Prägeoberflächen,
um aus der Grundmasse Stücke zu formen und anschließend die geformten Stücke loszulassen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Auftragsvorrichtung (3) vorgesehen ist, um puiverförmige Trennmittel auf die senkrechten Oberflächen der zum Stanzen/Prägen vorgesehenen Grundmasse
(2) aufzubringen, welche aus einem Vorratsbehälter (12) für das Trennmittel, zwei
mit den jeweiligen senkrechten Oberflächen der Grundmasse (2) in Berührung stehenden, mit einem an der Oberfläche porösen elastischen Material
ummantelten Rollen (10), sowie einer Übertragungsvorrichtung (13) von dem
Vorratsbehälter (12) auf die Rollen (10) besteht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsvorrichtung
(13) aus einem senkrechten Schlitz in den Vorratsbehälter (12) besteht, der in direktem Kontakt mit der zugeordneten Rolle steht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle mit
einem Schaum aus thermoplastischen Kunststoff ummantelt ist.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB9617906.4A GB9617906D0 (en) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | Process for stamping detergent bars |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29715269U1 true DE29715269U1 (de) | 1997-11-06 |
Family
ID=10799006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29715269U Expired - Lifetime DE29715269U1 (de) | 1996-08-28 | 1997-08-26 | Vorrichtung für das Stanzen und Prägen von Wasch- und Reinigungsstücken |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29715269U1 (de) |
| GB (1) | GB9617906D0 (de) |
-
1996
- 1996-08-28 GB GBGB9617906.4A patent/GB9617906D0/en active Pending
-
1997
- 1997-08-26 DE DE29715269U patent/DE29715269U1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9617906D0 (en) | 1996-10-09 |
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