JP5996653B2 - Method for producing an aluminum foil with integrated security features - Google Patents
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Description
本発明は、統合されたセキュリティ機能を有するアルミフォイルを製造するための方法と、この方法によって製造される、かつ統合されたセキュリティ機能を有するアルミフォイルに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an aluminum foil having an integrated security function and to an aluminum foil manufactured by this method and having an integrated security function.
通常はアルミフォイルによって包装される医薬品は、しばしば、偽造の標的である。従って、偽造防止の特性は、医薬品のできる限り近くにあるほうがよい。一次包装の製造工程中にセキュリティ機能を直接取り付けることは、偽造防止のために最善の前提を供する。 Drugs normally packaged with aluminum foil are often counterfeit targets. Therefore, the anti-counterfeiting properties should be as close as possible to the medicinal product. Directly attaching a security function during the manufacturing process of the primary package provides the best premise for preventing counterfeiting.
従って、銀行券の場合に通常であるように、製薬業界のための包装材料に、ホログラムを備えるという試みを行なった。この場合、ホログラムも、ホログラムの製造が比較的高価であるにもかかわらず、偽造することができることが明らかになった。 Therefore, as is usual with banknotes, attempts have been made to include holograms in packaging materials for the pharmaceutical industry. In this case, it has become clear that the hologram can also be counterfeited despite the relatively expensive production of the hologram.
ここで、本発明は、救済策を提供することを目的とする。 Here, an object of the present invention is to provide a remedy.
本発明によれば、明細書の最初の部分に記載されたタイプの方法が提案される。アルミフォイルを、冷間圧延の数回のパスで、150μm未満の厚さに圧延し、同時に、アルミフォイルの両方の表面側に、圧延方向に延びているテクスチャを形成し、これらのアルミフォイルのうちの少なくとも2つから、緩い複合体を形成し、該緩い複合体を、冷間圧延の最後のパスで、作業ロール対に供給し、該作業ロール対では、少なくとも1つのロール表面上に、研削によって圧延方向に作られたレリーフ状の表面構造を、セキュリティ機能のためのモチーフを形成すべく、コントラストおよびモチーフに従って、平均粗さに対し10ないし50%の範囲で、減少し、モチーフを、アルミフォイルの、ロール表面に向いた表面側に転写し、その後、アルミフォイルの緩い複合体を分離する。この方法の他の実施の形態は、従属請求項2ないし5に開示されている。
According to the invention, a method of the type described in the first part of the specification is proposed. The aluminum foil is rolled to a thickness of less than 150 μm in several passes of cold rolling, and at the same time, a texture extending in the rolling direction is formed on both surface sides of the aluminum foil. Form a loose composite from at least two of them, and supply the loose composite to the work roll pair in the last pass of cold rolling, where the work roll pair is on at least one roll surface; The relief-like surface structure created in the rolling direction by grinding is reduced in the range of 10 to 50% of the average roughness according to the contrast and motif to form the motif for the security function, The aluminum foil is transferred to the surface facing the roll surface, and then the loose composite of the aluminum foil is separated. Other embodiments of the method are disclosed in the
本発明は、更に、統合されたセキュリティ機能を有するアルミフォイルに関し、該アルミフォイルは、本発明に係わる方法で製造され、かつ、単位面積当たり高々30%の量でセキュリティ機能を有する。 The invention further relates to an aluminum foil having an integrated security function, which is produced by the method according to the invention and has a security function in an amount of at most 30% per unit area.
本発明に係わるこのアルミフォイルの他の実施の形態は、従属請求項7ないし10に開示されている。
Other embodiments of this aluminum foil according to the invention are disclosed in the
以下、本発明を実施するための可能な実施の形態および図1ないし8に基づいて本発明を詳述する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on possible embodiments for carrying out the present invention and FIGS.
統合されたセキュリティ機能6を有する、本発明に係わるアルミフォイル1の製造プロセスは、まず、サブプロセス、すなわち、連続鋳造、均質化、熱間圧延、冷間圧延、および再結晶温度より高い後続の焼鈍で構成されている。これには、フォイルの冷間圧延のプロセスが続く。この場合、アルミフォイル4は、冷間圧延の数回のパスで、150μm未満の厚さに圧延する。同時に、アルミフォイルの両側の表面側4a,4bに、圧延方向に延びているテクスチャ5a,5bが生じる(図4bを参照せよ)。走行方向に形成されかつ構造化されたこの粗さは、入射する光の鏡面反射をもたらす。それ故に、この鏡面反射に基づき、表面側4a,4bは、光沢のある外観を得る。
The manufacturing process of the
最後の圧延パスのために、図1および図4aに示すように、装置の改変がなされる。少なくとも1つのロール表面がセキュリティ機能のためのモチーフ6´を有してなる作業ロール対9が使用される。このモチーフ6´が作られるのは、圧延方向に研削によって作られるレリーフ状の表面構造11aが、コントラストおよびモチーフに従って、平均粗さに対し10ないし50%の範囲で減少される場合に限る。このことを、例えばレーザビームの作用下で行なうことができる(図2b、2cおよび4cを参照せよ)。最後の冷間圧延パスのためには、例えば、剥離剤7を介した2つの光沢のあるアルミフォイル4から、緩い複合体8が形成される(図1および4bを参照せよ)。この緩い複合体8は、2つの作業ロール10,11の間に形成されている閉じた噛み込み部9´に供給される。アルミフォイルの、作業ロールに向いた表面側4aには、今や、セキュリティ機能6のためのモチーフが転写される。アルミフォイル1のセキュリティ機能6の領域(図4dを参照せよ)には、今や、光沢のないように見える、不規則的なテクスチャが生じる。このテクスチャは、方向性のあるテクスチャ3を有する、光沢のあるように見える残りの表面領域2aから、はっきりと際立って見える。セキュリティ機能6の領域では、この不規則的なテクスチャ3の故に、入射光の乱反射が生じる。それ故に、セキュリティ機能6の領域は、光沢のないように見える。アルミフォイル1の、圧延表面から離隔した表面側2bは、剥離剤7および第2のアルミフォイル(明瞭化のために、参照符号4´が付されている)によって、覆われている。2つのフォイルの接触面は、前の圧延パスの圧延溝と、二重の圧延の際に新たに生じた粗さとを特徴とする。この粗さは、主として、走行方向に対し横方向に整列されている。この表面の不規則的なテクスチャの故に、散漫散乱が生じる。冷間圧延後に、緩い複合体を、統合されたセキュリティ機能6を有する、本発明により製造されたアルミフォイル1と、アルミフォイル4´とから分離する。アルミフォイル4´は、表面側4´aで、方向性のあるテクスチャ5´aを有する。それ故に、この表面側は、光沢のあるように見え、これに対し、第2の表面側4´bは、不規則な構造を有し、従って、光沢のない表面を有する。
For the last rolling pass, the equipment is modified as shown in FIGS. 1 and 4a. A
しかしながら、2つの作業ロールがモチーフ6´を有するとき、アルミフォイル4´の代わりに、統合されたセキュリティ機能6を有する他のアルミフォイル1が製造される。
However, when two work rolls have the motif 6 ', another
本発明に係わる方法の基礎となるフォイルの圧延は、「平圧延」のサブカテゴリに属し、特に、20μmの厚さを有するプロセスの最終製品について、定義されている。厚さのこの範囲における冷間圧延プロセスは、プロセス液と組み合わせたツールにおいて、表面の粗さの値の特別な使用を必要とする。その目的は、噛み込み部において、可塑変形のために必要なトライボロジ状態を形成するためである。 The rolling of the foil on which the method according to the invention is based belongs to the subcategory “flat rolling” and is defined in particular for the final product of the process having a thickness of 20 μm. Cold rolling processes in this range of thicknesses require special use of surface roughness values in tools combined with process fluids. The purpose is to form a tribological state necessary for plastic deformation at the biting portion.
プロセスに重要なプロセスパラメータを文書化するために、ストライベック曲線(図3を参照せよ)を参照されたい。 Refer to the Stribeck curve (see FIG. 3) to document process parameters important to the process.
横座標には、摩擦係数が、縦座標には、速度、圧力および粘度の関数が表わされている。フォイルの冷間圧延のためには、混合摩擦領域が必要である。低潤滑の領域では、被圧延材との常なる接触が生じる。材料の減少は、この領域では不可能であり、かつ、次には、悪い表面特性およびロールの損傷をもたらす。流体力学的潤滑の領域で(図2aの参照符号14を参照せよ)、作業ロール11が「浮かんでいる」。それ故に、圧延工程の、および特に材料の厚さの減少の適切な制御が最早不可能である。パラメータv、pおよびnを変化させることによって、従って、混合摩擦の領域を調節することができる。
The abscissa represents the coefficient of friction, and the ordinate represents the function of speed, pressure and viscosity. A mixed friction region is required for cold rolling of the foil. In the region of low lubrication, regular contact with the material to be rolled occurs. Material reduction is not possible in this region and in turn leads to poor surface properties and roll damage. In the region of hydrodynamic lubrication (see
混合摩擦の領域のみで、変形抵抗を経て材料を負荷し、かくして、成形、すなわち材料の厚さの減少をもたらす長手方向引張り応力および圧縮応力を発生することが可能である。圧延油の、成形過程のために必要なパラメータ、すなわち、粘度、圧力安定性、潤滑作用の調節を行なうのは、基油の、すなわち、正確に定義された粘度を有する、灯油に似た、高度に精製された炭化水素の正確な選択によって、および約5容量%の圧延油添加剤の供給によって、である。圧延油添加剤は、一方では、媒体の圧力安定性を所定のレベルにもたらすのみならず、噛み込み部9´における摩擦状態に著しく影響を及ぼす。 In the region of mixed friction only, it is possible to load the material via deformation resistance and thus generate a longitudinal tensile and compressive stress that results in shaping, ie a reduction in the thickness of the material. The adjustment of the parameters required for the forming process of the rolling oil, i.e. viscosity, pressure stability, lubrication, is similar to that of kerosene, which has a precisely defined viscosity of the base oil, i.e. By the precise selection of highly refined hydrocarbons and by the supply of about 5% by volume of rolling oil additive. On the one hand, the rolling oil additive not only brings the pressure stability of the medium to a predetermined level, but also significantly influences the frictional state at the bite 9 '.
これらのパラメータの調節は、本発明に係わる方法のための基本的前提である。従って、これらのパラメータは、絶えずモニタされかつ再調整される。具体的な用途では、圧延油添加剤の濃度は、ロールスタンドの中間タンクからのサンプリングによって直接測定され、かつ、添加剤を用いて、正確に定められた範囲に保持される。正確な配量のために、プロセス液は、ノズルビームによって、作業ロール10,11へ吹きかけられる。 The adjustment of these parameters is a basic premise for the method according to the invention. Accordingly, these parameters are constantly monitored and readjusted. In a specific application, the concentration of the rolling oil additive is measured directly by sampling from an intermediate tank of a roll stand and is kept in a precisely defined range using the additive. For accurate metering, the process liquid is sprayed onto the work rolls 10, 11 by means of a nozzle beam.
噛み込み部9´における混合摩擦状態が必要とされるのは、所定の摩擦係数のみが、長手方向引張り応力の付与を可能にするからである。かような長手方向引張り応力は、変形強度に抗して作用し、かつ、平圧延の最中には、耐変形性の達成のための重要な因子である。かような長手方向引張り応力のない厚さの減少は、技術的な観点からは、いずれにせよ不可能である。
The mixed friction state at the biting
閉じた噛み込み部による冷間圧延の際には、プロセスから結果として生じる減少、従ってまたロール出口における帯厚が、エントリ・テンション(入口側張力)である主パラメータによって、制御される。何故ならば、この張力が、アルミフォイル4の変形強度に抗して作用するからである。最大限の入口側張力に達した後に、二次的な制御パラメータである圧延速度を使用する。その目的は、(流体力学的な潤滑剤供給により)潤滑膜厚を変化させるためである。
During cold rolling with a closed bite, the reduction resulting from the process, and thus also the band thickness at the roll outlet, is controlled by a main parameter which is the entry tension. This is because this tension acts against the deformation strength of the
冷間圧延では、境界摩擦および流体摩擦の同時的発生を特徴とする混合摩擦状態が求められる。流体力学的潤滑14における流体摩擦では、両面が互いに完全に分離されている。伝達されたせん断応力は、潤滑剤の動的粘度および作業ロールとアルミフォイルとの間の速度差に依存する。これに対し、境界摩擦では、2つの表面は、数分子層の厚さの潤滑剤層によってのみ、分離されており、潤滑剤の粘度は、二次的な役割しか果たさない。噛み込み部の長さに亘っての、境界摩擦と流体摩擦の間の比は、引き入れられた潤滑剤の層厚さと、作業ロールおよびアルミフォイルの粗さとに依存している。
In cold rolling, a mixed friction state characterized by simultaneous generation of boundary friction and fluid friction is required. In fluid friction in the
潤滑膜厚13に影響を与えるためのメカニズムは、流体力学的な潤滑剤供給と、粗さの谷11bへの潤滑剤の浸入と、潤滑剤の粒子の堆積とによって影響を受ける(図2bを参照せよ)。
The mechanism for influencing the
流体力学的な潤滑剤供給14は、まずもって、噛み込み部9´への入口区域で起こる。この場合、入口区域は、くさび形のギャップ12を形成する。作業ロール11およびアルミフォイル4は、境界表面として、くさびの先端の方向への移動中に、膜の形態をとる潤滑剤13を連行する(図2aを参照せよ)。このことによって圧延油に引き起こされた流体力学的な圧力上昇は、圧延速度、潤滑剤の粘度および噛み込み部の形状に依存する。アルミフォイル4のための降伏条件が満たされるや否や、アルミフォイルは可塑変形され、潤滑剤の、この個所に存在する層厚さは、噛み込み部9´へ引き込まれる。
The
噛み込み部9´では、作業ロール11およびアルミフォイル4上の、表面凹部、すなわち、いわゆる粗さの谷11bへ、潤滑剤がもたらされる(図4cを参照せよ)。このプロセスは、表面の貯油容量のほかに、表面構造の方向に依存している。
In the
このメカニズムは、摩擦状態の適切な変化のために使用されることができ、かつ、次には、流体摩擦の発生の故に、変化した表面テクスチャを作り出すために使用される。このことは、作業ロールとの接触のないことによって、およびこのことにより圧延方向でテクスチャのないことによって、行なわれる。 This mechanism can be used for appropriate changes in the frictional state, and is then used to create a changed surface texture due to the occurrence of fluid friction. This is done by the absence of contact with the work roll and thereby the absence of texture in the rolling direction.
作業ロールおよびアルミフォイルの表面には、潤滑剤の成分、例えば、界面活性の添加剤の物理吸着および化学吸着によって、噛み込み部9´へ導かれる境界層が形成される。このメカニズムは、ロール材料および被圧延材ならびに圧延油12の化学的組成および圧延油の温度によって影響を受ける。圧延油12の温度および組成は、本発明に係わる方法における潤滑剤成分の堆積に関して、従来の冷間圧延方法とは異ならないので、このメカニズムには詳しくは立ち入らない。
On the surface of the work roll and the aluminum foil, a boundary layer is formed which is led to the biting
しかしながら、上記効果の組み合わせは、潤滑膜厚と、作業ロールの研削構造の適切な部分的な破壊によって、噛み込み部のトライボロジ状態の、同時に生じる変化とを、モチーフの領域における混合摩擦領域から流体力学的な領域へもたらすことを可能にする。このことによって、作業ロールのフローティングが生じる。不規則的なテクスチャが生じる。このテクスチャは、測定された粗さに関し、測定できるほどには異ならないが、反射特性に基づき、残りの表面領域とは肉眼で見て明瞭に異なる。該表面領域は、作業ロールとの部分的な接触によって、圧延方向に構造化された表面を有する。 However, the combination of the above effects is that the simultaneous change in the tribological state of the bite portion due to the appropriate partial breakage of the lubrication film thickness and the grinding structure of the work roll is changed from the mixed friction region to the fluid region in the motif region. It can be brought into the dynamic domain. This causes the work roll to float. Irregular texture occurs. This texture is not appreciably different with respect to the measured roughness, but is clearly different to the naked eye from the rest of the surface area based on the reflection properties. The surface region has a surface structured in the rolling direction by partial contact with the work roll.
統合されたセキュリティ機能6を有する、製造されたアルミフォイル1は、光学的方法で、複数のパスにおいて、解析のために複写される。表面構造を一目瞭然に表示するために、典型的なフォイルパターンをA4のフォーマットで製造する。製造のために必要なツールの表面構造を測定するために、表面のエポキシ樹脂製押印を製造し、かつ、光学顕微鏡および無限焦点によって測定する。
The manufactured
この解析法を用いて、本発明により製造されたセキュリティ機能6を確認するために、光学的な識別を行なうことが今や可能である。例えば、図5は、Securityという字体と、エスクラピウスの杖に巻きついたヘビの、医学分野で通常であるデザインとからなるセキュリティ機能6の図柄を示す。この図柄は、ここでは、当然ながら、あり得る独占権への請求なく、典型例として示しているに過ぎない。いずれにせよ、圧延工程中にロールの表面から離隔した、図5bに示した表面側が、前記セキュリティ機能の望ましい雌型印モチーフを有することを指摘することは重要である。
Using this analysis method, it is now possible to make an optical identification in order to confirm the
図6には、セキュリティ機能6のファンタスティックなイラストが記されている。部分B(図6bを参照せよ)に確認されるべきことは、セキュリティ機能6の領域には、光沢のない表面が保持され、しかし、夫々に隣接する表面領域には、構造体3が長手方向に保持されていて、このことによって、表面が光沢のあるように見えることである。
FIG. 6 shows a fantastic illustration of the
同様に、図7は、セキュリティ機能6の、走査型電子顕微鏡を用いて撮影された図を示す。セキュリティ機能6の領域では、表面は光沢がないが、隣接する表面領域では、表面は光沢のあるように見える。図7aおよび7bに示す詳細図は、この異なる効果が引き起こされるのが、セキュリティ機能6の領域では、表面が粗いが、隣接する表面領域では、表面が長手方向に構造化されていることによって、であることを示す。
Similarly, FIG. 7 shows a diagram of
同様なことは、無限焦点解析に基づくセキュリティである統合されたセキュリティ機能6を有する、本発明により製造されたアルミフォイル1の、そのアルミフォイルの図8に示した像に当てはまる。図8a,8b,8cおよび8dに示した各々のイラストからも、セキュリティ機能6の領域では、不規則なテクスチャがあるが、隣接する領域では、方向性のある構造3があることが明らかである。
The same applies to the image shown in FIG. 8 of an
要約すれば、本発明に係わる方法を正確に識別するための、以下の重要な特徴を一覧表にする。 In summary, the following important features are listed to accurately identify the method according to the present invention.
-セキュリティ機能6を直接にかつアルミフォイル4の減厚と同時に付けること。従って、追加の作業工程は不要である。
-Attaching the
-本発明に係わるアルミフォイル1の製造の最中の高い速度による高い経済性があること。
-High economics due to the high speed during the production of the
-基本的方法の複雑性により模倣が困難であること。 -It is difficult to imitate due to the complexity of the basic method.
-表面構造3の形状および配置に基づき方法を圧延工程へ明確に割り当てること。
-Clearly assign the method to the rolling process based on the shape and arrangement of the
-アルミフォイル1の表面を破壊することなしには、セキュリティ機能6を除去することができないこと。
-The
-アルミフォイル1の裏面にセキュリティ機能6を押し出すことがないこと。
-Do not push out the
-アルミフォイル4の物理的および/または化学的特性、例えば、粗さ、柔軟性、延性、引張り強さおよび濡れ性が変化しないこと。
-The physical and / or chemical properties of the
-4次元の領域において表面特性が変化すること。平均粗さRzにより測定可能である。 -Surface properties change in a four-dimensional region. It can be measured by the average roughness Rz.
-セキュリティ機能6の領域において算術平均粗さの値Raが著しく変化しないこと。
-The arithmetic average roughness value Ra does not change significantly in the area of the
-1次元の領域(不均一または非円形性のような形状偏差)、2次元の領域(波形)または3次元の領域(溝)における形状変化がないこと。 -No change in shape in a one-dimensional region (shape deviation such as non-uniformity or non-circularity), a two-dimensional region (waveform) or a three-dimensional region (groove).
本発明により適用された冷間圧延では、セキュリティ機能6のような光学特性は、4次元の領域におけるアルミフォイルの種々の表面テクスチャを適切に付けることによって、取り入れられる。粗さにおける著しい相違が確認されず、溝およびウロコのようなテクスチャの種類においては相違が達成される。アルミフォイル4の形状の変化は確認されない。従って、フォイルの裏面への押し出しがない。
In cold rolling applied according to the present invention, optical properties such as
従来の製造方法および仕上げ技術、例えばエンボス(型押し方法)を用いた、柔軟な包装材料の、グラフィックな、レリーフ状のデザインは、出発材料、技術および製造方法ならびに最終生産物の光学的および機械的特性に関して、本発明に係わる方法と著しく異なる。何故ならば、型押し方法では、エンボスモチーフは、しばしば、望ましくない方法で、エンボス加工された材料の裏面に押し出されるからである。 Graphic, relief-like designs of flexible packaging materials, using conventional manufacturing methods and finishing techniques such as embossing (embossing method), the starting materials, techniques and manufacturing methods and the final product optical and mechanical With respect to the mechanical properties, the method according to the present invention is significantly different. This is because in the embossing method, the embossed motif is often extruded onto the backside of the embossed material in an undesirable manner.
本発明に係わる方法の中での圧延では、アルミフォイル4の表面構造を、成形中に変化させる。このことによって、表面に、1つまたは複数のセキュリティ機能6を備えることが可能である。従来の仕上げ技術による模倣は、不可能であり、模倣として容易に識別される。統合されたセキュリティ機能6を有する、本発明に係わるアルミフォイル1の製造および再加工は、製造工程の数に関して、圧延の難しい通常のアルミフォイルの加工とは異ならず、従って、製剤製品に通常の製造工程で、容易に実現することができる。
In rolling in the method according to the present invention, the surface structure of the
1 アルミフォイル
2a 表面領域
4 アルミフォイル
4´ アルミフォイル
4a 表面側
4b 表面側
5a テクスチャ
5b テクスチャ
6 セキュリティ機能
6´ モチーフ
8 緩い複合体
9 作業ロール
11a レリーフ状の表面構造
DESCRIPTION OF
Claims (5)
これらのアルミフォイル(4)のうちの少なくとも2つのアルミフォイルからなる緩い結合体(8)を形成し、該緩い結合体を、冷間圧延の最後のパスで、作業ロール対(9)に供給し、該作業ロール対では、少なくとも1つのロール表面(11)上に、研削手段によって圧延方向に作られたレリーフ状の表面構造(11a)が、セキュリティ機能(6)のためのモチーフを実現するべく、コントラストおよび範囲内のモチーフ(6´)に従う場合には、山と谷の間の高さの平均を参照して10ないし50%の範囲で、減少され、前記モチーフを、前記ロール表面に向いた前記アルミフォイルの表面側(2a)に転写し、その後、前記アルミフォイル(1,4´)の前記緩い結合体(8)が分離される、方法。 Method for manufacturing an aluminum foil (1) with integrated security function (6), wherein the aluminum foil (4) is less than 150 μm thick in several passes of cold rolling And simultaneously forming a texture (5a, 5b) extending in the rolling direction on both sides (4a, 4b) of the aluminum foil,
Form a loose combination (8) consisting of at least two of these aluminum foils (4) and supply the loose combination to the work roll pair (9) in the last pass of cold rolling In the work roll pair, the relief-like surface structure (11a) formed in the rolling direction by grinding means on at least one roll surface (11) realizes a motif for the security function (6). Thus, when following the contrast and the in-range motif (6 '), it is reduced in the range of 10-50% with reference to the average height between peaks and valleys, and the motif is applied to the roll surface. Transfer to the front surface side (2a) of the facing aluminum foil, after which the loose combination (8) of the aluminum foil (1, 4 ') is separated.
および、前記閉じた噛み込み部(9´)においては、前記アルミフォイル(4)へ、前記アルミフォイルの変形抵抗に抗して作用する長手方向引張り応力を同時に及ぼされることを特徴とする請求項1に記載の方法。 The last pass of the cold rolling is carried out with a closed bite (9 ') and, based on the Stribeck curve, depending on parameters such as coefficient of friction, dynamic viscosity of rolling oil, rolling speed and rolling pressure the mixing friction zone is adjusted,
And, in said closed biting portion (9 '), wherein the aluminum foil (4), characterized in that it is adversely longitudinal tensile stress acting against the deformation resistance of the aluminum foil at the same time according Item 2. The method according to Item 1.
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