1 前言
由于黑色既可以彰顯莊重和典雅，也可以表現(xiàn)神秘和華貴，所以，黑色是永遠(yuǎn)的流行色，黑色滌綸織物在服裝面料中也占有重要比例。在伊斯蘭國家和地區(qū)，女性大多穿黑色長袍。該地區(qū)的人們普遍認(rèn)為，誰穿的黑色越黑，誰家就越富有。由于該地區(qū)人口眾多，所以，市場對全滌黑布的需求量很大。確定目標(biāo)市場以后，如何以較小的投入盡可能地滿足客戶的需求，自然成為印染工作者的責(zé)任。
本文以上述地區(qū)需求量相對較大的75D全滌FDY雪紡為例，來討論相關(guān)的工藝問題。織物具體規(guī)格：經(jīng)紗和緯紗為75D/72f的FDY,捻度為22捻/cm。上機(jī)門幅189cm,上機(jī)經(jīng)密35根/cm,緯密22根/cm。成品克重98g/m2,成品門幅146cm。
2 關(guān)于黑度的討論
提高全滌特黑織物的黑度，可以從染色和后整理兩個方面入手。
2.1 染色
染料的選擇和染色工藝的制定，是保證特黑織物黑度的基礎(chǔ)。染料的選擇，不僅要考慮全滌特黑成品的色光和深度，還要考慮環(huán)保性和牢度。
2.1.1染料的選擇與染色配方的確定
表1中列出了10種常用分散黑染料的基本組成[1]。表1中最后三種染料組成成分中因含有禁用染料分散黃RGFL，目前已經(jīng)不再使用。
表1：常用分散黑的基本組成
序號 | 名稱 | 染料組成 | 混合比例 |
1 | 黑S—2BL | 深藍(lán)HGL，黃棕S—2RFL，大紅S—3GFL | 2:1:1 |
2 | 黑S—3BL | 深藍(lán)HGL，大紅S—3GFL，紅S—5BL | |
3 | 黑S—H3B | 深藍(lán)HGL，黃棕S—2RFL，紅S—5BL， | 2:1:1 |
4 | 黑S—2B | 深藍(lán)S—2G，紅玉GFL ，紅S—RFL，橙SE—RFL | |
5 | 黑2B—SF | 深藍(lán)S—2G，橙R—SF，橙S—3RFL，紅2BL—S | |
6 | 黑SE—4B | 藏青5G，藏青5R，橙S—2RL | |
7 | 黑S—BL | 深藍(lán)HGL，橙HFRL | 13:7 |
8 | 黑E—GR | 藍(lán)2BLN，黃RGFL，紅3B | |
9 | 黑3L | 藍(lán)2BLN，黃RGFL，紅3B | 46:31:23 |
10 | 黑4L | 藍(lán)2BLN，黃RGFL，紅3B | 48:28:24 |
作為明度值最低的黑色紡織品，其表面深度可以用庫貝爾卡-蒙克（KUBELKA-MUNK）方程式表示為：
K/S = （1 - R）2/2R
式中：R —— 織物表面反射率；
K —— 不透明體的吸收系數(shù)；
S —— 不透明體的散射系數(shù)[2]。
用K/S值表示織物表面深度，是十分常用的方法。作為黑色織物，用表面深度值K/S同樣可以表示其黑度。人們習(xí)慣性的認(rèn)為發(fā)青光的黑色才是純正的黑色，發(fā)紅光或綠光的黑色往往顯得黑度不夠。由于表1中黑3L和黑4L的混合比例不同，它們的所發(fā)出的色光就有所不同。兩者相比，前者發(fā)綠光，后者發(fā)青光。通過目測，大多數(shù)人都會覺得后者染出來的織物顯得更黑。
既可以通過增加染料濃度的方法來提高織物的黑度，也可以通過選用不同結(jié)構(gòu)的染料組成多組分染料，利用染色加和性產(chǎn)生的增深效應(yīng)來提高織物的表面深度（黑度）[3]，如表1中的黑S—2B和黑2B—SF。還可以利用雜環(huán)染料發(fā)色強度高、能吸收較長光波的特性來提高染料的強度，以此來提高織物的黑度[4]。
由于用表1中第4、第5和第6種染料染得的成品熨燙以后變色明顯，第7種染料染得的成品色光和深度明顯低于前三種染料，所以本文將前三種染料作為討論的重點。
褪去伊朗客戶來樣的表面增深劑以后發(fā)現(xiàn)，其染色后的成品色光明顯偏青光，而用表1中排在前三位的染料染得的成品色光明顯的偏紅光。通過大量的對比實驗，參照這三種染料的組成，最后確定的染色配方是：
100%粉狀分散深藍(lán)HGL 7.2 % (o. w
100%粉狀分散橙S—4RL 2.5 % (o. w. f)
100%粉狀分散紅玉S—2GFL 0.3 % (o. w. f)
用此配方染得的織物，黑度和色光十分接近客戶來樣。實際上選用這三種染料作為主要染料，還有牢度方面的考慮，在后面會詳細(xì)討論關(guān)于牢度的問題。
表2中給出了用最后確定的染色配方和用10%（o. w. f）的分散黑S—2BL染得成品的K/S值比較。
表2 分散黑S—2BL和最后確定的染色配方在不同波長下的K/S值
波長 | 10%（o. w. f）的分散黑S—2BL | K/S平均值 | 最后確定的染色配方 | K/S平均值 | ||||||||
410-450nm | 22.89 | 20.05 | 20.35 | 21.93 | 22.32 | 21.51 | 34.23 | 33.45 | 33.45 | 34.07 | 34.23 | 33.89 |
460-500nm | 29.05 | 29.95 | 29.44 | 29.97 | 29.21 | 29.52 | 34.06 | 34.89 | 34.15 | 34.95 | 34.30 | 34.47 |
510-550nm | 29.91 | 29.18 | 29.03 | 29.17 | 29.76 | 29.41 | 34.70 | 34.60 | 34.68 | 34.38 | 34.06 | 34.48 |
560-600nm | 29.18 | 29.46 | 29.82 | 29.42 | 29.12 | 29.40 | 34.17 | 35.30 | 34.95 | 34.53 | 33.64 | 35.52 |
610-650nm | 28.29 | 28.20 | 28.87 | 28.32 | 27.81 | 28.29 | 33.12 | 32.81 | 32.97 | 32.75 | 32.02 | 32.73 |
660-700nm | 27.73 | 27.02 | 26.54 | 23.15 | 16.81 | 24.25 | 32.04 | 31.78 | 30.38 | 26.15 | 19.71 | 27.99 |
從表2中可以看出，相同濃度下，最后確定的染色配方染得的成品，其黑度高于分散黑S—2BL。
實際上，筆者曾經(jīng)用300%力份的粉狀分散黑EX—SF作了大量的實驗。用這種染料染
筆者也曾試圖通過增加染色配方種染料的濃度來提高織物的黑度，最多的時候100%的粉狀深藍(lán)HGL增加到8.4%(o. w. f），100%粉狀分散橙S—4RL 增加到4.2 % (o. w. f)，100%粉狀分散紅玉S—2GFL減少到0.15 % (o. w. f)，但是檢測此配方染出的大貨的表面深度值以后發(fā)現(xiàn)，K/S值沒有明顯的增加。用力份為80%的漿狀分散深藍(lán)HGL代替100%粉狀分散深藍(lán)HGL，或者用高力份的粉狀深藍(lán)代替100%的粉狀深藍(lán)HGL來染大貨，染料成本沒有明顯下降。在用一些雜環(huán)染料拼混以后染黑色時，雖有較好的黑度，但是由于熨燙牢度不夠理想而沒有選擇。
2.1.2 染色工藝的確定
如前所述，織物的經(jīng)紗和緯紗為75D/72f的FDY,捻度為22捻/cm。每厘米22個捻度的全滌坯布必須通過堿減量來改善手感。眾所周知，在織物設(shè)計過程中一般采用增加經(jīng)緯密來提高織物單位面積的重量，以此提高滌綸織物的懸垂性。同時也可以通過增加經(jīng)紗和緯紗的捻度來增加織物的硬挺度和剛性。但是，為了體現(xiàn)織物成品的飄逸性并產(chǎn)生“糯”性手感，又不得不通過堿減量的方式使紗線“剝皮”，以此來降低紗線強度和剛性，增加紗線之間相互滑動的空間。經(jīng)過堿減量以后存留下來的強度和剛性可以體現(xiàn)滌綸織物“柔中帶剛”的身骨；增加了滑動空間的紗線由于強度和剛性的下降，就會使得滌綸織物整體上呈現(xiàn)出既有一定的懸垂性，又有較好的飄逸性，還有不錯的回彈性。這樣的手感就是滌綸織物
滌綸織物的堿減量工藝決定了具有如下特點的染色工藝流程：
備布—平幅精練—染缸內(nèi)預(yù)縮—脫水—松式烘干—預(yù)定—堿減量—缸內(nèi)出水—酸洗—進(jìn)料—染色—后處理—水洗—酸洗—脫水—回缸清洗—脫水—松式烘干------
主要工序的操作注意事項見表3。
表3 主要工序的操作要點
工序 | 工序 | 操作注意事項 |
1 | 備布 | 接頭平齊，避免緯斜。每缸布重量不超過320kg。坯布過長，不利于織物的缸內(nèi)循環(huán)。坯布數(shù)量為雙數(shù)，兩管內(nèi)的米數(shù)盡量均勻。 |
2 | 平幅 精練 | 精練槽內(nèi)可以不加入任何精練劑。精練槽內(nèi)水溫不宜超過40℃，以免織物在濕熱狀態(tài)下收縮不均勻而產(chǎn)生皺痕。螺旋擴(kuò)幅輥表面要光潔，以免刮傷織物。螺旋擴(kuò)幅輥的轉(zhuǎn)速不宜過快，以免在織物表面留下明顯劃痕。坯布運行速度在30~40m/min之間。 |
3 | 缸內(nèi) 預(yù)縮 | 120℃×30min。固定染缸做預(yù)縮缸，避免經(jīng)預(yù)縮使得缸內(nèi)染料剝落后上染織物而影響織物的成品色光。注意升降溫速度，特別是降溫速度必須緩和。嚴(yán)禁60℃以上將冷水打入缸內(nèi)，使織物表面出現(xiàn)皺痕。加入的助劑應(yīng)該比滌綸織物常規(guī)前處理的助劑稍少。 |
4 | 松式 烘干 | 導(dǎo)帶式松式烘干機(jī)可以最大限度地降低對織物的經(jīng)向拉伸，保持織物的蓬松度和回彈性，從而保持織物良好的手感。同時也可以最大限度的減少滾筒烘干給織物表面帶來的極光印和折痕。烘箱內(nèi)的溫度不要超過預(yù)縮的溫度，烘干速度以布面干燥為宜。 |
5 | 預(yù)定 | 溫度160℃，車速50~60m/min，落布門幅143~144cm，超喂+8%。也可以根據(jù)布面平整程度適當(dāng)調(diào)整落布門幅和超喂。 |
6 | 堿減量 | 為了減少手感缸差，可以考慮用連續(xù)減量機(jī)對織物進(jìn)行堿減量。為了控制減量缸差，應(yīng)該注意每缸布都應(yīng)留下減量以后的手 感樣。同時也可以考慮減量過程中適當(dāng)添加堿減量促進(jìn)劑抗靜電劑SN。減量以后的水洗必須徹底。堿減量后若水洗不凈，殘留在織物表面的滌綸碎屑、聚酯齊聚物和抗靜電劑不僅會影響染色質(zhì)量，還會影響最后的成品色牢度。 |
7 | 染色 | 140℃保溫60min。更換小號噴頭，調(diào)節(jié)噴頭壓力，使缸內(nèi)織物運轉(zhuǎn)速度適當(dāng)增加，以適應(yīng)輕薄織物的順暢循環(huán)。升降溫速度以及進(jìn)冷水的溫度參照缸內(nèi)預(yù)縮的要求。染液水位高度的固定決定了染色浴比的穩(wěn)定性。染色過程中不再添加勻染劑。 |
8 | 后處理 | 降溫至60℃以下，水洗一次之后再作后處理。 |
9 | 脫水 | 脫水時間設(shè)定不宜過長，以免布面出現(xiàn)死皺。脫水工序可以檢查布面溫度是否過高。溫度過高，哪怕脫水時間不長也會出現(xiàn)布面死皺。 |
10 | 回缸 清洗 | 經(jīng)過后處理以后的水洗酸洗，織物在脫水時，脫水機(jī)排水口中仍有大量泡沫。經(jīng)回缸清洗之后再脫水，脫水機(jī)排出的水十分清澈。 |
保險粉的用量是衡量一個印染廠后處理工序在染色工藝中是否被重視的有力佐證。工藝是技術(shù)法規(guī)，任何違反技術(shù)法規(guī)的行為都將對產(chǎn)品質(zhì)量造成極大的危害。染色階段的升降溫速度可以由計算機(jī)中心控制室監(jiān)控，水洗或酸洗卻很難監(jiān)控。要讓每一個操作者懂得遵守工藝紀(jì)律的重要性?？椢锉砻娴腜H值與染缸內(nèi)液體的PH值是有差別的。一般情況下，織物表面的PH值總是略高于染缸內(nèi)液體的PH值。水洗和酸洗的充分性是保證織物表面PH值接近中性的最有效的辦法。
江蘇無錫和靖江生產(chǎn)的高溫高壓染缸，在十年前就完全可以承受140℃的染色工藝溫度。這對于提高分散染料的上染率至關(guān)重要。雖然預(yù)定型會降低滌綸織物的染料上染百分率[5],但是預(yù)縮、預(yù)定型和140℃染色對于提高織物染色牢度所帶來的積極影響遠(yuǎn)比預(yù)定所帶來的消極影響大得多。
2.2 后整理
通過后整理增加黑色織物的黑度是常用的方法。纖維表面對可見光的折射率越小，其反射率也越小。例如，當(dāng)織物表面被水潤濕時，由于水的低折射率（1.33），使得潤濕處的色澤比未潤濕處的
2.2.1 增深劑的復(fù)配
選擇特黑增深整理劑時，既要考慮整理劑的離子類型，還要考慮整理劑的綜合成本，更要考慮整理劑的綜合效應(yīng)。筆者通過大量的對比試驗復(fù)配了一種增深劑，對黑色織物增深效果比較明顯。表4簡單介紹了這種增深劑的組成。增深劑A和增深劑B在后整理時加入的量越多，增深的效果就越明顯?？梢愿鶕?jù)客戶對黑度的要求來選擇增深積極入的量。黑度越黑，價格越高。
表4 整理劑簡介
品種 | 增深劑A | 增深劑B | 親水性氨基硅油C | 含氟防水劑 |
產(chǎn)地 | 韓國 | 韓國 | 浙江 | 浙江 |
價格 | 105元/公斤 | 75元/公斤 | 24元/公斤 | 55元/公斤 |
主要作用 | 增深 | 協(xié)同增深 | 改善手感，提高牢度。 | 提高牢度 |
參考加入量 | 3g/L | 1-2g/L | 5g/L | 1g/L |
2.2.2 后整理工藝的調(diào)整
染色結(jié)束以后的松式烘干是定型之前的工序準(zhǔn)備。工藝流程如下：
---松式烘干—浸軋整理劑—紅外線短環(huán)烘干—定型—檢驗—包裝
此處松式烘干的作用既如前所述，還兼有烘干染后織物，使其表面在浸軋整理劑的時候可以更多地吸附整理劑的有效成分。要周期性的檢查軋車橡膠輥軋點線壓力的均勻性，以免造成因成品攜帶增深劑不同而產(chǎn)生左右黑度不同。增加紅外線短環(huán)烘干可以迅速的使織物上的水分蒸發(fā)，盡可能多的把增深整理劑留在織物表面，避免定型機(jī)烘房內(nèi)引風(fēng)裝置在抽濕過程中帶走一部分增深整理劑。同時，增加紅外線短環(huán)烘干，也可以降低定型機(jī)導(dǎo)熱油的溫度和循環(huán)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到進(jìn)一步節(jié)約能源的目的。降低導(dǎo)熱油的溫度，可以有效的降低分散染料的升華。紅外線短環(huán)烘干裝置系國產(chǎn)設(shè)備，占地面積不大，價格適中，烘干效果十分明顯。
9節(jié)烘箱的定型機(jī)，前2節(jié)和最后1節(jié)的溫度可以設(shè)置為170℃，其余烘箱的溫度可以設(shè)置為195℃。車速為40～50m/min；超喂+6%，門幅1
2.2.3 增深效果檢測
如前所述，以75DFDY雪紡為例，增深前和增深后K/S值的對比見表5。從數(shù)據(jù)中可以看出，經(jīng)過增深整理劑整理的織物表面深度明顯提高。
表5 增深前后織物在不同波長下的K/S值
波長 | 增深后的產(chǎn)品 | K/S平均值 | 未增深的產(chǎn)品 | K/S平均值 | ||||||||
410-450nm | 52.89 | 50.05 | 50.35 | 51.93 | 52.32 | 51.51 | 34.23 | 33.45 | 33.45 | 34.07 | 34.23 | 33.69 |
460-500nm | 52.05 | 53.95 | 52.44 | 53.97 | 52.21 | 52.93 | 34.06 | 34.89 | 34.15 | 34.95 | 34.30 | 34.47 |
510-550nm | 52.91 | 52.18 | 52.03 | 51.17 | 50.76 | 51.81 | 34.70 | 34.60 | 34.68 | 34.38 | 34.06 | 34.48 |
560-600nm | 51.18 | 53.46 | 52.82 | 52.42 | 51.12 | 52.20 | 34.17 | 35.30 | 34.95 | 34.53 | 33.64 | 34.52 |
610-650nm | 50.29 | 50.20 | 50.87 | 50.32 | 48.81 | 50.10 | 33.12 | 32.81 | 32.97 | 32.75 | 32.02 | 32.33 |
660-700nm | 48.73 | 47.02 | 41.54 | 30.15 | 20.81 | 37.65 | 32.04 | 31.78 | 30.38 | 26.15 | 19.71 | 28.01 |
從表5中可以看出，增深整理劑對于提高織物黑度的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于改善染色配方的貢獻(xiàn)。染色配方的調(diào)整，其重點應(yīng)該放在織物的色光、染料的環(huán)保性和染色牢度的提高方面，不應(yīng)該放在染料濃度的調(diào)整和增加方面。
3 關(guān)于牢度的討論
如何提高經(jīng)過增深整理的特黑織物的皂洗牢度、摩擦牢度和熨燙牢度是黑色織物染整加工過程中無法回避的問題。
3.1 機(jī)理探討
高溫高壓法分散染料上染滌綸，是濕熱狀態(tài)下固相的分散染料溶解于固相的滌綸中的過程，簡稱：分散染料的固相溶解。分散劑使染料微溶于水，水
染色結(jié)束以后，聚酯纖維內(nèi)部的染料濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于纖維外部（紗線外部或織物表面），當(dāng)遇到超過其染色溫度的干熱時，染料會從高濃度區(qū)域（纖維內(nèi)部）向低濃度區(qū)域（纖維表層）擴(kuò)散。此時，若在聚酯纖維表面存在因為前處理不凈而殘留的抗靜電劑或油劑、因后處理不凈而殘留的擴(kuò)散劑和勻染劑、因后整理需要而浸軋的非離子性表面活性劑，如柔軟劑等等，這些沉積于織物表面的物質(zhì)自然會成為接納因高熱而擴(kuò)散至纖維表面的分散染料的溶劑，溶解大部份因受熱而擴(kuò)散到纖維表面的分散染料。正是由于上述溶劑的存在，才造成了染料在織物表面的再次堆積，從而給檢測者提供了可以檢驗出各種牢度明顯下降的機(jī)會。
分散深藍(lán)HGL和分散藍(lán)2BLN分別是表1中多種分散黑染料的主要成份。有資料表明，如果用DMF萃取液的光密度來表示分散染料在干熱處理時染料擴(kuò)散至纖維表面的數(shù)量（染料的熱遷移量），那么干熱處理的溫度越高，染料的熱遷移量也相對增加[6]。190℃時分散深藍(lán)HGL的熱遷移量分散藍(lán)2BLN的高出將近三分之一[6]。然而從表6中可以看出，熱遷移量的大小與分散染料的升華牢度沒有直接關(guān)系。
表6 染料濃度為2%時，分散藍(lán)2BLN和分散深藍(lán)HGL升華牢度的比較[1]
染料名稱 | 相對分子質(zhì)量[7] | 實驗條件 | 升華牢度 |
分散藍(lán)2BLN | 365.18 | 180℃，30s | 對滌綸沾色3級 |
分散深藍(lán)HGL | 639.41 | 200℃，30s | 對滌綸沾色4-5級 |
在高出20℃的條件下，分散深藍(lán)HGL對滌綸的沾色仍然比分散藍(lán)2BLN高出一級半。擴(kuò)散
3.2 提高牢度的措施
凡是可以提高定型以后滌綸織物牢度的措施，都是應(yīng)該鼓勵的。應(yīng)該重點從染料的選擇、織物表面的凈化和后整理劑的選擇三個方面來考慮如何提高織物定型以后的牢度。
3.2.1 染料的選擇
根據(jù)相似相溶的原理，選擇在分子結(jié)構(gòu)上具有與聚酯纖維聚合單體相類似的片斷的染料作為拼混分散黑染料的組成部分，以此來提高分散染料與聚酯纖維相結(jié)合的緊密程度。有資料表明[4]，分子結(jié)構(gòu)中含有鄰苯二甲酰亞胺，與聚酯纖維親和力大，已固著的染料即使在高溫下也較難從纖維內(nèi)部遷移到表面，仍保持良好的染色牢度。目前含有此結(jié)構(gòu)的分散染料大多為進(jìn)口染料，比普通的分散染料貴3到4倍。含有此結(jié)構(gòu)的國產(chǎn)數(shù)量更少，價格也明顯偏高。若退而求其次，選擇在分子結(jié)構(gòu)中含有酯且分子相對質(zhì)量比較大的分散染料，也可以基本滿足伊斯蘭市場的要求。前面最后確定的染色配方中的三種分散染料分子結(jié)構(gòu)中都帶有酯，而且分子相對質(zhì)量較大，其余各項牢度也較好。
3.2.2 織物表面的凈化
嚴(yán)格執(zhí)行工藝，加強每一道水洗和酸洗，加強前處理和后處理，注意觀察織物脫水時脫水機(jī)出水口水流的清潔程度，加強出染缸之前織物表面PH值的檢驗，都是凈化織物表面的有效手段。
3.2.3 后整理劑的選擇
除了選擇具有明顯增深效果的增深劑以外，還要在增深劑中加入柔軟劑和防水劑。選擇性能優(yōu)良的柔軟劑，其作用不言而喻，既可以提高織物的滑爽程度，也可以降低摩擦力，對提高干摩擦牢度有貢獻(xiàn)[8]。
既然分散染料是非離子型的，而且柔軟整理又非做不可，那么只要把改善織物手感的柔軟劑換成不是非離子型的，就可以降低非離子型柔軟劑作為溶劑接納擴(kuò)散至纖維表層的分散染料的機(jī)會。選用親水性氨基硅油也是出于這樣的考慮。選用脂肪酰胺類柔軟劑進(jìn)
整理劑中加入少量的含氟系列的防水劑對于提高織物的濕摩擦牢度有明顯的作用。表7中列出了全滌雪紡特黑織物經(jīng)上述工藝加工以后對六種纖維的粘色牢度。
表7 全滌雪紡特黑織物對六種纖維的沾色牢度
纖維 | 棉 | 羊毛 | 錦綸 | 滌綸 | 腈 | 醋酯 |
沾色牢度 | 3級 | 4級 | 3級 | 4級 | 4級 | 3級 |
表8中給出了上述織物的熨燙牢度和摩擦牢度。
表8 全滌雪紡特黑織物的熨燙牢度和摩擦牢度
熨燙牢度 | 干摩擦牢度 | 濕摩擦牢度 |
對滌綸沾色4-5級 | 3級 | 4級 |
從表8中可以看到，整理劑中加入少量含氟系列的防水劑以后明顯的提高了織物的濕摩擦牢度。
表7和表8中的測試結(jié)果完全可以滿足伊斯蘭市場的要求。
4 結(jié)束語
制造和使用對健康和環(huán)境產(chǎn)生最小影響的染料和助劑，已成為染化料生產(chǎn)廠家和紡織工業(yè)未來面臨的關(guān)鍵問題[9]。合理的選用染料和助劑，合理的設(shè)計染色配方和染整工藝，綜合考慮質(zhì)量與成本的關(guān)系，盡可能滿足客戶的要求，就可以不斷的擴(kuò)大海外市場的份額。
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