(57)【要約】【課題】滑り性がよく、従って、生産性に優れ、斜め裂けが生じ難く、また、熱溶着可能な生分解性プラスチックの一軸延伸フラットヤーン、生分解性布状体、及び、生分解性シートの提供。【解決手段】生分解性脂肪族ポリエステルからなり、一軸延伸され、縦方向に延びる筋条６が複数形成されたテープ状体からなることを特徴とする生分解性フラットヤーン１、この生分解性フラットヤーン１を織成してなることを特徴とする生分解性布状体、この生分解性布状体に、生分解性脂肪族ポリエステルからなるフィルムを積層してなることを特徴とする生分解性シート。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生分解性脂肪族ポリエステルからなり、一軸延伸され、縦方向に延びる筋条が複数本形成されたテープ状体からなることを特徴とする生分解性フラットヤーン。
【請求項２】
テープ状体が、生分解性脂肪族ポリエステルからなる基層と、該基層の生分解性脂肪族ポリエステルより融点が２０℃以上低い生分解性脂肪族ポリエステルからなる表層との積層体からなる請求項１記載の生分解性フラットヤーン。
【請求項３】
生分解性脂肪族ポリエステルが、ポリ乳酸系重合体からなる請求項１又は２に記載の生分解性フラットヤーン。
【請求項４】
基層と表層が、Ｄ−乳酸とＬ−乳酸からなるポリ乳酸系重合体で形成され、表層を形成するポリ乳酸系重合体のＤ−乳酸の含有量が、１０重量％以下で、基層を形成するポリ乳酸系重合体のＤ−乳酸含有量より多いポリ乳酸系重合体からなる請求項２又は３に記載の生分解性フラットヤーン。
【請求項５】
基層と表層が、Ｄ−乳酸とＬ−乳酸からなるポリ乳酸系重合体で形成され、表層を形成するポリ乳酸系重合体のＬ−乳酸の含有量が、１０重量％以下で、基層を形成するポリ乳酸系重合体のＬ−乳酸含有量より多いポリ乳酸系重合体からなる請求項２又は３に記載の生分解性フラットヤーン。
【請求項６】
生分解性脂肪族ポリエステルが、ガラス転移点が−５℃以下の脂肪族ポリエステルを０．５〜５０重量％含有するポリ乳酸系重合体からなる請求項１〜５のいずれかに記載の生分解性フラットヤーン。
【請求項７】
表層が、無機充填剤を含有する請求項２〜５のいずれかに記載の生分解性フラットヤーン。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の生分解性フラットヤーンを織成してなることを特徴とする生分解性布状体。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の生分解性フラットヤーンを使用し、フラットヤーンを一方向に並列すると共に、その上に他のフラットヤーンを交差する方向に並列してフラットヤーンの交点を熱溶着してなることを特徴とする生分解性布状体。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれかに記載の生分解性フラットヤーンを編成してなることを特徴とする生分解性布状体。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれかに記載の生分解性布状体に、生分解性脂肪族ポリエステルからなるフィルムを積層してなることを特徴とする生分解性シート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生分解性フラットヤーン、生分解性布状体、及び、生分解性シートに関し、さらに詳しくは、生分解性脂肪族ポリエステルを、一軸延伸され、縦方向に延びる筋条が複数形成されたテープ状体とすることによって、耐切断性が改良された生分解性フラットヤーン、該生分解性フラットヤーンによって得られた生分解性布状体、及び、生分解性シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、トンネル栽培、農業用ハウス等の農業分野、天幕、日覆等の屋外施設、産業機器の保護カバー等としてプラスチックフィルムが広く使用されるに至っている。しかし、ポリエチレン、塩化ビニール等の汎用プラスチックは、化学的に安定で、また、微生物によっても分解されないため、風等によって飛散した場合、腐蝕されずにいつまでも残存することとなり、環境問題としてその解決が要請されている。
【０００３】
この問題に対応する方法として、近年、生分解性プラスチックが利用されるようになっている。生分解性プラスチックは、土壌中で微生物によって分解され消滅するため、環境問題を軽減することができる。
【０００４】
しかし、生分解性プラスチックフィルムとして広く使用されているポリ乳酸フィルム等は、滑り性が悪く、押出機で溶融押出してワインダーで巻き取る作業中にフィルムが蛇行したり、しわが生じたりするため、巻き取りが困難となり、生産性を上げることが難しい問題がある。このため、滑剤をポリマーに練り込むことが行なわれているが（特許文献１）、充分に満足し得る効果を得るには至っていないのが現状である。
【０００５】
また、ポリ乳酸等の生分解性プラスチックを延伸して使用する方法が提案されている（特許文献２、特許文献３）。生分解性プラスチックは延伸することによって、抗張力が高くなり、脆性を改良することができる。
【０００６】
したがって、生分解性プラスチックを用いて一軸延伸フラットヤーンを形成し、織成することによって布状体として利用する技術が期待されている。しかし、一軸延伸された生分解性プラスチックにおいても、ポリエチレン等に比べて靭性に乏しく、傷が付き易く、傷が入った場合、裂け目がフラットヤーンの斜め方向に進行するため、切断が生じ易い問題がある。このため、傷が横方向に走ることのないフラットヤーンの開発が要請されていた。
【０００７】
また、延伸によって、高温に晒されると収縮する新たな問題が生じ、熱接着が難しい問題が発生する。然るに、織成することによって織布として使用する場合、糸間に間隔を有する織布とするときは、使用中に目ずれが生じるため、これを防ぐために糸間を結合する必要が生じる。また、布状体を構成する糸を一方向に並列し、その上に他の糸を交差する方向に並列した上で糸間を接合する交差結合布（ソフ）を製造する際にも、糸間を結合することが必須となる。この場合、結合手法としては熱溶着が最も容易であり、生産性を向上することができることから、生分解性プラスチックを織布を形成する一軸延伸フラットヤーンとして使用するためには、熱溶着が必須となる。
【０００８】
このため、滑り性、耐切断性に優れ、生産性が高く、さらに、収縮することなく熱溶着が可能な、生分解性プラスチックの一軸延伸フラットヤーンの開発が要請されていた。
【０００９】
【特許文献１】特開平２００１−１３１８２７号公報
【特許文献２】特開平９−１５７４０８号公報
【特許文献３】特開２０００−１２９６４６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
滑り性がよく、従って、生産性に優れ、斜め裂けが生じ難く、また、熱溶着可能な生分解性プラスチックの一軸延伸フラットヤーン、該生分解性フラットヤーンによって得られた生分解性布状体、及び、生分解性シートを提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる問題に着目して鋭意検討した結果なされたもので、生分解性脂肪族ポリエステルからなり、一軸延伸され、縦方向に延びる筋条が複数本形成されたテープ状体からなることを特徴とする生分解性フラットヤーンを提供するものである。
【００１２】
また、本発明は、テープ状体が生分解性脂肪族ポリエステルからなる基層と、該基層の生分解性脂肪族ポリエステルより融点が２０℃以上低い生分解性脂肪族ポリエステルからなる表層との積層体からなる上記の生分解性フラットヤーン、生分解性脂肪族ポリエステルがポリ乳酸系重合体からなる上記の生分解性フラットヤーン、基層と表層がＤ−乳酸とＬ−乳酸からなるポリ乳酸系重合体で形成され、表層を形成するポリ乳酸系重合体のＤ−乳酸の含有量が１０重量％以下で、基層を形成するポリ乳酸系重合体のＤ−乳酸含有量より多いポリ乳酸系重合体からなる上記の生分解性フラットヤーン、及び、基層と表層がＤ−乳酸とＬ−乳酸からなるポリ乳酸系重合体で形成され、表層を形成するポリ乳酸系重合体のＬ−乳酸の含有量が１０重量％以下であり、かつ、基層を形成するポリ乳酸系重合体のＬ−乳酸含有量より多いポリ乳酸系重合体からなる上記の生分解性フラットヤーンを提供するものである。
【００１３】
さらに、本発明は、生分解性脂肪族ポリエステルが、ガラス転移点が−５℃以下の脂肪族ポリエステルを０．５〜５０重量％含有するポリ乳酸系重合体からなる上記の生分解性フラットヤーン、及び、表層が無機充填剤を含有する上記の生分解性フラットヤーンを提供するものである。
【００１４】
さらに、また、本発明は、上記の生分解性フラットヤーンを織成してなることを特徴とする生分解性布状体、上記の生分解性フラットヤーンを使用し、フラットヤーンを一方向に並列すると共に、その上に他のフラットヤーンを交差する方向に並列してフラットヤーンの交点を熱溶着してなることを特徴とする生分解性布状体、上記の生分解性フラットヤーンを編成してなることを特徴とする生分解性布状体、及び、上記の生分解性布状体に生分解性脂肪族ポリエステルからなるフィルムを積層してなることを特徴とする生分解性シートを提供するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の生分解性フラットヤーン１は、図１（Ａ）に示すように、縦方向に延びる筋条６が複数本形成され、一軸延伸された生分解性脂肪族ポリエステルからなるテープ状体によって構成される。また、図１（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、生分解性脂肪族ポリエステルからなる基層２に、該基層２の生分解性脂肪族ポリエステルより融点が低い生分解性脂肪族ポリエステルからなる表層３を積層した積層体とすることができる。
【００１６】
本発明において、フラットヤーンとは扁平なリボン状の長尺物を意味し、リボン状体に縦方向の筋条を複数本形成したフラットヤーンが使用される。
【００１７】
本発明において、フラットヤーンに使用される生分解性脂肪族ポリエステルとしては、微生物産生物であっても、化学合成物であってもよく、脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸を縮合して得られる脂肪族ポリエステル、ヒドロキシ脂肪酸、あるいは、環状ラクトン類を重合した脂肪族ポリエステルが用いられる。
【００１８】
脂肪族ジオールとしては、エチレングリコール、１，４−ブタンジオールおよび１，４−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられ、脂肪族ジカルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、等を使用することができる。
【００１９】
ヒドロキシ脂肪酸、あるいは、環状ラクトン類から出発する場合のヒドロキシ脂肪酸又は環状モノマーとしては、グリコール酸、ヒドロキシブチルカルボン酸グリコリド、乳酸、ε−カプロラクトン、ラクチド、ブチロラクトン、等が挙げられる。これらの化合物は、環状体とした後に開環重合することができ、また、環状体とすることなく直接重合することもできる。
【００２０】
菌体内で生合成される脂肪族ポリエステルとしては、主にポリ−β−ヒドロキシ酪酸（ポリ３ＨＢ）であるが、プラスチックとしての実用特性向上のために、吉草酸ユニット（ＨＶ）を共重合し、ポリ（３ＨＢ−３ＨＶ）の共重合体にすることが有利である。ＨＶ共重合比は一般的に０〜９５％である。さらに長鎖のヒドロキシアルカノエートを共重合してもよい。
【００２１】
また、分子量の増大を目的として少量の鎖延長剤、例えば、ジイソシアネート化合物、エポキシ化合物、酸無水物などを使用することができ、また、カーボネート化合物で変性したもの、テレフタル酸を共重合して改質したものを使用することもできる。
【００２２】
ポリ乳酸についてさらに詳細に述べれば、ポリ乳酸としては、構造単位がＬ−乳酸であるポリＬ−乳酸、構造単位がＤ−乳酸であるポリＤ−乳酸、さらには、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸の共重合体であるポリＤＬ−乳酸がある。
【００２３】
重合法としては、縮重合法、開環重合法など公知のいずれの方法も採用することができる。例えば、縮重合法ではＬ−乳酸またはＤ−乳酸あるいはこれらの混合物を直接脱水縮重合して任意の組成を持ったポリ乳酸を得ることができる。
【００２４】
また、開環重合法では乳酸の環状２量体であるラクチドを開環重合することによってポリ乳酸を得ることができる。ラクチドにはＬ−乳酸の２量体であるＬ−ラクチド、Ｄ−乳酸の２量体であるＤ−ラクチド、さらにＬ−乳酸とＤ−乳酸からなるＤＬ−ラクチドがあり、これらを必要に応じて混合して重合することにより任意の組成、結晶性、融点をもつポリ乳酸を得ることができる。
【００２５】
重合体の重量平均分子量の好ましい範囲としては６万から１００万であり、この範囲を下回る場合は実用物性が発現されず、上回る場合には、溶融粘度が高すぎるため成形加工性に劣る。
【００２６】
これら脂肪族ポリエステルは、単独で、あるいは、二種以上を混合して使用することができる。
【００２７】
本発明において積層体が使用されるときは、表層３として使用される脂肪族ポリエステルとしては、基層２との関係において、融点が２０℃以上低い脂肪族ポリエステルが使用される。
【００２８】
基層２と表層３の融点差を２０℃以上とする方法としては、基層２と表層３を形成するそれぞれの生分解性脂肪族ポリエステルの種類を選択することによって行なうことができる。例えば、基層２としてポリ乳酸、ポリグリコール酸等を使用し、表層３として、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート等を用いることによって基層２と表層３の融点差を２０℃以上とすることができる。
【００２９】
また、同種の生分解性脂肪族ポリエステルであっても、使用する単量体の配合割合を調整することによって行なうことができ、例えば、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸からなるポリＤＬ−乳酸を使用する場合、Ｄ−乳酸が１０重量％以下の領域においては、Ｄ−乳酸の含有量が少ない程高融点の重合体が得られ、また、Ｌ−乳酸が１０重量％以下の領域においては、Ｌ−乳酸の含有量が少ない程高融点の重合体が得られる。従って、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸の配合割合を調整することによって融点差を２０℃以上とすることができる。
【００３０】
さらに、その他、生分解性脂肪族ポリエステルの重合度の制御、イソシアネート、テレフタール酸等の変性剤の添加量の調整によって制御することも可能である。
【００３１】
また、これら生分解性脂肪族ポリエステルは、柔軟性を付与するために、ガラス転移点が−５℃以下の生分解性脂肪族ポリエステルを含有することが望ましい。ガラス転移点が−５℃以下の生分解性脂肪族ポリエステルとしては、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリカプロラクトン等を使用することができる。ガラス転移点が−５℃以下の生分解性脂肪族ポリエステルの含有量としては、５０重量％以下、一般に０．５〜５０重量％、好ましくは５〜４５重量％程度が望ましい。
【００３２】
生分解性脂肪族ポリエステルには、光透過率を調節する目的で、あるいは、風合いを向上する目的で無機充填材を添加することができ、また、望ましい態様である。
【００３３】
無機の充填材としては、一般には、微粉末からなる無機充填材が使用される。微粉末無機充填材としては、例えば、タルク、カーボンブラック、グラファイト、二酸化チタン、シリカ、マイカ、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、オキシサルフェート、酸化スズ、アルミナ、カオリン、炭化ケイ素、金属粉末、ガラスパウダー等が挙げられる。
【００３４】
また、これらの充填材としては表面処理したものが好ましい。表面処理に用いられるカップリング剤は、充填材と生分解性脂肪族ポリエステルとの接着性を良好にするために用いられるものであり、いわゆるシラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤等、従来公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。中でもγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３、４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等のアミノシラン、エポキシシラン、イソプロピルトリ（Ｎ−アミドエチル、アミノエチル）チタネートが好ましい。
【００３５】
生分解性脂肪族ポリエステルは、基層２となる生分解性脂肪族ポリエステルと表層３となる生分解性脂肪族ポリエステルを押出成形して積層することによって本発明生分解性フラットヤーン１を成形する原反を得ることができる。生分解性フラットヤーン１は、図１（Ｂ）に示すように、基層２の片面に表層３を形成したものであってもよく、また、図１（Ｃ）に示すように、基層２の両面に表層３を形成したものであってもよい。また、目的に応じて、基層２と表層３は、それぞれが複層であってもよい。生分解性脂肪族ポリエステル原反は目的とする生分解性フラットヤーン１の構造に合わせて形成される。
【００３６】
生分解性脂肪族ポリエステルは、押出機に所定の原料を投入して直接シートを成形する方法、あるいは、一旦、ストランド形状に押出してペレットを作製した後、再び押出機にてシートを成形する方法を採ることができる。生分解性脂肪族ポリエステルを均一にするためには、後者の方が好ましい。
【００３７】
しかし、いずれの場合にも、押出機中での分解による分子量の低下を考慮しなければならない。一般には、生分解性脂肪族ポリエステルを十分に乾燥して水分を除去した後、押出機で溶融し、Ｔダイ、インフレーションダイ等を用いてフィルム状に成形される。
【００３８】
基層２と表層３の生分解性脂肪族ポリエステルを積層する手段としては、予め基層２となるフィルムと表層３となるフィルムを形成してドライラミネート法や熱ラミネート法を用いて複層化する手段や、基層２となるフィルムの表面に表層３となる合成樹脂をコーティングする方法、予め形成した基層２となるフィルムに表層３を押出ラミネートする方法、あるいは、多層共押出法によって積層フィルムとして押出成形するなどの公知の手段から適宜選択して用いることができる。
【００３９】
本発明においては、生分解性脂肪族ポリエステルのフラットヤーンに、縦方向に延びる複数本の筋条６、６が形成されるところに特徴を有する。筋条６は細い溝条を付与することによって形成することができ、また、図１に示すように突条を形成することによって形成することができるが、フラットヤーン１の滑り性の観点から突条を形成することが好ましい。
【００４０】
筋条６は、複数本、すなわち、フラットヤーン１の片面に２本以上形成される。好ましくは、一本のフラットヤーン１に３本以上、さらに好ましくは５本以上の筋条６が形成される。筋条６の大きさは、目的に応じて任意に設定することができるが、一般には、フラットヤーンの幅方向ピッチが５０〜３０００μｍ、好ましくは１５０〜３０００μｍ、突条高さあるいは溝深さは１〜１００μｍ程度とされる。
【００４１】
筋条６は、フラットヤーン全長に亘って連続したものであることが一般的であるが、目的に応じて断続的な筋条とすることもできる。筋条６は、押出しダイスの形状によって付与することができ、また、賦形ロールで原反を挟圧することによっても賦形することができる。フラットヤーン１に縦方向の筋条６を形成することによって、フラットヤーン１に傷が付いた場合、裂け目は筋条６に沿って縦方向に向かうため、裂け目が横方向へ走ってフラットヤーン１が切断することを防止することができる。
【００４２】
また、フラットヤーン１を延伸する手段としては、基層２となるフィルムを一軸方向に延伸した後、表層３となる合成樹脂を積層し、これをテープ状にスリットしてもよく、あるいは、基層２と表層３とが積層された積層フィルムをスリットする前、又は、スリットした後、一軸方向に延伸することによって得ることもできる。延伸倍率は通常１．５〜８倍程度である。
【００４３】
フラットヤーン１の太さは、なんらの制限はなく目的に応じて任意に設定することができるが、一般的には、５０〜６０００デシテックス、好ましくは１５０〜４５００デシテックス、肉厚が１０〜２００μｍ、糸幅が０．３〜１０ｍｍ、好ましくは０．５〜７．０ｍｍの範囲が望ましい。
【００４４】
フラットヤーンの層構造は、三層構造とする場合、一般的には、肉厚構成比を表層：基層：表層＝１：９８：１から２５：５０：２５とされる。
【００４５】
こうして得られたフラットヤーン１は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、単独で、あるいは、他の線状体と共に平織によって織成して布状体４とすることができ、また、綾織、斜文織、畦織、二重織、模紗織等に織製することによって布状体とすることができる。さらに、タテ編み、ヨコ編み、ラッセル編み、トリコット編み等に編込むことによって布状体とすることも可能である。また、図３に示すように、複数のフラットヤーン１ａを並列し、その上に該フラットヤーン１ａと交差する方向に他のフラットヤーン１ｂを並列してその交点を熱接合したソフからなる布状体４とすることができる。
【００４６】
この場合、本発明で規定するフラットヤーン１は、布状体４のタテ、ヨコ、ナナメの少なくとも一方向として使用される。他の線状体としては、本発明の目的から、木綿、羊毛、麻等の天然繊維、スフ、酢酸セルロース等の再生繊維等の生分解性天然繊維が望ましい。
【００４７】
こうして得られたフラットヤーン１からなる布状体４には、目的に応じて、図３に示すように生分解性脂肪族ポリエステルのフィルム５を積層することができる。生分解性脂肪族ポリエステルのフィルム５を形成するための材料としては、フラットヤーン１の場合に述べた生分解性脂肪族ポリエステルと同種の樹脂を使用することが可能である。
【００４８】
生分解性脂肪族ポリエステルのフィルム５を積層する手段としては、予め布状体４と生分解性脂肪族ポリエステルのフィルム５を形成してドライラミネート法や熱ラミネート法を用いて複層化する手段や、布状体４の表面に生分解性脂肪族ポリエステルをコーティングする方法、布状体４に生分解性脂肪族ポリエステルのフィルム５を押出ラミネートする方法等、公知の手段から適宜選択して用いることができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明生分解性フラットヤーンは、滑り性、耐切断性に優れており、生産性を高めることができ、また、ヒートシール性能および溶断シート性能、及び、熱寸法安定性の優れたものが得られるので、二次加工によって生分解性布状体、あるいは、生分解性シートとして使用するのに適する。
【００５０】
【実施例】
Ｄ−乳酸とＬ−乳酸からなるポリ乳酸系重合体で形成され、Ｄ−乳酸２重量％、Ｌ−乳酸９８重量％の生分解性樹脂にガラス転移点が−５℃以下の脂肪族ポリエステルを２０重量％添加した生分解性樹脂組成物を基層とし、その両面に、Ｄ−乳酸９重量％、Ｌ−乳酸９１重量％の生分解性樹脂を積層してサンドイッチ構造とすると共に、表面に微小なリブ状の筋条を有するテープ状体を調製した（厚み比；１０：８０：１０）。
【００５１】
得られたテープ状体をレザーを用いてスリットし、１１０℃の加熱炉内で５倍の一軸延伸を行なって、フラットヤーンとした。得られたフラットヤーンの幅は３．０ｍｍ、１０００ｄｔ（デシテックス）、突条からなる筋条は、高さが３μ、幅方向ピッチが２３０μであった。
【００５２】
得られたフラットヤーンを、織機（スルーザー織機）で、打ち込み密度１２×１２本／２５．４ｍｍとしてヨコ糸挿入試験を行った。
【００５３】
従来、生分解性フラットヤーンを打ち込む時、滑りの問題、ポリエステル系に見られる斜めサケ等の問題により、打ち込みミスが多発し生産性が上がらなかったが、筋条を与えたことにより、滑り性が向上し、また、斜めサケによるトラブルが改善され、生産性が格段に上昇した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明生分解性フラットヤーンの例を示す縦断面図
【図２】本発明生分解性布状体の例を示す（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図
【図３】本発明生分解性布状体の他の例を示す縦断面図
【符号の説明】
１．生分解性フラットヤーン
２．基層
３．表層
４．布状体
５．生分解性脂肪族ポリエステルのフィルム
６．筋条
【図１】
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【図２】
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【図３】
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