DE102015009786A1 - Embossing tool for producing a security element with an optically variable structure - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Prägewerkzeug zur Herstellung eines Sicherheitselements mit einer optisch variablen Struktur, wobei die optisch variable Struktur beim Kippen des Sicherheitselementes um eine Achse einen Kippeffekt zeigt. Das Prägewerkzeug besteht hierbei aus einer Prägeplatte mit einer Oberfläche, wobei die Oberfläche der Prägeplatte eine Vielzahl von im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten, rinnenförmigen Vertiefungen aufweist. Diese rinnenförmigen Vertiefungen bestehen jeweils aus einer ersten und einer zweiten Flanke, die sich gegenüberliegen, wobei jeweils die erste Flanke einer Vertiefung und die zweite Flanke der dieser Vertiefung benachbarten Vertiefung in Richtung der Oberfläche der Prägeplatte aufeinander zulaufen. Des Weiteren ist jeweils zwischen der ersten Flanke einer Vertiefung und der zweiten Flanke der dieser Vertiefung benachbarten Vertiefung ein ebener Bereich angeordnet, der im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Prägeplatte ausgerichtet ist. Erfindungsgemäß weist die erste Flanke jeder rinnenförmigen Vertiefung einen anderen Neigungswinkel gegenüber der Oberfläche der Prägeplatte auf als die entsprechende zweite, gegenüberliegende Flanke.The invention relates to an embossing tool for producing a security element with an optically variable structure, wherein the optically variable structure when tilting the security element about an axis shows a tilting effect. The embossing tool in this case consists of an embossing plate having a surface, wherein the surface of the embossing plate has a plurality of substantially mutually parallel, channel-shaped depressions. These groove-shaped depressions each consist of a first and a second flank, which lie opposite each other, wherein in each case the first flank of a depression and the second flank of the recess adjacent to this depression converge toward one another in the direction of the surface of the embossing plate. Furthermore, in each case between the first flank of a recess and the second flank of the recess adjacent to this recess, a planar region is arranged, which is aligned substantially parallel to the surface of the embossing plate. According to the invention, the first flank of each groove-shaped depression has a different angle of inclination relative to the surface of the embossing plate than the corresponding second, opposing flank.
Description
Die Erfindung betrifft ein Prägewerkzeug zur Herstellung eines Sicherheitselements mit einer optisch variablen Struktur, wobei die optisch variable Struktur beim Kippen des Sicherheitselementes um eine Achse einen Kippeffekt zeigt. Das Prägewerkzeug besteht hierbei aus einer Prägeplatte mit einer Oberfläche, wobei die Oberfläche der Prägeplatte eine Vielzahl von im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten, rinnenförmigen Vertiefungen aufweist. Diese rinnenförmigen Vertiefungen bestehen jeweils aus einer ersten und einer zweiten Flanke, die sich gegenüberliegen, wobei jeweils die erste Flanke einer Vertiefung und die zweite Flanke der dieser Vertiefung benachbarten Vertiefung in Richtung der Oberfläche der Prägeplatte aufeinander zulaufen. Des Weiteren ist jeweils zwischen der ersten Flanke einer Vertiefung und der zweiten Flanke der dieser Vertiefung benachbarten Vertiefung ein ebener Bereich angeordnet, der im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Prägeplatte ausgerichtet ist.The invention relates to an embossing tool for producing a security element with an optically variable structure, wherein the optically variable structure when tilting the security element about an axis shows a tilting effect. The embossing tool in this case consists of an embossing plate having a surface, wherein the surface of the embossing plate has a plurality of substantially mutually parallel, channel-shaped depressions. These groove-shaped depressions each consist of a first and a second flank, which lie opposite each other, wherein in each case the first flank of a depression and the second flank of the recess adjacent to this depression converge toward one another in the direction of the surface of the embossing plate. Furthermore, in each case between the first flank of a recess and the second flank of the recess adjacent to this recess, a planar region is arranged, which is aligned substantially parallel to the surface of the embossing plate.
Zum Schutz gegen Nachahmung, insbesondere mit Farbkopierern oder anderen Reproduktionsverfahren, werden Datenträger, wie beispielsweise Banknoten, Wertpapiere, Kredit- oder Ausweiskarten, Passe, Urkunden und Ähnliches, Labels, Verpackungen oder andere Elemente für die Produktsicherung mit optisch variablen Sicherheitselementen ausgestattet. Der Fälschungsschutz beruht dabei darauf, dass der visuell und einfach und deutlich erkennbare optisch variable Effekt von den oben genannten Reproduktionsgeräten nicht oder nur ungenügend wiedergegeben wird. Insbesondere weisen die optisch variablen Sicherheitselemente eine entsprechende Haptik auf, die schwer zu kopieren, aber leicht und ohne Hilfsmittel zu überprüfen ist.For protection against counterfeiting, especially with color copiers or other reproduction methods, data carriers such as banknotes, securities, credit or identity cards, passports, certificates and the like, labels, packaging or other elements for product protection are equipped with optically variable security elements. The protection against counterfeiting is based on the fact that the visually and simply and clearly recognizable optically variable effect is not or only insufficiently reproduced by the abovementioned reproduction devices. In particular, the optically variable security elements have a corresponding feel, which is difficult to copy but easy to check without aids.
Ein derartiges optisch variables Sicherheitselement, das beim Kippen des Sicherheitselementes um eine Achse einen Kippeffekt zeigt, ist beispielsweise aus
Nachteilig an der Grundform der prismen- oder pyramidenförmigen Prägestrukturen aus
Aus
Hierbei sind in den gravierten, farbaufnehmenden Bereichen Trennstege vorgesehen, welche die gravierten Bereiche in Teilbereiche aufteilen, wobei die Trennstege derart gestaltet sind, dass sie keine Flächen in Höhe der Druckplattenoberfläche aufweisen. Zusätzlich können die nach außen zeigenden Enden der Trennstege nach Gravur der die Feinstruktur bildenden Vertiefungen entfernt werden. Diese als Plateau ausgebildeten oberen Enden der Trennstege erzeugen im Druckbild feine helle Linien.In this case, separating webs are provided in the engraved, ink-receiving areas, which divide the engraved areas into subregions, wherein the separating webs are designed such that they have no surfaces at the level of the printing plate surface. In addition, the outwardly facing ends of the dividers can be removed after engraving the recesses forming the fine structure. These formed as a plateau upper ends of the dividers produce fine bright lines in the printed image.
Mit der Stichtiefdruckplatte aus
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Prägewerkzeug derart weiterzubilden, dass die Nachteile des Standes der Technik behoben werden.The invention is therefore based on the object, a generic embossing tool in such a way that the disadvantages of the prior art are eliminated.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is solved by the features of the independent claims. Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Erfindungsgemäß weist die erste Flanke jeder rinnenförmigen Vertiefung einen anderen Neigungswinkel gegenüber der Oberfläche der Prägeplatte auf als die entsprechende zweite, gegenüberliegende Flanke. Die erste Flanke ist hierbei bevorzugt steiler als die zweite Flanke. Der Neigungswinkel der ersten Flanke beträgt bevorzugt 0° bis 40°, besonders bevorzugt 10° bis 30° und ganz besonders bevorzugt 20° bis 30° gegenüber der Flächennormalen der Oberfläche der Prägeplatte oder der Senkrechten auf der Oberfläche der Prägeplatte. 0° bedeutet hierbei, dass die Flanke senkrecht zur Oberfläche der Prägeplatte ausgerichtet ist. Die Flanken können auch bogenförmig, gekrümmt und/oder treppenförmig ausgestaltet sein, so dass sich der Neigungswinkel einer Flanke mit zunehmendem Abstand von der Oberfläche der Prägeplatte ändert.According to the invention, the first flank of each groove-shaped depression has a different angle of inclination relative to the surface of the embossing plate than the corresponding second, opposing flank. The first edge is in this case preferably steeper than the second edge. The angle of inclination of the first flank is preferably 0 ° to 40 °, more preferably 10 ° to 30 ° and most preferably 20 ° to 30 ° relative to the Surface normals of the surface of the die or of the perpendicular on the surface of the die. 0 ° means here that the flank is aligned perpendicular to the surface of the stamping plate. The flanks can also be arcuate, curved and / or designed in a staircase shape, so that the inclination angle of a flank changes with increasing distance from the surface of the embossing plate.
Die erfindungsgemäßen rinnenförmigen Vertiefungen sind somit asymmetrisch ausgeformt, so dass sich bei mit dieser Prägeplatte erzeugten Prägestrukturen ein aus unterschiedlichen Betrachtungsrichtungen unterschiedlicher Kippeffekt ergibt, je nach dem, auf welche der beiden Flanken der Betrachter blickt.The channel-shaped recesses according to the invention are thus asymmetrically shaped, so that in the case of embossing plates produced with this embossing plate, a different tilting effect results from different viewing directions, depending on which of the two flanks the observer is looking at.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Prägewerkzeug ein Prägestempel oder eine Druckplatte ist, insbesondere eine Stichtiefdruckplatte ist, und die Vertiefungen als Gravur in der Oberfläche des Prägewerkzeuges ausgeführt sind.According to a preferred embodiment, it is provided that the embossing tool is an embossing punch or a pressure plate, in particular a intaglio printing plate, and the depressions are designed as an engraving in the surface of the embossing tool.
Zusätzlich wird durch den ebenen Bereich, der jeweils zwischen der ersten Flanke einer Vertiefung und der zweiten Flanke der dieser Vertiefung benachbarten Vertiefung angeordnet und im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Prägeplatte ausgerichtet ist, ein Plateau gebildet. Dieses Plateau hat gegenüber spitzen Strukturen den Vorteil, dass es unempfindlicher gegen Erosion durch Bearbeitungswerkzeuge ist, mit denen das Prägewerkzeug graviert wird, insbesondere einen (breiten) Laserstrahl. Des Weiteren sind Plateaus unempfindlicher bei Entgratung, Reinigung und Polieren des Prägewerkzeugs, beispielsweise mittels Rakel, Poliermittel, Schleifmittel, Ätzverfahren oder mittels rotierender Bürsten und weisen somit einen geringeren Plattenverschleiß auf. Des Weiteren hat eine nachgelagerte Verchromung des Prägewerkzeugs eine bessere Haftung auf dem Trägermaterial, wodurch sich der mechanische Verschleiß zusätzlich reduziert.In addition, a plateau is formed by the planar region, which is arranged in each case between the first flank of a depression and the second flank of the recess adjacent to this depression and is aligned substantially parallel to the surface of the embossing plate. This plateau has the advantage over pointed structures that it is less susceptible to erosion by processing tools with which the embossing tool is engraved, in particular a (wide) laser beam. Furthermore, plateaus are less sensitive to deburring, cleaning and polishing of the embossing tool, for example by means of doctor blade, polishing agent, abrasive, etching or by means of rotating brushes and thus have less plate wear. Furthermore, a downstream chrome plating of the embossing tool has better adhesion to the substrate, whereby the mechanical wear is additionally reduced.
Im Wesentlichen parallel bedeutet hierbei, dass der Winkel zwischen der Vertiefung oder dem Plateau und der Oberfläche der Prägeplatte bzw. den rinnenförmigen Vertiefungen zueinander bevorzugt 0° (exakt parallel) und besonders bevorzugt 0,5° bis 5° beträgt.In this case, essentially parallel means that the angle between the depression or the plateau and the surface of the embossing plate or the groove-shaped depressions relative to one another is preferably 0 ° (exactly parallel) and particularly preferably 0.5 ° to 5 °.
Besondere Vorteile des erfindungsgemäßen Prägewerkzeugs sind weiterhin, dass das Plateau zu einer Reduzierung der Kantenschärfe führt, so dass während der Prägung einer möglichen Papierverletzung vorgebeugt und die Haltbarkeit des Wischzylinders einer Stichtiefduckmaschine erhöht werden kann. Umgekehrt sind die Plateaus auch unempfindlicher gegen Abnutzung durch den Wischzylinder.Particular advantages of the embossing tool according to the invention are furthermore that the plateau leads to a reduction of the edge sharpness, so that during embossing a possible paper damage can be prevented and the durability of the wiping cylinder of a stitching machine can be increased. Conversely, the plateaus are also less sensitive to wear by the wiper cylinder.
Das erfindungsgemäße Prägewerkzeug eignet sich besonders bevorzugt bei Gravurverfahren, bei denen mittels Laserstrahl in ein rotierendes zylindrisches Werkstück aus Kunststoff, beispielsweise Kapton, oder aus Metall, beispielsweise Messing, graviert wird, das sogenannte „Computer to Intaglioplate”- bzw. „CTiP”-Verfahren. Dabei ist es durch die Erfindung bevorzugt möglich, CTiP-Anlagen zum Einsatz kommen zu lassen und so die Verwendung von „Daten-Handelsware” zu ermöglichen, also vorgegebenen Prägedaten für bestimmte Banknoten-Nennwerte einer Währung. Auch bei fehlender Kompensation des Laserdurchmessers, kann durch geeignete Wahl der Plateaus eine Verletzung der gewünschten Prägestrukturen vermieden werden, indem innerhalb der Datenstruktur ausreichend breite Plateaus vorgehalten werden.The embossing tool according to the invention is particularly preferred in engraving processes in which by means of laser beam in a rotating cylindrical workpiece made of plastic, such as Kapton, or metal, such as brass, engraved, the so-called "Computer to Intaglioplate" - or "CTiP" method , In this case, it is preferably possible by the invention to use CTiP systems and thus to enable the use of "data merchandise", that is to say predefined embossing data for particular banknote denominations of a currency. Even if there is no compensation of the laser diameter, a suitable choice of the plateaus can be used to avoid a violation of the desired embossed structures by keeping sufficiently wide plateaus within the data structure.
Des Weiteren können nun Systeme mit einer geringeren physikalischen Auflösung ein ansprechendes Ergebnis erzielen.Furthermore, systems with a lower physical resolution can now achieve an appealing result.
Die Erfindung ist jedoch nicht nur auf Prägewerkzeuge beschränkt, die mittels Laserstrahl graviert werden. Vielmehr können auch alle anderen aus dem Stand der Technik bekannten Gravurverfahren verwendet werden, wie beispielsweise mechanische Gravur mittels Stichel.However, the invention is not limited only to embossing tools that are engraved by means of laser beam. Rather, all other known from the prior art engraving can be used, such as mechanical engraving using a stylus.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Querschnittsfläche der im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten, rinnenförmigen Vertiefungen dreieckig oder trapezförmig ausgestaltet ist. Beispielsweise ergibt eine dreieckige Querschnittsfläche walmdachartige Prägestrukturen.According to a preferred embodiment, it is provided that the cross-sectional area of the substantially mutually parallel, channel-shaped depressions is designed triangular or trapezoidal. For example, a triangular cross-sectional area results in roof-like embossed structures.
Besonders zweckmäßig ist es darüber hinaus, wenn das Verhältnis aus dem Abstand benachbarter Gravuren und der entsprechenden Gravurtiefe, das sogenannte Aspektverhältnis, 1:5 bis 20:1, bevorzugt 1:3 bis 10:1 und besonders bevorzugt 1:2 bis 6:1 beträgt.In addition, it is particularly expedient if the ratio of the spacing of adjacent engravings and the corresponding engraving depth, the so-called aspect ratio, is 1: 5 to 20: 1, preferably 1: 3 to 10: 1 and particularly preferably 1: 2 to 6: 1 is.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Tiefe der im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten, rinnenförmigen Vertiefungen 5 μm bis 250 μm, bevorzugt 10 μm bis 100 μm und besonders bevorzugt 10 μm bis 80 μm.In accordance with a preferred embodiment, the depth of the groove-shaped depressions arranged substantially parallel to one another is 5 μm to 250 μm, preferably 10 μm to 100 μm and particularly preferably 10 μm to 80 μm.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens einer der ebenen Bereiche, die zwischen der ersten Flanke einer Vertiefung und der zweiten Flanke der dieser Vertiefung benachbarten Vertiefung angeordnet sind, und die im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Prägeplatte ausgerichtet sind, gegenüber der Oberfläche der Prägeplatte abgesenkt ist. According to a further preferred embodiment, it is provided that at least one of the flat regions, which are arranged between the first flank of a depression and the second flank of the depression adjacent to this depression, and which are aligned substantially parallel to the surface of the embossing plate, opposite to the surface of the Embossing plate is lowered.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass jeweils zwischen der ersten Flanke einer Vertiefung und der zweiten Flanke dieser Vertiefung ein zweiter ebener Bereich angeordnet ist, der im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Prägeplatte ausgerichtet ist. Hierbei weisen nicht nur die „Gipfel” der Vertiefungen, die der Oberfläche der Prägeplatte zugewandt sind, ein Plateau auf, sondern auch die „Täler”, die von der Oberfläche der Prägeplatte abgewandt sind.According to a further preferred embodiment, it is provided that in each case between the first flank of a recess and the second flank of this recess, a second planar region is arranged, which is aligned substantially parallel to the surface of the embossing plate. Here, not only the "peaks" of the recesses, which face the surface of the embossing plate, have a plateau, but also the "valleys" which face away from the surface of the embossing plate.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Breite eines ebenen Bereichs, d. h. sowohl der „Gipfel” als auch der „Täler”, 1 μm bis 100 μm, bevorzugt 5 μm bis 50 μm und besonders bevorzugt 10 μm bis 30 μm.According to a preferred embodiment, the width of a planar region, i. H. both the "summit" and the "valleys", 1 micron to 100 microns, preferably 5 microns to 50 microns and more preferably 10 .mu.m to 30 microns.
Ein optisch variables Element im Sinne dieser Erfindung ist ein Element, dessen visuelles Erscheinungsbild sich bei Verkippen des Elements ändert. Beispielsweise ändert sich bei Verkippen des optisch variablen Elements dessen Farbe, bewegt sich scheinbar ein Balken von einer Seite des Elements zu einer anderen Seite, werden beim Verkippen unterschiedliche Zeichen dargestellt oder ergibt sich ein sogenannter Pumpeffekt in Form einer sich vergrößernden oder verkleinernden Umrisslinie eines Bildmotivs.An optically variable element in the sense of this invention is an element whose visual appearance changes upon tilting of the element. For example, when the optically variable element is tilted, its color changes, a bar appears to move from one side of the element to another, tilting displays different characters, or a so-called pumping effect appears as an enlarging or contracting outline of an image subject.
Das Substrat, in das die Prägestrukturen eingeprägt werden, besteht besonders bevorzugt aus Papier aus Baumwollfasern, wie es beispielsweise für Banknoten verwendet wird, oder aus anderen natürlichen Fasern oder aus Synthesefasern oder einer Mischung aus natürlichen und synthetischen Fasern, oder aus mindestens einer Kunststofffolie. Weiterhin bevorzugt besteht das Substrat aus einer Kombination aus mindestens zwei übereinander angeordneten und miteinander verbundenen unterschiedlichen Substraten, einem sogenannten Hybrid. Hierbei besteht das Substrat beispielsweise aus einer Kombination Kunststofffolie-Papier-Kunststofffolie, d. h. ein Substrat aus Papier wird auf jeder seiner beiden Seiten durch eine Kunststofffolie bedeckt, oder aus einer Kombination Papier-Kunststofffolie-Papier, d. h. ein Substrat aus einer Kunststofffolie wird auf jeder seiner beiden Seiten durch Papier bedeckt.The substrate into which the embossed structures are embossed is particularly preferably made of paper made of cotton fibers, as used for example for banknotes, or of other natural fibers or of synthetic fibers or a mixture of natural and synthetic fibers, or of at least one plastic film. Further preferably, the substrate consists of a combination of at least two superimposed and interconnected different substrates, a so-called hybrid. In this case, the substrate consists for example of a combination of plastic film-paper-plastic film, d. H. a substrate of paper is covered on each of its two sides by a plastic film, or a combination of paper-plastic film paper, d. H. a substrate made of a plastic film is covered on each side by paper.
Angaben zum Gewicht des verwendeten Substrats sind beispielsweise in der Schrift
Wertdokumente, in denen ein derartiges Substrat bzw. Sicherheitspapier verwendet werden kann, sind insbesondere Banknoten, Aktien, Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten, aber auch andere fälschungsgefährdete Papiere, wie Pässe und sonstige Ausweisdokumente, sowie Karten, wie beispielsweise Kredit- oder Debitkarten, deren Kartenkörper mindestens eine Lage eines Sicherheitspapiers aufweist, und auch Produktsicherungselemente, wie Etiketten, Siegel, Verpackungen und dergleichen.Documents of value in which such a substrate or security paper can be used are, in particular, banknotes, stocks, bonds, certificates, vouchers, checks, high-quality admission tickets, but also other papers which are subject to counterfeiting, such as passports and other identity documents, as well as cards, such as credit cards. or debit cards whose card body has at least one layer of security paper, and also product securing elements such as labels, seals, packages and the like.
Die vereinfachte Benennung Wertdokument schließt alle oben genannten Materialien, Dokumente und Produktsicherungsmittel ein.The simplified term value document includes all the above materials, documents and product safeguards.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, soweit dies von dem Schutzumfang der Ansprüche erfasst ist.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the specified combinations but also in other combinations, without departing from the scope of the present invention, insofar as this is covered by the scope of the claims.
Anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele und der ergänzenden Figuren werden die Vorteile der Erfindung erläutert. Die Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen dar, auf die jedoch die Erfindung in keinerlei Weise beschränkt sein soll. Des Weiteren sind die Darstellungen in den Figuren des besseren Verständnisses wegen stark schematisiert und spiegeln nicht die realen Gegebenheiten wider. Insbesondere entsprechen die in den Figuren gezeigten Proportionen nicht den in der Realität vorliegenden Verhältnissen und dienen ausschließlich zur Verbesserung der Anschaulichkeit. Des Weiteren sind die in den folgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Ausführungsformen der besseren Verständlichkeit wegen auf die wesentlichen Kerninformationen reduziert. Bei der praktischen Umsetzung können wesentlich komplexere Muster oder Bilder zur Anwendung kommen.Reference to the following embodiments and the additional figures, the advantages of the invention will be explained. The embodiments represent preferred embodiments, to which, however, the invention should not be limited in any way. Furthermore, the representations in the figures of better understanding are highly schematized and do not reflect the realities. In particular, the proportions shown in the figures do not correspond to the conditions present in reality and serve exclusively to improve the clarity. Furthermore, the embodiments described in the following exemplary embodiments are reduced to the essential core information for the sake of clarity. In the practical implementation much more complex patterns or images can be used.
Im Einzelnen zeigen schematisch in Seitenansicht:In detail, show schematically in side view:
Die
Jeweils zwischen der ersten Flanke einer Vertiefung und der zweiten Flanke der dieser Vertiefung benachbarten Vertiefung ist ein ebener Bereich
Die Breite eines ebenen Bereichs
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- WO 00/20217 A1 [0005, 0007] WO 00/20217 A1 [0005, 0007]
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