CN116172265A - 雾化芯及其制备方法和电子烟雾化器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种雾化芯及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：S10：提供多孔导热浆料和导电发热网；其中，所述多孔导热浆料的组成成分包括导热粉、玻璃粉、造孔剂和溶剂，所述导热粉、所述玻璃粉、所述造孔剂和所述溶剂的重量份数分别为：所述导热粉为45‑65份，所述玻璃粉为5‑20份，所述造孔剂为15‑20份，所述溶剂为10‑15份；S20：以所述导电发热网为基底，在所述导电发热网上丝印所述多孔导热浆料，得到雾化芯生坯；S30：对所述雾化芯生坯进行烧结处理，即得到雾化芯；其中，所述导电发热网上的多孔导热浆料在烧结固化后形成多孔基体。本发明还提供一种电子烟雾化器。

Description

雾化芯及其制备方法和电子烟雾化器

技术领域

本发明涉及电子烟技术领域，尤其是涉及一种雾化芯及其制备方法和电子烟雾化器。

背景技术

电子烟又名虚拟香烟、蒸汽烟、气雾发生装置等，其主要用于在不影响健康的前提下模拟吸烟感觉，以供戒烟或替代香烟使用。多孔陶瓷雾化器作为电子烟的核心部件之一，与传统的棉芯或玻纤绳相比，具有亲油性强、使用温度高等优点。

目前的多孔陶瓷雾化器一般包括多孔陶瓷基体及设置于多孔陶瓷基体上的发热基体。其中，多孔陶瓷基体主要采用导热系数非常低的硅酸盐、硅藻土等作为主料制备而成，其具有较低的热导率；发热基体主要分为印刷厚膜金属、螺旋型金属丝和金属蚀刻片三类。

由于多孔陶瓷基体的导热系数很低，故多孔陶瓷基体具有良好的保温性能(热量不容易散失)，但是多孔陶瓷基体的低导热系数反过来会使得热量传导不及时，从而影响加热均匀性和加热效率，烟油一般只在发热基体与多孔陶瓷基体的接触面上以及多孔陶瓷基体靠近于发热基体的小部分位置的孔隙内进行雾化，使得多孔陶瓷雾化器的雾化效率较低，雾化量有限。其中，采用厚膜印刷形成的发热基体，由于其是无孔结构，会影响空气的流通及烟油的渗透，从而影响供油平衡及雾化效率。同时，由于发热基体与多孔陶瓷基体的热膨胀系数不匹配(发热基体的热膨胀系数一般大于多孔陶瓷基体的热膨胀系数)，从而使得发热基体在与多孔陶瓷基体共烧时以及使用过程中，发热基体很容易出现变形的问题，使得发热基体与多孔陶瓷基体表面不贴合，进而影响发热和雾化效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种雾化芯及其制备方法，通过该方法能够制备高导热、高雾化量的雾化芯，从而提高雾化效率和雾化量。

本发明提供一种雾化芯的制备方法，包括以下步骤：

S10：提供多孔导热浆料和导电发热网；其中，所述多孔导热浆料的组成成分包括导热粉、玻璃粉、造孔剂和溶剂，所述导热粉、所述玻璃粉、所述造孔剂和所述溶剂的重量份数分别为：所述导热粉为45-65份，所述玻璃粉为5-20份，所述造孔剂为15-20份，所述溶剂为10-15份；

S20：以所述导电发热网为基底，在所述导电发热网上丝印所述多孔导热浆料，得到雾化芯生坯；

S30：对所述雾化芯生坯进行烧结处理，即得到雾化芯；其中，所述导电发热网上的多孔导热浆料在烧结固化后形成多孔基体。

在一种可实现的方式中，所述多孔导热浆料的组成成分还包括表面活性剂、分散剂和促进剂，所述表面活性剂、所述分散剂和所述促进剂的重量份数分别为：所述表面活性剂为0.8-1.5份，所述分散剂为0.5-1.5份，所述促进剂为0.8-1.2份。

在一种可实现的方式中，所述导热粉为金属粉，所述导电发热网为与所述导热粉相同材质的金属网；或者，所述导热粉为碳粉，所述导电发热网为碳网。

在一种可实现的方式中，上述S20步骤中，在所述导电发热网上丝印所述多孔导热浆料时，所述多孔导热浆料除了覆盖于所述导电发热网一侧的表面上，所述多孔导热浆料还渗入至所述导电发热网的网孔中并与所述网孔的内壁相接触。

在一种可实现的方式中，上述S20步骤中，在所述导电发热网上丝印所述多孔导热浆料之前，先对所述导电发热网进行抛光打磨处理，以提高所述导电发热网与所述多孔导热浆料之间的结合力。

在一种可实现的方式中，上述S20步骤中，在所述导电发热网上丝印所述多孔导热浆料时，使用网格目数为50-200目的丝网进行丝印，并控制刮刀压力为45-100N。

在一种可实现的方式中，上述S30步骤中，对所述雾化芯生坯进行烧结处理的具体步骤包括：将所述雾化芯生坯置于惰性气体氛围或真空气氛中，在500℃-700℃的温度下烧结1-5小时。

在一种可实现的方式中，所述导电发热网的目数为400-2000目。

本发明还提供一种雾化芯，采用如以上所述的雾化芯的制备方法制作而成；所述雾化芯包括导电发热网和多孔基体，所述导电发热网与所述多孔基体相接触。

在一种可实现的方式中，所述多孔基体包括主体部及与所述主体部相连的延伸部，所述主体部位于所述导电发热网的一侧并与所述导电发热网一侧的表面相接触，所述延伸部伸入至所述导电发热网的网孔内并与所述网孔的内壁相接触。

本发明还提供一种电子烟雾化器，包括以上所述的雾化芯。

本发明提供的雾化芯的制备方法，由于多孔导热浆料中的主料采用导热粉(即导热粉为主要原料)，使得该雾化芯中的多孔基体具有高导热系数，多孔基体同时具有良好的导油、导热和发热功能；由于多孔基体的高导热性能，使得雾化芯不仅加热均匀性好，而且在工作时，多孔基体能够跟随导电发热网在短时间内达到较高的温度并对烟油进行雾化，即烟油不仅能够在导电发热网与多孔基体的接触面上进行雾化，还能够在多孔基体的大部分位置的孔隙内进行雾化，从而增大雾化面积，进而提高雾化芯的雾化效率和雾化量。同时，该雾化芯通过在导电发热网上丝印多孔导热浆料后烧结制成，成型工艺简单，可批量生产；而且，由于导电发热网具有多个网孔，导电发热网上的网孔能够便于空气的流通及烟油的渗透，从而不影响供油平衡以及雾化效率。

附图说明

图1为本发明实施例中雾化芯的结构示意图。

图2为图1的爆炸结构示意图。

图3为图1的截面示意图。

图4为本发明实施例中雾化芯的制备方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本发明的说明书和权利要求书中所涉及的上、下、左、右、前、后、顶、底等(如果存在)方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，方位词的使用不应限制本发明请求保护的范围。

图1为本发明实施例中雾化芯的结构示意图，图2为图1的爆炸结构示意图，图3为图1的截面示意图，图4为本发明实施例中雾化芯的制备方法的流程图。如图1至图4所示，本发明实施例提供的雾化芯的制备方法，包括以下步骤：

S10：提供多孔导热浆料和导电发热网2；其中，多孔导热浆料的组成成分包括导热粉、玻璃粉、造孔剂和溶剂，导热粉、玻璃粉、造孔剂和溶剂的重量份数分别为：导热粉为45-65份，玻璃粉为5-20份，造孔剂为15-20份，溶剂为10-15份；

S20：以导电发热网2为基底，在导电发热网2上丝印多孔导热浆料，得到雾化芯生坯；

S30：对雾化芯生坯进行烧结处理，即得到雾化芯；其中，导电发热网2上的多孔导热浆料在烧结固化后形成多孔基体1，多孔基体1为多孔结构。

具体地，本实施例提供的雾化芯的制备方法，由于多孔导热浆料中的主料采用导热粉(即导热粉为主要原料)，使得该雾化芯中的多孔基体1具有高导热系数，多孔基体1同时具有良好的导油、导热和发热功能；由于多孔基体1的高导热性能，使得雾化芯不仅加热均匀性好，而且在工作时，多孔基体1能够跟随导电发热网2在短时间内达到较高的温度并对烟油进行雾化，即烟油不仅能够在导电发热网2与多孔基体1的接触面上进行雾化，还能够在多孔基体1的大部分位置的孔隙内进行雾化，从而增大雾化面积，进而提高雾化芯的雾化效率和雾化量。同时，该雾化芯通过在导电发热网2上丝印多孔导热浆料后烧结制成，成型工艺简单，可批量生产；而且，由于导电发热网2具有多个网孔20，导电发热网2上的网孔20能够便于空气的流通及烟油的渗透，从而不影响供油平衡以及雾化效率。

作为一种实施方式，上述S10步骤中，多孔导热浆料的组成成分还包括表面活性剂、分散剂和促进剂，表面活性剂、分散剂和促进剂的重量份数分别为：表面活性剂为0.8-1.5份，分散剂为0.5-1.5份，促进剂为0.8-1.2份。

作为一种实施方式，导热粉可以为金属粉，例如银粉(例如为纯度大于99.99％的片状银粉)、铜粉、金粉、钯粉、铂粉、钨粉、钼粉、镍铬合金粉等；也可以为非金属粉，例如氮化铝粉、碳化硅粉、氮化硼粉、碳粉等。导热粉的粒径为1-5微米。

作为一种实施方式，造孔剂为PMMA；表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮或乳酸单甘油酯；分散剂为RENTANL或Reotan LAM；促进剂为硅烷偶联剂，具体可以为A171(乙烯基三甲氧基硅烷)、A172(乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷)等；溶剂为有机溶剂，具体可以为乙酸乙酯、邻苯二甲酸二辛脂、二乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、乙醇等。

具体地，多孔导热浆料中的导热粉作为主料，不仅用于形成结构骨架，还能够提高多孔基体1的导热性能，使其具有高导热性。玻璃粉起粘接导热粉及多孔导热浆料中其它组分的作用，并能够降低烧结温度。造孔剂用于多孔基体1在烧结过程中产生孔隙。表面活性剂主要用于增加多孔导热浆料中各组分(包括导热粉、玻璃粉、造孔剂等)与溶剂的相容性，降低体系的粘度，增加流动性，避免多孔导热浆料中各组分出现团聚的现象，并提高多孔基体1内孔隙的分布均匀性。分散剂能够进一步提高多孔导热浆料中各组分的分散性，从而进一步提高多孔基体1内孔隙的分布均匀性。促进剂能够提高多孔导热浆料中各组分之间的粘合性能，从而提高多孔基体1的结构强度。

作为一种实施方式，导电发热网2可以为金属网，例如铜网、铝网、银网、镍网、铬网、不锈钢网、镍铬合金网、铁铬铝合金网等；也可以为非金属导电网，例如碳网等。

作为一种实施方式，导热粉为金属粉，导电发热网2为与导热粉相同材质的金属网(例如导热粉为银粉，导电发热网2为银网；导热粉为铜粉，导电发热网2为铜网；导热粉为镍铬合金粉，导电发热网2为镍铬合金网…)。或者，导热粉为碳粉，导电发热网2为碳网(即导电发热网2与导热粉均采用碳材料制成)；即导电发热网2与导热粉为相同的材质。

具体地，由于导电发热网2与导热粉采用相同的材质，使得导电发热网2与多孔基体1之间具有良好的结合力(同种材质之间的结合力更好)，从而避免导电发热网2与多孔基体1之间因结合力差发生脱落或结合不紧密影响雾化效果；同时，同种材质的热膨胀系数一致，从而减小甚至消除导电发热网2与多孔基体1之间热膨胀系数的差值，避免导电发热网2在共烧时以及使用过程中因热膨胀系数不匹配而出现变形的问题，使得导电发热网2与多孔基体1能够始终紧密地结合在一起，保持较高的雾化效率。

当然，在其它实施例中，导电发热网2与导热粉也可以采用不同的材质(例如导热粉为银粉，导电发热网2为铜网)。

作为一种实施方式，上述S20步骤中，在导电发热网2上丝印多孔导热浆料时，多孔导热浆料除了覆盖于导电发热网2一侧的表面上(如图2及图3所示，覆盖于导电发热网2表面上的多孔导热浆料形成了多孔基体1的主体部11)，多孔导热浆料还渗入至导电发热网2的网孔20中并与网孔20的内壁相接触(如图2及图3所示，渗入网孔20中的多孔导热浆料形成了多孔基体1的延伸部12)，从而增大多孔基体1与导电发热网2之间的接触面积，不仅增大了雾化面积，有利于提高雾化效率和雾化量，而且能够增大导电发热网2与多孔基体1之间的结合力，避免导电发热网2与多孔基体1之间因结合力差发生脱落或结合不紧密影响雾化效果。

作为一种实施方式，上述S20步骤中，在导电发热网2上丝印多孔导热浆料之前，先对导电发热网2进行抛光打磨处理，以提高导电发热网2与多孔导热浆料之间的结合力。

作为一种实施方式，上述S20步骤中，在导电发热网2上丝印多孔导热浆料时，使用网格目数为50-200目的丝网进行丝印，并控制刮刀压力为45-100N，从而控制多孔基体1的丝印厚度。同时，在丝印多孔导热浆料时，可以通过在导电发热网2上多次印刷多孔导热浆料，从而使多孔基体1达到所需要的厚度，例如多孔基体1的厚度为5mm。

作为一种实施方式，上述S30步骤中，对雾化芯生坯进行烧结处理的具体步骤包括：将雾化芯生坯置于惰性气体氛围(例如氦气氛围、氩气氛围等)或真空气氛(其中，真空的含义是指在给定的空间内低于一个大气压力的气体状态，真空气氛即压强小于101.325千帕(kPa)的稀薄气体氛围)中，在500℃-700℃的温度下烧结1-5小时。

具体地，通过将雾化芯生坯置于惰性气体氛围或真空气氛(几乎不含有空气)中进行烧结，从而避免导电发热网2和多孔基体1在高温烧结过程中发生氧化。

作为一种实施方式，导电发热网2的目数为400-2000目。

如图1至图3所示，本发明实施例还提供一种雾化芯，采用上述的雾化芯的制备方法制作而成。该雾化芯包括导电发热网2和多孔基体1，导电发热网2与多孔基体1相接触。

如图1至图3所示，作为一种实施方式，多孔基体1包括主体部11及与主体部11相连的延伸部12，延伸部12由主体部11的表面延伸凸出形成。主体部11位于导电发热网2的一侧并与导电发热网2一侧的表面相接触，延伸部12伸入至导电发热网2的网孔20内并与网孔20的内壁相接触。

具体地，通过在主体部11上设置延伸部12，延伸部12伸入至导电发热网2的网孔20内并与网孔20的内壁相接触，从而增大多孔基体1与导电发热网2之间的接触面积，不仅增大了雾化面积，有利于提高雾化效率和雾化量，而且能够增大导电发热网2与多孔基体1之间的结合力，避免导电发热网2与多孔基体1之间因结合力差发生脱落或结合不紧密影响雾化效果。

如图1至图3所示，作为一种实施方式，延伸部12的数量为多个，多个延伸部12在主体部11上呈阵列分布设置。

本发明实施例还提供一种电子烟雾化器，包括上述的雾化芯。

本发明实施例提供的雾化芯及其制备方法，由于多孔导热浆料中的主料采用导热粉，使得该雾化芯中的多孔基体1具有高导热系数，多孔基体1同时具有良好的导油、导热和发热功能；由于多孔基体1的高导热性能，使得雾化芯不仅加热均匀性好，而且在工作时，多孔基体1能够跟随导电发热网2在短时间内达到较高的温度并对烟油进行雾化，即烟油不仅能够在导电发热网2与多孔基体1的接触面上进行雾化，还能够在多孔基体1的大部分位置的孔隙内进行雾化，从而增大雾化面积，进而提高雾化芯的雾化效率和雾化量。同时，该雾化芯通过在导电发热网2上丝印多孔导热浆料后烧结制成，成型工艺简单，可批量生产；而且，由于导电发热网2具有多个网孔20，导电发热网2上的网孔20能够便于空气的流通及烟油的渗透，从而不影响供油平衡以及雾化效率。

实施例一

本实施例中的雾化芯，其制作步骤为：

S10：提供多孔导热浆料和导电发热网2；其中，导电发热网2为目数为500-800目的银网，控制导电发热网2的电阻为1欧左右；多孔导热浆料的组成成分包括导热粉45-65份、玻璃粉5-20份、造孔剂15-20份、表面活性剂0.8-1.5份、分散剂0.5-1.5份、促进剂0.8-1.2份和溶剂10-15份；导热粉为纯度大于99.99％的片状银粉，造孔剂为PMMA，表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮或乳酸单甘油酯，分散剂为RENTANL或Reotan LAM，促进剂为硅烷偶联剂，具体可以为A171(乙烯基三甲氧基硅烷)或A172(乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷)，溶剂为乙酸乙酯、邻苯二甲酸二辛脂、二乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯或乙醇；

S20：以导电发热网2为基底，在导电发热网2上丝印多孔导热浆料，得到雾化芯生坯；在丝印时，使用网格目数为50-200目的丝网进行丝印，并控制刮刀压力为45-100N；

S30：将雾化芯生坯置于惰性气体氛围或真空气氛中，在500℃-700℃的温度下烧结1-5小时，即得到雾化芯。

实施例二

本实施例中的雾化芯，其制作步骤为：

S10：提供多孔导热浆料和导电发热网2；其中，导电发热网2为目数为700-900目的铜网，控制导电发热网2的电阻为1欧左右；多孔导热浆料的组成成分包括导热粉45-65份、玻璃粉5-20份、造孔剂15-20份、表面活性剂0.8-1.5份、分散剂0.5-1.5份、促进剂0.8-1.2份和溶剂10-15份；导热粉为粒径为1-5微米的铜粉，造孔剂为PMMA，表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮或乳酸单甘油酯，分散剂为RENTANL或Reotan LAM，促进剂为硅烷偶联剂，具体可以为A171(乙烯基三甲氧基硅烷)或A172(乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷)，溶剂为乙酸乙酯、邻苯二甲酸二辛脂、二乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯或乙醇；

S20：以导电发热网2为基底，在导电发热网2上丝印多孔导热浆料，得到雾化芯生坯；在丝印时，使用网格目数为50-200目的丝网进行丝印，并控制刮刀压力为45-100N；

S30：将雾化芯生坯置于惰性气体氛围或真空气氛中，在500℃-700℃的温度下烧结1-5小时，即得到雾化芯。

实施例三

本实施例中的雾化芯，其制作步骤为：

S10：提供多孔导热浆料和导电发热网2；其中，导电发热网2为目数为1000-1300目的镍铬合金网，控制导电发热网2的电阻为1欧左右；多孔导热浆料的组成成分包括导热粉45-65份、玻璃粉5-20份、造孔剂15-20份、表面活性剂0.8-1.5份、分散剂0.5-1.5份、促进剂0.8-1.2份和溶剂10-15份；导热粉为粒径为1-5微米的镍铬合金粉，造孔剂为PMMA，表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮或乳酸单甘油酯，分散剂为RENTANL或Reotan LAM，促进剂为硅烷偶联剂，具体可以为A171(乙烯基三甲氧基硅烷)或A172(乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷)，溶剂为乙酸乙酯、邻苯二甲酸二辛脂、二乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯或乙醇；

S20：以导电发热网2为基底，在导电发热网2上丝印多孔导热浆料，得到雾化芯生坯；在丝印时，使用网格目数为50-200目的丝网进行丝印，并控制刮刀压力为45-100N；

S30：将雾化芯生坯置于惰性气体氛围或真空气氛中，在500℃-700℃的温度下烧结1-5小时，即得到雾化芯。

对比例

本对比例中的雾化芯，其采用孔隙率为55％-60％的多孔陶瓷体，然后在多孔陶瓷体上厚膜印刷电阻浆料形成发热层，控制发热层的电阻在1欧左右。

对上述各雾化芯进行测试，测试其平均雾化量(TPM，Total Particle Measure，即每次抽吸产生的烟雾量)值，各实施例及对比例的具体测试数据如下表所示：

由上表可知，各实施例中雾化芯的平均雾化量(TPM)相较于现有的雾化芯的平均雾化量(TPM)有明显的提升，说明各实施例中雾化芯的雾化效率有明显提升。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种雾化芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10：提供多孔导热浆料和导电发热网；其中，所述多孔导热浆料的组成成分包括导热粉、玻璃粉、造孔剂和溶剂，所述导热粉、所述玻璃粉、所述造孔剂和所述溶剂的重量份数分别为：所述导热粉为45-65份，所述玻璃粉为5-20份，所述造孔剂为15-20份，所述溶剂为10-15份；

S20：以所述导电发热网为基底，在所述导电发热网上丝印所述多孔导热浆料，得到雾化芯生坯；

S30：对所述雾化芯生坯进行烧结处理，即得到雾化芯；其中，所述导电发热网上的多孔导热浆料在烧结固化后形成多孔基体。

2.如权利要求1所述的雾化芯的制备方法，其特征在于，所述多孔导热浆料的组成成分还包括表面活性剂、分散剂和促进剂，所述表面活性剂、所述分散剂和所述促进剂的重量份数分别为：所述表面活性剂为0.8-1.5份，所述分散剂为0.5-1.5份，所述促进剂为0.8-1.2份。

3.如权利要求1所述的雾化芯的制备方法，其特征在于，所述导热粉为金属粉，所述导电发热网为与所述导热粉相同材质的金属网；或者，所述导热粉为碳粉，所述导电发热网为碳网。

4.如权利要求1所述的雾化芯的制备方法，其特征在于，上述S20步骤中，在所述导电发热网上丝印所述多孔导热浆料时，所述多孔导热浆料除了覆盖于所述导电发热网一侧的表面上，所述多孔导热浆料还渗入至所述导电发热网的网孔中并与所述网孔的内壁相接触。

5.如权利要求1所述的雾化芯的制备方法，其特征在于，上述S20步骤中，在所述导电发热网上丝印所述多孔导热浆料之前，先对所述导电发热网进行抛光打磨处理，以提高所述导电发热网与所述多孔导热浆料之间的结合力。

6.如权利要求1所述的雾化芯的制备方法，其特征在于，上述S30步骤中，对所述雾化芯生坯进行烧结处理的具体步骤包括：将所述雾化芯生坯置于惰性气体氛围或真空气氛中，在500℃-700℃的温度下烧结1-5小时。

7.如权利要求1-6中任一项所述的雾化芯的制备方法，其特征在于，所述导电发热网的目数为400-2000目。

8.一种雾化芯，其特征在于，采用如权利要求1-7中任一项所述的雾化芯的制备方法制作而成；所述雾化芯包括导电发热网和多孔基体，所述导电发热网与所述多孔基体相接触。

9.如权利要求8所述的雾化芯，其特征在于，所述多孔基体包括主体部及与所述主体部相连的延伸部，所述主体部位于所述导电发热网的一侧并与所述导电发热网一侧的表面相接触，所述延伸部伸入至所述导电发热网的网孔内并与所述网孔的内壁相接触。

10.一种电子烟雾化器，其特征在于，包括如权利要求8或9所述的雾化芯。

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