DE4035062A1 - Verfahren zur herabsetzung des durch einstrahlung von sonnenstrahlung ausgeloesten temperaturanstieges in einem wenigstens ein fenster aufweisenden innenraum - Google Patents
Verfahren zur herabsetzung des durch einstrahlung von sonnenstrahlung ausgeloesten temperaturanstieges in einem wenigstens ein fenster aufweisenden innenraumInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herabsetzung des
durch Einstrahlung von Sonnenstrahlung ausgelösten Tempe
raturanstieges in einem wenigstens ein Fenster aufweisen
den Innenraum.
Besonders im Sommer stellt der durch Einstrahlung von
Sonnenstrahlung ausgelöste Temperaturanstieg in wenigstens
ein Fenster aufweisenden Innenräumen, insbesondere in In
nenräumen von Personenkraftwagen, Omnibussen, Lastkraftwa
gen, Flugzeugen, Wohnmobilen, Wohnwagen und Eisenbahnwag
gons ein Problem dar. Die hohe Temperatur in den Innenräu
men führt zur Beeinträchtigung des Wohlbefindens der Men
schen, die sich in den Innenräumen aufhalten müssen und
zur Belastung der in den Innenräumen verwendeten Mate
rialien (so kann es z. B. bei Kunststoffen zum Aus
schwitzen von Additiven kommen).
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgaben
stellung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens
zur Herabsetzung des durch Einstrahlung von Sonnenstrah
lung ausgelösten Temperaturanstiegs in Innenräumen, die
wenigstens ein Fenster aufweisen. Die Aufgabe wird überra
schenderweise durch ein Verfahren gelöst, bei dem wenig
stens ein Teil der Innenwände des Innenraumes und/oder
wenigstens ein Teil der in dem Innenraum vorhandenen
Gegenstände mit einer IR-Strahlung reflektierenden
Oberfläche ausgestattet wird.
In der DE-OS-35 45 616 wird ein Verfahren zum Reduzieren des
durch Einstrahlung von Sonnenstrahlung ausgelösten Tempe
raturanstiegs von nichtmetallischen Trägermaterialien be
schrieben, bei dem die nichtmetallischen Trägermaterialien
mit einer IR-Strahlung reflektierenden Lackierung versehen
werden. In der DE-OS-27 19 170 wird ein Verfahren zum Schutz
von PVC-Schichten gegen Sonnenstrahlungseinwirkung offen
bart, bei dem das PVC mit einer aus Polymethylmethacrylat
bestehenden Deckschicht beschichtet wird und die IR-Strah
lung durch Pigmentierung der Deckschicht bzw. der PVC-
Schicht mit IR-Strahlung reflektierenden Pigmenten (unter
IR-Strahlung reflektierenden Pigmenten werden Pigmente
verstanden, die IR-Strahlung streuen und gar nicht oder
nur in geringem Maß absorbieren) entweder beim Auftreffen
auf die Deckschicht oder beim Auftreffen auf die PVC-
Schicht reflektiert wird. Weder in der DE-OS-35 45 616 noch
in der DE-OS-27 19 170 sind irgendwelche Hinweise auf die
der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Aufgabenstel
lung der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herabsetzung
des durch Einstrahlung von Sonnenstrahlung ausgelösten
Temperaturanstiegs in Innenräumen, die wenigstens ein
Fenster aufweisen, zu finden.
Im Jahrbuch für Oberflächentechnik, 1980, Band 36 wird auf
den Seiten 319-326 in einem Beitrag von E. Höfling über
"Möglichkeiten zur Beeinflussung des Wärmehaushaltes von
Gebäuden durch gezielte Wahl von Beschichtungsmaterialien"
berichtet. Höfling berichtet im wesentlichen über die Be
schichtung von Gebäudefassaden mit IR-Strahlung reflektie
renden Lacken. In dem Artikel sind keinerlei Hinweise auf
eine Ausstattung von Innenwänden mit IR-Strahlung reflek
tierenden Oberflächen zu finden. Ebensowenig enthält der
Beitrag von Höfling irgendwelche Hinweise auf die Proble
matik des durch Einstrahlung von Sonnenstrahlung in Innen
räume von Personenkraftwagen, Omnibussen, Lastkraftwagen,
Flugzeugen, Wohnmobilen, Wohnwagen und Eisenbahnwaggons
ausgelösten Temperaturanstiegs.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist wenigstens ein
Teil der Innenwände des wenigstens ein Fenster aufweisen
den Innenraumes und/oder wenigstens ein Teil der in dem
Innenraum vorhandenen Gegenstände mit einer IR-Strahlung
reflektierenden Oberfläche auszustatten. Dabei sind insbe
sondere die in dem wenigstens ein Fenster aufweisenden
Innenraum vorhandenen Flächen, die durch das bzw. die Fen
ster direkt mit Sonnenstrahlung bestrahlt werden (z. B.
Hutablageflächen und/oder Abdeckungen von Armaturenbret
tern und/oder Sitze bei Innenräumen von Personenkraftwa
gen, Omnibussen, Lastkraftwagen, Wohnmobilen und Wohnwa
gen), mit einer IR-Strahlung reflektierenden Oberfläche
auszustatten. Die IR-Strahlung reflektierende Oberfläche
sollte insbesondere im Wellenlängenbereich von 700 bis
3000 nm, vorzugsweise 720 bis 2500 nm, reflektieren.
Als IR-Strahlung reflektierende Oberflächen können bei
spielsweise eingesetzt werden: IR-Strahlung reflektierende
Metalle wie z. B. Aluminium, Gold, Silber, Nickel und
Chrom, mit solchen Metallen beschichtete Substrate (z. B.
beschichtete Folien, insbesondere beschichtete Kunst
stoffolien), mit IR-Strahlung reflektierenden Pigmenten
pigmentierte Kunststoffe oder Substrate, die mit einem
Lack lackiert worden sind, der ein IR-Strahlung reflektie
rendes Pigment oder eine Mischung aus IR-Strahlung reflek
tierenden Pigmenten enthält.
Es ist bevorzugt, als IR-Strahlung reflektierende Ober
flächen solche Oberflächen einzusetzen, die aus einem IR-
Strahlung reflektierenden Substrat (z. B. aus einem IR-
Strahlung reflektierenden Metall wie z. B. Aluminium,
Gold, Silber, Nickel oder Chrom oder aus einem mit solchen
Metallen beschichteten Substrat oder aus einem mit IR-
Strahlung reflektierenden Pigmenten pigmentierten Kunst
stoff oder aus einem Substrat, das mit einer IR-Strahlung
reflektierenden Lackschicht beschichtet ist) bestehen, das
mit einem weißen, grauen, schwarzen oder bunten Lack und
gegebenenfalls noch zusätzlich mit einem un- bzw. transpa
rent pigmentierten Lack (Klarlack) lackiert ist, wobei der
weiße, graue, schwarze oder bunte und gegebenenfalls der
un- bzw. transparent pigmentierte Lack so ausgewählt wer
den, daß die erhaltenen Lackschichten die einfallende und
die vom IR-Strahlung reflektierenden Substrat reflektierte
IR-Strahlung nicht vollständig absorbieren. Der weiße,
graue, schwarze oder bunte Lack kann als farbgebende
Komponenten Pigmente (vorzugsweise IR-reflektierende Pig
mente) und/oder lösliche Farbstoffe enthalten.
Als bevorzugte IR-Strahlung reflektierende Substrate
werden genannt: mit IR-Strahlung reflektierenden Metallen
wie z. B. Aluminium, Gold, Silber, Nickel oder Chrom
beschichtete Substrate, insbesondere mit IR-Strahlung
reflektierenden Metallen beschichtete Kunststoffe, mit IR-
Strahlung reflektierenden Pigmenten pigmentierte Kunst
stoffe, mit IR-Strahlung reflektierenden Lackschichten,
insbesondere mit metallpigmenthaltigen Lackschichten be
schichtete Substrate (insbesondere Kunststoffsubstrate)
und Substrate (insbesondere Kunststoffsubstrate), die
sowohl mit einer IR-Strahlung reflektierenden Metall
schicht als auch mit einer IR-Strahlung reflektierenden
Lackschicht beschichtet sind.
Mit IR-Strahlung reflektierenden Metallen beschichtete
Substrate gehören zum Stand der Technik und sind im Handel
erhältlich (die Metalle können beispielsweise durch Auf
dampfen, Sputtern sowie durch elektrolytische oder chemi
sche Abscheidung aufgebracht worden sein). Mit IR-Strah
lung reflektierenden Pigmenten pigmentierte Kunststoffe
gehören ebenfalls zum Stand der Technik und sind im Handel
erhältlich. Mit IR-Strahlung reflektierenden Lackschich
ten, insbesondere mit metallpigmenthaltigen Lackschichten,
vorzugsweise mit aluminiumpigmenthaltigen Lackschichten
beschichtete Substrate, sind für den Fachmann problemlos
herstellbar. Er muß lediglich für die jeweiligen Substrate
(z. B. Kunststoffe wie ABS, Polyurethan, Polyester, Poly
carbonat, Polyethylen, Polypropylen, PVC usw.) geeignete
Lacke mit IR-Strahlung reflektierenden Pigmenten oder Mi
schungen aus IR-Strahlung reflektierenden Pigmenten pig
mentieren und die in Rede stehenden Substrate mit diesen
Lacken lackieren. Als Beispiele für IR-Strahlung reflek
tierende Pigmente werden genannt: TiO2 mit geeigneter
Teilchengröße (z. B. Rutilsand mit einer mittleren Teil
chengröße von 1 bis 5 µm und flokkuliertes TiO2), Pigmente
aus IR-Strahlung reflektierenden Metallen, insbesondere
Aluminiumplättchen-Pigmente, Chromoxidgrün, zur Herstel
lung von Tarnfarben geeignete IR-Strahlung reflektierende
Pigmente sowie die in der DE-OS-36 20 659, EP-A-56 870,
DE-OS-34 22 757, EP-A-88 416 und DE-OS-35 45 616 genannten IR-
Strahlung reflektierenden Pigmente. Es ist bevorzugt,
Rutil mit einer mittleren Teilchengröße von 1 bis 5 µm,
Aluminiumplättchen-Pigmente oder Mischungen aus Rutil und
Aluminiumplättchen-Pigmenten als IR-Strahlung reflektie
rende Pigmente einzusetzen.
Das IR-Strahlung reflektierende Substrat wird vorteilhaf
terweise mit einem weißen, grauen, schwarzen oder bunten
Lack und gegebenenfalls noch zusätzlich mit einem un- bzw.
transparent pigmentierten Lack (Klarlack) lackiert, wobei
der weiße, graue, schwarze oder bunte und ggf. der un
bzw. transparent pigmentierte Lack so ausgewählt werden,
daß die erhaltenen Lackschichten die einfallende und die
von dem IR-Strahlung reflektierenden Substrat reflektierte
IR-Strahlung nicht vollständig absorbieren. Bei der auf
diese Weise erhaltenen bevorzugt eingesetzten IR-Strahlung
reflektierenden Oberfläche sorgt die Oberfläche des IR-
Strahlung reflektierenden Substrats für die Reflexion der
IR-Strahlung, während Farbgebung, Reflexionsverhalten im
Sichtbaren (Glanz usw.) von der bzw. den überlackierten
Lackschichten bestimmt werden. Auf diese Weise können IR-
Strahlung reflektierende Oberflächen bereitgestellt wer
den, die hinsichtlich Farbgebung, Reflexionsverhalten im
Sichtbaren (Glanz) usw. auf die jeweiligen Einsatzzwecke
hin optimiert sind.
Zur Lackierung des IR-Strahlung reflektierenden Substrats
können prinzipiell alle weißen, schwarzen, grauen oder
bunten Lacke eingesetzt werden, die die einfallende und
die von dem IR-Strahlung reflektierenden Substrat reflek
tierte IR-Strahlung nicht vollständig absorbieren. Der
Fachmann kann für die jeweiligen Substrate geeignete Lacke
hinsichtlich ihres IR-Absorptionsverhaltens untersuchen,
wo moglich stark IR-Strahlung absorbierende Lackkomponen
ten durch weniger stark IR-Strahlung absorbierende Kompo
nenten ersetzen und den Lack, der eine möglichst geringe
IR-Absorption aufweist und das übrige Anforderungsprofil
optimal erfüllt, einsetzen. In den Fällen, in denen es
hinsichtlich Farbton und sonstigen optischen Eigenschaften
möglich ist, kann es vorteilhaft sein, auch in dem zur
Lackierung des IR-Strahlung reflektierenden Substrats
verwendeten weißen, grauen, schwarzen oder bunten Lack IR-
Strahlung reflektierende Pigmente mitzuverwenden.
Es ist vorteilhaft, wenn der zur Lackierung des IR-Strah
lung reflektierenden Substrats verwendete weiße, graue,
schwarze oder bunte Lack bei vorgegebenem RG (spektrale
IR-Reflexion des IR-Strahlung reflektierenden Substrats),
hinsichtlich S (spektraler Streukoeffizient im IR-Bereich
in cm-1 der im weißen, grauen, schwarzen oder bunten Lack
eingesetzten Pigmente bzw. Pigmentmischungen), D (Dicke
des weißen, grauen, schwarzen oder bunten Lackfilms in cm)
und R∞(spektrale IR-Reflexion des optisch unendlich dik
ken weißen, grauen, schwarzen oder bunten Lackfilms) wie
in Tabelle 1 aufgeführt ausgewählt wird. RG und R∞ lassen
sich mit einem Spektralphotometer mit Reflexionsmeßein
richtung experimentell bestimmen (vgl. z. B. Kohlrausch,
praktische Physik, Band 1, Kapitel 5, Stuttgart 1985 oder
Kortüm, Reflectance Spectroscopy, Springer Verlag, Berlin,
Heidelberg, New York 1969, Kapitel VI). S kann ebenfalls
experimentell bestimmt werden (vgl. ebenso Kortüm, Kapi
tel IV).
Die Angaben beziehen sich auf Lackbindemittel und Sub
stratmaterial mit einem Brechungsindex von n = 1,5. Die
Messungen haben an der Grenzfläche Luft/Substrat zu erfol
gen. Reflexionsminderungen an den Grenzflächen zwischen
zwei Medien mit unterschiedlichen Brechungsindices kann
der Fachmann durch die Korrekturformel nach Saunderson be
rechnen (siehe J.L. Saunderson, Calculation of the Color
of pigmented Plastics, J.O.S.A., Vol. 32, S. 727 ff., 1942
oder A. Reule, Der Grenzflächeneinfluß bei Remissionsmes
sungen, Optik, S. 387-405, 1972.)
Eine weitere Überlackierung des nach dem oben beschriebe
nen Verfahren lackierten IR-Strahlung reflektierenden Sub
strats mit einem Klarlack kann in den Fällen angezeigt
sein, wo zusätzlicher Lichtschutz (z. B. erzielbar durch
Inkorporation von Lichtschuztmitteln in den Klarlack),
eine besonders glänzende oder eine besonders matte Ober
fläche (z. B. erzielbar durch Inkorporation von Mattie
rungsmitteln in den Klarlack) oder ein zusätzlicher Schutz
gegen mechanische und/oder chemische Belastungen erwünscht
ist. Bei der Auswahl der eingesetzten Klarlacke ist
selbstverständlich darauf zu achten, daß solche Klarlacke
eingesetzt werden, die möglichst wenig IR-Strahlung absor
bieren. Die Bereitstellung derartiger Klarlacke bereitet
dem Fachmann keine Probleme. Er muß lediglich bekannte,
ggf. auf den jeweiligen Anwendungsfall hin optimierte
Klarlacke hinsichtlich ihres IR-Absorptionsverhaltens
untersuchen, wo möglich stark IR-Strahlung absorbierende
Lackkomponenten durch weniger stark IR-Strahlung absorbie
rende Komponenten ersetzen und den Klarlack, der eine mög
lichst geringe IR-Absorption aufweist und das übrige
Anforderungsprofil optimal erfüllt, einsetzen.
Im folgenden Beispiel wird die Erfindung näher erläutert.
Alle Angaben über Teile sind Gewichtsangaben, wenn nicht
ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.
Als Innenraum mit Fenster wurde ein Kasten aus Styropor®
mit folgenden Abmessungen gewählt:
Die Wandstärke des Boden betrug 1,5 cm.
Die Seitenwände hatten eine Wandstärke von 2 cm an der
Breit- und 1,5 cm an der Längsseite.
Der Kasten wurde abgedeckt mit einer Glasplatte von 2 mm
Dicke.
An der Breitseite wurde ein 13 cm langes Thermoelement
2 cm oberhalb des Bodens durch eine Bohrung von 4 mm
Durchmesser eingeführt.
Das Thermoelement bestand aus einer (NiCr-Ni) -Kombination
und wurde an das Digitalthermometer Typ Siemens Thermizet
34001 (Anzeige 0,1-C) angeschlossen.
Es wurden zwei Kästen benutzt, deren Böden unterschiedlich
beschichtet wurden.
Kasten Nr. I
Kasten Nr. I
- - Bodenbeschichtung:
- - schwarzes Papier,
- - Reflexion 5% für den Wellenlängenbereich von 650-2500 nm,
- - L = 26,88, L entspricht dem CIELAB L-Wert DIN 6174.
Messungen der Reflexion im Spektralbereich 400-700 nm
erfolgten mit dem Reflexionspektralphotometer-Farbmessge
rät RFC 16, Fabrikat Carl Zeiss, Messgeometrie d/8° gemäß
DIN 5033.
Die farbmetrische Auswertung wurde für den 10° Normal
beobachter und Normlichtart D65 durchgeführt, entsprechend
DIN 5033.
Die Berechung von L erfolgte gemäß DIN 6174.
Die Messungen der Reflexion im Bereich 650-2500 nm
erfolgten mit dem Spektralphotometer PMQ II, Fabrikat Carl
Zeiss, Meßgeometrie d/0°.
Eine Hälfte des Bodens des zweiten Kastens (Kasten II)
wurde mit einer mit einem Weißlack (Grundierung, Schicht
dicke 45 µm) und einem Schwarzlack (Decklack, Schichtdicke
14 µm) lackierten Papierfolie beschichtet, und die andere
Hälfte des Bodens des zweiten Kastens wurde mit einer
rückseitig mit Aluminium und vorderseitig mit Gold und
einem Schwarzlack (Schichtdicke 30 µm) beschichteten Poly
esterfolie beschichtet. Der verwendete Weißlack hatte fol
gende Zusammensetzung:
Gew.-%
42,0 Tio₂ Rutil/RTC 4 U (Hersteller: Tioxide),
24,0 Praekondensat aus Harnstoff- und Alkydharz,
5,8 butanolverethertes Melaminharz,
0,7 Soventnaphtha,
14,3 Xylol,
8,4 Butanol,
4,8 Ethylbenzol.
Gew.-%
42,0 Tio₂ Rutil/RTC 4 U (Hersteller: Tioxide),
24,0 Praekondensat aus Harnstoff- und Alkydharz,
5,8 butanolverethertes Melaminharz,
0,7 Soventnaphtha,
14,3 Xylol,
8,4 Butanol,
4,8 Ethylbenzol.
Der zur Lackierung der Papierfolie und der Polyesterfolie
eingesetzte Schwarzlack hatte folgende Zusammensetzung:
Gew.-%
2,8 Paliogenschwarz (Pigment Black 31; Hersteller: BASF AG),
17,3 kurzöliges Alkydharz,
20,5 Praekondensat aus Harnstoff- und Alkydharz,
9,4 butanolverethertes Melaminharz,
13,9 Solventnaphtha,
18,8 Xylol,
10,0 Butanol,
1,1 Propylbenzol,
6,2 Ethylbenzol.
Gew.-%
2,8 Paliogenschwarz (Pigment Black 31; Hersteller: BASF AG),
17,3 kurzöliges Alkydharz,
20,5 Praekondensat aus Harnstoff- und Alkydharz,
9,4 butanolverethertes Melaminharz,
13,9 Solventnaphtha,
18,8 Xylol,
10,0 Butanol,
1,1 Propylbenzol,
6,2 Ethylbenzol.
Der CIELAB L-Wert betrug für die lackierte Papierfolie
23,69 und für die lackierte Polyesterfolie 25,25. Die
Messungen und Berechnungen von L erfolgten wie oben
beschrieben. Die spektrale Reflexion im Bereich 650-2500 nm
wurde ebenfalls wie oben beschrieben bestimmt und
ist in Tabelle 2 wiedergegeben.
Die beiden Kästen wurden mit ihren Mittelpunkten unter
eine Glühlampe vom Typ Osram-Concentra Flood (100 Watt
Leistungsaufnahme, mit Innenverspiegelung) gestellt
(Abstand Glasoberfläche - Glühlampe: 29 cm) und 50 Minuten
lang bestrahlt. Der Temperaturanstieg in den Kästen wurde
mit Hilfe des an der Breitseite eingeführten Thermoelemen
tes gemessen. Das Thermoelement wurde durch einen 10 mm
breiten Blechstreifen von 14 cm Länge, der auf der Glas
oberfläche angebracht wurde, gegen direkte Strahlung ge
schützt. Die Meßergebnisse sind der Tabelle 3 zu ent
nehmen.
Claims (6)
1. Verfahren zur Herabsetzung des durch Einstrahlung von
Sonnenstrahlung ausgelösten Temperaturanstiegs in
einem wenigstens ein Fenster aufweisenden Innenraum,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der
Innenwände des Innenraumes und/oder wenigstens ein
Teil der in dem Innenraum vorhandenen Gegenstände mit
einer IR-Strahlung reflektierenden Oberfläche ausge
stattet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Innenraum ein Innenraum eines Personenkraftwagens,
eines Omnibusses, eines Lastkraftwagens, eines Flug
zeuges, eines Wohnmobils, eines Wohnwagens oder eines
Eisenbahnwaggons ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die IR-Strahlung reflektierende Oberfläche
aus einem IR-Strahlung reflektierenden Substrat be
steht, das mit einem weißen, grauen, schwarzen oder
bunten Lack und gegebenenfalls noch zusätzlich mit
einem un- bzw. transparent pigmentierten Lack (Klar
lack) lackiert ist, wobei der weiße, schwarze, graue
oder bunte und ggf. der un- bzw. transparent pigmen
tierte Lack so ausgewählt werden, daß die erhaltenen
Lackschichten die einfallende und die vom IR-Strahlung
reflektierenden Substrat reflektierte IR-Strahlung
nicht vollständig absorbieren.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das IR-Strahlung reflektierende Substrat ein mit einem
IR-Strahlung reflektierenden Metall beschichtetes
Substrat, vorzugsweise ein mit einem IR-Strahlung
reflektierenden Metall beschichteter Kunststoff ist.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das IR-Strahlung reflektierende Substrat ein mit IR-
Strahlung reflektierenden Pigmenten pigmentierter
Kunststoff ist.
6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das IR-Strahlung reflektierende Substrat ein mit einer
IR-Strahlung reflektierenden Lackschicht, vorzugsweise
ein mit einer aluminiumpigmenthaltigen Lackschicht be
schichtetes Substrat ist.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| DE19904035062 DE4035062A1 (de) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | Verfahren zur herabsetzung des durch einstrahlung von sonnenstrahlung ausgeloesten temperaturanstieges in einem wenigstens ein fenster aufweisenden innenraum |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19904035062 DE4035062A1 (de) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | Verfahren zur herabsetzung des durch einstrahlung von sonnenstrahlung ausgeloesten temperaturanstieges in einem wenigstens ein fenster aufweisenden innenraum |
Publications (1)
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