EP0481854B1 - Verfahren zum Vakuumverpacken von flüssigen oder pastösen Produkten in Spender, Vorrichtung dafür und so erhaltene Spender - Google Patents

Verfahren zum Vakuumverpacken von flüssigen oder pastösen Produkten in Spender, Vorrichtung dafür und so erhaltene Spender Download PDF

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EP0481854B1
EP0481854B1 EP91402717A EP91402717A EP0481854B1 EP 0481854 B1 EP0481854 B1 EP 0481854B1 EP 91402717 A EP91402717 A EP 91402717A EP 91402717 A EP91402717 A EP 91402717A EP 0481854 B1 EP0481854 B1 EP 0481854B1
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EP
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valve
product
vacuum
bell
reservoir
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EP91402717A
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Jean-Pierre Varlet
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Valois SAS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B31/00—Packaging articles or materials under special atmospheric or gaseous conditions; Adding propellants to aerosol containers
    • B65B31/02—Filling, closing, or filling and closing, containers or wrappers in chambers maintained under vacuum or superatmospheric pressure or containing a special atmosphere, e.g. of inert gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B11/00—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use
    • B05B11/0005—Components or details
    • B05B11/0097—Means for filling or refilling the sprayer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B11/00—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use
    • B05B11/01—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use characterised by the means producing the flow
    • B05B11/02—Membranes or pistons acting on the contents inside the container, e.g. follower pistons
    • B05B11/028—Pistons separating the content remaining in the container from the atmospheric air to compensate underpressure inside the container

Definitions

  • the present invention relates to a process for packaging liquid to pasty products so as to present them in vacuum dispensers.
  • the products concerned are rather cosmetics or medicines which do not tolerate contact with the ambient air due to the risks of oxidation or contamination.
  • the distributors preferably consist of a variable capacity reservoir (bottle with a deformable envelope, tube closed by a scraper piston, etc.) sealed off by a distribution valve without air intake.
  • the latter finally finds an advantage in being associated with a precompression pump in order to guarantee both cleanliness of distribution and acceptable rate of exhaustion.
  • a device suitable for implementing the present process also forms part of the invention, as do the distributors which result therefrom.
  • a method of packaging in vacuum packaging is in particular known in the prior art. It is in particular exposed in the American patent US-A-4 845 927 of RAPPARINI having for priority date January 21, 1987. It consists first of all in 'filling a small bag with the product to be packaged by introducing the latter by a open side of the bag. Then the whole is placed in a bucket so that the open side of the bag is on top of the bucket. A bell is then lowered in order to hermetically close this top. The sachet is thus enclosed in an enclosure whose air is evacuated using a vacuum pump system. In the patent specification, provision is then made for jaws to heat seal the open side of the small bag. It is only after this welding operation that the enclosure is brought back to atmospheric pressure and that the sachet is released from the cup by withdrawal of the bell.
  • the VALOIS company from June 1988, adapted this process to the case of flexible tubes containing a paste of the toothpaste type. There was however the idea of enclosing the tube in an enclosure in order to create a vacuum, then sealing the bottom of the tube within it before bringing the enclosure to atmospheric pressure.
  • This same company finally used in the French patent application FR-A-2 653 744 filed on October 31, 1989 a comparable method in order to subject a dispensing valve to a bottle. Once the vacuum of air established in the enclosure, the valve was in fact crimped on the bottle, for example, and this inside the enclosure itself with the help of pliers specially arranged in the closing bell.
  • This particular type of reservoir R in fact consists of a cylindrical tube 10, the bottom 13 of which is open.
  • a cover 16 retained by a sleeve 12 adapted to forcefully engage around the lower periphery 14 of the tube 10 can however protect this open bottom 13 from untimely pressure from the user or, more simply, from dirt .
  • Behind this cover 16, which has a vent hole 17 for this, a scraper piston 50 is able to circulate along the tube 10. A double peripheral lip 51 then seals the piston-tube contact.
  • a preferred form of the scraper piston 50 is shown in Figures 1 to 3 in the appendix.
  • it comprises a crown 52 which projects sufficiently to come into abutment on the cover 16 when the piston 50 is in the low position (associated with the maximum capacity of the tube 10).
  • a crown 53 also extends. Its diameter, greater than that of the previous crown 52, is calculated so that a distribution valve V set on the neck 15 of the tube 10 is able to take place at the within the crown 53 when the piston 50 is in the high position (associated with the minimum capacity of the tube 10). The crown 53 is then in abutment against the base of the neck 15.
  • the introduction of the product into such a tube 10 can take place in two different ways as soon as the known techniques of filling at atmospheric pressure are implemented.
  • the first (not shown) provides that the piston 50 remains in the low position throughout the operation.
  • An injector is then lowered by the open neck 15 of the tube 10 to the immediate vicinity of the piston 50. It delivers product and is raised relative to the tube 10 as the quantity of product injected increases. Care is then taken to keep the end of the injector above the surface of the product. This in fact limits the risks of air bubbles remaining trapped in the mass already introduced. In practice, however, the inclusion of small volumes of air remains inevitable. And the presence of the crown 53 promotes this undesired phenomenon in this case.
  • the second filling method already disclosed consists in placing the piston 50 in the high position beforehand (cf. fig. 2).
  • An injector 200 is introduced through the neck 15 of the tube 10 as in the first method. However, its end 201 is simply disposed within the crown 53 of the piston 50. It is moreover secured by means of a plug 210 sealing the neck 15 and is thus isolated from the outside.
  • product 80 is then injected with sufficient pressure to cause the scraper piston 50 to descend as new quantities of product are introduced.
  • the present invention aims to provide a method of packaging liquid to pasty products in a vacuum dispenser in which filling the dispenser tanks completely avoids trapping air bubbles. It must be particularly effective when the reservoirs are scraper piston tubes like those just described.
  • a method of packaging a liquid to pasty product in a vacuum dispenser is disclosed.
  • a quantity of said product equal to said maximum capacity of said tank isolated using a metering cylinder is therefore advantageously pushed back by a piston through said injector, said valve being a hydraulic valve adapted to deliver switching to said quantity of said product as a function of the force developed by said piston.
  • Said metering cylinder is then for example filled with said product prior to said filling operation from a reserve of said product maintained under vacuum, via a valve.
  • said bucket is moved vertically by a jack which brings it into contact with said bell in order to constitute said hermetic enclosure.
  • said hermetic enclosure is formed while said bell and said bucket are applied to each other at the level of a joint subject to said bell.
  • said air vacuum can be created using a vacuum pump system which communicates with said bell through at least one duct.
  • said sealed enclosure is brought to atmospheric pressure, then said cup and said bell are separated from each other so that said filled reservoir is released.
  • said dispensing member is placed in said opening, a vacuum fixing operation of said member then intervening to complete said process.
  • said means adapted to vary the capacity of said reservoir consist of a scraper piston, and said dispensing member is a precompression metering pump suitable for dispensing creams.
  • the present invention also discloses a device according to claim 13 for implementing the above method.
  • FIGS. 1 to 3 If the scraper piston tube shown in FIGS. 1 to 3 has already been described above in the part of this thesis devoted to the prior art, it should here be added how a dispenser is advantageously presented at the end of the present vacuum packaging process using this type of reservoir R.
  • the section of Figure 1 illustrates such a dispenser.
  • a distribution valve V Partly introduced into the neck 15 of the tube 10 is in fact a distribution valve V.
  • a precompression dosing pump adapted to the distribution of creams.
  • a valve stem 40 protrudes outside, protruding out of a spinner 30.
  • the latter comprises for example an annular wheelbase 32 to rest on the periphery of the neck 15 of the tube 10.
  • a seal 23 is however interposed between this periphery and the wheelbase 32. In this way a crimping flange 20 is able to pinch the corresponding stack in order not only to subject valve V to tube 10, but also to make the attachment particularly watertight.
  • a guiding ferrule 92 is passed around the neck 15 of the tube 10. It guarantees proper actuation of the valve stem 40 by means of a push button 90. The latter determines in this case a lateral distribution of the product which, from the rod 40, is deflected as far as the nozzle 91 within a bent channel of the push button 90.
  • a cap 11 is finally adapted to fit onto the tube 10 over the dispensing members which have just been quickly reviewed. Recall that they are specified here only as an illustration of a dispenser obtainable by the present vacuum packaging process.
  • FIG. 4 A particularly important phase of this process in the context of the present invention is illustrated in the diagram in FIG. 4. It is the operation of filling the reservoir R.
  • the latter is then placed in a bucket 110 having for example the shape of a case with a bottom, but without top.
  • the casing is cylindrical and its internal diameter is adapted to easy engagement as well as to effective maintenance of the reservoir R.
  • the latter is also maintained so as to have its maximum capacity.
  • its scraper piston 50 is in the low position.
  • the cover 16 and the sleeve 12 are advantageously already assembled to the casing 10. Indeed, the filling operation generally takes place at the product manufacturer and the tanks are delivered by another company which takes care to save this manufacturer any task not related to the actual packaging.
  • the neck 15 of the reservoir R is finally presented on the open top of the bucket 110 so that it is accessible.
  • a bell 210 is brought into contact with the bucket 110 in order to close it.
  • this can be done by means of a jack 100 adapted to raise the bucket as soon as it is plumb with the bell 210.
  • a jack 100 adapted to raise the bucket as soon as it is plumb with the bell 210.
  • closing the bucket by the bell is likely to have recourse to means of relative displacement of a greater or lesser complexity, the present presentation sticking rather to an operating principle.
  • the bell 210 is for example provided below with a thick seal 211 in order to ensure the tightness of its contact with the bucket 110. Consequently, the reservoir R is found in a hermetic enclosure. However, it communicates via at least one suitable duct 212 with a vacuum pump system. This is not shown and only an arrow coming from this conduit 212 materializes the evacuation of the air initially contained in the enclosure.
  • an injector 200 adapted for the introduction of the product into the reservoir R. It is for example a cannula subject to a support 202 integral with the bell 210. Its height is in this case calculated so that its end 201 automatically takes place within the neck 15 as soon as the bell and cup are in contact. In other words, no relative movement of this end 201 and of the reservoir R is planned thereafter and, in particular, while the filling of the reservoir is taking place.
  • the product 80 which is then introduced by the injector 200 is for example withdrawn from a hopper 250. In this case, it is rather maintained under vacuum. This is shown diagrammatically in FIG. 4 by the arrow coming out of the conduit 252.
  • an agitator 261 driven by a motor 260 can advantageously prevent the more or less compact product from preventing the evacuation of the content of the hopper 250 through its lower orifice 251.
  • FIG. 4 schematically shows a three-way valve. It is for example a ball valve, its male part comprising three holes. In this way, either the hopper 250 and a metering cylinder 240 shown diagrammatically in FIG. 4 to the right of the valve 230 can be placed in communication, or this metering cylinder 240 and the bell 210.
  • a hydraulic valve 220 In the latter case, however, the communication is further regulated by a hydraulic valve 220.
  • the diagram in FIG. 4 is limited to recalling that such a valve comprises a needle 221 adapted to collaborate with a valve seat.
  • this seat is advantageously provided by the end 201 of the injector 200, the latter being for this purpose narrowed relative to the internal channel of the injector 200 in which the needle 221 takes place.
  • the hydraulic valve 220 also includes a piston head retained protected from the product on the side opposite the needle 221 by a spring (not shown) while the product under pressure can infiltrate under the head on the side where the needle 221 takes root.
  • the filling operation ensures that at no time during its transfer, the dose of product to be introduced into the reservoir R is not in contact with the air. It cannot therefore contain the slightest bubble.
  • the packaging process can then be completed by a vacuum sealing operation of the reservoir R according to a known embodiment.
  • the pig piston tube which is more particularly concerned here, its valve V is advantageously crimped empty according to the teaching of the application FR-A-2 653 744 cited above. Note that it is then more practical to restore atmospheric pressure in the enclosure of FIG. 4 in order to separate the cup 110 from the bell 210 and to be able to arrange the valve V in the neck 15 of the tank. Contact of the free surface of the product with the ambient air thus called into question does not, however, risk losing the benefit of the filling operation as described above. Also the vacuum dispensers containing such doses devoid of totally air are also part of the present invention.

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Claims (21)

  1. Verfahren zum Konditionieren eines flüssigen bis pastenartigen Produktes (80) in einem Spender unter Luftabschluß, wobei dieser Spender insbesondere durch einen Behälter (R) gebildet ist, welcher eine Öffnung sowie Mittel zum Verändern seines Rauminhaltes aufweist, sowie durch ein Organ (V) zum Spenden ohne gleichzeitiges Ansaugen von Luft, welches diesen Behälter (R) dicht verschließen kann, wobei das Verfahren aus folgenden Schritten besteht:
    - Einsetzen des Behälters (R) in seiner Konfiguration für maximalen Rauminhalt in einen Becher (110) mit offener Oberseite derart, daß seine Öffnung sich an dieser Oberseite befindet;
    - Schließen dieses Bechers (110) mit Hilfe einer Glocke (210) derart, daß ein hermetisch abgeschlossener Raum gebildet wird, wobei sich in dieser Glocke (210) eine Füllvorrichtung befindet, die einen Injektor (200) mit einem Ende (201) aufweist und wobei der Injektor (200) der Glocke (210) so zugeordnet ist, daß dann, wenn der hermetisch abgeschlossene Raum gebildet ist, dieses Ende (201) in die Öffnung des Behälters (R) eingreift;
    - Erzeugen des luftleeren Zustandes in dem hermetisch abgeschlossenen Raum;
    dadurch gekennzeichnet, daß eine nachfolgende Fülloperation aus folgendem besteht:
    - Einfüllen des Produktes (80) mittels des Injektors (200) über ein Ventil (220) in den Behälter (R) unter Luftabschluß bei einem zum Offenhalten dieses Ventils (220) ausreichenden Druck, wobei dieses Ventil (220) im übrigen dazu ausgelegt ist, den Injektor (200) außerhalb der Fülloperation so zu verschließen, daß der in dem hermetisch abgeschlossenen Raum erzeugte luftleere Zustand nicht zu einem Ansaugen dieses Produktes (80) durch den Injektor (200) hindurch in den Raum führt.
  2. Verfahren zum Konditionieren unter Luftabschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Fülloperation eine dem maximalen Rauminhalt dieses Behälters (R) gleiche Menge des Produktes (80) mit Hilfe eines Dosierzylinders (240) isoliert und mittels eines Kolbens (241) durch den Injektor (200) hindurchgedrückt wird, wobei das Ventil (220) ein hydraulisches Ventil ist, welches dazu ausgelegt ist, der genannten Menge dieses Produktes (80) in Abhängigkeit von der von dem Kolben (241) aufgebrachten Kraft Durchtritt zu ermöglichen.
  3. Verfahren zum Konditionieren unter Luftabschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierzylinder (240) mit dem Produkt (80) vor der Fülloperation aus einem unter Luftabschluß gehaltenen Vorrat (250) dieses Produktes über einen Ventilschieber (230) gefüllt wird.
  4. Verfahren zum Konditionieren unter Luftabschluß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrat (250) des Produktes (80) ein Schacht mit einer unteren Öffnung (251) ist, auf deren Höhe der genannte Ventilschieber (230) angeordnet ist, wobei ein Motor (260) einen in dem Produkt (80) in der Nähe der Öffnung (251) angeordneten Rührer (261) so antreibt, daß dieses Produkt (80) unter guten Bedingungen durch die Öffnung (251) hinausbefördert wird.
  5. Verfahren zum Konditionieren unter Luftabschluß nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (230) ein Dreiwegeschieber ist, um entweder den Vorrat (250) mit dem Dosierzylinder (240) oder diesen Dosierzylinder (240) mit dem Injektor (200) in Verbindung zu bringen.
  6. Verfahren zum Konditionieren unter Luftabschluß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (230) ein Kükenschieber ist, dessen Einsatzteil drei Löcher aufweist.
  7. Verfahren zum Konditionieren unter Luftabschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Becher (110) von einem Stellantrieb (100) vertikal verstellt wird, welcher diesen in Verbindung mit der Glocke (210) bringt, um auf diese Weise den hermetisch abgeschlossenen Raum zu bilden.
  8. Verfahren zum Konditionieren unter Luftabschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der hermetisch abgeschlossene Raum gebildet wird, indem die Glocke (210) und der Becher (110) sich auf der Höhe einer Dichtung (211) aneinanderlegen, die der Glocke (210) zugeordnet ist.
  9. Verfahren zum Konditionieren unter Luftabschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der luftleere Zustand mit Hilfe eines Vakuumpumpensystems erzeugt wird, welches mit der Glocke (210) über wenigstens eine Leitung (212) in Verbindung steht.
  10. Verfahren zum Konditionieren unter Luftabschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Fülloperation der hermetisch abgeschlossene Raum wieder unter Atmosphärendruck gesetzt wird und daß sodann der Becher (110) und die Glocke (210) voneinander getrennt werden, so daß der gefüllte Behälter (R) freigegeben wird.
  11. Verfahren zum Konditionieren unter Luftabschluß nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Freigeben des Behälters (R) das Spenderorgan (V) in die Öffnung eingesetzt wird, worauf ein Vorgang zur Fixierung dieses Organs (V) unter Luftabschluß erfolgt, welcher das Verfahren abschließt.
  12. Verfahren zum Konditionieren unter Luftabschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Verändern des Rauminhaltes dieses Behälters (R) aus einem Abstreifkolben (50) bestehen und daß das Spenderorgan (V) eine Dosierpumpe mit Vorverdichtung ist, die zum Spenden von Cremes ausgelegt ist.
  13. Einrichtung zum Konditionieren eines flüssigen bis pastenartigen Produktes (80) in einem Spender unter Luftabschluß, wobei dieser Spender insbesondere durch einen Behälter (R) gebildet ist, welcher eine Öffnung sowie Mittel zum Verändern seines Rauminhaltes aufweist, sowie durch ein Organ (V) zum Spenden ohne Ansaugen von Luft, welches diesen Behälter (R) dicht verschließen kann, wobei diese Einrichtung sich zusammensetzt zumindest aus:
    - einem Becher (110) mit offener Oberseite zur Aufnahme des Behälters (R) so, daß sich dessen Öffnung an der Oberseite befindet,
    - einer Glocke (210) zum Verschließen dieses Bechers (110) derart, daß ein hermetisch abgeschlossener Raum gebildet wird, wobei sich eine Füllvorrichtung in dieser Glocke (210) befindet, die einen Injektor (200) mit einem Ende (201) aufweist und wobei der Injektor (200) dieser Glocke (210) so zugeordnet ist, daß dann, wenn der hermetisch abgeschlossene Raum gebildet ist, dieses Ende (201) in die Öffnung dieses Behälters (R) eingreift;
    - Mitteln zum Erzeugen eines luftleeren Zustandes in dem hermetisch abgeschlossenen Raum;
    dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil (220) dazu vorgesehen ist, den Injektor (200) während des Füllvorganges zu öffnen, und darüber hinaus dazu vorgesehen ist, den Injektor (200) außerhalb der Fülloperation so zu verschließen, daß der in dem hermetisch abgeschlossenen Raum erzeugte luftleere Zustand nicht zu einem Ansaugen des Produktes (80) durch den Injektor (200) hindurch in den abgeschlossenen Raum führt.
  14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (220) ein Hydraulikventil ist, welches dazu ausgelegt ist, einer dem maximalen Rauminhalt des Behälters (R) entsprechenden Menge des Produktes (80), welches in einem Dosierzylinder (240) isoliert und mittels eines Kolbens (241) durch den Injektor (200) hindurchgedrückt wird, einen Durchtritt zu gewähren.
  15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierzylinder (240) mit einem Vorrat (250) des unter Luftabschluß gehaltenen Produktes (80) über einen Ventilschieber (230) in Verbindung steht.
  16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrat (250) des Produktes (80) ein Schacht mit einer unteren Öffnung (251) ist, auf deren Höhe dieser Ventilschieber (230) angeordnet ist, wobei ein Motor (260) einen in diesem Produkt (80) in der Nähe dieser Öffnung (251) angeordneten Rührer (261) so antreibt, daß das Produkt (80) unter guten Bedingungen über die Öffnung (251) hinausbefördert wird.
  17. Einrichtung nach Anspruch 15 oder Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (230) ein Dreiwegeschieber ist, welcher entweder den Vorrat (250) mit dem Dosierzylinder (240) oder den Dosierzylinder (240) mit dem Injektor (200) in Verbindung setzt.
  18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (230) ein Kükenschieber ist, dessen Einsatzteil drei Löcher aufweist.
  19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Becher (110) auf einem Stellantrieb (100) montiert ist, welcher den Becher (110) vertikal verstellt, um diesen zum Zwecke der Bildung des hermetisch abgeschlossenen Raumes in Kontakt mit der Glocke (210) zu bringen.
  20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Glocke (210) mit einer Dichtung (211) versehen ist, die so angeordnet ist, daß bei ihrem Anlegen an den Becher (110) der hermetisch abgeschlossene Raum gebildet wird.
  21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erzeugen des luftleeren Zustandes in dem hermetisch abgeschlossenen Raum aus einem Vakuumpumpensystem bestehen, welches mit der Glocke (210) über wenigstens eine Leitung (212) verbunden ist.
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