EP3457075A1 - Article resistant aux balles et/ou aux armes blanches, notamment un gilet pare-balles comportant un empilement de panneaux a base de fibres - Google Patents

Article resistant aux balles et/ou aux armes blanches, notamment un gilet pare-balles comportant un empilement de panneaux a base de fibres Download PDF

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EP3457075A1
EP3457075A1 EP18193417.5A EP18193417A EP3457075A1 EP 3457075 A1 EP3457075 A1 EP 3457075A1 EP 18193417 A EP18193417 A EP 18193417A EP 3457075 A1 EP3457075 A1 EP 3457075A1
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EP
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panels
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fibers
sheet
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EP18193417.5A
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German (de)
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Inventor
Ludovic DOUMINGE
Louis-André LE CARPENTIER
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0471—Layered armour containing fibre- or fabric-reinforced layers
    • F41H5/0478—Fibre- or fabric-reinforced layers in combination with plastics layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H1/00—Personal protection gear
    • F41H1/02—Armoured or projectile- or missile-resistant garments; Composite protection fabrics

Definitions

  • the present invention relates to an article resistant to bullets and / or knives, particularly needle-type, including a protective clothing against bullets, for example a bulletproof vest.
  • a bulletproof vest comprising a stack of panels comprising a first nonwoven panel and one or more second panels each consisting of a woven to which is fixed a sheet of thermoplastic material, in particular by overmolding.
  • This type of stack offers great resistance to bullets and other impacts, but is heavy and rigid to wear, and we would like to have available a stack of this kind to use including a bulletproof vest that has the same benefits in term protection against bullets and / or knives, but is more comfortable to wear, especially less heavy and more flexible.
  • an article resistant to bullets and / or knives in particular a garment, for example a bulletproof vest, comprising a stack of fiber-based panels, comprising at least one first panel and at least one second panel, the or each second panel comprising a fabric, in particular a woven, in particular of aramid fibers, and a respective sheet of thermoplastic material fixed on one side of the fabric, is characterized in that the first panel or each first panel is constituted a plurality of sheets, each comprising a woven, in particular aramid, fixed to each other, in particular by being sewn together by one or more sewing threads along their peripheral edge.
  • each sheet is reinforced by a series of associated reinforcing threads, each thread of the series of threads associated with a sheet alternately passing from one side of the woven fabric to the other, without passing through another of the sheets of the of each first panel.
  • the son are parallel to each other, in particular by being spaced apart from each other in a regular manner, in particular by extending vertically, as defined when the vest is worn.
  • the or each first panel comprises at least 3 sheets, in particular between 5 and 9, still more preferably between 6 and 8 sheets, in particular 7 sheets.
  • each sheet of the first panel or first panel is laminated.
  • each woven sheet of the first panel or first panel has two folds or layers interwoven (-45 ° / + 45 °) of aramid fibers, preferably unidirectional.
  • each woven fabric of the or each first panel are consolidated together to form a sheet.
  • each sheet has a thickness of between 0.43 and 0.49 mm and a weight of between 490 and 530 g / m 2 .
  • a plurality of second panels in particular three second panels, separated from one another by one or more third panels, in particular two third panels between two successive second panels and two third panels. at the end of the stack on the side of the body.
  • each third panel consists of four folds of unidirectional aramid fibers crisscrossed at 0 ° / 90 ° / 0 ° / 90 ° bound.
  • a matrix is understood to mean a material which, in particular, binds the fibers, for example aramid or polyethylene fibers, of each of the aramid fiber plies, in particular aligned in one-way directions, and thus stabilizes the fibers inside them. of each or each of the folds of fibers and, after possible interleaving of the folds of fibers, binds them to one another.
  • cross or crisscross folds are understood to mean an arrangement of at least two monodirectional aligned fiber plies, wherein the at least two one-way aligned fiber plies are bonded to one another so that the fibers aligned of the two folds make an angle, preferably 90 °.
  • consolidated fold is understood to mean that the fibers of the fold or folds, in particular monodirectional aligned, are held together, in particular linked to each other by adding of a matrix material, by their overlap by two films, by a surface treatment, for example enzymage, or by a combination of two or more of these techniques.
  • fibers means an oblong body whose length dimension is much larger than a transverse dimension in width and thickness. Accordingly, fibers include fibers or monofilaments, multifilament fibers, ribbons, tapes, staple fibers, and yarns made from one or more of the foregoing examples, for example, multifilament yarns or yarns. short fiber base. Particularly preferably, fibers mean multifilament yarns.
  • the cross sections of the fibers to be used in the present invention can vary to a very large extent. They can be circular, flat, oblong in cross section. They may also be of regular or irregular shape, have a plurality of regular or irregular lobes protruding from the longitudinal axis, for example a filament. Preferably, the fibers have a substantially circular cross section.
  • aramid fibers are understood to mean fibers produced from an aromatic polyamide as the polymer forming the fiber.
  • aromatic polyamides P-aramid.
  • poly (p-phenyleneterephthalamide) is the most preferred.
  • Poly (p-phenyleneterephthalamide) results from polarization mole to mole of p-phenylenediamine and terephthalic acid dichloride.
  • Fibers, consisting for example of multifilament yarns made from poly (p-phenyleneterephthalamide), can be obtained under the trademark TWARON.
  • aramid fibers useful for forming the fabrics or plies of fibers in the panels of the bullet resistant articles of the present invention are those formed from the aromatic copolymer as the polymer forming the fiber.
  • a p-phenylene diamine and / or a terephthalic acid dichloride are partially or completely substituted by other aromatic diamines and / or dicarboxylic acid chlorides.
  • the bulletproof vest comprises a stack of panels, namely a first panel 1, (third) second panels 2 and third panels 3 which are arranged between each second panel and at the end of the panel. stacking on the side of the body or inside, while the first panel is on the side of the threat or outside. It is arranged two third panels 3 between two successive second panels 2.
  • the first panel 1 consists of seven (7) sheets 4 laminated and secured together by a peripheral seam. Instead of a seam 5, there could be adhesive fixation, thermal fusion, ultrasonic welding or the like.
  • Each sheet 4 consists of a woven formed of two folds or interlocking layers (-45 ° / + 45 °) of aramid fibers, preferably unidirectional.
  • each sheet can be provided a resin matrix ensuring the consolidation of the sheet, the woven fabric and the resin being sandwiched between two thermoplastic films, films which are adhered to the two surfaces of each layer, such as polyolefin films, linear low density polyethylene (LLDPE) films and ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) films, as well as polyester films, nylon films, polycarbonate films and the like.
  • films can have any desired thickness, typically between 2 and 20 microns.
  • Each sheet has a thickness of between 0.43 and 0.49 mm and a weight of between 490 and 530 g / m 2 . It may in particular be a Kevlar (registered trademark) XP S103 sheet available from the company Dupont.
  • a series of reinforcing son 8 parallel to one another and regularly spaced, reinforces each sheet 4.
  • Each wire 8 of the series passes through the sheet 4 at regular intervals so as to extend alternately on one side of the sheet and then on the other, without passing through the other sheets.
  • These son can be in PES and preferably have a tex titer between 60 and 150, especially between 80 and 130, for example 110. In particular all the son of all the sheets are aligned together, especially vertically.
  • Each second panel 2 comprises a layer consisting of a woven fabric 6 of aramid fibers, in particular Twaron (trademark) LFT AT Flex available from the company Teijin, the woven being consolidated.
  • Twaron trademark
  • LFT AT Flex available from the company Teijin
  • Each second panel has a weight of between 440 and 540 grams per m 2 and a thickness between 0.5 and 0.7 mm.
  • each second panel comprises a web 7 fixed on one side of each woven fabric 6, in particular the face turned towards the outside.
  • the sheet 7 is made of thermoplastic material, especially vinyl, for example polyvinylbutyral, and is fixed, in particular by calendering, thermofusion, ultrasonic welding, interposition of an adhesive or the like on the woven to form with it the second panel as a whole.
  • Another favorable material for the plies 7 is polypropylene.
  • the thickness of the ply 7 of thermoplastic material may especially be between 0.4 and 5 mm, especially between 1 and 4 mm. It can also be expected that the thicknesses of the layers vary from a second panel to another.
  • Each third panel consists of four plies of unidirectional aramid fibers crisscrossed at 0 ° / 90 ° / 0 ° / 90 °, a resin matrix ensuring the consolidation of the folds and the assembly being sandwiched between two thermoplastic films.
  • Each third panel can have a basis weight between 75 and 260 grams per m 2.
  • the aramid one could also provide polyethylene. This may include Kevlar (registered trademark) XD S002 available from Dupont.

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  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
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Abstract

Article résistant aux balles et/ou aux armes blanches, notamment un vêtement, par exemple un gilet pare-balles, comprenant un empilement de panneaux (1,2) à base de fibres, comportant au moins un premier panneau (1) et au moins un deuxième panneau (2), le ou chaque deuxième panneau (2) comportant un tissu, notamment un tissé (6), notamment de fibres d'aramide, et une nappe (7) respective en matière thermoplastique fixée sur une face du tissu, caractérisé en ce que le premier panneau ou chaque premier panneau est constitué d'une pluralité de feuilles (4), comportant chacune un tissé, notamment en aramide, fixées les unes aux autres.

Description

  • La présente invention se rapporte à un article résistant aux balles et/ou aux armes blanches, notamment de type aiguille, notamment un vêtement de protection contre les balles, par exemple un gilet pare-balles.
  • On connaît déjà dans l'art antérieur, notamment du brevet français n° 1500395 au nom de la demanderesse, un gilet pare-balles comportant un empilement de panneaux comprenant un premier panneau non tissé et un ou plusieurs deuxièmes panneaux constitués chacun d'un tissé auquel est fixée une nappe en matière thermoplastique, notamment par surmoulage.
  • Ce type d'empilement offre une grande résistance aux balles et autres impacts, mais est lourd et rigide à porter, et on aimerait bien avoir à disposition un empilement de ce genre à utiliser notamment dans un gilet pare-balles qui présente les mêmes avantages en terme de protection vis-à-vis des balles et/ou armes blanches, mais qui soit plus agréable à porter, notamment moins lourd et plus souple.
  • Suivant l'invention, un article résistant aux balles et/ou aux armes blanches, notamment un vêtement, par exemple un gilet pare-balles, comprenant un empilement de panneaux à base de fibres, comportant au moins un premier panneau et au moins un deuxième panneau, le ou chaque deuxième panneau comportant un tissu, notamment un tissé, notamment de fibres d'aramide, et une nappe respective en matière thermoplastique fixée sur une face du tissu, est caractérisé en ce que le premier panneau ou chaque premier panneau est constitué d'une pluralité de feuilles, comportant chacune un tissé, notamment en aramide, fixées les unes aux autres, notamment en étant cousues ensemble par un ou des fils de couture le long de leur bord périphérique.
  • De préférence, chaque feuille est renforcée par une série de fils de renforcement associée, chaque fil de la série de fils associée à une feuille passant alternativement d'un côté du tissé à l'autre, sans passer à travers une autre des feuilles du ou de chaque premier panneau.
  • De préférence, les fils sont parallèles entre eux, notamment en étant espacés les uns des autres de manière régulière, notamment en s'étendant à la verticale, telle que définie lorsque le gilet est porté.
  • De préférence, il est prévu un unique premier panneau.
  • Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, le ou chaque premier panneau comporte au moins 3 feuilles, en particulier entre 5 et 9, encore plus préférablement entre 6 et 8 feuilles, en particulier 7 feuilles.
  • De préférence, chaque feuille du premier panneau ou de chaque premier panneau est laminée.
  • De préférence, chaque tissé des feuilles du premier panneau ou de chaque premier panneau comporte deux plis ou couches entrecroisées (-45°/+45°) de fibres aramides, de préférence unidirectionnelles.
  • De préférence, les plis de chaque tissé du ou de chaque premier panneau sont consolidés entre eux pour former une feuille.
  • En particulier, chaque feuille a une épaisseur comprise entre 0,43 et 0,49 mm et un poids compris entre 490 et 530 g/m2.
  • Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, il est prévu une pluralité de deuxièmes panneaux, notamment trois deuxièmes panneaux, séparés les uns des autres par un ou plusieurs troisièmes panneaux, notamment deux troisièmes panneaux entre deux deuxièmes panneaux successifs et deux troisièmes panneaux à l'extrémité de l'empilement du côté du corps.
  • De préférence, chaque troisième panneau est constitué de quatre plis de fibres aramides unidirectionnelle entrecroisés à 0°/90°/0°/90° consolidés.
  • Dans la présente invention, on entend par une matrice un matériau qui notamment lie les fibres, par exemple d'aramide ou de polyéthylène, de chacun des plis de fibres d'aramide, notamment alignées monodirectionnelles, et stabilise ainsi les fibres à l'intérieur du ou de chacun des plis de fibres et, après entrecroisement éventuel des plis de fibres les lie l'un à l'autre.
  • Dans la présente invention, on entend par plis croisés ou entrecroisés un agencement d'au moins deux plis de fibres alignées monodirectionnelles, dans lesquels les au moins deux plis de fibres alignées monodirectionnelles sont liés l'un à l'autre de sorte que les fibres alignées des deux plis font un angle, de préférence de 90°.
  • Dans la présente invention, on entend par pli(s) consolidé(s) le fait que les fibres du pli ou des plis, notamment alignées monodirectionnelles, sont maintenues ensemble, notamment liées les unes aux autres par ajout d'un matériau de matrice, par leur recouvrement par deux films, par un traitement de surface, par exemple un enzymage, ou par une combinaison de deux ou plus de ces techniques.
  • Suivant la présente invention, on entend par fibres un corps oblong, dont la dimension en longueur est bien plus grande qu'une dimension transversale en largeur et en épaisseur. Par conséquent, des fibres incluent des fibres ou monofilaments, des fibres multifilaments, des rubans, des bandes, des fibres courtes et des fils réalisés à partir d'un ou de plusieurs des exemples qui précèdent, par exemple des fils multifilaments ou des fils à base de fibres courtes. De manière particulièrement préférée, fibres signifient des fils multifilaments. Les sections transversales des fibres à utiliser dans la présente invention peuvent varier dans une très large mesure. Ils peuvent être circulaires, plats, oblongs en section transversale. Ils peuvent également être de forme régulière ou irrégulière, avoir un plusieurs lobes réguliers ou irréguliers faisant saillie de l'axe longitudinal, de par exemple un filament. De préférence, les fibres présentent une section transversale sensiblement circulaire.
  • Suivant la présente invention, on entend par fibres aramides des fibres produites à partir d'un polyamide aromatique en tant que le polymère formant la fibre. Dans le polymère formant la fibre, au moins 85% des liaisons amides (-CO-NH-) sont directement liées sur deux couronnes aromatiques. Notamment préférés sont des polyamides aromatiques P-aramide. Parmi les P-aramide, le poly(p-phénylènetéréphtalamide) est le plus préféré. Le poly(p-phénylènetéréphtalamide) résulte de la polarisation mole à mole du p-phénylènediamine et du dichlorure d'acide téréphtalique. Des fibres, constituées par exemple de fils multifilaments réalisés à partir de poly(p-phénylènetéréphtalamide), peuvent être obtenues sous la marque TWARON.
  • D'autres fibres aramides utiles pour former les tissus ou les plis de fibres dans les panneaux des articles résistants aux balles suivant la présente invention sont celles formées à partir du copolymère aromatique en tant que le polymère formant la fibre. Dans le copolymère aromatique en question, une diamine p-phénylène et/ou un dichlorure d'acide téréphtalique sont partiellement ou complètement substitués par d'autres diamines aromatiques et/ou chlorures d'acide dicarboxylique.
  • A titre d'exemple, on décrit un mode de réalisation de l'invention se reportant aux dessins dans lesquels :
    • la figure 1
    est une vue en perspective d'un gilet pare-balles comportant une poche avant dans laquelle est reçu l'empilement de panneaux suivant un mode de réalisation de l'invention ;
    la figure 2
    représente, vu en coupe transversale, l'empilement de panneaux de la figure 1.
  • Tel que représenté aux figures, le gilet pare-balles comporte un empilement de panneaux, à savoir un premier panneau 1, des (trois) deuxièmes panneaux 2 et des troisièmes panneaux 3 qui sont disposés entre chaque deuxième panneau et à l'extrémité de l'empilement du côté du corps ou intérieur, tandis que Le premier panneau se trouve du côté dit de la menace ou extérieur. Il est disposé deux troisièmes panneaux 3 entre deux deuxièmes panneaux 2 successifs.
  • Le premier panneau 1 est constitué de sept (7) feuilles 4 laminées et fixées ensemble par une couture 5 périphérique. A la place d'une couture 5, on pourrait prévoir une fixation par adhésif, fusion thermique, soudure ultrason ou analogue.
  • Chaque feuille 4 est constituée d'un tissé formé de deux plis ou couches entrecroisées (-45°/+45°) de fibres aramides, de préférence unidirectionnelles.
  • On peut prévoir pour la consolidation de chaque feuille une matrice de résine assurant la consolidation de la feuille, le tissé et la résine étant pris en sandwich entre deux films thermoplastiques, films que l'on fait adhérer aux deux surfaces de chaque couche, tels que des films en polyoléfine, des films en polyéthylène basse densité linéaire (LLDPE) et films en polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé (UHMWPE), ainsi que des films de polyester, des films en nylon, des films en polycarbonate et analogue. Ces films peuvent avoir n'importe quelle épaisseur souhaitée, classiquement comprise entre 2 et 20 µm.
  • Chaque feuille a une épaisseur comprise entre 0,43 et 0,49 mm et un poids compris entre 490 et 530 g/m2. Il peut notamment s'agir d'une feuille de Kevlar (marque déposée) XP S103 disponible auprès de la société Dupont.
  • Une série de fils 8 de renforcement, parallèles les uns aux autres et espacés de manière régulière, renforce chaque feuille 4. Chaque fil 8 de la série traverse la feuille 4 à intervalles réguliers de manière à s'étendre alternativement d'un côté de la feuille puis de l'autre, sans passer à travers les autres feuilles. Ces fils peuvent être en PES et ont de préférence un titre dTex compris entre 60 et 150, notamment entre 80 et 130, par exemple 110. En particulier tous les fils de toutes les feuilles sont alignés ensemble, notamment à la verticale.
  • Chaque deuxième panneau 2 comporte une couche constituée d'un tissé 6 de fibres d'aramide, notamment du Twaron (marque déposée) LFT AT Flex disponible auprès de la société Teijin, le tissé étant consolidé.
  • Chaque deuxième panneau a un poids compris entre 440 et 540 grammes par m2 et une épaisseur comprise entre 0,5 et 0,7 mm.
  • D'autre part, chaque deuxième panneau comporte une nappe 7 fixée sur une face de chaque tissé 6, notamment la face tournée vers l'extérieur. La nappe 7 est en matière thermoplastique, notamment vinylique, par exemple polyvinylebutyrale, et est fixée, notamment par calandrage, thermo fusion, soudure ultrason, interposition d'un adhésif ou analogue sur le tissé pour former avec lui le deuxième panneau dans son ensemble. Un autre matériau favorable pour les nappes 7 est le polypropylène.
  • L'épaisseur de la nappe 7 en matière thermoplastique peut notamment être comprise entre 0,4 et 5 mm, notamment entre 1 et 4 mm. On peut également prévoir que les épaisseurs des nappes varient d'un deuxième panneau à l'autre.
  • Compte tenu de la présence de la nappe 7, il n'est pas nécessaire de consolider le tissé 6. Cependant, on peut le faire si on le souhaite.
  • Chaque troisième panneau est constitué de quatre plis de fibres aramides unidirectionnelle entrecroisés à 0°/90°/0°/90°, une matrice de résine assurant la consolidation des plis et l'ensemble étant pris en sandwich entre deux films thermoplastiques. Chaque troisième panneau peut avoir un poids de base compris entre 75 et 260 grammes par m2. A la place de l'aramide, on pourrait également prévoir du polyéthylène. Il peut s'agir notamment de Kevlar (marque déposée) XD S002 disponible auprès de la société Dupont.

Claims (10)

  1. Article résistant aux balles et/ou aux armes blanches, notamment un vêtement, par exemple un gilet pare-balles, comprenant un empilement de panneaux (1,2) à base de fibres, comportant au moins un premier panneau (1) et au moins un deuxième panneau (2), le ou chaque deuxième panneau (2) comportant un tissu, notamment un tissé (6), notamment de fibres d'aramide, et une nappe (7) respective en matière thermoplastique fixée sur une face du tissu, caractérisé en ce que le premier panneau ou chaque premier panneau est constitué d'une pluralité de feuilles (4), comportant chacune un tissé, notamment en aramide, fixées les unes aux autres.
  2. Article suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque feuille est renforcée par une série de fils de renforcement associée, chaque fil de la série de fils associée à une feuille passant alternativement d'un côté du tissé à l'autre, sans passer à travers une autre des feuilles du ou de chaque premier panneau.
  3. Article suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est prévu un unique premier panneau.
  4. Article suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le ou chaque premier panneau (1) comporte au moins 3 feuilles (4).
  5. Article suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le premier panneau (1) comporte entre 5 et 9 feuilles (4).
  6. Article suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque tissé des feuilles du premier panneau ou de chaque premier panneau comporte deux plis ou couches entrecroisées (-45°/+45°) de fibres aramides, de préférence unidirectionnelles.
  7. Article suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plis de chaque tissé du ou de chaque premier panneau sont consolidés entre eux, pour former une feuille.
  8. Article suivant la revendication 7, caractérisé en ce que chaque feuille a une épaisseur comprise entre 0,43 et 0,49 mm et un poids compris entre 490 et 530 g/m2.
  9. Article suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu une pluralité de deuxièmes panneaux, notamment trois deuxièmes panneaux, séparés les uns des autres par un ou plusieurs troisièmes panneaux, notamment deux troisièmes panneaux entre deux deuxièmes panneaux successifs et deux troisièmes panneaux à l'extrémité de l'empilement du côté du corps.
  10. Article suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque troisième panneau est constitué de quatre plis de fibres aramides unidirectionnelle entrecroisés à 0°/90°/0°/90° consolidés.
EP18193417.5A 2017-09-13 2018-09-10 Article resistant aux balles et/ou aux armes blanches, notamment un gilet pare-balles comportant un empilement de panneaux a base de fibres Withdrawn EP3457075A1 (fr)

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