ES2251921T3 - Papel de fumar que contine fibras de carbono para conseguir caracteristicas mejoradas de la ceniza. - Google Patents

Papel de fumar que contine fibras de carbono para conseguir caracteristicas mejoradas de la ceniza.

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ES2251921T3 ES00119808T ES00119808T ES2251921T3 ES 2251921 T3 ES2251921 T3 ES 2251921T3 ES 00119808 T ES00119808 T ES 00119808T ES 00119808 T ES00119808 T ES 00119808T ES 2251921 T3 ES2251921 T3 ES 2251921T3
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Abstract

Un procedimiento para mejorar las características de la ceniza de una envoltura de papel para un artículo de fumar, que comprende la operación de: incorporar fibras de carbono en un papel, teniendo dichas fibras de carbono una longitud media inferior a 1, 91 cm (0, 75 pulgadas).

Description

Papel de fumar que contiene fibras de carbono para conseguir características mejoradas de la ceniza.
Campo del invento
El presente invento se refiere, en general, a un método para mejorar las características de la ceniza de un papel utilizado para fabricar artículos de fumar. Más particularmente, el presente invento se refiere a un procedimiento para mejorar la cohesividad de la ceniza de un papel de fumar merced a la incorporación de fibras de carbono en la hoja de papel.
Antecedentes del invento
Los artículos de fumar tales como los cigarrillos se fabrican, usualmente, envolviendo una columna de tabaco en un papel de fumar blanco. En un extremo, el artículo de fumar incluye, usualmente, un filtro a través del cual se fuma el artículo. Los filtros se unen a los artículos de fumar empleando un papel de emboquillado que se pega al papel de fumar blanco. Los papeles de fumar y los papeles de emboquillado utilizados para fabricar artículos de fumar están hechos, típicamente, de fibras de lino u otras fibras celulósicas y contienen una carga, tal como carbonato de
calcio.
Además de ser utilizados para mantener unido el cigarrillo, los papeles de fumar y los papeles de emboquillado influyen, también, en muchas propiedades físicas y características del cigarrillo, y contribuyen a controlarlas. Por ejemplo, el papel de fumar afecta a la velocidad a la que se quema el cigarrillo, es decir, al número de caladas por cigarrillo y a la entrega total de alquitrán en cada calada. Otras propiedades del cigarrillo que resultan afectadas por la envoltura son el aspecto y la cohesividad de la ceniza que se forma a medida que se quema el cigarrillo. Idealmente, la ceniza del cigarrillo debe ser cohesiva, no debe desprenderse en copos del cigarrillo y debe tener un aspecto agradable desde el punto de vista estético.
La calidad de la ceniza del cigarrillo se determina, en general, calificándola de acuerdo con cuatro criterios. El primer criterio es el color de la ceniza. En general, una ceniza más blanca tiene un aspecto más estético y, por tanto, es más deseable. El segundo criterio es la cohesividad de la ceniza y su capacidad para evitar un excesivo desprendimiento en copos de la misma. La ceniza no debe desprenderse del cigarrillo a no ser que éste sea sacudido o golpeado con un objeto. Además, una vez que se golpea el cigarrillo, la ceniza debe desprenderse en trozos y no desintegrarse.
Los dos últimos criterios utilizados para evaluar la ceniza del cigarrillo dependen, en su mayor parte, del papel de fumar y no de las características de la ceniza que genere la columna de tabaco. Por ejemplo, el tercer criterio para evaluar la ceniza de un cigarrillo es el grosor de la línea carbonizada que aparece en la envoltura a medida que se quema un cigarrillo. Se prefieren las líneas de carbonización más finas. Finalmente, el último criterio es la medida en que se mancha la envoltura del cigarrillo aguas abajo (hacia el filtro) desde la ceniza a medida que se fuma el cigarrillo. Un papel de fumar de buena calidad no se manchará ni perderá color en toda la longitud del cigarrillo mientras se fuma éste.
Anteriormente, se han desarrollado diversos métodos con el fin de mejorar las características de la ceniza de un artículo de fumar. Por ejemplo, los esfuerzos previos realizados para mejorar el aspecto de la ceniza han incluido la introducción de cambios en el tipo de fibra celulósica utilizada para fabricar el papel de fumar. Asimismo, se han añadido al papel o al tabaco agentes modificadores de la ceniza. En particular, en el pasado se ha propuesto añadir al papel almidones o sales para mejorar las características de la ceniza sin, con ello, afectar adversamente a las cualidades del papel. Desafortunadamente, el uso de agentes modificadores de la ceniza y de fibras celulósicas usuales no aporta suficiente cohesividad a la ceniza para que ésta no se desprenda en copos con demasiada facilidad.
Así, existe la necesidad de un método para mejorar las características de la ceniza de un cigarrillo sin perjudicar con ello a las otras propiedades de éste. En particular, existe la necesidad de un método que mejore la cohesividad de la ceniza de un papel de fumar sin afectar adversamente al aspecto de la ceniza ni a la permeabilidad del papel, el sabor, la velocidad con que se quema, el número de caladas ni, tampoco, a la entrega de alquitrán en cada calada de un cigarrillo que incorpore el papel.
El documento US 4.938.238 describe una envoltura mejorada para un artículo de fumar que tiene un elemento combustible rodeado por una capa aislante y medios generadores de aerosol, físicamente separados. La envoltura rodea a, por lo menos, parte de la capa aislante para el elemento combustible y comprende un material en hoja permeable que, durante la combustión del combustible proporciona una capa coherente para ayudar a controlar la cantidad de aire periférico que le llega al elemento combustible durante el fumado. El material en hoja comprende un papel de fumar usual como envoltura interior y una envoltura exterior a base de celulosa, que contiene aproximadamente de 10 a 30% en peso de microfibras resistentes a las altas temperaturas, consistentes en vidrio, silicato de aluminio, carburo de silicio, sulfato de calcio o carbono. Tal combinación de envoltura interior/envoltura exterior no resulta adecuada, en particular por su grosor, para los artículos de fumar envueltos con papel de fumar usual, tales como los
cigarrillos.
Sumario del invento
El presente invento reconoce y enfoca diversas desventajas de los métodos y las construcciones de la técnica anterior. En consecuencia, un objeto del presente invento es proporcionar un método para mejorar las características de la ceniza de un papel de fumar y de un cigarrillo que incorpore el papel.
Otro objeto del presente invento es proporcionar un método para mejorar la cohesividad de la ceniza de un papel de fumar sin por ello afectar adversamente otras características de la ceniza del cigarrillo.
Todavía otro objeto del presente invento es proporcionar un método para mejorar la cohesividad de la ceniza de un papel de fumar incorporando en el papel fibras de carbono.
Otro objeto del presente invento es proporcionar un método para mejorar la cohesividad de la ceniza de un papel de fumar incorporando en el papel fibras de carbono con una longitud media inferior a 1,91 cm (0,75 pulgadas).
Otro objeto del presente invento es proporcionar un método para mejorar la cohesividad de la ceniza de un papel de fumar incorporando en el papel fibras de carbono con una longitud media inferior a 1,91 cm (0,75 pulgadas) y añadidas en una cantidad menor que el 60% en peso.
Estos y otros objetos del presente invento se consiguen proporcionando un procedimiento para mejorar las características de la ceniza de una envoltura de papel para un artículo de fumar. El procedimiento incluye la operación de incorporar fibras de carbono a la envoltura de papel. Las fibras de carbono tienen una longitud media inferior a 1,91 cm (0,75 pulgadas), particularmente de desde 0,318 cm (0,125 pulgadas) a 1,27 cm (0,5 pulgadas) y, más particularmente, de 0,635 cm (0,25 pulgadas). Las fibras de carbono pueden ser añadidas a la envoltura de papel en una cantidad de desde menos del 60% en peso y, más particularmente, desde un 5% a un 20% en peso.
De acuerdo con el presente invento, la envoltura de papel puede tener un gramaje de desde 18 g/m^{2} a 60 g/m^{2} pero, típicamente, es de entre 45 g/m^{2} y 55 g/m^{2} en una realización, y de desde 22 g/m^{2} a 32 g/m^{2} en una realización alternativa. La envoltura de papel puede tener una permeabilidad de desde 5 unidades Coresta a 2000 unidades Coresta, particularmente desde 5 unidades Coresta a 80 unidades Coresta.
En una realización, puede aplicarse una carga como recubrimiento sobre la envoltura de papel o la carga puede incorporarse en la propia envoltura de papel. La carga, por ejemplo, puede ser un carbonato de calcio. Por ejemplo, el carbonato de calcio puede añadirse como carga en una cantidad de desde el 20% en peso al 40% en peso. La envoltura de papel puede recubrirse, también, con un aditivo para el control de la combustión. El aditivo para el control de la combustión puede ser, por ejemplo, una sal de un metal alcalino, un acetato, una sal de fosfato, o mezclas de las mismas. Por ejemplo, el aditivo para el control de la combustión puede ser un citrato y se le puede añadir al papel en una cantidad de desde el 0,3% al 12% en peso.
En todavía otra realización, al papel se le puede incorporar un agente modificador de la viscosidad. Por ejemplo, el agente modificador de la viscosidad puede ser un alginato. Esto facilita tratar las fibras de carbono en la suspensión. Se obtiene una mejor formación.
Otros objetos, características y aspectos del presente invento se describen con mayor detalle en lo que sigue.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
Un experto normal en la técnica ha de comprender que la presente exposición es una descripción de, solamente, realizaciones ilustrativas y que no se pretende con ella limitar los aspectos más amplios del presente invento, los cuales están incorporados en la construcción que se ofrece a modo de ejemplo.
El presente invento se refiere, de una manera general, a un método para mejorar las características de la ceniza de un papel de fumar y para mejorar las características de la ceniza de un artículo de fumar que incorpora el papel de fumar. La característica de cohesividad de la ceniza se mejora, específicamente, añadiendo al papel fibras de carbono con una longitud media inferior a 1,91 cm (0,75 pulgadas) y, más particularmente, de entre 0,318 cm (0,125 pulgadas) y 1,27 cm (0,50 pulgadas). Las fibras de carbono se añaden, generalmente, al papel de fumar en una cantidad de hasta el 60% en peso y, más particularmente, de entre el 5% y el 20% en peso. Además, la cohesividad de la ceniza del papel se mejora sin deteriorar significativamente otras características de la ceniza ni las cualidades del papel de fumar.
La envueltas de papel para artículos de fumar fabricadas de acuerdo con el presente invento, proporcionan una ceniza que es, significativamente, más cohesiva que muchas construcciones de la técnica anterior que sólo contienen fibras de lino u otras fibras celulósicas en la hoja de papel. Cuando se queman las envueltas de papel tradicionales, las materias orgánicas, es decir, las fibras de lino y otras fibras celulósicas del papel tienden a quemarse y a desprenderse en forma de copos. Sin embargo, incorporando fibras de carbono en la envoltura de papel, de acuerdo con el presente invento, puede formarse una ceniza cohesiva. A medida que se quema la envoltura de papel con fibras de carbono incorporadas en ella, las fibras de carbono forman una estructura a modo de matriz que evita, sustancialmente la formación de copos de ceniza, produciendo así una ceniza cohesiva.
Ahora, se describirá con mayor detalle la fabricación de un papel de fumar fabricado de acuerdo con el presente invento.
Además de fibras de carbono, el papel de fumar puede incluir, también, fibras celulósicas obtenidas, por ejemplo, a partir de lino, madera blanda o madera dura. Las fibras de lino u otras fibras celulósicas se añaden, generalmente, en una cantidad de desde el 15% al 99% en peso y, más particularmente, de desde el 50% al 65% en peso.
Además, el papel de fumar puede incluir, también, una carga, tal como carbonato de calcio u otros pigmentos blancos tales como óxidos de titanio o de magnesio, a fin de mejorar adicionalmente las características del papel de fumar. Dependiendo de la cantidad de carga añadida al papel de fumar, la cantidad de fibras de lino o de otras fibras celulósicas en el papel puede variar de forma sustancial. Por ejemplo, en una realización preferida del presente invento, se añade como carga carbonato de calcio al papel de fumar, en una cantidad de desde el 20% en peso al 40% en peso y, particularmente, desde el 25% en peso al 35% en peso.
Con un nivel de carga del 30% en peso, por ejemplo, las fibras de lino u otras fibras celulósicas pueden incluirse en cantidades comprendidas entre el 15% y el 69% en peso, dependiendo de la cantidad de fibras de carbono añadidas a la envoltura. Preferiblemente, cuando la carga se añade en una cantidad del 30% en peso, las fibras de carbono se añaden en una cantidad comprendida entre el 5% y el 20% en peso, y las fibras de lino se añaden en una cantidad comprendida entre el 50% y el 65% en peso.
La permeabilidad de una envoltura de papel fabricada de acuerdo con el presente invento puede estar comprendida, en general, entre 5 unidades Coresta y 2000 unidades Coresta, dependiendo del tipo, del tamaño de partículas y de la cantidad de carga presente en el papel. En la mayoría de las aplicaciones, la permeabilidad de un papel de fumar está comprendida entre 15 unidades Coresta y 55 unidades Coresta. A medida que se añaden fibras de carbono a una envoltura de papel fabricada de acuerdo con el presente invento, aumenta la permeabilidad del papel, es decir, aumenta el valor Coresta. Como tal, una envoltura de papel que incorpore cantidades relativamente altas de fibras de carbono, por ejemplo, más del 20% en peso, puede tener una permeabilidad superior al valor Coresta normalmente deseado para las envolturas de papel. Para reducir la permeabilidad de una envoltura de papel que contenga tales cantidades elevadas de fibras de carbono, el suministro de fibras puede, simplemente, refinarse en mayor medida para reducir el valor Coresta hasta un nivel deseado, sin tener que reducir el nivel de fibras de carbono en la envoltura de
papel.
Como se ha expuesto en lo que antecede, en una envoltura de papel fabricada de acuerdo con el presente invento, pueden utilizarse diversas proporciones de fibras de lino y de carbono. El gramaje de la envoltura de papel aumenta a medida que se incrementa la cantidad de fibras de lino y de fibras de carbono. Por tanto, el gramaje de una envoltura de papel fabricada de acuerdo con el presente invento, puede variar dependiendo de la proporción exacta de fibras de lino y de fibras de carbono utilizada. Generalmente, el gramaje puede estar comprendido entre 18 gramos por metro cuadrado (g/m^{2}) y 80 gramos por metro cuadrado (g/m^{2}). En particular, el gramaje es de entre 20 g/m^{2} y 55 g/m^{2}. El papel de fumar puede tratarse, también, con un aditivo para el control de la combustión, que puede tener un efecto adicional sobre el gramaje global de la envoltura de papel. Tales aditivos para el control de la combustión pueden incluir, por ejemplo, sales de metales alcalinos, acetatos, sales de fosfatos o mezclas de las mismas. Por ejemplo, el aditivo para el control de la combustión puede consistir en un citrato y se le puede añadir al papel en cantidades que van desde el 0,3% al 12% en peso.
Como se ha descrito anteriormente, el presente invento se refiere a la incorporación de fibras de carbono en una envoltura de papel a fin de mejorar las características de la ceniza del papel, y a un artículo de fumar fabricado con el papel. Las fibras de carbono añadidas a la envoltura de papel pueden tener una longitud media inferior a 1,91 cm (0,75 pulgadas). Sin embargo, como es posible que las fibras relativamente largas puedan enredarse, generalmente se prefiere que la longitud media esté comprendida entre 0,318 cm (0,125 pulgadas) y 1,27 cm (0,5 pulgadas). Por ejemplo, en una realización, las fibras de carbono tienen una longitud media de, aproximadamente, 0,635 cm (0,25 pulgadas).
Una fibra de carbono particular, comercialmente disponible, que puede ser utilizada en el presente invento, es la fibra de carbono TIPO 3C, comercializada por Fortafil Fibers, Inc. La fibra de carbono TIPO 3C tiene una longitud media de 0,635 cm (0,25 pulgadas) y un diámetro de 7,3 \mum (micras).
En la producción de envolturas de papel de acuerdo con el presente invento, la envoltura de papel puede fabricarse creando una suspensión de fibras con fibras de carbono y fibras de lino u otras fibras celulósicas. Por ejemplo, la suspensión de fibras puede formarse a partir de un suministro de fibras que han sido cocidas en un digestor, lavadas, lixiviadas y refinadas. Como se ha hecho notar anteriormente, la medida del refino puede variar dependiendo del nivel de permeabilidad requerido.
También pueden añadirse otros aditivos a la suspensión de fibras antes de formar la envoltura de papel. Por ejemplo, con la suspensión puede combinarse un lodo de carga formado con agua y una carga en partículas. Además, para facilitar el tratamiento del papel de fumar aumentando la viscosidad de la mezcla de suspensión de fibras, a la suspensión de fibras se le puede añadir un agente modificador de la viscosidad. El agente modificador de la viscosidad puede ser, por ejemplo, un alginato.
Para formar la envoltura de papel, la mezcla de suspensión de fibras puede extenderse sobre un tamiz o un conjunto de tamices y secarse. Se cree, igualmente, que sobre el papel, una vez que ha sido formado, se puede aplicar una carga como recubrimiento.
El presente invento puede comprenderse mejor haciendo referencia al ejemplo siguiente.
Ejemplo
Se examinaron las características de la ceniza de envolturas de papel que incorporan fibras de carbono. Las fibras de carbono eran fibras de carbono TIPO 3C, comercializadas por Fortafil Fibers, Inc., con una longitud media de 0,635 cm (0,25 pulgadas) y un diámetro medio de 7,3 \mum (micras). La envoltura de papel incorporaba, también, una carga de carbonato de calcio, ALBACAR 5970, con un tamaño medio de partículas de 1,9 \mum (micras). La carga de ALBACAR 5970 se obtuvo de Specialty Minerals, Inc., de Adams, Massachussets.
Se fabricaron envolturas de cigarrillos que incorporaban las siguientes mezclas de fibras de carbono TIPO 3C, fibras de lino y ALBACAR 5970 como carga.
TABLA 1
Envolturas de papel con fibras de carbono/fibras de lino
Fibras de carbono Fibras de lino ALBACAR 5970 Gramaje CORESTA
(% en peso) (% en peso) (% en peso) (g/m^{2}) (cm/min)
0 69 31 49 5
18 52 30 51 18
35 35 30 53 300
54 18 28 54 2000
Se liaron a mano cigarrillos a partir de hojas con diversas proporciones de fibras enumeradas en el ejemplo anterior. Se encendieron los cigarrillos y se dejó que se quemaran libremente. A medida que se quemaba el cigarrillo, se observaba y se evaluaba la ceniza formada.
A partir de este ejemplo, se descubrió que la ceniza de cigarrillos que contenían fibras de carbono era notablemente más cohesiva que la de cigarrillos que no las contenían. Específicamente, a medida que se quemaba el cigarrillo, las fibras de carbono dejaban atrás una disposición a modo de matriz, libre de copos o de fisuras.
Estas y otras modificaciones y variaciones del presente invento puede ser llevadas a la práctica por los expertos en la técnica sin apartarse del alcance del presente invento, que se establece en las reivindicaciones adjuntas. Además, los expertos con un conocimiento usual de la técnica, apreciarán que la descripción que antecede se ofrece, sólo, a modo de ejemplo y que no se pretende, con ella, limitar la descripción expuesta, por lo demás, en tales reivindicaciones adjuntas.

Claims (24)

1. Un procedimiento para mejorar las características de la ceniza de una envoltura de papel para un artículo de fumar, que comprende la operación de:
incorporar fibras de carbono en un papel, teniendo dichas fibras de carbono una longitud media inferior a 1,91 cm (0,75 pulgadas).
2. Un procedimiento como el definido en la reivindicación 1, en el que dichas fibras de carbono tienen una longitud media comprendida entre 0,318 cm (0,125 pulgadas) y 1,27 cm (0,5 pulgadas).
3. Un procedimiento como el definido en la reivindicación 1, en el que dichas fibras de carbono tienen una longitud media comprendida entre 0,635 cm (0,25 pulgadas) y 0,889 cm (0,35 pulgadas).
4. Un procedimiento como el definido en la reivindicación 1, en el que dichas fibras de carbono se incorporan a dicha envoltura de papel en una cantidad inferior al 60% en peso.
5. Un procedimiento como el definido en la reivindicación 1, en el que dichas fibras de carbono se incorporan a dicha envoltura de papel en una cantidad de desde el 5% al 20% en peso.
6. Un procedimiento como el definido en la reivindicación 1, que comprende además la operación de incorporar una carga en dicha envoltura de papel.
7. Un procedimiento como el definido en la reivindicación 6, en el que dicha carga comprende carbonato de calcio.
8. Un procedimiento como el definido en la reivindicación 6, en el que dicha carga se incorpora a dicha envoltura de papel en una cantidad comprendida entre el 20% y el 40% en peso.
9. Un procedimiento como el definido en la reivindicación 6, en la que dicha carga comprende carbonato de calcio y se incorpora en dicha envoltura de papel en una cantidad comprendida entre el 28% y el 32%.
10. Un procedimiento como el definido en la reivindicación 1, en el que dicha envoltura de papel tiene un gramaje de desde 45 g/m^{2} a 60 g/m^{2}.
11. Un procedimiento como el definido en la reivindicación 1, en el que dicha envoltura de papel tiene una permeabilidad comprendida entre 5 unidades Coresta y 2000 unidades Coresta.
12. Un procedimiento como el definido en la reivindicación 1, que comprende además la operación de recubrir dicho papel con un aditivo para el control de la combustión, siendo dicho aditivo para el control de la combustión un material seleccionado del grupo que consiste en sales de metales alcalinos, acetatos, sales de fosfatos y mezclas de las mismas.
13. Un procedimiento como el definido en la reivindicación 12, en el que dicho aditivo para el control de la combustión comprende un citrato, añadiéndose dicho citrato a la mencionada envoltura de papel en una cantidad que va desde el 0,3% al 12% en peso.
14. Un procedimiento como el definido en la reivindicación 1, en el que:
dicha envoltura de papel comprende fibras celulósicas, incorporándose dichas fibras celulósicas en dicha envoltura de papel en una cantidad de desde el 30% al 95% en peso; y
dichas fibras de carbono se incorporan en dicha envoltura de papel en una cantidad inferior al 30% en peso.
15. Un procedimiento como el definido en la reivindicación 14, en el que dichas fibras de carbono se incorporan en dicha envoltura de papel en una cantidad de desde el 5% al 20% en peso.
16. Un procedimiento como el definido en la reivindicación 14, que comprende además la operación de añadir una carga a dicha envoltura de papel en una cantidad de desde el 20% al 40% en peso.
17. Un procedimiento como el definido en la reivindicación 14, en el que dichas fibras celulósicas comprenden fibras de lino, incorporándose dichas fibras de lino a dicha envoltura de papel en una cantidad de desde el 50% al 65% en peso.
18. Un procedimiento como el definido en la reivindicación 14, en el que dicha envoltura de papel tiene un gramaje de desde 45 g/m^{2} a 60 g/m^{2}.
\newpage
19. Un procedimiento como el definido en la reivindicación 14, en el que dicha envoltura de papel tiene una permeabilidad de desde 15 unidades Coresta a 80 unidades Coresta.
20. Una envoltura de papel para un artículo de fumar, que tiene características de ceniza mejoradas, que comprende:
una banda de papel que comprende fibras celulósicas y una carga, estando dicha carga presente en dicha banda en una cantidad que va desde el 20% al 40% en peso;
fibras de carbono incorporadas en dicha banda de papel, teniendo dichas fibras de carbono una longitud media de desde 0,318 cm (0,125 pulgadas) a 1,27 cm (0,50 pulgadas), estando incorporadas dichas fibras de carbono en dicha banda de papel en una cantidad de desde el 5% al 30% en peso; y
cuya envoltura de papel citada tiene un gramaje de desde 18 g/m^{2} a 60 g/m^{2}, y una permeabilidad de desde 5 unidades Coresta a 80 unidades Coresta.
21. Una envoltura de papel como la definida en la reivindicación 20, en la que dichas fibras de carbono están incorporadas en dicha banda de papel en una cantidad de desde el 5% al 20% en peso.
22. Una envoltura de papel como la definida en la reivindicación 20, cuya banda de papel tiene una permeabilidad de desde 15 unidades Coresta a 55 unidades Coresta.
23. Una envoltura de papel como la definida en la reivindicación 20, cuya banda de papel tiene un gramaje de desde 45 g/m^{2} a 60 g/m^{2}.
24. Una envoltura de papel como la definida en la reivindicación 20, en la que dichas fibras de carbono tienen un diámetro inferior a 10 \mum (micras).
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