FR2098457A1 - Chemically resistant components - of duromer body and fluorocarbon lining - Google Patents

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Abstract

Chemically resistant components comprise a cast or moulded non-metallic, mechanically strong body and an inner lining or external facing of chemically-resistant fluorocarbon. The main body may be of duromer and the lining of PTFE. The prefd. manufacturing method consists of forming the lining/facing of fluorocarbon, placing it in a mould and then forming the non-metallic body against it. The components are suitable for valves, pump casings and similar applications.

Description

La présente invention concerne généralement et a essentiellement pour objet un procédé de fabrication d'éléments composants résistant à des matières ou substances chimiques ou des pièces ou organes inaltérables ou incorrodables analogues et, à titre de produits industriels nouveaux, les articles obtenus par l'exécution de ce procédé ainsi que les diverses applications et utilisations résultant de leur mise en oeuvre. The present invention generally relates to and essentially relates to a method of manufacturing component elements resistant to chemical materials or substances or similar unalterable or incorrodable parts or organs and, as new industrial products, the articles obtained by the execution. of this process as well as the various applications and uses resulting from their implementation.

L'emploi de matières plastiques ou de corps synthétiques analogues, pour réaliser un revêtement, recouvrement ou garnissage chimiquement résistant pour des valves, soupapes, vsnnes ou clapets, des pompes, des tuyauteries ou conduits tubulaires métalliques et analogues, est bien connu. La matière connue sous le nom de "Penton" (polyester chloré) est utilisée d'une façon étendue comme revêtement et là où une résistance chimique même plus grande est exigée, on emploie du polytrifluoromonochloroéthylène (P.T.F.C.E.). Tous deux peuvent réaliser des revetements exemptsde trous d'épingle ou analogues avec une excellente adhésion au métal.Des revêtementsen polytétrafluoroéthylène (P.T.F.E.) sont par ailleurs bien connus pour leur porosité et ils sont par conséquent normalement utilisés comme revêtement ou garnissage analogue qui n'est pas fermement ou solidement lié de façon adhérente à la surface métallique. Geci crée des problèmes dans des conditions de dépression ou d'états sous vide. Deux méthodes bien connues pour appliquer le revêtement sont le moulage par soufflage et le moulage isostatique. The use of plastics or similar synthetic bodies, to provide a chemically resistant coating, covering or packing for valves, valves, valves or flaps, pumps, pipes or metallic tubular conduits and the like, is well known. The material known as "Penton" (chlorinated polyester) is widely used as a coating and where even greater chemical resistance is required, polytrifluoromonochloroethylene (P.T.F.C.E.) is employed. Both can provide pinhole free coatings or the like with excellent adhesion to metal. Polytetrafluoroethylene (PTFE) coatings are otherwise well known for their porosity and are therefore normally used as a coating or the like which is not. not firmly or securely adhesively bonded to the metal surface. This creates problems under vacuum conditions or vacuum conditions. Two well known methods of applying the coating are blow molding and isostatic molding.

La fabrication d'éléments composants chimiquement résistants, réalisés entièrement n matières plastiques, est également ben connue. Des exemples en sont : le polétrafluoro- éthylène (P.T.F.E.), l'éthylène-propylène fluoré (F.E.P.), le polytrifluorochloréthylène (P.T.F.C.E.), le polJTpropTlHne, le polyéthylène, le chlorure de polyvinyle (P.X.C.) parmi les matières thermoplastiques et, à un degré ncde, les époxydes, les polyesters, les mélanines et les alkydes phénoliques, parmi les matières plastiques thermodurcissables. The manufacture of chemically resistant component elements, made entirely of plastic materials, is also well known. Examples are: poletrafluoroethylene (PTFE), fluorinated ethylene propylene (FEP), polytrifluorochlorethylene (PTFCE), polJTpropTlHne, polyethylene, polyvinyl chloride (PXC) among thermoplastics and, to a degree ncde, epoxies, polyesters, melanins and phenolic alkyds, among thermosetting plastics.

Parmi les matières plastiques disponftles, le polytétra- fluoroéthylène (P.T.F.E.) possède la plus haute résistance chimique, étant attaqué seulement par les métaux alcalins, à l'état fondu ou en solution,et peut-être par certains gaz fluorés. Ceci signifie qu'il peut remplacer de façon satiailsante des métaux tels que l'acier inoxydable et le titane dans des limites de température et de contraintes mécaniques. Among the available plastics, polytetrafluoroethylene (P.T.F.E.) has the highest chemical resistance, being attacked only by alkali metals, in the molten state or in solution, and possibly by certain fluorinated gases. This means that it can satisfactorily replace metals such as stainless steel and titanium within temperature and mechanical stress limits.

il est possible de fabriquer, par exemple, une pompe entièrement en polytétrafluoroéthylène qui est meilleur marché que sa contre-partie en acier inoxydable, particulièrement si un certain nombre d'opérations d'usinage doit être exécuté. Cependant, le polytétrafluoroéthylène, en commun avec la plupart des matières plastiques thermoplastiques, possède une stabilité thermique médiocre et une résistance médiocre au fluage, ce qui peut créer des problèmes dansle cas où des tolérances étroites doivent être mainenueT.ar r-allIeurs,~~les résines thermodurcissables, quand elles sont utilisées avec des charges ou matières de remplissage inertes, présentent une stabilité thermique et une résistance au fluage supérieures.it is possible to manufacture, for example, a pump entirely from polytetrafluoroethylene which is cheaper than its stainless steel counterpart, particularly if a number of machining operations have to be performed. However, polytetrafluoroethylene, in common with most thermoplastic plastics, has poor thermal stability and poor creep resistance, which can create problems in the event that tight tolerances have to be maintained. thermosetting resins, when used with inert fillers or fillers, exhibit superior thermal stability and creep resistance.

Conformément à cette invention, il est prévu un procédé de formation, d'élaboration ou de préparation d'un élément composant résistant à des substances chimiques, qui consiste à former ou à façonner un revêtement ou une coque ou enveloppe en une résine d'hydrocarbure fluoré, à supporter ledit revêtement, recouvrement ou garnissage dans un moule et à mouler, contre ledit revêtement, un corps ou une masse en une matière non métallique. La matière moulable peut être introduite par l'une quelconque des techniques bien connues telles que le transfert, la compression, l'action de gravité ou la pression. In accordance with this invention, there is provided a method of forming, forming or preparing a component member resistant to chemical substances, which comprises forming or shaping a coating or shell or shell of a hydrocarbon resin. fluorinated, supporting said coating, covering or lining in a mold and molding, against said coating, a body or mass of a non-metallic material. The moldable material can be introduced by any of the well known techniques such as transfer, compression, the action of gravity or pressure.

L'invention consiste également en un élément composant résistant à des substances chimiques et comprenant un corps ou une masse en une matière non métallique moulée ou coulée donnant de la résistance mécanique à l'élément composant et un revêtement, recouvrement, garnissage ou une coque ou enveloppe analogue en une résine d'hydrocarbure fluoré pour donner de la résistance à des-substances chimiques. The invention also consists of a component element resistant to chemical substances and comprising a body or mass of a molded or cast non-metallic material giving mechanical resistance to the component element and a coating, covering, lining or shell or like shell of a fluorinated hydrocarbon resin to provide resistance to chemicals.

Ainsi est produit un élément composant fini qui est conforme ou compatible et exact ou précis en grandeur ou en dimension et en forme en nécessitant peu d'usinage final ou aucun usinage final. Thus, a finished component element is produced which is conformal or compatible and exact or precise in size or dimension and shape with little or no final machining required.

Un revêtement en polytétrafluoroéthylène peut être produit par usinage à partir d'une billette ou d'un lopin convenablement conformé et par moulage isostatique ou par moulage par soufflage quand une forme compliquée est exigée. Quand il est désiré d'employer de l'éthylène-propylène fluoré, il peut être produit à partir d'un film ou d'une pellicule analogue par formage ou façonnage sous vide. Toutes cesXechniques sont capables de produire des revêtements avec une section mince qui, dans le cas du polytétrafluoroéthylène, n'est pas inférieure à 1 mm pour procurer une résistance chimique adéquate ou suffisante de longue durée. A polytetrafluoroethylene coating can be produced by machining from a suitably shaped billet or slug and by isostatic molding or by blow molding when a complicated shape is required. When it is desired to employ fluorinated ethylene propylene, it can be produced from a film or the like by vacuum forming or shaping. All of these techniques are capable of producing coatings with a thin section which, in the case of polytetrafluoroethylene, is not less than 1 mm to provide adequate or sufficient chemical resistance of long duration.

Le polytétrafluoroéthylène est bien connu pour ses propriétés non collantes ou non adhérentes et, afin d'obtenir une bonne adhésion, il est nécessaire d'attaquer ou de graver chimiquement la surface. Ceci peut être exécuté en traitant le polytétrafluoroéthylène avec l'une des solutions de sodium bien connues, telle que le complexe sodium-naphtalène. Dans certains cas, il est avantageux d'épaissir localement le polytétrafluoroéthylène pour créer l'accrochage ou la liaison à la résine. Si on leésire, pour améliorer l'adhésion, la surface du revêtement ou de la coque ou enveloppe peut être apprêtée ou enduite avec une peinture d'impression ou de fond en résine adhésive, telle qu'une résine époxy ou une résine phénolique modifiée.La couche première, d'impression ou de fond en résine peut être traitée durcie entièrement ou partiellement pour réaliser une adhésion satisfaisante. Dans certains cas, une couche en matière élastom-re peut être appliquée à la surface du revêtement ou de la coque ou enveloppe avant que le corps soit moulé contre ladite surface. Polytetrafluoroethylene is well known for its non-sticky or non-stick properties and, in order to obtain good adhesion, it is necessary to etch or chemically etch the surface. This can be done by treating polytetrafluoroethylene with one of the well known sodium solutions, such as sodium-naphthalene complex. In some cases, it is advantageous to locally thicken the polytetrafluoroethylene to create the catch or bond to the resin. If desired, to improve adhesion, the surface of the coating or shell or casing may be primed or coated with an adhesive resin primer or primer paint, such as epoxy resin or modified phenolic resin. The resin primer, primer, or primer can be treated fully or partially cured to achieve satisfactory adhesion. In some cases, a layer of elastomer material may be applied to the surface of the coating or of the shell or envelope before the body is molded against said surface.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéris- tiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront pl-ls clairement à la lecture de la description explicative qui a suivre en se reportant aux dessins schématiq-ies a-.nexés, donìlWs i-,-quement à titre d'exemples non limitatifs lllustrallt di-Jers mo32s de réalisation de plusieurs articles faits conforme ment a cette invention et dans lesquels
- la figure 1 représente une vue en coupe d'un corps ou boîtier de pompe typique;;
- la figure 2 et une vue en coupe d'une contre-plaque de pompe ou analogue r
- la figure 7 représente une coupe à travers une forme d'exécution modifiée du corps ou boîtier de pompe;
- la figure 4 est une section transversale d'un palier; et
- la figure 5 est une coupe transversale d'un isolateur ou isolant typique; et
- la figure 6 est une coupe transversale à travers une valve, soupape ou vanne analogue à papillon ou à volet obturateur pivotant analogue.
The invention will be better understood and other objects, characteristics, details and advantages thereof will become more clearly apparent on reading the explanatory description which follows with reference to the accompanying diagrammatic drawings. , donìlWs i -, - only by way of nonlimiting examples lllustrallt di-Jers mo32s of realization of several articles made in accordance with this invention and in which
- Figure 1 shows a sectional view of a typical pump body or housing ;;
- Figure 2 and a sectional view of a pump counterplate or the like r
- Figure 7 shows a section through a modified embodiment of the pump body or housing;
- Figure 4 is a cross section of a bearing; and
- Figure 5 is a cross section of a typical insulator or insulator; and
- Figure 6 is a cross section through a valve, valve or similar valve butterfly or similar pivoting shutter flap.

En se référant aux dessins et tout d'abord à la figure 1, le revêtement ou garnissage 2, réalisé en polytétrafluoroéthylène, est préformé et la surface 4 est attaquée ou gravée chimiquement. Referring to the drawings and firstly to Figure 1, the coating or lining 2, made of polytetrafluoroethylene, is preformed and the surface 4 is etched or chemically etched.

Ce revêtement 2 est disposé et maintenu dans un moule et la matière plastique thermodurcissable est moulée contre le revêtement formant le corps 6.This coating 2 is placed and maintained in a mold and the thermosetting plastic material is molded against the coating forming the body 6.

La figure 2 représente une contre- -plaque de pompe ou analogue comprenant un corps 8 en matière thermodurcissable. FIG. 2 represents a pump counter-plate or the like comprising a body 8 made of thermosetting material.

Le revêtement chimiquement résistant 10 est.en polytétrafluoroéthylène ou formé sous vide en éthylène-propylène fluoré. La contre-plaque est constituée de la même manière que le corps ou boîtier de pompe de la figure 1. La figure 3 représente un boîtier ou une enveloppe de pompe dans lequel la partie principale ou corps 12 est en résine thermodurcissable et un revêtement 14 en polytétrafluoroéthylène chargé ou analogue est employé, le but étant que le revêtement 14 puisse aussi agir comme palier, coussinet ou analogue comme cela est indiqué en 16. En variante, seule la partie du revêtement, qui se trouve dans la région ou au voisinage du coussinet de palier 16, a besoin d'être réalisée en un polymère chargé, le corps principal 14 étant en polymère pur.The chemically resistant coating 10 is polytetrafluoroethylene or vacuum formed fluorinated ethylene propylene. The backplate is made in the same way as the pump body or housing of Figure 1. Figure 3 shows a pump housing or casing in which the main part or body 12 is made of thermosetting resin and a coating 14 of it. Filled polytetrafluoroethylene or the like is employed, the aim being that the coating 14 may also act as a bearing, pad or the like as indicated in 16. Alternatively, only that part of the coating, which is in the region or in the vicinity of the pad. bearing 16, needs to be made of a filled polymer, the main body 14 being of pure polymer.

La figure 4 représente un détail d'un palier ou coussinet semblable à celui représenté sur la figure 4. Dans ce cas, une douille ou bague t8 en acier inoxydable ou en une autre matière appropriée est montée, laquelle reçoit ou loge le coussinet de palier 20 en polytétrafluoroéthylène chargé. Le but de la douille ou du manchon métallique 18 est de réduire la contrainte dans le revêtement en poîytétrafluoroéthylène et de permettre au coussinet de palier 20 d'être remplacé. Figure 4 shows a detail of a bearing or bush similar to that shown in figure 4. In this case, a sleeve or ring t8 of stainless steel or other suitable material is fitted which receives or accommodates the bearing bush. 20 in filled polytetrafluoroethylene. The purpose of the metal sleeve or sleeve 18 is to reduce the stress in the polytetrafluoroethylene liner and allow the bearing shell 20 to be replaced.

La charge pour le polytétrafluoroéthylène est de préférence de la poudre de graphite ou de la fibre de verre, ayant une bonne résistance chimique. The filler for the polytetrafluoroethylene is preferably graphite powder or fiberglass, having good chemical resistance.

Il y a quelques applications dans lesquelles, la porcelaine est inappropriée ou nécessite beaucoup de nettoyage ou de purification. Des disjoncteurs ou interrupteurs électriques analogues de circuit, employant de l'hexafluorure de soufre comme milieu, moyen ou agent isolant, constituent un cas où la porcelaine est inappropriée car elle est attaquée par les produits de décomposition formés quand les contacts sont ouvert en charge. Il peut aussi être employé pour des isolateurs ou isolants de pylone , de poteau ou de borne ou pour des colonnes isolantes dans des régions fortement polluées. There are a few applications where porcelain is unsuitable or requires a lot of cleaning or purification. Circuit breakers or analogous electrical circuit switches employing sulfur hexafluoride as a medium, medium or insulating agent are a case where porcelain is unsuitable because it is attacked by decomposition products formed when the contacts are opened under load. It can also be used for pylon, pole or terminal insulators or insulators or for insulating columns in heavily polluted areas.

En se référant à la figure 5 qui est une vue en coupe transversale d'un isolateur, le revêtement ou la couche 22 en polytétrafluoroéthylène préformé est dans ce cas appliqué de façon à être adjacent au moule et deux pièces métalliques rapportées ou dtinsertion 24 sont supportées, l'une au sommet et l'autre à la base uu moule. Le corps en résine 26 est coulé dans le moule. Referring to Figure 5 which is a cross-sectional view of an insulator, the preformed polytetrafluoroethylene coating or layer 22 is in this case applied so as to be adjacent to the mold and two metal inserts or inserts 24 are supported. , one at the top and the other at the base of the mold. The resin body 26 is cast in the mold.

Dans le cas d'une vanne à papillon ou analogue, une fermeture complète est obtenue, dans la pratique normale, en réalisant l'une de surfaces conjuguées ou les deux en une matière élastomère et en s'assurant que le papillon obturateur est monté avec un ajustement serre ou à interférence à l'interleur du corps de la vanne en déformant ainsi la matière élastomère quand la vanne est fermée.Le poÉtétrafr.oroêthylèn possède des propriétés élastomères médiocres et pour surmonter ce problème, il est proposé qu'une couche er une saat-ère élastomère soit interposée entre le revêtement ou l'snveloole et le corps. In the case of a butterfly valve or the like, complete closure is obtained, in normal practice, by making one or both of the mating surfaces of an elastomeric material and ensuring that the shutter valve is mounted with it. a tight or interfering fit to the gap of the valve body thereby deforming the elastomeric material when the valve is closed. Poetetrafr.oroethylen has poor elastomeric properties and to overcome this problem it is proposed that an er layer an elastomeric saat-era either interposed between the coating or the snveloole and the body.

Une forme d'exécution de la vanne à papillon réalisée conformément à cette invention est représertée sur la figure 6.An embodiment of the butterfly valve made in accordance with this invention is shown in Figure 6.

Un anneau ou une couronne 28 n une matière élastomère est interpos entre l'enveloppe 30 en polytétrafluoroéthylène et le corps 32. te papillon obturateur 34 est en contact formant joint étanche avec la couche 30.A ring or a crown 28 of an elastomeric material is interposed between the envelope 30 of polytetrafluoroethylene and the body 32. the shutter butterfly 34 is in contact forming a sealed seal with the layer 30.

La température de fonctionnement de l'élémenveonstituant composé est limitée non par le polytétrafluoroéthylène mais par la résine principale, Quand il est nécessaire d'élever la température de fonctionnement jusqu'à une valeur minimale à laquelle le polytétrafluoroéthylène peut résister, la résine thermcdurcissable peut être remplacée par une matière à base de ciment et d'amiante telle que la matière connue sous le nom de Rosite ou un fibrociment analogue La résine thermodurcissable peut être remplacée par de la résine thermoplastique dans certains cas. The operating temperature of the compound component is limited not by the polytetrafluoroethylene but by the main resin, When it is necessary to raise the operating temperature to a minimum value which the polytetrafluoroethylene can withstand, the heat-setting resin can be replaced by a cement and asbestos-based material such as the material known as Rosite or a similar fiber cement. The thermosetting resin can be replaced by thermoplastic resin in some cases.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. Of course, the invention is in no way limited to the embodiments described and shown which have been given only by way of example. In particular, it comprises all the means constituting technical equivalents of the means described as well as their combinations, if the latter are carried out according to the spirit of the invention.

Claims (11)

REVENDICATIONE3CLAIM E3 1.- Procédé de fabrication ou de formage d'un élément composant résistant à des substances chimiques, caractérisé en ce qu'il consiste : à former ou à façonner un revêtement ou une enveloppe en une résine d'hydrocarbure fluoré ; à supporter ledit revêtement dans un moule et à mouler, contre ledit revdtement, un corps en une matière non métallique. 1.- A method of manufacturing or forming a component element resistant to chemical substances, characterized in that it consists in: forming or shaping a coating or an envelope in a fluorinated hydrocarbon resin; supporting said coating in a mold and molding, against said coating, a body of a non-metallic material. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface du revêtement ou de l'enveloppe précité, qui doit recevoir ou loger le corps moulé précité, est traitée de façon à améliorer l'adhésion entre ledit revêtement et ledit corps. 2. A method according to claim 1, characterized in that the surface of the coating or the aforementioned envelope, which is to receive or house the aforementioned molded body, is treated so as to improve the adhesion between said coating and said body. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface du revêtement ou de l'enveloppe précité est attaquée ou gravée chimiquement avant que le corps précité soit moulé contre elle pour améliorer l'adhésion dudit corps audit revêtement ou à ladite enveloppe. 3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the surface of the coating or of the aforementioned envelope is chemically etched or etched before the aforementioned body is molded against it to improve the adhesion of said body to said coating or to said envelope. 4.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface du revêtement précité, qui doit recevoir le corps moulé précité, est attaquée ou gravée chimiquement et traitée avec un enduit formant couche de peinture d'apprêt, d'impression ou première en résine au moins partiellement traitée ou durcie avant que ledit corps soit moulé contre ledit revêtement. 4.- Method according to one of the preceding claims, characterized in that the surface of the aforementioned coating, which is to receive the aforementioned molded body, is etched or etched chemically and treated with a coating forming a layer of primer paint, of impression or first in resin at least partially treated or cured before said body is molded against said coating. 5.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que June couche de matière élastomère est appliquée à au moins une portion de la surface du revêtement ou de l'enveloppe précitée avant que le corps précité soit moulé contre ledit revêtement ou ladite enveloppe. 5.- Method according to one of the preceding claims, characterized in that June layer of elastomeric material is applied to at least a portion of the surface of the coating or of the aforementioned envelope before the aforementioned body is molded against said coating or said envelope. 6.- élément composant résistant à des substances chimiques, caractérisé en ce qu'il est obtenu par l'exécution du procédé selon l'une des revendications précédentes. 6.- component element resistant to chemical substances, characterized in that it is obtained by carrying out the method according to one of the preceding claims. 7.- Elément composant selon a rvendication C, caractérisé en ce qu'il comprend: un corps en matie non métall que moulée ou coulée donnant de la résistance mécanique audit élément composant et un revêtement ou une enveloppe en une résine d'hydrocarbure fluoré pour donner de la résistance à des substances chimiques. 7.- Component element according to claim C, characterized in that it comprises: a body in non-metallic material that is molded or cast giving mechanical resistance to said component element and a coating or a shell in a fluorinated hydrocarbon resin for give resistance to chemicals. 8.- Elément composant selon la revendication 7, caractérisé en ce que le corps précité est en résine thermodurcissable. 8. Component element according to claim 7, characterized in that the aforesaid body is made of thermosetting resin. 9.- Elément composant selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'une couche en matière élastomère est interposée entre le corps précité et le revêtement ou 'enveloppe précité. 9. Component element according to claim 7 or 8, characterized in that a layer of elastomeric material is interposed between the aforementioned body and the coating or 'aforementioned envelope. 10.- Elément composant selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'au moins une partie du revêtement ou de 'l'enveloppe précité est réalisée en du polytétrafluoroéthylène chargé. 10. Component element according to one of claims 7 to 9, characterized in that at least part of the coating or of the aforementioned envelope is made of loaded polytetrafluoroethylene. 11.- Elément composant selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu'au moins une pièce métallique rapportée ou d'insertion est incorporée audit élément composant. 11. Component element according to one of claims 7 to 10, characterized in that at least one attached metal part or insert is incorporated into said component element.
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WO2015197148A1 (en) * 2014-06-25 2015-12-30 Audi Ag Duroplastic composite fiber plastic structure comprising a thermoplastic and fiber-reinforced load introducing element

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WO2015197148A1 (en) * 2014-06-25 2015-12-30 Audi Ag Duroplastic composite fiber plastic structure comprising a thermoplastic and fiber-reinforced load introducing element

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