JP2000289174A - 親水性ポリエステル−ポリウレタン発泡材料を含んで成る複合材、および乗物の内装品用の複合材の製造方法 - Google Patents
親水性ポリエステル−ポリウレタン発泡材料を含んで成る複合材、および乗物の内装品用の複合材の製造方法Info
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Abstract
た複合材の製造に好適な、ポリウレタン発泡材料を提供
する。 【解決手段】 ポリウレタンコアおよび外層を有して成
る複合材。ポリウレタンコアは、(a) 少なくとも1
種類のポリイソシアネート、と(b) 少なくとも2個
のヒドロキシル基を有し、700より大きく10000
までの平均分子量を有する、少なくとも1種類のポリエ
ステルポリオール、および(c) 少なくとも2個のヒ
ドロキシル基を有し、700より大きい分子量を有し、
2〜6の官能価を有し、30重量%より大きいエトキシ
ル化度を有する、少なくとも1種類のエトキシル化ポリ
エーテルポリオール、との反応生成物を含んで成る親水
性ポリエステル−ポリウレタン発泡材料である。
Description
ームコアおよび繊維製品材料の外層を含んで成る複合材
に関する。本発明の複合材に好適なポリウレタンフォー
ムコアは、親水性ポリエステル−ポリウレタン発泡材料
を含んで成る。これらの複合材は、自動車のような乗物
の内装部品の製造に使用することができる。
1つの重要な用途は、ブロック発泡材料の長いブロック
を裂いてストリップ材料を形成し、次に、さらに加工し
て、繊維製品またはシート材料を貼り合わせた後に、乗
物における内装部材として使用するのに好適な複合材料
を製造することである。
たはシートバック装着支持体(seatback upholstered s
upports)のような繊維製品貼り合わせPUR発泡材料
を意味すると理解されるものとする。
ry)の最上層を形成するのは主に、繊維製品貼り合わせ
ストリップ材料である。繊維製品貼り合わせストリップ
材料を、カットし、シートまたはシートバック支持体に
縫い付けた後に、シートまたはシートバック構造の他の
部分にそれを装着する(upholstering)ことによって
(現在のところ、ほとんどの場合、手で行われる)、仕
上り適合部材(finishedfitted part)に加工される。
処理技術を使用する発泡成形において、予め製造したシ
ートおよびシートバック支持体、またはヘッドレストま
たはアームレストのような他の内装部材の、発泡体裏打
ち(foam-backing)に関する技術も存在する。
結果的として、シートの気候環境に「囲まれる」部材、
例えば、シートおよびシートバック支持体に関して、特
定の不利益を生じる。これは、ほとんどの場合、繊維製
品貼り合わせストリップ材料の裏に拡散阻害効果を及ぼ
す気密シートの貼り合わせに原因しているが、使用され
る製造法の故に必要である。あるいは、この技術は結果
として、少なくとも、貼り合わせ操作のために空気に対
して特に不透過性のストリップ材料を使用することにな
る。
が、充分な厚みである場合に、サンドイッチ積層体(即
ち、繊維製品の上面からシートの下面)に残る発泡材料
の層の湿気吸収挙動によって、この不利益を少なくとも
部分的に償うことができる。
イッチ積層体においては、ストリップの裏面が、拡散を
助長するワイドメッシュ編布に単に貼り合わされてい
る。
は、特にコストが高いことが明らかな技術である。しか
し、火炎貼り合わせは、軟質発泡材料でできているスト
リップ材料を繊維製品およびシートに結合させるのに有
効な技術である。
スにおいて、例えば15〜40m/分の操作速度におい
て発泡材料ストリップを繊維製品ストリップ材料に結合
させる。この方法は、繊維製品ストリップを供給する直
ぐ前に、発泡材料の表面を、ガス火炎バーナーバーで火
炎吹付する(即ち、あぶる)ことによって、溶融させる
ことを含んで成る。PURマトリックスにおける溶融プ
ロセスに加えて、分解反応も該表面において起こる。貼
り合わせた直ぐ後に、繊維製品および発泡材料ストリッ
プを、例えば、火炎貼り合わせ装置の対の回転ローラー
の間に通すことによって、プレスする。プレスした後、
発泡材料の表面に形成されるメルトは比較的連続性の結
合を形成する。
ロセスの間にかなり低い粘性のメルトを形成するので、
これまでのところ、これらの要求が、エーテル−PUR
発泡材料よりもエステル−PUR発泡材料によって顕著
により良好に満たされている。さらに、エステル−PU
R発泡材料と比較して、該メルトは、冷却の際に遅延粘
度上昇を示し、これは貼り合わせプロセスにおいて顕著
に低い結合力を生じる。
際には、装着材料として使用するのに非常に適した特性
を有する。これらには、例えば、同等の嵩密度における
有意に高い空気透過性、および有意に高い弾性レベルが
挙げられる。
な熱可塑性を有し、従って、それらの火炎貼り合わせ能
力を向上させる。さらに、充分な連続気泡構造を有する
エステル−PUR発泡材料は、かなりの水分吸収特性を
示し、向上したシート耐候性(seat climate)を可能に
し、従って、結果として、1つのまたは他の装着状況
(one or the other upholstery situation)における
シート快適性(seat comfort)のレベルを増加させると
考えられる。
に、ポリエーテル−PUR軟質発泡材料も、一段(ワン
ショット)法によって製造するのが好ましい。その化学
およびプロセス技術の詳細が、例えば、Kunststoff-Han
dbuch、第VII巻、Carl Hanser-Verlag、 Munich/Vienn
a、第3版(1993年)、193〜220頁に記載さ
れている。この方法は、それらが概して連続気泡性であ
る場合でさえ、不満足な親水性を示すブロック発泡材料
(さらに加工するための発泡材料)を生じる。従って、
発泡材料マトリックスを後処理するか、または種々のタ
イプの添加剤と一緒にそれを発泡させることによって
(例えば、DE−A−2207356およびDE−A−
2207361)、この挙動を向上させようとする多く
の試みがなされている。これらの試みは、多くのコスト
を費やして、ある程度の成功を収めているに過ぎない。
は、良好な親水性を示し、乗物の内装品に特に適した複
合材の製造に好適な、ポリウレタン発泡材料を提供する
ことである。
おいて、ポリエステルポリオールの一部を、30重量%
より大きいエトキシル化度を有するポリエーテルポリオ
ールで置き換えることによって製造されたポリエステル
−PUR発泡材料が、この目的を特に良好に達成するこ
とが見い出された。
とも1つの外層を有して成り、該ポリウレタンコアが親
水性ポリエステル−ポリウレタン発泡材料を含んで成
る、複合材に関する。好適なポリエステル−ポリウレタ
ン発泡材料は、(a) 少なくとも1種類のポリイソシ
アネート、と(b) 少なくとも2個のヒドロキシル基
を有し、700より大きく10000までの平均分子量
を有する、少なくとも1種類のポリエステルポリオー
ル、(c) 少なくとも2個のヒドロキシル基を有し、
700より大きい分子量を有し、2〜6の官能価を有
し、100重量%のアルコキシル化に基づいて30重量
%より大きいエトキシル化度を有する、少なくとも1種
類のエトキシル化ポリエーテルポリオール、および
(d) 要すれば、少なくとも2個の活性水素原子を有
し、32〜700の平均分子量を有する、少なくとも1
種類の化合物、との反応生成物、ならびに、(e) 触
媒、水、および/または発泡剤、および、(f) 要す
れば、補助物質および添加剤、を含んで成る。
に特に好適である。本発明は、これらの複合材の製造方
法、特に、繊維製品および発泡材料の火炎貼り合わせ複
合材の連続製造法にも関する。
キシル化度は一般に、30重量%より大きく、好ましく
は50〜95重量%である。トリメチロールプロパン誘
導ポリエーテルポリオール、および/またはグリセロー
ルから誘導されるポリエーテルポリオール、好ましく
は、グリセロールから誘導される高エトキシル化度ポリ
エーテルポリオールが一般に使用される(例えば、VP P
U41WB01、Bayer AGから商業的に入手し得る三官能価ポ
リエーテルポリオール)。
ル化度ポリエーテルポリオールの含有率は一般に、成分
b)、c)、およびd)の合計重量に基づいて2〜50
重量%である。
2個の炭素原子を有する有機ジカルボン酸と、多価アル
コールとの縮合反応によって製造することができる。
あるいは対応するジカルボン酸の混合物を、有機ジカル
ボン酸として使用するのが好ましい。
酸、例えば、オルト−またはテレフタル酸、あるいは不
飽和カルボン酸、例えば、マレイン酸およびフマル酸も
使用することができる。
多価アルコールが縮合反応物として使用される場合、そ
れらは一般に2〜12個の炭素原子を有する。
ジオールの系列からの二価(グリコール)反応物が、本
発明における多価アルコールとして特に好ましい。ジエ
チレングリコールまたはジプロピレングリコールが、よ
り好ましい。
パン、またはより高い官能価の類似体も、分岐効果を有
する高官能価の多価アルコール成分として、組み合わせ
て使用されることが多い。
ならびに分岐剤としての2〜3重量%のトリメチロール
プロパンから製造されるポリエステルポリオール(例え
ば、Bayer AGから商業的に入手し得るVP PU 60WB01また
はVP PU 60WB02)、または他の低曇り配合剤(low-fogg
ing formulations)を使用するのが好ましい。
ーテルポリオールを、高エトキシル化度ポリエーテルジ
オール(二官能価)、または高エトキシル化度トリオー
ル、例えば、グリセリンに基づくポリエーテルポリオー
ル(例えば、Bayer AGのVP PU41 WB01)、および類似生
成物の代わりに使用することもできる。
続気泡性の、微細気泡発泡材料構造を結果として生じる
最近のシリコーン安定剤である。そのような安定剤の例
としては、ポリジメチルシロキサンに基づく化合物を包
含する(例えば、Bayer AGのVP AI 3613またはVP AI 36
14、あるいは、Goldschmidt AGのB8300およびB8301)。
における、高エトキシル化度ポリエーテルポリオールの
割合は、成分b)、c)、およびd)の合計重量に基づ
いて約2〜50%である。
エーテルポリオールの官能価は一般に、2〜6である。
三官能価成分が特に好ましい。
テルポリオールを混合することが可能であるため、結果
として生じる発泡材料の重要かつ所望の特性を、意図す
る用途に適合するように調節することができる。
コールおよび分岐剤成分としてのトリメチロールプロパ
ンの反応生成物であり、ショートパス蒸留(short-path
distillation)によって処理して、環状ジエチレング
リコールエステルのような揮発性成分を除去した、それ
ぞれ60または52のOH価を特徴とするポリエステル
ポリオールのような低曇り配合のポリエステルポリオー
ル(例えば、Bayer AGのVP PU 60WB01またはVP PU 60WB
02)を使用することによって、DIN 75201(内装部材のた
めの低曇り規準)の条件を問題なく満足させることがで
きる。
で成るポリオール(VP PU 60WB01)を、2重量%のトリ
メチロールプロパンを含んで成るポリオール(VP PU 60
WB02)と比較すると、後者は、付加的に、より高いレベ
ルの特性を有する「繊維製品エステル発泡材料」を生じ
る。同様の構造を有する商業的に入手可能なポリエステ
ルポリオール(例えば、Bayer AGのDE 2300およびDE 22
00)に基づくが、得られるフォームに曇りを生じさせる
発泡材料の特性スペクトルに、得られるフォームの特性
がほぼ対応することを、この差異は意味している。
発泡反応を触媒するために使用される物質が、慣例的ア
ミン成分(例えば、Kunststoff-Handbuch、第VII巻、Ca
rl Hanser-Verlag, Munich/Vienna、第3版(1993
年)、104〜107頁および219頁)の他に、得ら
れる発泡材料の臭気または曇りにほとんど寄与しない物
質を主として含んで成る。これらには、例えば、下記の
ような種々の化合物が挙げられる。
ミノエチル)エーテル(OSIによって市販されているNia
x A30、またはAir Productsによって市販されているDab
coBL 11;それぞれ製剤形態である)、またはジメチル
エタノールアミンおよびN,N,N−トリメチル−N−ヒ
ドロキシエチル−ビスアミノエチルエーテル(Rhein-Ch
emieによって市販されているDesmorapid KE 9645)が、
発泡配合物に組み込むことができる物質の例として挙げ
られる。他の例は1,2−ジメチルイミダゾール(Air P
roductsによって市販されているDabco 2039)、または
種々のタイプのアミン混合物、またはこれらのような尿
素/アミンの組み合わせである。
て、他の特性に影響を与えることができる。それらの例
としては、難燃剤、乳化剤、分散剤、材料の打ち抜きを
容易にする補助物質、またはコアーの変色を防止する酸
化防止剤が挙げられる。
に一般的である約20〜80kg/m3の嵩密度で製造
することができる。例えば、液体二酸化炭素のような付
加的発泡剤をも使用することによって(例えば、NovaFl
ex法(Hennecke/Bayer AG)および/または関連法を使
用するか、あるいは減圧法または類似法を使用すること
によって)、使用の範囲および使用の可能性を相応に広
げることができる。発泡材料の密度は、自動車工業の規
格の範囲、即ち、約25〜約45kg/m3であるのが
好ましい。一方において、嵩密度の増加に伴って吸水能
力が増加し、他方において、湿潤能力(即ち、発泡材料
の利用可能な内表面)が、得られる発泡材料の連続気泡
性の程度に依存し、後者は一般に、嵩密度の増加に伴っ
て減少するので、30〜40kg/m3の嵩密度が特に
好ましい。
水性を示す。それらは、20〜25秒以内に、発泡材料
の重量に対して10倍の量の水を吸収することができ
る。乾燥発泡材料(即ち、ポリオール混合物中において
約10重量%からの割合のポリエーテルポリオールを含
んで成る発泡材料)を水面に置いた場合に、発泡材料サ
ンプルが数秒以内で沈む。
特定のポリエーテルポリオール(即ち、高エトキシル化
度)の約30重量%の含有率まで、発泡材料マトリック
スの膨潤を生じずにこれが起こる。これは、ある用途に
関して明らかに望ましい。
の高い割合はさらに、発泡材料マトリックスの顕著な膨
潤を生じさせる。
は、接着剤または火炎貼り合わせによって、サンドイッ
チ積層の形態で製造される発泡材料/繊維製品複合材の
製造のために使用することができる。ポリエステル−P
UR発泡材料を、火炎貼り合わせ繊維製品複合材の製造
のために使用するのが好ましい。
て使用される場合に、材料結合に充分な初期および最終
強度を付与する、短鎖、一般に線状グリコールの添加、
または燐含有有機化合物の添加が、特に有利である。こ
のタイプの好適な添加剤の例は、限定されないが、一般
式:HO−(R−CH)n−OH[式中、nは2〜15
の整数であり、Rはアルキルまたはアルコキシ基であ
る]で示される脂肪族ジオール、ならびにオリゴマーポ
リオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレング
リコール、多価アルコールのプロポキシル化およびエト
キシル化生成物、あるいは脂肪族および芳香族ポリエス
テルグリコール(これらは、約32〜700の分子量を
有していてよい。)、あるいは、燐酸または亜燐酸のO
H官能エステル(例えば、Bayer AGのLevagard 4090
N、またはGeneral Electric Spec. Chemicalsから商業
的に入手可能なWeston 430)が挙げられる。
料の製造のためのポリイソシアネートとして使用するこ
とができる:
n der Chemie, 562, p.75〜136に記載されているような
脂肪族、脂環式、芳香脂肪族(araliphatic)、芳香
族、および複素環式ポリイソシアネートであって、例え
ば、一般式: Q(NCO)n [式中:nは、2〜4、好ましくは2〜3の整数を表
し;およびQは、2〜18個の炭素原子、好ましくは6
〜10個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、4〜1
5個の炭素原子、好ましくは5〜10個の炭素原子を有
する脂環式炭化水素基、6〜15個の炭素原子、好まし
くは6〜13個の炭素原子を有する芳香族炭化水素基、
または8〜15個の炭素原子、好ましくは8〜13個の
炭素原子を有する芳香脂肪族炭化水素基を表す]で示さ
れるポリイソシアネートが挙げられる。
としては、例えば、DE−OS2832253号、10
〜11頁に記載されているものが挙げられる。
に、工業的に容易に入手可能であり、例えば、2,4−
および/または2,6−トルエンジイソシアネート、お
よびこれらの異性体の混合物(TDI)、アニリン−ホ
ルムアルデヒド縮合およびそれに続くホスゲン化によっ
て製造されるものであるなどのポリフェニルポリメチレ
ンポリイソシアネート(MDI)、ならびにカルボジイ
ミド基、ウレタン基、アロファネート基、イソシアヌレ
ート基、ウレア基、またはビウレット基を有するポリイ
ソシアネート(変性ポリイソシアネート)、特に2,4
−および/または2,6−トルエンジイソシアネートま
たは4,4'−および/または2,4'−ジフェニルメタン
ジイソシアネートから誘導される変性ポリイソシアネー
トである。
びT65の混合物、およびそれらの混合物が特に好まし
い。
の混合物を広範囲に任意に変化させることによって、お
よび発泡操作のために種々のタイプのポリエステルポリ
オールを使用することが可能であることによって、発泡
材料の特性を容易に調節して所望の値にすることができ
る。
ポリエーテルポリオールを混合するだけで、得られる発
泡材料の吸水能力の有意な増加を得るのに充分である。
他方、特性の初期レベルが実質的に維持されるポリエス
テル−PUR発泡材料が製造されることを、そのように
低いレベルのポリエーテルポリオールは意味している。
説明する。配合における数字データは、ポリオール10
0重量部に対する重量部を意味すると理解すべきものと
する。特に指定しない限り、全ての部およびパーセンテ
ージが重量によるものである下記実施例によって、本発
明をさらに説明するが、それらに限定されるものではな
い。
知の慣例法によって反応させた。
ば、Kunststoff-Handbuch、第VII巻、Carl Hanser-Verl
ag, Munich/Vienna、第3版、1993年、193〜2
20頁に記載されている。
した: ポリオールA: アジピン酸、ジエチレングルコール、
および3重量%のトリメチロールプロパンから製造され
る、60のOH値を有する、低曇りポリエステルポリオ
ール(Bayer AGのVP PU 60WB01); ポリオールB: グリセリンに基づく、37のOH価お
よび少なくとも70重量%のエトキシル化度を有する、
三官能価ポリエーテルポリオール(Bayer AGのVP PU 41
WB01);
H価を有するエトキシル化ビスフェノールA(Akzo-Che
mieからDianol 240/1として市販); ポリオールD: アジピン酸、ジエチレングリコール、
および2重量%のトリメチロールプロパンから製造され
る、52のOH価を有する、低曇りポリエステルポリオ
ール(Bayer AGのVP PU 60WB01); ポリオールE: プロピレングリコールに基づく、57
のOH価および少なくとも約49重量%のエトキシル化
度を有する、二官能価ポリエーテルポリオール; ポリオールF: 約300〜330のOH価を有する、
短鎖芳香族ポリエステルポリオール(Stepan(米国イリ
ノイ州在)のStepanpol PS 3152);
ール)ホスファイト、約395のOH価を有する燐含有
添加剤(General Electric Spec. Chem.のWeston 43
0); 安定剤A: ポリジメチルシロキサンに基づくシリコー
ン安定剤(Bayer AGのVP AI 3613); 安定剤B: ポリジメチルシロキサンに基づくシリコー
ン安定剤(Th. Goldschmidt AGのB8301);
エンジイソシアネートおよび2,6−トルエンジイソシ
アネートの異性体混合物; イソシアネートB: 重量比65:35の2,4−トル
エンジイソシアネートおよび2,6−トルエンジイソシ
アネートの異性体混合物。
合し、反応させた。実施例1 ポリオールA: 90重量部 ポリオールB: 10重量部 水: 3.0重量部 安定剤A: 1.5重量部 触媒A: 0.2重量部 触媒B: 0.2重量部 イソシアネートA: 19.0重量部 イソシアネートB: 19.0重量部
施例1に記載の配合から製造される7mmのストリップ
の発泡材料とポリエステル繊維製品シート(自動車品
質)との火炎貼り合わせは、DIN 53 357により、24時
間後に9〜11N/5cmの剥離強度値を与えた。
施例2に記載の配合から製造される7mmのストリップ
の発泡材料とポリエステル繊維製品シート(自動車品
質)との火炎貼り合わせは、24時間後に13〜15N
/5cmの剥離強度値(DIN 53357による)を与えた。
ームを製造した。
おいて製造される各発泡材料を、用途に特定のシミュレ
ーション試験において、低曇り配合の標準エステル発泡
材料に対して、試験した。この標準発泡材料の配合は下
記の通りであった:
おいて製造した各発泡材料が、それらの親水性により、
25秒以内に完全に沈んだ。比較として、乾燥標準発泡
材料を水面に置いた場合、それは1時間より長く水面に
浮いた。しかし、水を実質的に除去した湿った発泡材料
を水面に置いた場合に、実施例1〜6の親水性発泡材料
は2秒以内に沈んだ。比較として、標準発泡材料は再
び、1時間より長く水面に浮いた。
に水を付着させた。前記実施例1〜6の配合によって
(即ち、本発明によって)製造した親水性配合の発泡材
料が、吸引によって水を直接に吸収した。比較として、
標準発泡材料の乾燥表面に水を付着させた場合、表面に
残る水滴が、球形、即ち、それらが付着した形態を維持
した。
る。 A. 成分(c)エトキシル化ポリエーテルポリオール
が、50〜95重量%のエトキシル化度を有する複合
材。 B. 成分(c)エトキシル化ポリエーテルポリオール
が、成分(b)、(c)、および(d)の合計重量に基
づいて2〜50重量%の量で存在する複合材。
発泡材料が、少なくとも1種類の燐含有化合物を含んで
成る添加剤を、さらに含んで成る複合材。 D. (3)のプレスが、一組の回転ローラーによって
行われる複合材の製造法。
たが、そのような詳細は単に例示するためのものであっ
て、特許請求の範囲によって限定される以外は、本発明
の概念および範囲を逸脱することなく、当業者によって
変更を加え得ると理解すべきものとする。
Claims (3)
- 【請求項1】 ポリウレタンコアおよび少なくとも1つ
の外層を有して成る複合材であって、該複合材におい
て、 (1) 該ポリウレタンコアが、親水性ポリエステル−
ポリウレタン発泡材料であって、該発泡材料が、 (a) 少なくとも1種類のポリイソシアネート、と (b) 少なくとも2個のヒドロキシル基を有し、70
0より大きく10000までの平均分子量を有する、少
なくとも1種類のポリエステルポリオール、 (c) 少なくとも2個のヒドロキシル基を有し、70
0より大きい分子量を有し、2〜6の官能価を有し、3
0重量%より大きいエトキシル化度を有する、少なくと
も1種類のエトキシル化ポリエーテルポリオール、およ
び (d) 要すれば、少なくとも2個の活性水素原子を有
し、32〜700の平均分子量を有する、少なくとも1
種類の化合物、との反応生成物、ならびに、 (e) 触媒、水、および/または発泡剤、および、 (f) 要すれば、補助物質および添加剤、を含んで成
る複合材。 - 【請求項2】 火炎貼り合わせ繊維製品/発泡材料複合
材の連続製造法であって、該方法が、 (1) ガス火炎バーナーバーによって火炎吹付するこ
とによって、発泡材料の表面を溶融させ; (2) 繊維製品ストリップ材料を、発泡材料の溶融表
面に適用し;および (3) 合わした繊維製品ストリップ材料および発泡材
料を一体にプレスして、発泡材料の表面に形成されたメ
ルトと繊維製品ストリップ材料の間に連続結合を形成す
る;ことを含んで成る方法であって、該方法において、
該発泡材料が、 (a) 少なくとも1種類のポリイソシアネート、と (b) 少なくとも2個のヒドロキシル基を有し、70
0より大きく10000までの平均分子量を有する、少
なくとも1種類のポリエステルポリオール、 (c) 少なくとも2個のヒドロキシル基を有し、70
0より大きい分子量を有し、2〜6の官能価を有し、3
0重量%より大きいエトキシル化度を有する、少なくと
も1種類のエトキシル化ポリエーテルポリオール、およ
び (d) 要すれば、少なくとも2個の活性水素原子を有
し、32〜700の平均分子量を有する、少なくとも1
種類の化合物、との反応生成物、ならびに、 (e) 触媒、水、および/または発泡剤、および、 (f) 要すれば、補助物質および添加剤、を含んで成
る親水性ポリエステル−ポリウレタンフォームを含んで
成る方法。 - 【請求項3】 請求項2に記載の方法によって製造され
た火炎貼り合わせ繊維製品/発泡材料複合材。
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