JP2003523421A - コポリマーおよび漂流飛散抑制剤としてのその用途 - Google Patents

コポリマーおよび漂流飛散抑制剤としてのその用途

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ツェラー・ラルフ
クッパー・ライナー
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クラリアント・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング
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    • C08F220/585Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide containing oxygen in addition to the carbonamido oxygen, e.g. N-methylolacrylamide, N-(meth)acryloylmorpholine and containing other heteroatoms, e.g. 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid [AMPS]

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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 本発明は、実質的に、1〜90重量%の式(1) 【化1】 [式中、R1 は水素原子またはメチル基であり、ZはC1 〜C4 −アルキレン基でありそしてXは水素原子、アルカリ金属またはアンモニウムを意味する]で表される繰り返し構造単位、10〜99重量%の、少なくとも1つの酸素原子、窒素原子、硫黄原子または燐原子を有するオレフィン性不飽和コモノマーから誘導される繰り返し構造単位並びに0〜20重量%の、少なくとも2つのオレフィン性二重結合を持つモノマーから生じる架橋構造から構成されるコポリマーに関する。上記コポリマーは植物保護剤のための漂流飛散抑制剤として使用するのに適する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、植物保護剤において"漂流飛散抑制剤(drift control agents)"と
してアクリルアミド- アルキルスルホン酸塩をベースとする水溶性または水膨潤
性コポリマーを用いることに関する。
【0002】
【従来の技術】
農薬は飛行機、トラクターおよび他の装置の噴霧タンクを使用して農場に非常
に効果的に散布される。出来るだけ正確に有効物質を散布するためには、出来る
だけ狭い噴霧ミスト円錐体を得ることおよび標的の領域から噴霧ミストが漂流飛
散することを避けることが必要である。
【0003】 噴霧ミスト円錐体の漂流飛散は液滴の大きさによって実質的に決まる。液滴が
小さければ小さい程、空気中での滞留時間が長くかつ蒸発および水平方向へ漂流
飛散する傾向が大きくそして標的の領域をはずれる傾向が大きい。
【0004】 農薬配合物に噴霧ミズトの液滴を増大させる作用を示す適当な漂流飛散抑制剤
を添加することによって漂流飛散現象が明らかに減少させられる。漂流飛散抑制
剤によって変性された配合物は更に噴霧用ポンプおよびノズル中で該配合物に負
荷される剪断力に対して過敏であるべきでない。また、漂流飛散抑制剤には良好
な生分解性、農作物保護剤の他の成分との相容性並びに高い保存性および温度安
定性が求められている。水性組成物の流動特性が水溶性ポリマー、例えばポリア
クリルアミド類、アクリルアミド/ アクリル酸ポリマー、ポリアクリルナトリウ
ム、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロ
ース、多糖類および天然および合成ゴムの添加によって変性され得ることは従来
技術である( 米国特許第 4,413,087号明細書、同第 4,505,827号明細書および同
第 5,874,096号明細書) 。
【0005】 剪断力および圧力を負荷した時にこれらの添加物の粘弾性挙動は不満足なもの
である。
【0006】 噴霧装置中での機械的応力のもとで粘度は低くなるが、噴霧ミスト中の液滴の
大きさが小さくなる。
【0007】 水性配合物の粘度を変えるために使用されるポリマーは電解質、例えば塩化ナ
トリウム、塩化カルシウムおよび硫酸マグネシウムの存在下にそれの増粘作用を
一部喪失するという欠点もある。セルロース誘導体は電解質に対して耐久性があ
るが、温度安定性が弱過ぎる。生物系ポリマー、例えばキサンタンガムは電解質
−および温度安定性を有するが、高価でかつ貯蔵安定性がない。
【0008】 経済性および衛生上の両方の理由から、剪断力の影響下であっても電解質の存
在下および熱的負荷のもとでも水性組成物の液滴容積を効果的に増大させそして
噴霧ミスト円錐体の漂流飛散を減少させる適切な漂流飛散抑制剤を開発すること
が試みられている。
【0009】 アクリルアミド−2−メチル−プロパンスルホン酸およびアクリルアミドのポ
リマーおよびそれの、地底掘削凝固のためのセメントスラリーの添加物としての
用途がドイツ特許第19,752,093号明細書から公知である。
【0010】
【発明の構成】
驚くべきことに本発明者は、アクリルアミドアルキルスルホナート類と少なく
とも1つの酸素原子、窒素原子、硫黄原子または燐原子を有するオレフィン性不
飽和モノマーおよび0〜20重量%の適当な架橋剤をベースとする水溶性および
水膨潤性コポリマーが水性配合物にとって非常に良好な増粘剤でありそしてこの
組成物を噴霧した時に液滴の大きさを大きくしかつ噴霧ミスト円錐状物を小さく
する効果を示すことを見いだした。更に本発明で使用されるポリマーは良好な粘
度特性を示す。加えて本発明の組成物は電解質−、温度−および貯蔵安定性が高
い。
【0011】 本発明は、実質的に、1〜90重量%の式(1)
【0012】
【化5】
【0013】 [式中、R1 は水素原子またはメチル基であり、 ZはC1 〜C4 −アルキレン基でありそして Xは水素原子、アルカリ金属またはアンモニウムを意味する] で表される繰り返し構造単位、10〜99重量%の、少なくとも1つの酸素原子
、窒素原子、硫黄原子または燐原子を有するオレフィン性不飽和コモノマーから
誘導される繰り返し構造単位並びに0〜20重量%の、少なくとも2つのオレフ
ィン性二重結合を持つモノマーから生じる架橋構造から構成されるコポリマーを
提供する。
【0014】 ただし1〜99重量%の式(2)
【0015】
【化6】
【0016】 [式中、R2 は水素原子またはメチル基であり、 R3 はC1 〜C22−アルキレン基であり、 R4 はC1 〜C22−アルキル基または水素原子でありそして Xはアンモニウム、リチウム、ナトリウム、カリウム、アミンまたはこれらの 物質の混合物である] で表される構造単位および99〜1重量%の式(3)
【0017】
【化7】
【0018】 [式中、R5 は水素原子またはメチル基であり、R6 およびR7 は互いに無関係 に水素原子またはC2 〜C22−アルキル基である] で表される構造単位より構成されるコポリマーは除かれる。
【0019】 式(1)の有利なモノマーは2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホ
ン酸およびそれの塩、好ましくはアンモニウム塩である。少なくとも1つの酸素
原子、窒素原子、硫黄原子または燐原子を有する適するオレフィン性不飽和モノ
マーは例えばスチレンスルホン酸、アクリルアミドプロピルメチレンスルホン酸
(AMPS)、ビニルスルホン酸、ビニルホスホン酸、アリルスルホン酸、メタ
アリルスルホン酸、アクリル酸、メタクリル酸およびマレイン酸(およびそれの
酸無水物)並びに上記の酸と一価および二価対イオンとの塩である。対イオンと
してはリチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、アンモニ
ウム、モノアルキルアンモニウム、ジアルキルアンモニウム、トリアルキルアン
モニウムまたはテトラアルキルアンモニウムを使用するのが特に有利である。そ
の際にアミンのアルキル置換基は互いに無関係に、アルキル鎖長がC2 〜C10
の範囲内で変動しうる0〜3個のヒドロキシアルキル基を有していてもよいC1 〜C22−アルキル基である。追加的に、種々のエトキシル化度を有する1〜3重
にエトキシル化されたアンモニウム化合物も使用することができる。対イオンと
してはナトリウムおよびアンモニウムが特に有利である。上述の酸のモル分率の
中和度は100%と相違してもよい。0〜100%のあらゆる中和度が適してい
るが、70〜100%の範囲が特に有利である。
【0020】 更にアクリル酸あるいはメタクリル酸とC1 〜C22の炭素数の脂肪族、芳香族
または脂環式アルコールとのエステル、3〜9の環員数の開環したまたは環状N
−ビニルアミド(ビニルラクタム)、例えばN−ビニルホルムアミド(VIFA
)、N−ビニルメチルホルムアミド、N−ビニルメチルアセトアミド(VIMA
)、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルピロリドン(NVP)およびN−ビニ
ルカプロラクタムが適する。アクリル酸あるいはメタクリル酸のアミドも同様に
モノマーとして使用できる。例としては中でもアクリルアミド、N,N−ジメチ
ルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、メタクリルアミド、アル
コキシル化アクリル−あるいはメタクリルアミド(例えばMAPTAC、APT
AC)を挙げることができる。他の適するモノマーには2−および4−ビニルピ
リジン、酢酸ビニル、メタクリル酸グリシジル、アクリルニトリル、ビニルホス
ホン酸およびそれらのエステルあるいはアルカリ金属−、アルカリ土類金属−ま
たはアンモニウム塩、DADMACおよびビニルスルホン酸または相応するNa + 、K+ 、Li+ 、Mg2+またはCa2+塩が適する。勿論、上述のモノマーの組
合せも可能である。上述の通り、使用されるコモノマーの総量はポリマーの総重
量を基準として9.99から98.99%である。
【0021】 植物保護剤において”漂流飛散抑制剤”として本発明に従って使用されるポリ
マーは架橋していてもよい。即ち、ポリマー中に重合導入される少なくとも2つ
の二重結合を持つ化合物を含有している。適する架橋剤は特にメチレンビスアク
リル−あるいは−メタクリルアミド、ポリオールと不飽和モノ−またはポリカル
ボン酸とのエステル、例えばジアクリレートまたはトリアクリレートまたはメタ
クリレート、例えばブタンジオール−またはエチレングリコールジアクリレート
あるいは−メタクリレート並びにトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレ
ートおよびアリル化合物、例えばアリル(メタ)アクリレート、トリアリルシア
ヌレート、マレイン酸ジアリルエステル、ポリアリルエステル、テトラアリルオ
キシエタン、トリアリルアミン、テトラアリルエチレンジアミン、リン酸のアリ
ルエステル並びにビニルホスホン酸誘導体、他のアリル−またはビニルエーテル
、例えばジプロピレングリコール−ジアリルエーテル、ポリグリコールジアリル
エーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ハイドロキノン−ジアリ
ルエーテル、多官能性アルコール、テトラエチレングリコールジアクリレート、
トリメチロールプロパン−ジアリルエーテル、メチレン−ビス−アクリルアミド
またはジビニルベンゼンがある。
【0022】 本発明のポリマーはC1 〜C6 −アルコール、好ましくは第三ブタノール中で
ラジカル共重合することによって製造される。
【0023】 この重合は0〜150℃、好ましくは10〜100℃の温度範囲内で常圧であ
るいは加圧または減圧下で実施することができる。一般に重合を保護ガス雰囲気
、好ましくは窒素ガス雰囲気で実施してもよい。
【0024】 重合を開始するためには、エネルギーの豊富な場を使用するかまたは通例に使
用される化学的重合開始剤、例えば有機系または無機系過酸化物、例えばベンゾ
イルペルオキシド、第三ブチルヒドロペルオキシド、メチレンケトンペルオキシ
ド、クメンヒドロペルオキシド;アゾ化合物、例えばアゾジイソブチロニトリル
;または無機系過酸化化合物、例えば(NH4 2 2 8 またはK2 2 8 またはH2 2 を場合によっては還元剤、例えば亜硫酸水素ナトリウムおよび硫
酸鉄(II) 、または還元性成分として脂肪族および芳香族スルホン酸、例えばベ
ンゼンスルホン酸およびトルエンスルホン酸またはこれらの酸の誘導体を含有す
るレドックス系、例えばスルフィン酸、アルデヒドおよびアミノ化合物よりなる
不溶性のマンニッヒ付加物使用することができる。
【0025】 ポリマーは一般1000〜20,000,000g/molの数平均分子量、
好ましくは20,000〜5,000,000、特に好ましくは100,000
〜1,500,000g/molの分子量を有する。
【0026】 本発明の対象は更に、式(1)の繰り返し構造単位、酸素原子、窒素原子、硫
黄原子または燐原子を有するオレフィン性不飽和化合物から誘導される繰り返し
構造単位および上述の架橋構造から構成されるコポリマーを含有する農薬配合物
に関する。この農薬配合物は、式(2)および(3)の各モノマーよりなるコポ
リマーも含有していてもよい。この農薬配合物は漂流飛散抑制剤として役立つこ
れらのコポリマーの他に、通例に使用される有効物質、例えば除草剤、殺虫剤、
殺カビ剤、殺ダニ剤、殺菌剤、軟体動物駆除剤、線虫駆除剤または殺鼠剤を含有
する。除草剤配合物が特に有利である。適する除草剤有効物質には特にグリホサ
ート(glyphosate) があるが、アシフルオルフェン(acifluorfen) 、アシュラム
(asulam)、ベナゾリン(benazolin) 、ベンタゾン(bentazone) 、ビアラホス(bil
anafos) 、ブロマシル(bromacil) 、ブロモキシニル(bromoxynil)、クロラムベ
ン(chloramben)、クロピラリド(clopyralid)、2,4−D、2,4−DB、ダラ
ポン(dalapon) 、ジカムバ(dicamba) 、ジクロルプロップ(dichlorprop) 、ジク
ロホップ(diclofop), エンドタル(endothall) 、フェナヒ(fenach)、フェノキサ
プロップ(fenoxaprop)、グラムプロップ(glamprop)、フルアジホップ(fluazifop
) 、フルミクロラック(flumiclorac) 、フルオログラコフェン(fluoroglacofen)
、ホメサフェン(fomesafen) 、ホサミン(fosamine)、グルホシナート(glufosina
te) 、ハロキシホップ(haloxyfop) 、イマザピック(imazapic)、イマザメタベン
ズ(imazamethabenz)、イマザモックス(imazamox)、イマザピル(imazapyr)、イマ
ザキン(imazaquin) 、イマゼタピア(imazethapyr) 、イオキシニル(ioxynil) 、
MCPA、MCPB、メコプロップ(mecoprop)、メチルアルソン酸/MSMA、
ナフタラム(naptalam) 、ピクロラム(picloram)、キンクロラック(quiclorac)
、キザロホップ(quizalofop)、2,3,6−TBS−TCAもある。
【0027】 本発明の配合物はアクリルアミドアルキルスルホン酸塩をベースとするコポリ
マーを漂流飛散抑制剤としてほぼ任意の量で含有し得る。以下の配合物が特に有
利である: “タンク混合物(tank-mix)" および“即使用できる組成物" としての配合物は
0.01〜10重量%、好ましくは0.0025〜2重量%の農薬および0.0
001重量%〜5重量%、好ましくは0.0025〜2重量%、特に好ましくは
0.02〜1重量%の本発明のコポリマーを含有する。ここではコポリマーと農
薬との重量比は1:10〜500:1、特に好ましくは1:4〜4:1でもよい
。 使用する前に希釈される濃厚な配合物は農薬を5〜60%、好ましくは20
〜40%の重量で含有しており、アクリルアミド−アルキルスルホン酸塩をベー
スとするコポリマーを3〜50重量%の量で含有し得る。コポリマーと農薬との
重量比は1:20〜1:1、好ましくは1:10〜1:2でもよい。
【0028】 本発明の配合物はアクリルアミド−アルキルスルホン酸塩をベースとするコポ
リマーの他に更に増粘剤、ゲル化防止剤、凍結防止剤、溶剤、分散剤、乳化剤、
保存剤、補助薬、結合剤、消泡剤、希釈剤および湿潤剤も含有していてもよい。
【0029】 使用される増粘剤は最終組成物を基準として0.01〜5重量%の量のキサン
タンガムおよび/またはセルロース、例えばカルボキシ−、メチル−、エチル−
またはプロピルセルロースである。適する溶剤はモノプロピレングリコールおよ
び動物性および鉱物性油である。適する分散剤および乳化剤は非イオン性、両性
、カチオン性およびアニオン性界面活性剤である。
【0030】 保存剤として使用するのに適するのは有機酸およびそれらのエステル、例えば
アスコルビン酸、アスコルビン酸パルミテート、ソルバート(solbate) 、安息香
酸、メチル−およびプロピル−4−ヒドロキシベンゾエート、プロピオナート、
フェノール、例えば2−フェニルフェナート、1,2−ベンズイソチアゾリン−
3−オン、ホルムアミド、亜硫酸およびそれの塩がある。適する消泡剤はポリシ
リコーン類である。補助薬としてはポリグリセロールエステル類、アルコールエ
トキシレート類、アルキル多糖類、脂肪アミンエトキシレート類、ソルイビタン
−およびソルビトールエトキシレート誘導体およびアルキル(またはアルケニル
)無水コハク酸の誘導体が適する。適する希釈剤、吸収剤または担体はカーボン
ブラック、獣脂、カオリン、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウ
ムまたはステアリン酸マグネシウム、トリポリリン酸ナトリウム、四硼酸ナトリ
ウム、硫酸ナトリウム、珪酸塩類および安息香酸ナトリウムがある。
【0031】 湿潤剤としてはアルコールエトキシレート/プロポキシレート類が使用できる
【0032】 2−アクリルアミド−2−メチルスルホナートのナトリウム塩およびアクリル
アミドよりなる本発明に従って使用されるコポリマーが水性配合物の漂流飛散ポ
テンシャルに及ぼす影響を評価するために、噴霧ミストの平均液滴容積および液
滴の大きさの分布を標準状態で並びに剪断力の作用下で測定しそして純水につい
て測定される値と比較する。
【0033】 表1:液滴の平均直径(μm) │ 直径(μm) 物質 │ 剪断力なし │ 剪断力あり ────────┼──────────┼────────── 水 │ 262 │ 260 Emigen DPR │ 476.1 │ 296.3 ポリマー1 │ 510 │ 420 ────────┴──────────┴────────── 0.12g/Lのポリマー2000または12.00g/LのEmigen(R ) DPR/Lの水溶液を、20℃の温度でTeejet XR8003 VSス
プレーノズル(tip @ 40 psi) を用いて30cmの距離からAerometri
cs PDPAレーザー測定計(325V)上に噴霧しそして10,000個の
小液滴の粒子径を測定する。この測定をそれぞれ3度繰り返す。4.0gal/
分の回転速度および合計12回の回転数の回転式ポンプを用いて、水溶液に20
℃の温度で剪断力を負荷しそして小液滴の直径を測定する。
【0034】 表2:150μm>の液滴の割合(容量%) │ 直径(μm) 物質 │ 剪断力なし │ 剪断力あり ────────┼──────────┼────────── 水 │ 19.0 │ 19.0 Emigen DPR │ 6.6 │ 16.6 ポリマー1 │ 7.0 │ 9.5 ────────┴──────────┴────────── 表1および2のEmigen(R) DPR/Lの化学名称は部分的に加水分解さ
れたポリアクリルアミドである。
【0035】 ポリマー1は次の様に製造した: 70重量%のAMPSと30重量%のAM(アンモニウム塩)よりなるコポリ
マー。
【0036】 錨型撹拌機、排ガス洗浄器を備えた還流冷却器、組み合わされた温度計/pH
測定器およびガス導入管を備えた3Lのクイックフィット(Quickfit)
フラスコに1700gの精留された第三ブタノールを最初に導入し、そして50
mLの蒸留水と混合する。反応容器を恒温加熱浴中に置く。
【0037】 この反応容器を窒素ガスでフラッシュ洗浄し、窒素ガスの静かな向流状態にお
いて245gのアクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸AMPS240
(R) (Lubrizolの登録商標)を導入する。AMPSは第三ブタノール
に全く溶解しないが、その一部は液中固体分散物として存在する。この混合物の
pHをpH1以下である。ガス導入管を用いてガス状アンモニアを、分散物のp
HがpH7から8の間になるまで液相上に導入する。所望のpH域に達した後に
、撹拌を更に1時間行いそしてpH値を連続的に監視する。反応容器をもう一度
窒素ガスでフラッシュ洗浄しそして105gのアクリルアミドを導入する。アク
リルアミドの導入終了後に、pH値をもう一度チェックしそして場合によっては
pH7から8の範囲に調整する。一定の窒素流をこの溶液に少なくとも1時間通
す。この不活性化時間の後に残留酸素含有量の値を酸素電極によってチェックす
る。液相中の測定される残留酸素含有量が1ppmの値より上の場合には、この
値が達成されるまで液相を再び不活性化処理する。次いで1.5gのAIBNを
静かな窒素ガス流中で添加しそして反応容器を60℃の温度に加熱する。60℃
の内部温度が達成された直後に窒素ガスの導入を終了し、重合反応を一般に2〜
3分後に開始する。重合反応は10〜15℃の温度増加によって知ることができ
る。重合反応が開始した後約30分で最高温度を通過し、反応容器中の温度は加
熱浴を使用して第三ブタノールの沸点にまで高める。静かな還流下に、今や粘性
のある物質を更に2時間撹拌する。
【0038】 第三ブタノール中にポリマーが懸濁した粘性のある懸濁物として存在する反応
生成物を、濾過によって第三ブタノールから分離し、次いで真空乾燥室で乾燥す
る。
【0039】 収量:365gのポリマー1:ポリ(アクリルアミド−2−メチルプロパンス
ルホン酸−コアクリルアミド)のアンモニウム塩。
【0040】 固形分含有量:96重量%(2.5重量%の第三ブタノール、1.5重量%の
水)。
【0041】 0.5重量%濃度溶液のk−値:212。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08F 222/02 C08F 222/02 228/02 228/02 230/02 230/02 Fターム(参考) 4H011 AA01 AB01 AC01 BA01 BB06 BB09 BB17 BC06 BC18 BC19 DA14 DC05 DD03 DD04 DE15 DG05 DH02 4J100 AB07Q AJ02Q AJ09Q AL61R AL62R AM21P AP01Q AP07Q BA33P BA56P BA56Q CA05 CA06 JA64

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 実質的に、1〜90重量%の式(1) 【化1】 [式中、R1 は水素原子またはメチル基であり、 ZはC1 〜C4 −アルキレン基でありそして Xは水素原子、アルカリ金属またはアンモニウムを意味する] で表される繰り返し構造単位、10〜99重量%の、少なくとも1つの酸素原子
    、窒素原子、硫黄原子または燐原子を有するオレフィン性不飽和コモノマーから
    誘導される繰り返し構造単位並びに0〜20重量%の、少なくとも2つのオレフ
    ィン性二重結合を持つモノマーから生じる架橋構造から構成されるコポリマー;
    ただし1〜99重量%の式(2) 【化2】 [式中、R2 は水素原子またはメチル基であり、 R3 はC1 〜C22−アルキレン基であり、 R4 はC1 〜C22−アルキル基または水素原子でありそして Xはアンモニウム、リチウム、ナトリウム、カリウム、アミンまたはこれらの 物質の混合物である] で表される構造単位および99〜1重量%の式(3) 【化3】 [式中、R5 は水素原子またはメチル基であり、R6 およびR7 は互いに無関係 に水素原子またはC2 〜C22−アルキル基である] で表される構造単位より構成されるコポリマーは除かれる。
  2. 【請求項2】 実質的に、1〜90重量%の式(1) 【化4】 [式中、R1 は水素原子またはメチル基であり、 ZはC1 〜C4 −アルキレン基でありそして Xは水素原子、アルカリ金属またはアンモニウムを意味する] で表される繰り返し構造単位、10〜99重量%の、少なくとも1つの酸素原子
    、窒素原子、硫黄原子または燐原子を有するオレフィン性不飽和コモノマーから
    誘導される繰り返し構造単位並びに0〜20重量%の、少なくとも2つのオレフ
    ィン性二重結合を持つモノマーから生じる架橋構造から構成されるコポリマーを
    含有する農薬配合物。
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