JP2006512939A - 緊急脱出用マスク - Google Patents

Abstract

A.頭全体を覆うポケットサイズの折り畳み式フードであり、１．ガス不透性の透明プラスチックフィルム材料で作られたバッグ、２．微生物に対して殺菌効果を含む少なくとも一つのフィルター層、及び、活性炭を含有する少なくとも一つのフィルター層を含くむ多重層フィルター組立体であり、そのフィルター組立体はマスクをする人の口と鼻が覆われる区域にあるバッグの中の開口部の上にあるバッグに接着され、３．呼気用バルがそのフィルター組立体に埋め込まれ、B.分離された測定装置は、バッグに接続されていないが、そのフード内部の自由空間を減少させ、頭上に取付けを可能にするために、そして、呼気バルブを唇に対して調整するために、首の回りでそのバッグを密封する。

Description

近年、世界の各地でテロ活動が大変増加しており、テロリストにより使用される武器はより精巧になった。特にニューヨークのツインタワーが破壊された２００１年９月１１日以後、テロリストの攻撃は生物化学兵器使用が増加している。したがって、一般市民は突然の生物化学使用のテロリスト攻撃に対して、単純で携帯可能な緊急防御装置を所持する事が必要である。本発明は、通常の呼吸を危険にする大気中の特定できない粒子や、微生物の出現する中で使用される個人用で、コンパクトで、折り畳み可能なマスクを提供する。

市場には、様々なタイプの永久、又は、取替え可能なフィルターを含んだ防御用マスクがある。それらのマスクはゴミ用マスク、又は、ガスマスクどちらでもよい。危険な含有物は、煙又は煙霧、化学物質、バクテリアまたは細菌の形の危険な微生物であってよい。そのようなマスクの詳細情報はヨーロッパ呼吸用保護具規格(EN-131-1991〜EN-141)のなかに見つける事ができる。多くのマスクは大きく、嵩張るというような深刻な欠点があり、そして多くのケースでは、顔だけにフィットし、泡状(EN-134:1990中の2.2.1.2)である。それらはポケット又はハンドバッグに入れ運ぶことができず、それらは特別にデザインされた箱又はバッグに入れ運搬され、保管される。市場には平らで折り畳み可能なマスクがある。しかしながら、それらは完全に密封できず、そして空気はフィルターをだけでなく、マスクと顔/肌の間の空間を通して、特に鼻の部分に侵入する。フィルターを通しての吸気と呼気は困難であり、粒子、特定の化学品又は微生物のような特定の危険要素だけに対する防御のために製造されている。多くの顔面マスクの効果は、ひげや特別な形又はサイズの顔面に合わせる場合、著しく減少する。そのマスクが適正に顔面を覆えない場合、空気がフィルターを通過するより開口部やギャップより侵入する。

マスクを通して空気の呼気のための一方向バルブを備えた呼気バルブ付きマスクが存在する。存在する多くの呼気バルブは、一般的に柔軟性に欠けマスクの面積を増加させ、それを持ち運ぶのに嵩張り、不便である。

アメリカ特許No.4038979はフレームで保持された交換式フィルター付きフードマスクを示す。
アメリカ特許No.4643182はガス吸着性物質を含有する接着剤付き多穴性不織のガラス繊維製防御用マスクについて公開してある。一実施例において、首の回りでフードをきつく閉める引き紐挿入のために底に縁の付いたフードマスクを示す。
アメリカ特許No.5140980は堅いシェルフィルターサポートを備えた多フィルター組立体、及びフードの底に取り付く密封装置を含んだフードマスクを開示している。
アメリカ特許No.6158429は液体の通過を阻止する弾性のある繊維材料から成る呼吸用フードを公開しており、空気により運ばれた粒子汚染物質は水蒸気と熱交換を伝達させる。
そのフードは少なくとも一つのHEPA(超高性能フィルター)、少なくとも一つの透明レンズと呼吸通過空気流バルブを含んでいる。
WO01/62344は細菌戦争物質にさらされた表面の脱汚染物質の方法を公開している。そのような方法は第四級アンモニウム合成物を組み入れたろ過システムにて、汚染空気を通過させることである。

本発明の目的は汚染物質は煙、特定できない粒子、化学又は生物的物質又はこれらの混在物のようなすべての汚染された空気から防御する一方、呼吸可能にする単純で、低廉な個人的なマスクを提供することである。

本発明の他の目的はあらゆる使用者の顔面の大きさと形に適合し、頭部全体と目、耳を含む全ての要素を防御し、フィルターにて空気の通過を許すマスクを提供することである。

本発明の更なる目的は、ハンカチのようなポケットサイズに折り畳め、緊急用に取り出せ、使用できるように常時、ポケットや財布の中で運べるフードマスクを提供することである。

本発明のさらなるもう一つの更なる目的は、高価でなくだれでも利用できるフードマスクを提供することである。

これらの目的を貫徹するために、本発明に伴い、汚染された煙、不特定粒子、生化学物質又はこれらの組合せ含有する汚染空気の存在する中でフィルターを通して空気中で呼吸できるマスクであり、本マスクは、
a.頭部全体を覆う折り畳み式ポケットサイズのフードで、そのフードは、
１．ガス透過性の透明プラスチックフィルム材料
２．微生物に対して殺菌効果を含んだ少なくとも一つのフィルター層および活性炭を含む少なくとも一つのフィルター層を含む多層フィルター組立体
３．フィルター組立体の中に埋め込まれた呼気バルブ
よりなり、
b. フード中の空間を減少されるために、全てのサイズの頭部にバッグを調整することを、又は、唇に呼気バルブを調整させることを可能にする、首の回りでフードを密封するためのフードに接続されていない離れた密封装置。

そのマスクはフィルターを通して、鼻又は口により吸入された空気をろ過し、化学薬品や微生物により汚染された空気の吸気危険性を最小限にする。呼気バルブは吐き出し容易にし、マスク中の霧と湿度の蓄積を減少させる。更に、マスク中の二酸化炭素の蓄積も減少させ、空気をマスク中に入れさせない。そのバッグはプラスチックフィルムから製造されたプラスチックバッグであるので、容易に畳まれ、早急な使用のためにポケットや財布の中に入れられる。

一方、窒息の虞のためにプラスチックバッグをその人の頭上で引っ張ることを嫌がるのは理解ができ、本発明のフードは透明な材料からできているので、人々に見ることを可能にし、吸入、排出を快適にするフィルター組立体と呼気バルブを構成している。したがって、フードは安全に引っ張り出され、顔面を覆う。バッグ/フードの下部は首の周りまで延び、下記のように密封される。

そのバッグ/フードはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステルその他の様な透明プラスチックフィルムから製造される。バッグの他の材料は別の透明プラスチックフィルムの積層体であってもよい。ポリエステル、ポリアミドその他、又はこれらの一つを含んでいる積層体のような、ガスの貫通に対する障壁として知られるプラスチックを使用したほうが良い。

マスクの好ましい実施例において、そのバッグは、ポリエチレンのようなヒートシールフィルムである積層体の少なくとも一つの外側層、そして、ポリアミド又は他の障壁フィルムである一層を内部に持った積層フィルムから製造される。そのような積層フィルムはフィルター組立体に対してフィルムのヒートシールを可能にし、そのシールを通しての汚染された空気の通過を防ぐ。外側のフィルムがヒートシールでき、内側層はポリアミドの様なガス障壁であるサンドウィッチ積層体がいちばん好ましい。そのような積層体はポリエチレンとポリアミドに両立するフィルム層の挿入により準備され、ポリエチレン層とポリアミド層の間に置かれ、五層の積層体を構成する。この積層体の一つの利点は振動した場合や吹かれた場合、パチパチ音を立てたり音を出さないことであるが、パチパチ（カサカサ）音を立てる二層については事実はそうではない。もう一つの利点は、両側に同じフィルムを持つ積層された「サンドウィッチ」は、バイメタル効果を避けて、折り畳まずに、簡単に皺にならず、頭からかぶるのを容易にするということである。

上記のフードは完全に透明であるが、バッグの後ろの部分と目があたらない部分は透明である必要がない。

フィルター組立体の中のフィルター層は合成の不織布、紙又はガスマスクのフィルターの製造に使用される他の材料である。フィルターの形状は円形か、四角か、長方形又はでこぼこでも良い。

好ましくは、フィルター組立体は多重層から成る。一つの層はより感じやすくデリケートかもしれない次の層へ、空気の通過を不必要にブロックしている大粒子をろ過する前フィルターとして動作する。他層は一ミクロン以下のサイズの小さな粒子をろ過する。更に、もう一つの層は匂い、化学薬品、煙等をろ過する活性炭素を含んでいる。少なくとも一つのフィルター層は、クロロヘキシンジン又は塩化セチルピリジニウム等の殺菌剤のように、微生物に対する作用物質を含んでいる。この層は通過する微生物を破壊する。特に、それぞれの層はそれ自身のろ過行為を行なうので、内側層の中毒は重要ではなく、好ましくは、大粒子をろ過する前フィルターはより小さい粒子をろ過する層の前に置かれる。一つの層の中に二つの層の特徴を結合させること、又は、それは活性炭、小粒子通過の抵抗と殺菌剤を含むように、一つの層の中に全てのろ過機能を結合させることは可能である。

最も好ましいフィルター組立体は四層のフィルターを備えた物である。これは２ミクロンより大きい物質をろ過する、同様の二つのビスコース不織布ポリエステル外側層より構成される。これらの層の上にあるのが、吸収殺菌剤材料である。内側フィルターの一つは活性炭と0.3ミクロンより大きい物質をろ過する一つの良質な粒子フィルターを含む。このフィルターの組合せは微生物の通過を防ぐ事に非常に効果的である。この提案されている四層フィルター組立体に導入された研究は99％から100％の確率で１２種類の微生物の通過を防ぐ相乗効果がある事を公開している。各々の層に同様なシステムを使用することにより、微生物の通過を40％増加させ、60％だけの通過を防いでいる。

図１から図４を参照すると、ここに本発明のフード１０がある。シールされたフードの上部１２、開いている底１４を備えたバッグの形態である。上部１２は四角い（図１）、僅かにカーブした（図２）、多角形（図３）である。首回りのフードの底１４を止めるのに使用されるペアのゴムバンド１５と１７が見える。実際、一つのバンドだけが必要で、他はちぎれるか、マスクを広げるかそれを取り付け時になくした場合のスペアとして備えられる。これらのバンド１５および１７は同じパックで畳まれたフード１０と共に準備される。

フード１０が頭上に置かれた後、弾性バンド１５が拡げられ、フード１０と頭部の上に引っ張られ、首に沿い下げられる。その後、バンド１５は離され、首の回りのプラスチックを密封するため、バッグの底の部分の上に位置される。バンド１５はゴム製でも良い。その単純性とこのシステムの実施に付加して、事実、弾性バンド１５はバッグにもバッグの底の端にも接続されず、弾性バンドを自由に取り付けできる。これは、特定ユーザーに対し必要以上に長い場合でも、バッグと頭部の間で、最小限空間のフードの密封を可能にする。先行技術にてその締付け物がフードの底部に取り付け時、マスクを結ぶのはバッグの底部であり、そのバッグが特定の使用者にバッグが長すぎる場合、首の回りの密封がなされていても、呼気された空気を蓄積するための空間がある。本発明において、バッグの角は引き下ろされ、弾性バンドはバッグ下の角の上に数センチに置かれ、他システムに比較して、著しく、フードの中に蓄積される空気の容積を減少させる。離れた弾性バンドは頭上でマスクの最適フィットと密封をさせる。さらに、様々な頭部のサイズのために、呼気フィルターはいつも口と鼻に向かい合っていない。そのバッグの丸い形状はそろったフィルターの簡単な取り付け/位置取りを促進し、必要があれば、上側や下側にバッグの前面層を引く事により、口と鼻を大体、向かい合わせる。フィルターが口と鼻に向かい合っている場合、弾性バンドは頭部の回りの余分な材料による緩みのために溜まった空気の体積を最小限にするよう、首の回りに取付け直される。第二のバンド１７の特性は第一の物が損失又はちぎれた場合に有用であるが、それ以上に、頭部にフードの密封をより強くさせる。弾性バンド１５と１７は良好に密封をさせるために同じサイズ、強度であり、装着者の窒息を避けている。天然ゴム製品でできた弾性の円周バンドは直径85−100mm、幅4−6mm、肉厚0.8−1.8mmがこの目的のために最適である。

本発明の付加的な利点は、堅いマスクに比較して、頭部からバッグを取外す時に、まだバンドが所定の位置にあるが、汚染されていない表面に触るだけで、そのバッグは裏返る。そこで、使用者がマスクを取外すのが安全と分かれば、バッグの内側だけを触り、取り除け、外側の汚染された材料に触れる可能性を避ける。最終結果は汚染された表面は今は内側にあり、安全に廃棄できるということである。

マスクの概径は以下である。高さ460mm、幅365mm。マスクはサイズを最小にするために約10-12.5cm X 9-11cm X 1-2cmに畳まれる。それで、ポケットに入れられる。畳まれたマスクは「簡単に開く」ポーチの中で真空に密封される。

図４中の、好ましい実施例において、四角い上部の上側角１６はヒートシール１３されており、内側上部がドーム形状である。この実施例はバッグの直径を持つ連続的なスリーブを作り出すことにより製造をより簡単にしている。バッグをサイズに切断し、上端１２及び角１６を一工程で密封１３する。角１６は余分であるが、切断される必要はない。バッグの壁の中央のそばに、そして上部１２から離れて、大体、平均的な人の口が当たる場所に、以下に議論されるフィルター組み立て１８が来る。フィルター組立体１８に挿入され、呼気バルブ２０がある。最も好ましい実施例の中に、フードマスク１０はポリエチレン、ポリビニルアセテート、ポリアミド、ポリビニルアセテート、ポリエチレンの５層の積層体から作られる。ポリビニルアセテートはポリアミドにポリエチレンを結び付け、概ねそれと両立しないが、ポリエチレン層は外側にあるので、フィルム層の一層を簡単にヒートシールできるように形作る。

ここで、図５と図６を参照すると、フィルター組立体１８が見られる。フィルター組立体１８はフィルター層２２、２４、２６、２８の四層からなる。フィルター２２と２８は同一であり、2.0ミクロンより大きい粒子をろ過するビスコースーポリエステル マトリックスを持っている。フィルター２２と２８は殺菌剤を染み込ませてあり、好ましくは0.3%-0.7%クロロヘキシンジン塩又は、0.3%-0.7%セチルフィリヂニウム塩である。フィルター２４は0.3より大きい粒子をろ過する不織布ポリエステルマットである。フィルター２６は114g/m²炭を持つ活性炭（200g/m²）を含有する不織布ポリエステルマットである。フィルター２２と２８は外側層であり、フィルター２４と２６は中央部で交換できる。図６の中のフィルター組立体１８は概径、長さ106mm(X)で高さ90mm(Y)呼気バルブ２０は直径32mmである。

図７に目を移すと、呼気バルブ２０のベース３２は全てのフィルター層を横切り、フィルター１８の片側に突き出たフィルター組立体１８の穴の中に挿入される。締付けリング４１は一方のフィルター上のベース３２にクランプされる。自在キノコダイヤフラム３６はベース３２にパチッと取り付き、キノコステム３８の中のスロットに噛み合うベース３２の突起３３によりそこに保持される。空気が呼気バルブ２０を通り吐き出されると、キノコダイヤフラム３６の自在端３５は上げられ、空気はバルブ２０より噴出される。吐き出しが止まると、自在端３５は再び、そのフィルターへ空気の入り口を密封するために下がる。そのバルブのベース３４の回りの区域は堅くマスクフレームの残部より著しく厚い。この付加された硬直性はバルブ２０が呼吸の間や顔の動きによる曲がりや捩れを防止する。ダイヤフラム３６のドームの弾性は保持されるが、その代わり、ベース３４が堅く保持される。

図８は呼気バルブ２０aのもう一つの実施例を示している。この場合、伸縮自在ダイヤフラム５０はドーム状でなく補強リブ５２を持ち平らである。この実施例は堅くない平らなダイヤフラム５０が閉じた位置に戻るのを、及び空気の入り口の密封をより簡単にする。

図９と図１０では、ここにダイヤフラム５０を引掻きや他変形から防御している防御カバー６０を持つ図８の呼気バルブ２０aが示されている。そのカバー６０はリング６２の中央６６を横切る三つの同距離クロスバー６４を備えた堅い平面リング６２である。クロスバー６４の端部からバルブハウジング69と噛み合い、その中に設置される脚６８が伸びる。マスクの上及び首の回りに置かれる時、ダイヤフラム５０は指で又は弾性バンドで引掻かれるか又は傷つけられるので、この防御カバー６０は重要である。

ここに今まで例証された形状と寸法は唯の模範例であると理解される。他の形状や寸法も本発明の範囲の中として考慮される。

別のろ過システムがその発明されたマスクに一致するために採用されても良い。提案された吸気のフィルターの代わりに、そのマスクは簡単なネジ取り付け式又は差し込みピン式コネクターが採用されてもよく、それらのどちらかが、1991のEN-132とEN-135の中で定義される結合フィルターに取り付けられる。この場合、フィルター組立体はマスクに取り付けるために別々に供給され、又はマスクのなくてはならない部分を形成する。そのコネクターも、1991-EN-135の中に定義されているフレッシュエアー供給ホースにマスクを接続するために使用される。EN-132-1991からEN-405の中に定義されている従来のマスクに比較される本発明のマスクの長所はEN標準の中に記述されているマスクに比較して、簡単で高価でない構造である。その「フリーサイズ」とすべてのオリフィスで頭部全体を防御する事は単純性を特徴付ける。EN-132-1991からEN-405に記述されたフードマスクでさえ完全に別であり、我らの発明したマスクを暗示していない。

呼気バルブが口と鼻に向かい合っていることが好ましく、吐き出した空気がバッグの残りの中に含まれる吸気空気と混合せずにマスクから直接出される。吐き出された空気はバッグ材料の中に含まれたフィルターを通して簡単に通過しないので、吐き出しバルブは必要である。もし、吐き出した空気が呼気バルブのないフィルターを通してマスクから離れると、吐き出し空気の中の湿り気は部分的に木炭に吸収されてしまうので、木炭のフィルターの効果は減少してしまう。呼気バルブは唯一方の通過を許し、外側からのマスク経由の空気の通過を防ぐ。その呼気バルブはマスクの中に円形又は長方形のフレームを持つ。

マスク/バッグの底は首の回りに固定され、外部空気のマスクへの侵入を防いでいる。バッグ/フードの首回りの密封方法はいくつかあるが、バッグ/フードは緊急時に装着されるので、素早い方法だけが受け入れられる。そのシステムの一つはバッグ/フードの底の部分に付加して、後部の層の中央にて、二本の紐（図１の４）がバッグ/フードの外側層の上で首の回りに結ばれる。紐は弾性を持つ。

もう一つのシステムは底部を囲む、すその役目のバッグ/フード底部下側を折り畳むことである。この裾に沿って、レースまたは糸が通される。バッグ/フードが頭の上に置かれた後、レースまたは糸が首の回りにプラスチックを集めて引かれる。

もう一つのシステムは首にバッグ/フードの底の角を接着するための接着テープを付加させる事である。

研究は外側層に0.03%のCPCを添加することは、フィルターの外側から、あるいは（口と鼻に近い）内側から起こっても、多種のバクテリアとバクテリア胞子を破壊するということを示している。

表１は（平均偏差及び標準偏差）で試験された様々な微生物のサイズを示す。球形バクテリアの直径。桿菌または胞子の幅の長さ。

表１
ミクロンでの微生物サイズの型
ブドウ球菌コーニー 0.7±0.08
連鎖球菌フォージネス 0.80±0.16
蛍光菌 1.5±0.49x0.51±0.03
霊菌 1.10±0.60x0.37±0.04
桿菌 ステアロセルモフィリオアス 胞子 0.86±0.13x0.53±0.04
桿菌 クラウシイ 胞子 1.01±0.13x0.57±0.05
桿菌 サブチリス 1.25±0.15x0.58±0.07
マイナス成長または手抜き成長は表２参照

表２
外側フィルターにて製造される成長阻害のハロス
微生物の型 例１ 例２
大腸菌 ０mm ０mm
腸炎菌 ０mm ０mm
霊菌 ０mm ０mm
奇怪変形菌 １mm １mm
蛍光菌 ０mm ０mm
ブドウ球菌コーニー ２mm ２mm
黄色ブドウ球菌 ３mm ２.９mm
連鎖球菌フォジェネス ２mm ２mm
腸内球菌ヒラエ １０mm １１mm
枯草菌 ２mm ２mm
桿菌 クラウシイ ８mm ８mm
桿菌 ステアロセルモフィリウス ８mm ９mm

以上の記述は本発明の好ましい実施例のみに関連しており、公開の目的のためにここに選択した本発明の事例の全ての変更と修正をカバーすることを意図しており、その修正は本発明の精神と範囲から逸脱していないと理解されるべきである。

本発明によるフードマスクの外観図 代替のフードマスクの実施例 代替のフードマスクの実施例 代替のフードマスクの実施例 フィルター組立体の切断図 呼気バルブつきフィルターの平面図 呼気バルブの詳細切断図 呼気バルブの代替実施例 防御用カバー付き図８の呼気バルブ 呼気バルブ用カバーの平面図

Claims (18)

1. 煙、不特定粒子、生化学物質またはこれらの合成物を含有する汚染空気が存在する中でろ過された空気で呼吸することを可能にする脱出用マスクにおいて、
   A.1.ガス不透性の透明プラスチックフィルム材料より成るバッグ、
   2.微生物に対して殺菌効果を含む少なくとも一つのフィルター層と活性炭を含んだ少なくとも一つのフィルター層とを含んでおり、フィルター組立体は、前記マスク装着時に口と鼻があたる区域で、バッグ中の開口部を覆うように前記バッグに接着した多層フィルター組立体
   3.フィルター組立体の中に埋め込まれた呼気バルブ
   より成る頭部全体をカバーする折り畳み式ポケットサイズフード、
   B.フード内側の自由空間を小さくするために頭上の前記バッグを調整すること、および唇に対して呼気バルブを調整することを可能にする、首の回りに前記バッグを密封するための、前記バッグに接続されていない別の密封装置
   より成る脱出用マスク。
2. 前記透明プラスチックフィルム材料は二つ以上のプラスチック材料の積層体製である請求項１に記載のマスク。
3. 前記透明プラスチックフィルム材料はポリエチレンフィルム層の間にガス不透性ポリマーフィルムを挟んだ積層体である請求項２に記載のマスク。
4. 前記ガス不透性ポリマーフィルムはポリアミドポリマーフィルムである請求項３に記載のマスク。
5. 前記ポリエチレン層と前記ポリアミドフィルム層の間に、さらにバインダーフィルムを含む、請求項３および４に記載されたマスク。
6. 前記フードは目、口と鼻に向かい合って装着される部分のみが透明である、請求項１から５に記載されたマスク。
7. 前記別の密封手段は弾性バンドである、請求項１に記載された、マスク。
8. 前記バンドは、密封を良好に達成すると共に首の回りに前記バンドを配置した場合、前記装着者の首を締めないような寸法と強度のものである請求項７に記載されたマスク。
9. 前記別の密封手段は二本の弾性バンドである、請求項１から６及び８に記載のマスク。
10. 前記フィルター組立体は微生物を破壊する殺菌剤を染み込ませた、二つのフィルター層の間に挟まれた活性炭フィルター層から成る、請求項１から９迄に記載のマスク。
11. 前記殺菌剤を染み込ませたフィルター層は、２ミクロンより大きい粒子をろ過し除去できる、請求項１０に記載のマスク。
12. 0.3ミクロンより大きい粒子の通過を阻止できるフィルター層を含む、請求項１から１１までに記載のマスク。
13. 前記呼気バルブは前記フィルター組立体の中央部にある、請求項１から１２に記載のマスク。
14. 前記フィルター組立体は前記バッグの上にヒートシールされている、請求項１から１３までに記載のマスク。
15. 前記呼気バルブは伸縮自在の円周端を持つ弾性ダイヤフラムから成り、前記ダイヤフラムは、呼気を通過させるために該呼気によって前記円周端を持ち上げ、呼気終時には、前記円周端を元来の位置に戻して外気が前記バルブを通過するのを阻止するように、フレームの底部に密着嵌合している請求項１から１４に記載のマスク。
16. 前記マスクは不使用には、ハンカチサイズに折畳まれる、請求項１から１５の何れか１項に記載のマスク。
17. 頭部から取外した後、前記汚染された外側面が内側となるようにバッグが裏返される、請求項１に記載のマスク。
18. 殺菌剤はクロールヘキシジン塩及び塩化セチルピリジニウムから選択される、請求項１から１７の何れか１項に記載のマスク。

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