JP2019073479A - 被膜形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な被膜を形成する適切な紡糸距離が容易に把握でき、対象物に静電スプレーを首尾よく行うことができる被膜形成装置を提供すること。【解決手段】本発明の被膜形成装置は静電スプレーによって皮膚Ｓに被膜を形成する静電スプレー装置１０である。静電スプレー装置１０は、該静電スプレー装置１０の使用者が手で保持し得る形状又は大きさを有するハンドヘルドタイプのものである。皮膚Ｓに向けて第１レーザー光４１ｋ及び第２レーザー光４２ｋを照射する第１レーザー装置４１及び第２レーザー装置４２を備えている。第１レーザー装置４１及び第２レーザー装置４２は、第１レーザー光４１ｋ及び第２レーザー光４２ｋが、静電スプレー装置１０の吐出ノズル１６から離間した距離において、互いに重なるように配されている。【選択図】図１

Description

本発明は、皮膚の表面に被膜を形成する被膜形成装置に関する。

ナノファイバを製造する方法として、エレクトロスピニング法が知られている。エレクトロスピニング法では、塗布させたい材料となる高分子を溶液にして、該溶液を針状のノズルに供給し、該ノズルに高電圧を印加することで該溶液に電荷を加える。そして、該電荷の反発力によって溶液が紡糸され、更にクーロン力を利用して対象物に向かわせる。このとき、紡糸された溶液の溶媒の蒸発に伴ってクーロン力が大きくなり、該クーロン力によって溶液がファイバー状に延伸する。

またエレクトロスピニング法を用いた技術として、皮膚に向けて紡糸し、該皮膚の表面に被膜を形成する静電スプレーを用いた被膜形成装置が知られている。該装置は、ファイバーを充分に延伸させて良好な被膜を形成する観点から、該装置と、被膜の形成対象である皮膚との間を適切な紡糸距離に保った状態で使用する必要がある。例えば該装置がハンドヘルドタイプの場合、紡糸距離を一定に保ちながら該装置を使用することは容易ではない。

これに対して出願人は、先に、静電スプレーを用いた被膜形成装置と皮膚との間の距離を測定し、該距離を該装置に表示して使用者に知らせるハンドヘルドタイプの被膜形成装置を提案した（特許文献１参照）。特許文献１に記載のハンドヘルドタイプの被膜形成装置によると、紡糸距離を一定に保ちながら該装置を使用することができる。

特開２０１７−９５４４９号公報

特許文献１に記載のハンドヘルドタイプの被膜形成装置は、該装置と対象物との間の距離を測定して該装置に表示することで紡糸距離を一定に保ちながら使用するものであるが、適正な紡糸距離を、更に容易に把握したいとのニーズがあった。

したがって本発明の課題は、被膜の形成対象物に対する装置の適正な紡糸距離を、容易に把握することができる被膜形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、静電スプレーによって対象物に被膜を形成する被膜形成装置であって、前記被膜形成装置の使用者が手で保持し得る形状又は大きさを有するハンドヘルドタイプのものであり、前記対象物に向けて可視光線である光線を照射する２つ以上の光源を備え、少なくとも２つの光源は、該２つの光源それぞれから照射される光線が、前記静電スプレーの吐出ノズルから離間した位置において互いに重なるように配されている、被膜形成装置を提供するものである。

本発明の被膜形成装置によれば、良好な被膜を形成する適切な紡糸距離が容易に把握でき、対象物に静電スプレーを首尾よく行うことができる。

図１は、本発明の好ましい一実施形態の被膜形成装置を示す模式図である。 図２（ａ）は、図１に示す被膜形成装置を用いて使用者の前腕部内側に被膜を形成するにあたり、適切な紡糸距離となるように調整している様子を説明する模式図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す前腕部内側に映し出される第１被照射部と第２被照射部とが離れている状態を被膜形成装置側から視た平面図である。 図３（ａ）は、図１に示す被膜形成装置を用いて使用者の前腕部内側に被膜を形成するにあたり、適切な紡糸距離となった様子を説明する模式図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す前腕部内側に映し出される第１被照射部と第２被照射部とが重なった状態を被膜形成装置側から視た正面図である。 図４は、図１に示す被膜形成装置の構成を示す概略図である。 図５（ａ）は、他の実施形態の被膜形成装置において、前腕部内側に映し出される第１被照射部と第２被照射部とが離れている状態を示す平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す第１被照射部及び第２被照射部が重なった状態を示す平面図である。 図６は、他の実施形態の被膜形成装置を示す模式図である。 図７は、図６に示す被膜形成装置において、前腕部内側に映し出されるレーザー被照射部とＬＥＤ被照射部の内の特定の位置との関係を示す平面図である。

以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。図１〜図４には、本発明の被膜形成装置の一実施形態が示されている。同図に示す被膜形成装置１０は、静電スプレー法によって皮膚Ｓの表面に被膜を形成する装置である。その意味で、以下の説明においては、被膜形成装置１０のことを「静電スプレー装置１０」とも言う。静電スプレー装置１０は、図２及び図３に示すように、該装置１０の使用者が手で保持し得る形状又は大きさを有するハンドヘルドタイプのものである。特に静電スプレー装置１０は、その使用者が片手で把持できる寸法を有するものであることが好ましい。

図１に示す静電スプレー装置１０は、その構成部材が筐体２０内に収容されている。尚、「筐体２０内に収容されている」とは、その構成部材のすべてが筐体２０内に収容されている状態のみならず、その構成部材の主要部が筐体２０内に収容されている状態であればよく、その構成部材の一部が筐体２０内から露出した状態で筐体２０に装着されているものも含む意味である。筐体２０の形状は特に限定されないが、使用者が把持可能な円筒形であることが好ましい。該装置１０の長手方向の一端１０ａには、被膜形成の原料となる噴霧用組成物を吹き出す吐出ノズル１６が配置されている。筐体２０が円筒形であることから該一端１０ａは略円形となっている。吐出ノズル１６は、該装置１０を一端１０ａ側から平面視して円形の該一端１０ａの略中心に配されている。吐出ノズル１６は、噴霧用組成物の吹き出し方向を、筐体２０の長手方向と一致させて、肌側に向かい凸状になるように該筐体２０に配置されている。吐出ノズル１６の先端が筐体２０の長手方向において肌に向かい凸状になるように配置されていることによって、筐体２０に噴霧用組成物が付着しにくくなり、安定的に被膜を形成することができる。

図４には、図１〜図３に示す静電スプレー装置１０の構成を示す概略図が示されている。静電スプレー装置１０は、低電圧電源１１を備えている。低電圧電源１１は、数Ｖから十数Ｖの電圧を発生させ得るものである。静電スプレー装置１０の可搬性を高める目的で、低電圧電源１１は１個又は２個以上の電池からなることが好ましい。電池に代えて、ＡＣアダプタ等を低電圧電源１１として用いることもできる。

静電スプレー装置１０は、高電圧電源１２も備えている。高電圧電源１２は、低電圧電源１１と接続されており、低電圧電源１１で発生した電圧を所定の直流高電圧に昇圧する電子回路（図示せず）を備えている。

静電スプレー装置１０は、補助的電気回路１３を更に備えている。補助的電気回路１３は集積回路、トランジスタ、ＦＥＴ及びダイオード等の能動電子デバイス、並びに抵抗及びキャパシタ等の受動電子デバイス等を含んでいる。補助的電気回路１３は、低電圧電源１１と高電圧電源１２との間に介在し、低電圧電源１１によって動作して、低電圧電源１１の電圧を調整して高電圧電源１２を安定的に動作させる機能を有する。更に補助的電気回路１３は、後述するマイクロギヤポンプ１４に備えられているモータの回転数を制御する機能を有する。モータの回転数を制御することで、後述する噴霧用組成物の組成物収納用容器１５からマイクロギヤポンプ１４への噴霧用組成物の供給量が制御される。補助的電気回路１３と低電圧電源１１との間にはスイッチＳＷ１が取り付けられており、スイッチＳＷ１の入り切りによって、静電スプレー装置１０を運転／停止できるようになっている。

静電スプレー装置１０は、前述した吐出ノズル１６を更に備えている。吐出ノズル１６は、金属を初めとする各種の導電体や非導電体からなり、その先端から噴霧用組成物の吐出が可能な形状をしている。吐出ノズル１６内には噴霧用組成物が流通する微小空間が、該吐出ノズル１６の長手方向に沿って形成されている。吐出ノズル１６は、管路１７を介してマイクロギヤポンプ１４と連通している。また、吐出ノズル１６は、高電圧電源１２と電気的に接続されている。これによって、吐出ノズル１６に高電圧を印加することが可能になっている。吐出ノズル１６と高電圧電源１２とは、吐出ノズル１６に人体が直接触れた場合に過大な電流が流れることを防止するために、電流制限抵抗１９を介して電気的に接続されている。

マイクロギヤポンプ１４は、組成物収納用容器１５中に収容されている噴霧用組成物を吐出ノズル１６に供給する供給装置として機能する。マイクロギヤポンプ１４は、低電圧電源１１から電源の供給を受けて動作する。また、マイクロギヤポンプ１４は、補助的電気回路１３による制御を受けて所定量の噴霧用組成物を吐出ノズル１６に供給するように構成されている。

マイクロギヤポンプ１４には、フレキシブル管路１８を介して容器１５が接続されている。容器１５中には噴霧用組成物が収容されている。容器１５は、カートリッジ式の交換可能な形態をしていることが好ましい。尚、容器１５は、静電スプレー装置１０とは別体のものであってもよい。

本発明の被膜形成装置は可視光線を照射する２つ以上の光源を備えているところ、静電スプレー装置１０は、図１に示すように、第１可視光線４１ｋを照射する第１光源４１と第２可視光線４２ｋを照射する第２光源４２とを備えている。第１光源４１及び第２光源４２は、静電スプレー装置１０の一端１０ａに配されている。一端１０ａにおける第１光源４１及び第２光源４２の位置は特に限定されないが、第１光源４１及び第２光源４２は、円形の一端１０ａの直径である直線上に配されていることが好ましい。該直線上には、吐出ノズル１６、第１光源４１及び第２光源４２が配されており、第１光源４１と第２光源４２との間に吐出ノズル１６が配されていることが好ましい。第１光源４１及び第２光源４２の吐出ノズル１６からの距離は特に限定されないが、第１光源４１及び第２光源４２は吐出ノズル１６から等距離の位置にそれぞれ配されることが好ましい。

第１光源４１及び第２光源４２は、静電スプレーを行う対象物である皮膚Ｓに向けて第１可視光線４１ｋ及び第２可視光線４２ｋを照射するように配置されている。また第１可視光線４１ｋ及び第２可視光線４２ｋは指向性を有する可視光である。そして第１光源４１及び第２光源４２は、第１可視光線４１ｋと第２可視光線４２ｋとが静電スプレー装置１０の吐出ノズル１６から離間した位置において互いに重なるように配されており、好ましくは、第１可視光線４１ｋの光軸と第２可視光線４２ｋの光軸とが該離間した位置において互いに重なるように配されている。「互いに重なる」とは、可視光が通過する三次元領域どうしが少なくとも一部において重なっていることを意味する。図１に示す静電スプレー装置１０では、第１光源４１及び第２光源４２は、第１可視光線４１ｋと第２可視光線４２ｋとが、筐体２０の長手方向に延び且つ吐出ノズル１６の先端を通過する中心線ＣＬ上で、交差するように配されることが好ましく、特に、第１可視光線４１ｋの光軸と第２可視光線４２ｋの光軸とが、中心線ＣＬ上で交差するように配されることが好ましい。

図１に示すように、中心線ＣＬに対する第１可視光線４１ｋの光軸の傾斜角度θ１としては、１度以上４０度以下が好ましく、５度以上３０度以下がより好ましい。同様に、中心線ＣＬに対する第２可視光線４２ｋの光軸の傾斜角度θ２としては、１度以上４０度以下が好ましく、５度以上３０度以下がより好ましい。

また第１光源４１及び第２光源４２は、スイッチＳＷ２を介して低電圧電源１１に接続されており、スイッチＳＷ２の入り切りによって、第１光源４１及び第２光源４２のオン／オフを切り替え可能になっている。このように、第１光源４１及び第２光源４２は、補助的電気回路１３に接続されたスイッチＳＷ１とは別に、オン／オフできるようになっている。

第１光源４１及び第２光源４２は、レーザー光、ＬＥＤ光等の各種可視光線を照射可能な可視光線照射装置から構成されている。図１に示す静電スプレー装置１０では、第１光源４１及び第２光源４２は、いずれも、指向性に優れているレーザー光を照射するレーザー装置により構成されている。以下、第１光源４１を第１レーザー装置４１ともいい、第２光源４２を第２レーザー装置４２ともいう。そして、第１レーザー装置４１が照射する第１可視光線４１ｋを第１レーザー光ともいい、第２レーザー装置４２が照射する第２可視光線４２ｋを第２レーザー光ともいう。図２に示すように、第１レーザー装置４１が対象物である前腕部の皮膚Ｓに向けて照射する第１レーザー光４１ｋは、皮膚Ｓ上に第１被照射部４１ｒとして映し出される。また、第２レーザー装置４２が皮膚Ｓに向けて照射する第２レーザー光４２ｋは、皮膚Ｓ上に第２被照射部４２ｒとして映し出される。第１光源４１及び第２光源４２は、第１被照射部４１ｒ及び第２被照射部４２ｒどうしの位置関係が、吐出ノズル１６と対象物である皮膚Ｓとの間の距離に応じて変化するように設けられている。そして、図１に示す静電スプレー装置１０では、第１被照射部４１ｒと第２被照射部４２ｒとが、吐出ノズル１６と皮膚Ｓとの距離が近づくに連れて、互いに近づき、重なった後、逆向きに離れるようになされている。

第１レーザー装置４１が照射する第１レーザー光４１ｋと第２レーザー装置４２が照射する第２レーザー光４２ｋとは、同色のレーザー光であってもよいが、皮膚Ｓ上に映し出される第１被照射部４１ｒ及び第２被照射部４２ｒを容易に視認可能にする観点から、異なる色のレーザー光であることが好ましい。また第１レーザー装置４１と第２レーザー装置４２とは、第１被照射部４１ｒと第２被照射部４２ｒとが同じ形状であってもよいが、皮膚Ｓ上に映し出される第１被照射部４１ｒ及び第２被照射部４２ｒを容易に視認可能にする観点から、異なる形状であることが好ましい。図１に示す静電スプレー装置１０では、図２（ｂ）に示すように、第１被照射部４１ｒが中空の円環形状となっており、第２被照射部４２ｒが中実の円形状であり且つ第２被照射部４２ｒの直径が第１被照射部４１ｒの直径よりも小さい円形状となっている。

皮膚Ｓ上に映し出される可視光線の被照射部は、例えば、第１光源４１又は第２光源４２における対象物側の前面に、任意のレンズやミラー、回折格子やスリットを配置することによって、異なる形状を形成することができる。

次に、上述した図１に示す静電スプレー装置１０を用いた被膜の形成方法について説明する。
静電スプレー装置１０を用いて被膜を形成するには、予め、第１レーザー光４１ｋの光軸と第２レーザー光４２ｋの光軸とが、吐出ノズル１６から離間し且つ良好な被膜を形成する適切な紡糸距離において、重なるように、第１光源４１及び第２光源４２の配置を調整しておく。このように第１光源４１及び第２光源４２の配置を調整しておけば、皮膚Ｓに映し出される第１被照射部４１ｒと第２被照射部４２ｒとが重なると、適切な紡糸距離であると判断できる。そして、皮膚Ｓに映し出される第１被照射部４１ｒの中心と第２被照射部４２ｒの中心とが重なると、更に適切な紡糸距離であると判断できる。

そして、使用者、すなわち静電スプレーによって対象物である皮膚Ｓに被膜を形成する者が該装置１０を手で把持する。使用者は、吐出ノズル１６が配置されている該装置１０の一端１０ａを、静電スプレーを行う対象物である皮膚Ｓの対象部位に向ける。図２及び図３では、使用者の前腕部内側の皮膚Ｓに静電スプレー装置１０の一端１０ａを向けている状態が示されている。

この状態下に、使用者は、第１レーザー装置４１及び第２レーザー装置４２のスイッチＳＷ２（図４参照）をオンにする。第１レーザー装置４１及び第２レーザー装置４２に電源が入ることで、図２（ａ）に示すように、第１レーザー装置４１及び第２レーザー装置４２から、第１レーザー光４１ｋ及び第２レーザー光４２ｋが使用者の皮膚Ｓに向けて照射される。そして、第１被照射部４１ｒ及び第２被照射部４２ｒが使用者の皮膚Ｓに映し出される。このとき、皮膚Ｓに対する静電スプレー装置１０の位置が適正な紡糸位置にない場合は、図２（ｂ）に示すように、皮膚Ｓに映し出される第１被照射部４１ｒと第２被照射部４２ｒとは、重ならず、互いに離れた位置となる。そして使用者は、図３（ａ）に示すように、皮膚Ｓに映し出された第１被照射部４１ｒ及び第２被照射部４２ｒを見ながら、静電スプレー装置１０を皮膚Ｓに徐々に近づけていく。静電スプレー装置１０を皮膚Ｓに近づけると、互いに離れた位置となっていた第１被照射部４１ｒと第２被照射部４２ｒとが徐々に互いに近づいていく。そして、更に静電スプレー装置１０を皮膚Ｓに近づけると、第１被照射部４１ｒと第２被照射部４２ｒとが重なり合う。そして、図１に示す静電スプレー装置１０では、図３（ｂ）に示すように、円環状の第１被照射部４１ｒの中心と、円形状の第２被照射部４２ｒの中心とが同心円上に位置すると、使用者は静電スプレー装置１０を動かすのをやめる。尚、更に静電スプレー装置１０を皮膚Ｓに近づけると、第１被照射部４１ｒと第２被照射部４２ｒとが徐々に逆向きに離れていく。その為、皮膚Ｓ上で第１被照射部４１ｒと第２被照射部４２ｒとが重なっていることを確認しながら、静電スプレー装置１０を保持し、該装置１０のスイッチＳＷ１（図４参照）をオンにして静電スプレー法を行う。静電スプレー法は、第１レーザー光４１ｋ及び第２レーザー光４２ｋを皮膚Ｓに照射した状態のまま行う。

スイッチＳＷ１（図４参照）をオンにして静電スプレー装置１０に電源が入ることで、吐出ノズル１６と皮膚Ｓとの間には電界が生じる。図３（ａ）に示す静電スプレー装置１０では、補助的電気回路１３を介して高電圧電源１２により吐出ノズル１６に正の高電圧が印加され、皮膚Ｓが負極となる。吐出ノズル１６と皮膚Ｓとの間に電界が生じると、吐出ノズル１６先端部の噴霧用組成物は帯電し、帯電した噴霧用組成物の液滴が電界に沿って、皮膚Ｓに向かって空中に吐出される。空間に吐出され且つ帯電した噴霧用組成物から溶媒が蒸発していくと、噴霧用組成物表面の電荷密度が過剰となり、クーロン反発力によって微細化を繰り返しながら空間に広がり、皮膚Ｓに到達する。これによって、繊維の堆積物からなる多孔性被膜を皮膚Ｓの表面に形成することができる。

以上のとおり、図１に示す静電スプレー装置１０によれば、第１レーザー光４１ｋと第２レーザー光４２ｋとが、良好な被膜を形成する適切な紡糸距離において、重なるように、第１光源４１及び第２光源４２の配置が調整されている。また、第１光源４１及び第２光源４２は、第１被照射部４１ｒ及び第２被照射部４２ｒどうしの位置関係が、吐出ノズル１６と皮膚Ｓとの間の距離に応じて変化するように設けられている。その為、該装置１０の使用者は、被膜を形成する対象物である皮膚Ｓ上に映し出される第１被照射部４１ｒと第２被照射部４２ｒとを視覚で確認しながら、適切な紡糸距離を容易に把握でき、それに基づいて静電スプレー法を実施している間の皮膚Ｓと該装置１０との距離を適正に保つことができる。それによって、皮膚Ｓと該装置１０との間に適正な電界が形成され、静電スプレーを首尾よく行うことができ、皮膚Ｓに良好な被膜が形成できる。

尚、図１に示す静電スプレー装置１０では、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、第１レーザー光４１ｋの第１被照射部４１ｒを中空の円環形状とし、第２レーザー光４２ｋの第２被照射部４２ｒを中実の円形状としたが、例えば、図５（ａ）に示すように、第１被照射部４１ｒを中実の円形状とし、第２被照射部４２ｒを線形状としてもよい。第１被照射部４１ｒを中実の円形状とし、第２被照射部４２ｒを線形状とすることで、例えば、図５（ｂ）に示すように、皮膚Ｓ上に映し出される第１被照射部４１ｒと第２被照射部４２ｒとが重なった状態、具体的には、円形状の第１被照射部４１ｒの中心と線状の第２被照射部４２ｒの重心とが重なった状態を認識し易い。このように、第１被照射部と第２被照射部とを全く異なる形状にしてもよい。第１被照射部と第２被照射部とを全く異なる形状とする場合には、上述したように、第１光源４１又は第２光源４２における対象物側の前面に、任意のレンズやミラー、回折格子やスリットを配置することによって形成できる。また、第１光源４１と第２光源４２とを異なる色の光源とし、適切な距離となって第１被照射部４１ｒと第２被照射部４２ｒとが重なった際に重なった部分の色が変化するようにしてもよい。具体的には、例えば第１光源４１を緑色ＬＥＤとし、第２光源４２を紫色ＬＥＤとすると、第１被照射部４１ｒと第２被照射部４２ｒとが重なった際に重なった部分の色が白色に変化し、適切な距離となったことを把握できるようになる。

図６には、本発明の被膜形成装置の別の実施形態の静電スプレー装置１０が示されている。なお、図６を含め、以下に述べる実施形態に関しては、図１ないし図４に示す実施形態と異なる点を中心に説明し、同じ点については図１ないし図４に示す実施形態に関する説明が適宜適用される。また、図６に示す図において、図１ないし図４と同じ部材には同じ符号を付してある。

図６に示す静電スプレー装置１０は、図１に示す静電スプレー装置１０において、第１光源にレーザー装置４３を用い、第２光源にＬＥＤ装置４４を用いている。レーザー装置４３及びＬＥＤ装置４４は、図１ないし図４に示す実施形態と同様に、スイッチＳＷ２を介して低電圧電源１１に接続されており、スイッチＳＷ２の入り切りによってオン／オフを切り替え可能になっている。

本発明の被膜形成装置は、２つの光源の少なくとも１つが、該被膜形成装置が紡糸した噴霧用組成物の紡糸状態を照射可能に配されるところ、図６に示す静電スプレー装置１０では、ＬＥＤ装置４４が、紡糸した該噴霧用組成物の紡糸状態を照射可能に配されている。具体的には、ＬＥＤ装置４４は、発光するＬＥＤ光４４ｋの照射方向を吐出ノズル１６による噴霧用組成物の吐出方向と一致させて、肌側に向けてＬＥＤ光４４ｋを照射するように配置されている。ＬＥＤ装置４４が照射するＬＥＤ光４４ｋは、レーザー装置４３が照射するレーザー光４３ｋよりも指向性が低いので、対象物である皮膚Ｓを広域で照射することができる。その為、第２光源にＬＥＤ装置４４を用いることで、吐出ノズル１６から吐出された噴霧用組成物の紡糸状態を可視化することができ、静電スプレーを首尾よく行うことができ、皮膚Ｓに良好な被膜が形成できる。噴霧用組成物の紡糸状態を可視化する観点から、ＬＥＤ装置４４の明るさとしては、０．０１カンデラ以上１００００カンデラ以下が好ましく、１カンデラ以上１００カンデラ以下がより好ましい。

また、ＬＥＤ装置４４は、噴霧用組成物の紡糸状態を照射可能に配されていればよいが、静電スプレーを首尾よく行い、皮膚Ｓに良好な被膜を形成する観点から、吐出ノズル１６の先端の近傍を照射可能に配されることが好ましい。

図６に示す静電スプレー装置１０では、ＬＥＤ装置４４が照射するＬＥＤ光４４ｋとレーザー装置４３が照射するレーザー光４３ｋとが、良好な被膜を形成する適切な紡糸距離において、重なるように、ＬＥＤ装置４４及びレーザー装置４３が配置されている。具体的には、ＬＥＤ装置４４及びレーザー装置４３は、ＬＥＤ光４４ｋとレーザー光４３ｋの光軸とが、適切な紡糸距離において重なるように、配置されている。このようにＬＥＤ装置４４及びレーザー装置４３を配置することによって、図６に示すように、ＬＥＤ装置４４が皮膚Ｓに向けて照射するＬＥＤ光４４ｋは、皮膚Ｓ上に円形のＬＥＤ被照射部４４ｒとして映し出されるようになる。また、レーザー装置４３が皮膚Ｓに向けて照射するレーザー光４３ｋは、皮膚Ｓ上にレーザー被照射部４３ｒとして映し出されるようになる。レーザー光４３ｋの光軸は、レーザー被照射部４３ｒの中心に対応するようになる。図６に示す静電スプレー装置１０では、レーザー装置４３及びＬＥＤ装置４４は、レーザー被照射部４３ｒ及びＬＥＤ被照射部４４ｒどうしの位置関係が、吐出ノズル１６と皮膚Ｓとの間の距離に応じて変化するように設けられている。そして、図６に示す静電スプレー装置１０では、吐出ノズル１６と皮膚Ｓとの距離が近づくに連れて、図７に示すように、レーザー被照射部４３ｒが、ＬＥＤ被照射部４４ｒの内の特定の位置４４ｒ１に向かって近づき、重なった後、逆向きに離れるようになされている。尚、ＬＥＤ被照射部４４ｒの内の特定の位置とは、レーザー光４３ｋの光軸を含む部分である。

次に、上述した図６に示す静電スプレー装置１０を用いた被膜の形成方法について説明する。
使用者は該装置１０を手で把持し、吐出ノズル１６を皮膚Ｓの対象部位に向ける。この状態下に、使用者は、レーザー装置４３及びＬＥＤ装置４４のスイッチＳＷ２（図４参照）をオンにする。レーザー装置４３及びＬＥＤ装置４４に電源が入ることで、図６に示すように、レーザー装置４３からレーザー光４３ｋが皮膚Ｓに向けて照射される。同様に、ＬＥＤ装置４４からＬＥＤ光４４ｋが皮膚Ｓに向けて照射される。このとき、皮膚Ｓに対する静電スプレー装置１０の位置が適正な紡糸位置にない場合は、レーザー光４３ｋのレーザー被照射部４３ｒがＬＥＤ被照射部４４ｒの特定の位置とは異なる位置となる。そして使用者は、図７に示すように、レーザー被照射部４３ｒとＬＥＤ被照射部４４ｒの特定の位置とが重なる位置となるまで、静電スプレー装置１０を皮膚Ｓに徐々に近づけていく。更に、使用者は、ＬＥＤ被照射部４４ｒに重なり且つＬＥＤ被照射部４４ｒの中に映し出されたレーザー被照射部４３ｒを見ながら、静電スプレー装置１０を皮膚Ｓに徐々に近づけていき、そして、レーザー被照射部４３ｒがＬＥＤ被照射部４４ｒの特定の位置に位置すると、使用者は静電スプレー装置１０を動かすのをやめる。尚、更に静電スプレー装置１０を皮膚Ｓに近づけると、図７に示すように、レーザー被照射部４３ｒが、ＬＥＤ被照射部４４ｒの特定の位置４４ｒ１から逆向きに離れていく。その為、皮膚Ｓ上でレーザー被照射部４３ｒとＬＥＤ被照射部４４ｒの特定の位置４４ｒ１とが重なっていることを確認しながら、静電スプレー装置１０を保持し、該装置１０のスイッチＳＷ１（図４参照）をオンにして静電スプレー法により噴霧用組成物の液滴Ｌを皮膚Ｓに向かって吐出する。静電スプレー法は、レーザー光４３ｋ及びＬＥＤ光４４ｋを皮膚Ｓに照射した状態のまま行う。

以上のとおり、図６に示す静電スプレー装置１０によれば、レーザー光４３ｋの光軸とＬＥＤ光４４ｋの光軸とが、良好な被膜を形成する適切な紡糸距離において、重なるように、レーザー装置４３及びＬＥＤ装置４４の配置が調整されている。また、ＬＥＤ装置４４及びレーザー装置４３は、レーザー被照射部４３ｒ及びＬＥＤ被照射部４４ｒどうしの位置関係が、吐出ノズル１６と皮膚Ｓとの間の距離に応じて変化するように設けられている。その為、該装置１０の使用者は、被膜を形成する対象物である皮膚Ｓ上に映し出されるレーザー被照射部４３ｒとＬＥＤ被照射部４４ｒと視覚で確認しながら、適切な紡糸距離を容易に把握でき、それに基づいて静電スプレー法を実施している間の皮膚Ｓと該装置１０との距離を適正に保つことができる。それによって、皮膚Ｓと該装置１０との間に適正な電界が形成され、静電スプレーを首尾よく行うことができ、皮膚Ｓに良好な被膜が形成できる。

上述した図１に示す静電スプレー装置１０及び図６に示す静電スプレー装置１０は、それぞれ、静電スプレー法の実施中に、適正な紡糸位置から外れてしまった場合には、該静電スプレー装置１０を停止する機能を更に備えていてもよい。そのような機能は、補助的電気回路１３に組み込むことができる。例えば、皮膚Ｓと静電スプレー装置１０との距離を測定する測距手段を設け、測距手段が測定した距離の適正を判定する距離判定手段を補助的電気回路に組み込む。そして、測距手段が測定した距離が適正でないと距離判定手段が判定したら、噴霧用組成物の送液や高電圧の印加を強制的に停止させるようにする。このようにすることで、感電したり、噴霧用組成物が対象物に飛散したり、噴霧用組成物が静電スプレー装置１０に付着したりすること等を効果的に防止できる。

以上の各実施形態の静電スプレー装置１０を用いて被膜を形成するときの原料である噴霧用組成物は、（ａ）揮発性物質及び（ｂ）被膜形成能を有するポリマーを含むことができる。

成分（ａ）の揮発性物質は、液体の状態において揮発性を有する物質である。噴霧用組成物において成分（ａ）は、電界内に置かれた該噴霧用組成物を十分に帯電させた後、吐出ノズル１６の先端から皮膚に向かって吐出され、成分（ａ）が蒸発していくと、噴霧用組成物の電荷密度が過剰となり、クーロン反発によって更に微細化しながら成分（ａ）が更に蒸発していき、最終的に乾いた被膜を形成させる目的で配合される。この目的のために、揮発性物質はその蒸気圧が２０℃において０．０１ｋＰａ以上、１０６．６６ｋＰａ以下であることが好ましく、０．１３ｋＰａ以上、６６．６６ｋＰａ以下であることがより好ましく、０．６７ｋＰａ以上、４０．００ｋＰａ以下であることが更に好ましく、１．３３ｋＰａ以上、４０．００ｋＰａ以下であることがより一層好ましい。

成分（ａ）としては、例えば水、アルコール及びケトンから選ばれる１種又は２種以上の揮発性物質が好適なものとして挙げられる。アルコールとしては例えば一価の鎖式脂肪族アルコールや、一価の環式脂肪族アルコールや、一価の芳香族アルコールが好適に用いられる。それらの具体例としては、エタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、フェニルエチルアルコール、プロパノール、ペンタノールなどが挙げられる。これらのアルコールは、これらから選ばれる１種又は２種以上を用いることができる。ケトンとしては例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどが挙げられる。これらのケトンは１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

成分（ｂ）の被膜形成能を有するポリマーは、一般に、成分（ａ）の揮発性物質に溶解することが可能な物質である。ここで、溶解するとは２０℃において分散状態にあり、その分散状態が目視で均一な状態、好ましくは目視で透明又は半透明な状態であることを言う。

被膜形成能を有するポリマーとしては、成分（ａ）の揮発性物質の性質に応じて適切なものが用いられる。具体的には、被膜形成能を有するポリマーは水溶性ポリマーと水不溶性ポリマーとに大別される。本明細書において「水溶性ポリマー」とは、１気圧・２３℃の環境下において、ポリマー１ｇを秤量したのちに、１０ｇのイオン交換水に浸漬し、２４時間経過後、浸漬したポリマーの０．５ｇ以上が水に溶解する性質を有するものを言う。一方、本明細書において「水不溶性ポリマー」とは、１気圧・２３℃の環境下において、ポリマー１ｇ秤量したのちに、１０ｇのイオン交換水に浸漬し、２４時間経過後、浸漬したポリマーの０．５ｇ超が溶解しない性質を有するものを言う。

水溶性である被膜形成能を有するポリマーとしては、例えばプルラン、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、ポリ−γ−グルタミン酸、変性コーンスターチ、β−グルカン、グルコオリゴ糖、ヘパリン、ケラト硫酸等のムコ多糖、セルロース、ペクチン、キシラン、リグニン、グルコマンナン、ガラクツロン、サイリウムシードガム、タマリンド種子ガム、アラビアガム、トラガントガム、大豆水溶性多糖、アルギン酸、カラギーナン、ラミナラン、寒天（アガロース）、フコイダン、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等の天然高分子、部分鹸化ポリビニルアルコール（架橋剤と併用しない場合）、低鹸化ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸ナトリウム等の合成高分子などが挙げられる。これらの水溶性ポリマーは単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

一方、水不溶性である被膜形成能を有するポリマーとしては、例えば被膜形成後に不溶化処理できる完全鹸化ポリビニルアルコール、架橋剤と併用することで被膜形成後に架橋処理できる部分鹸化ポリビニルアルコール、ポリ（Ｎ−プロパノイルエチレンイミン）グラフト−ジメチルシロキサン／γ−アミノプロピルメチルシロキサン共重合体等のオキサゾリン変性シリコーン、ポリビニルアセタールジエチルアミノアセテート、ツエイン（とうもろこし蛋白質の主要成分）、ポリエステル、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリメタクリル酸樹脂等のアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂などが挙げられる。これらの水不溶性ポリマーは単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

噴霧用組成物中には、上述した成分（ａ）及び成分（ｂ）のみが含まれていてもよく、あるいは成分（ａ）及び成分（ｂ）に加えて他の成分が含まれていてもよい。他の成分としては、例えば成分（ｂ）の被膜形成能を有するポリマーの可塑剤、着色顔料、体質顔料、染料、界面活性剤、ＵＶ防御剤、香料、忌避剤、酸化防止剤、安定剤、防腐剤、各種ビタミン等が挙げられる。

本発明の被膜形成装置を用いた被膜の形成は、対象物として、皮膚Ｓに直に行っているが、皮膚Ｓの直でなくてもよく、例えば、化粧料が施された皮膚における、該化粧料が施された部位（以下、この部位のことを「化粧料適用部位」とも言う。）の上に被膜を形成することもできる。換言すれば、化粧料適用部位上に、いわゆるトップコートを施して、化粧料の表面を覆うことにより、該化粧料を保護することができる。これによって、化粧料適用部位が衣類等に擦過された場合であっても、衣類等への化粧料の色移りや付着が効果的に防止される。

本明細書において、「化粧料」としては、メイクアップ化粧料、ＵＶ化粧料、美容液等の皮膚に好ましい効果を示す外用剤が挙げられる。メイクアップ化粧料としては、ベースメイクアップ化粧料、口唇化粧料、化粧下地、ＢＢクリーム、ＣＣクリーム等が挙げられる。ベースメイクアップ化粧料としては、ファンデーション、コンシーラー及び白粉が挙げられる。ベースメイクアップ化粧料は着色顔料や体質顔料等の粉体を含有し、その剤型、例えば液状、ジェル状、乳化物、又は固形であるかは本質的な相違にはならない。

本発明の被膜形成装置を用いた静電スプレー法によれば、噴霧用組成物を液滴の状態で皮膚に付着させることができる。あるいは繊維の状態で皮膚に付着させることもできる。本発明の被膜形成装置は、繊維の堆積物からなる被膜を首尾よく形成できるという点で有利なものである。繊維の堆積物からなる被膜を形成する場合、該繊維の太さは、円相当直径で表した場合、１０ｎｍ以上であることが好ましく、５０ｎｍ以上であることが更に好ましい。また５０００ｎｍ以下であることが好ましく、３０００ｎｍ以下であることが更に好ましい。繊維の太さは、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察によって、繊維を１００００倍に拡大して観察し、その二次元画像から欠陥（繊維の塊、繊維の交差部分、液滴）を除き、繊維を任意に１０本選び出し、繊維の長手方向に直交する線を引き、繊維径を直接読み取ることで測定することができる。

繊維状となった噴霧用組成物は、帯電した状態で皮膚に到達する。先に述べたとおり皮膚も帯電しているので、繊維は静電力によって皮膚に密着する。皮膚の表面には肌理等の微細な凹凸が形成されているので、その凹凸によるアンカー効果と相まって繊維は皮膚の表面に一層密着する。このようにして静電スプレーが完了したら、静電スプレー装置１０の電源を切る。これによって吐出ノズル１６と皮膚との間の電界が消失し、皮膚の表面は電荷が固定化される。その結果、被膜の密着性が一層発現する。

以上の説明は、被膜として繊維の堆積物からなる多孔性被膜についてのものであったが、被膜の形態はこれに限られず、細孔を有さない連続被膜を形成してもよく、繊維の堆積物以外の形態を有する多孔性被膜、例えば連続被膜に不規則に又は規則的に複数の貫通孔が形成されてなる多孔性被膜、すなわち不連続被膜を形成してもよい。上述のとおり、噴霧用組成物の粘度、吐出ノズルと皮膚との間の距離、及び吐出ノズルに印加する電圧などを制御することで任意の形状の被膜を形成することができる。

静電スプレー法によって形成された被膜が多孔性のものであるか否かを問わず、被膜の坪量は、０．１ｇ／ｍ²以上であることが好ましく、１ｇ／ｍ²以上であることが更に好ましい。また３０ｇ／ｍ²以下であることが好ましく、２０ｇ／ｍ²以下であることが更に好ましい。例えば被膜の坪量は、０．１ｇ／ｍ²以上３０ｇ／ｍ²以下であることが好ましく、１ｇ／ｍ²以上２０ｇ／ｍ²以下であることが更に好ましい。被膜の坪量をこのように設定することで、被膜の密着性を向上させることができる。

以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。例えば、図１に示す静電スプレー装置１０では、第１光源４１及び第２光源４２として、それぞれ、レーザー装置を用い、図６に示す静電スプレー装置１０では、第１光源４１としてレーザー装置を用い且つ第２光源４２としてＬＥＤ装置を用いているが、第１光源４１及び第２光源４２として、それぞれ、ＬＥＤ装置を用いてもよい。

また図１に示す静電スプレー装置１０及び図６に示す静電スプレー装置１０では第１光源及び第２光源の２つの光源を備えているが、被膜形成装置には、該２つの光源以外の光源を備えていてもよい。本発明の被膜形成装置は、前記２つの光源以外の光源として、吐出ノズル１６から吐出された噴霧用組成物の紡糸状態を可視化することができる光源、例えば、別のＬＥＤ装置、豆電球等を備えていてもよい。このような光源を更に備えていることによって、静電スプレーを首尾よく行うことができ、皮膚Ｓに良好な被膜が形成できる。

また本発明の被膜形成装置は、前記２つの光源以外の光源として、吐出ノズル１６の先端の近傍を照射する光源、例えば、別のＬＥＤ装置、豆電球等を備えていてもよい。このような光源を更に備えていることによって、静電スプレーを首尾よく行うことができ、皮膚Ｓに良好な被膜が形成できる。

また図１に示す静電スプレー装置１０及び図６に示す静電スプレー装置１０は、その構成部材のすべてが筐体２０内に収容されていなくてもよい。例えば、筐体２０から分離した別置きの筐体内にその構成部材の一部が収容されていてもよい。

また図１に示す静電スプレー装置１０及び図６に示す静電スプレー装置１０は、光源のすべてが筐体２０の内部に収容されていなくてもよい。例えば、筐体２０の外部に光源を脱着式で固定できる構造であってもよい。

また図１に示す静電スプレー装置１０及び図６に示す静電スプレー装置１０では、自己の皮膚Ｓに被膜を形成させたい者自身が静電スプレー装置１０を使用しているが、自己の皮膚Ｓ以外の皮膚に被膜を形成させたい者が静電スプレー装置１０を使用してもよい。

また図１に示す静電スプレー装置１０及び図６に示す静電スプレー装置１０では、被膜を形成する対象物として、前腕部内側の皮膚Ｓを挙げているが、それ以外に、顔、首、手、腕、胴、背中、足、爪、毛、髪等が挙げられる。

上述した実施形態に関し、本発明は更に以下の被膜形成装置を開示する。
＜１＞
静電スプレーによって対象物に被膜を形成する被膜形成装置であって、前記被膜形成装置の使用者が手で保持し得る形状又は大きさを有するハンドヘルドタイプのものであり、前記対象物に向けて可視光線である光線を照射する２つ以上の光源を備え、少なくとも２つの光源は、該２つの光源それぞれから照射される光線が、前記静電スプレーの吐出ノズルから離間した位置において互いに重なるように配されている、被膜形成装置。
＜２＞
前記２つの光源は、該２つの光源から照射される光線の被照射部どうしの位置関係が、前記吐出ノズルと前記対象物との間の距離に応じて変化するように設けられている、前記＜１＞に記載の被膜形成装置。
＜３＞
前記２つの光源から照射される光線の被照射部が、前記吐出ノズルと前記対象物との距離が近づくに連れて、互いに近づき、重なった後、逆向きに離れるようになされている、前記＜１＞又は＜２＞に記載の被膜形成装置。
＜４＞
前記２つの光源から照射される光線の被照射部が、前記吐出ノズルと前記対象物との距離が近づくに連れて、一方の被照射部が、他方の被照射部の内の特定の位置に向かって近づき、重なった後、逆向きに離れるようになされている、前記＜１＞又は＜２＞に記載の被膜形成装置。
＜５＞
前記対象物が皮膚、爪、毛である、前記＜１＞〜＜４＞の何れか１に記載の被膜形成装置。
＜６＞
前記対象物が前記被膜形成装置の使用者の皮膚、爪、毛である、前記＜１＞〜＜５＞の何れか１に記載の被膜形成装置。
＜７＞
前記２つの光源の少なくとも１つが、レーザー照射装置である、前記＜１＞〜＜６＞の何れか１に記載の被膜形成装置。
＜８＞
前記２つの光源の少なくとも１つが、ＬＥＤ装置である、前記＜１＞〜＜７＞の何れか１に記載の被膜形成装置。
＜９＞
前記２つの光源の少なくとも１つが、前記被膜形成装置が紡糸した噴霧用組成物の紡糸状態を照射可能に配されている、前記＜１＞〜＜８＞の何れか１に記載の被膜形成装置。
＜１０＞
前記２つの光源以外の光源が、前記被膜形成装置が紡糸した噴霧用組成物の紡糸状態を照射可能に配されている、前記＜１＞〜＜９＞の何れか１に記載の被膜形成装置。

＜１１＞
前記２つの光源以外の光源が、前記被膜形成装置が噴霧用組成物を紡糸する前記吐出ノズルの先端の近傍を照射可能に配されている、前記＜１＞〜＜１０＞の何れか１に記載の被膜形成装置。
＜１２＞
２つ以上の光源として、第１光源及び第２光源を有し、前記第１光源及び前記第２光源は、該第１光源が照射する第１可視光線と該第２光源が照射する第２可視光線とが、該第１光源及び該第２光源を収容する筐体の長手方向に延び且つ前記吐出ノズルの先端を通過する中心線ＣＬ上で、交差するように配されることが好ましく、特に、前記第１可視光線の光軸と前記第２可視光線の光軸とが、中心線ＣＬ上で交差するように配されることが好ましい、前記＜１＞〜＜１１＞の何れか１に記載の被膜形成装置。
＜１３＞
２つ以上の光源として、第１光源及び第２光源を有し、前記第１光源を構成する第１レーザー装置が照射する第１レーザー光と、前記第２光源を構成する第２レーザー装置が照射する第２レーザー光とは、異なる色のレーザー光であることが好ましい、前記＜１＞〜＜１２＞の何れか１に記載の被膜形成装置。
＜１４＞
前記第１レーザー装置と、前記第２レーザー装置とは、該第１レーザー装置から照射されるレーザー光の第１被照射部と該第２レーザー装置から照射されるレーザー光の第２被照射部とが異なる形状であることが好ましい、前記＜１３＞に記載の被膜形成装置。
＜１５＞
２つ以上の光源として、第１光源及び第２光源を有し、前記第１光源から照射される光線の第１被照射部が中空の円環形状となっており、第２光源から照射される光線の第２被照射部が中実の円形状であり且つ該第２被照射部の直径が該第１被照射部の直径よりも小さい円形状となっている、前記＜１＞〜＜１４＞の何れか１に記載の被膜形成装置。

１０ 静電スプレー装置
１１ 低電圧電源
１２ 高電圧電源
１３ 補助的電気回路
１４ マイクロギヤポンプ
１５ 組成物収納用容器
１６ 吐出ノズル
１７ 管路
１８ フレキシブル管路
２０ 筐体
４１ 第１光源（第１レーザー装置）
４１ｋ 第１可視光線（第１レーザー光）
４１ｒ 第１被照射部
４２ 第２光源（第２レーザー装置）
４２ｋ 第２可視光線（第２レーザー光）
４２ｒ 第２被照射部
４３ レーザー装置
４３ｋ レーザー光
４３ｒ レーザー被照射部
４４ ＬＥＤ装置
４４ｋ ＬＥＤ光
４４ｒ ＬＥＤ被照射部
４４ｒ１ ＬＥＤ被照射部の特定の位置
Ｓ 皮膚

Claims (11)

1. 静電スプレーによって対象物に被膜を形成する被膜形成装置であって、
   前記被膜形成装置の使用者が手で保持し得る形状又は大きさを有するハンドヘルドタイプのものであり、
   前記対象物に向けて可視光線である光線を照射する２つ以上の光源を備え、
   少なくとも２つの光源は、該２つの光源それぞれから照射される光線が、前記静電スプレーの吐出ノズルから離間した位置において互いに重なるように配されている、被膜形成装置。
2. 前記２つの光源は、該２つの光源から照射される光線の被照射部どうしの位置関係が、前記吐出ノズルと前記対象物との間の距離に応じて変化するように設けられている、請求項１に記載の被膜形成装置。
3. 前記２つの光源から照射される光線の被照射部が、前記吐出ノズルと前記対象物との距離が近づくに連れて、互いに近づき、重なった後、逆向きに離れるようになされている、請求項１又は２に記載の被膜形成装置。
4. 前記２つの光源から照射される光線の被照射部が、前記吐出ノズルと前記対象物との距離が近づくに連れて、一方の被照射部が、他方の被照射部の内の特定の位置に向かって近づき、重なった後、逆向きに離れるようになされている、請求項１又は２に記載の被膜形成装置。
5. 前記対象物が皮膚、爪、毛である、請求項１〜４の何れか１項に記載の被膜形成装置。
6. 前記対象物が前記被膜形成装置の使用者の皮膚、爪、毛である、請求項１〜４の何れか１項に記載の被膜形成装置。
7. 前記２つの光源の少なくとも１つが、レーザー照射装置である、請求項１〜６の何れか１項に記載の被膜形成装置。
8. 前記２つの光源の少なくとも１つが、ＬＥＤ装置である、請求項１〜７の何れか１項に記載の被膜形成装置。
9. 前記２つの光源の少なくとも１つが、前記被膜形成装置が紡糸した噴霧用組成物の紡糸状態を照射可能に配されている、請求項１〜８の何れか１項に記載の被膜形成装置。
10. 前記２つの光源以外の光源が、前記被膜形成装置が紡糸した噴霧用組成物の紡糸状態を照射可能に配されている、請求項１〜９の何れか１項に記載の被膜形成装置。
11. 前記２つの光源以外の光源が、前記被膜形成装置が噴霧用組成物を紡糸する前記吐出ノズルの先端の近傍を照射可能に配されている、請求項１〜１０の何れか１項に記載の被膜形成装置。

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