JP4442296B2 - 光ファイバテープユニット及び光ファイバケーブル - Google Patents

Description

本発明は光ファイバテープユニット及び光ファイバケーブルに関し、特に、太径化した光ファイバ心線を複数本一体化した光ファイバテープユニット及び光ファイバケーブルに関するものである。

近年、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）すなわち各家庭やオフィスなどに超高速、大容量の通信ができる光ファイバケーブルが導入されている。

この種の光ファイバケーブルとしては、図７に示す構造の光ファイバケーブルが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。本ケーブルは、外径が約０．２５mmの光ファイバ着色素線を光ファイバ着色素線外径のピッチで４本並列に配置し紫外線硬化型樹脂で一括被覆してテープ型光ファイバ心線９とし、本テープ型光ファイバ心線９を複数枚集合（テープ積層）して、これを一方向に一定のピッチで撚り合せ集合し集合体をプラスチックテープ２２で包み、その上にシース２０を施してケーブル部１８を構成している。なおシース２０内には上下両側に鋼線からなる２本の抗張力体２３が縦添えされている。

他方、支持線部１９は１本の鋼線の廻りに６本の鋼線を撚り合わせた抗張力体の外周にシース２５を施したものである。そして支持線部１９に対するケーブル部１８の弛み率が０．２％以上になるように、ケーブル部１８と支持線部１９との間に、一定間隔でスリットを有する首部２４を形成している。なお通常はケーブル部１８のシース２０、支持線部１９のシース２５及び首部２４は一括して例えば熱可塑性樹脂である低密度ポリエチレンシースを押し出し被覆することにより同時に形成している。
特開２００１−３４３５７１号

図７に記載の従来型光ファイバケーブルを布設し、後に、中間部からシース２０を剥取り、任意の光ファイバ着色素線を取出す場合（中間後分岐処理）、光ファイバ着色素線は約０．２５mmと大変細いため、テープ型光ファイバ心線９から光ファイバ着色素線への分離作業には専用工具が必要であり、かつ作業性は悪く、作業中に光ファイバ損失増加が発生することがあった。また、最悪の場合断線してしまうこともあった。また、光ファイバ着色素線へ分離後においても、光ファイバ着色素線が大変細いため、ファイバ取扱い時に、光ファイバの識別がしにくいだけでなく、誤って光ファイバを切断してしまうという問題があった。

本発明の目的は、テープ型光ファイバ心線から１心ずつ単心への分離作業が手作業で容易に行え、単心分離時及び分離後においても、光ファイバの識別がし易く、切断事故を極力防げることができる取扱い性の良い光ファイバテープユニット及び光ファイバケーブルを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、光ファイバ、一次被覆層および二次被覆層からなる光ファイバ素線の外周にオーバーコート層を設けて外径を０．４ｍｍ以上とした光ファイバ心線を複数本並列に配置し連結部材で連結した光ファイバテープユニットであって、前記オーバーコート層の材料のヤング率をＥ１、断面積をＡ１、前記連結部材のヤング率をＥ２、断面積をＡ２としたとき、Ｅ１≦Ｅ２かつＥ１Ａ１≧Ｅ２Ａ２の関係を満たし、前記光ファイバ心線を複数本並列に並べた断面略長方形の長辺の両面に前記連結部材を設けて連結したことを特徴とする光ファイバテープユニットを提供する。

また、本発明は、光ファイバ、一次被覆層および二次被覆層からなる光ファイバ素線の外周にオーバーコート層を設けて外径を０．４ｍｍ以上とした光ファイバ心線を複数本並列に配置し連結部材で連結した光ファイバテープユニットであって、前記オーバーコート層の材料のヤング率をＥ１、断面積をＡ１、前記連結部材のヤング率をＥ２、断面積をＡ２としたとき、Ｅ１≦Ｅ２かつＥ１Ａ１≧Ｅ２Ａ２の関係を満たし、前記光ファイバ心線を複数本並列に並べた断面略長方形の長辺の片面に前記連結部材を設けて連結したことを特徴とする光ファイバテープユニットを提供する。

また、本発明は、光ファイバ、一次被覆層および二次被覆層からなる光ファイバ素線の外周にオーバーコート層を設けて外径を０．４ｍｍ以上とした光ファイバ心線を複数本並列に配置し連結部材で連結した光ファイバテープユニットであって、前記オーバーコート層の材料のヤング率をＥ１、断面積をＡ１、前記連結部材のヤング率をＥ２、断面積をＡ２としたとき、Ｅ１≦Ｅ２かつＥ１Ａ１≧Ｅ２Ａ２の関係を満たし、前記光ファイバ心線を複数本並列に並べた断面略長方形の長辺の両面において、前記光ファイバ心線間の凹部にのみ前記連結部材を設けて連結したことを特徴とする光ファイバテープユニットを提供する。

また、本発明は、光ファイバ、一次被覆層および二次被覆層からなる光ファイバ素線の外周にオーバーコート層を設けて外径を０．４ｍｍ以上とした光ファイバ心線を複数本並列に配置し連結部材で連結した光ファイバテープユニットであって、
前記オーバーコート層の材料のヤング率をＥ１、断面積をＡ１、前記連結部材のヤング率をＥ２、断面積をＡ２としたとき、Ｅ１≦Ｅ２かつＥ１Ａ１≧Ｅ２Ａ２の関係を満たし、
前記光ファイバ心線を複数本並列に並べた断面略長方形の長辺の片面において、前記光ファイバ心線間の凹部にのみ前記連結部材を設けて連結したこと
を特徴とする光ファイバテープユニットを提供する。

また、本発明は、前記光ファイバ素線は前記二次被覆層外周に着色層を備えることを特徴とする光ファイバテープユニットを提供する。

また、本発明は、前記オーバーコート層の材料および前記連結部材は、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂であることを特徴とする光ファイバテープユニットを提供する。

また、本発明は、前記オーバーコート層の材料が透明であることを特徴とする光ファイバテープユニットを提供する。

また、本発明は、前記オーバーコート層の材料に着色材を混入して着色していることを特徴とする光ファイバテープユニットを提供する。

また、本発明は、前記連結部材が透明であることを特徴とする光ファイバテープユニットを提供する。

また、本発明は、前記連結部材に着色材を混入して着色していることを特徴とする光ファイバテープユニットを提供する。

また、本発明は、前記連結部材にストライプ状の色帯が設けられていることを特徴とする光ファイバテープユニットを提供する。

また、本発明は、前記光ファイバテープユニットを１枚以上集合してケーブル化したことを特徴とする光ファイバケーブルを提供する。

本発明の光ファイバテープユニットは、オーバーコート層を設けて外径を０．４mm以上とした光ファイバ心線を用い、該光ファイバ心線を複数本並列に配置し、オーバーコート層の材料のヤング率をＥ１、断面積をＡ１、連結部材のヤング率をＥ２、断面積をＡ２としたとき、Ｅ１≦Ｅ２かつＥ１Ａ１≧Ｅ２Ａ２の関係を満たすような連結部材で連結して形成していることにより、光ファイバテープユニットから光ファイバ心線への単心分離を手作業でもって容易に行うことができ、また該分離作業時に光ファイバ心線のオーバーコート層を破壊することのない良好な分離特性が得られる。

また、光ファイバ心線のオーバーコート層のヤング率Ｅ１よりも大きいヤング率Ｅ２を有する連結部材を用いることにより、光ファイバテープユニットをケーブル化する際に、連結部材が柔らかいことにより発生する外傷を抑制することができる。

また、オーバーコート層の材料に透明なものを用いたことにより、光ファイバ心線の識別が容易になる。

また、オーバーコート層の材料に着色剤を混入して着色したことにより光ファイバ心線の識別が容易になる。

また、連結部材にストライプ状の色帯を設けたことにより光ファイバ心線の識別又は光ファイバテープユニットの識別が容易になる。

また、連結部材に透明な材料を用いたことにより、光ファイバテープユニット内の光ファイバ心線の識別が容易になる。

また、連結部材に着色剤を混入して着色したことにより、光ファイバ心線の識別又は光ファイバテープユニットの識別が容易になる。

本発明の光ファイバケーブルは、本発明の光ファイバテープユニットを用いることにより、分岐時の取扱いが容易になる。

以下、本発明の光ファイバテープユニット及び光ファイバケーブルの好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、本明細書中に記載するヤング率は常温（２３℃）における値である。

図１は本発明の光ファイバテープユニット及び光ファイバケーブルに使用する光ファイバ心線の概略図である。

図１に示すように本発明に使用する光ファイバ心線１０は、コア及びクラッドからなる光ファイバ１７と、一次被覆層１６と、二次被覆層１５と、着色層１４と、オーバーコート層１３とからなり、その外径を０．４mm以上としたものである。なお、着色層を設けず、二次被覆層に着色剤を混入して着色しても良い。

図２は本発明の光ファイバテープユニットの第１の実施形態の概略図である。

図２に示すように、本実施形態の光ファイバテープユニット１２は光ファイバ心線１０を複数本並列に配列し、その外周に連結部材１１を設けて連結したものである。オーバーコート層及び連結部材は紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂などを用いて形成する。このとき、オーバーコート層の材料のヤング率をＥ１、断面積をＡ１、連結部材のヤング率をＥ２、断面積をＡ２とすると、
Ｅ１≦Ｅ２かつＥ１Ａ１≧Ｅ２Ａ２
の関係を満たす。

図３は本発明の光ファイバテープユニットの第２の実施形態の概略図である。

図３に示すように、本実施形態の光ファイバテープユニット１２は光ファイバ心線１０を複数本並列に並べ、その外周の光ファイバ心線間の凹部のみに連結部材１１を設けて連結したものである。

図４は本発明の光ファイバテープユニットの第３の実施形態の概略図である。

図４に示すように、本実施形態の光ファイバテープユニット１２は光ファイバ心線１０を複数本並列に並べ、その外周に厚さを略等しくして連結部材１１を設け、連結したものである。

図５は本発明の光ファイバテープユニットの第４の実施形態の概略図である。

図５に示すように、本実施形態の光ファイバテープユニット１２は光ファイバ心線１０を複数本並列に並べ、その外周片面の光ファイバ心線間の凹部のみに連結部材１１を設けて連結したものである。

なお、本発明の光ファイバテープユニットは上記実施形態に限られるものではなく、オーバーコート層の材料のヤング率をＥ１、断面積をＡ１、連結部材のヤング率をＥ２、断面積をＡ２としたとき、Ｅ１≦Ｅ２かつＥ１Ａ１≧Ｅ２Ａ２の関係を満たすものであれば良い。

図６は本発明の光ファイバケーブルの実施形態の概略図である。

図６に示すように、本実施形態の光ファイバケーブルは、本発明の光ファイバテープユニット１２を複数枚集合（テープ積層）し、介在２６と共に撚り合せ、上下両側に２本の抗張力体２３を縦添えしたうえで、シース２０を施して構成したケーブル部１８と、１本の鋼線の周りに６本の鋼線を撚り合わせた抗張力体の外周にシース２５を施した構成の支持線部１９と、ケーブル部１８と支持線部１９との間の支持線部１９に対するケーブル部１８の弛み率が０．２％以上になるように一定間隔でスリットを設けた首部２４とからなるものである。

本発明の光ファイバケーブルは上記実施形態に限られるものではなく、本発明の光ファイバテープユニットを用いたものであれば良い。

４心の光ファイバテープユニットを複数種試作し、ケーブリング（ケーブル化）結果を調べた。表１にその結果を示す。ケーブリング結果「×」は、光ファイバテープユニットに外傷などが発生したことを示す。

表１より、光ファイバ心線のオーバーコート層のヤング率Ｅ１と、光ファイバテープユニットの連結部材のヤング率Ｅ２の関係は、Ｅ１≦Ｅ２とすることで、ケーブリングを行った際の、光ファイバテープユニットへの外傷などの発生を抑制できることがわかる。

４心の光ファイバテープユニットを複数種試作し、各光ファイバテープユニットを工具を使用せず手作業でもって単心分割作業を行ってその単心分離評価を行った。その結果を表２に示す。単心分離評価「×」は、単心分離時に、光ファイバ心線のオーバーコート層の一部または全部が破壊したことを示す。

表２より、光ファイバ心線のオーバーコート層のヤング率Ｅ１、断面積Ａ１と、連結部材のヤング率Ｅ２、断面積Ａ２との関係が、Ｅ１≦Ｅ２としたとき、Ｅ１Ａ１≧Ｅ２Ａ２とすることで、オーバーコート層を破壊することなく手作業で単心分離することがわかる。

試作した光ファイバ心線の被覆除去力について検討を行った。被覆除去試験方法を図８に示す。外径０．４mm及び０．５mmの光ファイバ心線１０を用い、光ファイバ心線端末部から１００mmのところに、被覆除去用の刃２８を、光ファイバ素線に傷をつけないように、オーバーコート層１３の円周方向に切込み、さらに、光ファイバ心線１０と水平になる方向に移動させオーバーコート層１３を除去した。そして、その時の最大除去力を張力測定機で測定した。その結果を表３、表４に示す。

表３、表４より、光ファイバ心線の被覆除去力を、１本当り９．８Ｎ／１００mm以下にすることで光ファイバ素線への外傷を防ぐことができることがわかる。

光ファイバ心線を各種作成し、心線識別性を検討した。心線識別試験は、同一心線径の心線を４０本（５０cm）束ね、両端を固定したものを２０歳〜５０歳までの任意の１５人に数えてもらい、その数の正解率（識別正解率）と、要した時間（識別時間）とを測定した。なお、心線径０．２５mmは、オーバーコート層無しのものである。その結果を表５、表６に示す。

表５、表６より、光ファイバ心線の外径が０．４mm以上であると心線識別性が良好であることが分かる。また、オーバーコート層を透明にした場合での結果から、オーバーコート層が透明なことによるレンズ効果の影響により、光ファイバ心線１０の外径が０．４mm以上０．７mm以下であると心線識別性が良好であることが分かる。

ケーブリング時の光ファイバテープユニットの識別性を良好にするために、連結部材を透明にして光ファイバ着色素線色別にて識別することが可能であり、また、光ファイバ心線の色が全て同じである場合には、連結部材自体に着色剤を混入して着色して心線識別を可能とすることができる。また、連結部材にストライプ状の色帯を設けても良い。

実施例として試作した光ファイバテープユニットに使用した光ファイバ心線を図１に基づいて説明する。

外径約０．１２５mmの光ファイバ１７に紫外線硬化性樹脂により一次被覆層１６及び二次被覆層１５を形成して外径を約０．２４５mmにした。さらに、識別用として最外層に着色層１４を設け外径約０．２５５mmの光ファイバ素線を形成した。

次に、光ファイバ素線上に紫外線硬化性樹脂によるオーバーコート層１３を設け、外径約０．５０mmの光ファイバ心線１０を形成した。オーバーコート層１３はヤング率約２３０ＭＰａのものを用い、その断面積は約０．１４５mm^２であった。

なお、単心分離時の心線識別性を良好にするため以下の２つの手段を用いることができる。
（１）光ファイバ素線上に、透明のオーバーコート層を円筒状に被覆し、そのレンズ効果により識別性を良好にする。このレンズ効果は特に、光ファイバ心線の外径が０．７mm以下の場合に有効である（着色外径／オーバーコート層外径≧３７％）。
（２）光ファイバ素線上に、着色剤が混入して着色したオーバーコート層を円筒状に被覆し、識別性を良好にする。

実施例として試作した光ファイバテープユニットを図２に基づいて説明する。

光ファイバテープユニット１２の全体寸法を、長径約２．０５mm、短径約０．５２mmとし、光ファイバ心線１０を４本紫外線硬化型樹脂で連結した。このときの連結部材１１のヤング率を約３２０ＭＰａとし、断面積は約０．４１１mm^２とした。オーバーコート層１３のヤング率Ｅ１、断面積Ａ１と、光ファイバテープユニットの連結部材１１のヤング率Ｅ２、断面積Ａ２との関係は、Ｅ１Ａ１−Ｅ２Ａ２＝２．１１＞０であり、またＥ２−Ｅ１＝９０＞０である。

この光ファイバテープユニット１２を、手を用いて光ファイバ心線１０の４本(単心)に分離した結果、光ファイバ心線１０のオーバーコート層を破壊することのない良好な分離特性が得られた。さらに、分離作業中に光ファイバ損失増加が発生することもなかった。また、光ファイバ心線は０．５mmと太いため、ファイバ取扱い時に、光ファイバの識別が容易であった。

なお、光ファイバテープユニット１２の製造方法として、以下４つの手段を用いることが可能である。
（１）光ファイバ心線１０を複数本並列に並べ、断面略長方形の長辺の片面または両面に、紫外線硬化型樹脂または熱硬化型樹脂を塗布、硬化する（例えば、図２、図３、図４、図５）。
（２）光ファイバ心線１０を複数本並列に並べ、紫外線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂または熱可塑性樹脂を加圧ダイスにより被覆、硬化させ連結する（例えば、図２、図４）。
（３）光ファイバ心線１０を複数本並列に並べ、断面略長方形の長辺の片面または両面に接着性樹脂を塗布、硬化する（例えば、図３、図５）
（４）光ファイバ心線１０を複数本並列に並べ、紫外線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、熱可塑性樹脂紫外線硬化型樹脂または接着性樹脂で間欠的に連結する。

実施例として試作した光ファイバケーブルを図６に基づいて説明する。

上述した光ファイバテープユニット１２を中心６枚、その両側に２枚づつ配列し、ポリプロピレン系繊維（介在２６）と共に集合、撚合せし、綿製糸で粗巻きを施しシース２０を被覆し、ケーブル部１８とした。ケーブル部１８は外被厚さ２．０mm、外径が９．５mmとなった。抗張力体２３には直径０．７mmの鋼線、シース引裂き紐２１には直径１．０mmのポリエステル系繊維の紐を用いた。また、支持線部１９には直径１．４mmの鋼線を７本撚りあわせた亜鉛めっき鋼撚線を使用し、その外周にシース２５を施した。そして支持線部１９に対するケーブル部１８の弛み率が０．２％以上になるように、ケーブル部１８と支持線部１９との間に、一定間隔でスリットを有する首部２４を形成した。なお、ケーブル部１８のシース２０、支持線部１９のシース２５及び首部２４は、一括して熱可塑性樹脂である低密度ポリエチレンシースを押し出し被覆することにより同時に形成した。この光ファイバケーブルの全体寸法は全体の高さが１７mmとなった。

他の実施例として試作した光ファイバケーブル（光ドロップケーブルとも言う）を図９に基づいて説明する。

ケーブル部１８には上述した光ファイバテープユニット１２を中心に２枚配列し、抗張力体２３には直径０．７mmの鋼線を用い、支持線１９は直径２．３mmの鋼線を用い、それらを一括して熱可塑性樹脂である低密度ポリエチレンシースを押出し被覆した。さらにケーブル部１８のシース２０から光ファイバテープユニットを容易に取出せられるようにケーブルの長さ方向に幅１．２mm、深さ０．９mmのノッチ３０を成形した。この光ドロップケーブルのケーブル部１８の幅は５．１mm、厚さは３．５mm、全体のケーブル高さは８．６mmとなった。

本発明の光ファイバテープユニットに使用する光ファイバ心線の一実施形態の断面図である。 本発明の光ファイバテープユニットの一実施形態の断面図である。 本発明の光ファイバテープユニットの他の実施形態の断面図である。 本発明の光ファイバテープユニットの他の実施形態の断面図である。 本発明の光ファイバテープユニットの他の実施形態の断面図である。 本発明の光ファイバケーブルの実施形態の断面図である。 従来の光ファイバケーブルの断面図である。 本発明の光ファイバ心線の被覆除去試験方法を示す概略図である。 本発明の光ファイバケーブルの一実施例の断面図である。

符号の説明

９ 従来の光ファイバテープ心線
１０ 光ファイバ心線
１１ 連結部材
１２ 本発明の光ファイバテープユニット
１３ オーバーコート層
１４ 着色層
１５ 光ファイバ素線の二次被覆層
１６ 光ファイバ素線の一次被覆層
１７ 光ファイバ
１８ ケーブル部
１９ 支持線部
２０ ケーブル部シース
２１ 引裂き紐
２２ プラスチックテープ
２３ 抗張力体
２４ 首部
２５ 支持線部シース
２６ 介在
２７ 光ファイバ素線
２８ 被覆除去用の刃
２９ シース突起部

Claims (12)

1. 光ファイバ、一次被覆層および二次被覆層からなる光ファイバ素線の外周にオーバーコート層を設けて外径を０．４ｍｍ以上とした光ファイバ心線を複数本並列に配置し連結部材で連結した光ファイバテープユニットであって、
   前記オーバーコート層の材料のヤング率をＥ１、断面積をＡ１、前記連結部材のヤング率をＥ２、断面積をＡ２としたとき、Ｅ１≦Ｅ２かつＥ１Ａ１≧Ｅ２Ａ２の関係を満たし、
   前記光ファイバ心線を複数本並列に並べた断面略長方形の長辺の両面に前記連結部材を設けて連結したこと
   を特徴とする光ファイバテープユニット。
2. 光ファイバ、一次被覆層および二次被覆層からなる光ファイバ素線の外周にオーバーコート層を設けて外径を０．４ｍｍ以上とした光ファイバ心線を複数本並列に配置し連結部材で連結した光ファイバテープユニットであって、
   前記オーバーコート層の材料のヤング率をＥ１、断面積をＡ１、前記連結部材のヤング率をＥ２、断面積をＡ２としたとき、Ｅ１≦Ｅ２かつＥ１Ａ１≧Ｅ２Ａ２の関係を満たし、
   前記光ファイバ心線を複数本並列に並べた断面略長方形の長辺の片面に前記連結部材を設けて連結したこと
   を特徴とする光ファイバテープユニット。
3. 光ファイバ、一次被覆層および二次被覆層からなる光ファイバ素線の外周にオーバーコート層を設けて外径を０．４ｍｍ以上とした光ファイバ心線を複数本並列に配置し連結部材で連結した光ファイバテープユニットであって、
   前記オーバーコート層の材料のヤング率をＥ１、断面積をＡ１、前記連結部材のヤング率をＥ２、断面積をＡ２としたとき、Ｅ１≦Ｅ２かつＥ１Ａ１≧Ｅ２Ａ２の関係を満たし、
   前記光ファイバ心線を複数本並列に並べた断面略長方形の長辺の両面において、前記光ファイバ心線間の凹部にのみ前記連結部材を設けて連結したこと
   を特徴とする光ファイバテープユニット。
4. 光ファイバ、一次被覆層および二次被覆層からなる光ファイバ素線の外周にオーバーコート層を設けて外径を０．４ｍｍ以上とした光ファイバ心線を複数本並列に配置し連結部材で連結した光ファイバテープユニットであって、
   前記オーバーコート層の材料のヤング率をＥ１、断面積をＡ１、前記連結部材のヤング率をＥ２、断面積をＡ２としたとき、Ｅ１≦Ｅ２かつＥ１Ａ１≧Ｅ２Ａ２の関係を満たし、
   前記光ファイバ心線を複数本並列に並べた断面略長方形の長辺の片面において、前記光ファイバ心線間の凹部にのみ前記連結部材を設けて連結したこと
   を特徴とする光ファイバテープユニット。
5. 前記光ファイバ素線は前記二次被覆層外周に着色層を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光ファイバテープユニット。
6. 前記オーバーコート層の材料および前記連結部材は、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光ファイバテープユニット。
7. 前記オーバーコート層の材料が透明であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光ファイバテープユニット。
8. 前記オーバーコート層の材料に着色材を混入して着色していることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光ファイバテープユニット。
9. 前記連結部材が透明であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光ファイバテープユニット。
10. 前記連結部材に着色材を混入して着色していることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光ファイバテープユニット。
11. 前記連結部材にストライプ状の色帯が設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光ファイバテープユニット。
12. 請求項１〜１１に記載の光ファイバテープユニットを１枚以上集合してケーブル化したことを特徴とする光ファイバケーブル。

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