JP5334960B2 - ギザギザ形帯付きシガレット紙 - Google Patents

Description

担体上に不注意で放置された時に消火する喫煙物品を設計する試みが行われており、そのような傾向は、本明細書では喫煙物品が「低着火傾向」を有すると呼ぶ。理想的には、低着火傾向喫煙物品は、灰皿のホルダにおけるように自然に浮かされる時、又は吸煙されないで手に保持される時（自然燃焼）に燃え続けることになる。シガレットが自然燃焼中に消火する傾向は、本明細書では「自己消火性」と呼ぶ。低着火傾向特性を達成する多くの従来のシガレット設計は、自然燃焼条件下で高い率の自己消火性を示している。

米国特許出願公開第２００７／０１０２０１７号Ａ１ ＵＳ−Ａ−５、９９７、６９１ ＵＳ−Ａ−６、５９６、１２５

「喫煙物品の着火強度を測定するための標準試験法」、「ＡＳＴＭ Ｅ ２１８７−０４」

本明細書の喫煙物品のための包装紙は、公称透過率を有するベースウェブと、包装紙がベースウェブの公称透過率未満の透過率をその領域で有するように十分な付加材料を有する帯領域とを含む。進行する木炭によって見られるような帯領域の前縁は、ギザギザ形である。
本発明の開示の多くの目的及び利点は、同様の部分に同様の参照番号が適用された添付図面と共にこの明細書を読むと当業者には明らかになるであろう。

本発明の開示による喫煙物品の斜視図である。 ギザギザ形帯領域の第１の実施形態を有する包装紙の概略図である。 ギザギザ形帯領域の第２の実施形態を有する包装紙の概略図である。 ギザギザ形帯領域の第３の実施形態を有する包装紙の概略図である。 ギザギザ形帯領域の第４の実施形態を有する包装紙の概略図である。

本明細書の説明に従って、喫煙物品１は、タバコロッド２を含む。タバコロッド２は、タバコのカット充填物３を含むことができ、包装紙１０によって取り囲まれる。喫煙物品の一端は、適切なフィルタ先端紙によって取り囲まれた適切なフィルタ４を含むことができる。喫煙物品１は、一般的に、喫煙物品の長さ方向にわたってほぼ円形の断面を有することができる。それにも関わらず、例えば、長円形を含む他の断面形状も本明細書の範囲に入る。タバコロッド２は、喫煙物品の縦軸線に沿って先端紙からタバコロッドの自由端まで測定された公称長さを有する。一例として、その公称長さは、約６０ｍｍから約１００ｍｍの範囲にあるとすることができる。

包装紙１０は、典型的に空気に対して透過性のベースウェブを含む。包装紙の透過率は、通常は、コレスタ単位で特定される。コレスタ単位は、単位圧力降下（すなわち、水柱ｃｍ）当たり、単位面積（すなわち、ｃｍ²）当たりの体積流量（すなわち、ｃｍ³／秒）によって紙の透過率を測定する。従来の包装紙のベースウェブはまた、「ｇｓｍ」と短縮される平方メートル当たりグラムで測定された公知の坪量を有する。一般的に産業界で使用される典型的な喫煙物品の紙のベースウェブの透過率及び坪量は、下表に示されている。

（表）

本明細書の目的に対して、好ましい包装紙のベースウェブは、少なくとも約２０コレスタ単位の透過率を有する。最も好ましくは、包装紙は、約２５ｇｓｍの坪量で約３３及び約４６コレスタの公称透過率を有する一般的なベースウェブのように、約３０コレスタを超える透過率を有する。一部の用途に対して、ベースウェブは、約６０コレスタを超えるか又は約８０コレスタを超える透過率、又は更にそれよりも高い透過率値を有することができる。
慣例に従って、本明細書の様々な実施形態の寸法の説明において、帯領域の「幅」は、タバコロッドの縦方向に延び、それに対して帯領域の周方向の寸法は、「交差ウェブ方向」の「横」又は「交差方向」として表されることになることに注意されたい。

本明細書の目的に対して、本明細書に説明するような付加材料の帯領域は、包装紙に付加され、着火傾向の改良を得て、自己消火の特性の改良も得る。着火傾向は、「喫煙物品の着火強度を測定するための標準試験法」という名称の「ＡＳＴＭ Ｅ ２１８７−０４」に記載されているように行われる標準試験であり、これは、引用によりその全体が本明細書に組み込まれている。着火傾向は、喫煙物品が担体上に置かれた時に、タバコロッドの静的燃焼を維持するのに十分な熱を発生させることになる確率を測定する。着火傾向に対して低値が望ましく、従って、この値は、くすぶっている喫煙物品が下に重なる担体において燃焼を引き起こすことになる可能性の低下と相関性がある。

本明細書の自己消火は、自由燃焼条件下で喫煙物品のくすぶる特性を指す。自己消火を評価するために、実験室試験は、２３℃±３℃の温度及び５５％±５％の相対湿度で行われ、これらの両方は、温湿度記録計の記録によってモニタすべきである。排気フードは、試験中に形成された燃焼生成物を除去する。試験前に、試験すべき喫煙物品は、２４時間５５％±５％の相対湿度及び２３℃±３℃に調整される。試験直前に、喫煙物品は、ガラスビーカーに置かれて、自由空気アクセスを保証する。

自己消火試験は、筐体又は試験ボックス内で行う。単一ポート喫煙機械又は電気ライターを用いて、試験のための喫煙物品に着火する。試験中に、装置又は「アングルホルダ」は、０°（水平）、４５°、及び／又は９０°（垂直）の角度で縁部を保持することによって試験すべき喫煙物品を保持する。２０個（２０）の喫煙物品は、０°、４５°、及び９０°の位置の各々で試験される。１つよりも多くの装置を用いる場合、装置は、好ましくは、相互干渉を回避するために、喫煙物品を互いにそむけるように位置決めされる。喫煙物品が、くすぶっている木炭の前線が先端紙に到達する前に消える場合、結果は、「自己消火」と評価され、他方、喫煙物品が、くすぶっている木炭の前線が先端紙に到達するまでくすぶり続ける場合、結果は、「非消火」と評価される。従って、例えば、９５％の自己消火値は、試験された喫煙物品の９５％が自由燃焼条件下で自己消火を示すことを指すが、２０％の自己消火値は、試験された喫煙物品の２０％のみが自由燃焼条件下で自己消火を示すことを指す。

自己消火値は、「０°の自己消火値」、「４５°の自己消火値」、又は「９０°の自己消火値」の用語で呼ばれる場合があり、これらの各々は、特定の試験角度における自己消火値を意味する。更に、自己消火値は、３つの角度位置の平均、すなわち、（ｉ）「０°の自己消火値」、（ｉｉ）「４５°の自己消火値」、及び（ｉｉｉ）「９０°の自己消火値」の平均を意味する「自己消火平均値」の用語で呼ばれる場合がある。「自己消滅値」又は「自己消火値」への言及は、０°における自己消火、４５°における自己消火、９０°における自己消火、又は自己消火平均値の間で区別せずに、これらのうちのいずれか１つを意味することができる。

本明細書で用いられる場合、語句「自由燃焼条件下で自己消火する」又は「自由燃焼条件下の自己消火」は、そのようなシガレットが自由燃焼条件を受けるか又はこれに露出される時に、吸煙なしのくすぶっているシガレットの消火を意味する。
本明細書で使用される場合、用語「ギザギザ形」は、それ以外は連続な中実帯領域から除去された複数の規則的に離間した幾何学形状の空間のパターンを意味する。ギザギザ形のパターン又は帯は、切り欠きを入れた又はパルス波と同様の形状として説明することもできる。本明細書で使用される場合、「クレネル」は、ギザギザ形縁部の開口部又は谷に意味し、一方、「メリオン」は、クレネル間のギザギザ形縁部の持ち上がった部分又は平坦部を意味する。
本明細書で使用される場合、語句「前縁」は、帯領域を収容する包装紙を有する喫煙物品がくすぶっている間に接近する木炭に最も近い帯領域の縁部を意味する一方、語句「後縁」は、帯領域を収容する包装紙を有する喫煙物品がくすぶっている間に接近する木炭から最も遠い帯領域の縁部を意味する。

喫煙物品のための包装紙は、公称透過率を有するベースウェブ１０（図２参照）と、包装紙が帯領域においてベースウェブの公称透過率未満の透過率を有するように十分な付加材料を含む複数の帯領域１２とを含む。各帯領域１２の前縁１４は、ギザギザ形である。任意的に、帯領域の後縁１６も、ギザギザ形とすることができる。
当業者にはギザギザ形領域の様々な配列を想起することができるが、そのいくつかの配列が添付図面に示されている。例えば（図２参照）、帯領域１２は、メリオン１８の間にクレネル２０が配置された前縁１４を有することができる。この実施形態では、メリオン１８は、クレネル２０の横方向の寸法と実質的に同じ寸法であるベースウェブ１０の横方向の寸法を有する。図示のように、メリオン１８及び関連のクレネル２０は、ほぼ矩形とすることができる。必要に応じて、しかし、メリオン１８及びクレネル２０は、以下に限定されるものではないが、四辺形、台形、三角形、六角形、及び他の規則的又は不規則的幾何学構成を含む他の幾何学形状を有することができる。メリオン１８の上部と隣接クレネル２０の底部との間の距離は、約２ｍｍから約５ｍｍの範囲にあり、好ましくは約３ｍｍとすることができる。

帯領域１２の後縁において、同様にギザギザ形の配列も設けることができる。このために、複数のメリオン２２は、ベースウェブ１０を横切って横方向に離間し、対応する複数のクレネル２４によって互いに分離することができる。図示のように、前縁のメリオン１８は、後縁のクレネル２４と横方向に整列し、前縁のクレネル２０は、後縁のメリオン２２と横方向に整列する。クレネル２４は、帯の前縁１４でのメリオン１８の交差ウェブ寸法と実質的に同じ交差ウェブ寸法を有する。同様に、後縁１６のメリオン３３は、前縁１４のクレネル２０の交差ウェブ寸法と実質的に同じ交差ウェブ寸法を有することができる。メリオン２２の上部と隣接クレネル２４の底部の間の距離も、後縁において約２ｍｍから約５ｍｍの範囲にあり、好ましくは約３ｍｍとすることができる。前縁１４のメリオン１８及びクレネル２０の場合のように、後縁のメリオン２２とクレネル２４は、ほぼ矩形、ほぼ四辺形、ほぼ台形、ほぼ三角形、ほぼ六角形、及び他の幾何学構成とすることができる。

前縁のクレネル２０の底部は、好ましくは、後縁のクレネル２４の底部から約２ｍｍから約５ｍｍの範囲内、好ましくは、約３ｍｍから約４ｍｍの範囲にある距離ｘだけ離間する。そのような配列では、幅ｘの実質的に連続した帯がベースウェブ１０にわたって横方向に延びる。前縁のクレネル２０の底部は、実質的に連続な帯の前縁に対応し、一方で後縁のクレネル２４の底部は、実質的に連続な帯の後縁に対応する。
紙ウェブ１０の隣接帯領域１２は、公称間隔だけ互いに縦方向に離間する。この公称間隔は、約１０から約３０ｍｍの範囲に入ることができる。帯領域１２の前縁上のクレネル２０の深さ及び帯領域１２の後縁上のクレネル２４の深さは、同じであるように図２に示されているが、必要に応じてそれらを異なる深さにすることも本発明の開示の範囲に入る。

メリオン１８、２２及びクレネル２０、２４の交差方向寸法は、図２で示したのと実質的に同じとすることができる。好ましくは、しかし、メリオン１８及びクレネル２０の整数の対は、喫煙物品の公称円周に対応する交差ウェブ寸法を有する。例えば、２組のメリオン１８及びクレネル２０は、約６．２ｍｍの交差ウェブ寸法を有し、そのために各々の２対は、喫煙物品の公称円周に対応する約２４．８ｍｍの全交差ウェブ寸法を有することができる。メリオン及びクレネルに対するそのような寸法設定を用いると、ベースウェブ１０が縦方向に分割されて、例えば、線３０、３２において喫煙物品のための包装紙のボビンを形成する時に、帯領域１２のギザギザ形パターンは、タバコロッドを作る縦方向継ぎ目において実質的に完全に重なることになる。

図３に移ると、前縁４０のメリオン４４とクレネル４６の比率は、図２の配列とは異なる。図３では、メリオン４４は、関連のクレネル４６の交差ウェブ寸法の約半分の交差ウェブ寸法を有することができる。それにも関わらず、メリオン４４及びクレネル４６の整数の対は、上述のように喫煙物品の公称円周に対応する。メリオン４４の高さ又はクレネル４６の深さは、図２に関連して説明したように、好ましくは同じ値の範囲にある。

別の言い方をすれば、ギザギザ形の紙のロールに対する印刷パターンを確立する時に、たとえロールをシガレットの公称円周よりも僅かに大きい寸法で細長く切ることができるにしても（タバコロッドに沿って継ぎ目の縁部部分をもたらすために）、パターンは、パターンを有することになるシガレットの公称円周に等しい横寸法に従ってロールにわたりそれ自体繰り返すべきである。この慣例は、どこでスリットが開始されるか又は継ぎ目の寸法に関係なく、シガレットに対して意図されたようなパターンの確立を保証することになる。例えば、シガレットが八個（８つ）のメリオンのパターンを有することになっており、かつシガレットが２４．８ｍｍのシガレット公称円周を有することになっている場合、ギザギザ形の紙のロールは、２７ｍｍ毎に細長く切られるであろうが、八個（８つ）のメリオンのパターンは、２４．８ｍｍ毎に繰り返すと考えられる。

図３の実施形態の後縁において、後縁メリオン５０及び後縁クレネル４８の交差ウェブ寸法は、前縁メリオン４４及び前縁クレネル４６の交差ウェブ寸法とは異なる。しかし、ここでもまた、メリオン４８及びクレネル５０の整数の組は、喫煙物品の公称円周に対応する交差ウェブ寸法を有する。図に示すように、クレネル４８の交差ウェブ寸法は、前縁４０の対向する部分上でメリオン４４の交差ウェブ寸法よりも実質的に小さい。更に、クレネル４８の深さ又はメリオン５０の高さは、図２に関連して上述した寸法の範囲にある。更に、前縁上のクレネル４６の底部と後縁上のクレネル４８の底部の間の間隔も、図２に関連して上述した寸法の範囲にある。図３の隣接帯領域１２の間の間隔も、図２に関連して上述したものと同じ範囲にある。

図４に移ると、帯領域１２の前縁１４は、図２に関連して上述したものと実質的に同じ特性を有することができる。しかし、後縁６４は、前縁の対向するクレネル２０の交差ウェブ寸法よりも実質的に大きな交差ウェブ寸法を有するメリオン６０を有することができる一方、後縁クレネル６２の交差ウェブ寸法は、前縁１４の対応する対向するメリオン１８の交差ウェブ寸法よりも実質的に小さい。図４のギザギザ形の前縁と後縁の間の間隔と、図４の隣接帯領域１２の間の縦方向間隔とは、図２に関連して上述したように実質的に同じである。

図５は、本発明の開示によるギザギザ形帯領域の更に別の実施形態を示している。この実施形態では、前縁１４は、図２又は図３に関連して上述した特性を有することができる。この実施形態では、しかし、ギザギザ形帯領域１２の後縁７０は、真っ直ぐとすることができる。クレネル２０の底部と後縁７０との間の間隔は、図２のギザギザ形領域２０、２４間の間隔と同じに選択することができる。更に、隣接帯領域１２（図５）は、好ましくは、図２で説明したように離間する。

前縁のメリオンは、約３ｍｍから約７ｍｍの範囲の横寸法を有することができる。例えば、前縁のメリオンは、約３．１ｍｍ、約４．２ｍｍ、又は約６．２ｍｍの横寸法を有することができる。前縁のクレネルは、約３ｍｍから約７ｍｍの範囲の横寸法を有することができる。例えば、前縁のクレネルは、約３．１ｍｍ、約４．２ｍｍ、約５．２ｍｍ、又は約６．２ｍｍの横寸法を有することができる。後縁のメリオンは、約６ｍｍから約１０ｍｍの範囲の横寸法を有することができる。例えば、後縁のメリオンは、約５．７７５ｍｍ、約６．２ｍｍ、又は約６．７７５ｍｍの横寸法を有することができる。後縁のクレネルは、約１ｍｍから約７ｍｍの範囲の横寸法を有することができる。例えば、後縁のクレネルは、約１ｍｍ、約２．１ｍｍ、又は約６．２ｍｍの横寸法を有することができる。

喫煙物品は、本明細書で説明したようにタバコロッドと包装紙とを含むことができる。包装紙は、好ましくは、タバコロッドの円周及び重なる継ぎ目を考慮に入れた交差方向の寸法を有する。その結果、どこで包装紙が細長く切られるかに関係なく、喫煙物品を形成する時に、常にギザギザ形パターンの正確な重なりがある。別の言い方をすれば、ギザギザ形帯領域のメリオン及びクレネルの交差方向の寸法は、喫煙物品上において、帯領域の前縁が好ましくは少なくとも２つのクレネル及び少なくとも２つのメリオンを含むように決定される。例えば、帯領域の前縁は、２つのクレネル及び２つのメリオン、３つのクレネル及び３つのメリオン、又は４つのクレネル及び４つのメリオンを含むことができる。従って、ＡＳＴＭ試験の間に喫煙物品がどのように担体上に配置されるかに関係なく、帯領域の対称性が必ず存在する。いかなる理論にも束縛されるのを望まないが、くすぶっている間に喫煙物品が担体上にある時、燃焼がギザギザ形前縁によって調整され、特に、前縁のメリオンがくすぶりの進行を遅らせる一方、自然燃焼状態の間に前縁のクレネルが限定量のくすぶりの継続を可能にするものと考えられる。従って、望ましい自己消火性及び着火傾向特性が達成可能であるべきである。

現在理解されているように、本明細書による付加材料の帯領域は、低着火傾向値と低自己消火性値との有利な組合せを用いた喫煙物品の設計を可能にする。付加材料の低透過性帯領域は、着火喫煙物品をそれが担体上に置かれた時に消火するように担体と協働することができるタバコロッドの長さ方向に沿ったフィルム形成化合物の区域をもたらすが、フィルム形成化合物のこれら区域は、喫煙物品が喫煙者によって自然燃焼状態で保持された時に喫煙物品を自己消火させない。すなわち、喫煙物品は、低下した着火傾向を呈する一方、本明細書に従ってベースウェブにフィルム形成化合物の帯領域を付加することにより、望ましい自然燃焼特性又は低自己消火性値を保持することができる。付加材料は、ベースウェブの一方又は両方の側に付加することができる。

喫煙物品の望ましい着火傾向及び自己消火特性を達成するために、包装紙のベースウェブに帯領域が付加される。本明細書の目的は、タバコロッドに形成された時に２５を超えない着火傾向値と５０を超えない自己消火性値とを呈する包装紙を提供することである。より好ましくは、得られる喫煙物品の約１５を超えない着火傾向値であり、得られる喫煙物品の最も好ましい着火特性値は、約１０を超えない値である。より低い自己消火性値も望ましい。この関連で、より好ましい自己消火性値は、約２５未満であり、一方で最も好ましい自己消火性値は、約１０未満である。

包装紙の横寸法は、完成喫煙物品の直径（約７ｍｍから約１０ｍｍ）に基づいて選択され、縦方向継ぎ目で重なる約１ｍｍから約２ｍｍの材料を考慮する。例えば、１ｍｍの重なる継ぎ目を考慮すると、交差方向の包装紙寸法は、約２５．６ｍｍの円周を有する喫煙物品に対して約２７ｍｍとすることができる。
帯領域は、それらの帯領域内の紙の透過率を低下させるために、包装紙のベースウェブに水溶性フィルム形成組成物の１つ又はそれよりも多くの層を付加することによって形成することができる。代替的に、帯領域を形成するためにセルロース材料も使用することができる。フィルム形成組成物が使用される場合、このフィルム形成組成物は、好ましくは、水と、例えば、重量比で２０％から約５０％の高濃度閉塞剤とを含むことができる。フィルム形成化合物は、澱粉、アルギン酸塩、セルロース、又はゴムのような１つ又はそれよりも多くの閉塞剤を含むことができ、充填物として炭酸カルシウムも含むこともできる。澱粉がフィルム形成化合物の場合、約２４％の濃度が有利であろう。

フィルム形成組成物は、グラビア印刷、デジタル印刷、テンプレートを使用するコーティング又はスプレー、又はいずれか他の適切な技術を使用して包装紙２４のベースウェブに付加することができる。例えば、本明細書においてその全開示内容が引用により組み込まれている米国特許出願公開第２００７／０１０２０１７号Ａ１に説明のフィルム形成化合物を付加するためのフィルム形成化合物及び方法を選択して、包装紙のベースウェブに帯領域を付加することができる。必要に応じて、付加材料の帯領域は、複数の連続層、例えば、互いに位置合わせ又は整列した２つ又はそれよりも多くの連続層を印刷することによって形成することができる。更に、付加材料の帯領域を形成するために層が使用される場合、層の材料は、同じか又は別のものとすることができる。例えば、１つの層を澱粉とし、それに対して次の層を澱粉及び炭酸カルシウムとすることができる。
更に、喫煙物品を消火する機能は、フィルム形成化合物の面積当たりの特定の重量よりも、フィルム形成化合物の最小長さ方向範囲の設置により多く依存する場合がある。使用されるフィルム形成化合物の量は、紙に燃焼加速剤が付加されると自然燃焼特性を損なうことなく増すことができる。好ましくは、付加材料の帯領域は、約０から約１０コレスタの範囲まで包装紙の透過率を低下させる。

本明細書に説明するような多段印刷装置は、典型的には、リール、第１のグラビア印刷ステーション、第２のグラビア印刷ステーション、第３のグラビア印刷ステーション、収集リール、ローラ、圧胴、支持ローラ、ニップ、リザーバ、ポンプ、熱交換器、アプリケータ、槽、収集器、ドレーン、ドクターブレード、調節シリンダ、及び遊動ローラを含む。
グラビア印刷作業の代替として、ベースウェブを形成するのと同じセルロース材料を使用して、ベースウェブに帯領域又はストライプを付加することができる。帯領域は、本明細書においてその全開示内容が引用により組み込まれている本出願人所有のＵＳ−Ａ−５、９９７、６９１及びＵＳ−Ａ−６、５９６、１２５に説明の紙製造機の形成区画において移動オリフィスアプリケータを利用する付加技術を含む様々なスプレー又はコーティング技術を使用して付加された高度に精製された繊維状セルロース（例えば、繊維、小繊維、微小繊維、又はその組合せ）のスラリ又は他の付加材料を含むことができる。過去においては、紙ウェブと本出願人所有のＵＳ−Ａ−５、９９７、６９１及びＵＳ−Ａ−６、５９６、１２５に説明の機器の移動オリフィス帯との間の相対運動を調節することにより、そのような技術を使用して周方向帯領域が作られたが、本発明に開示の帯領域は、容易に作ることができる。そのような構成は、より広い帯の付加及びより大きい付加率をもたらすより遅いベルト速度で移動オリフィスデバイスを作動させることを認められたい。

本明細書で使用した用語及び語句は、数学的又は幾何学的精度で解釈されず、むしろ幾何学的術語は、幾何学的用語及び概念に近似するか又は類似の意味として解釈されるものとする。「一般的に」のような用語は、関連用語の正確な意味と概念の両方を含み、並びに形態、機能、及び／又は意味と矛盾しない妥当な許容範囲を提供するように意図している。数量に関連して使用される時の用語「約」は、示す量の１０％の許容誤差内の値を含むように意図している。
様々な実施形態を説明したが、当業者には明らかなように、様々な修正、変形、及び均等物に訴えることができることは理解されるものとする。そのような修正、変形、又は均等物は、本明細書に添えた特許請求の範囲の視点及び範囲内であると考えるものとする。

１ 喫煙物品
１０ 包装紙
１２ ギザギザ形の帯領域

Claims (3)

1. 公称透過率を有するベースウェブと、
   包装紙が前記ベースウェブの前記公称透過率未満の透過率を領域内で有するように十分な付加材料を含む帯領域と、
   を含み、
   前記帯領域は、４ｍｍ以下の幅をもつ横方向に延びる連続した帯を含み、前記帯領域の前縁及び後縁が、ギザギザ形であり、
   前記前縁のメリオンが、前記後縁のクレネルと横方向に整列し、該前縁のクレネルが、該後縁のメリオンと横方向に整列している
   ことを特徴とする、喫煙物品のための包装紙。
2. 前記前縁のメリオンの上部と該実質的に連続した帯との間の距離が、４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の包装紙。
3. 前記前縁のクレネルと前記前縁のメリオンは、実質的に同じである横寸法を有することを特徴とする請求項１に記載の包装紙。

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