JP6212975B2 - Vacuum insulation material - Google Patents
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Description
本発明は、真空断熱材の外装材に関するものである。 The present invention relates to an exterior material for a vacuum heat insulating material.
真空断熱材は、芯材を外装材で包み、芯材の周囲を真空状態にして周囲の外装材同士をシールして密封することにより、気体による熱伝導率を限りなくゼロに近づけて、断熱性能を高めた断熱材である。 Vacuum insulation material wraps the core material with the exterior material, seals the surrounding exterior material with the vacuum around the core material, and seals it, thereby making the thermal conductivity of the gas close to zero as much as possible. It is a heat insulating material with improved performance.
外装材は内部の真空度を保つため、ガスバリア性が要求される。しかしながら、以上のように構成された従来の真空断熱材は、ガスバリア性フィルムとしてアルミ箔を使用しているため、真空断熱材の外装材を伝わる熱伝導、いわゆるヒートブリッジ現象によって真空断熱材の断熱効果が小さくなる。 The exterior material is required to have a gas barrier property in order to maintain the internal vacuum. However, since the conventional vacuum heat insulating material configured as described above uses aluminum foil as a gas barrier film, the heat insulation of the vacuum heat insulating material by the heat conduction that travels through the vacuum heat insulating material, the so-called heat bridge phenomenon. The effect is reduced.
そこで、ヒートブリッジ現象を解決するために、ガスバリア性フィルムを金属箔ではなく、蒸着膜を有するガスバリア性フィルムに変更した外装材を用いた真空断熱材がある(例えば、特許文献1)。 Therefore, in order to solve the heat bridge phenomenon, there is a vacuum heat insulating material using an exterior material in which the gas barrier film is changed to a gas barrier film having a deposited film instead of a metal foil (for example, Patent Document 1).
この真空断熱材では、外装材(外被材)のガスバリア性を高めるために、ガスバリア性フィルムを複数積層することが望ましく、さらに、蒸着膜の支持基材として、ガスバリア性の高い材料を使用することが望ましいとされている。 In this vacuum heat insulating material, it is desirable to stack a plurality of gas barrier films in order to improve the gas barrier property of the exterior material (cover material), and furthermore, a material having a high gas barrier property is used as a supporting substrate for the deposited film. It is considered desirable.
しかしながら、この真空断熱材の外装材の端部のシール部分と、その近傍の真空にしたときに芯材がなくて外装材同士が密着した部分とからなるヒレ部では、芯材が入っている部分に比べて断熱性能が低くなるので、断熱性能を保つためにヒレ部は折り曲げられている。この折り曲げの際にピンホールが発生し、真空断熱材としての機能が損なわれるという問題がある。 However, in the fin portion composed of the seal portion of the end portion of the exterior material of the vacuum heat insulating material and the portion where the core material is not present and the exterior materials are in close contact with each other in the vicinity of the vacuum, the core material is contained. Since the heat insulation performance is lower than that of the portion, the fin portion is bent to maintain the heat insulation performance. There is a problem that pinholes are generated during the bending, and the function as a vacuum heat insulating material is impaired.
前述のような問題を解決するため、本出願人は、特願2013−077604号明細書にて、表面保護層、バリヤ層、シーラント層からなる真空断熱材の外装材であって、表面保護層に、延伸ポリプロピレンフィルムと延伸ナイロンフィルムを積層して用い、バリヤ層に、アルミ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルムとアルミ蒸着エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルムを積層して用いて構成された外装材を提案した。 In order to solve the above-mentioned problems, the applicant of the present application disclosed in Japanese Patent Application No. 2013-077604 a vacuum heat insulating material exterior material comprising a surface protective layer, a barrier layer, and a sealant layer. Furthermore, an exterior material constituted by laminating and using a stretched polypropylene film and a stretched nylon film and laminating an aluminum vapor-deposited polyethylene terephthalate film and an aluminum vapor-deposited ethylene-vinyl alcohol copolymer film as a barrier layer was proposed.
この特願2013−077604号明細書に記載の外装材は、その実施例に記載のように、繰り返してひねりを加えた後にもピンホールが全く確認できなかった。 In the exterior material described in the specification of Japanese Patent Application No. 2013-0777604, no pinholes could be confirmed even after repeated twisting as described in the examples.
以上のように、特願2013−077604号明細書に記載の外装材は、屈曲によってピンホールが発生することはないが、それにも拘らず、繰り返してひねりを加えた後にはガスバリア性が低下し、したがって、屈曲後には所期の性能が得られないことが分かった。 As described above, the exterior material described in the specification of Japanese Patent Application No. 2013-077764 does not generate pinholes due to bending, but nevertheless, the gas barrier property decreases after repeated twisting. Therefore, it was found that the desired performance cannot be obtained after bending.
本発明は以上のような事情に基づいてなされたもので、屈曲によるピンホールの発生とガスバリア性の低下とを共に防止することができる外装材を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an exterior material capable of preventing both the generation of pinholes due to bending and the deterioration of gas barrier properties.
すなわち、請求項1に記載の発明は、外側から順に、表面保護層、バリヤ層、シーラント層からなる真空断熱材の外装材であって、
前記表面保護層に、延伸ポリプロピレンフィルムと延伸ナイロンフィルムを積層して用
い、かつ、前記延伸ポリプロピレンフィルムを外表面側に配置し、
前記バリヤ層に、酸化金属の薄膜を有する無機蒸着フィルムと金属薄膜を有する金属蒸着フィルムを積層して用いたことを特徴とする真空断熱材の外装材である。
That is, the invention according to
The surface protective layer is used by laminating a stretched polypropylene film and a stretched nylon film, and the stretched polypropylene film is disposed on the outer surface side,
An exterior material for a vacuum heat insulating material, wherein an inorganic vapor-deposited film having a metal oxide thin film and a metal vapor-deposited film having a metal thin film are laminated on the barrier layer.
本発明の真空断熱材の外装材は、以上のような構成であって、表面保護層に、延伸ポリプロピレンフィルムと延伸ナイロンフィルムを用い、かつ、前記延伸ポリプロピレンフィルムを外表面側に配置しているので耐屈曲性が高く、長期間に渡って使用されても、真空断熱材を高い真空状態に保持することができる。 The exterior material of the vacuum heat insulating material of the present invention has the above-described configuration , and uses a stretched polypropylene film and a stretched nylon film for the surface protective layer, and the stretched polypropylene film is disposed on the outer surface side . Therefore, the vacuum heat insulating material can be kept in a high vacuum state even if it has high bending resistance and is used for a long period of time.
また、バリヤ層に、酸化金属の薄膜を有する無機蒸着フィルムと金属薄膜を有する金属蒸着フィルムを用いているので、バリヤ性が極めて高く、しかも、屈曲によるガスバリア性の低下もないから、真空断熱材の真空状態を高く保つことができる。また、金属箔を使用しないのでピンホールも発生しにくい。また、ヒートブリッジ現象が起きることもない。 In addition, since the barrier layer uses an inorganic vapor-deposited film having a metal oxide thin film and a metal vapor-deposited film having a metal thin film, the barrier property is extremely high, and the gas barrier property does not deteriorate due to bending. The vacuum state can be kept high. Also, since no metal foil is used, pinholes are less likely to occur. Moreover, the heat bridge phenomenon does not occur.
請求項2〜3に係る発明は、それぞれ、前記酸化金属の薄膜と金属薄膜とを特定の材質の薄膜に特定したものである。
In the inventions according to
すなわち、請求項2に係る発明は、前記酸化金属の薄膜が酸化アルミニウムの薄膜であることを特徴とする請求項1に記載の真空断熱材の外装材であり、他方、請求項2に係る発明は、前記金属薄膜がアルミニウムの薄膜であることを特徴とする請求項1又は2に記載の真空断熱材の外装材である。
That is, the invention according to
また、請求項4〜5に係る発明は、それぞれ、前記無機蒸着フィルムの基材フィルムの材質と金属蒸着フィルムの基材フィルムの材質とを特定のフィルムの薄膜に特定したものである。 Moreover, the invention which concerns on Claims 4-5 specifies the material of the base film of the said inorganic vapor deposition film and the material of the base film of a metal vapor deposition film to the thin film of a specific film, respectively.
すなわち、請求項4に係る発明は、前記無機蒸着フィルムの蒸着基材がポリエチレンテレフタレートフィルムであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の真空断熱材の外装材であり、請求項5に係る発明は、前記金属蒸着フィルムの蒸着基材がエチレン−ビニルアルコール共重合体フィルムであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の真空断熱材の外装材である。なお、ポリエチレンテレフタレートフィルムは強度と耐水性とに優れ、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルムは耐水性に劣るものの酸素バリア性に優れているから、ポリエチレンテレフタレートフィルムを無機蒸着フィルムの蒸着基材として使用し、かつ、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルムを金属蒸着フィルムの蒸着基材として使用した場合、長期間にわたって耐水性と酸素バリア性とを向上させることができる。
That is, the invention according to
次に、請求項6に係る発明は、前記シーラント層が、密度が0.935g/cm3以下の直鎖状低密度ポリエチレンフィルム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真空断熱材の外装材である。この発明に係る外装材は、シーラント層に、密度が0.935g/cm3以下の直鎖状低密度ポリエチレンフィルムを用いているので、シーラント層も耐屈曲性があり、真空断熱材の外装材としての耐屈曲性も向上する。
Next, the invention according to
本発明の真空断熱材の外装材は、耐屈曲性に優れており、屈曲によるピンホールの発生もガスバリア性の低下もないから、この外装材を用いた真空断熱材は長期間に渡って使用しても高い真空状態を保持することができ、断熱性能を維持することが可能となる。 The vacuum insulation material of the present invention is excellent in bending resistance, and since there is no generation of pinholes due to bending or deterioration of gas barrier properties, the vacuum insulation material using this exterior material can be used for a long period of time. Even in this case, a high vacuum state can be maintained, and the heat insulating performance can be maintained.
以下、本発明を実施するための形態につき説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described.
図1は本発明の真空断熱材の外装材の一例を模式的に示した断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of the vacuum insulation material of the present invention.
本例の真空断熱材の外装材1は、外側から順に、表面保護層10、バリヤ層20、シーラント層30を積層して構成されている。表面保護層10は、外表面の延伸ポリプロピレンフィルム11とその内側の延伸ナイロンフィルム12とを積層して構成されている。このような2層の表面保護層10にすることによって、高い耐屈曲性が得られえる。延伸ポリプロピレンフィルム11は耐屈曲性が高いが、外表面を延伸ポリプロピレンフィルム11とすることによって、耐摩耗性も向上される。延伸ナイロンフィルム12を用いることで強靭性が高まり、耐屈曲性が向上する。
The vacuum insulating material
バリヤ層20は、外側から、無機蒸着フィルム21と金属蒸着フィルム22とを積層して構成されている。このような2層構造のバリヤ層20にすることによって、極めて、高いバリヤ性を得ることができ、しかも、屈曲によるピンホールの発生やバリヤ性の低下を共に防止することができる。また、これにより、ヒートブリッジ現象が解決できる。
The
無機蒸着フィルム21は、その蒸着基材に酸化金属の薄膜を形成したものである。この酸化金属としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム(アルミナ)などが使用できる。好ましくは酸化アルミニウム(アルミナ)である。このような酸化金属の薄膜は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法等の気相成長法によって形成することができる。無機蒸着フィルム21の蒸着基材としては、ポリアミドフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム等を使用することができる。
The inorganic
また、金属蒸着フィルム22は、その蒸着基材に金属の薄膜を形成したものである。この金属としてはアルミニウムが使用できる。また、その薄膜は前記気相成長法によって形成することが可能である。金属蒸着フィルム22の蒸着基材としては、前記無機蒸着フィルム21の蒸着基材と同様に、ポリアミドフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム等を使用することができる。
Moreover, the metal
なお、無機蒸着フィルム21の蒸着基材としてポリエチレンテレフタレートフィルムを使用し、しかも、金属蒸着フィルム22の蒸着基材としてエチレン−ビニルアルコール共重合体フィルムを使用することが望ましい。この場合には、長期間にわたって耐水性と酸
素バリア性とを向上させることが可能となる。
In addition, it is desirable to use a polyethylene terephthalate film as the vapor deposition substrate of the inorganic
シーラント層30には、各種のポリエチレン系の樹脂やポリプロピレンなどが使用することができる。特に、密度が0.935g/cm3以下の直鎖状低密度ポリエチレンフィルムを用いることが好ましい。厚みは30〜80μmが好ましい。密度が0.935g/cm3より高く、例えば、密度が0.94g/cm3と高ければ、耐屈曲性が悪くなり、好ましくない。
For the
本例の真空断熱材の外装材1を構成する各層の積層方法は、2液硬化型ウレタン系接着剤を用いたドライラミネーションによる方法と、押出ラミネーションによる方法が採用できる。
As a method of laminating each layer constituting the vacuum heat insulating
以下、本例の真空断熱材の外装材1を用いて、真空断熱材2を作成する方法について説明する。
Hereinafter, a method of creating the vacuum
先ず、2枚の方形の真空断熱材の外装材1を、シーラント層30面を対向させ、袋状に3辺をヒートシールし、中に芯材3を挿入し、真空引きして開口部をヒートシールし、周縁に熱融着部4を設ける。
First, the two rectangular
芯材3としては、ガラス繊維などの無機系繊維やポリスチレン繊維などの有機系繊維を用いることができる。また、粉末を固めてボード化したものや、発泡樹脂を用いることもできる。また、発泡パーライト等の粉末を用いてもよい。
As the
芯材3を挿入して、真空引きして、熱融着部4を設けると、図2の断面図のように、熱融着部4と芯材3が離れていて芯材3がなく、表裏の外装材1が直接接触している密着部5ができる。この密着部5と熱融着部4では、断熱性が期待できない。
When the
このため、図3の断面図のように、密着部5と熱融着部4を、外気側に折り曲げて、保冷や保温側にこないようにする。この密着部5と熱融着部4を、折り曲げた部分は、図4のように、難燃性テープ6で止める。このようにして、真空断熱材ができあがる。
Therefore, as shown in the cross-sectional view of FIG. 3, the
このように折り曲げた部分を作っても、本例の真空断熱材の外装材1を用いているので、耐屈曲性が高く、長期間にわたって使用されても、真空断熱材を高い真空状態に保持することができる。
Even if the bent portion is made in this way, the
(実施例)
表面保護層10として厚さ20μmの延伸ポリプロピレンフィルム11と厚さ15μmの延伸ナイロンフィルム12、バリヤ層20として厚さ12μmのアルミナ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム21と厚さ15μmのアルミ蒸着エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム22を、この順に、2液硬化型ウレタン系接着剤を用いて、ドライラミネーション法により、積層、接着した。
(Example)
A 20 μm-thick stretched
次いで、シーラント層30である厚さ50μm、密度0.923g/cm3の直鎖状低密度ポリエチレンフィルムと、上記積層体のアルミ蒸着エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム面とを、2液硬化型ウレタン系接着剤を用いて、ドライラミネーション法により、貼り合わせて、表面保護層10、バリヤ層20、シーラント層30からなる真空断熱材の外装材1を作成し、実施例の真空断熱材の外装材を得た。
Subsequently, the
(比較例1)
前記実施例において、延伸ポリプロピレンフィルム11を使用せず、表面保護層10として厚さ15μmの延伸ナイロンフィルム12を使用した点を除き、実施例と同様に外装材を製造した。
(Comparative Example 1)
In the above example, an exterior material was manufactured in the same manner as in the example except that the stretched
(比較例2)
前記実施例において、厚さ12μmのアルミナ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム21の代わりに厚さ12μmのアルミ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルムを使用することにより、バリヤ層20として厚さ12μmのアルミ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム21と厚さ15μmのアルミ蒸着エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム22を使用した点を除いき、実施例と同様に外装材を製造した。
(Comparative Example 2)
In the above embodiment, by using an aluminum-deposited polyethylene terephthalate film having a thickness of 12 μm instead of the alumina-deposited
なお、この外装材は特願2013−077604号明細書に記載の外装材と同一である。 This exterior material is the same as the exterior material described in Japanese Patent Application No. 2013-0777604.
(試験方法)
実施例と比較例の真空断熱材の外装材の耐屈曲性の評価として、ゲルボフレックステスターにかけた後のピンホール数を測定すると共に、その酸素透過度を測定して、耐屈曲性の指標として比較評価した。
(Test method)
As an evaluation of the bending resistance of the vacuum insulation material of the example and the comparative example, the number of pinholes after being subjected to the gelboflex tester is measured, and the oxygen permeability is measured to measure the bending resistance. As a comparative evaluation.
すなわち、まず、実施例と比較例の真空断熱材の外装材をそれぞれ210mm×297mmにカットし、その297mmの両端を貼り合わせて円筒状に丸め、筒状にした試験片を作成した。 That is, first, the exterior materials of the vacuum heat insulating materials of the example and the comparative example were each cut into 210 mm × 297 mm, both ends of the 297 mm were bonded together, rounded into a cylindrical shape, and a cylindrical test piece was created.
この試験片の両端をゲルボフレックステスターの固定ヘッドと駆動ヘッドで保持し、440度のひねりを加えながら固定ヘッドと駆動ヘッドの間隔を7インチから3.5インチに狭めて、さらにひねりを加えた状態を維持したままヘッドの間隔を1インチまで狭め、その後、ヘッドの間隔を3.5インチまで広げて、さらにひねりを戻しながらヘッドの間隔を7インチまで広げるという往復運動を40回/minの速さで、25℃で300回行った。 Hold both ends of this test piece with the fixed head and drive head of the Gelboflex tester, and while adding a 440 degree twist, narrow the distance between the fixed head and the drive head from 7 inches to 3.5 inches, and add a twist. While maintaining the state, the head interval is reduced to 1 inch, then the head interval is increased to 3.5 inches, and the head interval is increased to 7 inches while returning the twist. The test was performed 300 times at 25 ° C.
そして、このゲルボ試験を行った後の試験片に浸透探傷液をつけてチェックし、ピンホールの数を確認した。試験片は10個用いて、その平均値を平均ピンホール数とした。 Then, a penetrating flaw detection liquid was applied to the test piece after performing the gelbo test and checked to confirm the number of pinholes. Ten test pieces were used, and the average value was defined as the average number of pinholes.
また、ゲルボ試験を行った後の試験片について、JIS K7126−2に従って酸素透過度を測定した。ゲルボ試験前後の平均ピンホール数と酸素透過度を表1に示す。 Moreover, about the test piece after performing the gelbo test, oxygen permeability was measured according to JISK7126-2. Table 1 shows the average number of pinholes and oxygen permeability before and after the gelbo test.
まず実施例と比較例1とを対比して考察する。表面保護層10として延伸ナイロンフィルム12を使用した比較例1は、ゲルボ試験後の平均ピンホール数が1であるのに対して、表面保護層10として延伸ポリプロピレンフィルムと延伸ナイロンフィルム12との積層体を使用した実施例では平均ピンホール数が0である。この結果から、延伸ポリプロピレンフィルムの有無とピンホール数とが相関関係があることが分かる。
First, the example and the comparative example 1 will be compared and considered. In Comparative Example 1 using the stretched
次に実施例と比較例2とを対比して考察する。実施例と比較例2のいずれも、ゲルボ試験後の平均ピンホール数は0であるが、バリヤ層としてアルミ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルムとアルミ蒸着エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルムとの積層体を使用した比較例2では、酸素透過度が低下しているのに対し、アルミナ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルムとアルミ蒸着エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルムとの積層体を使用した実施例では酸素透過度の低下が抑えられている。この結果から、蒸着フ
ィルムの種類と酸素透過度の低下とが相関関係があることが分かる。
Next, an example and comparative example 2 are compared and considered. In both Examples and Comparative Example 2, the average number of pinholes after the gelbo test was 0, but a laminate of an aluminum vapor-deposited polyethylene terephthalate film and an aluminum vapor-deposited ethylene-vinyl alcohol copolymer film was used as the barrier layer. In Comparative Example 2, the oxygen permeability is reduced, whereas in the example using a laminate of an alumina-deposited polyethylene terephthalate film and an aluminum-deposited ethylene-vinyl alcohol copolymer film, the decrease in oxygen permeability is suppressed. It has been. From this result, it can be seen that there is a correlation between the kind of the deposited film and the decrease in oxygen permeability.
そして、実施例から明らかなように、表面保護層に延伸ポリプロピレンフィルムと延伸ナイロンフィルムを積層して用い、バリヤ層にアルミナ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルムとアルミ蒸着エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルムを積層して用いた場合には、ピンホールが発生せず、しかも、ガスバリア性も低下しない。 As is clear from the examples, a stretched polypropylene film and a stretched nylon film are laminated on the surface protective layer, and an alumina vapor-deposited polyethylene terephthalate film and an aluminum vapor-deposited ethylene-vinyl alcohol copolymer film are laminated on the barrier layer. When used, pinholes do not occur and the gas barrier properties do not deteriorate.
以上のように、本発明にかかる真空断熱材の外装材は、耐屈曲性に優れ、製造による折れを起因として生じるピンホールの発生やガスバリア性の低下を抑制することで、高品質な真空断熱材を提供することができる。 As described above, the vacuum insulation material according to the present invention is excellent in bending resistance, and suppresses the generation of pinholes and gas barrier properties caused by manufacturing folds, thereby reducing high-quality vacuum insulation. Material can be provided.
よって、本発明の真空断熱材の外装材を用いた真空断熱材は、冷凍冷蔵庫、冷凍機器、または給湯器や自動販売機など、保冷や保温を必要とするあらゆる機器や設備に適用することが可能である。そして、本発明の真空断熱材の外装材を用いることにより、大幅な省エネルギー化や省スペース化に貢献できる。 Therefore, the vacuum heat insulating material using the vacuum heat insulating material of the present invention can be applied to any device or facility that needs to be kept cold or warm, such as a refrigerator, a freezer, a water heater, or a vending machine. Is possible. And it can contribute to a significant energy-saving and space-saving by using the exterior material of the vacuum heat insulating material of this invention.
1・・・・外装材
2・・・・真空断熱材
3・・・・芯材
4・・・・熱融着部
5・・・・密着部
6・・・・難燃性テープ
10・・・表面保護層
20・・・バリヤ層
30・・・シーラント層
11・・・延伸ポリプロピレンフィルム
12・・・延伸ナイロンフィルム
21・・・酸化金属の薄膜を有する無機蒸着フィルム
22・・・金属薄膜を有する金属蒸着フィルム
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記表面保護層に、延伸ポリプロピレンフィルムと延伸ナイロンフィルムを積層して用い、かつ、前記延伸ポリプロピレンフィルムを外表面側に配置し、
前記バリヤ層に、酸化金属の薄膜を有する無機蒸着フィルムと金属薄膜を有する金属蒸着フィルムを積層して用いたことを特徴とする真空断熱材の外装材。 In order from the outside, a vacuum insulation material consisting of a surface protective layer, a barrier layer, and a sealant layer,
The surface protective layer is used by laminating a stretched polypropylene film and a stretched nylon film, and the stretched polypropylene film is disposed on the outer surface side,
An exterior material for a vacuum heat insulating material, wherein an inorganic vapor deposition film having a metal oxide thin film and a metal vapor deposition film having a metal thin film are laminated on the barrier layer.
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