JP6630987B2 - 伸縮フィルム - Google Patents
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Description
本願は、2014年7月22日に、日本に出願された特願2014−149249号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
ブロッキングの発生を抑える方法としては、炭酸カルシウム、シリカ、ガラス等の無機物(無機系ブロッキング防止剤)を伸縮フィルムの表面層に添加する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、伸縮フィルム中に前記無機物を添加すると、ブロッキングの発生が抑えられる。一方、フィルム物性が低下(特に永久ひずみの増大)する等、品質が低下することがある。
本発明の伸縮フィルムでは、前記伸縮フィルム層に含まれるエラストマーがスチレン系エラストマーであることが好ましい。
また、フィルム全体の厚さが8μm〜150μmであることが好ましい。
また、前記第1スキン層及び第2スキン層に含有される樹脂がそれぞれ、前記エラストマーと相溶性を有することが好ましい。
また、前記第1スキン層及び前記第2スキン層は、ポリエチレン及びポリプロピレンのいずれか一方もしくは両方を含有する層であることが好ましい。
本実施形態の伸縮フィルム1は、伸縮フィルム層10と、伸縮フィルム層10の第1の面10a側に設けられた第1スキン層12と、伸縮フィルム層10の第1の面10aと反対側の第2の面10b側に設けられた第2スキン層14とを有する。
伸縮フィルム層10は、エラストマーを含有する層である。
また、伸縮フィルム層10は必ずしも単層である必要はなく、複数の層で構成されていてもよい。さらに、伸縮フィルム層10には、工程で発生するトリミング部分の粉砕/再利用原料を添加/使用してもよい。
伸縮フィルム1は、伸縮フィルム層10を有することで伸縮性を有する。
エラストマーとは、ガラス転移温度以上でゴム弾性を有するポリマーを指す。したがって、エラストマーは一般に常温(23℃)以下のガラス転移温度を持つ。以下、伸縮フィルム層に用いられるエラストマーをエラストマー(A)とも記す。
エラストマー(A)としては、具体的には、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー等が挙げられる。なかでも、スキン層に用いられるポリエチレン/ポリプロピレンとの相溶性の点から、オレフィン系エラストマーが好ましい。また、フィルム搬送時の寸法安定性が高いという点から、スチレン系エラストマーが好ましい。
エラストマー(A)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
具体的には、例えば、立体規則性が低いプロピレン単独重合体や1−ブテン単独重合体等のα−オレフィン単独重合体;プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−エチレン−1−ブテン共重合体、1−ブテン−エチレン共重合体、1−ブテン−プロピレン共重合体、4−メチルペンテン−1−プロピレン共重合体、4−メチルペンテン−1−1−ブテン共重合体、4−メチルペンテン−1−プロピレン−1−ブテン共重合体、プロピレン−1−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、エチレン−オクテン共重合体等のα−オレフィン共重合体;エチレン−プロピレン−エチリデンノルボルネン共重合体、エチレン−プロピレン−ブタジエン共重合体、エチレン−プロピレン−イソプレン共重合体等のエチレン−α−オレフィン−ジエン三元共重合体;等が挙げられる。また、結晶性ポリオレフィンのマトリクスに前記したエラストマーが分散したエラストマーを使用してもよい。
オレフィンエラストマーは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
オレフィン系エラストマーの市販品としては、例えば、商品名「Vistamaxx6102」(プロピレン−エチレン共重合体、ガラス転移温度:−32℃、エチレン単位含有率:16質量%、ExxonMobil社製)、商品名「Vistamaxx3020」(プロピレン−エチレン共重合体、ガラス転移温度:−26℃、エチレン単位含有率11質量%、ExxonMobil社製)、商品名「Infuse9107」(エチレン−オクテン共重合体、ガラス転移温度:−62℃、Dow Chemical社製)、商品名「Infuse9507」(エチレン−オクテン共重合体、ガラス転移温度:−62℃、Dow Chemical社製)等が挙げられる。
スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体は、スチレン単位の含有率が14質量%〜48質量%であることが好ましい。スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体のスチレン単位の含有率が前記下限値以上であれば、成形性が向上し、前記上限値以下であれば、充分に高い弾性を得ることができる。
また、エラストマー(A)としては、フィルム搬送時の寸法安定性が高いという点から、スチレン系エラストマーが好ましい。しかしながら、2種以上のスチレン系エラストマーを混合して使用してもよい。
伸縮フィルム層10には、伸縮フィルム1の伸縮性を損なわない範囲であれば、前記したエラストマー(A)以外の他の成分が含有されていてもよい。
他の成分としては、例えば、無機系ブロッキング剤が挙げられる。無機系ブロッキング剤については、スキン層の説明において詳述する。無機系ブロッキング剤はマスター・バッチ化して添加してもよい。また、例えば、無機系ブロッキング防止剤をマスター・バッチ化する等の目的で、オレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリスチレン等)等のエラストマー(A)以外の他の樹脂が含まれていてもよい。他の樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
アマイド系ブロッキング防止剤としては、例えば、商品名「AP−1」(日本化成社製)等が挙げられる。
上記添加剤も、無機系ブロッキング防止剤の添加方法と同様にマスター・バッチ化して添加することもできる。
アマイド系ブロッキング防止剤のマスター・バッチの例としては、商品名「リケマスター EXR−040」(ステアリン酸アマイド含有マスター・バッチ(ステアリン酸アマイド含有率:15質量%)、ベース樹脂:ポリエチレン、理研ビタミン社製)等が挙げられる。
伸縮フィルム層10(100質量%)中のエラストマー(A)の含有量は、70質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましい。前記エラストマー(A)の含有量が下限値以上であれば、優れた伸縮性が得られやすい。前記エラストマー(A)の含有量の上限値は100質量%である。
伸縮フィルム層10の厚さは、5μm〜148.6μmが好ましく、15μm〜98.6μmがより好ましく、28.6μm〜68.6μmがさらに好ましい。伸縮フィルム層10の厚さが下限値以上であれば、伸縮フィルム1全体の伸縮力が充分に得られるため、伸縮フィルム1を製品に適用した際の収縮力が充分に得られる。伸縮フィルム層10の厚さが上限値以下であれば、伸縮フィルム1全体の伸縮力が過剰となって製品に適用した際の収縮力が強くなりすぎることを抑制できる。
伸縮フィルム層10が複層である場合の伸縮フィルム層10の厚さとは、この複層の全体の厚さを意味する。
第1スキン層12及び第2スキン層14はそれぞれ、60℃において粘着性を有さない樹脂(以下、樹脂(B)と記す。)を含有する層である。伸縮フィルム1は、第1スキン層12及び第2スキン層14を有することで、フィルム表面の粘着性が低減されるため、フィルム成形後にロール状に巻き取ってもブロッキングの発生が抑制され、バキュームロールを使用してフィルムを搬送した際のバキュームロールからの剥離性(表面滑り性)が保たれる。また、樹脂(B)は、伸縮フィルム層10を形成するエラストマー(A)がオレフィン系エラストマーである場合、エラストマー(A)と相溶性を有することが好ましい。
なお、樹脂が60℃において粘着性を有さないとは、樹脂のDSC融解ピークにおける「補外開始温度」が60℃以上であることを意味する(日本工業規格JIS K0129参照)。尚、「補外開始温度」とは、加熱測定においては、DSC曲線の低温側のベースラインを高温側へ延長した直線と、ピークの低温側の曲線に勾配が最大となる点で引いた接線との交点の温度をいう。また、樹脂がエラストマー(A)と相溶性を有するとは、樹脂の分子鎖構造中に、伸縮フィルム層10中で使用しているエラストマー(A)と同様の構造があることを意味する(例えばエチレン骨格、プロピレン骨格等)。
樹脂(B)としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂が挙げられる。樹脂(B)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
樹脂(B)としては、伸縮フィルム層10に用いられるエラストマー(A)がオレフィン系エラストマーの場合、相溶性の点から、ポリエチレンおよびポリプロピレンのいずれか一方もしくは両方が好ましい。
第1スキン層12及び第2スキン層14には、フィルム表面に滑り性が付与されて優れた耐ブロッキング性が得られやすくなる点から、無機系ブロッキング防止剤が含有されていることが好ましい。
第1スキン層12及び第2スキン層14に含有される無機系ブロッキング防止剤としては、特に限定されず、ブロッキング防止剤として通常使用されている無機化合物を使用できる。無機系ブロッキング防止剤の具体例としては、例えば、炭酸カルシウム、ゼオライト、シリカ、ガラス等が挙げられる。
無機系ブロッキング防止剤の粒径は、2μm〜10μmが好ましい。無機系ブロッキング防止剤の粒径が下限値以上であれば、滑り性が向上する。無機系ブロッキング防止剤の粒径が上限値以下であれば、肌触りがよくなる。
なお、無機系ブロッキング防止剤の粒径とは、走査型顕微鏡(日本電子製JSM6460LA)を用いて測定した10点の平均粒径を意味する。
無機系ブロッキング防止剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
マスター・バッチ(C)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また、通常マスター・バッチは樹脂成分を添加し、所望の濃度に希釈して用いられるが、マスター・バッチそのものを用いて成形してもよい。
第1スキン層12及び第2スキン層14には、伸縮フィルム1の伸縮性を損なわない範囲であれば、前記した樹脂(B)及び無機系ブロッキング防止剤以外の他の成分が含有されていてもよい。
具体的には、例えば、アマイド系ブロッキング防止剤(ステアリン酸アマイド等)、酸化防止剤、耐候安定剤、帯電防止剤、防曇剤、金属石鹸、ワックス、防かび剤、抗菌剤、造核剤、難燃剤、滑剤等の添加剤が含有されていてもよい。これらの添加剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
上記添加剤は、伸縮フィルム層の場合と同様にマスター・バッチ化して添加することもできる。
第1スキン層12(100質量%)中の樹脂(B)の含有量は、10質量%〜90質量%が好ましく、15質量%〜85質量%がより好ましい。前記樹脂(B)の含有量が下限値以上であれば、高温輸送や高温保管を実施した際でもロール状の伸縮フィルムにおいてブロッキングが発生することを抑制しやすい。
第2スキン層14中における前記樹脂(B)の含有量についても同様である。
なお、樹脂(B)の含有量は、スキン層に使用されるマスター・バッチのベース樹脂として樹脂(B)に相当する樹脂が使用されている場合は、この樹脂も含むものとする。
第2スキン層14中における前記無機系ブロッキング防止剤の割合についても同様である。
第1スキン層12の厚さは、0.1μm〜4μmであり、0.3μm〜2.7μmが好ましく、0.9μm〜2.5μmがより好ましい。第1スキン層12の厚さが下限値以上であれば、伸縮フィルム1の表面の粘着性が充分に低減されるため、高温保管した場合等でもブロッキングの発生が抑制される。第1スキン層12の厚さが上限値以下であれば、伸縮フィルム1全体の伸縮性が充分に得られ、フィルム物性の低下(特に永久ひずみの増大)が抑制される。
第2スキン層14の厚さは、第1スキン層12と同様の理由から、0.1μm〜4μmであり、0.3μm〜2.7μmが好ましく、0.9μm〜2.5μmがより好ましい。
本発明の伸縮フィルムの製造方法は、特に限定されず、例えば、下記混合工程及び成形工程を有する方法が挙げられる。
混合工程:伸縮フィルム層10、第1スキン層12及び第2スキン層14を形成する各成分をそれぞれ混合し、各混合物を得る。
成形工程:伸縮フィルム層10を形成するための混合物、第1スキン層12を形成するための混合物、及び第2スキン層14を形成するための混合物をフィルム状に成形して伸縮フィルム1を得る。
伸縮フィルム層10、第1スキン層12及び第2スキン層14を形成する各成分を混合する方法としては、特に限定されず、例えば、ヘンシェルミキサー、タンブラーミキサー、バンバリーミキサー、ニーダー等の各種ミキサーを用いる方法が挙げられる。
伸縮フィルム層10、第1スキン層12及び第2スキン層14を形成する各成分の混合順序は特に限定されない。例えば、全成分を一度に混合してもよい。また、無機系ブロッキング防止剤とベース樹脂からなるマスター・バッチ(C)を得た後に、このマスター・バッチ(C)とエラストマー(A)を混合して、伸縮フィルム層10を形成するための混合物としてもよい。さらには、無機系ブロッキング防止剤とベース樹脂からなるマスター・バッチ(C)を得た後に、このマスター・バッチ(C)と樹脂(B)を混合して、第1スキン層12及び第2スキン層14を形成するための混合物としてもよい。
成形方法は特に限定されず、例えば、インフレーション法、キャストフィルムプロセス法等が挙げられ、生産性の点から、キャストフィルムプロセス法が好ましい。
なお、本発明の伸縮フィルムの製造方法は、前記した方法には限定されない。例えば、伸縮フィルム層、第1スキン層及び第2スキン層のいずれか1層以上がエラストマー(A)又は樹脂(B)の1成分で形成される場合、これらの層を形成する成分については混合工程を行わなくてもよい。
以上説明したように、本発明の伸縮フィルムでは、エラストマー(A)で形成された特定の厚さの伸縮フィルム層の両面側に、樹脂(B)で形成された特定の厚さの第1スキン層及び第2スキン層が設けられている。そのため、物性の低下(特に永久ひずみの増大)が抑制されつつ、高温環境での輸送や高温環境での保管が実施されてもブロッキングの発生が充分に抑制されバキュームロールを使用してフィルムを搬送した際のバキュームロールからの剥離性(表面滑り性)が保たれる。
[原料]
本実施例で使用した原料を以下に示す。
(エラストマー(A))
A−1:商品名「Vistamaxx6102」(プロピレン−エチレン共重合体、ガラス転移温度:−32℃、エチレン単位含有率16質量%、ExxonMobil社製)。
A−2:商品名「Vistamaxx3020」(プロピレン−エチレン共重合体、ガラス転移温度:−26℃、エチレン単位含有率11質量%、ExxonMobil社製)
A−3:商品名「Infuse9107」(エチレン−オクテン共重合体、ガラス転移温度:−62℃、Dow Chemical社製)。
A−4:商品名「Infuse9507」(エチレン−オクテン共重合体、ガラス転移温度:−62℃、Dow Chemical社製)。
A−5:商品名「Quintac3390」(スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、ガラス転移温度:−52℃、日本ゼオン社製)。
B−1:商品名「カーネルKM284」(ポリエチレン、日本ポリエチレン社製)。
B−2:商品名「ゼラス7025」(ポリプロピレン、三菱化学社製)。
B−3:商品名「スミカセンCE3506」(ポリエチレン、住友化学社製)。
C−1:商品名「リケマスター EXR−040」(ステアリン酸アマイド含有マスター・バッチ(ステアリン酸アマイド含有率:15質量%)、ベース樹脂:ポリエチレン、理研ビタミン社製)。
C−2:商品名「TEP 1HC783 WHT」(炭酸カルシウム(含有率:50質量%)、ベース樹指:ポリエチレン、HANIL TOYO社製)。
C−3:商品名「PE180NLD2」(炭酸カルシウム(含有率:50質量%)、ベース樹指:ポリエチレン、サンプラック工業社製)。
C−4:商品名「キノプラスEMB−7A2806AC」(ゼオライト(含有率:20質量%、ベース樹脂:ポリエチレン、住化カラー社製)。
C−5:商品名「スムースマスターS」(シリカ(含有率:20質量%、ベース樹指:ポリエチレン、大日精化工業社製)。
D−1:商品名「AP−1」(日本化成社製)。
成分(A−1)89質量部、成分(C−1)7質量部及び成分(C−2)5質量部をタンブラーミキサーにより混合して混合物を得た。次いで、キャストフィルムプロセス法により、前記混合物で形成された伸縮フィルム層と、この伸縮フィルム層の両面側に成分(c−2)100質量部で形成された第1スキン層及び第2スキン層とを有する3層構成の伸縮フィルムを得た。伸縮フィルム層の厚さは46μm、第1スキン層及び第2スキン層の厚さはそれぞれ2μmであった。
伸縮フィルム層、第1スキン層及び第2スキン層の各成分の組成、並びに厚さを表1及び表2に示すように変更した以外は、例1と同様にして伸縮フィルムを得た。第1スキン層及び第2スキン層を形成する成分を2種以上使用する場合は、それらをタンブラーミキサーにより混合して混合物を得た後に、この混合物を使用してキャストフィルムプロセス法を行った。
各成分の組成を表2及び表3に示すように変更した以外は、例1と同様にして伸縮フィルム層形成用の混合物を得た。次いで、得られた混合物を、Tダイを備えた押出機(住友重機械モダン社製)を用いて200℃で押出成形して、厚さ50μmの単層の伸縮フィルムを得た。
伸縮フィルム層、第1スキン層及び第2スキン層の各成分の組成、並びに厚さを表3に示すように変更した以外は、例1と同様にして伸縮フィルムを得た。
伸縮フィルム層、第1スキン層及び第2スキン層の各成分の組成、並びに厚さを表4に示すように変更した以外は、例1と同様にして伸縮フィルムを得た。
伸縮フィルム層、第1スキン層及び第2スキン層の各成分の組成、並びに厚さを表4に示すように変更した以外は、例1と同様にして伸縮フィルムを得た。第1スキン層及び第2スキン層を形成する成分を2種以上使用する場合は、それらをタンブラーミキサーにより混合して混合物を得た後に、該混合物を使用してキャストフィルムプロセス法を行った。
伸縮フィルム層、第1スキン層及び第2スキン層の各成分の組成、並びに厚さを表5に示すように変更した以外は、例1と同様にして伸縮フィルムを得た。
各成分の組成を表5に示すように変更した以外は、例1と同様にして伸縮フィルム層形成用の混合物を得た。次いで、得られた混合物を、Tダイを備えた押出機(住友重機械モダン社製)を用いて200℃で押出成形して、厚さ30μmの単層の伸縮フィルムを得た。
各例で得られた伸縮フィルムにおける伸縮フィルム層及びスキン層(第1スキン層、第2スキン層)の厚さは、JIS K7130(ISO4591、ISO4593)により規定された方法により求めた。第1スキン層の厚さと第2スキン層の厚さは同等であり、表1〜表3においては「スキン層の厚さ」として、第1スキン層と第2スキン層のそれぞれの厚さを示した。
エラストマー(A)と樹脂(B)(ただし、マスター・バッチ(C)のベース樹脂も含む)の相溶性の有無を、エラストマー(A)と樹脂(B)が同様の骨格(エチレン骨格、プロピレン骨格)を有するか否かで判断した。
各例で得られた伸縮フィルムの評価方法を以下に示す。
(ブロッキングの有無)
各例の伸縮フィルムの長さ100m分を、直径9cmの巻き芯を用いて巻き取り、23℃(常温)で1日間保管した後、手により繰り出し、そのときの巻き芯近傍の繰り出し性(開反性)からブロッキングの有無を判定した。また、巻き取ったフィルムを60℃(高温)で1日間保管した場合についても同様にしてブロッキングの有無を判定した。
ブロッキングの有無の判定は、全ての例で同じ巻き芯を使用し、巻き芯だけを回転させるのに必要な荷重をA(N/25mm)として以下のとおりとした。
繰り出しに必要な荷重が、A+1(N/25mm)未満を「無」
繰り出しに必要な荷重が、A+各例のMD200%延伸時収縮力(N/25mm)より大きい場合を「有」(この場合、伸縮フィルムは破断する。)
繰り出しに必要な荷重が、A+1以上、A+各例のMD200%延伸時収縮力(N/25mm)以下の場合を「ブロッキングが一部有」
23℃(常温)で1日間保管した各例の伸縮フィルムから、長さ(MD)40cm、幅(TD)30cmの試験片を切り出し、平滑な表面を持つガラス板に貼り付けた。伸縮フィルムが貼り付けられた面を上側にし、上記板を水平面から角度30°に保持した。
上記角度に保持した板の上の伸縮フィルムに、平滑な表面を持つ滑り片(10cm×10cm、重さ123g)を静かに載せ、滑り片が移動するかどうかにより表面滑り性を評価した。
なお、滑り片の表面素材にはガラスおよびアルミを用いた。
滑り片が移動した場合を良、滑り片が移動しなかった場合を不良とした。
各例の伸縮フィルムから、長手方向(MD)100mm幅、幅方向(TD)25mm幅のサンプルを短冊状に切り取った。得られたサンプルをトラペジウム2(オートグラフ)(島津製作所製)のつかみ具でつかみ具距離が25mmになるように固定した。次に、TDに速度254mm/分で200%延伸後、30秒間保持した。30秒後、同速度にて元の状態まで戻した。
サンプルを延伸状態から元の状態に戻す際におけるサンプルの荷重(N/25mm)が0になるときの永久ひずみを測定した。同様に、MDに延伸した場合の永久ひずみについても測定した。ただし、例35〜例39については、成形時の配向によりMDの伸縮性はないため、MDに延伸した場合の永久ひずみについては測定しなかった。
各例の伸縮フィルムから、長手方向(MD)100mm幅、幅方向(TD)25mm幅のサンプルを短冊状に切り取った。得られたサンプルをトラペジウム2(オートグラフ)(島津製作所製)のつかみ具でつかみ具距離が25mmになるように固定した。次に、TDに速度254mm/分で200%延伸し、そのときの荷重(N/25mm)を200%延伸時収縮力として測定した。同様に、MDに延伸した場合の200%延伸時収縮力についても測定した。ただし、例35〜例39については、成形時の配向によりMDの伸縮性はないため、MDに延伸した場合の永久ひずみについては測定しなかった。
本発明の伸縮フィルムである例1〜例19では、高温保管した場合でもブロッキングの発生が抑制されており、かつ永久ひずみが充分に小さく、200%延伸時収縮力も充分であった。また、フィルム全体の厚さが150μm以下の例1〜例17、例19の伸縮フィルムは、フィルム全体の厚さが150μm超の例18の伸縮フィルムに比べて、200%延伸時収縮力が10N/25mmを超えておらず適度であった。
一方、スキン層を設けていない例20〜例24の伸縮フィルムは、高温保管した場合にブロッキングの発生が見られた。
スキン層の厚さが4.5μm以上の例26及び例27の伸縮フィルムは、永久ひずみが大きく、フィルム物性が劣っていた。
一方、スキン層の厚さが4.5μm以上の例33及び例34の伸縮フィルムは、永久ひずみが大きく、フィルム物性が劣っていた。
スキン層を設けていない例39の伸縮フィルムは、表面滑り性が十分ではなかった。
10 伸縮フィルム層
10a 第1の面
10b 第2の面
12 第1スキン層
14 第2スキン層
Claims (4)
- 伸縮フィルム層と、前記伸縮フィルム層の第1の面側に設けられた第1スキン層と、前記伸縮フィルム層の第2の面側に設けられた第2スキン層とを有し、
前記伸縮フィルム層が、オレフィン系エラストマーを80質量%以上含有する層であり、
前記第1スキン層及び前記第2スキン層が60℃において粘着性を有さない樹脂と無機系ブロッキング剤とを含有し、その厚さが、それぞれ0.1μm〜4μmであり、
前記無機系ブロッキング剤が、炭酸カルシウム、ゼオライト、シリカ及びガラスのうち、少なくとも1種を含む、伸縮フィルム。 - フィルム全体の厚さが8μm〜150μmである、請求項1に記載の伸縮フィルム。
- 前記第1スキン層及び第2スキン層に含有される樹脂がそれぞれ、前記オレフィン系エラストマーと相溶性を有する、請求項1又は2に記載の伸縮フィルム。
- 前記第1スキン層及び前記第2スキン層が、ポリエチレン及びポリプロピレンのいずれか一方もしくは両方を含有する層である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の伸縮フィルム。
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