JPH01197570A - 低屈折率ハードコート剤 - Google Patents

低屈折率ハードコート剤

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JPH01197570A
JPH01197570A JP63021611A JP2161188A JPH01197570A JP H01197570 A JPH01197570 A JP H01197570A JP 63021611 A JP63021611 A JP 63021611A JP 2161188 A JP2161188 A JP 2161188A JP H01197570 A JPH01197570 A JP H01197570A
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double bond
fluorine
unsaturated double
refractive index
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JP63021611A
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English (en)
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Hiroshi Inukai
宏 犬飼
Takahiro Kitahara
隆宏 北原
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D4/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、低屈折率で高硬度のハードコート剤に関する
ものである。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕近年、
ガラスやプラスチックの表面に低屈折率ノ反射防止層を
設け、乱反射を防止することが行われている。このため
に、フッ素含有化合物をコーティングすることが提案さ
れている(特開昭59−26944号公報及び特開昭5
9−11584015840号公 報参照、これらの化合物は軟らかい為、傷が付きやすい
という欠点があった。
一方、プラスチックの表面の硬度改良の要望はますます
強くなり、多数のハードコート剤が提案されている(特
公昭55−472号公報及び特開昭52−76343号
公報参照)。
しかし、これらのハードコート剤はいずれも屈折率が高
く (最低でも1.42以上ある)、乱反射を防止する
ことはできない。
本発明の目的は、低屈折率であり、かつ高硬度を有し、
しかも容易にコーティングできるハードコート剤を提供
することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、低屈折率であり、かつ高硬度を有し、し
かも容易にコーティングできる材料について鋭意検討し
た結果、含フッ素有a基を有する不飽和二重結合含有エ
ステル化合物、アルコキシシリル基を有する不飽和二重
結合含有化合物及び光重合開始剤を含有する組成物又は
前記の化合物を共重合して得られた共重合体を含有する
組成物が前記条件を満足することを見出し本発明を完成
するに至った。
すなわち、本発明の要旨は(1)含フッ素有機基を有す
る不飽和二重結合含有エステル化合物、アルコキシシリ
ル基を有する不飽和二重結合含有化合物及び光重合開始
剤を含有することを特徴とする低屈折率ハードコート剤
及び(2)含フッ素有機基を存する不飽和二重結合台を
エステル化合物及びアルコキシシリル基を有する不飽和
二重結合含有化合物を共重合して得られた共重合体を含
有する低屈折率ハードコート剤に存する。
まず、(1)の含フッ素有機基を有する不飽和二重結合
台をエステル化合物、アルコキシシリル基を有する不飽
和二重結合含有化合物及び光重合開始剤を含有すること
を特徴とする低屈折率ハードコ−ト剤について、詳細に
説明する。
前記の含フッ素有機基を有する不飽和二重結合含有エス
テル化合物としては、一般式:%式%() 〔式中、R1は水素原子、フッ素原子、塩素原子又はメ
チル基を、Xは(cotL (pは1〜3の整数)、O
Y                  0(C1lz
)、N0zS (Qは1〜4の整数、rはO〜3の整数
)を、(C1lz)−CHi R2はフッ素を含むアルキル基、アルケニル基又はエー
テル基を示す。〕 で表される化合物が好ましい。
上記一般式(+)で表される化合物においてR1は、硬
度の点から好ましくは、フッ素原子、塩素原子又はメチ
ル基であり、屈折率が低く、光硬化速度が早く、できた
膜の密着性が良いという特性も併せて考えると、特に好
ましくはフッ素原子である。R2は好ましくは、炭素数
1〜20のフッ素を含むアルキル基であって、例えば(
Ch)tcFs、(CF z) ?CF (CF t)
 を等の炭素数1〜20のパーフルオロアルキル基、C
P、CF!H、(CF宜CF t) tll、C(Ch
)*CH2等の一部がフッ素で置換されたアルキル基、
(ンoc、。P、嗜、 (ン0C9Fl?等のフッ素で
置換されたアルケニル基、C(CF+)FOCFzC(
CFs)POCsFy等のフッ素で置換されたエーテル
基である。
上記一般式(りで表される化合物を具体的に例示すると
、 C11g1ICFC00CII□Ch、  CIIt=
CFCOOC1ltCtFs、C1h=CFCOOCI
ItC(CF+) zcIIs、CIItIICFCO
OCHzCHtCsF+t、CHz=CFCOOCtl
xC(Ch)FOCFtC(CF*)FOCsF+、C
11g=CFC00C1l□C8〜)OCl。F19C
Ily=C(CHi)COO(CIlt) J(C1l
i)OgSCmF+t、Cl1i=C(CIりCoo(
ChCh) sH。
CIIヒCFCOOCIItCHz (CFzCFt)
 5C(Ch) tF。
Cl1z=CCICOOC(CFa) ! 、Cl1z
=CFCOOC1hC(CF+) s、C1bICFC
OOC)ItC(CF3) J。
CIl*=CFCOOCLCH(OH)CIiiCsF
+を等である。
前記のアルコキシシリル基を有する不飽和二重結合含有
化合物としては、一般式よ 〔式中、R3は水素原子、フッ素原子、塩素原子又はメ
チル基を、R4はアルキル基、フッ素を含むアルキル基
又はシクロアルキル基を、R5は炭素数1〜4のアルキ
ル基を、tは0又は1の整数を、―は0又は1〜4の整
数を、nは1〜3の整数示す、〕で表される化合物が好
ましい。
上記一般式(n)で表される化合物において、硬度、屈
折率及び強度の点から特に好ましいのは、R3がフッ素
原子又はメチル基で、R8が炭素数1〜3のアルキル基
で、tが1の整数で、mが1〜4の整数で、nが1〜3
の整数である場合である。
上記一般式(II)で表される化合物を具体的に例示す
ると、 C11t=CIISi(OCIIs)s 、C11t=
CIISi(OCzlls)s、CIl□=CllSi
 (OCtlz) *CIl+  、CHg=C(CI
ls)COO(CHi) zsi (OCIIs)3、
CH!=(:FCOO(CHz) ssi (OCI+
3) telI□C1l□CF、  、C1bICFC
OO(CHz)*5i(OCHs)s、Cl1g=Cl
1COOCHxSi (OCIIa) s  、Cll
m−CCIC0OCHzCIltSi(OCtl(s)
tcH*  、cox、、cn@st (OCl3) 
s 等テア4−本発明のハードコート剤における含フッ
素有機基を有する不飽和二重結合含有エステル化合物と
アルコキシシリル基を有する不飽和二重結合含有化合物
との含有割合は、特に制限されないが、含フッ素有機基
を有する不飽和二重結合含有エステル化合物が30〜9
5重量%、重畳コキシシリル基を有する不飽和二重結合
含有化合物が5〜70重量%の範囲から適宜選択される
。ただし、硬度の点からアルコキシシリル基を有する不
飽和二重結合含有化合物が10重量%以上であるのが好
ましく、屈折率の点から50重量%以下であるのが好ま
しい。
本発明において使用することができる光重合開始剤とし
ては、ベンゾインアルキルエーテル、α−ヒドロキシジ
イソブチルフェノン、1−ヒドロキシシクロへキシルフ
ェニルケトン等公知の化合物が挙げられる。光重合開始
剤の含を量は特に限定されないが、含フッ素有機基を有
する不飽和二重結合含有エステル化合物及びアルコキシ
シリル基を存する不飽和二蓋結合金有化合物に対して、
通常0.5〜10重噴%、好ましくは1〜5重量%の範
囲である。
また、本発明のハードコート剤は含フッ素有機基を有す
る不飽和二重結合金存エステル化合物とアルコキシシリ
ル基を有する不飽和二重結合含有化合物の他に、スチレ
ン、メチルメタクリレート、多官能アクリレート、メタ
ルリル酸、グリシジルメタクリレート等を含んでいても
よい。さらに、二重結合を持たないシラン化合物、例え
ばSi (OCIh) 4.5i(QCアll5L、C
IIzSi(OCIIz) s、N11zCIhCHt
Si (OClh) s、5IICIIzCLC)It
Si (OCI+りy、 CF、CHtCHtS玉(O
CH3)z、  シリカゾル等やポリビニルアルコール
を含んでいてもよい。
本発明のハードコート剤の使用方法としては、本発明の
ハードコート剤を基材上にコーティングした後、紫外線
を照射して、ハードコート剤中の不飽和二重結合含有化
合物を重合せしめて、基板上に被覆層(低反射WJ)を
設ける方法が挙げられる。光源としては、高圧水銀ラン
プ、メタルハライドランプなどが使用される。本発明の
ハードコート剤が使用される基材としては、特に限定さ
れないが、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネー
ト、バリスチレン、ポリエステル等のプラスチックやガ
ラスなどが例示される。
基材上にコーティングする方法としは、ディッピング、
ロールコート、スピンコード、スプレーコート、フロー
コート、バーコード等の均一に塗るための公知の方法が
使用される。なお、コーティング時に、塩酸、酢酸、ジ
ブチルスズジラウレート等のシリル基の架橋促進剤を添
加してもよい。
また、基材との密着性を上げるために、シラン系、アク
リル系、ウレタン系、メラミン系、エポキシ系、ポリエ
ステル系等のプライマーを使用してもよい、これらは公
知のプライマーであり、例えばシラン系プライマーは、
シランカップリング剤の縮合物であり、特公昭48−3
2423号公報に記載されている。これらのプライマー
の屈折率は、基材と同しか、それ以上であるが、反射防
止の効果をより発揮するために好ましい。
また、コーテイング後、空気中の湿気や恒温恒温槽等に
より充分架橋させて、硬度を上げること(湿気硬化)が
好ましい。この場合架橋時間は30分〜24時間が好ま
しい。
コーテイング後の被覆層(低反射層)の厚みは、0.0
1〜30μ鋼が好ましい。これより薄くなると低反射層
の硬度が小さくなり、厚くなるとコスト高となる。
次に、含フッ素有4R基を有する不飽和二重結合含有エ
ステル化合物及びアルコキシシリル基を有する不飽和二
重結合含有化合物を共重合して得られた共重合体を含有
する低屈折率ハードコート剤について説明する。
含フッ素有機基を有する不飽和二重結合含有エステル化
合物及びアルコキシシリル基を有する不飽和二重結合金
存化合物については、前記と同様の化合物を使用するこ
とができる。ただし、前記−a式(1)で表される化合
物のR1は、屈折率、密着性以外に、重合速度が早く、
分子量が上がりやすいこと等生産性の点から、フッ素原
子が好ましい。
重合方法としては、塊状重合、?8液重合が好ましく使
用される。生産性の点からすると溶液重合が特に好まし
い。溶媒としては、アセトン、メチルイソブチルケトン
、酢酸エチル、酢酸ブチル、トルエン、キシレン、!、
1.2− トリクロロトリフルオロエタン、メタキシレ
ンへキサフルオライド、1.1.1− )リクロロエタ
ン等が例示される。重合開始剤としては、アゾビスイソ
ブチロニトリル、ベンゾイルパーオキシド等の公知の化
合物が使用される0重合基度としては、15〜100℃
が好ましい。
得られる重合体は分子量が10000以上であることが
、低反射層の強度の面より好ましい。特に好ましくは、
分子量が5ooooo以上である。
本発明において、好ましい共重合体としては、一般式: −fC)1.C← COOXR” 〔式中、R1は水素原子、フッ素原子、塩素原子又はメ
チル基を、Xは(CHz) D (+3は1〜3の整数
)、(CHg)−NOtS (qは1〜4の整数、rは
θ〜3の整数)を、」 (CHI)、CH3 R2はフッ素原子、又はフッ素を含むアルキル基、アル
ケニル基、若しくはエーテル基を示す。〕で表される構
造単位30〜95重量%と一般式:〔式中、Pは水素原
子、フッ素原子、塩素原子又はメチル基を、R4はアル
キル基、フッ素を含むアルキル基又はシクロアルキル基
を、R5は炭素数1〜4のアルキル基を、tは0又は1
の整数をlはO又は1〜4の整数をnは1〜3の整数示
す。〕で表される構造単位5〜70重量%からなる共重
合体が挙げられる。
得られた重合体は、溶剤で濃度が0.1〜20重量%に
なるように希釈して、本発明の低屈折率ハードコート剤
として使用される。溶剤は重合体を溶解し、基材を侵さ
ないものなら特に制限されない。
好ましくは、アセトン、メチルイソブチルケトン等のケ
トン系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル等の酢酸エステル
系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤、1.1
.2−トリクロロ−1,2,2−)リフルオロエタン、
メタキシレンへキサフルオライド等フッ素系溶剤、1,
1.1− トリクロロエタン等の塩素系溶剤及びこれら
の混合物を例示することができる。
使用方法としては、本発明の低屈折率ハードコート剤を
基材の上にコーテイング後、溶剤を飛散させれば良い、
この際、基材の軟化温度以下での加熱は溶剤の飛散を早
め、架橋を促進させるのに有効である。加熱時間は30
分〜24時間の範囲である。この場合も室温又は加熱下
で湿気硬化を行う。
湿気硬化の時間は30分〜1週間の範囲である。光を照
射することも硬化促進のために有効である。
本発明のハードコート剤は、屈折率が1.41以下であ
って反射防止効果を有しており、また鉛筆硬度(JIS
−に5400に準拠)が3部冒以上を示す高硬度のもの
である。
また、本発明のハードコート剤は、フッ素原子・シリル
基の効果により、撥水n油・防汚用ハードコート剤とし
ても使用可能である。
〔実施例〕
次に実施例及び比較例及び試験例により、本発明を更に
具体的に説明する。
実施例1 500m IIのガラス製フラスコ内に減圧蒸溜によっ
て精製したヘキサフルオロネオペンチルα−フルオロア
クリレート80部、トリメトキシシリルプロピルα−フ
ルオロアクリレート20部、n−ドデシルメルカプタン
0.04部、重合開始剤の2.2゛−アゾイソブチロニ
トリル0.5部、酢酸エチル233部及びイソプロパツ
ール5部を混合溶解した後、脱気窒素置換を繰り返して
密封した。
次いで50℃に維持された反応槽で18時間重合させた
。重合終了後、得られた重合溶液のうち20gをメタノ
ール中に注ぎ込む、沈澱する重合体を液体から分離し、
そして20℃の温度で20時間真空乾燥し5.93gの
重合体を得た(重合率96%)0重合体の分子量をGP
C(Wa ters社製150C型)で測定したところ
、ポリスチレン換算で20万であった。
この重合体をアツベ屈折計(アタゴ光学機器製作所■製
)上で架橋させ、屈折率を測定したところnIl!′は
、1.398であった。
残りの重合溶液313部に酢酸を重合体に対してtop
pm添加し、酢酸エチル/酢酸ブチル/イソプロパツー
ル(重量比10/9/1) 1565部で希釈して、5
重量%濃度のハードコート剤組成物を調整した。
実施例2〜5 実施例1と同様にして、下記第1表に示す条件でハード
コート剤組成物を調整した。
実施例6 減圧蒸溜によって精製したヘキサフルオロネオペンチル
α−フルオロアクリレート80部及びトリメトキシシリ
ルプロピルα−フルオロアクリレート20部をよく混合
し、光重合開始剤としてダロキョア−1116(メルク
社製)3部をよく混合し、ハードコート剤組成物を調整
した。
実施例7 ヘブタデカフルオロデシルα−フルオロアクリレート7
0部及びトリメトキシシリルプロピルα−フルオロアク
リレート30部をよく混合し、光重合開始剤としてイル
ガキョア−184(メルク社製)3部をよく混合し、ハ
ードコート剤組成物を調製した。
試験例1 実施例1〜5で調製した本発明のハードコーティング剤
を、洗浄した厚さ2龍のポリメチルメタクリレート板(
PMMA板)又はジエチレングリコールビスアリルカー
ボネート板(CR−39板)の両面に250μmのドク
タブレードで塗布した。90℃で1時間乾燥し試t′4
仮を調製した。さらに85℃、8517+1の恒温恒湿
槽に10時間入れ架橋を完結させた。
この時の膜厚は5μmであった。評価試験法として以下
のことを行った。
(ア)反射率 5部正反射測定装置の付いたUVスペクトル(日立tJ
3200)により400〜700nmの平均反射率を測
定した。
一菰」j旧り倦株 太平理化製ラビングラスターにスチールウール布をとり
付は荷重200gで20回こすり、傷の付きやすさを調
べた。評価は次の3段階で行った。
傷が見られない二〇 少し傷が見られる:△ 多数の傷が見られ白化する:× (つ)鉛筆硬度 J I S K5400に準拠して行った(1)密着性 ごばん目−セロテープ剥離試験をJ I S K540
0に準拠して行った (オ)可視光透光率 400〜700nmの波長で紫外・可視スペクトルによ
り測定した(日立U 3200使用)。
結果を第2表に示す。
試験例2〜5 試験例1と同様の試験を行った。結果を第2表に示す。
試験例6及び7 実施例6及び7で調製した本発明のハードコーティング
剤を、それぞれ洗浄した厚さ2−のポリカーボネート板
(PC板)の両面に12.5.c+mのドクタブレー゛
ドで塗布した。次に日本電池製コンベア式紫外線照射装
置(ASE−2000)を用い5m/分のコンベア速度
で露光し、次に裏面も同様にしてハードコーティング剤
を硬化させて試料板を調製した。
そして、試験例1と同様の評価を行った。結果を第2表
に示す。
比較例1〜3 未処理の基板を用いて比較試験を行った。結果を第2表
に示す。
比較例4 CaF+7C81CH2Si(OCRs)slo部及び
酢酸0401部を混合し、24時間反応させたのち、P
MMA板に3μ蒙になるように塗布した6次に、85℃
、85Rflの恒温恒湿槽に24時間入れ、架橋させて
試料板を調製した。
そして、試験例1と同様の評価を行った。結果を第2表
に示す。
比較例5 比較例4においてPMMA板をPC板に換えた以外は比
較例4と同様に試料板を調製した。そして、試験例1と
同様の評価を行った。結果を第2表に示す。
比較例6 無水テトラヒドロフタル酸0.5モル、トリメチルプロ
パン1モル及びアクリル酸2モルを反応させて調製した
オリゴアクリレート50重量部にテトラヒドロフルフリ
ルアクリレート50重量部及びイルガキュアー184を
2部加えよく混合し、試験例6と同じ方法で試料板を調
製した。そして、試験例1と同様の評価を行った。結果
を第2表に示す。
〔参考試験例〕
試験例5で得た試料板を使い、接触角を測定したところ
水の場合1189、n−ヘキサデカンの場合75°であ
り、臨界表面張力は10.1であった。
マタ、JIS −P 8137ニヨリ、ta水性を試験
したところ、最高値のR1゜(水滴が完全に転がり落ち
る)であり、高い1B水性を示した。
〔発明の効果〕
本発明によれば、低屈折率で反射防止効果があり、かつ
高硬度を有し、しかも容易にコーティングできるハード
コート剤が提供される。本発明のハードコート剤は自動
車のフロントガラス、OA機器のパネル、ショーウィン
ド等広範囲に使用できるものである。
以上 特許出願人 ダイキン工業株式会社 手86墜ネ市正魯(自発) 平成1年2月3 日 昭和63年特許願第21611号 2、発明の名称 低屈折率ハードコート剤 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 5、補正の対象 : 明細書の発明の詳細な説明の欄ク
ロロトリフルオロエタン」をrl、1.2−トリクロロ
−1,2,2−トリフルオロエタン」と訂正する。
以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、含フッ素有機基を有する不飽和二重結合含有エステ
    ル化合物、アルコキシシリル基を有する不飽和二重結合
    含有化合物及び光重合開始剤を含有することを特徴とす
    る低屈折率ハードコート剤。 2、含フッ素有機基を有する不飽和二重結合含有エステ
    ル化合物及びアルコキシシリル基を有する不飽和二重結
    合含有化合物に対する含フッ素有機基を有する不飽和二
    重結合含有エステル化合物の含有割合が30〜95重量
    %で、アルコキシシリル基を有する不飽和二重結合含有
    化合物の含有割合が5〜70重量%である特許請求の範
    囲第1項記載の低屈折率ハードコート剤。 3、含フッ素有機基を有する不飽和二重結合含有エステ
    ル化合物が一般式: ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、R^1は水素原子、フッ素原子、塩素原子又は
    メチル基を、Xは(CH_2)_p(pは1〜3の整数
    )、▲数式、化学式、表等があります▼(Yは水素原子
    又はCCH_3)又は▲数式、化学式、表等があります
    ▼(qは1〜4の整数、rは0〜3の整数)を、R^2
    はフッ素を含むアルキル基、アルケニル基又はエーテル
    基を示す。〕 で表される化合物である特許請求の範囲第1項又は第2
    項記載の低屈折率ハードコート剤。 4、アルコキシシリル基を有する不飽和二重結合含有化
    合物が一般式: ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、R^3は水素原子、フッ素原子、塩素原子又は
    メチル基を、R^4はアルキル基、フッ素を含むアルキ
    ル基又はシクロアルキル基を、R^5は炭素数1〜4の
    アルキル基を、tは0又は1の整数をmは0又は1〜4
    の整数をnは1〜3の整数示す。〕で表される化合物で
    ある特許請求の範囲第1項又は第2項記載の低屈折率ハ
    ードコート剤。 5、含フッ素有機基を有する不飽和二重結合含有エステ
    ル化合物及びアルコキシシリル基を有する不飽和二重結
    合含有化合物を共重合して得られた共重合体を含有する
    ことを特徴とする低屈折率ハードコーコート剤。 6、共重合体が一般式: ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、R^1は水素原子、フッ素原子、塩素原子又は
    メチル基を、Xは(CH_2)_p(pは1〜3の整数
    )、▲数式、化学式、表等があります▼(Yは水素原子
    又は▲数式、化学式、表等があります▼)又は ▲数式、化学式、表等があります▼(qは1〜4の整数
    、rは0〜3の整数)を、R^2はフッ素を含むアルキ
    ル基、アルケニル基又はエーテル基を示す。〕 で表される構造単位30〜95重量%と一般式:▲数式
    、化学式、表等があります▼ 〔式中、R^3は水素原子、フッ素原子、塩素原子又は
    メチル基を、R^4はアルキル基、フッ素を含むアルキ
    ル基又はシクロアルキル基を、R^5は炭素数1〜4の
    アルキル基を、tは0又は1の整数をmは0又は1〜4
    の整数をnは1〜3の整数示す。〕で表される構造単位
    5〜70重量%からなる共重合体である特許請求の範囲
    第5項記載の低屈折率ハードコート剤。
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