JPH07304045A - 真空射出を用いる眼用レンズ成形の方法および装置 - Google Patents

真空射出を用いる眼用レンズ成形の方法および装置

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JPH07304045A
JPH07304045A JP7103419A JP10341995A JPH07304045A JP H07304045 A JPH07304045 A JP H07304045A JP 7103419 A JP7103419 A JP 7103419A JP 10341995 A JP10341995 A JP 10341995A JP H07304045 A JPH07304045 A JP H07304045A
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cavity
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molded
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Kai C Su
シー スー カイ
Jack C White
シー ホワイト ジャック
Hans U Schlapfer
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 成形された眼用レンズを製造する方法であっ
て、成形しようとする眼用レンズに従う輪郭を有するレ
ンズの金型キャビティを形成させ;該レンズ金型キャビ
ティを真空排気して、該レンズ金型キャビティ内に真空
を生起させ;該真空排気したレンズ金型キャビティに液
体のレンズ材料を導入し、そこで、該レンズキャビティ
内の真空が、液体レンズ材料を該レンズキャビティ内に
吸引して該レンズキャビティを満たし;次いで該レンズ
キャビティ内のレンズ材料を硬化させることを特徴とす
る方法。 【効果】 上記方法により、レンズ材料を浪費すること
なく、成形されたレンズの外縁沿いにバリが形成され
ず、レンズ材料の重合の際に金型キャビティ内に気泡が
捕捉されない、眼用レンズ、特にコンタクトレンズを製
造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には、真空射出
法を用いる眼用レンズ製造のための方法および装置に関
し、より特定的には、眼用レンズ、特にコンタクトレン
ズの製造のための方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】慣用的には、コンタクトレンズは、金型
の一方の側が凸面を有し、対面する凹面を金型の他方の
側が有し、レンズを形成するためのキャビティがこれら
の対面する凸面および凹面によって画定される両面金型
を用いて成形される。凸面および凹面の一方にレンズ材
料を配置し、金型の両面を結合してレンズキャビティを
形成させ、レンズ材料を重合させた後に金型の両面を分
離し、成形されたレンズをとり出すことによって、レン
ズを形成させる。
【0003】しかし、この慣用的手法は種々の欠点を有
する。
【0004】例えば、コンタクトレンズを製造する際
に、レンズキャビティの容積を上回るのに充分な量のレ
ンズ材料を金型面の一方に配置し、次いで、金型の両面
を結合してレンズキャビティを形成させる。過剰な量の
レンズ材料は、レンズキャビティの外部の金型の外側周
辺沿いに集められて、過剰な重合済みレンズ材料の環を
形成する。次いで、不経済なことに、この過剰なレンズ
材料は、廃物として投棄される。
【0005】更に、過剰なレンズ材料は、金型の両面を
結合する際にレンズキャビティから排除されるため、ま
た、その結果、金型の両面の環状の縁がその間に挿入さ
れたレンズ材料と結合されるために、時にはこの金型の
両面の環状の縁の間にレンズ材料が捕捉されて、不都合
にも、成形されたレンズの外縁沿いにバリを生じること
がある。
【0006】また、凸面および凹面の一方にレンズ材料
を配置した場合に、時にはレンズ材料と凸面または凹面
との間に気泡が形成されることもある。そのような気泡
は、金型の両面を結合した際に金型キャビティ内に捕捉
されて留まり、こうして、重合後の成形されたレンズに
瑕疵を生じさせる可能性がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記の慣用的手法の欠
点を克服した、眼用レンズ、特にコンタクトレンズの製
造のための方法および装置を提供することが本発明の目
的である。
【0008】すなわち、レンズ材料を浪費する必要がな
く、成形されたレンズの外縁沿いにバリが形成されず、
レンズ材料の重合の際に金型キャビティ内に気泡が捕捉
されない、眼用レンズ、特にコンタクトレンズの製造の
ための方法および装置を提供することが、本発明の目的
である。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記およびその他の目的
を達成するために、成形された眼用レンズ、特にコンタ
クトレンズの製造のための本発明による方法は、成形し
ようとする眼用レンズに従う輪郭を有するレンズの金型
キャビティを形成させ:該レンズ金型キャビティを真空
排気して、該レンズ金型キャビティ内に真空を生起さ
せ;該真空排気したレンズ金型キャビティに液体のレン
ズ材料を導入し、そこで、該レンズキャビティ内の真空
が、液体レンズ材料を該レンズキャビティ内に吸引して
該レンズキャビティを満たし;次いで、該レンズキャビ
ティ内のレンズ材料を硬化させて、成形された眼用レン
ズを得ることを含む。
【0010】更に、成形された眼用レンズ、特にコンタ
クトレンズの製造のための本発明による装置は、光学的
に仕上げられた凸面または凹面のうち一方を有し、光学
的に仕上げられた凸面または凹面のうち一方を有する第
二金型部材を受容する結果、成形しようとする眼用レン
ズに従う輪郭を有するレンズキャビティをそれらの間に
画定するように形作られた第一金型部材;該第一金型部
材と該第一金型部材に受容された第二金型部材との間の
領域と連通する、該第一金型部材と該第一金型部材に受
容された第二金型部材との間の領域を真空排気するため
の真空ポンプに接続できる真空導管;該レンズキャビテ
ィと流体連通する、液体レンズ材料を収納するための流
体導管;および、該第一金型部材と該第一金型部材に受
容された第二金型部材との間に画定される該レンズキャ
ビティへの液体レンズ材料の流れを制御するために、該
流体導管に機能的に挿入された流体弁を含む。
【0011】本発明の上記および他の目的ならびに特徴
は、同様の部品が同様の参照番号によって表される添付
の図面を参照して下記になされる説明から、容易に明白
になるであろう。
【0012】
【実施例】ここで、添付の図面を参照して本発明を詳細
に説明する。
【0013】最初に図1を参照すると、これは眼用レン
ズ製造のための本発明による装置を一般的に示してい
る。
【0014】用具(2)は、光学的に仕上げられた凹面
を有する突出した部材(16)を含む。用具(2)のこ
の突出部材(16)の周囲には、光学的に仕上げられた
凸面を有する金型部材(1)が嵌め合わされて、それら
の間に、対面する凹面と凸面との間にレンズキャビティ
を含む中空の領域を形成する。金型部材(1)と用具
(2)の突出部材(16)との間の中空領域には、真空
導管(3)が連通し、真空ポンプ(4)と連結されてい
る。
【0015】用具(2)は、レンズキャビティとランナ
ー(7)との間に延伸する流体導管(15)を含む。ラ
ンナー(7)は、それぞれの別の突出部材に付随する追
加の流体導管に延伸して、複数のレンズの同時製造を実
現してもよい。ランナー(7)を通じ、供給装置(6)
からポンプ(5)および逆止弁または供給弁(8)を経
由して、単量体/重合体のレンズ材料が運搬される。流
体導管(15)の内部には可動ゲートピン(9)が延伸
し、駆動シリンダ(11)と連結されている。駆動シリ
ンダ(11)は、ゲートピン(9)がレンズキャビティ
と流体導管(15)との間の経路を開放および密閉する
のを制御する。駆動シリンダ(11)は、Oリングその
他のようなゲートピンシール(10)によってランナー
(7)および流体導管(15)から密閉されている。
【0016】金型部材(1)を突出部材(16)から引
き離し、それによって金型部材(1)を離脱させるため
に、少なくとも1個の突出しピン組立品(13)を与え
てもよい。更に、金型部材(1)を突出部材(16)か
ら離脱させるために金型部材(1)と突出部材(16)
との間の真空を解除することが必要な場合には、空気吹
出し経路(12)を与えてもよい。空気吹出し経路(1
2)は、レンズキャビティに空気弁機構を備えてもよ
い。これに代えて、機械的突出し装置の組立品を用いて
真空密閉を解除してもよい。
【0017】最後に、レンズキャビティに収納されたレ
ンズ材料を硬化させるために、紫外線(UV)源(1
4)を与える。
【0018】ここで、図1の装置を用いて眼用レンズを
形成するための本発明の方法を、図2ないし図5を参照
して説明する。
【0019】最初に、図2に示したとおり、金型部材
(1)を用具(2)の突出部材(16)にかぶせて嵌め
合わせて、金型部材(1)と突出部材(16)との間に
レンズキャビティ(18)を含む中空領域(17)を形
成させる。中空領域(17)は、真空導管(図示せず)
には開いているが、それ以外は気密である。また、図2
に示したとおり、ゲートピン(9)は、初めに閉じた状
態にあって、液体レンズ材料が流体導管(15)を経由
してレンズキャビティ(18)に流入するのを防止す
る。
【0020】次に、なおも図2を参照すると、中空領域
(17)を真空排気して、金型部材(1)を突出部材
(16)に圧着し、レンズキャビティ(18)に収納さ
れた空気を除去する。すなわち、この状態では、レンズ
キャビティ(18)に真空が存在する。真空排気は、図
1に示した真空ポンプ(4)および真空導管(3)を用
いて実施する。中空領域(17)の真空排気は、突出部
材(16)の凸面を囲む環状の壁を金型部材(1)の凹
面を囲む環状の壁に密着させる結果、レンズキャビティ
(18)の周縁のレンズ材料がそれらの間を通過するの
を防止する助けとなる。機械的な締め付けを用いて、適
切な密閉を確保してもよい。
【0021】ここで図3を参照すると、可動ゲートピン
(9)を流体導管(15)の弁座(19)から引き出
し、こうして、流体導管(15)を真空排気されたレン
ズキャビティ(18)に露出させる。レンズキャビティ
(18)内の真空圧は液体レンズ材料を吸引してレンズ
キャビティ(18)を満たす。図1に示したポンプ
(5)およびランナー(7)の組立品の液圧も液体レン
ズ材料をレンズキャビティ(18)に送り込むのに寄与
することができる。
【0022】図4に示したとおり、レンズキャビティ
(18)が液体レンズ材料で満たされたならば、可動ゲ
ートピン(9)を弁座(19)に戻してレンズキャビテ
ィ(18)を密閉する。次いで、図1に示したUV光源
(14)を用いて、レンズキャビティ(18)内のレン
ズ材料を硬化させる。
【0023】最後に、図5に示したとおり、硬化したレ
ンズ(40)を含む金型部材(1)を用具(2)の突出
部材(16)から分離する。金型部材(1)の分離は、
例えば図1に示した突出しピンの組立品(13)を用い
て、実施してもよい。
【0024】上記の方法は、いくつかの点で好都合であ
る。第一に、金型部材(1)と突出部材(16)との環
状の壁を、それらの間でのレンズ材料の不在下で結合す
ることから、これらの環状の壁の間でのバリの発生の可
能性が実質的に軽減される。更に、レンズキャビティ
(18)を満たすのに必要とするだけの量のレンズ材料
がレンズを成形するのに用いられ、したがって、浪費さ
れる過剰なレンズ材料は皆無である。その上、レンズキ
ャビティ(18)は、真空排気してからレンズ材料で満
たされることから、レンズキャビティ(18)に収納さ
れたレンズ材料内に気泡が捕捉されることがなく、その
ために、空気の存在によって生じる成形の瑕疵のための
変化が減少する。
【0025】ここで、図6および7を参照して、本発明
を更に詳細に説明する。
【0026】図6は、本発明に用いてよいレンズ金型部
材(1)の詳細な断面図である。レンズ金型部材(1)
は、上記のレンズキャビティの真空排気に耐えるのに充
分な剛性を有する可塑性材料から形成される。金型部材
(1)は、光学的に仕上げられた凸面(21)を有する
中央部(20)、中央部(20)を囲む環状の壁(2
2)、一端が環状の壁(22)の外縁に隣接する一般的
には円筒状である壁(23)、およびこの一般的には円
筒状である壁(23)の他端に接する環状のフランジ
(24)を含む。
【0027】また、図6に示したとおり、凸面(21)
および環状の壁(22)が接合して成形されたレンズの
外縁を画定する箇所には、環状の凹部(25)を与えて
もよい。更に、一般的には円筒状である壁(23)は、
円錐台のようにして、角rだけやや外側に延伸するよう
に作成して、用具(2)の突出部材(16)への金型部
材(1)の定置を容易にすることができる。
【0028】図7に転じて、ここで、本発明による用具
(2)の組立品の実施態様を説明する。
【0029】用具(2)の突出部材(16)は、金型部
材(1)の形状に従うように形作られる。図7に出現す
る鎖線は、突出部材(16)にかぶせて嵌め合わされた
金型部材(1)の外縁を表す。用具(2)は、例えば、
鋼もしくは真鍮のような金属またはプラスチックもしく
はガラスから作成してよく、光学的に仕上げられた凹面
(26)を有する。また、凹面(26)を塗装して付着
性を低下させてもよい。用具(2)の突出部材(16)
にかぶせて金型部材(1)を嵌め合わせたとき、金型部
材(1)の光学的に仕上げられた凸面(21)(図6に
示す)は、用具(2)の光学的に仕上げられた凹面(2
6)に対面して、それらの間にレンズキャビティを画定
する。
【0030】突出部材(16)は、凹面(26)を囲む
環状の表面(29)を有する。この環状表面(29)に
は円形の凹部(28)が与えられ、真空導管(3)と連
通する。
【0031】金型部材(1)のフランジ(24)は、用
具(2)の環状の着座(31)に収納されたOリング
(30)に接する。Oリング(30)は、金型部材
(1)と用具(2)の突出部材(16)との間に気密性
の密閉を与えて、真空導管(3)を通じての真空排気を
可能にする。
【0032】ゲートピン(9)は、流体導管(15)内
を弁座(19)へと延伸する。ゲートピン(9)の一端
は光学的に仕上げられていて、用具(2)の凹面(2
6)の開口(32)を貫通して延伸する。
【0033】ゲートピン(9)は、これを示された矢印
の方向に弁座(19)の内外へと運動させることができ
る駆動シリンダ(図示せず)に結合されている。ゲート
ピンシール(10)のためにOリングが与えられて、駆
動シリンダ機構から流体導管(15)を密閉する。
【0034】流体ランナー(7)は、(例えば図1に示
したような)単量体/重合体の供給装置およびポンプを
経由して液体レンズ材料を受容する入口(33)と連通
している。これに代えて、入口(33)に注入筒を結合
して、液体レンズ材料を供給してもよい。
【0035】再びここで、図6および7を参照して、本
発明によるコンタクトレンズの成形工程を説明する。
【0036】用具(2)の突出部材(16)に金型部材
(1)を重ねる。金型部材(1)と突出部材(16)と
の間の中空領域を凹部(28)および真空導管(3)を
経由して真空排気し、それによってフランジ(24)お
よびOリング(30)が気密性の密閉を与える。この状
態では、金型部材(1)の環状の壁(22)は、用具
(2)の突出部材(16)の環状表面(29)に密着す
る。
【0037】真空排気が完了したとき、駆動シリンダは
ゲートピンを弁座(19)から引き出して、それによっ
て開口(32)を流体導管(15)に露出させる。レン
ズキャビティ内の真空圧は、流体導管(15)に収納さ
れた液体レンズ材料を開口(32)を経由して吸引し
て、それによってレンズキャビティを満たす。レンズキ
ャビティが満たされたならば、駆動シリンダはゲートピ
ン(9)を弁座(19)内に引き戻して、開口(32)
を閉じる。
【0038】開口(32)の位置は、成形されたレンズ
の表面に開口(32)およびゲートピン(9)の末端が
刻印を残すことがあり得ることから、成形されたレンズ
の光学的領域の外側に通さなければならないことに注意
する。
【0039】UV光源を用いてレンズを硬化させた後
は、金型部材(1)を用具(2)の突出部材(16)か
ら分離する。図7には示されていないが、金型部材
(1)の分離は、図1に示した少なくとも1個の突出し
ピン組立品(13)を用いて実施してよい。また、図7
には示されていないが、金型部材(1)を突出部材(1
6)から取り外す前に、金型部材(1)と突出部材(1
6)との間の真空を解除するのに、図1に示した空気吹
出し経路(12)を与えることが必要であり得る。レン
ズキャビティと連通する空気吹出し経路(12)の空気
弁は、成形されたレンズの光学的領域の外側に設置しな
ければならないことに注意する。
【0040】本発明の好適実施態様を詳細に説明してき
たが、当業者には各種の変更が容易に明白であろうこ
と、およびそのような変更は、上記の請求項に定義され
ているとして本発明に包含されることが意図されている
ことに注意する。単なる一例として、上記のようなもの
とはむしろ逆に、金型部材(1)が凹面を、そして用具
(2)が凸面を形成してもよい。これに代えて、もう一
つの例として、真空装置に嵌め込まれた金型部材によっ
て両面を形成してもよい。その上、本発明は、コンタク
トレンズと同様に眼内レンズの形成に適用できることも
予期される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるコンタクトレンズ成形のための装
置の全体的なシステム略図である。
【図2】本発明によるコンタクトレンズ成形のための方
法を説明するための断面略図である。
【図3】本発明によるコンタクトレンズ成形のための方
法を説明するための断面略図である。
【図4】本発明によるコンタクトレンズ成形のための方
法を説明するための断面略図である。
【図5】本発明によるコンタクトレンズ成形のための方
法を説明するための断面略図である。
【図6】本発明に用いられる金型部材の詳細な断面略図
である。
【図7】本発明によるコンタクトレンズ成形のための装
置の用具組立品の詳細な断面略図である。
【符号の説明】 1.金型部材 2.用具 3.真空導管 4.真空ポンプ 5.レンズ材料ポンプ 6.レンズ材料供給装置 7.ランナー 8.逆止弁 9.ゲートピン 10.ゲートピンシール 11.駆動シリンダ 12.空気吹出し経路 13.突出しピン組立品 14.紫外線源 15.流体導管 16.突出部材 17.中空領域 18.レンズキャビティ 19.弁座 20.金型部材の中央部 21.金型部材の凸面 22.金型部材の環状の壁 23.金型部材の円筒状の壁 24.フランジ 25.金型部材の環状凹部 26.突出部材の凹面 28.突出部材の円形凹部 29.突出部材の環状表面 30.Oリング 31.環状着座 32.流体導管の開口 33.レンズ材料入口 40.硬化したレンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャック シー ホワイト アメリカ合衆国 ジョージア 30202 ア ルファレッタ ケネベック ウェイ 9830 (72)発明者 ハンス ウルリック シュラッパー アメリカ合衆国 ワシントン 98199 シ アトル ウエストモント ウェイ ウエス ト 2451

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 成形された眼用レンズを製造する方法で
    あって、成形しようとする眼用レンズに従う輪郭を有す
    るレンズの金型キャビティを形成させ;該レンズ金型キ
    ャビティを真空排気して、該レンズ金型キャビティ内に
    真空を生起させ;該真空排気したレンズ金型キャビティ
    に液体のレンズ材料を導入し、そこで、該レンズキャビ
    ティ内の真空が、液体レンズ材料を該レンズキャビティ
    内に吸引して該レンズキャビティを満たし;次いで該レ
    ンズキャビティ内のレンズ材料を硬化させることを特徴
    とする方法。
  2. 【請求項2】 成形しようとする眼用レンズが、コンタ
    クトレンズである請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 成形された眼用レンズを製造する方法で
    あって、光学的に仕上げられた凸面または凹面のうち一
    方を有する第一の金型部材を、光学的に仕上げられた凸
    面または凹面のうち一方を有する第二の金型部材に接し
    て配置して、成形しようとする眼用レンズに従う輪郭を
    有するレンズ金型キャビティを形成させ;該レンズ金型
    キャビティを真空排気して、該レンズ金型キャビティ内
    に真空を生起させ;該レンズ金型キャビティに弁開口を
    有する弁を開いて、該真空排気したレンズ金型キャビテ
    ィに液体のレンズ材料を導入し、そこで、該レンズキャ
    ビティ内の真空が、液体レンズ材料を該弁開口を経由し
    て該レンズキャビティ内に吸引して該レンズキャビティ
    を満たし;該レンズ金型キャビティが液体レンズ材料で
    満たされた後に、該弁を閉じ;該レンズ金型キャビティ
    内のレンズ材料を硬化させることを特徴とする方法。
  4. 【請求項4】 成形しようとする眼用レンズが、コンタ
    クトレンズである請求項3記載の方法。
  5. 【請求項5】 弁と連通し、第二の金型部材に含まれる
    液体導管に液体レンズ材料を導入することを更に含む請
    求項3記載の方法。
  6. 【請求項6】 成形しようとする眼用レンズが、コンタ
    クトレンズである請求項3記載の方法。
  7. 【請求項7】 レンズ材料を硬化させた後に、レンズ金
    型キャビティに弁開口を有する空気弁を開く結果、成形
    された眼用レンズと第二の金型部材との間に存在する真
    空が除去され、次いで、該成形された眼用レンズを有す
    る第一の金型部材を該第二金型部材から分離することを
    更に含む請求項5記載の方法。
  8. 【請求項8】 成形しようとする眼用レンズが、コンタ
    クトレンズである請求項7記載の方法。
  9. 【請求項9】 成形された眼用レンズを製造するための
    装置であって、光学的に仕上げられた凸面または凹面の
    うち一方を有し、光学的に仕上げられた凸面または凹面
    のうち一方を有する第二金型部材を受容する結果、成形
    しようとする眼用レンズに従う輪郭を有するレンズキャ
    ビティをそれらの間に画定するように形作られた第一金
    型部材;該第一金型部材と該第一金型部材に受容された
    第二金型部材との間の領域と連通する、該第一金型部材
    と該第一金型部材に受容された第二金型部材との間の領
    域を真空排気するための真空ポンプに接続できる真空導
    管;該第一金型部材と該第一金型部材に受容された第二
    金型部材との間に画定されるレンズキャビティと流体連
    通する、液体レンズ材料を収納するための流体導管;お
    よび該第一金型部材と該第一金型部材に受容される第二
    金型部材との間に画定されるレンズキャビティへの液体
    レンズの流れを制御するために、該流体導管に機能的に
    挿入された流体弁を含むことを特徴とする装置。
  10. 【請求項10】 成形しようとする眼用レンズが、コン
    タクトレンズである請求項9記載の装置。
  11. 【請求項11】 流体弁が、第一金型部材の光学的に仕
    上げられた凸面または凹面沿いに弁開口を有する請求項
    9記載の装置。
  12. 【請求項12】 弁開口が、第一金型部材の光学的に仕
    上げられた凸面または凹面沿いに、成形しようとする眼
    用レンズの光学的領域外に位置する請求項11記載の装
    置。
  13. 【請求項13】 成形しようとする眼用レンズが、コン
    タクトレンズである請求項12記載の装置。
  14. 【請求項14】 流体弁が、弁開口を選択的に密閉およ
    び開放するように該弁開口の内外へと可動である、流体
    導管内に収納された可動ゲートピンを更に有する請求項
    12記載の装置。
  15. 【請求項15】 成形しようとする眼用レンズが、コン
    タクトレンズである請求項14記載の装置。
  16. 【請求項16】 真空導管ならびに流体導管および流体
    弁が、第一金型部材に収納された請求項14記載の装
    置。
  17. 【請求項17】 第一金型部材が、鋼製である請求項1
    6記載の装置。
  18. 【請求項18】 成形しようとする眼用レンズが、コン
    タクトレンズである請求項17記載の装置。
  19. 【請求項19】 第一金型部材から第二金型部材を突き
    出すための突出しピンの組立品を更に含む請求項17記
    載の装置。
  20. 【請求項20】 第一金型部材の光学的に仕上げられた
    凸面または凹面沿いに閉鎖できる開口を有する空気吹出
    し経路を更に含む請求項19記載の装置。
  21. 【請求項21】 成形しようとする眼用レンズが、コン
    タクトレンズである請求項20記載の装置。
  22. 【請求項22】 流体弁によってレンズキャビティに導
    入された液体レンズ材料を硬化させるための紫外線源を
    更に含む請求項9ないし21のいずれか一項記載の装
    置。
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