KR101297449B1 - 정전기 방전 의류 - Google Patents

Abstract

본 발명의 정전기 방전 의류(10)는 보디(11)와 한 쌍의 슬리브(12a,12b)를 포함하고, 슬리브(12a) 길이를 따라서 제공되고, 상기 보디(11)의 해당 측면의 실질적인 길이를 따라서 연장되는 연속적인 전기 전도성 경로(17), 상기 착용자(28)의 손목에 접촉되고, 상기 전기 전도성 경로(17)에 연결되어 상기 착용자(28)로부터 상기 의류(10)측으로 전기적 연속 경로를 형성하는 전도성 수단(18), 및 상기 착용자의 둔부에 인접한 상기 보디(11)를 가로질러서 상기 전기 전도성 경로(17)로부터 수평으로 연장되고, 상기 착용자(28)가 앉음 위치에 있는 때, 정전기 방전(ESD) 의자(21)의 시트상에 가압되는 다수의 전도성 라인(19)들을 포함한다.

Description

정전기 방전 의류{AN ELECTROSTATIC DISCHARGE(ESD) GARMENT}

본 발명은 접지 코드가 불필요한 접지 매체로서 설계되어 이러한 독특한 기술의 경제적인 활용 및 효과적인 사용을 이룰 수 있는 정전기 방전(ESD) 의류에 관한 것이다.

산업적 제조 분야에서, 표준 ESD 작업복을 접지 매체로서 사용하는 것은 실제적이지 못한데, 그 이유는 몇번의 세척(전형적으로는 50번의 표준 세척 싸이클)후에는 전기적인 특성을 잃거나 또는 열화되기 때문이다. 이러한 세척은 검정색의 전도성 라이닝으로 하여금 그 전기적 특성을 열화시키게 되며, 시간이 경과하면 전자기기 제조분야에서 시행되는 바와 같은 필요한 전기적 저항 표준을 충족시키지 못하게 된다.

제US5548469호는 정전기 전하를 접지시키기 위한 ESD 작업복을 강조하고 있다. 이와 같은 선행 기술은 이중 접촉식 손목 스트랩을 활용하여 신체로부터의 정전 전하를 2개의 접지 경로를 통하여 방출한다. 이러한 전하들은 옷 가장자리에 박음질된 전도성 리본들에 의해서 슬리브를 통하여 전도되고, 결과적으로는 작업복에 근접하여 위치된 전방 테이블에 고정된 접지 코드를 통하여 접지된다.

ANSI/ESD S20.20는 상기 접지 스트랩과 접지 코드들이 ESD 또는 비 ESD 의자 상에 앉은 것과는 무관하게, 앉은 자세에서 착용하여야만 한다는 것을 강조하고 있는데, 그 이유는 작업자의 다리들이 임의의 앉은 자세 또는 위치에서 들려질 수 있어서, 작업자의 신체와 바닥 접지 사이의 전기적인 불연속이 일어날 수 있기 때문이다.

그러나, 특허 제US5548469호에서의 그와 같은 ESD 작업복 보호 기술은 2가지 중요한 문제점들을 제기한다.

그 첫번째 문제점은 상기 접지 코드의 사용으로서, 작업자가 작업 도중에, 그 일단부를 작업복에 부착하고, 그 타단부를 전방 테이블에 부착시킬 필요가 있다. 이와 같은 접지 코드는 특별히, 요즘의 고집적화 및 한꺼번에 여러일을 수행하는 작업 환경하에서 작업자의 자유로운 움직임을 제한하며, 이는 어느 정도 작업 생산성을 저해한다. 또한 매달린 상태의 접지 코드는 작업장 안전사고 위험을 증대시킨다.

두번째 문제점은 상기 코드는 그 접지 보전성과 신뢰성을 보장하기 위하여 지속적인 접지 상태 점검을 필요로 한다. 이러한 접지 모니터링 장치, 그 정기적인 조정, 보수 비용 및 유지 비용은 상기 접지 코드를 이용한 접지 방식이 비경제적인 정전기 제어 작업임을 나타낸다.

상기와 같은 접지 코드 방식을 보다 경제적인 수단으로 대체하여 그 접지 보전성과 신뢰성을 보장할 수 있는 실제적이고 산업적인 요구가 존재하고 있다. 또한 사용자에게 보다 사용하기 편리하고 경제적인 해결책을 제공할 수 있는 연구가 필요하다.

본 발명은 오염 제어가 가능하고, 착용자의 내복으로부터 발생하는 모든 정전기에 대한 차폐를 가능하게 하는 정전기 방전(ESD) 작업복을 제공함에 그 주 목적이 있다.

본 발명에서 개시된 기술은 기존의 접지 코드의 사용없이 앉은 위치에서의 착용자 신체에 잔류하는 정전기 전하를 효과적으로 접지시킬 수 있는 독특한 방법을 제공한다.

본 발명은 특별하게 설계된 ESD 의류로 이루어지며, 아래와 같은 독특한 특징들을 구비한다:

상기 손목-밴드는 스냅 핀을 통하여 의류 슬리브의 개방구에 연결된다. 이는 착용자의 신체와 상기 의류 사이의 전기적인 연속성을 보장한다. 다르게는, 상기 의류의 슬리브는 전도성 소맷부리(cuff)가 장착되어 상기 손목-스트랩의 위치에서 신체에 접촉을 이룰 수 있다.

또한 다른 변형 예로는 전도성 리본 또는 다수의 전도성 실들이 상기 슬리브 개구부의 내측 표면에 고정되어 상기 의류와 착용자의 손목 사이에서 전기적인 접촉을 이룰 수 있다.

또 다른 변형 예는 상기에서 설명된 3가지 기술들을 조합하여 착용자의 손목과 상기 ESD 의류 사이를 전기적으로 연결할 수 있다.

따라서, 본 발명의 원리를 벗어남이 없이 본 실시 예에서 기재된 것에 대해 변형 예가 이루어질 수 있다.

상기 슬리브의 개방구와 상기 의류의 앉음 부분은 전도성 실을 사용하여 전기적으로 연결되어 있다. 상기 전도성 실은 상기 슬리브의 내측 옷단(hem)을 따라서 박음질되고, 상기 의류 보디의 측면에서 상기 옷단을 따라서 상기 의류의 앉음 부분까지 연속된다.

전도성 실들의 평행 선들은 상기 의류의 앉음 부분을 가로질러서 수평으로 박음질된다. 그러한 평행 선들의 박음질은 표준 방식의 이중-실 스티칭(stitch) 방법으로서 이루어질 수 있으며, 상기 스티치 선들의 전기적인 연속성을 얻기 위하여 상기 스티치 실들 중의 어느 하나 또는 모두가 전도성이다. 다른 스티칭 방법(들)이 상기 스티치 선(들)의 전기적인 연속성을 얻을 수 있는 한 사용될 수 있다. 모든 평행 선들은 전기적으로 연결되어 효과적이고 신뢰할 수 있는 접지 네트워크를 형성한다. 상기 의류의 앉음 부분의 노출된 표면은 상부측 실이 전도성인지 또는 하부측 실이 전도성인지에 따라서 점선의 전도성 부분(spots)으로 이루어진 스티치 선들 또는 전도성 대쉬(dashes) 형태의 스티치 선들을 가질 것이다. 다르게는 두 가닥의 실들이 전도성일 수 있다.

착용자가 상기 전도성 의자에 앉아 있을 때, 모든 3가지 구조들 중에서 신체로부터 좌석으로 향한 전기적 저항 측정을 실시하면, 전기적 저항에서 아무런 차이도 없다는 점은 놀랄만 하다. 또한 모든 3가지 구조들은 ANSI/ESD S20.20에 따라서 측정하는 경우, 노출된 직물 표면의 표면 저항에서 아무런 전기적 특성의 차이가 없음을 나타내는 점도 놀랄만 하다. 이러한 점은 앉은 사람의 체중이 상기 전도성 의자에 대해 우수한 접촉상태를 제공하여 신뢰할만하고 일관된 전기적 연속성을 접지에 제공한다고 할 수 있다. 본 출원에서 사용된 "전도성 의자"란 용어는 전기적 방전(ESD) 보호를 위하여 설계된 의자를 말하며, 이는 전형적으로 전도성 폴리머 커버로 에워싸여져 있으며, 전도성 마루상에서 지지되는 전도성 바퀴들이 구비되어 전기적 연속성과 접지를 제공한다.

상기의 3가지 실시 예들을 하나의 독특한 시스템으로 연결시킴으로써, 그와 같은 본 발명은 효과적으로 앉은 위치에서 신체로부터 정전 전하를 접지로 방출시킨다. 이는 독특하고 혼란스럽지 않은 저비용의 해결방안으로서, 접지 코드를 필요로 하지 않으면서 작업자의 앉아 있는 신체상의 정전 전하 위협을 제거시킨다.

본 발명은 오염 제어가 가능하고, 착용자의 내복으로부터 발생하는 모든 정전기에 대한 차폐를 가능하게 하는 정전기 방전(ESD) 작업복을 제공한다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 효과들은 첨부 도면을 참조하여 아래의 상세한 설명으로부터 명확하게 이해될 것이다. 도면에서, 동일한 참조부호들은 몇몇 도면에 걸쳐서 동일한 부분을 표시한다.
도 1은 전형적인 종래 기술을 도시한 설명도이다.
도 2a는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 정전기 방전(ESD) 의류를 도시한 설명도로서, 상기 의류의 앉음 부분에 위치된 수평으로 박음질된 전도성 실들을 사용하여 ESD 의류를 접지시키는 방법을 도시한다.
도 2b는 본 발명에 따른 상기 ESD 의류의 다른 실시 예를 도시한 설명도이다.
도 3은 ESD 의자상의 앉음 위치에서 상기 정전기 방전 의류를 입은 착용자의 측면도이다.
도 4a 내지 4c는 본 발명에서 사용된 스티치 선(들)의 단면도들이다.

아래의 상세한 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위하여 여러 부분의 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나, 당 업자들은 본 발명이 이와 같은 특정한 상세 설명없이도 구현될 수 있음을 잘 알 수 있을 것이다. 다른 예로서, 공지된 방법, 절차 그리고/또는 구성 부품들은 본 발명을 불명확하게 하지 않도록 하기 위하여 상세히 설명되지는 않았다. 이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예들이 상세히 설명될 것이며, 그 예들이 첨부 도면에 기재되어 있다.

본 발명에서 기재된 "전도성"이란 용어는 접지 되었을 때, 정전기 또는 정전 전하를 전도시키는 능력을 갖는 재료들을 의미한다. 이는 정전기 소산성능(통상적으로 1X10⁵ 내지 1X10¹¹ 오옴(ohm)으로 정의 됨) 또는 전기적 전도성능(통상적으로 1X10⁵ 오옴(ohm) 이하로 정의 됨)의 재료들을 포함한다. 명확하게 설명하기 위하여, "전도성"이란 용어가 본 발명 전체에 걸쳐서 사용되어 있다.

도 2는 본 발명에 따라서 제작된 정전기 방전(ESD) 의류(10)의 제1 실시 예를 도시한다. 상기 의류(10)는 작업복의 형태이며, 통상적으로 전자제품 및 관련 산업분야에서 사용되는 것이다. 그러나, 도시된 의류(10)는 단지 설명을 위한 것이며, 상기 의류(10)의 형상과 스타일은 본 발명의 원리를 벗어남이 없이 변경 가능한 것임을 잘 알 수 있을 것이다.

상기 의류(10)는 보디(11)와, 상기 보디(11)에 대해 이음부(13)에서 각각 연결된 한 쌍의 슬리브(12a,12b)들을 포함한다. 상기 슬리브(12a,12b)들은 튜브 형상으로 제작되고, 슬리브 이음부(14)들에서 각각 서로 이음연결된다. 상기 보디(11)는 또한, 일반적인 튜브 형상으로 제작되고, 상기 의류(10)의 양측에 위치된 측방 이음부(15)에서 서로 이음 연결된다. 이와 같은 슬리브 이음부(14)와 측방 이음부(15)들은 직물(16)의 모서리들이 서로 접혀져서 박음질되어 슬리브 옷단(hem)과 측방 옷단을 각각 제공하는 위치에서, 박음질 실들로서 박음질된 일반적인 이음부들이다.

연속적인 전기적 전도성 실(17)이 상기 슬리브 옷단에 상기 슬리브 이음부(14)의 길이를 따라서 박음질되고, 상기 보디의 측방 옷단상으로 연장하며, 추가적으로 상기 측방 이음부(15)를 따라서 연속하여, 도 2a에 도시된 바와 같이 착용자의 둔부(hip)에 인접한 영역(20)에서 종료된다. 본 발명의 정전기 방전 의류(10)에 사용되는 이러한 전도성 실(17)은 탄소가 함유되거나, 금속이 함유되거나 또는 탄소 나노튜브(nanotube)의 전도성 실로 이루어질 수 있다. 그러나, 금속이 함유된 전도성 실(17)이 바람직하며, 그 이유는 보다 우수한 전기적 접촉 성능과 내구성을 갖기 때문이다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 의류(10)에는 손목-밴드(18)가 제공되며, 이는 상기 슬리브(12a,12b)의 어느 하나의 개방 단부에서 상기 전도성 실(17)에 고정되고, 여기서 상기 손목-밴드(18)도 역시 전도성 재료로 이루어져서 도 2a에 도시된 바와 같이, 착용자(28)의 신체로부터 착용자(28)가 입은 정전기 방전 의류(10)측으로 전기적인 연속 통로를 형성하게 된다. 이와 같은 손목-밴드(18)에는 여러가지 변형 구조가 있을 수 있다. 전형적으로, 상기 손목-밴드(18)는 팽창가능한 스트랩으로 이루어질 수 있다. 다르게는, 조절가능한 스트랩으로 제작될 수도 있다. 상기 손목 밴드(18) 스트랩의 제작을 위한 재료는 전도성 섬유, 폴리머 금속 또는 그 조합일 수 있다. 상기 손목 밴드(18)는 금속 스냅(snap) 고정구의 숫부분 및 암부분에 의해서 형성된 핀(30) 형태로 상기 의류(10)의 슬리브(12a)에 고정된다. 실제 작동에서, 상기 숫부분 및 암부분의 핀(30)은 서로 스냅 결합되어 전기적 연속성을 제공한다.

다르게는, 상기 슬리브(12a,12b)들의 개방 단부들은 신축가능한 소맷부리(cuff)(미 도시)로 형성될 수 있으며, 이는 전기적 전도성 재료로 이루어져서 착용자(28)의 손목 피부에 긴밀하게 장착되고, 편안하게 둘러져서 직접 접촉하게 된다.

또 다른 변형 구조는 상기 슬리브의 탄성 개구부(그립 구조를 구비)의 내측 표면에서 전도성 리본을 고정하거나, 또는 전도성 실의 연속적인 링 또는 안감(lining)을 박음질하여, 그와 같은 전도성 안감이 상기 ESD 의류(10)를 착용하는 때에, 상기 슬리브의 개구부(25)와 착용자의 손목사이를 잇는(전기적으로) 우수한 전도성 표면을 제공하게 된다.

상기 의류(10)의 앉음 영역에서, 각각의 전도성 라인(19)이 착용자의 둔부 영역(20)에 인접하여 상기 의류(10)의 보디(11)를 수평으로 가로질러서 전도성 실을 박음질하여 이루어지는 부분에서 다수의 전도성 라인(19)들이 영구적으로 상기 의류(10)에 고정된다. 따라서 상기 착용자(28)가 앉음 위치에 있는 때에, 상기 착용자의 둔부 영역에서의 상기 수평 전도성 라인(19)들은 도 3에 도시된 바와 같이, 정전기 방전 의자(21)의 시트에 가압될 것이다.

상기 스티치된 전도성 실을 임의의 가능한 물리적인 손상으로부터 보호하기 위하여, 또한 지속적인 전기적 특성을 부여하기 위하여, 리본(미 도시) 스트립이 그 전체 길이, 즉 손목 영역에서의 슬리브 개방구로부터 시작하여, 상기 슬리브의 내측 옷단(hem)을 따라서 이동하여 상기 의류(10) 보디의 측면에서 상기 옷단 아래로 상기 의류(10)의 앉음 영역내의 모든 평행선들을 덮을 때까지 연장하여 박음질된다. 상기 박음질된 리본 스트립은 섬유, 플라스틱 및 고무를 포함하는 재료중의 하나 혹은 그 조합으로 이루어질 수 있다.

상기 의류(10)의 섬유(16)에 박음질된 전도성 실(17)의 상세한 단면이 도 4a 내지 도 4c에 도시되어 있다. 이러한 박음질은 바람직하게는 이중 실의 스티칭이며, 여기서 그 형상은 도 4a에 도시된 바와 같이, 전도성의 대쉬 선(dash lines)들이 인간 신체로 향하여 내측으로 향하고, "작은 점들"은 노출된 표면의 외측으로 향하거나, 또는 도 4b에 도시된 바와 같이, 전도성의 작은 점들이 인간 신체로 향하여 내측으로 향하고, 전도성의 대쉬 선들이 노출된 표면의 외측으로 향하는 상태로 이루어질 수 있다. 그러나, 상기 박음질은 또한 모두 전도성 실들로서 이루어질 수 있다.

가장 바람직한 실시 예는 전도성 실(17)들을 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 대쉬 선들이 인간 신체 또는 착용자(28)를 향하여 내측으로, 반면에 전도성의 작은 점들은 노출된 표면을 향하여 외측으로 박음질하는 것이다. 이는 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 전도성의 작은 점들이 상기 섬유(16)의 표면 레벨아래에서 실제적으로 다소 "숨겨지기" 때문이다. 상기 전도성 실이 가늘수록, 보다 많은 상기 작은 점들이 상기 섬유(16)의 표면 레벨 아래에 "은폐"될 것이다. 이는 보다 우수한 마모저항 특성을 제공하는데, 그 이유는 일상 사용에서 상기 의류(10)의 보다 마모적인 수평 마찰작동 도중에, 보다 적은 표면 접촉이 이루어지기 때문이다. 그러나, 착용자가 앉게 되면, 신체 무게로부터 가해지는 수직 압력은 상기 ESD 의류(10)와 ESD 의자의 표면 사이에서 전기적 접촉을 활성화시키는 우수한 수단을 제공하여, 그와 같은 전기적 연결 방법을 간단하고 독특하게 한다. 전도성 실들을 상기 대쉬 선들이 인간 신체를 향해 내측으로 향하도록 박음질하는 것은 또한, 대전된 금속 대상체와의 돌발적인 외부 접촉에 기인하여 특히 발생할 수 있는 ESD 스파크(spark) 현상을 현저하게 회피할 수 있도록 하여준다. 그리고 전도성 대쉬 선들이 인간 신체를 향하도록 내측으로 박음질하는 것은 상기 실(17)들을 외부 접촉으로부터 보호하여 상기 ESD 의류(10)의 전기적 사용수명을 최대화한다.

다른 말로 설명하면, 인간의 체중에 기인한 압력은 효과적으로 많은 수의 작은 전도성 실 점(dots)들이 전도성 의자(21)의 표면에 직접적으로 접촉하도록 한다. 그와 같이 생성된 많은 수의 작은 전도성 점들은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 의류(10)로부터 전도성 의자(21)측으로 적절한 전기적인 접촉과 확실한 전기적인 연속성을 보장한다. 이와 같은 방식으로, 외부 접지 코드가 불필요하며, 상기에서 설명한 바와 같은 관련 문제점들도 발생하지 않는다.

다른 실시 예에서, 만일 상기 전도성 라인(19)이 의류(10)의 섬유(16) 외표면측에 상기 대쉬 선들이 박음질된 전도성 실들로 제작된다면, 전도성 그리드(grid)-선(24)을 구비한 표준 ESD 섬유가 착용자의 둔부에 근접한 영역(20)에 부착되어 상기 노출된 금속 전도성 실들의 마모 및 끊어짐을 보호하고, 미세 스파크가 발생하는 것을 추가적으로 방지할 수 있다.

본 발명은 정전 전하가 신체로부터 독특한 ESD 의류(10)를 통하여 앉음 위치의 전도성 의자(21)측으로 접지 코드 또는 접지 코일의 사용없이 안정적으로 전도되도록 한다. 비록 본 발명은 그 특정 형태 및 실시 예에 관련하여 상기에서 설명되었지만, 상기에서 설명된 것과는 다른 다양한 수정 구조들이 본 발명의 사상 및 범위를 벗어남이 없이 이루어질 수 있음을 잘 알 수 있을 것이다.

Claims (17)

1. 보디(11)와 한 쌍의 슬리브(12a,12b)를 갖는 정전기 방전 의류(10)로서,
   적어도 하나의 슬리브(12a) 길이를 따라서 제공되고, 상기 보디(11)의 해당 측면의 실질적인 길이를 따라서 착용자(28)의 둔부에 인접한 영역까지 연장되는 연속적인 전기 전도성 경로(17);
   상기 착용자(28)의 손목에 접촉되고, 상기 전기 전도성 경로(17)에 연결되어 상기 착용자(28)로부터 상기 의류(10) 측으로 전기적 연속 네트워크를 형성하는 전도성 수단(18); 및
   상기 착용자의 둔부에 인접한 상기 보디(11)를 가로질러서 상기 전기 전도성 경로(17)로부터 수평으로 연장되고, 상기 착용자(28)가 앉음 위치에 있는 때, 정전기 방전(ESD) 의자(21)의 시트상에 가압되어 상기 착용자(28)의 의류(10)로부터 접지측으로 전기적 연속 네트워크를 형성하는 다수의 전도성 라인(19)들;을 포함하고, 상기 앉음 위치에서, 상기 보디(11)의 체중으로부터의 수직 압력은 상기 정전기 방전 의류(10)와 상기 정전기 방전 의자(21)의 표면 사이에서 정전기 전도를 위한 전기적 접촉을 활성화시키는 수단을 제공하고,
   상기 의류(10)에 사용되는 상기 전기 전도성 경로(17)는 상기 의류(10)의 섬유(16)에 박음질된 전도성 실로 이루어진 정전기 방전 의류(10).
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 전도성 실(17)은 탄소가 함유되거나, 금속이 함유되거나 또는 탄소 나노튜브(nanotube) 실로 이루어진 것임을 특징으로 하는 정전기 방전 의류(10).
4. 제1항에 있어서, 상기 전도성 수단(18)은 팽창가능한 스트랩이거나 또는 조절가능한 스트랩으로 이루어진 전도성 손목-밴드(18)임을 특징으로 하는 정전기 방전 의류(10).
5. 제4항에 있어서, 상기 전도성 수단(18)은 전도성 리본 또는 탄성 개구부(25)의 내측 표면에서의 전도성 실로 이루어진 연속적인 링 또는 안감(lining)으로 이루어진 것임을 특징으로 하는 정전기 방전 의류(10).
6. 제1항에 있어서, 상기 전도성 수단(18)은 전기적 전도성 재료로 이루어져서 착용자의 손목을 에워싸는 신축가능한 소맷부리(cuff)인 것임을 특징으로 하는 정전기 방전 의류(10).
7. 제1항에 있어서, 상기 전도성 라인(19)들은 상기 의류(10)의 섬유(16) 상에 박음질되고, 상기 박음질은 이중-실 박음질인 것임을 특징으로 하는 정전기 방전 의류(10).
8. 제7항에 있어서, 상기 전도성 라인(19)은 하나의 전도성 실을 갖고, 전도성 대쉬 선(dash lines)들이 상기 착용자(28)로 향하여 내측으로 향하고, 작은 점들은 노출된 표면의 외측으로 향하도록 박음질된 것임을 특징으로 하는 정전기 방전 의류(10).
9. 제7항에 있어서, 상기 전도성 라인(19)은 하나의 전도성 실을 갖고, 전도성 대쉬 선(dash lines)들이 외측으로 향하고, 작은 점들은 상기 착용자(28)로 향하여 내측으로 박음질된 것임을 특징으로 하는 정전기 방전 의류(10).
10. 제1항에 있어서, 상기 의류(10)는 상기 전도성 경로(17)와 전도성 라인(19)의 전체 길이에 걸쳐서 박음질된 리본 스트립이 추가적으로 제공되어 발생할 수 있는 손상으로부터 보호되는 것임을 특징으로 하는 정전기 방전 의류(10).
    
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제

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