KR20140024233A - 경질 표면을 세정하기 위한 저향 에스테르-기재 마이크로에멀션 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일차 유화제, 단쇄 보조계면활성제(cosurfactant), 이차 유화제 및 물과 함께 일차용매로서 이염기성 에스테르를 사용하는 경질 표면 세정 조성물에 관한 것이다. 임의의 성분에는 극성 용매 및 증점제가 포함된다. 개시된 조성물은 바람직하게는 오일 연속성 마이크로에멀션의 형태이며, 사용에 따라서 액체 또는 스프레이 제형의 성분으로서 제공된다. 개시된 세정제는 향기가 약하며, 오븐 클리너에 대한 8중량% 미만의 2005 CARB VOC 요건(2005 CARB VOC requirements)을 충족시킨다.
Description
본 발명은 용이하게 생분해되며, 독성 및 휘발성이 낮고, pH가 중성이고, 주로 자연으로부터 유도되는 우수한 세정능력을 지닌 신규한 세정 조성물에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 향이 적은 고도로 효과적인 경질 표면 세정 조성물, 및 향이 적으며 8중량% 미만의 적은 VOC 함량을 지니는 오븐 세정 조성물에 관한 것이다.
미국특허 제5,952,287호 및 제6,224,685호에서는 조성물 전체 중량을 기준으로 하여, (a) 약 0.2 내지 약 10중량%의 비이온성 계면활성제; (b) 약 0.5 내지 약 10중량%의 음이온성 계면활성제; (c) 약 3 내지 약 90중량%의 C6 내지 C14 메틸 에스테르로 이루어진 일차 용매; (d) 약 0.5 내지 약 10중량%의 단쇄 보조계면활성제; 및 (e) 잔량의 물을 함유하는 무테르펜 경질 표면 세정 조성물이 개시되어 있다. 개시된 조성물은 마이크로에머션의 형태로 예시된다. 이들 메틸 에스테르 조성물의 두 가지 단점은 이들의 비교적 높은 휘발성 및 허용 불가능한 향, 특히, 실내의 경우, 제한된 공간 또는 보다 높은 온도에서의 사용이다.
미국특허 제6,368,358호에는 합성 텍스타일 물질 상의 산화에 의해서 유발된 탈색을 억제하기 위한 조성물에서의 이염기성 에스테르의 용도를 개시하고 있다. 개시된 항산화 조성물은 (a) 항산화 성분; (b) 이염기성 에스테르 용매; (c) 계면활성제 성분; 및 (d) 임의의 물을 함유한다.
본원에 개시된 발명으로 해결하고자 하는 한 가지 문제점은 자기 세정 오븐에서와 같은 고온 사용의 경우를 포함하는, 그리스 및 식품 물질이 베이킹되거나 연소한 포트(pot) 및 팬(pan)과 같이 세정하기 어려운 표면을 위한 보다 효과적인 경질 표면 세정제를 제공하는 것이었다. 본 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 문제점은 2005 CARB VOC 규정(2005 CARB VOC limit)에 부합하며 또한 최소한의 향을 갖는 세정제를 제공하는 것이었다.
놀랍게도, 본 발명의 우수한 세정 및 낮은 VOC의 목적이 일차 용매로서의 이염기성 에스테르를, 물 중의 일차 유화제, 단쇄 보조계면활성제 및 이차 유화제와 함께 사용하는 경질 표면 세정 조성물을 제공함으로써 동시에 달성될 수 있다는 것을 발견하였다. 임의 성분에는 증점제가 포함된다. 개시된 조성물은 오일-연속성 마이크로에멀션의 형태이며 사용에 따라서 사용시에 액체 또는 스프레이 제형(formulation)으로 제공된다.
본 발명은 또한 경질 표면 기재를 세정 유효량의 상기 개시된 이염기성 에스테르 세정 조성물과 접촉시킴을 포함하는, 경질 표면 기재를 세정하는 방법에 관한 것이다.
작용 실시예 이외에 기재된 사항 또는 달리 명시하지 않은 사항의 경우에, 사용된 성분의 양 또는 반응 조건을 나타내는 모든 수치는 용어 "약"에 의해서 모든 예에서 변화되는 것으로 이해되어야 한다.
더욱 특히, 본 발명의 이염기성 에스테르 세정 조성물은 조성물 전체 중량을 기준으로,
(a) 1 내지 15중량%, 바람직하게는, 7 내지 10중량%의 일차 유화제;
(b) 3 내지 50중량%, 바람직하게는, 18 내지 22중량%의 하나 이상의 이염기성 에스테르로부터 선택된 일차 용매;
(c) 1 내지 20중량%, 바람직하게는, 7 내지 18중량%, 가장 바람직하게는 7 내지 10중량%의 하나 이상의 단쇄 보조계면활성제;
(d) 1 내지 5중량%, 바람직하게는, 1.9 내지 3.6중량%의 이차 유화제; 및
(e) 100중량%까지의 나머지 물을 포함한다.
본 발명의 조성물은 바람직하게는 마이크로에멀션의 형태이며, 바람직하게는 테르펜을 함유하지 않는다.
이러한 조성물은 또한 조성물의 중량을 기준으로 1 내지 15중량%, 바람직하게는 5 내지 10중량%의 극성 용매 및 약 0.1 내지 약 1.0중량%, 바람직하게는 0.3 내지 0.5 중량%의 증점제를 함유할 수 있다.
본 발명은 추가로 특히 오븐 세정에 적합하며, 8(중량)% 미만의 VOC 계산치를 지니는 조성물을 제공한다.
본 발명에 사용하기에 적합한 일차 유화제는 C10 -14 알킬 벤젠 설폰산의 염을 포함한다. 바람직한 일차 유화제는 선형 알킬벤젠 설폰산의 이소프로필아민 염이다. 특히 바람직한 일차 유화제는 이소프로필아민을 알킬 설폰산과 약 1:4 내지 약 1:6의 중량비, 가장 바람직하게는 약 1:5의 중량비로 반응시켜서 알킬 설폰산을 완전히 중화시킴으로써 형성된 알킬 설폰산의 이소프로필아민 염이다.
본 발명에 사용된 일차 용매는 이염기성 에스테르로부터 선택된다. 이염기성 에스테르는 일반적으로 에스테르기에서 가수분해 및 비누화 반응을 포함한 반응이 진행될 수 있는 디카르복실산의 디알킬 에스테르로서 정의된다. 이염기성 에스테르의 산 부분은 그러한 이염기성 산, 예컨대, 아디프산, 글루타르산, 옥살산, 말론산, 피멜산, 수베르산 및 아젤라산, 및 이들의 혼합물로부터 유도될 수 있다.
본 발명에 사용하기에 적합한 이염기성 에스테르의 예에는 디메틸 아디페이트, 디메틸 글루타레이트, 및 이들의 혼합물이 포함되지만, 이로 한정되지는 않는다. 특히 바람직한 이염기성 에스테르는 인비스타 코프.(Invista Corp.)로부터 DBE-LVP로 입수할 수 있는 디메틸 글루타레이트, 및 디메틸 아디페이트의 혼합물이다.
본 발명에 사용하기에 적합한 단쇄 보조계면활성제에는 C2-C5 알콜, 글리콜, 글리콜 에테르(에틸렌 또는 프로필렌 글리콜 페닐 에테르를 포함) 피롤리돈 및 글리콜 에테르 에스테르가 포함되지만, 이로 한정되지는 않는다. 특히 바람직한 단쇄 보조계면활성제는 프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르, 및 이들의 혼합물이다.
본 발명에 사용하기에 적합한 이차 유화제는 높은 수용성을 지니는 계면활성제로부터 선택된다. 그러한 계면활성제에는 나트륨 옥틸 설페이트(가장 바람직함), 나트륨 데실 설페이트, 나트륨 라우릴 설페이트, 알콜 에테르 설페이트, 옥틸 폴리글루코시드, 데실 폴리글루코시드, >14의 HLB 값을 지니는 알콜 에톡실레이트 및 상기 성분의 혼합물이 포함되지만, 이로 한정되는 것은 아니다.
극성 용매가 세정되는 표면으로부터 바람직하지 않은 물질의 제거를 추가로 촉진하도록 본 발명의 조성물에 첨가될 수 있다. 본 발명에 사용하기에 적합한 극성 용매는 약 1 내지 약 8g/100ml의 수용성, 바람직하게는 약 1 내지 약 5g/100ml의 수용성, 가장 바람직하게는 약 2 내지 약 3g/100ml의 수용성을 지니는 용매가 포함된다. 이의 예에는 벤질 알콜, 프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르, n-헥산올, 글리콜 페닐 에테르, 및 이들의 혼합물이 포함되지만, 이로 한정되는 것은 아니다. 특히 바람직한 극성 용매는 벤질 알콜이다. 사용시에, 극성 용매는 조성물의 중량을 기준으로 1 내지 15%, 바람직하게는 5 내지 10%의 양으로 존재한다.
다양한 기재로부터의 바람직하지 않은 노화된 페이트, 코팅, 및 그리스, 등의 제거는 두 메카니즘, 즉, 용해 및 이동(lifting)에 의해서 수행된다. 용해는 바람직하지 않은 물질이 용매에 의해서 기재로부터 용해되는 경우에 발생된다. 이동은 용매가 바람직하지 않은 물질내로 침투하여 이를 팽윤시키는 경우에 발생된다. 팽윤의 결과로, 물질은 페인트, 또는 코팅 등인지에 무관하게 기재로부터 주름지고 이동(분리)되어서, 물질이 기재 표면으로부터 용이하게 제거되게 한다.
수직 기재로부터의 바람직하지 않은 물질의 제거는 수직 표면 점착 가능한 세정 조성물의 사용을 요할 수 있다. 본 발명의 이염기성 에스테르 조성물, 특히 마이크로에멀션으로서 및 테르펜이 없는 조성물은 유효량의 특정의 증점제 및 극성 용매를 마이크로에멀션에 첨가함으로써 보다 효과적인 수직 표면 점착용으로 제조될 수 있다.
증점제를 포함하는 적합한 마이크로에멀션을 제조하기 위해서, 용매상은 일단 알킬 에스테르의 일부를 보다 극성인 용매, 예컨대, 벤질 알콜, 에틸렌 글리콜 페닐 에테르, 프로필렌 글리콜 페닐 에테르, 1-헥사놀, 및 이들의 혼합물로 대체함으로써 더욱 극성이 되게 제조된다. 그러나 이러한 성분은 단독으로 셀룰로오즈성 검 증점제를 최종 마이크로에멀션에 완전히 용해되게 촉진하지 않는다. 또한 수성의 내부 상의 양을 증가시켜서, 연속적인 용매 상의 양을 증가시키는 것이 요구된다. 이러한 사항은 마무리된 마이크로에멀션 중의 셀룰로오즈성 검 증점제의 완전한 용해성을 유도할 뿐만 아니라, 및 안정한 마이크로에멀션을 형성시키는데 요구된 전체 유화제의 양의 감소를 유도한다.
본 발명에 의해서 사용될 수 있는 적합한 임의의 증점제는 일반적으로 저비점 폴리머이다. 이의 예에는 메틸 셀룰로오즈(MC), 미세결정상 셀룰로오즈(MCC), 포비돈(PVP), 선-젤라틴화된 전분(전분), 히드록실프로필 셀룰로오즈(HPC), 히드록실프로필 메틸셀룰로오즈(HPMC), 및 이들의 혼합물이 포함된다. 콜로이드성 융합된 실리카 및 소수성으로 개질된 점토가 또한 적합한 미립자 증점제이다. 특히 바람직한 증점제는 히드록시프로필 셀룰로오즈, 히드록시프로필 메틸셀룰로오즈, 및 이들의 혼합물이다. 사용시에, 증점제는 조성물의 중량을 기준으로 0.1 내지 1%, 바람직하게는 0.3 내지 0.5%의 양으로 존재한다.
이염기성 에스테르는 알칼리성 조건하에 가수분해되기 때문에, 경질 표면 세정 조성물의 pH가 약 9 미만, 바람직하게는 약 4 내지 약 8의 범위인 것이 필수적이다.
본 발명의 이염기성 에스테르 세정 조성물은 마이크로에멀션의 형태, 특히 오일 연속성 마이크로에멀션이며, 이러한 형태는 높은 수준의 열 안정성, 즉, 약 10 내지 약 70℃ 범위의 온도에서의 열 안정성의 추가의 이점을 제공한다. 그러나, 이러한 높은 수준의 열 안정성을 달성하기 위해서, 조성물 중의 이염기성 에스테르:물의 중량비는 약 1:5 내지 1:1, 바람직하게는 약 1:2 내지 1:2.5이다.
보조제가 본 발명의 사상을 벗어나지 않으면서 본 발명의 세정 조성물내로 혼입될 수 있다. 포함될 수 있는 적합한 보조제의 예는 양쪽성 계면활성제, 쯔비터이온성 계면활성제, pH 완충제, 부식 억제제, 염료, 향료, 효소, 보존제, 및 용해보조제(hydrotrope) 등을 포함하지만, 이로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 또 다른 구체예에 따르면, 본 발명은 경질 표면을 상기 개시된 조성물과 접촉시킴을 포함하여 경질 표면을 세정하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 세정 조성물은 산업적 및 소비자 사용 둘 모두에서의 모든 종류의 천연 및 합성 패브릭을 포함한 경질 및 다공성 표면으로부터 그리스, 오일, 잉크, 츄잉검, 및 페인트를 제거함을 포함하는 광범위하게 다양한 적용에 사용될 수 있지만, 이로 한정되는 것은 아니다. 상이한 형태의 적용예에는 천연 및 합성 솔을 지니는 브러시를 위한 물 세정 가능한 페인트 브러시 클리너(cleaner)로서 본 발명에 따른 세정 조성물의 사용이 포함되지만 이로 한정되는 것은 아니다. 또 다른 사용으로는 사람 피부 및 네일(nail)용의 클리너, 예컨대, 페인트, 그리스, 아교, 및 네일 오염물 등의 제거를 위한 손 및 손톱 클리너로서의 사용이 있다. 본 발명에 따른 세정 조성물은 또한 카펫 및 융단(rug)로부터 그리스, 오일 및 페인트를 제거하는 얼룩 클리너, 및 패브릭의 오염을 제거하기 위한 세탁용의 예비 얼룩 제거제로서 사용될 수 있다. 그 밖의 적용에는 강(steel) 및 콘크리트 표면, 예컨대, 그리스가 묻어 있는 휠 베어링 또는 차고 마루 및 오일 오염된 타이어 트랙 등으로부터 그리스, 예컨대, 리튬 및 몰리브덴 그리스를 제거함을 포함한다. 본 발명에 따른 세정 조성물은 또한 유전 굴착 플랫폼(off-shore oil drilling platform)의 콘크리트 및 금속 표면을 세정하는데 사용될 수 있다.
본 발명은 용이하게 생분해되며, 독성 및 휘발성이 낮고, pH가 중성이고, 주로 자연으로부터 유도되는 우수한 세정능력을 지닌 세정 조성물을 제공한다. 이러한 본 발명의 세정 조성물은 또한 향이 적으며 경질 표면을 세정하기에 아주 효과적이고, 8중량% 미만의 VOC 함량을 지닌다.
실시예
본 발명은 이하 기재되는 실시예에 의해서 보다 잘 이해될 것이며, 이러한 실시예는 본 발명을 단지 예시하고자 하는 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것이 아니다. 달리 명시되지 않는 한, 백분율은 중량을 기준으로 한다.
실시예
1
저 VOC 이염기성 에스테르 마이크로에멀션 세정 조성물은 완만하게 진탕시키면서 하기된 방법으로 하기 성분들을 조합함으로써 제조되었다:
임의적으로는, 적합한 증점제, 예컨대, 히드록시 프로필 메틸 셀룰로오즈 또는 융합된 실리카가 첨가될 수 있다. 셀룰로오즈성 증점제는 물에 첨가되어 나머지 성분을 첨가하기 전에 완전히 수화되어야 하며, 미립자 증점제는 최종 마이크로에멀션에 후첨가될 수 있다. 생성물은 요구되는 경우 스프레이될 수 있는 액체이며, 7.5%의 VOC 계산치를 지닌다.
성분
중량%
a) 물 49.5
b) 단쇄 보조계면활성제-디프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르(DPnB) 9.0
c) 단쇄 보조계면활성제-프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르(PnB) 7.5
d) 일차 유화제(오일 용해성)-LAS 산의 이소프로필아민 염(PRS) 9.0
e) 이차 유화제(물 용해성)-Na n-옥틸 설페이트(T-842, 42%) 4.0
f) 이염기성 에스테르-디메틸아디페이트 및 글루타레이트의 혼합물
(DBE-LVP) 21.0
100.0
공급처
도와놀(TM) DPnB(Dowanol (TM) DPnB) = 디프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르
도와놀(TM) PnB = 프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르
캘리멀스(TM) PRS(Calimulse (TM) PRS = 선형 알킬 벤젠 설폰산의 이소프로필 아민 염
텍사폰®842(Texapon® 842) = 나트륨 n-옥틸 설페이트, 42%
인비스타 (TM) DBE-LV(Invista(TM) DBE-LV) = 이염기성 에스테르(86% 디메틸 아디페이트, 14% 디메틸 글루타레이트)
실시예
2
저 VOC 이염기성 에스테르 마이크로에멀션 세정 조성물은 완만하게 진탕시키면서 하기된 방법으로 하기 성분들을 조합함으로써 제조되었다: 임의적으로는, 적합한 증점제, 예컨대, 히드록시 프로필 메틸 셀룰로오즈 또는 융합된 실리카가 첨가될 수 있다. 셀룰로오즈성 증점제는 물에 첨가되어 나머지 성분을 첨가하기 전에 완전히 수화되어야 하며, 미립자 증점제는 최종 마이크로에멀션에 후첨가될 수 있다. 생성물은 요구되는 경우 스프레이될 수 있는 액체이며, 7.5%의 VOC 계산치를 지닌다.
성분
중량%
a) 물 44.7
b) 단쇄 보조계면활성제-디프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르(DPnB) 9.0
c) 단쇄 보조계면활성제-프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르(PnB) 7.5
d) 일차 유화제(오일 용해성)-LAS 산의 이소프로필아민 염(PRS) 9.2
e) 이차 유화제(물 용해성)-Na n-옥틸 설페이트(T-842, 42%) 8.6
f) 이염기성 에스테르-디메틸 아디페이트 및 글루타레이트의 혼합물
(DBE-LVP) 21.0
100.0
Claims (25)
- 조성물 전체 중량을 기준으로,
(a) 1 내지 15 중량%의, C10 -14 알킬벤젠 설폰산의 하나 이상의 이소프로필아민 염을 포함하는 일차 유화제;
(b) 3 내지 50 중량%의 하나 이상의 이염기성 에스테르로부터 선택된 일차 용매;
(c) 1 내지 20 중량%의 하나 이상의 단쇄 보조계면활성제;
(d) 1 내지 5 중량%의 이차 유화제; 및
(e) 100 중량%까지의 나머지 물을 포함하는 마이크로에멀션 조성물. - 제 1 항에 있어서, 조성물이 테르펜을 함유하지 않음을 특징으로 하는 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 일차 유화제가 7 내지 10 중량%의 양으로 조성물에 존재하는 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 일차 용매가 18.0 내지 22.0 중량%의 양으로 조성물에 존재하는 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 일차 용매의 하나 이상의 이염기성 에스테르가 아디프산, 글루타르산, 옥살산, 말론산, 피멜산, 수베르산 또는 아젤라산, 또는 이들 산의 혼합물의 C1 -4 디알킬 에스테르로부터 선택되는 조성물.
- 제 5 항에 있어서, 하나 이상의 이염기성 에스테르가 메틸 에스테르인 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 일차 용매가 디메틸아디페이트, 디메틸 글루타레이트, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 단쇄 보조계면활성제가 7 내지 18 중량%의 양으로 조성물에 존재하는 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 단쇄 보조계면활성제가 프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르 또는 디프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르 또는 이들의 혼합물인 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 이차 유화제가 1.9 내지 3.6 중량%의 양으로 조성물에 존재하는 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 이차 유화제가 나트륨 옥틸 설페이트, 나트륨 데실 설페이트, 나트륨 라우릴 설페이트, 알콜 에테르 설페이트, 옥틸 폴리글루코시드, 데실 폴리글루코시드, 14 초과의 HLB 값을 지니는 알콜 에톡실레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물.
- 제 11항에 있어서, 이차 유화제가 나트륨 n-옥틸 설페이트인 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 1 내지 8 g/100ml의 수용성을 지니는 1 내지 15 중량%의 극성 용매를 추가로 포함하는 조성물.
- 제 13 항에 있어서, 극성 용매가 벤질 알콜, 프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르, n-헥산올, 글리콜 페닐 에테르, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물.
- 제 13 항에 있어서, 히드록시프로필 셀룰로오즈, 히드록시프로필 메틸셀룰로오즈, 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된 증점제를 조성물의 중량을 기준으로 0.1 내지 0.3 중량%의 양으로 추가로 포함하는 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 오일 연속성 마이크로에멀션의 형태인 조성물.
- 제 1 항의 조성물을 포함하는 스프레이 세정 조성물.
- 8% 미만의 VOC 계산치를 지니는 제 1 항에 따른 조성물을 포함하는 오븐 세정 조성물.
- 경질 표면을 조성물과 접촉시킴을 포함하여 경질 표면을 세정하는 방법으로서, 경질 표면을, 조성물 전체 중량을 기준으로,
(a) 1 내지 15 중량%의, C10 -14 알킬벤젠 설폰산의 하나 이상의 이소프로필아민 염을 포함하는 일차 유화제;
(b) 3 내지 50 중량%의 하나 이상의 이염기성 에스테르로부터 선택된 일차 용매;
(c) 1 내지 20 중량%의 하나 이상의 단쇄 보조계면활성제;
(d) 1 내지 5 중량%의 이차 유화제; 및
(e) 100 중량%까지의 나머지 물을 포함하는 조성물과 접촉시킴을 포함하여 경질 표면을 세정하는 방법. - 제 19 항에 있어서, 조성물이 테르펜을 함유하지 않음을 특징으로 하는 방법.
- 제 19 항에 있어서, 일차 용매의 하나 이상의 이염기성 에스테르가 아디프산, 글루타르산, 옥살산, 말론산, 피멜산, 수베르산 또는 아젤라산, 또는 이들 산의 혼합물로부터 선택되는 방법.
- 제 21 항에 있어서, 하나 이상의 이염기성 에스테르가 메틸 에스테르인 방법.
- 제 19 항에 있어서, 일차 용매가 디메틸아디페이트, 디메틸 글루타레이트, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 방법.
- 제 19 항에 있어서, 단쇄 보조계면활성제가 프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르 또는 디프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르 또는 이들의 혼합물인 방법.
- 제 19 항에 있어서, 이차 유화제가 나트륨 옥틸 설페이트, 나트륨 데실 설페이트, 나트륨 라우릴 설페이트, 알콜 에테르 설페이트, 옥틸 폴리글루코시드, 데실 폴리글루코시드, 14 초과의 HLB 값을 지니는 알콜 에톡실레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
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