DE2650278A1 - Verfahren zum maschinellen waschen und reinigen von festen werkstoffen unter verwendung phosphatarmer oder phosphatfreier wasch- und reinigungsmittel - Google Patents
Verfahren zum maschinellen waschen und reinigen von festen werkstoffen unter verwendung phosphatarmer oder phosphatfreier wasch- und reinigungsmittelInfo
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Description
4000 Düsseldorf, den 29, Okcuber 1976 Henkel &Cie GmbH
Henkelctxaß3 37 Patentabteilung
Patentanmeldung
D 5484 . " .
"Verfahren zum maschinellen Waschen und Reinigen von festen
Werkstoffen unter Verwendung phosphatarmer oder phosphatfreier Wasch- und Reinigungsmittel"
Zusatzanmeldung zur Patentanmeldung P 25 43 946.7 (D 4766)
Zusatzanmeldung zur Patentanmeldung P 25 43 946.7 (D 4766)
Gegenstand der deutschen Patentanmeldung P 25 43 946.7 ist ein
Verfahren zum maschinellen Waschen und Reinigen von festen Werkstoffen unter Verwendung phosphatarmer oder phosphatfreier
Wasch- und Reinigungslösungen in Gegenwart von wasserunlöslichen Kationenaustauschern, welche die Härtebildner des
VJacscrs und der Verunreinigungen zu binden vermögen, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kationenaustauscher ein Calciumbindevermögen
von mindestens 50 mg CaO/g aufweist und aus einer gegebenenfalls gebundenes Wasser enthaltenden Verbindung der
Formel
(Kat- - 0) . Me0O-, . (SiO0)
if Tl X ί i JL γ
besteht, in der Kat ein mit Calcium austauschbares Kation der Wertigkeit η, χ eine Zahl von 0,7 bis 1,5, Me Bor oder Aluminium
und y eine Zahl von 0,8 bis 6 bedeuten und daß die Waschflüssigkeit kontinuierlich oder zeitweilig über eine
Adsorptionsvorrichtung geleitet wird, die geeignet ist, den Kationenaustauscher von der Waschflüssigkeit abzutrennen.
Der Wasch- und Reinigungsprozeß kann gemäß Hauptanmeldung z.B. in der Weise vorgenommen werden, daß man zunächst das
Aluminiumsilikat gleichzeitig mit einem Wasch- und Reinigungsmittel bzw. im Gemisch mit diesem der Reinigungsflüssigkeit
zufügt und diese aluminiumsilikathaltige Waschlauge unmittelbar mit dem Substrat in Kontakt bringt. Das Aluminiumsilikat wird
denn während des Waschvorganges, spätestens jedoch vor Beginn des Nachspülens in der Adsorptionsvorrichtung gesammelt. Eine
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Blatt 2zur Patentanmeldung ü 5434 Patente und Literatur
weitere in der Hauptanmeldung aufgezeigte Möglichkeit besteht darin, daß man das Aluminiumsilikat bereits vor der Zugabe
des zu waschenden bzw. zu reinigenden Gutes in der Adsorptionsvorrichtung sammelt und damit einen unmittelbaren Kontakt des
zu reinigenden Gutes mit dem unlöslichen Ionenaustauscher ausschließt. Bei dieser Arbeitsv/eise erfolgt eine gewisse Vorenthärtung
der reinigungsmittelhaltigen Waschflüssigkeit, bevor sie rait dem zu reinigenden Material in Berührung kommt.
Es wurde nun gefunden, daß man das Waschergebnis noch weiter steigern kann, wenn man in der nachfolgend geschilderten Weisa
verfährt. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren nach Patentanmeldung P 25 43 946.7, dadurch gekennzeichnet, daß man
die Reinigungsflüssigkeit vor dem Zufügen der übrigen waschend
und reinigend wirkenden Verbindungen mit Hilfe des eingebrachten Äluminiumsilikates auf einen Härtegrad von nicht mehr als 7 dH
(70 mg CaO/Liter), vorzugsweise weniger als 5 dH (50 mg CaO/ Liter) enthärtet.
Unter den "übrigen waschend und reinigend wirkenden Verbindungen" sind die im Hauptpatent bzw. in der Patentanmeldung P 24 12
aufgeführten Komplexierungs- und Fällungsmittel, Tenside, Gerüstsubstanzen, Bleichmittel sov/ie Aktivatoren bzw. Stabilisatoren
für derartige Bleichmittel, Vergrauungsinhibitoren, Enzyme sowie v/eitere in Wasch- und Reinigungsmitteln üblicherweise enthaltenen
Zusatzstoffe zu verstehen. Das Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Verfahrens erstreckt sich ebenfalls auf die
im Hauptpatent genannten Gegenstände, insbesondere jedoch zum Waschen von Textilien.
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Blatt 2Γ zur Patentanmeldung D 5424 Patente und Literatur
Die der Wasch- und Reinigungsmittelzugabe vorausgehende Enthärtung
der Waschflüssigkeit kann in der Weise erfolgen, daß
man das Aluminiumsilikat, wie in der Hauptanmeldung beschrieben, dem in die Waschvorrichtung einströmenden Frischwasser zusetzt,
beispielsweise, indem man das Aluminiumsilikat in die Einspülvorrichtung einer Wasch- oder Geschirrspülmaschine eingibt
und durch wiederholtes Umpumpen der Flüssigkeit im Kreislauf in der Adsorptionsvorrichtung bzw. auf dem Filter sammelt. Man
kann auch die Reinigungsflüssigkeit im Kreislauf über einen in der Adsorptionsvorrichtung bereits angeordneten Aluminiumsilikat-Austauscher
leiten, v/obei dieser Austauscher, wie im Hauptpatent ausgeführt, als Pulver, Granulat oder auch in Form
einer Filterplatte bzw. Filterpatrone vorliegen kann. Je nach Menge und Beschaffenheit des Aluminiumsilikat-Austauschers bzw.
Härtegrad des Frischwassers ist im allgemeinen ein ein- bis fünfmaliges Umpumpen erforderlich, um den gewünschten Anfangshärtegrad der Waschflüssigkeit zu erzielen. Es kann auch so
verfahren werden, daß das Frischwasser unmittelbar aus der Entnahmeleitung zu dem Aluminiumsilikat-Austauscher geleitet
und somit bereits während des Einlaufens ganz oder teilweise enthärtet wird.
Während des Vorenthärtens kann das Substrat, beispielsweise
das Textilgut bzw. das zu reinigende Geschirr, sich bereits in der Wasch- und Reinigungsvorrichtung befinden. Als Vorteil
ergibt sich, daß oberflächlich anhaftende, leicht abspülbare Härtebildner gleichzeitig mit entfernt und an den Ionenaustauscher
gebunden werden. Es kann jedoch auch das Substrat erst nach beendeter Vorenthärtung des Frischwassers in die
Waschvorrichtung eingebracht werden, falls sich hierdurch arbeitstechnische Vorteile ergeben. Schließlich besteht auch die
Möglichkeit, die Wasch- und Reinigungsvorrichtung mit einem
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Blatt zur Patentanmeldung ü " Patente und Literatur ■
Vorratsbehälter zu versehen, in dem die für einen Reinigungsprozeß benötigte Frischwassermenge nach dem Enthärten bevorratet
wird und somit im Bedarfsfall sogleich zur Verfügung steht. Als "Frischwasser" kann in diesem Falle das letzte
beim vorhergehenden Waschvorgang anfallende Spülwasser dienen, wodurch eine zusätzliche Wasserersparnis erzielt wird.
Nach beendeter Vorenthärtung des Wassers auf einen Härtegrad von nicht mehr als 7 dH, vorzugsweise weniger als 5 dH
und insbesondere weniger als 3 °dH werden die übrigen Wasch- und Reinigungsmittelbestandteile bzv/. deren Gemische zugegeben und
der Prozeß, wie in der Hauptanmeldung beschrieben, durchgeführt. Vorzugsweise verfährt man dabei so, daß das in der Adsorptionsvorrichtung gesammelte Aluminiumsilikat nicht mehr unmittelbar
mit dem zu reinigenden Gut in Berührung kommt.
Die zur Ausübung des Verfahrens geeignete Vorrichtung besteht, wie im Hauptpatent angegeben, mindestens aus den folgenden
Elementen:
a) einem Wasch-, Reinigungs- oder Spülaggregat herkömmlicher oder modifizierter Bauart,
b) der mit einer Umwälzpumpe ausgerüsteten Umlaufleitung (Kreislaufsystem) und
c) einer in der Umlaufleitung angeordneten Adsorptionsvorrichtung (Filter) für den aus Aluminiumsilikat bestehenden
Ionenaustauscher.
Darüber hinaus haben sich für die Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens die folgenden Anordnungen bewährt:
d) eine Zuführung für den Frischwasserzulauf, die mit der
Adsorptionsvorrichtung verbunden ist und
e) eine in der Umlaufleitung angeordnete Eingabe- bzw. Dosierungsvorrichtung für das Wasch- und Reinigungsmittel.
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Blatt P zur Patentanmeldung D 5 4 8 4 Patente und Literatur -
Abbildung I zeigt ein Fließschema. Die Anordnung besteht aus dem Wasch- und Reinigungsaggregat (1), einem Zulauf für das
Frischwasser (2), einem Ablauf (3), der Ringleitung (4), der
Umwälzpumpe (5) und dem Adsorptionsgefäß bzw. Filter (6) sowie
einer an der Ringleitung angeschlossenen Zugabevorrichtung für das Wasch- und Reinigungsmittel (7). Abbildung II veranschaulicht
eine Ausführungsform, bei der über ein zusätzliches Ventil (8) und eine Zweigleitung (9) die Hauptmenge der umgewälzten
Reinigungsflüssigkeit unmittelbar wieder in das Reinigungsaggregat zurückgeführt und nur ein Teilstrom über das
Filter geleitet wird. Diese Anordnung ist für solche Reinigungsaggregate vorgesehen, bei denen die mechanische Bearbeitung
des zu reinigenden Gutes durch die umgewälzte Reinigungslauge
mittels fest oder beweglich angeordneter Spritzdüsen erfolgt,
wie es z.B. bei Geschirrspülmaschinen und Waschvorrichtungen mit hängend angeordneten Textilien üblich ist. Ein im Hauptstrom
angeordnetes Filter würde in diesen Fällen der Reinigungslauge einen zu hohen Strömungswiderstand entgegensetzen.
Das Ventil (9) kann dabei auch intermittierend betrieben werden. In kontinuierlich arbeitenden Wasch- und Sprühanlagen
können auch zwei oder mehr Adsorptionsvorrichtungen, die mit wahlweise zu betätigenden Absperr- und Entleerungsvorrichtungen
ausgerüstet sind, angeordnet sein. Es können dann jeweils die Filter mit erschöpftem Austauscher ausgewechselt werden, ohne
daß der Reinigungsprozeß unterbrochen werden muß.
Abbildung III zeigt eine Anordnung, die mit einem Vorratsbehälter
(10) , einer mit einem Ventil versehenen Zuführungsleitung (11) und einer gleichfalls mit einem Ventil ausgerüsteten Rückführungsleitung
(12) ausgestattet ist. Ein Teil des Spülwassers,
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Henke! &Cie GmbH
Blatt/O zur Patentanmeldung ü -»·*»--' Patente und Literatur
beispielsweise aus dem letzten Nachspülgang, kann über die Leitung (11) in den Behälter (10) gepumpt und diesem bei Bedarf
entnommen und über die Rückführungsleitung (12) in die Ringleitung
(4) und die Adsorptionsvorrichtung (6) in das Waschaggregat
(1) eingespeist werden.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Anordnungen beschränkt. Diese können vielmehr in beliebiger Weise ergänzt
und abgewandelt werden.
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Blatt V zur Patentanmeldung ü -5.-4 Patente und Literatur
Beispiele 1 - 3
Verwendet wurde ein Aluminiumsilikat/ das ähnlich der unter A 1 in der Hauptanmeldung angegebenen Vorschrift hergestellt worden
war und eine Partikelgröße von 20 bis 70 u mit einem Maximum
bei 30 - 50 μ aufwies. Die Waschversuche v/urden in einer Trommelwaschmaschine
mit horizontal gelagerter Waschtrommel entsprechend der Anordnung gemäß Abbildung I der vorliegenden Anmeldung unter
Verwendung eines Filters gemäß Abbildung IV der Hauptanmeldung durchgeführt (vgl. Beispiele 1-3 der Hauptanmeldung). Dieses
Aluminiumsilikat wurde zusammen mit 10 Gew.-% Diatomeenerde, die
als Filtrierhilfsmittel diente, in das Filter eingebracht. Anschließend wurde die Waschmaschine mit 3 kg sauberer Füllwäsche
sowie je zwei Textiiproben (20 χ 20 cm) aus Baumwolle (B), ausgerüsteter
Baumwolle (a.B.) und einem Mischgewebe aus 50 % Polyester und 50 % ausgerüsteter Baumwolle (P.a.B.) beschickt,
wobei die Textiiproben künstlich mit Hautfett, Kaolin, Eisenoxidschwarz und Ruß angeschmutzt waren.
Das zugeführte Leitungswasser (Menge 20 1, Härtegrad 16 °dH)
wurde unmittelbar beim Einspeisen über das mit Aluminiumsilikat beschickte Filter geleitet und anschließend noch weitere 10
Minuten im Kreislauf geführt. Danach betrug der Härtegrad weniger als 4 dH. Anschließend wurde das Waschmittel zugesetzt
und die Waschlauge auf 90 0C erwärmt. Während des 40 Minuten
dauernden Waschens wurde die Waschlauge im Kreislauf geführt und das Umpumpen nach jeweils 2 Minuten für einige Sekunden
unterbrochen, um durch den entstehenden Rückstau den Filterinhalt zu lockern und damit ein Zusetzen des Filters zu unterbinden.
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Blatt ο zur Patentanmeldung D 5484 *?&¥$■%$*& UJeratur
Es kamen die folgenden Waschmittelbestandteile und Zusatzstoffe in g/l Waschlauge zum Einsatz:
0,5 Na-n-Dodecylbenzolsülfonat
0,17 Talgalkohol, äthoxyliert (14 Mol Ethylenoxid)
0,27 Na-Seife (Talgseife zu Behenatseife 1:1)
0,015 Na-Äthylendiaminotetraacetat (EDTA)
0,25 Na-Silikat (Na2 : SiO2 : 1 : 3,3)
0,11 Na-Carboxymethylcellulose (Na-CMC)
2,0 Natriumperborat-tetrahydrat
0,15 Magnesiumsilikat
0,2 Natriumsulfat
woböi folgende Zusätze verv/endet wurden:
a) 3,5 Na-Tripolyphosphat
b) - keine weiteren Zusätze
c) 0,4 Na-Tripolyphosphat (TPP)
d) 0,4 TPP
0,4 Na-Citrat
e) 5,0 Aluminiumsilikat
f) 5,0 Aluminiumsilikat 0,4 TPP
g) 5,0 Aluminiumsilikat 0,4 TPP
0,4 Na-Citrat
Nach Abpumpen der Waschlauge wurde 4mal mit Leitungswasser nachgespült und abschließend trocken geschleudert. Die photometrisch
bestimmte prozentualen Remissionswerte der Textilproben sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengestellt. Die
Abkürzung P bedeutet Phosphat.
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Blatt ' zur Patentanmeldung D
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| Rezeptur | Charakterisierung | B | % Remission | P.a.B |
| 79 | a.B | 67 | ||
| a | Vergleich, P-reich | 57 | 70 | 52 |
| b | Vergleich, P-frei | 55 | 57 | 52 |
| C | Vergleich, P-arm | 57 | 57 | 54 |
| d | Vergleich, P-arm | 79 | 58 | 64 |
| e | Beispiel 1, P-frei | 80 | 71 | 67 |
| f . | Beispiel 2, P-arm | 80 | 73 | 71 |
| Beispiel 3, P-arm | 73 | |||
Beispiele 4-6
Die Versuche gemäß Beispiel 1-3 wurden unter Verwendung eines
Wirbalbettfilters gemäß Abbildung V der Hauptanmeldung wiederholt,
wobei ebenfalls das Aluminiumsilikat vor Versuchsbeginn in dieses Filter eingeführt wurde. Nach dem Vox-enthärten betrug
die Resthärte des Wassers weniger als 3 dH. Das Umpumpen der Waschlauge erfolgte kontinuierlich während des gesamten Waschvorganges.
Der Durchsatz betrug 12 Liter pro Minute, die Waschzeit 40 Minuten. Die übrigen Versuchsbedingungen wurden
beibehalten. Die Ergebnisse finden sich in Tabelle 2.
| Beispiel | Rezeptur | Gerüstsubstanz | % Remission | a.B | P.a.B |
| B | 80 | 67 | |||
| - - | a | ohne Al-SiI., P-reich | 79 | 58 | 54 |
| - | b | ohne Al-SiI., P-frei | 57 | 58 | 54 |
| - - | C | ohne Al-SiI., P-arm | 55 | 58 | 56 |
| . ■ - | d | ohne Al-SiI., P~arm | 57 | 73 | 71 |
| 4 | b | mit Al-SiI., P-frei | 80 | 74 | 73 |
| 5 | C | mit Al-SiI., P-arm | 82 | 74 | 73 |
| 6 | . d | mit Al-SiI., P-arm | 82 |
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Beispiele 7-9
In den Waschmittelrezepturen gemäß Beispiel 1 bis 6 wurde das Na-n-Dodecylbenzolsulfonat durch die gleiche Menge an äthoxyliertera
Oxoalkohol (C14-C17 mit 12 Mol Äthylenoxid} und der
Talgalkohol mit 14 Mol Äthylenoxid durch einen solchen mit 5 Mol Äthylenoxid ersetzt. Diese ausschließlich nichtionische
Tenside enthaltenden Waschmittelrezepturen (mit b', c' und d1
bezeichnet) eignen sich besonders für phosphatarme Waschmittel sowie für pflegeleichte Textilien aus ausgerüsteter Baumwolle
sowie Mischgewebe. Die übrigen Versuchsbedingungeh waren die gleichen wie in den Beispielen 4-6. Die Ergebnisse der Waschversuche
sind in der Tabelle 3 aufgeführt.
| Beispiel | Rezeptur | Gerüstsubstanz | % B |
Remiss a.B. |
ion P.a.B. |
| — | bf | ohne Al-SiI., P-frei | 79 | 68 | 60 |
| - | C1 | ohne Al-SiI., P-arm | 80 | 71 | 74 |
| — | d1 | ohne Al-SiI., P-arm | 80 | 72 | 75 |
| 7 | b1 | mit Al-SiI., P-frei | 82 | 78 | 78 |
| 8 | C1 | mit Al-SiI., P-arm | 83 | 79 | 78 |
| 9 | d1 | mit Al-SiI., P-arm | 83 | 78 | 79 |
unter Verwendung einer Bottichwaschmaschine mit Wirbelbettfilter
gemäß Abbildung V und VII der Hauptanmeldung wurden
die Versuche 4 und 7 unter Verwendung der phosphatfreien Waschmittelrezeptur b1 und des Aluminiumsilikats wiederholt.
Vor Beginn des Waschens wurde das Frischwasser durch Umpumpen während 10 Minuten auf einen Härtegrad von 4,5 °dH enthärtet.
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BlattV" zur PatentanmeMi 'ng D 5 4 ίί 4
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Während des Waschvorganges (40 Minuten bei 90 C) wurde die Lauge jeweils für 2 Minuten über das Filter gepumpt und dann
das Umwälzen für jeweils 15 Sekunden unterbrochen. Die durchschnittliche
Förderleistung betrug 8 Liter pro Minute. Die übrigen Versuchsbedingungen wurden unverändert beibehalten.
Nach dem Abfließen der Lauge wurde dreimal mit Leitungswasser
nachgespült.
Die Ergebnisse finden sich in Tabelle 5.
| Rezeptur (P-frei) | % B. |
Remissio a.B. |
η P.a.B. |
| b anionisch, ohne Al-Silikat | 57 | 58 | 54 |
| b anionisch, mit Al-Silikat | 81 | 76 | 75 |
| b1 nichtionische, ohne Al-SiI. | 79 | 72 | 73 |
| b1 nichtionische, mit Al-SiI. | 83 | 82 | 79 |
Ein Vergleich der Ergebnisse mit den entsprechenden Beispielen der Hauptanmeldung zeigt in allen Fällen eine weitere Verbesserung
des Waschergebnisses.
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Claims (5)
1.)Verfahren zum maschinellen Waschen und Reinigen von festen
Werkstoffen unter Verwendung phosphatarmer oder phosphatfreier Wasch- und Reinigungslösungen in Gegenwart von wasserunlöslichen
Kationenaustauschern, welche die Härtebildner des Wassers und der Verunreinigungen zu binden vermögen, wobei
der Kationenaustauscher ein Calciumbindevermögen von mindestens 50 mg CaO/g aufweist und aus einer gegebenenfalls gebundenes
Wasser enthaltenden Verbindung der Formel
(Kat2/n0)x * A12°3 * (si02>y
besteht, in der Kat ein mit Calcium austauschbares Kation der Wertigkeit η, χ eine Zahl von 0,7 bis 1,5 und y eine Zahl von
0,8 bis 6 bedeuten und die Waschflüssigkeit kontinuierlich oder zeitiveilig über eine Adsorptionsvorrichtung geleitet wird, die
geeignet ist, den Kationenaustauscher von der Waschflüssigkeit abzutrennen nach Patent (Patentanmeldung P 25 43 946.7)
dadurch gekennzeichnet, daß man die Waschflüssigkeit vor dem
Zufügen der übrigen waschend und reinigend wirkenden Verbindungen mit Hilfe des eingebrachten Aluminiumsilikates auf einen Härtegrad
von nicht mehr als 7 °dH (70 mg CaO/Liter), vorzugsweise weniger als 5 °dH (50 mg CaO/Liter) enthärtet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
die einzuspeisende Waschflüssigkeit durch die mit dem Aluminiumsilikat beschickte Adsorptionsvorrichtung führt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschflüssigkeit vor Einbringen der übrigen waschend
und reinigend wirkenden Verbindungen im Kreislauf durch die mit Alum.iniumsilikat beschickte Adsorptionsvorrichtung führt.
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Blatt*^ zur Patentanmelcing 3 -^484 Patente und Literatur
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Waschflüssigkeit vor dem Zufügen der übrigen waschend und reinigend wirkenden Verbindungen auf einen Härtegrad
von weniger als 3 ° dti (30 mg CaO/Liter) enthärtet.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem Enthärten die sonstigen waschend und reinigend
wirkenden Verbindungen im Bereich der Ringleitung in die im Kreislauf geführte Waschflüssigkeit einführt.
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Priority Applications (13)
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