DE60020758T2 - Tarnmaterial - Google Patents
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Description
- Diese Erfindung betrifft anpassungsfähiges Material. Insbesondere betrifft die Erfindung Materialien, die imstande sind, sich an ihre Umgebung anzupassen oder an ihre Umgebung angepasst zu werden. Anpassungsfähige Materialien dieser Art können zum Beispiel als Tarnung verwendet werden.
- Die Vorteile von Materialien, die mit ihrer Umgebung verschmelzen, sind seit langem erkannt worden. Die US-A-5281451, deren Inhalt als Grundlage für den Oberbegriff der Ansprüche 1 und 14 genommen wird, offenbart ein ultraleichtes Tarnnetzsystem, das zum taktischen Verbergen von Objekten und Ausrüstung geeignet ist. Jedoch besteht ein Problem mit den meisten der konventionellen Materialien dieser Art darin, dass sie nicht imstande sind, sich an eine Veränderung der Umgebung anzupassen. Zum Beispiel kann konventionelle grüne oder braune Tarnung ihren Zweck nach starkem Schneefall nicht erfüllen, wenn die Umgebung weiß wird. Auch kann eine wirkungsvolle Tarnung zu einem Hindernis statt zu einem Vorteil werden, wenn der Träger eines Tarnanzugs gerettet werden muss.
- Die vorliegende Erfindung betrifft Materialien, die an ihre Umgebung angepasst werden können, hier als "anpassungsfähige Materialien" bezeichnet. Es ist vorgeschlagen worden, dass anpassungsfähige Materialien auf der Verwendung von Chemikalien basieren, welche die Farbe unter gewissen Bedingungen wechseln, entweder äußerlichen (z.B. Temperatur) oder unter der Steuerung einer menschlichen Bedienungsperson. Diese Materialien können in der Herstellung teuer sein, sind jedoch manchmal beim Farbwechsel langsam und können begrenzte Lebensdauern aufweisen. Die vorliegende Erfindung mildert diese Probleme, während sie ein Material bereit stellt, das ausreichend flexibel ist, um einen Teil eines Bekleidungsstücks zu bilden.
- Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein anpassungsfähiges Material bereit gestellt, umfassend eine Schicht, eine Mehrzahl von Elementen mit Bereichen mit verschiedenen elektromagnetische Strahlung absorbierenden und/oder reflektierenden Eigenschaften, die beweglich auf oder in der Schicht festgehalten werden, so dass Teile der Elemente durch Öffnungen in der Schicht sichtbar sind, wenn das Material in einer Richtung senkrecht zur Ebene der Schicht betrachtet wird, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, um die Elemente in Bezug zu der Schicht so zu bewegen, dass verschiedene Teile derselben durch die Öffnungen sichtbar werden, wodurch bei Betrachtung in der besagten Richtung das Gesamterscheinungsbild des Materials im sichtbaren oder unsichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums verändert wird.
- Die Schicht und die Elemente sind vorzugsweise so angeordnet, dass diejenigen Teile der Elemente, die in einer beliebigen gegebenen Position der Elemente in Bezug zu der Schicht sichtbar sind, dieselben elektromagnetisch absorbierenden und/oder reflektierenden Eigenschaften aufweisen (nachfolgend als "optische Eigenschaften" bezeichnet). So können zum Beispiel in einem beliebigen gegebenen Zeitpunkt diejenigen Teile der Elemente, die sichtbar sind, alle grün oder alle braun sein, und daher kann sich das Gesamterscheinungsbild der Schicht von grün in braun verändern, wenn die Elemente in Bezug zu der Schicht bewegt werden.
- Die Elemente sind vorzugsweise langgestreckt und sind in Bezug zu der Schicht durch Drehung um ihre eigene Achse beweglich. Die Elemente können wendel- oder schraubenförmig oder im Wesentlichen zylindrisch sein, wobei die Bereiche, die verschiedene optische Eigenschaften aufweisen, vorzugsweise als Streifen angeordnet sind, die sich der Länge nach entlang der Elemente erstrecken, so dass man, während ein Element gedreht wird, nacheinander verschiedene Bereiche sehen kann.
- Vorzugsweise weist jedes Elemente mindestens drei, bevorzugter drei oder vier Bereiche auf, die verschiedene optische Eigenschaften besitzen. Wenn zum Beispiel jedes Element drei solche Bereiche aufweist, kann das Gesamterscheinungsbild der Schicht drei verschiedene Formen annehmen (z.B. grün, sandfarben und weiß gefärbt).
- Die Schicht in dem Material der Erfindung umfasst vorzugsweise eine Reihe von Röhren, die im Wesentlichen in einer Linie entlang ihrer Längsränder verbunden sind, wobei jede Röhre imstande ist, als Gehäuse für ein Farbwechselelement zu dienen. Die Schicht ist vorteilhafterweise aus einem Textilerzeugnis bzw. Gewebe und kann als doppellagiges Textilerzeugnis hergestellt werden, wobei die Verbindungen zwischen den Röhren entweder bei einem Teil des Verfahrens gebildet werden, bei dem das Textilerzeugnis gebildet wird (z.B. durch Wirken oder Weben) oder durch Verkleben der beiden Lagen miteinander, nachdem das doppellagige Textilerzeugnis hergestellt worden ist.
- Die Schicht umfasst Öffnungen, durch welche die Elemente sichtbar sind. Vorzugsweise sind die Öffnungen in einer schachbrettartigen Anordnung auf der Schicht angeordnet. Indem man die Öffnungen in einer schachbrettartigen Anordnung vorsieht, kann der Einfluss der Farbe der Schicht selbst auf das Gesamterscheinungsbild des Materials minimiert werden, wodurch der Beitrag zum Erscheinungsbild des Materials, der von den Elementen kommt, maximiert wird. Die Schicht weist vorzugsweise eine neutrale Farbe auf, wie einen Ton von hellem Braun oder Grau, so dass wiederum der Einfluss der Schicht auf das Gesamterscheinungsbild des Materials minimiert wird.
- Die Öffnungen in der Schicht werden im Allgemeinen bei einem Teil des Verfahrens zur Herstellung der Schicht gebildet und befinden sich vorzugsweise nur auf einer Seite der Schicht (obwohl sie sich auf beiden Seiten der Schicht befinden könnten). Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der die Schicht aus einem Gewebe besteht, werden die Öffnungen in der Schicht durch Zwischenräume zwischen Gruppen von Schussfäden gebildet. Indem man Gruppen von Schussfäden verwendet, die über und unter den Kettfäden hinweg treten, und benachbarte Gruppen von Schussfäden um 180° phasenversetzt zueinander anordnet, kann eine schachbrettartige Anordnung von Öffnungen erzeugt werden.
- Die Einrichtung zum Bewegen der Elemente in Bezug zu der Schicht umfasst vorzugsweise eine Stange, die entlang des Randes der Schicht im Wesentlichen senkrecht zu den Elementen verläuft. Durch eine translatorische Bewegung der Stange entlang ihrer Achse oder durch eine rotatorische Bewegung um ihre Achse kann man dann die Elemente sich zusammen bewegen lassen. Geeignete Verfahren zum Umwandeln der Bewegung der Stange in eine Bewegung der Elemente sind dem Fachmann wohlbekannt. Die Elemente können sich ganz um ihre Längsachsen drehen, oder nur teilweise. Die Elemente können von einer menschlichen Bedienungsperson bewegt werden, oder vorzugsweise automatisch, ansprechend auf eine Veränderung der Umgebungsbedingungen (z.B. wird die Bewegung der Elemente durch einen Licht- oder Temperatursensor bewirkt).
- Die Elemente können Lücken darin aufweisen, die es ermöglichen, das anpassungsfähige Material als Material für ein veränderliches Klima zu verwenden, zum Beispiel Bekleidung. Wenn die Lücke ganz oder teilweise mit der Öffnung zusammenfällt, kann so Luft, Feuchtigkeit und/oder Wärme zu dem oder von dem Träger übertragen werden, womit ein Material bereit gestellt wird, das seine Wärmeisoliereigenschaften entsprechend seiner Umgebung anpassen kann.
- Dort, wo die Element wendel- bzw. schraubenförmig sind, ist eine rotatorische und translatorische Bewegung erforderlich, um in der Öffnung einen Teil des Elements freizulegen, der andere optische Eigenschaften aufweist. Jedoch kann auch eine rotatorische oder translatorische Bewegung allein nützlich sein, weil dies die Wirkung haben kann, dass eine Lücke in der Wendel mit der Öffnung zur Deckung gebracht wird, vorzugsweise auf beiden Seiten der Schicht gleichzeitig, womit ein Durchlass für Luft durch das Material bereit gestellt wird. Somit können insbesondere Elemente, die wendelförmig sind, ein Material bereit stellen, das hinsichtlich seiner optischen Eigenschaften angepasst werden kann, wobei es auch imstande ist, seine Durchlässigkeit zu verändern.
- Die Bereiche auf den Elementen, die verschiedene optische Eigenschaften aufweisen, werden vorzugsweise aus Bereichen gewählt, die grün, sandfarben, braun oder weiß gefärbt sind, und/oder Bereichen, die fluoreszierend, zurückreflektierend, Radar- und/oder Infrarot-reflektierend und/oder -absorbierend sind. Die optischen Eigenschaften können sich aufgrund der Eigenschaften der Substanz ergeben, aus der die Elemente hergestellt sind, oder können durch eine Beschichtung bereit gestellt werden, die auf die Elemente aufgebracht wird.
- Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein anpassungsfähiges Material bereit gestellt, das eine Schicht und eine Mehrzahl von Durchlässigkeitsveränderungselementen umfasst, die so auf oder in der Schicht festgehalten werden, dass Teile der Elemente benachbarte Öffnungen in der Schicht sind, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, um die Elemente in Bezug zu der Schicht so zu bewegen, dass verschiedene Teile derselben zu den Öffnungen benachbart werden, wodurch die Gesamtdurchlässigkeit des Materials verändert wird.
- Ein oder mehrere der Teile können ein Luftspalt sein. Andere bevorzugte oder alternative Merkmale sind oben erwähnt.
- Das Material der Erfindung kann so hergestellt werden, dass es flexibel ist, und ist daher besonders nützlich für ein Bekleidungsstück, z.B. einen Tarnanzug. Das Material kann das gesamte oder nur einen Teil des Bekleidungsstücks bilden. Alternativ kann das Material einen Tarnüberzug bilden, zum Beispiel für stationäre oder bewegliche Ausrüstung oder Maschinen, wie sie bei militärischen Aktivitäten verwendet werden.
- Andere Verwendungen des Materials schließen Anzeigen ein, wie Reklamewände, die verändert werden können, um verschiedene Werbungen darzustellen, Straßenschilder und Kleidungsstücke, welche die Sichtbarkeit des Trägers verbessern, z.B. Jacken für Arbeiter oder Radfahrer.
- Die Erfindung wird nun lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
-
1 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht von anpassungsfähigem Material gemäß der Erfindung ist; -
2 eine Draufsicht auf anpassungsfähiges Material der Erfindung ist; -
3 eine perspektivische Ansicht eines zylindrischen Elements zur Verwendung in dem Material der Erfindung ist; -
4 eine schematische Stirnseitenansicht des in3 dargestellten zylindrischen Elements ist; -
5 eine schematische Ansicht eines wendelförmigen Elements zur Verwendung in dem Material der Erfindung ist; und -
6 schematisch ein Stück Kleidung zeigt, das anpassungsfähiges Material der Erfindung enthält. - Bezug nehmend auf
1 umfasst anpassungsfähiges Material1 eine Schicht in Form einer Reihe von untereinander verbundenen Röhren2 . Die Schicht basiert vorzugsweise auf einem gewebten oder gewirkten doppellagigen Textilerzeugnis, obwohl die Schicht gleichfalls auf andere Weise aus anderen Materialien konstruiert werden könnte (z.B. aus Kunststoffschichtmaterial). Die Röhren2 werden aus dem doppellagigen Textilerzeugnis gebildet, indem man eine Lage Textilerzeugnis in regelmäßigen Abständen über die Schicht hinweg mit der anderen verbindet; diese Verbindung der Lagen des doppellagigen Textilerzeugnisses findet vorzugsweise als Teil des Web- oder Wirkverfahrens zur Herstellung des Textilerzeugnisses statt, kann jedoch auf andere Weise bewirkt werden (z.B. indem man die beiden Lagen wärmeverschweißt oder anderweitig zusammenklebt). Das Schichtmaterial ist so konstruiert, dass jede Röhre2 eine Mehrzahl von Öffnungen3 auf mindestens einer Seite des Schichtmaterials aufweist. Die Öffnungen3 werden vorzugsweise während des Web- oder Wirkverfahrens zur Herstellung des doppellagigen Textilerzeugnisses gebildet, können jedoch auch gebildet werden, nachdem die Schicht erzeugt worden ist (z.B. durch Hindurchschneiden durch eine Lage der Schicht). Dort, wo das Schichtmaterial gewebt ist, können die Öffnungen3 durch Lücken zwischen Gruppen von Fäden in Schussrichtung hergestellt werden, wobei die Gruppen von Fäden über eine erste Röhre2 hinweg und dann unter ihrer nächstbenachbarten Röhre2 hindurch treten. Auf diese Weise kann eine schachbrettartige Anordnung von Öffnungen3 (wie in1 dargestellt) erreicht werden. - Die Elemente
4 sind so in den Röhren2 untergebracht, dass man durch die Öffnungen3 hindurch im Abstand entlang der Länge der Elemente angeordnete Teile derselben sehen kann. Die Elemente4 sind in Bezug zu den Röhren2 durch Drehung in den Röhren2 oder durch Verschiebung in die Röhren2 und aus diesen heraus beweglich. - Wie in den
3 bis5 dargestellt, sind die Elemente4 ,4a langgestreckt und sind bevorzugt im Wesentlichen zylindrische Elemente4 (3 und4 ) oder wendelförmige Elemente4a (5 ). Die Elemente4 ,4a besitzen Oberflächen, die verschiedene auf sie aufgebrachte Beschichtungen aufweisen, wobei jede Beschichtung verschiedene elektromagnetische Strahlung absorbierende und/oder reflektierende Eigenschaften (z.B. verschieden Farben) aufweist, wobei die verschiedenen Beschichtungen in den Figuren durch eine unterschiedlich schraffierte oder gepunktete Schattierung dargestellt sind. Die verschiedenen Beschichtungen auf dem zylindrischen Element4 sind als Streifen entlang der Länge des Elements4 angeordnet. In4 ist eine schematische Stirnseitenansicht des Elements4 dargestellt, das drei verschiedene optische Beschichtungen aufweist; die drei Beschichtungen sind als Streifen entlang der Länge des Elements angeordnet, wobei jeder Streifen die äußere Oberfläche eines ungefähr 120°-Segments des Elements4 bildet. - Das in
5 dargestellte wendelförmige Element4a weist um seine Wendel herum drei verschiedene optische Beschichtungen auf. Das wendelförmige Element4a kann durch Aufwickeln eines Streifens von Material (z.B. Kunststoffmaterial) gebildet werden, der eine Reihe von Bändern mit verschiedenen optischen Eigenschaften aufweist. Alternativ kann das wendelförmige Element4a durch Aufbringen von Beschichtungen auf eine vorgeformte Wendel erzeugt werden. - Obwohl die in den
3 bis5 dargestellten Elemente4 ,4a drei Beschichtungen auf ihrer Oberfläche aufweisen, wird ersichtlich, dass sie in gleicher Weise eine andere Anzahl von Beschichtungen aufweisen könnten, z.B. zwei, vier oder mehr als vier. - Mit Bezugnahme auf
2 umfasst das Material1 eine Stange5 , welche die Elemente4 in Bezug zu den Röhren2 bewegt. Verbinder6 bewirken, dass eine Bewegung der Stange5 in eine Bewegung der Elemente4 in Bezug zu den Röhren2 übersetzt wird, und können, wenn die Elemente4 zylindrisch sind, einfach Bolzen sein, die drehbar an der Stange5 befestigt sind und an einem von der Achse der Elemente4 in einem radialen Abstand angeordneten Punkt drehbar an den Elementen4 befestigt sind. - Auf diese Weise bewirkt eine translatorische Bewegung der Stange
5 in einer Richtung entlang ihrer Länge, dass sich die Elemente4 innerhalb der Röhren2 drehen, und verändert diejenigen Teile der Elemente4 , die durch die Öffnungen3 hindurch sichtbar sind. Vorzugsweise werden sämtliche der Elemente4 ,4a gleichzeitig bewegt, so dass diejenigen Teile der Elemente4 ,4a , die durch die Öffnungen3 hindurch sichtbar sind, nachdem die Elemente4 ,4a bewegt worden sind, alle optische Eigenschaften aufweisen, die sich von denjenigen der anfänglich sichtbaren Teile der Elemente4 ,4a unterscheiden. Das Gesamterscheinungsbild der Schicht kann daher durch Bewegen der Stange5 verändert werden, und diese Wirkung wird durch eine schachbrettartige Anordnung der Öffnungen3 verstärkt, wie in2 dargestellt. Die Veränderung der optischen Eigenschaften kann weiter verbessert werden, insbesondere dort, wo sie eine Veränderung der Farbe betrifft, indem man dem Hintergrund-Schichtmaterial (d.h. denjenigen Teilen der Röhre, die nicht Öffnungen sind) eine relativ neutrale Farbe gibt, z.B. einen hellen Braun- oder Grauton. - Die Einrichtung zum Bewegen der Stange
5 ist in2 nicht dargestellt. Jedoch könnte diese einfach ein von Hand betätigter Griff, ein Bimetallstreifen oder ein Elektromotor sein, der durch einen für eine Veränderung der Umgebung empfindlichen Detektor ausgelöst wird (z.B. aktiviert durch eine Veränderung der Temperatur oder Lichtintensität). - Wenn in dem in
2 dargestellten Material wendelförmige Elemente4a verwendet werden, müssen die Verbinder6 so angepasst werden, dass ein Teil der Wendel durch die Öffnungen3 hindurch sichtbar bleibt. Daher werden die Verbinder5 so angepasst (z.B. durch einen Stift, der mit der Wendel in Eingriff tritt), dass eine Bewegung der Stange5 bewirkt, dass das Element4a sich innerhalb der Röhren2 sowohl dreht und sich translatorisch entlang der Länge der Röhren2 bewegt. Wenn jedoch die Elemente4a einfach gedreht werden, überlappen sich Lücken in der Wendel mit Öffnungen3 , wodurch die Schicht mit einer größeren Durchlässigkeit (z.B. für Luft) versehen wird; diese Fähigkeit, die Durchlässigkeit der Schicht zu verändern, kann wichtig sein, und daher sind die Stange5 und die Verbinder6 bevorzugt angepasst, um eine Drehbewegung allein oder eine Dreh- und Translationsbewegung zusammen der Elemente4a in den Röhren2 zu ermöglichen. -
6 zeigt ein Stück Kleidung, eine Jacke7 , die anpassungsfähiges Material1 einschließt. In der Figur ist das Material1 als ein einzelnes Feld in oder über der Jacke7 ausgebildet. Jedoch könnte die Jacke7 in gleicher Weise eine Mehrzahl von verschiedenen Feldern auf verschiedenen Teilen der Jacke7 umfassen.
Claims (18)
- Anpassungsfähiges Material (
1 ) umfassend eine Schicht (2 ), eine Mehrzahl von Elementen (4 ;4a ) mit Bereichen mit verschiedenen elektromagnetische Strahlung absorbierenden und/oder reflektierenden Eigenschaften, die beweglich auf oder innerhalb der Schicht (2 ) festgehalten werden, so dass Teile der Elemente durch Öffnungen (3 ) in der Schicht (2 ) sichtbar sind, wenn das Material (1 ) in einer zur Ebene der Schicht senkrechten Richtung betrachtet wird, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (5 ,6 ), um die Elemente in Bezug zu der Schicht so zu bewegen, dass verschiedene Teile derselben durch die Öffnungen sichtbar werden, wodurch bei Betrachtung in der besagten Richtung das Gesamterscheinungsbild des Materials in einem sichtbaren oder unsichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums verändert wird. - Anpassungsfähiges Material nach Anspruch 1, bei dem die Schicht (
2 ) und die Elemente (4 ;4a ) so angeordnet sind, dass die Teile der Elemente, die in einer beliebigen gegebenen Position der Elemente in Bezug zu der Schicht (2 ) sichtbar sind, dieselben elektromagnetisch absorbierenden und/oder reflektierenden Eigenschaften aufweisen. - Anpassungsfähiges Material nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die Elemente (
4 ;4a ) langgestreckt sind und durch Drehung um ihre eigene Achse in Bezug zu der Schicht drehbar sind. - Anpassungsfähiges Material nach Anspruch 3, bei dem die Elemente (
4a ) schraubenförmig sind. - Anpassungsfähiges Material nach Anspruch 3, bei dem die Elemente (
4 ) im Wesentlichen zylindrisch sind. - Anpassungsfähiges Material nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Schicht (
2 ) eine Reihe von Röhren (2 ) umfasst, die in einer Linie entlang ihrer Längsränder verbunden sind, wobei jede Röhre imstande ist, als Gehäuse für ein Farbänderungselement (4 ) zu dienen. - Anpassungsfähiges Material nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Schicht (
2 ) aus Textilerzeugnis ist. - Anpassungsfähiges Material nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Öffnungen (
3 ) in einer schachbrettartigen Anordnung angeordnet sind. - Anpassungsfähiges Material nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, bei dem die Öffnungen (
3 ) durch Zwischenräume zwischen Gruppen von Einschussfäden in der Schicht (2 ) gebildet werden. - Anpassungsfähiges Material nach einem der Ansprüche 1 bis 9, beim dem die Einrichtung (
5 ,6 ) zum Bewegen der Elemente eine Stange (5 ) umfasst, die im Wesentlichen senkrecht zu den Elementen (4 ;4a ) entlang des Randes der Schicht (2 ) verläuft. - Anpassungsfähiges Material nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Elemente (
4 ;4a ) ansprechend auf eine Veränderung der Umgebungsbedingungen automatisch bewegt werden. - Anpassungsfähiges Material nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die Bereiche mit verschiedenen elektromagnetische Strahlung absorbierenden und/oder reflektierenden Eigenschaften Bereiche umfassen, die grün, sandfarben, braun oder weiß gefärbt sind.
- Anpassungsfähiges Material nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die Bereiche mit verschiedenen elektromagnetische Strahlung absorbierenden und/oder reflektierenden Eigenschaften Bereiche umfassen, die fluoreszierend, zurückreflektierend, Radar- und/oder Infrarot-reflektierend und/oder -absorbierend sind.
- Anpassungsfähiges Material (
1 ) umfassend eine Schicht (2 ), eine Mehrzahl von Durchlässigkeitsveränderungselementen (4 ;4a ), die so auf oder innerhalb der Schicht (2 ) festgehalten werden, dass Teile der Elemente (4 ;4a ) benachbarte Öffnungen (3 ) in der Schicht (2 ) sind, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (5 ,6 ), um die Elemente (4 ;4a ) in Bezug zu der Schicht (2 ) so zu bewegen, dass verschiedene Teile derselben zu den Öffnungen (3 ) benachbart werden, wodurch die Gesamtdurchlässigkeit des Materials (1 ) verändert wird. - Anpassungsfähiges Material nach Anspruch 14, bei dem mindestens einer der Teile ein Luftspalt ist.
- Anpassungsfähiges Material nach einem der Ansprüche 1 bis 15, das Teil eines Bekleidungsstücks (
6 ) ist. - Bekleidungsstück (
6 ), umfassend das anpassungsfähige Material nach einem der Ansprüche 1 bis 16. - Tarnüberzug, umfassend das anpassungsfähige Material nach einem der Ansprüche 1 bis 16.
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