JP2007021455A - Filter with restoration properties - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は空気中の塵埃等を除去する際に用いて好適なエアフィルターに関し、より詳細には、カーエアコン、空気清浄機、エアーコンディショナー等に装着されるキャビンエアフィルター、空気清浄フィルターに用いて特に用いて好適な復元性フィルターに関するものである。 The present invention relates to an air filter suitable for use in removing dust and the like in the air, and more specifically, to a cabin air filter and an air purification filter mounted on a car air conditioner, an air purifier, an air conditioner, and the like. In particular, the present invention relates to a restoring filter suitable for use.
カーエアコン、空気清浄機、エアーコンディショナー等のエアフィルターは、圧力損失を少なくし、長寿命化および高効率化を計るためにひだ折り加工したプリーツフィルターが広く用いられている。すなわち、プリーツフィルターを使用すると、使用される機器自体の濾過開口面積（空気吸入面積）の１０倍以上の濾過有効面積を有するようにでき、濾過効率を高めることができるためである。
プリーツフィルターは濾材を一定のプリーツ高さにひだ折り加工し、プリーツ間隔を一定に保持するために通常プリーツ固定処理がなされる。プリーツ間隔の固定方法は、図１に示すようにプリーツ濾材の両側面に枠材１を接着する方法（例えば、特許文献１）、図２に示すように濾材の頂点間を樹脂２で固定する方法（例えば、特許文献２）、さらにはプリーツの間に一定厚みのスペーサーを設ける方法等が挙げられる。
For air filters such as car air conditioners, air purifiers, and air conditioners, pleated filters that are fold-folded are widely used to reduce pressure loss, extend life, and increase efficiency. That is, when a pleated filter is used, it is possible to have a filtration effective area that is 10 times or more the filtration opening area (air suction area) of the device itself used, and the filtration efficiency can be increased.
The pleat filter is usually subjected to a pleat fixing process in order to fold the filter medium to a constant pleat height and maintain a constant pleat interval. As shown in FIG. 1, the pleat interval is fixed by adhering the frame material 1 to both sides of the pleat filter medium (for example, Patent Document 1), and as shown in FIG. Examples thereof include a method (for example, Patent Document 2) and a method of providing a spacer having a constant thickness between pleats.
一方でカーエアコン等では、車のコンパクト化と共に居住空間確保の観点からカーエアコン中のフィルター装着スペースが縮小されつつあり、エアコンにフィルターを挿入する間口も十分に取れなくなってきている。
従来のプリーツ間隔が固定されたプリーツフィルターでは、フィルターをエアコンに装着する際、プリーツ固定処理がなされている為フィルター形状の自由度がなく、フィルターサイズと同一以上の装着用間口が必要であった。たとえ外圧をかけフィルターを変形させて間口から挿入できても、リークを生じフィルター捕集効率が低下するという問題があった。
On the other hand, in a car air conditioner or the like, a space for installing a filter in a car air conditioner is being reduced from the viewpoint of securing a living space along with downsizing of a car, and a frontage for inserting a filter into the air conditioner has become insufficient.
In the conventional pleated filter with fixed pleat spacing, when attaching the filter to an air conditioner, the pleat fixing process is applied, so there is no degree of freedom in the shape of the filter, and a frontage for mounting that is equal to or larger than the filter size is required. . Even if an external pressure is applied and the filter can be deformed and inserted through the frontage, there is a problem that leakage occurs and the filter collection efficiency decreases.
プリーツ固定処理を施さない場合は、プリーツを一度折りたたむことにより狭い間口からでも挿入可能であるが、フィルター挿入後にプリーツ間隔が復元せず、リークを生じてフィルター捕集効率が低下するという問題があった。
上記の様に、現状ではフィルターサイズより狭い間口に装着できるような復元性に優れたプリーツフィルターが得られていない状況である。
If the pleat fixing process is not applied, the pleat can be inserted even from a narrow slot by folding it once.However, there is a problem that the pleat interval is not restored after the filter is inserted, and a leak occurs and the filter collection efficiency decreases. It was.
As described above, there is currently no pleated filter with excellent resilience that can be installed in a frontage narrower than the filter size.
本発明は、従来技術の課題を背景になされたもので、プリーツを圧縮しても復元性に富み、フィルターサイズより狭い間口であっても装着可能であり、装着後もリークを生じず低圧損で捕集効率に優れたプリーツフィルターを提供することである。 The present invention has been made against the background of the problems of the prior art.It has excellent resilience even when the pleats are compressed, and can be installed even in a front opening that is narrower than the filter size. It is to provide a pleated filter with excellent collection efficiency.
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明は、（１）繊維シートをひだ折りして形成したプリーツフィルターにおいて、そのひだ折り方向の長さ（Ｌ０）に対し、７５％の長さ（Ｌ１）となるよう圧縮して１分間保持した後に応力を開放した時の長さ（Ｌ２）が、Ｌ２／Ｌ０＞０．９となる復元性を有することを特徴とするプリーツフィルター。
（２）繊維シートのＪＩＳ―Ｌ―１０９６剛軟性試験Ｂ法による剛軟度が１．０以上である前記（１）記載のプリーツフィルター。
（３）繊維シートのＪＩＳ−Ｂ−９９０８形式３による通過風速３０ｃｍ／ｓｅｃにおける初期圧力損失が１００Ｐａ以下、かつ初期圧力損失＋１５０ＰａにおけるＪＩＳ―Ｚ−８９０１の１５種粉体の粒子捕集効率が６０％以上であることを特徴とする前記（１）または（２）記載のプリーツフィルター。
（４）ひだ折りピッチ（Ｐ）と折り高さ（Ｈ）の関係が、Ｈ／Ｐ＝２〜２０の範囲であることを特徴とする前記（１）〜（３）記載のプリーツフィルター。
（５）繊維シートをひだ折りして形成したプリーツフィルターの周囲を枠材で囲んだフィルターユニットにおいて、そのプリーツフィルターのひだ折り方向の長さ（Ｌ０）に対し、７５％の長さ（Ｌ１）となるよう圧縮して１分間保持した後に応力を開放した時の長さ（Ｌ２）が、Ｌ２／Ｌ０＞０．９となることを特徴とするプリーツフィルターユニット。
（６）枠材が可撓性材料であることを特徴とする前記（５）記載のプリーツフィルターユニット。
（７）プリーツフィルター周囲４面のうち、少なくとも１面が開放されてなることを特徴とする前記（５）または（６）記載のプリーツフィルターユニット。
The above object can be achieved by the present invention as described below.
That is, the present invention is (1) In a pleated filter formed by folding a fiber sheet, the length (L1) in the fold folding direction is compressed to 75% (L1). A pleated filter characterized in that the length (L2) when the stress is released after being held for a minute has a restoring property such that L2 / L0> 0.9.
(2) The pleated filter according to (1), wherein the fiber sheet has a bending resistance of 1.0 or more according to JIS-L-1096 bending resistance test B method.
(3) The particle collection efficiency of 15 kinds of powders of JIS-Z-8901 at an initial pressure loss of 100 Pa or less and an initial pressure loss of +150 Pa according to JIS-B-9908
(4) The pleated filter as described in (1) to (3) above, wherein the relationship between the fold folding pitch (P) and the folding height (H) is in the range of H / P = 2 to 20.
(5) In a filter unit in which a pleated filter formed by folding a fiber sheet is surrounded by a frame material, 75% of the length (L1) of the pleated filter in the fold folding direction (L0) The pleated filter unit is characterized in that the length (L2) when the stress is released after being compressed and held for 1 minute is L2 / L0> 0.9.
(6) The pleated filter unit according to (5), wherein the frame material is a flexible material.
(7) The pleated filter unit according to (5) or (6) above, wherein at least one of the four surfaces around the pleated filter is open.
本発明のプリーツフィルターは、低圧損かつ高捕集効率であり、プリーツ形状を圧縮した際の復元性に優れるため、フィルターサイズより狭い間口から挿入して装着できるという利点がある。 The pleated filter of the present invention has a low pressure loss and a high collection efficiency, and has excellent resilience when the pleated shape is compressed.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
本発明のプリーツフィルターは図３に示すように繊維シートをひだ折りして濾過面積を高めた構造を有する。繊維シートをひだ折り加工する事により、使用される機器自体の濾過開口面積（空気吸入面積）以上の濾過有効面積を有するようにでき、濾過効率を高めることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The pleated filter of the present invention has a structure in which the fiber sheet is folded and the filtration area is increased as shown in FIG. By fold-folding the fiber sheet, it is possible to have a filtration effective area that is equal to or larger than the filtration opening area (air suction area) of the device itself used, and the filtration efficiency can be increased.
繊維シートは、濾材として通気性と捕集効率に優れるものであれば不織布、織布が広く使用でき、シート材質も合成繊維、天然繊維等、特に限定されないが、汎用性、コスト、濾過性能のバランスからポリエステル、ポリオレフィン系の不織布を１層あるいは複数層積層した物が好適に用いられる。 As the fiber sheet, non-woven fabric and woven fabric can be widely used as long as they have excellent air permeability and collection efficiency as a filter medium, and the sheet material is not particularly limited, such as synthetic fiber and natural fiber, but it has versatility, cost, and filtration performance. From the balance, a polyester or polyolefin-based nonwoven fabric in which one or more layers are laminated is preferably used.
繊維シートをひだ折り形成したプリーツフィルターにおいて、そのひだ折り方向の長さをＬ０とし、そのＬ０の７５％の長さＬ１となるよう圧縮して１分間保持した後に、応力を開放した時の長さＬ２が、Ｌ２／Ｌ０＞０．９となるような復元性を有することが必要である。近年のエアコン、特にカーエアコンでは、コンパクト化の要求が高くフィルター装着スペースが限られており、フィルターを挿入する間口がフィルターサイズより小さい場合がある。このような場合は、プリーツフィルターを一度間口サイズまで圧縮変形させて挿入し、挿入後は所定の濾過開口面積までフィルター形状を復元する必要がある。この際、Ｌ２／Ｌ０＞０．９であればフィルターを圧縮して挿入しても、挿入後は十分にプリーツフィルター形状を復元するので、非処理空気は繊維シートを通過するので有効に清浄濾過される。Ｌ２／Ｌ０≦０．９であると、フィルター形状の復元が十分でないので繊維シートを通過しない非処理空気が大きくなり、ダストリークが発生し、フィルターの捕集効率が著しく低下する。 In a pleated filter in which a fiber sheet is fold-folded, the length in the fold-fold direction is L0, and the length when the stress is released after being compressed to 75% of the L0 and holding for 1 minute. The length L2 needs to have a resilience such that L2 / L0> 0.9. In recent air conditioners, particularly car air conditioners, a demand for compactness is high and a filter mounting space is limited, and there are cases where a front opening for inserting a filter is smaller than the filter size. In such a case, it is necessary to insert the pleated filter by compressing and deforming it once to the frontage size, and restoring the filter shape to a predetermined filtration opening area after the insertion. At this time, if L2 / L0> 0.9, even if the filter is compressed and inserted, the shape of the pleated filter is sufficiently restored after insertion, so the non-treated air passes through the fiber sheet, so it is effectively filtered. Is done. When L2 / L0 ≦ 0.9, the filter shape is not sufficiently restored, so that untreated air that does not pass through the fiber sheet increases, dust leakage occurs, and the filter collection efficiency decreases significantly.
本発明のプリーツフィルターにおいて、繊維シートのＪＩＳ―Ｌ―１０９６剛軟性試験Ｂ法による剛軟度は１．０以上である事が好ましい。圧縮後の復元性は濾材の腰の強さの指標である剛軟性が重要であり、１．０以上である事が好ましく、より好ましくは１．５以上、さらに好ましくは２．０以上である。剛軟度が１．０以下であると、復元性が大きく低下するばかりか、プリーツフィルターに非処理空気を流した際にプリーツ形状が維持できなくなり、プリーツ同士の密着やプリーツ変形を引き起こすので好ましくない。 In the pleated filter of the present invention, the bending resistance of the fiber sheet according to JIS-L-1096 bending resistance test B method is preferably 1.0 or more. The resilience after compression is important for the stiffness, which is an index of the strength of the filter medium, and is preferably 1.0 or more, more preferably 1.5 or more, and even more preferably 2.0 or more. . When the bending resistance is 1.0 or less, not only the restoring property is greatly deteriorated, but also the pleat shape cannot be maintained when non-treated air is passed through the pleated filter, which causes the pleats to adhere to each other and pleat deformation is preferable. Absent.
本発明のプリーツフィルターにおいて、繊維シートのＪＩＳ−Ｂ−９９０８形式３による通過風速３０ｃｍ／ｓｅｃにおける初期圧力損失が１００Ｐａ以下、かつ初期圧力損失＋１５０ＰａにおけるＪＩＳ―Ｚ−８９０１の１５種粉体の粒子捕集効率が６０％以上であることが好ましい。圧力損失が１００Ｐａ以上であると清浄空気の風量が十分でなく、エアコンシステムのブロアーにも多大な負荷がかかり好ましくない。圧力損失はより好ましくは８０Ｐａ以下、さらに好ましくは６０Ｐａ以下である。粒子捕集効率は６０％以上が好ましく、より好ましくは６５％以上である。６０％を下回ると、室内、キャビン内の汚染が目立ち、空気浄化効果が低くなる。
In the pleated filter of the present invention, 15 kinds of particles of JIS-Z-8901 powder trapping at an initial pressure loss of 100 Pa or less and an initial pressure loss of +150 Pa at a passing wind speed of 30 cm / sec according to JIS-B-9908
本発明のプリーツフィルターのひだ折りピッチ（Ｐ）と折り高さ（Ｈ）の関係が、Ｈ／Ｐ＝２〜２０の範囲であることが好ましく、より好ましくは２〜１０，さらに好ましくは２〜８である。Ｈ／Ｐ＜２であると濾材折り込み量が十分でなく、圧力損失が高く、捕集効率が低くなり好ましくない。一方、Ｈ／Ｐ＞２０であると折り込みピッチが小さくなりすぎてプリーツフィルターの構造圧力損失が大きくなり好ましくない。 The relationship between the fold folding pitch (P) and the folding height (H) of the pleated filter of the present invention is preferably in the range of H / P = 2 to 20, more preferably 2 to 10, and further preferably 2 to 2. 8. When H / P <2, the amount of filter medium folding is not sufficient, the pressure loss is high, and the collection efficiency is low. On the other hand, when H / P> 20, the folding pitch becomes too small, and the structural pressure loss of the pleated filter increases, which is not preferable.
本発明のプリーツフィルターユニットは、繊維シートをひだ折りして形成したプリーツフィルターの周囲を枠材で囲んだフィルターユニットにおいて、そのプリーツフィルターのひだ折り方向の長さ（Ｌ０）に対し、７５％の長さ（Ｌ１）となるよう圧縮して１分間保持した後に応力を開放した時の長さ（Ｌ２）が、Ｌ２／Ｌ０＞０．９となることが必要である。先述の復元性に加えて、プリーツフィルターの周囲を枠材で囲むことにより、ひだ折りピッチが固定化されると共に、取り扱い性に優れ、プリーツフィルターをケースへ装着した際のフィルターとケース間でのリークを防止する事ができる。 The pleated filter unit of the present invention is a filter unit in which a pleated filter formed by folding a fiber sheet is surrounded by a frame material, and 75% of the length of the pleated filter in the fold direction (L0). It is necessary that the length (L2) when the stress is released after compressing to hold the length (L1) and holding for 1 minute is L2 / L0> 0.9. In addition to the restoring properties described above, by surrounding the pleat filter with a frame material, the fold fold pitch is fixed, and it is easy to handle, and the pleat filter is mounted between the filter and the case when attached to the case. Leakage can be prevented.
プリーツフィルターユニットの枠材は、可撓性材料であることが好ましい。プリーツフィルターユニットを圧縮して装着する際、枠が可撓性であると圧縮が容易であり、またプリーツフィルターの復元力も枠材の可撓性により助長され、より復元性に優れたフィルターユニットとなる。可撓性枠材の材質は、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリウレタン系等の高分子の樹脂、不織布、エラストマー、発泡体等、柔軟性を有する材料を広く使用する事ができる。 The frame material of the pleated filter unit is preferably a flexible material. When a pleated filter unit is compressed and installed, if the frame is flexible, the compression is easy, and the restoring force of the pleated filter is facilitated by the flexibility of the frame material. Become. As the material of the flexible frame material, a flexible material such as a polymer resin such as polyolefin, polyester, or polyurethane, a nonwoven fabric, an elastomer, or a foam can be widely used.
プリーツフィルターユニットにおいて、周囲４面のうち、少なくとも１面が開放されてなると、より圧縮する際の柔軟性に富み好ましい。周囲４面のうち、ひだ折り幅方向の１面が開放されていると、ひだ折り方向の圧縮が容易で、圧縮効果が高くなり好ましい。ひだ折り幅方向の１面とそれに隣接するひだ折り方向の１面がともに開放されていると、さらに高度に圧縮可能であり好ましい。残る２面に枠材が存在する事で、ひだ折りピッチは維持され、フィルターを装着する際のハンドリング性も十分である。 In the pleated filter unit, it is preferable that at least one of the four surrounding surfaces is open because of more flexibility in compression. Of the four surrounding surfaces, it is preferable that one surface in the fold folding width direction is open because compression in the fold folding direction is easy and the compression effect is increased. It is preferable that one surface in the fold fold width direction and one surface in the fold fold direction adjacent to the fold fold width direction are both open because they can be highly compressed. Since the frame material is present on the remaining two surfaces, the fold folding pitch is maintained, and the handleability when the filter is mounted is sufficient.
以下本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に沿って設計変更することはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
尚、実施例中の数値は以下のような方法で測定した値である。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the following examples are not intended to limit the present invention, and any design changes in accordance with the gist of the preceding and following descriptions are all within the technical scope of the present invention. Is included.
In addition, the numerical value in an Example is the value measured by the following methods.
（剛軟度）
ＪＩＳ―Ｌ―１０９６剛軟性試験Ｂ法による。
(Flexibility)
According to JIS-L-1096 stiffness test B method.
（通気抵抗、捕集効率）
ＪＩＳ―Ｂ―９９０８ 形式３に従って測定した。使用粉塵はＪＩＳ−Ｚ−８９０１の１５種粉塵、終圧は初期圧力損失＋１５０Ｐａとした。通過風速は、濾材の試験については３０ｃｍ／ｓｅｃとし、プリーツフィルターについては３ｍ／ｓｅｃとした。
(Ventilation resistance, collection efficiency)
Measured according to JIS-B-9908
（実施例１）
濾材の剛軟度２５、圧力損失が６Ｐａ、捕集効率が６０％である平均繊維径１８μｍ、目付１００ｇ／ｍ2、厚み０．７ｍｍ、幅２００ｍｍのポリエステルサーマルボンド不織布をプリーツ高さ１５ｍｍで２０山ひだ折り加工を施した後、プリーツ間隔が１０ｍｍとなるようにプリーツ濾材を引き延ばして、２００ｍｍ×２００ｍｍサイズのプリーツフィルターを得た。この時、Ｌ２／Ｌ０＝０．９７であった。
Example 1
A polyester thermal bond nonwoven fabric having a bending resistance of 25, a pressure loss of 6 Pa, a collection efficiency of 60%, an average fiber diameter of 18 μm, a basis weight of 100 g / m 2 , a thickness of 0.7 mm, and a width of 200 mm is 20 at a pleat height of 20 mm. After the pleat folding process, the pleated filter medium was stretched so that the pleat interval was 10 mm to obtain a pleated filter having a size of 200 mm × 200 mm. At this time, L2 / L0 = 0.97.
（実施例２）
濾材の剛軟度２２、圧力損失が８Ｐａ、捕集効率が６６％である平均繊維径１８μｍ、目付１１０ｇ／ｍ2、厚み０．７ｍｍ、幅２００ｍｍのポリエステルサーマルボンド不織布をプリーツ高さ２０ｍｍで２０山ひだ折り加工を施した後、プリーツ間隔が１０ｍｍとなるようにプリーツ濾材を引き延ばし、インサート成型にてポリプロピレンからなる樹脂枠（厚み１ｍｍ）をひだ折り方向の１側面、およびひだ折り幅方向の１面に接着した。フィルターの４側面のうち２側面に枠を有する２００ｍｍ×２００ｍｍサイズのプリーツフィルターユニットを得た。このフィルターユニットのＬ２／Ｌ０＝０．９９であった。
(Example 2)
A polyester thermal bond non-woven fabric having an average fiber diameter of 18 μm, a weight per unit area of 110 g / m 2 , a thickness of 0.7 mm, and a width of 200 mm is 20 at a pleat height of 20 mm. After the pleat folding process, the pleated filter medium is stretched so that the pleat interval is 10 mm, and a resin frame (thickness 1 mm) made of polypropylene is inserted into one side in the fold folding direction and 1 in the fold folding width direction. Glued to the surface. A pleated filter unit having a size of 200 mm × 200 mm having a frame on two side surfaces among the four side surfaces of the filter was obtained. L2 / L0 of this filter unit was 0.99.
（比較例１）
剛軟度０．８、圧力損失が７Ｐａ、捕集効率が６０％である平均繊維径１０μｍ、目付８０ｇ／ｍ2、厚み０．５ｍｍ、幅２００ｍｍのポリエステルサーマルボンド不織布をプリーツ高さ２０ｍｍで２０山ひだ折り加工を施した後、プリーツ間隔が１０ｍｍとなるようにプリーツ濾材を引き延ばして、２００ｍｍ×２００ｍｍサイズのプリーツフィルターを得た。この時、Ｌ２／Ｌ０＝０．７８であった。
(Comparative Example 1)
A polyester thermal bond nonwoven fabric having a bending resistance of 0.8, a pressure loss of 7 Pa, a collection efficiency of 60%, an average fiber diameter of 10 μm, a basis weight of 80 g / m 2 , a thickness of 0.5 mm, and a width of 200 mm is 20 at a pleat height of 20 mm. After the pleat fold processing, the pleated filter medium was stretched so that the pleat interval was 10 mm to obtain a pleated filter having a size of 200 mm × 200 mm. At this time, L2 / L0 = 0.78.
上記、実施例、比較例で作成したプリーツフィルターを、ひだ折り方向に２００ｍｍの７５％長さとなるよう１分間圧縮した後に、開口面積２００ｍｍ×２００ｍｍのフィルター試験装置に設置し、性能評価した結果を表１に示す。 After compressing the pleated filter created in the above Examples and Comparative Examples for 1 minute so as to be 75% length of 200 mm in the fold-folding direction, it was installed in a filter test apparatus having an opening area of 200 mm × 200 mm, and the results of performance evaluation were obtained. Table 1 shows.
表１からも明らかなように、実施例１および２ではＬ２／Ｌ０が１に近く、元のフィルターサイズまで十分に復元している為、濾材全体にわたって有効に風が通過しておりダストリークも無く、捕集効率が高い。一方、比較例ではＬ２／Ｌ０が低く、プリーツの復元が小さい為、ダストがフィルター濾材を通過しない部分を生じ、これがリークとなって大きな捕集効率の低下を生じる。 As is clear from Table 1, in Examples 1 and 2, L2 / L0 is close to 1, and since the original filter size has been sufficiently restored, the wind effectively passes through the entire filter medium, and dust leakage is also caused. No collection efficiency. On the other hand, in the comparative example, since L2 / L0 is low and the restoration of the pleat is small, a portion where the dust does not pass through the filter medium is generated, and this becomes a leak, resulting in a large reduction in the collection efficiency.
本発明のプリーツフィルターは、プリーツ形状を圧縮した際の復元性に優れるため、フィルターサイズより狭い間口から挿入して装着でき、低圧損かつ高捕集効率であるため、自動車用キャビンフィルタ、空調用エアフィルターなどの用途に広く利用することができ、産業化に寄与すること大である。 The pleated filter of the present invention is excellent in resilience when the pleated shape is compressed, so it can be inserted and installed through a front opening narrower than the filter size, and has low pressure loss and high collection efficiency. It can be widely used for applications such as air filters and contributes to industrialization.
１： プリーツフィルター
２： 繊維シート
３： 枠材
４： ピッチ固定樹脂
1: Pleated filter 2: Fiber sheet 3: Frame material 4: Pitch fixing resin
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