JP2013544999A - 人工芝生 - Google Patents

Abstract

人工芝生、特に人工芝スポーツフィールドは、サブストレートと、前記サブストレートから延びている人工繊維を備えており、前記サブストレートは、人工芝繊維の間に延びているように形成されている。

Description

本発明は、サブストレートと、前記サブストレートから延びている人工繊維を備えている人工芝生、特に、人工芝スポーツフィールドに関する。

本発明はさらに、本発明による人工芝生に使用されるサブストレートに関する。

本発明はまた、本発明による人工芝生を形成するためのサブストレート要素を製造するための装置、また本発明によるサブストレートを製造する方法に関する。

上述されるような人工芝生は、たとえばＮＬ１０１５４５１から知られている。

ホッケー、テニス、アメリカン・フットボールなどの多くのスポーツは、現在、導入部で説明されたような人工芝スポーツフィールドでプレイされている。スポーツ競技者は、天然芝スポーツフィールド上では、転倒、スライディングタックルなどをしたときに、柔軟な表面のおかげで少なく怪我を負うけれども、そのようなスポーツフィールドはしばしば、それらが集中的に使用されるために、また天候条件の変動する影響のために、特に、上記のスポーツがその上でおこなわれたときに、損傷を受ける。

人工芝スポーツフィールドは、他方において、少ないメンテナンスを必要とし、天然芝スポーツフィールドよりも非常に集中的にプレイすることが可能である。天然芝スポーツフィールドのプレイ特性に可能な限り人工芝スポーツフィールド上で近づけるために、現在の人工芝生システムでは、砂やプラスチック粒などの粒状埋め込み物の厚い層が合成芝生繊維の間に設けられている。埋め込まれた粒の前記厚い層は、より柔らかい、制振性の、したがって少なく怪我しがちなプレイ表面を提供するだけでなく、より良いプレイ特性をもたらす。

人工芝スポーツフィールドの粒状材料の厚い層の使用は、多くの欠点を有している。粒状材料の相当な層が必要とされ、現在の人工芝生では２．５と５．５ｃｍの材料の間のものが埋め込まれる。そのような人工芝スポーツフィールドの設置は、天然芝スポーツフィールドの設置よりも労働集中的であるだけでなく、埋め込み人工芝スポーツフィールドは、それが設置された後に、メンテナンスも必要とする。粒状埋め込み物材料の厚い層の初期の均一な分布は、集中的な使用によって狂わされることがある。その結果、埋め込み物をほとんど含んでいないエリアが、人工芝スポーツフィールド中に、特に、フィールドが非常に集中的にプレイされる場所、たとえばゴール前に生じ、それは、プレイの質に悪影響を与え、怪我の危険の増大をもたらす。埋め込み人工芝スポーツフィールド中の粒状材料の量とその分布は定期的にチェックされなければならず、必要であれば、修理がおこなわれなければならない。

粒状埋め込み物材料の使用は、一方では、人工芝システムのプレイ特性の改善をもたらすが、他方では、人工芝生のより複雑な構造をもたらし、その結果、その設置およびメンテナンスは、そのような粒状埋め込み物材料が設けられていない人工芝生の場合よりも労働集中的である。

天候条件は、時間の経過と共に埋め込み材料の材料特質に悪影響を与え、埋め込み材料の質、したがって人工芝スポーツフィールドのプレイ特性の劣化をもたらす。悪影響は、たとえば、埋め込み材料の猛烈な圧縮であり、その結果、人工芝スポーツフィールドは、使用のあいだに硬く硬く感じられ、怪我の危険を増大とともなう。さらに、プラスチック埋め込み材料は、天候条件（たとえば日光）の影響下で（硬く）変化（または脆弱化）し得る。

ＮＬ１０１５４５１

本発明の目的は、時を超えて一定の天然プレイ特性を示し、設置と維持が容易である改良型人工芝生を提供することである。この目的は、本発明による人工芝生で達成され、サブストレートは、人工芝繊維の間に、それらに沿って延びているように形成されている。

そのような特徴を示す人工芝生は、人工芝生が自然なプレイ特性を示し、相当量の粒状埋め込み物材料がもはや必要でないようにサブストレートがまた制振特性を示すという驚くべき効果がある。したがって、小量の粒状埋め込み物材料で十分であり、それは、一方では、審美的および心理学的な理由を訴え、他方では、特にスライディングタックルに関する限り、選手が彼らのプレイを最適化することを可能にする。埋め込み物の量の大幅な低減の結果、設置し維持し削除することがより簡単であり、一定の自然なプレイ特性を示す人工芝生が実現される。

別の実施形態では、サブストレートは、第一のサイドには、人工芝繊維が取り付けられており、第二のサイドには、前記人工芝繊維間の間に、それらに沿って、前記人工芝繊維の自由端の方向に複数の突起が延びている。

第一のサイドは、安定したスポーツ技術ベースの上にサブストレートが支持されるサイドであると理解される。第二のサイドは反対サイドであり、その上でスポーツが実施され、したがってそれは選手と接触すると理解される。人工芝繊維は、サブストレートの第一／ボトムサイドに取り付けられており、サブストレートを通って第二のサイドの方向に延びている。前記第二のサイドでは、人工芝繊維が特定の高さまで延びている。

一つの実施形態では、人工芝繊維は、タフト技術によってサブストレートに設けられ、超音波溶接技術またはパウダーまたはラテックスコーティング技術によってサブストレートに適所に固定／接合されている。これは、フィールドの耐久性を高め、フィールドの集中的使用の結果として人工芝繊維がサブストレートから外れるようになることを防止する。

しかしながら、サブストレートに人工芝繊維を設ける（タフト技術による以外の）他の方法も、縫い付けを含め、可能である。

また別の実施形態では、突起は、丸い断面特に円筒または楕円の断面を有している、および／または、突起は、形が多角形である断面を有している。その場合、突起の自由端が丸められていてもよい。

丸い断面たとえば円形または楕円の断面を有している突起は、プレイのあいだにそれに加えられる力が、より均一に分散されてベースに向けられ得るという利点を有する。これは、サブストレートの寿命に肯定的な影響を与え、選手への怪我の危険を減らす。それに加えて、突起の丸い断面は、突起が人工芝繊維の間をより自由に移動することを可能にし、それによって、より良い制振効果を達成するという利点を有している。これは、怪我の発生を低減する。

多角形の突起は、より静的な（より堅い）サブストレートを提供し、それによって、サブストレートのより大きな耐久性を達成し、「より硬い」フィールドを局所的に実現する。いくつかの突起は、人工芝生の局所的に希望の特性を実現するように組み合わされ得る。

別の実施形態では、サブストレートは、ポリマー、特にサーモプラスチック、エラストマーまたはサーモプラスチックエラストマーから作られている。

サブストレートのためのサーモプラスチック材料の使用は、サブストレートをより容易に製造することを可能にするという利点を有している。サーモプラスチック材料は、比較的低価格で製造することが容易であり、それらは多目的に使用可能である。エラストマーの使用は、サブストレートのより良い衝撃吸収性をもたらし得る。サブストレートの実際的な実施形態は、サーモプラスチックおよびエラストマー状材料特性を有している発泡性または非発泡性材料で作られてもよく、また、たとえば、ゴムから作られてもよい。

別の実施形態では、サブストレートは、人工芝繊維が取り付けられる個所にサブストレートの中へ延びている凹部を備えている。通常、サブストレートに取り付けられた人工芝繊維は第一のサイドの上に突出している。複数の人工芝繊維ループの存在は高さの違いをもたらし、それは小さいかもしれないしそうでないかもしれないが、その結果として、前記人工芝繊維ループは、スポーツ技術ベースとの相互作用（摩擦／摩耗）のために壊れることがあり、その結果、したがって、繊維は、サブストレートに緩く保持され、より容易に外れるようになることがある。

人工芝繊維は、少なくともサブストレートとの連結部が凹部の中に収容され、凹部の存在のために、人工芝繊維ループはもはや負荷にさらされず、その結果として、それらはもはや壊れない。

また別の実施形態では、サブストレートは、人工芝生からの水の排水のためのサブストレートを貫いて延びている排水流路を備えている。人工芝生上に溜まる雨水は、水が人工芝生に水たまりを形成するのを防止するように排水されなければならない。雨水の排水は、ベースに対してある程度の傾斜で人工芝生を敷くことによって実現され得、その結果、芝生は、その中心から傾斜している。人工芝生は、他方では、芝生の下のスポーツ技術層を貫いて延びている排水流路から成る排水システムを備えてもよい。

そのような排水流路をサブストレートに設けることは、雨水が、より素早く路床に放出されるという利点を有している。これは、人工芝生のプレイ特性に肯定的な影響を与える。

別の実施形態では、サブストレートは、いろいろな相互連結可能サブストレート要素またはそのビルトアップとして構成されている。これは、サブストレートを部分で輸送し、さまざまなサブストレート要素を（スポーツ公園またはスタジアムで）局所的に組み立てることを可能にする。各サブストレート要素の寸法は、芝生が取り扱うのにしたがって設置するのにより容易であるように選択されてよい。

寸法はまた、サブストレート要素の輸送を最適化することを目ざして選択されてもよい。たとえば、なぜなら、サブストレート要素は海上コンテナーの寸法に適している。サブストレート要素はまた、人工芝生の設置のために最適化された寸法を有していてもよい。

したがって、人工芝生を改造（拡張、縮小または修理）することが容易になる。

サブストレート要素を相互連結可能にすることによって、適切な連結手段を使用して、人工芝生を設置するために必要な時間が低減される。たとえば、ジグソー形の連結要素の使用は、素早い設置と強い建造の利点を提供する。しかしながら、それ自体知られている他の接合方法や連結要素を使用することも可能である。

本発明は、いま、図面と関連してより詳細に説明される。
図１は、従来技術の人工芝生の実施形態を概略的に示している。 図２は、本発明によるサブストレートを備えている人工芝生の実施形態を示している。 図３は、本発明によるサブストレートを備えている人工芝生の実施形態を示している。 図４は、本発明によるサブストレートを備えている人工芝生の実施形態を示している。 図５は、サブストレートに組み込まれる人工芝繊維連結部を備えている人工芝生の実施形態を示している。 図６は、排水流路を備えている人工芝生の実施形態を示している。 図７は、本発明によるサブストレート要素の実施形態を示している。 図８は、本発明によるサブストレート要素の実施形態を示している。 図９は、排水流路を備えているサブストレート要素の実施形態を示している。 図１０は、相互連結可能なサブストレート要素の実施形態を示している。 図１１は、相互連結可能なサブストレート要素の実際的な実施形態を示している。 図１２は、相互連結可能なサブストレート要素の実際的な実施形態を示している。

本発明についてのより良い理解のため、さまざまな図中に示される同様の部分は、以下の図の説明において同じ数字によって示される。

図１は、先行技術による人工芝生の実施形態を示している。図１に示されている人工芝生１０は、サブストレート１１と、いくつかの人工芝繊維１２を備えている。人工芝繊維１２のおのおのは、図中に１２ａ、１２ｂおよび１２で示されている繊維の束から成っている。前記繊維１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、たとえば、一緒により合わせられていてもよい。人工芝繊維１２は、タフトまたは織り技術によってサブストレート１１に取り付けられている。

人工芝繊維１２の間には、粒状埋め込み物材料が設けられており、この図では、単に（拡大して示された）多くの小球としての図示によって示されている。そのような粒状埋め込み物材料は、「埋め込み物」とも呼ばれ、砂、ゴムまたはココナッツ繊維などの一種類の材料から成っていてもよいが、人工芝生の特定の特性を得るように材料の組み合わせで作られていてもよい。

埋め込み物１４は、多目的な機能を有している。第一に、それは、プレイのあいだの制振材料として機能する。その結果、人工芝生は、より柔らかい、したがってより自然な感触を有している。第二に、埋め込み物１４は、プレイのあいだに繊維が踏みつぶされて平らになることを防止するために人工芝繊維１２を支持するように機能する。

図２は、本発明による人工芝生の実施形態を示している。図２に示されている人工芝生２０は、サブストレート２５と、いくつかの人工芝繊維１２を備えている。人工芝繊維１２のおのおのは、たとえば、図中に１２ａ、１２ｂおよび１２ｃで示されているフィラメントおよび／またはテープヤーンの束から成っている。前記人工芝繊維は、原理的には、従来技術の人工芝生に使用されている人工芝繊維と異なっていない。しかしながら、サブストレートは、異なるように構成されている。

従来技術のサブストレート１１とは対照的に、本発明によるサブストレート２５は、人工芝繊維の自由端の方に突出している部分２５ａ、２５ｂおよび２５ｃを備えている。前記突出部分または突起２５ａ、２５ｂおよび２５ｃは、人工芝繊維１２の間にそれに沿って延びており、使用される人工芝繊維１２の長さにたかだか等しい長さ（または高さ）を有している。図２が示すように、突起２５ａ、２５ｂおよび２５ｃは、サブストレート２５の一部を形成しており、したがって、サブストレートになんとかして連結されなければならない分離要素を形成していない。サブストレートは、少なくとも部分的に埋め込み物の制振機能を取って代わる。しかしながら、実際的な実施形態では、限定された量の埋め込み物が使用されてもよい。０．５〜１．５ｃｍの層の厚さが、その点に関して考慮されてもよい。

人工芝繊維１２は、さまざまな技術を使用して、サブストレート２５中の突起２５ａ−２５ｂ−２５ｃ間の自由な位置２６に続いて設けられてもよい。通常、人工芝繊維１２は、（たとえばタフト技術によって）サブストレート２５を貫いて設けられ、それらは、サブストレート２５の（第一のサイドの）下サイド２５ａに取り付け点１３ａにおいて取り付けられる。前記取り付け点１３ａにおいて、たとえば人工芝繊維をサブストレートの中に房付けして、人工芝ループ１３ｂが形成されてもよい。前記取り付け点において、人工芝繊維１２はまた、サブストレートの中に挿入されるか、たとえば、任意の他の方法によってサブストレート中に設けられてよく、するとすぐに、人工芝繊維は、たとえば超音波溶接技術によって、サブストレートに接合（と一緒に溶融）される。

人工芝繊維ループ１３ｂをサブストレートに取り付ける別の方法は、パウダーコーティング技術による。パウダーコーティングでは、パウダーの層がサブストレート２５の下サイドにスプレイされ、その層は続いて、サブストレートへの人工芝繊維の永続的接合を実現するようにサブストレート２５と一緒に溶融される。

図３は、図２に示されている突起よりも大きい断面積を有している突起３５ａ、３５ｂおよび３５ｃをサブストレート３５が備えている人工芝生３０を示している。希望の制振効果に依存して、または問題の人工芝生のプレイ特性が影響を受ける範囲に一般に依存して、突起の寸法（高さまたは断面）および形が変更され得る。

したがって、突起は、人工芝生の希望の特性に依存して、丸いほか楕円体または多角形断面を有していてもよい。図４に示されるように、この実施形態では、突起４５ａ、４５ｂおよび４５ｃは、丸められた自由端を有しており、一方、図２および３に示されている突起は、角のある形を有している。丸められた自由端は、怪我の危険を減らすとともに、プレイ特性たとえばゲーム属性（ボール、ラグビーボール、その他）の弾み方にさらに影響を及ぼし得る。

突起の特性（高さ、形および直径）は、人工芝生中のいろいろな個所で異なっていてもよい。結局、人工芝生のすべての個所／エリアは、同じ厳しさで競技されない。サッカーの試合の場合、たとえば、センタースポットのまわりのエリアとゴール・エリアが、（ライン際やコーナーの）フィールドの他のエリアよりもしばしば集中的に競技される。サブストレート、特に突起は、これらの個所においては形状と寸法に関しては異なっていてよい。

サブストレートをサーモプラスチック材料から製造することによって、その生産は割合に簡単かつ安価になる。エラストマー状特性を有している材料の追加は、サブストレートの制振特性を向上させる。材料のさまざまな組成が、最適材料特性（と、したがってプレイ特性）を得るために使用され得る。

サブストレートに人工芝繊維１２を付けることは、図２と類似した人工芝繊維ループ１３ｂの突出を招く。前記突出は、いくつかの欠点を有している。複数の人工芝繊維ループ１３ｂは高さの違いをもたらし、それは小さいかもしれないしそうでないかもしれないが、その結果として、前記人工芝繊維ループは、スポーツ技術ベースとの相互作用（摩擦／摩耗）のために壊れることがあり、その結果、したがって、繊維１２は、サブストレートに緩く保持され、より容易に外れるようになることがある。

第二に、人工芝繊維ループの存在は、フィールドのでこぼこをもたらし、それはプレイ特性に悪影響を及ぼす。そのような欠点を除去するため、図５に示される人工芝生５０は、人工芝繊維ループ１３ｂ凹部を備えている。サブストレート４５は、人工芝繊維１２の個所にキャビティまたは凹部５７を備えており、キャビティまたは凹部は、サブストレート４５の中に部分的に延びており、人工芝繊維１３ｂを収容するに十分に深い。したがって、人工芝繊維ループ１３ｂはサブストレートに組み込まれ、スポーツ技術ベースとサブストレートの接触面が平らである広がりを与える。

図６に示される人工芝生６０の実施形態は、サブストレート４５に形成された排水流路６８を備えている。前記流路６８は、人工芝繊維１２の自由端のサイドからサブストレート４５の中に延びている。排水流路６８は、この図では、トップサイドからボトムサイドまで延びている流路として示されており、この点において、雨水がサブストレートを通ってスポーツ技術ベースまで流れるのを可能にすると仮定されており、そこでは雨水はさらに排水されるか、芝生の側面に放出され得る。

別のサブストレート構成では、排水流路は、サブストレート４５中に水平に設けられてもよく、その結果、水は上側サイドからサブストレート４５に流れ込み、サブストレート４５を通って人工芝生の側面に放出される。この構成では、ベースに排水システムの必要はなく、それは、完全な人工芝システムの構築を簡単にする。

図７は、本発明による人工芝生を組み立てるための人工芝サブストレート要素の実施形態を示している。サブストレート要素７１のこの平面図は、図１〜６において１２で示された多くの人工芝繊維７４を示している。サブストレートの突起は、この図では７２で示されている。図８は、人工芝サブストレート要素８１の別の実施形態を示しており、突起７２は、サブストレート要素上に異なる配列で分配されている。図７および８に示される突起７２の配列と人工芝繊維７４の分布は、単に例として役立ち、他の構成も考えられる。

図９は、サブストレート要素９０の実施形態を示しており、雨水を放出するためのいくつかの排水流路９２が人工芝繊維７４と突起７２の間に存在している。必要な排水能力に応じて、より多数またはより少数の排水流路９２が、サブストレート要素９１に設けられてよい。

図１０は、二つのサブストレート要素１０１を示しており、それらは、一緒にまたさらなるサブストレート要素（図示せず）に連結され得る。この図では、サブストレート要素は、つなぎ連結手段１０３ａおよび１０３ｂによってともに連結され得るが、他の既知の接合技術（図示せず）も可能である。そのような連結要素の使用は、人工芝生が設置され得るスピードに肯定的な効果を与える。さらに、芝生の改作（それをより大きくまたはより小さくすること）またはメンテナンス（サブストレート要素を交換すること）が実行するに簡単である。

図１１および１２には、突出エッジ１０３ａおよび１０３ｂによって一緒に連結され得るサブストレート要素１０１が異なる視点から示されている。サブストレート要素１０１は多くの突起７２を備えており、それらは、サブストレート要素１０１から上方にスタッドの形で突出している。人工芝繊維１２は、たとえばタフト技術によって、突起７２の間に指定位置１０５に設けられ得る。サブストレート要素の下側に房付けして形成されたループは、その目的のためのサブストレート要素に形成された、この実施形態中のスロットとして構成された、凹部５７の中に収まる。サブストレート要素１０１はさらに、排水システム９２を備えており、人工芝システムに降り落ちた雨水はそれを通って放出され得る。

サブストレート要素間の連結は、接着剤または他の接合手段を使用することによって設置後にさらに強化されてよい。

本発明によれば、いわゆる射出成型プロセスによって、サブストレートと、特にそれでサブストレートが作られ得るさまざまなサブストレート要素を製造することが可能である。これは、さまざまな原料または原料混合物からサブストレート（要素）を製造することを可能にする。この点において、特定の原料または原料混合物から統合「繊維」を製造すること、また繊維が取り付けられるサブストレート（要素）を別の原料混合物から製造することが想像できる。これは、いろいろなバージョン、たとえばサブストレートが繊維よりも「堅い」または「硬い」バージョン（その場合には繊維はより柔らかい材料で作られている）を製造することを可能にする。

この成型テクノロジーは、（実際固体）サブストレート（要素）を異なる材料の層から、たとえば柔らかい可撓下層と制振中央層と堅い上層で作られた第一の実施形態を構築することを可能にする。別の実施形態は、どんなベースの上にも置かれてそれに適合するように柔らかい下層と、その上にある堅い上側層から構成され得る。また別の実施形態では、サブストレート（要素）は、一つの材料で作られた固体下層で構成されているが、突起は、一つ以上の他の材料で作られている。

また別の製造方法では、ポリウレタン（ＰＵ）または代替的にポリオレフィン材料（ＰＰやＰＥなど）などの未加工の（おそらく気体発泡性）出発材料が使用されてよく、その材料は射出成型されるが、人工芝繊維が同時に統合される。この射出成型技術では、材料は、それからサブストレート要素が得られるプレート材料の形に直接成型されてもよい。

あるいは、押し出し成形技術が使用されてもよく、プレートは、押し出し成形されてサブストレート要素に加工される。ミルまたはドリル技術を使用して、突起と開口とスロットが次に、マトリックスの形をしているサブストレート材料に形成されてよい。あるいは、プレートは、押し出し成形されてよく、そしてすぐに形（突起やそれに類するもの）が、その段階ではまだ変形可能であるプラスチック材料にプレス加工される。

Claims (16)

1. サブストレートと、
   前記サブストレートから延びている人工繊維を備えている人工芝生、特に人工芝スポーツフィールドにおいて、前記サブストレートは、人工芝繊維の間に、またそれに沿って延びているように形成されていることを特徴とする、人工芝生。
2. 前記サブストレートは、第一のサイドには、人工芝繊維が取り付けられており、第二のサイドには、前記人工芝繊維間の間に、それらに沿って、前記人工芝繊維の自由端の方向に複数の突起が延びていることを特徴とする、請求項１に記載の人工芝生。
3. 前記人工芝繊維は、タフト技術によって前記サブストレートに取り付けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の人工芝生。
4. 前記人工芝繊維は、超音波溶接技術によって前記サブストレートに取り付けられていることを特徴とする、先行請求項の一つ以上に記載の人工芝生。
5. 前記人工芝繊維は、パウダーコーティング技術によって前記サブストレートに取り付けられていることを特徴とする、先行請求項の一つ以上に記載の人工芝生。
6. 前記突起は、丸い断面、特に、円筒または楕円の断面を有していることを特徴とする、請求項２〜５の一つ以上に記載の人工芝生。
7. 前記突起の断面は、形が多角形であることを特徴とする、請求項２〜５の一つ以上に記載の人工芝生。
8. 前記突起の自由端が丸められていることを特徴とする、請求項２〜７の一つ以上に記載の人工芝生。
9. 前記サブストレートは、ポリマー、特に、サーモプラスチック、エラストマーまたはサーモプラスチックエラストマーから作られていることを特徴とする、先行請求項の一つ以上に記載の人工芝生。
10. 前記サブストレートは、前記人工芝繊維が前記サブストレートに取り付けられている個所に前記サブストレートの中へ延びている凹部が設けられていることを特徴とする、先行請求項の一つ以上に記載の人工芝生。
11. 前記サブストレートは、前記人工芝生からの水の排水のための前記サブストレートを貫いて延びている排水流路を備えていることを特徴とする、先行請求項の一つ以上に記載の人工芝生。
12. 前記サブストレートは、いろいろな相互連結可能サブストレート要素として構成されていることを特徴とする、先行請求項の一つ以上に記載の人工芝生。
13. 各サブストレート要素は連結手段が設けられており、その連結手段は、少なくとも一つの他のサブストレート要素の対応する連結手段形成部とつながることを特徴とする、請求項１２に記載の人工芝生。
14. 先行請求項のいずれか一つに記載の人工芝生を形成するためのサブストレート要素。
15. ｉ）サブストレートを準備するステップと、
    ｉｉ）前記サブストレートに人工芝繊維を設けるステップを有し、その繊維は前記サブストレートから延びている、人工芝生を形成するための方法において、ステップｉｉ）は、
    １ａ）前記サブストレートの第二のサイドに複数の突起が延びているように前記サブストレートを形成するステップに先行されていることを特徴とする、方法。
16. 請求項１５に記載の人工芝生を形成するためのサブストレート要素を製造するための装置。

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