JPH11140342A - Carbon black pigment and ink - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、カーボンブラッ
クを用いたカーボンブラック顔料及びカーボンブラック
顔料を水系媒体中に分散させたインクに係り、特に、カ
ーボンブラック顔料の水系媒体中における分散安定性を
向上させて、インクジェットプリンタ等のインク記録装
置に好適に利用できるインクに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a carbon black pigment using carbon black and an ink in which the carbon black pigment is dispersed in an aqueous medium, and more particularly to an improvement in the dispersion stability of the carbon black pigment in the aqueous medium. Thus, the present invention relates to an ink that can be suitably used for an ink recording device such as an ink jet printer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、インクジェットプリンタ等のイン
ク記録装置に使用されるインクとしては、油性のインク
の他に、取扱いの容易性や安全性等の面から水系のイン
クが広く使用されていた。2. Description of the Related Art Conventionally, as inks used in ink recording apparatuses such as ink jet printers, water-based inks have been widely used in addition to oil-based inks in terms of easy handling and safety.
【０００３】ここで、このような水系のインクとして
は、一般に水溶性の染料を水系媒体中に溶解させたもの
が広く利用されていた。Here, as such an aqueous ink, generally, an aqueous ink in which a water-soluble dye is dissolved in an aqueous medium has been widely used.
【０００４】しかし、このように水溶性の染料を水系媒
体中に溶解させたインクを用いて普通紙等の記録媒体上
に画像を形成した場合、十分な画像濃度を有する画像が
得られなかったり、また形成された画像の耐水性や耐光
性が悪く、水との接触によってインクが流れてにじみが
発生したり、日光にあたって色彩が変化する等の問題が
あった。However, when an image is formed on a recording medium such as plain paper using an ink in which a water-soluble dye is dissolved in an aqueous medium, an image having a sufficient image density cannot be obtained. Further, the formed image has poor water resistance and light resistance, and there is a problem that the ink flows and bleeds due to contact with water, and the color changes when exposed to sunlight.
【０００５】このため、近年においては、染料に比べて
耐水性や耐光性に優れたカーボンブラック顔料等を用
い、この顔料を水系媒体中に分散させたインクを使用す
ることが検討された。[0005] For this reason, in recent years, it has been studied to use an ink in which a carbon black pigment or the like having better water resistance and light resistance than a dye is used, and the pigment is dispersed in an aqueous medium.
【０００６】しかし、カーボンブラック顔料を水系媒体
中に分散させた場合、水系媒体中におけるカーボンブラ
ック顔料の分散安定性が悪く、インク中においてカーボ
ンブラック顔料が凝集し、このようなインクをインクジ
ェットプリンタ等のインク記録装置に使用した場合、凝
集したカーボンブラック顔料がインク記録装置における
ノズルや液流路に目詰まりし、安定した記録が行なえな
くなるという問題があった。However, when a carbon black pigment is dispersed in an aqueous medium, the dispersion stability of the carbon black pigment in the aqueous medium is poor, and the carbon black pigment aggregates in the ink. When used in the ink recording apparatus, there is a problem that the aggregated carbon black pigment is clogged in the nozzles and liquid flow paths in the ink recording apparatus, and stable recording cannot be performed.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】この発明は、インクジ
ェットプリンタ等のインク記録装置に使用するインクに
おける上記のような様々な問題を解決することを課題と
するものである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned various problems in ink used for an ink recording device such as an ink jet printer.
【０００８】すなわち、この発明においては、水溶性の
染料を水系媒体中に溶解させたインクのように、十分な
画像濃度を有する画像が得られなかったり、得られた画
像の耐水性や耐光性が悪く、水との接触によってインク
が流れてにじみが発生したり、日光にあたって色彩が変
化するということがなく、また従来のカーボンブラック
顔料を水系媒体中に分散させたインクのように、カーボ
ンブラック顔料がインク中において凝集し、インクジェ
ットプリンタ等のインク記録装置に使用した場合に、そ
の液流路やノズルに目詰まりが生じるというとこともな
く、十分な画像濃度を有すると共に、耐水性や耐光性に
優れた画像の形成が安定して行なえるようにすることを
課題とするものである。That is, in the present invention, an image having a sufficient image density cannot be obtained as in the case of an ink obtained by dissolving a water-soluble dye in an aqueous medium, It does not cause ink to flow due to contact with water, causing bleeding or changing color when exposed to sunlight. When the pigment is aggregated in the ink and used in an ink recording device such as an ink jet printer, the liquid flow path and the nozzles are not clogged, and have a sufficient image density, water resistance and light resistance. It is an object of the present invention to stably form an image having excellent properties.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】この発明においては、上
記のような課題を解決するため、カーボンブラック粒子
の表面にフラーレンが結合されてなるカーボンブラック
顔料を開発したのである。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has developed a carbon black pigment in which fullerene is bonded to the surface of carbon black particles.
【００１０】そして、この発明におけるインクにおいて
は、上記のようにカーボンブラック粒子の表面にフラー
レンが結合されてなるカーボンブラック顔料を水系媒体
中に分散させるようにしたのである。[0010] In the ink according to the present invention, the carbon black pigment obtained by binding fullerene to the surface of the carbon black particles as described above is dispersed in an aqueous medium.
【００１１】ここで、カーボンブラック粒子の表面に結
合させるフラーレンとしては、Ｃ60，Ｃ70等の公知のも
のを用いることができる。Here, as the fullerene bonded to the surface of the carbon black particles, known ones such as C 60 and C 70 can be used.
【００１２】そして、上記のようにフラーレンがカーボ
ンブラック粒子の表面に結合されたカーボンブラック顔
料を水系媒体中において分散させた場合、カーボンブラ
ック粒子の表面に結合されたフラーレンによる立体反発
効果により、カーボンブラック顔料の凝集が抑制される
と共に、カーボンブラック顔料相互の摩擦も低減され
て、このカーボンブラック顔料が水系媒体中において安
定した状態で分散されるようになる。When the carbon black pigment in which fullerene is bonded to the surface of carbon black particles is dispersed in an aqueous medium as described above, the carbon repellent effect of fullerene bonded to the surface of carbon black particles causes carbon Agglomeration of the black pigment is suppressed and friction between the carbon black pigments is reduced, so that the carbon black pigment is dispersed in an aqueous medium in a stable state.
【００１３】また、このように上記のカーボンブラック
顔料が水系媒体中において分散させたインクをインクジ
ェットプリンタ等のインク記録装置に使用して画像形成
を行なうようにした場合、カーボンブラック顔料が凝集
してインク記録装置における液流路やノズルに目詰まり
が生じるということがなく、安定した画像形成が行なえ
るようになる。When an image is formed by using an ink in which the above-described carbon black pigment is dispersed in an aqueous medium in an ink recording apparatus such as an ink-jet printer, the carbon black pigment aggregates. Stable image formation can be performed without causing clogging of the liquid flow paths and nozzles in the ink recording apparatus.
【００１４】また、この発明におけるインクにおいて
は、上記のように水系媒体中に前記のカーボンブラック
顔料を分散させたものであるため、水溶性の染料を水系
媒体中に溶解させたインクを用いた場合に比べて、十分
な画像濃度を有すると共に、耐水性や耐光性に優れた画
像が得られるようになる。In the ink of the present invention, since the carbon black pigment is dispersed in an aqueous medium as described above, an ink in which a water-soluble dye is dissolved in the aqueous medium is used. As compared with the case, an image having sufficient image density and excellent in water resistance and light resistance can be obtained.
【００１５】[0015]
【実施例】以下、この発明の実施例に係るカーボンブラ
ック顔料及びこのカーボンブラック顔料を用いたインク
について具体的に説明すると共に、比較例を挙げ、この
発明の実施例に係るカーボンブラック顔料を用いたイン
クにおいては、水溶性の染料を水系媒体中に溶解させた
インクに比べて、十分な画像濃度を有すると共に耐水性
や耐光性に優れた画像が得られ、また従来のカーボンブ
ラック顔料を用いたインクのようにカーボンブラック顔
料が凝集するということもなく、インクジェットプリン
タ等のインク記録装置に使用した場合において、液流路
やノズルに目詰まりが生じるのが抑制されることを明ら
かにする。The carbon black pigment according to the embodiment of the present invention and the ink using the carbon black pigment will be specifically described below, and a comparative example will be given to use the carbon black pigment according to the embodiment of the present invention. In comparison with inks in which a water-soluble dye was dissolved in an aqueous medium, an image with sufficient image density and excellent water and light fastness was obtained. It is clarified that the carbon black pigment does not aggregate as in the case of the used ink, and that when used in an ink recording apparatus such as an ink jet printer, the clogging of the liquid flow path and the nozzle is suppressed.
【００１６】（実施例１ａ〜１ｇ）これらの実施例にお
いては、カーボンブラック顔料を得るにあたり、カーボ
ンブラックとして、下記の表１に示す市販の各カーボン
ブラック粒子を用い、ステンレス製のカプセル容器内
に、それぞれ表１に示すカーボンブラック粒子を２００
ｍｇと、フラーレンＣ60を５０ｍｇと、フラーレンＣ60
に対して２０当量モルの反応試薬ＫＣＮと、攪拌用のス
テンレスボールとを入れ、各カプセル容器内を窒素ガス
で置換させた後、バイブレイティングミルを用いて、室
温で３０分間処理を行ない、各カーボンブラック粒子の
表面にそれぞれフラーレンＣ60を結合させた。(Examples 1a to 1g) In these examples, in order to obtain a carbon black pigment, commercially available carbon black particles shown in Table 1 below were used as carbon black, and the carbon black pigment was placed in a stainless steel capsule container. Each of the carbon black particles shown in Table 1 was 200
mg, fullerene C 60 and 50 mg, fullerene C 60
After adding 20 equivalent moles of the reaction reagent KCN and a stainless steel ball for stirring and replacing the inside of each capsule container with nitrogen gas, the mixture was treated at room temperature for 30 minutes using a vibrating mill. each surface of the carbon black particles are bonded to fullerene C 60.
【００１７】[0017]
【表１】 [Table 1]
【００１８】そして、上記のように各カーボンブラック
粒子の表面にフラーレンＣ60が結合された各カーボンブ
ラック顔料を分離した。なお、この各カーボンブラック
顔料において、各カーボンブラック粒子にフラーレンＣ
60が結合していることはマススペクトルにより確認し
た。[0018] Then, to separate each carbon black pigment fullerene C 60 is bound to the surface of the carbon black particles as described above. In each carbon black pigment, fullerene C was added to each carbon black particle.
The binding of 60 was confirmed by mass spectrum.
【００１９】（実施例１ｈ）この実施例においては、上
記の実施例１ａと同じカーボンブラック粒子（ＣＡＢＯ
Ｔ社製 ＲＥＧＡＬ ２５０Ｒ）を用い、このカーボン
ブラック粒子とフラーレンＣ60とを反応させる反応試薬
として、上記のＫＣＮに代えてＫＢｒを用いるように
し、それ以外は、上記の実施例１ａの場合と同様にして
カーボンブラック顔料を得た。Example 1h In this example, the same carbon black particles (CABO) as in Example 1a above were used.
T Co. REGAL 250R) using, as a reaction reagent reacting the carbon black particles and fullerene C 60, instead of the above KCN to use a KBr, otherwise, as in the case of Examples 1a Thus, a carbon black pigment was obtained.
【００２０】（実施例２ａ〜２ｃ）これらの実施例にお
いては、下記の表２に示すように、上記の実施例１ａ，
１ｂ，１ｅにおいて得たカーボンブラック顔料を用いる
ようにした。(Examples 2a to 2c) In these examples, as shown in Table 2 below, Examples 1a and 2a
The carbon black pigment obtained in 1b and 1e was used.
【００２１】[0021]
【表２】 [Table 2]
【００２２】そして、これらの実施例においては、上記
の各カーボンブラック顔料を５重量部、水溶性アクリル
樹脂を５重量部、グリセリンを１９重量部、蒸留水を７
０重量部、トリエタノールアミンを１重量部の割合で加
え、これらを混合させて各インクを得た。In these examples, 5 parts by weight of each carbon black pigment, 5 parts by weight of a water-soluble acrylic resin, 19 parts by weight of glycerin, and 7 parts by weight of distilled water were used.
0 parts by weight and 1 part by weight of triethanolamine were added, and these were mixed to obtain each ink.
【００２３】（比較例１）この比較例においては、黒色
染料を用いた市販のインク（エプソン社製：ＭＪＩＣ
４）を用いるようにした。Comparative Example 1 In this comparative example, a commercially available ink using a black dye (MJIC manufactured by Epson Corporation) was used.
4) was used.
【００２４】そして、上記の実施例２ａ〜２ｃの各イン
クと上記の比較例１のインクとを市販のインクジェット
プリンタ（エプソン社製，ＭＪ−５１０Ｃ）に用いて普
通紙上に画像形成を行ない、インクの吐出安定性、形成
された画像の画像濃度，耐水性及び耐光性の評価を行な
った。Then, an image was formed on plain paper using each of the inks of Examples 2a to 2c and the ink of Comparative Example 1 with a commercially available ink jet printer (MJ-510C, manufactured by Epson Corporation). Of the formed image, the image density, water fastness and light fastness of the formed image were evaluated.
【００２５】この結果、吐出安定性においては、上記の
実施例２ａ〜２ｃの各インクも、比較例１のインクと同
様に、６ヶ月常温で放置した後であっても、インクジェ
ットプリンタの液流路やノズルに目詰まりが生じるとい
うことがなく、初期と同じ状態の吐出性能が得られた。As a result, with respect to the ejection stability, each of the inks of Examples 2a to 2c was similar to the ink of Comparative Example 1 even after being left at room temperature for 6 months. There was no clogging of the roads and nozzles, and the same ejection performance as in the initial stage was obtained.
【００２６】また、形成された画像の画像濃度について
は、各インクを用いて形成した画像の画像濃度を画像濃
度計（コニカ社製：サクラ濃度計）を用いて測定した。
この結果、上記の実施例２ａ〜２ｃの各インクを用いて
形成した画像の画像濃度は１．４以上であったのに対し
て、上記の比較例１のインクを用いて形成した画像の画
像濃度が１．２程度であり、実施例２ａ〜２ｃの各イン
クを用いた場合に、画像濃度の高い画像が得られた。Regarding the image density of the formed image, the image density of the image formed using each ink was measured using an image densitometer (Konica Corporation: Sakura Densitometer).
As a result, while the image density of the image formed using each ink of Examples 2a to 2c was 1.4 or more, the image density of the image formed using the ink of Comparative Example 1 was higher than 1.4. The density was about 1.2, and when each of the inks of Examples 2a to 2c was used, an image having a high image density was obtained.
【００２７】また、上記の各インクを用いて形成した画
像における耐水性については、水によるにじみを調べ
た。この結果、上記の実施例２ａ〜２ｃの各インクを用
いて形成した画像は、上記の比較例１のインクを用いて
形成した画像に比べて、水によるにじみが非常に少なく
なっていた。Regarding the water resistance of an image formed using each of the above inks, bleeding with water was examined. As a result, the images formed using the inks of Examples 2a to 2c had much less bleeding due to water than the images formed using the ink of Comparative Example 1 described above.
【００２８】また、画像の耐光性については、上記の各
インクを用いて形成した各画像に対して、島津製作所社
製の耐光試験機（ＳＵＮＴＥＳＴＥＲ／ＸＦ１８０）を
用いて、太陽光が３ヶ月照射したのに相当する照射を行
ない、照射前と照射後における画像のＬ* ａ* ｂ* 表示
系におけるＬ* ，ａ* ，ｂ* の値を分光測色計（ミノル
タ社製：ＣＭ−３７００ｄ）を測定し、下記の式に基づ
いてΔＥを求めた。Regarding the light fastness of the image, sunlight was irradiated on each image formed using each of the above inks for 3 months using a light fastness tester (SUNTESTER / XF180) manufactured by Shimadzu Corporation. The values of L * , a * , and b * in the L * a * b * display system of the images before and after the irradiation are measured, and the values of L * , a * , and b * are measured using a spectrophotometer (Minolta: CM-3700d). Was measured, and ΔE was determined based on the following equation.
【００２９】[0029]
【数１】ΔＥ＝［（Ｌ*2−Ｌ*1)2＋（ａ*2−ａ*1)2＋
（ｂ*2−ｂ*1)2］1/2 ΔE = [(L * 2-L * 1) 2 + (a * 2-a * 1) 2 +
(B * 2-b * 1) 2 ] 1/2
【００３０】なお、上記の式中、Ｌ*1，ａ*1，ｂ*1は照
射前の測定値であり、Ｌ*2，ａ*2，ｂ*2は照射後の測定
値である。In the above equation, L * 1, a * 1, b * 1 are measured values before irradiation, and L * 2, a * 2, b * 2 are measured values after irradiation.
【００３１】この結果、上記の実施例２ａ〜２ｃの各イ
ンクを用いた画像においては、上記のΔＥの値がΔＥ＜
５で退色度が小さくなっていたのに対して、上記の比較
例１のインクを用いた画像においては、上記のΔＥの値
がΔＥ≧５で退色度が実施例２ａ〜２ｃの各インクを用
いた画像よりも大きくなっており、実施例２ａ〜２ｃの
各インクを用いて形成した画像は、比較例１のインクを
用いて形成した画像に比べて耐光性が優れていた。As a result, in the images using the inks of Examples 2a to 2c, the value of ΔE is ΔE <
In contrast, in the image using the ink of Comparative Example 1 described above, the value of ΔE was ΔE ≧ 5 and the degree of fading was less than the ink of Examples 2a to 2c. The images used were larger than the images used, and the images formed using the inks of Examples 2a to 2c had better light fastness than the images formed using the inks of Comparative Example 1.
【００３２】（比較例２〜５）これらの比較例において
は、カーボンブラック顔料として、下記の表３に示す市
販のカーボンブラック粒子に対してフラーレンＣ60を結
合させることなく、そのまま用いるようにし、それ以外
については、上記の実施例２ａ〜２ｃの場合と同様にし
て各インクを作製した。[0032] (Comparative Example 2-5) These comparative examples are carbon black pigment, without binding the fullerene C 60 with respect to commercially available carbon black particles shown in Table 3 below, as used directly, Otherwise, each ink was prepared in the same manner as in Examples 2a to 2c above.
【００３３】[0033]
【表３】 [Table 3]
【００３４】そして、上記の実施例２ａ〜２ｃの各イン
クと、これらの比較例２〜５の各インクとについて、そ
れぞれインク中におけるカーボンブラック顔料の分散安
定性を調べた。The dispersion stability of the carbon black pigment in each of the inks of Examples 2a to 2c and the inks of Comparative Examples 2 to 5 was examined.
【００３５】この結果、実施例２ａ〜２ｃの各インクに
おいては、６ヶ月以上放置してもカーボンブラック顔料
が凝集するということがなかったのに対し、比較例２，
３の各インクにおいては、インク中にカーボンブラック
顔料を分散させた後、２分以内にカーボンブラック顔料
が凝集して沈降し、また比較例３，４の各インクにおい
ては、インク中における一部のカーボンブラック顔料が
浮遊し、２分以内にカーボンブラック顔料が凝集して沈
降した。As a result, in each of the inks of Examples 2a to 2c, the carbon black pigment did not agglomerate even after being left for 6 months or more.
In each of the inks of Example 3, after the carbon black pigment was dispersed in the ink, the carbon black pigment aggregated and settled within 2 minutes. In each of the inks of Comparative Examples 3 and 4, a part of the ink was used. And the carbon black pigment aggregated and settled within 2 minutes.
【００３６】この結果から明らかなように、カーボンブ
ラック粒子の表面にフラーレンＣ60を結合させたカーボ
ンブラック顔料を使用した実施例２ａ〜２ｃの各インク
は、カーボンブラック粒子にフラーレンを結合させてい
ないカーボンブラック顔料を使用した比較例２〜５の各
インクに比べて、インク中におけるカーボンブラック顔
料の分散安定性が著しく向上しており、長期間放置した
場合においても、インクがインクジェットプリンタにお
ける液流路やノズルに目詰まりするということがなく、
安定したインクジェット記録が行なえるようになった。As is apparent from these results, the ink of Example 2a~2c using carbon black pigment bound with fullerene C 60 on the surface of the carbon black particles are not bound to fullerene carbon black particles Compared with each of the inks of Comparative Examples 2 to 5 using the carbon black pigment, the dispersion stability of the carbon black pigment in the ink was remarkably improved. No clogging of roads and nozzles,
Stable inkjet recording can now be performed.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上詳述したように、この発明のインク
においては、カーボンブラック顔料として、カーボンブ
ラック粒子の表面にフラーレンが結合されたものを用
い、このようにカーボンブラック粒子の表面にフラーレ
ンが結合されてなるカーボンブラック顔料を水系媒体中
に分散させるようにしたため、カーボンブラック粒子の
表面に結合されたフラーレンによる立体反発効果によ
り、カーボンブラック顔料の凝集が抑制されると共に、
カーボンブラック顔料相互の摩擦も低減され、このカー
ボンブラック顔料が水系媒体中において安定した状態で
分散されるようになった。As described above in detail, in the ink of the present invention, a carbon black pigment having fullerene bonded to the surface of carbon black particles is used. Because the carbon black pigment to be bonded is dispersed in the aqueous medium, the steric repulsion effect of fullerene bonded to the surface of the carbon black particles suppresses the aggregation of the carbon black pigment,
Friction between the carbon black pigments was also reduced, and the carbon black pigments were dispersed in an aqueous medium in a stable state.
【００３８】この結果、この発明のインクをインクジェ
ットプリンタ等のインク記録装置に使用して画像形成を
行なうようにした場合、カーボンブラック顔料が凝集し
てインク記録装置における液流路やノズルに目詰まりが
生じるということがなく、安定した画像形成が行なえる
ようになった。As a result, when an image is formed by using the ink of the present invention in an ink recording device such as an ink jet printer, the carbon black pigment aggregates and clogs the liquid flow paths and nozzles in the ink recording device. No image formation occurs, and stable image formation can be performed.
【００３９】また、この発明におけるインクにおいて
は、上記のように水系媒体中に前記のカーボンブラック
顔料を分散させたものであるため、水溶性の染料を水系
媒体中に溶解させたインクを用いた場合に比べて、十分
な画像濃度を有すると共に、耐水性や耐光性に優れた画
像が得られるようになった。In the ink of the present invention, since the carbon black pigment is dispersed in an aqueous medium as described above, an ink in which a water-soluble dye is dissolved in the aqueous medium is used. Compared to the case, an image having a sufficient image density and excellent in water fastness and light fastness can be obtained.
Claims (2)
ンが結合されてなることを特徴とするカーボンブラック
顔料。1. A carbon black pigment comprising fullerene bonded to the surface of carbon black particles.
ンが結合されてなるカーボンブラック顔料が水系媒体中
に分散されてなることを特徴とするインク。2. An ink comprising a carbon black pigment in which fullerene is bonded to the surface of carbon black particles and dispersed in an aqueous medium.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31296497A JPH11140342A (en) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | Carbon black pigment and ink |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31296497A JPH11140342A (en) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | Carbon black pigment and ink |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11140342A true JPH11140342A (en) | 1999-05-25 |
Family
ID=18035611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31296497A Pending JPH11140342A (en) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | Carbon black pigment and ink |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11140342A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1997
- 1997-11-14 JP JP31296497A patent/JPH11140342A/en active Pending
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