JPS6289225A - 磁気記録テ−プ - Google Patents

磁気記録テ−プ

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JPS6289225A
JPS6289225A JP61213693A JP21369386A JPS6289225A JP S6289225 A JPS6289225 A JP S6289225A JP 61213693 A JP61213693 A JP 61213693A JP 21369386 A JP21369386 A JP 21369386A JP S6289225 A JPS6289225 A JP S6289225A
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JP
Japan
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cleaning agent
head cleaning
magnetic recording
recording tape
magnetic
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JP61213693A
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カレン　マリー　ウーリイ
チヨング−ヨング　ジヨン　キム
アーサー　ヨン　エルスワース
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3M Co
Original Assignee
Minnesota Mining and Manufacturing Co
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は記録層が結合剤中の磁性酸化鉄粒子を含みそし
てデータ記録用につくられる磁気記録テープに関する。
発明の背景 磁性酸化鉄粒子を使うほとんどの磁気記録テープは酸化
鉄粒子よりも硬い非磁性粒子を含有する。
非磁性粒子は記録層の耐摩耗性を改良すると共にまた記
録および消磁ヘッド上に付着するであろういくらかの結
合剤材料をこすり取る穏やかな研摩作用を有する。この
研摩作用のために、非磁性粒子はしばしば「ヘッド　ク
リーニング剤」と呼ばれるが、ある刊行物はそれらを「
研摩粉」または「強化剤」または単に「硬質粉」と呼ぶ
。データ記録テープにおいては、最も普通に使われるヘ
ッド　クリーニング剤、アルミナ（Ａ１２０３）、は典
型的には磁性酸化鉄粒子重量の２から１０％までの母で
使われる。
ほとんどのデータ記録装置はフェライト　ヘッドを使用
しこれは摩耗によく耐える。磁気記録テープが約５００
１Ｊ／秒までの高速度でヘッドを横切って引張られても
、上に述べた範囲内の吊のアルミナ粒子は過度にフェラ
イトヘッドを摩耗することはない。即ち、フェライト　
ヘッドはアルミナの摩耗作用によってその間隙がすり減
らされる前に普通は他の理由のためになくなる。例えば
、フェライト　ヘッドは加工硬化劣化（ｗｏｒｋ−ｈａ
ｒｄｅｎｉｎｇｄｅｑｒａｄａｔｉｏｎ）　ｌ．：より
または間隙ノ腐食のために磯能しなくなるであろう。
データ記録用のフェライト　ヘッドよりもざらに一層経
済的なのは黄銅および「ミューメタル」（　Ｈｕｍｅｔ
ａｌ　）ヘッドのような軟質ヘッドであるが、それらは
有効母のアルミナを含有する通常のデータ記録テープに
よってすぐ破壊されるであろう。
従って、軟質ヘッドを使うデータ記録装置の製造業者は
アルミナのような硬質の非磁性粒子を含有するものより
も少ない摩耗性のデータ記録テープを使用すること、そ
してそれよりもむしろ使用者は付着した結合剤を除する
ために特に設計した溶剤によっておよそ周期的にヘッド
を清浄にすることにもつと用心深くあるべきことを提案
する。この事は余分な負担を使用者に負わせ、そして周
期的清浄化に少しでも過失があればデータの喪失または
誤りを生じることになる。
従って、摩損に対して良い抵抗を有しそして軟質ヘッド
を不当な摩損を伴なわずに無理なく清潔に保つようなデ
ータ記録テープに対する要求が続いている。
上に言及したものを例外として、我々は先行技術中には
テープの摩損を最小にしながら軟質データ記録ヘッドの
過度の摩損を防ぐ問題に関しては何も見出していない。
他方、ビデオ録画におけるヘッド摩損とテープ摩損の双
方を処理する大量の先行技術を我々は承知している。例
えば、米国特許第４．２７５，１１５号（成瀬）は［磁
気記録組成物に対する硬質粉末の添加は静止画像再生に
対する持久性の改良および摩耗損失への憔向の修正に失
敗するという］　（１段、３３−３６行）。
ナルセの特許の答は少なくとも２つの型の非磁性粉末即
ち、１つは７よりも大きいモース（Ｈｏｈｓ）硬度そし
ていま１つは７よりも小さいが３よりも大きいモース硬
度の粉末を使用することである。
７よりも大きいモース硬度を有するものとして挙げたも
のの中にあるのは「Ｃｒ２ｏ３、アルミナ、炭化珪素、
石英、二酸化チタン、ジルコニアおよびこれに類するも
の」である（２段、７−９行）。
米国特許第４，４２０．４０８号（根本等）もまたビデ
オ　テープおよび静止特性を改良するためのそのＦＪ損
低抵抗改良する問題に関する。カシモトの特許は、共に
少なくとも７のモース硬度を有するが、１．０以上の差
のある異なる真比重を有する２種類の微細な「研摩性粉
末」を組合わせることによってこの問題を解決する。第
１表には数組の対の粉末の等部を使用する場合の静止再
生回数を報告するが、１つの対はＴｉＯ２（真の比重４
．２）およびＣｒ２０３（真の比重５，２）である。
欧州特許出願用１０８，９７１号はビデオ　テープの静
止画像再生特性を高めるためには［強化剤としてクロミ
ア（Ｃｒ２０３）、アルミナ（Ａ１２０３）、または炭
化珪素（ＳｉＣ）のような非磁性粉末材料を磁性層中に
配合することがこれまで提案されてきた。しかし上記の
強化剤を磁性層中に均一に分散させることは容易ではな
く、そして分散の不均一性が起こり、その結果磁性層の
耐摩損性の減少、磁性ヘッドの過度の摩損、またはテー
プ表面の平滑性の減少を生じる」という（２頁、５−１
５行）。適用法は「研摩剤」、「非［ｌｉ性粉末材料ｊ
、および「無機質粉末材料」とも呼ばれる強化剤のより
良い分散方法に導かれる。有用な無機質粉末材料は４頁
、１５−１９行に挙げられておりそして二酸化チタン（
ＴｉＯ２）が含まれこれはまた実施例８および１３中に
使われる。
米国特許第４．３９９，１８９号（中隔）は「静止特性
を改良するための磁気テープの耐摩耗性の改良と記録機
のヘッドの摩損の減少の２つの両立しない要求」に関す
る（１段、３２−３９行）。それはＣｒ　○　およびＡ
ｌ２Ｏ３粉末は電気記録テープの耐摩損性を改良するけ
れども、ヘッドの摩損は都合悪く増加するという。この
問題に対する解決は磁気層中に［磁気粉末基準で０．５
から１５重Ｍ％までの割合のＡｌ２Ｏ３および／または
Ｃｒ２Ｏ３の第１非磁性粉末および磁気粉末基準で０．
５から１５重最％までのＴｉＯ、ＳｉＣ，ＳｉＯ、ｚｒ
ｏ２および／またはＣｅＯ２の第２非磁性粉末の双方を
、そして非磁性粉末基準で２０重量％より少ない全非磁
性粉末を使用することである。第１および第２非…性粉
末の平均粒子直径は０．１から２マイクロメーターの範
囲であるＪ　　（１段、４６−５７行）。
この特許には操作実施例がないが、種々の割合でＴｌＯ
２およびＡｌ２Ｏ３粉末を含有するテープの割合が３％
以上であったときには、静止再生時間は約２２０分に増
加した。それ以上に、もしもＴｉ○２粉末の割合が該条
件におい°てより高ければ、静止再生時間はざらに増加
した」と云う（３段、３８−４２行）。
米国特許第３．９２９．６５８号（Ｂｅｓｋｅ　）は全
く硬くそ１て摩耗性であるＣｅＯ２を磁性材料として使
用する磁気記録テープに関する。「発明の背低」の項で
、ベスクの特許は磁気記録テープは過度のヘッド摩損を
生じることを指摘しそしてヘッド寿命を改良するための
２つの先行接近について言及する。１つの接近は潤滑剤
を使用しそしていま１つは「極めて硬い粒子を使用しこ
れは例えば米国特許第３，６３０，９１０号および独逸
特許第１，８０４，３９３号および１，９５３゜４５９
号（１段、４６−５０行）中に記載されるようにフリン
ト、ガーネット、炭化珪素のように強磁性粒子よりもさ
らに摩耗性でさえある」。ベスク特許はその代り［強磁
性粒子の重量基準で約２から約２０％までの、モース尺
度上で５．５またはそれ以下の硬度を有する少なくとも
１つの非強磁性金属酸化物微粉砕粒子」の使用によって
ヘッド寿命を改良する。「特に好ましい材料はアナター
ピ型二酸化チタニウム（モース硬度＝５．５）および三
酸化モリブデン（モース硬度＝２．０）である」　〈３
段、３３−３６行）。この特許はそのようには言はない
が、二酸化チタンおよびその他の非強磁性粒子は強磁性
ＣｒＯ２の過度の摩耗性質を相殺するために使われるも
のと思われる。
上に検討した公刊物は１つとして軟質ヘッドから生じる
データ記録または問題に関連していなかったけれども、
それぞれは磁化しうる層中における二酸化チタニウムの
使用のゆえに本発明に対しである妥当性を有することが
できる。
モース硬度値はむしろ不明確であるから、硬度値は本願
ではヌープ（Ｋｎｏｏｐ　）のスケールで報告する。何
れのスケールによっても、粉末の硬度は同一物質の結晶
の硬度から推定できるのみであり、そして結晶が微粉状
に摩砕された後も同一のままであるという保証はない。
その上、種々の形の同一化学化合物は著しく異なる硬度
を有するであろう。上の引用において、Ｔ　ｉ　０２の
モース硬度は共に７、○（成瀬および根本）および５，
５（ベスク）として与えられる。ＣＲＣハンドブックオ
ブ　ケミストリー　アンド　フィツクス（ｌｌａｎｄｂ
ｏｏｋ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｐｈｙｓ
ｉｃｓ　）　、第５６版、Ｂ−１９７から８−２００頁
まで、はＴｉＯ２の種々の形態に対するモース硬度を：
アナターゼ５．５−６．０．ブルツカイト５．５−６．
０１およびルチル６．０−６．５と報告する。
我々は硬度を測定するために何等努力をせずそして単純
に報告されたヌーブス硬度を多数の非磁性材料に対して
次のように繰り返した： Ａｌ２Ｏ３２１０゜ ＺｒＯ１１６０ Ｔ　ｉ　０２　　　　７００ 我々が研究した磁気記録テープは総てこのリストの最初
の２つの１つをヘッド　クリーニング剤として使用し、
そしてＳｉＣは報告されるように時々使用する。それら
の硬度の故に、我々は本願ではそれらを「硬質ヘッド　
クリーニング剤」と呼びそしてこの術語を１２００より
も大きいヌープス硬度を有する非磁性粉末を示すために
使用する。
ＣＲＣハンド　ブックはＦ−２２頁にヌープおよびモー
ス硬度値を種々の材料に対して比較する。
発明の開示 本発明は結合剤中に分散された強磁性酸化鉄粒子を含む
磁化しうる層を有する磁気記録テープを提供し、このテ
ープは、軟質ヘッドを有しそしてこれらのヘッドを不当
な摩耗なしに合理的に清潔に保つことができるデータ記
録装置上に使用することができる。この新規磁気記録テ
ープはその記録層中に酸化鉄粒子の重量を基にして０．
５から３％までの二酸化チタニウムまたはその他の６０
０から１２００まで（好ましくは８００より少ない）の
ヌーブス硬度を有する非磁性粉末を含め一方何等かの硬
質ヘッド　クリーニング剤の量を１．０％より低く制限
することによってこれを達成する。本発明者等は本願に
おいて「軟質ヘッドクリーニング剤」の術語を６００か
ら１２００までのヌーブス硬度を有する非磁性粉末に対
して使用する。
二酸化チタンの硬度がおよそまたは僅かに強磁性鉄酸化
物粒子のものを越えるであろうことを考慮すれば、二酸
化チタンがこの異常な効果を有することは驚くべきこと
である。強磁性酸化鉄に対するヌーブス硬度値の報告は
見出されなかったが、前に言及したＣＲＣハンドブック
はモース硬度をＦｅ２Ｏ３（ｉｌ鉱）　に対し、ｒ５−
６、ソシテＦｅ３０４（ｉ＆鉄鉱）に対して５．５−６
．５と報告している。
二酸化チタンのような軟質ヘッド　クリーニング剤が上
記の「発明の背景技術」の項の引用において我々が検討
した理由のために７４％　１１．　ｔ、うる層中に使用
されたけれども、それらは他の成分の摩耗性、例えばＡ
１０　またはＣｒＯ２の摩耗性を変性するためにのみ使
われたというのが我々の理解である。我々はこれらの引
用文中にヘッド　クリーニング剤としての二酸化チタニ
ウム（または我々が本願中で「軟質ヘッド　クリーニン
グ剤」と呼ぶその伯の粉末）の使用について何等の示唆
も見出さなかった。
好ましくは、軟質ヘッド　クリーニング剤の巾は１．５
％を越えない、なぜなればより多い世が有利性を示すわ
けではなくそして強磁性酸化鉄の分を制限し、それ故シ
グナルの出力を制限するであろうからである。他方場合
によってはシグナル出力の制限が望ましいであろう。
本発明の何れの磁気記録テープの磁化しうる層中、軟質
ヘッド　クリーニング剤および何れの硬質ヘッド　クリ
ーニング剤も直径が２マイクロメーターを越える粒子を
実質的に含むべきではない。
より大きい粒子はヘッドをひつかき、またヘッド一対−
テープの間隙損失も生じる。軟質ヘッドクリーニング剤
の平均直径は０．２から１．０マイクロメーターまでで
ありそして何れの硬質ヘッド　クリーニング剤の平均直
径も０．２から０．５マイクロメーターまでであること
が好ましい。今日最良の結果は軟質ヘッド　クリーニン
グ剤の瓜が何れかの硬質ヘッド　クリーニング剤の借を
越える場合に達成された。好ましくは、記録層は硬質ヘ
ッド　クリーニング剤を含まない。
以下の実施例中、総ての部は重是によるものである。
実施例１ この実施例のこのテープの裏打材は厚さ約１．０マイク
ロメーターを有する２軸延伸ポリ（エチレン　テレフタ
レート）フィルムであった。
フィルムの裏側に非磁性塗料を適用しである程度の粗さ
および導電性を与え、その後で下記の分散体を使用して
表側に磁化しうる層を適用した。
分散体１　　　　　　　　　　　　　　部二酸化チタン
（平均直径０．７ マイクロメーター＞　　　　　　４５．６分散剤　　　
　　　　　　　　　　０．８ポリウレタン　エラストマ
ー　　　３．６テトラヒドロフラン溶剤　　　　５０．
０分散体■ 酸化鉄（コバルト−変性 約０．２３マイクロメーター を有する粒子＞　　　　　　　　　７０．８分散剤　　
　　　　　　　　　　　３．３当漬のビスフェノールＡ
と エビクロロヒドリンとの 熱可塑性コポリマー （ｖｌＰＫＨＨ″、ユニオン カーバイド社製）６．９ ポリウレタン　エラストマー　　１０．３カーボン　ブ
ラック　　　　　　　６．４滑剤　　　　　　　　　　
　　　　１．８トルエン　　　　　　　　　　　　４．
５メチル　エチル　ケトン　　　　１６．６テトラヒド
ロフラン　　　　　２４１．’５分散体工はセラミック
媒体と共にジャー（ｊａｒ　）ミル中で２４時間摩砕し
た。分散体■は縦型サンド（ｓａｎｄ）ミル中で滑らか
になるまで摩砕してつくり次いで高速度ミキサー中で混
合しこれに充分分散体重を添加しそれによって最終混合
物は酸化鉄基準で１．５％の二酸化チタンを有した。イ
ソシアネート交叉結合剤を添加した直後、合体した分散
体を裏打材上に塗布しそして加熱して溶剤を追い出して
約２マイクロメーターの厚さの乾燥塗膜を与えた。これ
を次にカレンダーに掛け、約１．７５マイクロメーター
の厚さの最終的磁化しうる塗布物を生じた。生じたテー
プを１／４インチ（０，６３５α）に細長く裂き、そし
て１８３ｍを米国特許第３．６９２．２５５号中に開示
される型のベルト駆動データ　カートリッジ中に入れた
。
実施例２および比較実施例Ａ、ＢおよびＣ二酸化チタン
の代りに下記のようなその他の非磁性粉末の同−聞で置
き換えた点を除き実施例１のようにしてテープをつくり
そしてカートリッジ中に装填した： ２　　　ＺｒＯ２０，４ Ａ　　　／Ｍ！２０３　　　　　０．３Ｂ　　Ｃｒ２Ｏ
３０，６ ＣＳｉＣ０，４ 各カートリツジはＤＣＤ−３駆動（ミネソタ・マイニン
グ・アンド・マヌファクチュアリングカンパニー社製）
中で真鍮ヘッドを横切り９０インヂ／秒（２２９ｃｍ／
秒）の速度で駆動させた。
２５００サイクルの後、真鍮ヘッドの物理的摩損外形の
測定を行った。また、ヘッドに付着した破片に対し目視
によって検査した。１から１０までの評価を与えたが、
１は実質的に無付着を示し、そして１０は天吊付着を示
す。結果は次のようであった： １　　　　　　　　　６、　４　　　　　　　　　　２
２　　　　　　　　　３．９　　　　　　　　　　　４
△　　　　　　　　　８．５　　　　　　　　　　４Ｂ
　　　　　　　　　６４．　２　　　　　　　　　　　
６Ｇ　　　　　　　　９９．　６　　　　　　　　　　
　７付着評価の４またはそれ以下は満足すべきものと考
えられ、５または６の評価は限界値と思われ、モして７
またはそれより高い評価は不満足なものと考えられる。
比較テープＢおよびＣが実施例１および２のものよりも
多い付着を残したという事実はヘッドの過度の摩損にお
いて発生した破片に帰せられる。
実施例３−６および　較テープＤ−Ｈ 下記の分散体および種々の世の二酸化チタンを使用した
点を除き実質的に実施例１のようにして１連のテープを
つくった。
分散体■ 二酸化チタン（平均直径０．７ マイクロメーター）　　　　　　　４９．０分散剤　　
　　　　　　　　　　　１．０テトラヒドロフラン溶剤
　　　　５０．０分散体ＩＶ 酸化鉄（コバルト変性 平均長さ約１．０マイクロ メーターを有した）　　　　　　７９．０分散剤　　　
　　　　　　　　　　５．１塩化ビニル／酢酸ビニル コポリマー（ゝ″Ｖ　Ａ　Ｇ　Ｈ″、 ユニオンカーバイド社製）７．２ ポリウレタン　エラストマー　　　４．７カーボン　ブ
ラック　　　　　　　４．０滑剤　　　　　　　　　　
　　　　１．４テトラヒドロフラン　　　　　２７０ 比較のために、二酸化チタンの代りに へ１２０３粉末（平均直径０．５マイクロメーター）を
使って１連のテープをつくった。
それぞれのテープをベルト駆動データ　カートリッジ中
に装填しそして上のように試験した。
３　　０．５　　　０　　　　　０．５　　　　　４４
　　１．０　　　０　　　　　０．６　　　　　４５　
　１．５　　　０　　　　　３．３　　　　　３６　　
２．０　　　０　　　　　２．１　　　　　４Ｄｏ　　
　　　０．５２．８　　　　　５ＥＯ１，０３，４４ ＦＯ１゜５　　　　７．．８　　　　　４Ｇｏ　　　　
　２．０５．５　　　　　５ＨＯＯＯ，９８ 実施例７−９および比較テープＩ−に 下記の酸化鉄分散体を使用した点を除き実質的に実施例
３−６および比較テープＤ−Ｈのようにして一連のテー
プをつくった： 分散体■　　　　　　　　　　　　　　部酸化鉄（非変
性ガンマ− 約Ｏ０２マイクロメーター を有した）　　　　　　　　　　　７０．０分散剤　　
　　　　　　　　　　　４．２塩化ビニル／酢酸ビニル コポリマー（ｒＶＡＧＩ−ＩＪ、 ユニオン　カーバイド＞　　　　１５．４ポリウレタン
　エラストマー　　　５．１カーボン　ブラック　　　
　　　　３．５滑剤　　　　　　　　　　　　　　１．
８テトラヒドロフラン　　　　　２８４．６テープをカ
ートリッジ中に装填しそして上記のように試験した。
実施例　　　　それぞれのｆｆ１（％）　　　　　　　
ヘッド摩損　　　　付着評価７０．５００　　　　　　
　１１　　　　　　　５８１．０００　　　　　　　　
５　　　　　　　４９１．５００　　　　　　　１２　
　　　　　　４Ｉ０００．５３０　　　　　　　５ ＪＯ１，００１１，５５ Ｋ　　　　Ｏ１，５０２２３ 通例のヘッド　クリーニング剤の代りに二酸化チタン粉
末で置き換えることによって、データ記録テープは過度
の摩損を伴なうことなく真鍮またはその他の軟質ヘッド
を相当清潔に保つことをこれらの実施例は実証する。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）軟質ヘッドを備えたデータ記録装置に好適な磁気
    記録テープであつて、結合剤中に分散した強磁性酸化鉄
    粒子を含む磁化しうる層を有する該テープにおいて、前
    記の層が、酸化鉄粒子の重量基準で０．５から３％まで
    の軟質ヘッドクリーニング剤を含み、一方任意の硬質ヘ
    ッドクリーニング剤の量を１％より低くに制限し、そし
    て軟質ヘッドクリーニング剤および任意の硬質ヘッドク
    リーニング剤は直径が２マイクロメーターを超える粒子
    を実質的に含まないことを特徴とする磁気記録テープ。
  2. （２）軟質ヘッドクリーニング剤のヌープの硬度が８０
    ０より低いことをさらに特徴とする特許請求の範囲第（
    １）項に記載の磁気記録テープ。
  3. （３）軟質ヘッドクリーニング剤が二酸化チタンである
    ことをさらに特徴とする特許請求の範囲第（２）項に記
    載の磁気記録テープ。
  4. （４）二酸化チタンの量が何等かの硬質ヘッドクリーニ
    ング剤の量よりも多いことをさらに特徴とする特許請求
    の範囲第（３）項に記載の磁気記録テープ。
  5. （５）記録層が硬質ヘッドクリーニング剤を含まないこ
    とをさらに特徴とする特許請求の範囲第（４）項に記載
    の磁気記録テープ。
  6. （６）特許請求の範囲第（２）項中に定義するような軟
    質ヘッドおよび磁気記録テープを装備したデータ記録メ
    カニズム。
  7. （７）特許請求の範囲第（２）項中に定義するような磁
    気記録テープを装填したベルト駆動データカートリッジ
    。
  8. （８）結合剤中に強磁性酸化鉄粒子を分散させる工程を
    含む特許請求の範囲第（１）項に記載する磁気記録テー
    プをつくる方法において、０．５から３％までの軟質ヘ
    ッドクリーニング剤が該結合剤中に分散され、一方任意
    の硬質ヘッドクリーニング剤の量が酸化鉄粒子の重量基
    準で１．０％より少なく制限され、そして非磁性裏打材
    上に分散系を塗布することを特徴とする方法。
  9. （９）軟質ヘッドクリーニング剤のヌープ硬度が８００
    よりも低いことをさらに特徴とする特許請求の範囲第（
    ８）項に記載の方法。
  10. （１０）軟質ヘッドクリーニング剤が二酸化チタンであ
    ることをさらに特徴とする特許請求の範囲第（９）項に
    記載の方法。
  11. （１１）二酸化チタンの量が何等かの硬質ヘッドクリー
    ニング剤の量よりも多いことをさらに特徴とする特許請
    求の範囲第（１０）項に記載の方法。
JP61213693A 1985-10-11 1986-09-10 磁気記録テ−プ Pending JPS6289225A (ja)

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