DE2402223A1

DE2402223A1 - Reinigungsmittelstueck

Info

Publication number: DE2402223A1
Application number: DE2402223A
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1973-01-17
Filing date: 1974-01-17
Publication date: 1974-07-25
Also published as: CA1014037A; NL7400608A; US3879309A

Description

PATENTANWÄLTE

DR. ING. A. VAN DERWERTH ■'->&■ FRANZ LEDERER

21 HAMBURG 90 8 MÜNCHEN SO

WILSTORFER STR 32 TEL. (0 40) 770861 LUCILE-CRAHN-STR. 22 ■ TEL. (08 11) 47 29

17. Januar 1974 C 646

UNILEVER N. V.

Burgemeester s¹Jacobplein 1, Rotterdam, Niederlande

Reinigungsmittelstück

Die Erfindung betrifft Reinigungsmittelstücke bzw. Detergentienstücke. Unter dem Ausdruck Detergentien sind in der Anmeldung sowohl seifenhaltige als auch seifenfreie Reinigungsmittel zu verstehen.

Reinigungsmittelstücke für Toilettezwecke, welche Acylisäthionate enthalten, sind seit vielen Jahren bekannt. In der US-Patentschrift 1 906 484 ist eine Alkalimetallseife und spezifisch Natriumpalmitat beschrieben, welche hiermit vermischt von 5 % bis 100 %, bezogen auf Seifenbasis, eines Acylisäthionates pflanzlichen Ursprungs enthält.

Ein im Handel erfolgreiches Stück ist auch in der US-Patentschrift 2 894 912 beschrieben. Dieses Stück ist jedoch relativ kostspielig in der Herstellung, und es ist offensichtlich, daß das

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DEUTSCHE BANK AC. HARBURG 93/20813 POSTSCHECK. HAMBURG 117320-206 TELEGRAM M Ei LEDERERPATENT MÖNCHEN

Auffinden einer Arbeitsweise zur Herstellung eines weniger kostspieligen Stückes ohne Verschlechterung der Qualität sehr vorteilhaft wäre.

Es wurde nun gefunden, daß die Schäumungseigenschaften eines Toilettereinigungsmittelstückes, d. h. Feinseifenstückes, in welchem die überwiegende, grenzflächenaktive Reinigungsmittelkomponente ein Acylisäthionat ist, verbessert werden, oder daß dieselben Schäumungseigenschaften wie vorher mit weniger, aktivem Reinigungsmittel erzielt werden können, wenn der Acylanteil des Acylisäthionat es ein Gemisch ist, das von Fettsäuren mit kritischer Kettenlänge abstammt.

Aufgabe der Erfindung ist die Herstellung eines Toilettereinigungsmittelstückes mit verbesserten Schäumungseigenschaften.

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Fettsäuregemisch herzustellen, das mit einem Alkalimetallisäthionat unter Bildung eines Gemisches von Alkalimetallacylisäthionaten verestert werden kann, welche die Kettenlängenverteilung dieses Gemisches aufweisen und überlegenere Schäumungseigenschaften ergeben, wenn sie in ein Toiletteseifenstück zum Reinigen der Haut eingegeben werden.

Das erfindungsgemäße Reinigungsmittelstück für Toilettezwecke . besitzt-daher als überwiegenden, reinigungsaktiven Bestandteil ein Gemisch von Acylisäthionaten, in denen der Acylanteil aus Fettsäuren von gemischten, ausgewählten, kritischen Kettenlängen abstammt und im wesentlichen die Kettenlängenverteilung dieser Fettsäuren besitzt.

Ganz allgemein betrifft die Erfindung ein Fettsäuregemisch, welches kritische Anteile von ausgewählten Kettenlängen aufweist und mit Isäthionsäure unter Bildung eines Gemisches von Acylisäthionaten mit überlegeneren Schäumungseigenschaften verestert werden kann.

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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung betrifft sie ein Gemisch von Acylisäthionaten, welche nach ihrer Zugabe zu einem Toilettereinigungsmittelstück mit besseren Schäumungseigenschaften besitzen.

Unter dem Ausdruck "bessere bzw. überlegenere Schäumungseigenschaften" ist die Fähigkeit zu verstehen, bei einem niedrigeren Gehalt an Acylisäthionat dasselbe Schaumvolumen zu erzeugen wie vorbekannte Acylisäthionatstücke, oder auch mehr Schaum bei demselben Gehalt an aktivem Reinigungsmittel.

Der Fettacylanteil des Fettacylisäthionates muß genau ausgewählt werden, um die verbesserten Schaumeigenschaften der erfindungsgemäßen Produkte zu erzielen. Erfindungsgemäß werden Acylisäthionate verwendet, in denen der Fettacylanteil etwa 28 bis 37 % C.,,-, etwa 18 bis 24 % C^p-1 etwa 16 bis 21 % ^AIf ι etwa 9 bis 20 % -- und etwa 10 bis 17 % C.g-Kettenlängen umfaßt.

Die bevorzugten Bereiche an Acylkettenlängen betragen: etwa 32 bis 34- % C -(Decanoyl), etwa 20 bis 23 % C^₂- (Dodecanoyl), etwa 18 bis 20 % C₁₄- (Tetradecanoyl), etwa 12 bis 16 % C^₆- (Hexadecanoyl) und etwa 11 bis 14 % ^8~ (Octadecanoyl) Kettenlängen. Die zuvor genannten Anteile beziehen sich auf Gewicht und auf die als Isäthionat kombinierten Gesamtfettsäuren.

Die zur Verwendung bei der Durchführung der Erfindung vorgeschlagenen Fettsäuren sind unverzweigt und gesättigt, und sie können von natürlichen Fetten wie Kokosnußöl, Palmkernöl, Talg, hydrierten, pflanzlichen Ölen usw. abstammen oder sie können synthetisch hergestellt worden sein.

Erfindungsgemäß wird ein Eeinigungsmittelstück hergestellt, welches etwa 25 Gew.-% bis etwa 60 Gew.-% eines wasserlöslichen Alkalimetalldetergenssalzes eines Esters von Isäthionsäure mit gemischten, aliphatischen Fettsäuren, welche von 10 bis 18 Kohlenstoffatome aufweisen, umfaßt, wobei dieses Fettsäurengemisch etwa 28%

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bis 37 % Decan-, etwa 18 % bis 24 % Dodecan-, etwa 16 % bis 21 % Tetradecan-, etwa 9 % bis 20 % Hexadecan- und etwa 10 % bis 17 % Octadecansäuren, bezogen auf insgesamt veresterte Säuren, umfaßt.

Die Acylisäthionate·, welche sich erfindungsgemäß als vorteilhaft herausgestellt haben, können nach der allgemeinen, in den US-Patentschriften 3 420 857 und 3 420 858 beschriebenen Arbeitsweisen hergestellt werden. In diesen Patentschriften sind Arbeitsweisen beschrieben, nach welchen bei der Veresterung von Natriumisäthionat mit Fettsäuren, welche einen Bereich von Kettenlängen aufweisen, jede praktische Anreicherung der Ester an Acylanteil des Moleküls mit höherem Molekulargewicht als Folge der Verflüchtigung von Fettsäuren mit niederem Molekulargewicht vermieden wird. Dies wird dadurch erreicht, daß zu der Reaktionsmasse Fettsäur ereaktionsteilnehmer einer Zusammensetzung kontinuierlich zugeführt werden, welche den Fettsäuren entsprechen, die im Verlauf der Reaktion verflüchtigt bzw. verdampft werden. Wenn darüber hinaus überschüssiger Fettsäurereaktionsteilnehmer aus der Reaktionsmasse abgestreift wird, wird Stearinsäure, die eine Komponente des aus dem Acylisäthionat herzustellenden Reinigungsmittel Stückes ist, zu der Masse hinzugegeben, um die Fluidität beizubehalten. Falls Stearinsäure zu Beginn des Abstreifvorganges zugesetzt wird, reagiert ein Teil dieser Säure mit freiem Hatriumisäthionat, da die Veresterungsreaktion zu diesem Zeitpunkt noch abläuft. Dies ergibt eine Erniedrigung des Anteiles der erwünschten Acylisäthionate mit niederem Molekulargewicht, Um dies auf ein Minimum herabzusetzen, wird diese"Stufe zu Beginn unter Vakuum durchgeführt, um soviel wie möglich der leichten Anteile zu entfernen, und wenn die Fluidität bzw. das Fließverhalten wegen der Verarmung des Gehaltes an freien Fetten ein Problem wird, wird Stearinsäure hinzugesetzt, um diese Fluidität wieder herzustellen. Durch die Verzögerung der Stearinsäurezugabe werden weniger nicht erwünschte Acylisäthionate mit hohem Molekulargewicht als im Falle der Zugabe der Stearinsäure zum Beginn der Abstreifstufe gebildet.

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Die Verwendung eines kritischen Fettsäuregemisches zur Herstellung von leistungsfähigerem Acylisäthionat gemäß der Erfindung besitzt wirtschaftliche Herstellungsvorteile, hauptsächlich als Folge der Tatsache, daß die Reaktion zwischen Natriumisäthionat und Fettsäuren.nur bis zu dem Punkt, zu dem 67 % als Reinigungsmitteln aktives Acylisäthionat in der Reaktionsmasse erreicht sind, fortgeführt werden muß, und nicht bis zu 75 bis 85 %, wie bei dem in der US-Patentschrift 3 420 857 beschriebenen Verfahren, wobei dieses Verfahren für die technisch angewandten, vorbekannten Arbeitsweisen repräsentativ ist. Darüber hinaus, setzt das Fehlen von Fettsäuren mit niederem Molekulargewicht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Abstreifzeit herab. Es wird angenommen, daß die Reaktionszeit zur Herstellung von Acylisäthionat aus dem kritischen Fettsäuregemisch gemäß der Erfindung lediglich die Hälfte der Zeitspanne wie bei vorbekannten Arbeitsweisen beträgt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Beispiele näher erläutert. . .

Beispiel 1

Dieses Beispiel zeigt den Einfluß der Variation der Kettenlängenverteilung der Acylisäthionate auf das Schäumen und die Abnutzungsgeschwindigkeit von Toilettereinigungsmittelstücken, welche hieraus hergestellt wurden.

Natriumacylisäthionate werden aus einem Gemisch von' 50 % gesättigten C^₀-, 25 % gesättigten C₁₂- und 25 % gesättigten (^-Fettsäuren hergestellt. Ein getrennter Ansatz wird aus handelsüblicher, dreifach gepreßter Stearinsäure hergestellt, die.aus etwa 55% Hexadecansäure und etwa 45 % Octadecansäure besteht. Ein Kontrollansatz wird aus partiell hydriertem Kokosnußölfettsäuren hergestellt. Jeder Ansatz, wird mit der zuvor genannten, dreifach gepreßten Stearinsäure fließfähig gemacht, wobei die Ansätze im allgemeinen nach der in der US-Patentschrift 3 420 857 beschriebenen Arbeitsweise hergestellt werden, um ein Gemisch von Natriumacylisäthionaten und.freien Fettsäuren herzustellen.

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Die Zusammensetzungen der Reinigungsmittelstücke sind in der Tabelle I aufgeführt, und die Fettsäureverteilung der Acylisäthionate und der freien Fettsäuren in dem Gemisch, das wie zuvor beschrieben hergestellt wurde, sind in der Tabelle II gezeigt..

Tabelle I

Zusammensetzungen der Reinigungsmittelstücke

Zusammensetzung Nr. 12 3 4

Ka-acylisäthionat aus partiell hydrier- 49,80 — — ten, gemischten Kokosnußölfettsäuren

Ka- acylisäthionat aus C^_n-, C^₀- und — 31,00 33,00 35,00

Ka-acylisäthionat aus C.^-, C.g-Fett- - 10,00 8,00 6,00 säuren

Ka-dodecylbenzolsulfonat	2,02	2,02	2,02	2,02
Ka-Talgseife	6,66	8,66	8,66	8,66
Na-Kokosnußölseife	1,66	2,16	2,16	2,16
Ka-Stearat	2,98	2,98	2,98	2,98
Ka-isäthionat	4,78	4,78	4,78	4,78
freie Fettsäure	23,23	30,73	30,73	30,73
KaCl	0,35	0,35	0,35	0,35
verschiedene Fremdbestandteile, die in	3,27	2,07	2,07	2,ΐε
den Einzelbestandteilen vorliegen
Wasser	5,25	5,25	5,25	■5,1'

100,00 100,00 100,00 100.

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Fettsäureverteilung

_!1 (ölsäure)

3,0	keine	keine	keine
5,0	31,0	33,0	35,0
45,0	20,0	21,2	22,5
18,0	18,2	19,4	20,6
14,0	16,7	14,2	11,7 .
10,0	14,1	1.2,2	10,2
5,0	keine	keine	keine

100,0 100,0 100,0 100,0

Tabelle II

Fettsäureverteilung in den Isäthionaten

	aus partiell hydrier ter Kokosnußfettsäure (Kontrolle)	(a)	Fettsäuren*¹"	—	aus dreifach gepreß ter Stearinsäure
°6 ^C8	3,2	Xa)	-	—	-
^C10	5,0		41,0	13,0	-
^C12	45,0		26,4	—
	18,0		24,1	—
^C16	14,0		4,3 (a)	55,0
^C18	10,2		4,2 (a)	45,0
^C18.1 °20	5,0
		freie Fett
		säure
^C6	-	-
°8	0,6	-
C_4n	2,1	_

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Tabelle II (Fortsetzung)

^C12	29,0	15,0	-
°14	15,0	20,3	55,0
^C16	25,0	25,3	45,0
^C18	23,0	25,3	-
^C18.1	4,2	0,5	-
^C20	0,7	0,1

(a) in das Acylisäthionatmolekül durch Reaktion mit den C^
Fettsäuren eingeführt, welche für das Fluidisieren bzw
Fließfähigmachen verwendet wurden.

Die Abnutzungsgeschwindigkeit und die Schäumungseigenschaften
der Reinigungsmittelstücke wurden nach folgenden Testmethoden
bestimmt:

SchäumunKstest

Die zu untersuchenden Reinigungsmittel- oder Seifenstücke wurden
an eine Testgruppe aus zwanzig Frauen verteilt und diese aufgefordert, ihre Hände in der von ihnen sonst praktizierten, üblichen
Weise zu waschen und die Vergleichsschaumeigenschaften der Stücke
einzustufen. Zum gleichen Zeitpunkten wurden lediglich zwei Stücke untersucht.

AbnutzunKSKeschwindigkeitstest

In diesem Test wurde der Gewichtsverlust eines Reinigungsmitteloder Seifenstückes bestimmt, das in standardisierter Weise gewaschen und in einer nicht mit Ablauf versehenen Seifenschüssel zwischen den Anwendungen belassen wurde.

Um die Abnutzungsgeschwindxgkeit zu bestimmen, wurden das Anfangsund Endgewicht eines Stückes in teilweise nassem Zustand bestimmt, wobei der Test in folgender Weise durchgeführt wurde:

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Ein Stück wurde in etwa 1,9 1 Wasser von 4-0 ⁰C, welches die gewünschte Härte besaß, in einem 3,8 1 Behälter in den Händen untergetaucht. Das Stück wurde herausgenommen und zwanzigmal in den Händen um 180° gedreht. Das Stück wurde erneut in dasselbe Wasser eingetaucht, entfernt und wie zuvor nochmals zwanzigmal gedreht. Das Stück wurde ein drittes Mal in dem Wasser untergetaucht, entfernt und sorgfältig mit einem ITrotteehandtuch zur Entfernung von anhaftendem Wasser in Kontakt gebracht. Das Stück wurde dann gewogen und in einer üblichen Seifenschale mit flachem Boden, welche Wasser von 27 °C enthielt, angeordnet. Es wurden 6,5 ml Wasser für ein Stück üblicher Größe und 7,5 ml Wasser für ein Stück mit Badeseifegröße verwendet. Dieser Vorgang wurde möglichst zu Beginn des Tages durchgeführt. In gleichmäßigen. Zwischenabständen während des Tages wurden die zuvor beschriebenen Doppelhandwaschstufen dreimal wiederholt, wobei das Stück in der Wasser enthaltenden Schale nach dem zweiten Waschvorgang eines jeden der Doppelwaschstufen abgelegt wurde. Am zweiten Tag wurde das Stück möglichst früh aus der Schale entfernt, und es wurde erneut eine Doppelwaschstufe durchgeführt, danach wurde das Stück wiederum mit dem Frotteehandtuch zur Entfernung von anhaftendem Wasser in Berührung gebracht und erneut gewogen. Die Gewichtsunterschiede dividiert durch die Anzahl von durchgeführten Waschvorgängen ist der Gewichtsverlust pro Waschvorgang.

Eine leichte Abnahme der Abnutzungsgeschwindigkeit und eine leichte Abnahme des Schaumvolumens wurden beobachtet, wenn der Anteil von ^G*ß- und C.g-Isäthionat bei den vorangegangenen Versuchsreihen erhöht wurde. Jedoch wurde durch statistische Analyse gefunden, daß alle drei Zusammensetzungen hinsichtlich dieser Eigenschaften praktisch dem Kontrollstück Nr. 1 gleich waren.

Diese Einstufung zeigt deutlich die Vorteile der Verwendung des ausgewählten Gemisches an Acylisäthionatkettenlängen gemäß der Erfindung, d. h. es können praktisch das gleiche Schäumen und dieselbe Abnutzungsgeschwindigkeit bei einem niedrigeren Gehalt

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an Acylisäthionat in den erfindungsgemäßen Reinigungsmittelstücken zusammen mit den zuvor "beschriebenen Vorteilen beim Verarbeiten erhalten werden, welche für bislang bekannte Acylisäthionatreinigungsmittelstücke charakteristisch waren. Innerhalb der breiteren Prozentbereiche an Acylisäthionatkettenlängen, wie sie zuvor beschrieben wurden, gibt es unbedeutende Verminderungen des Schaumvolumens und Verbesserungen der Abnutzungsqualität, wenn die Anteile an Acylisäthionaten mit höherem Molekulargewicht erhöht werden.

Beispiel 2

Mischungen von fettsäuren mit verschiedenen Kettenlängen wurden hergestellt und mit Natriumisäthionat nach bekannten Arbeitsweisen 'umgesetzt. Die Kettenlängenverteilungen der Acylanteile der aus diesen Arbeitsweisen erhaltenen Acylisäthionate sind in der folgenden Tabelle III aufgeführt, hierin sind auch die gemäß der Erfindung möglichen Variationen gezeigt.

Die Verteilungen der Zusammensetzung sind in Prozent Fettsäuren, bezogen auf die Gesamtmenge der als Acylisäthionate kombinierten Fettsäuren ausgedrückt.

	5	Tabelle	6	Angaben	111	W	10	11	12	13
*	28		29	7	in	9	33	34	35	37
Zusammensetzung Nr.	23	23	30	8	32	24	20	23	18
Decanoyl	19	20	22	32	23	18	20	17	16
Dodecanoyl	20	11	19	21	18	11	12	9	19
Tetradecanoyl	10	17	14	21	16	14	14	16	10
Hexadecanoyl	15	14	11
Octadecanoyl	12

100 100 100 100 100 100 100 100 100

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Beispiel 3

Die gemäß Beispiel 2 hergestellten, gemischten Acylisäthionate wurden in Toilettereinigungsmittelstücke eingegeben, welche 45 % Acylisäthionat und 26,73 % freie Fettsäure enthielten, wobei der Rest der Zusammensetzungen die gleiche wie bei den Reinigungsmittelstücken 2 und 3 der Tabelle I war.

Beispiel 4

Acylisäthionatmischungen, welche die Acy!verteilung der Zusammensetzung 10 in Tabelle III, Beispiel 2 besaßen, wurden in Toilettereinigungsmittelstücke in Mengen von 25 % bzw. 60 % zusammen mit drei zusätzlichen Reinigungsmitteln bzw. Detergentien, nämlich Natriumlaurylsulfat, Natriumalkylbenzolsulfonat, in welchem der Alkylrest etwa 13 Kohlenstoffatome besaß, sowie IPettsäureamiden von N-Methyltaurin, in welchen der Fettsäureanteil aus Kokosnußöl abstammte, eingegeben. Die Zusammensetzungen sind in der folgenden Tabelle IV gezeigt.

Tabelle IV

Die folgenden Zusammensetzungen sind für Toilettereinigungsmittelstücke gemäß der Erfindung typisch.

	Angaben in	-	3	2	3	3	4	-	3	VJ₁ j	2	-	3	6	7
Zusammensetzung Nr.	1	-	4	25	4	25	60	-	4	60	4	60	3
Acylisäthionat (a)	25	CVl	20	2	18	5	3	5	3	3	4
Na-Talgseife	25 .	3	38	5	36	15	4	15	6	10	3
Stearinsäure	40	2	—	2	—	2	2	—	2	-	8
Na-laurylsulfat	5	10		-			-	2
Na-dodecylbenzolsulfonat	-	10
Na-kokosamid von N-Methyltaurin	3
Na-stearat	4
Na-i säthionat	2
verschiedene Fremdbestandteile, welche zusammen mit den Einzel bestandteilen vorliegen	9
Wasser	2
Pigment + Duftstoff bzw. Parfüm

100 100 100 100 100 100 409830/1030

(a) Der Acylanteil ist eine Mischung, welches die Kettenlängenverteilung des Gemisches "besitzt, das in der Zusammensetzung Nr. 10, Tabelle III angegeben ist.

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Claims

Patentansprüche

\\J Reinigungsmittelstück, welchesvon etwa 25 Gew.-% bis etwa 60 Gew.-% eines wasserlöslichen Alkalimetall-detergenssalzes eines Esters von Isäthionsäure mit gemischten aliphatischen Fettsäuren, welche von 10 bis 18 Kohlenstoffatomen besitzen, umfaßt, dadurch gekennz eichnet, daß das Gemisch von Fettsäuren etwa 28 % bis 37 % Decan-, etwa 18 % bis 24- % Dodecan-, etwa 16 % bis 21 % Tetradecan-, etwa 9 % bis 20 % Hexadecan- und etwa 10 % bis 17 % Octadecansäuren, bezogen auf gesamtveresterte Säuren, enthält.
2. Reinigungsmittel stück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch von Fettsäuren etwa 32 bis 34 % Decan-, etwa 20 bis 23 % Dodecan-, etwa 18 bis 20 % Tetradecan-, etwa 12 bis 16 % Hexadecan- und etwa 11 bis 14 % Octadecansäuren, bezogen auf gesamtveresterte Säure, enthält.
3. Gemisch von Fettsäuren, dadurch gekennz eichnet, daß es etwa 28 % bis etwa 37 % Decansäure, etwa 18 % bis etwa 24 % Dodecansäure, etwa 16 %'bis etwa 21 % Tetradecansäure, etwa 9 % bis etwa 20 % Hexadecansäure und etwa 10 % bis etwa 17 % Octadecansäure umfaßt, wobei sich die Prozentsätze auf Gesamtfettsäure beziehen, und wobei das Gemisch zur Verwendung bei der Herstellung eines Acylisäthionatgemisehes verwendet werden kann, das überlegene Schäumungseigenschaften besitzt.
4. Natriumacylisäthionatgemisch mit gemischten Acylresten von

10, 12, 14, 16 und 18 Kohlenstoffatomen, dadurch gekennzeichnet, daß die Acylreste die Molekulargewichtsverteilung der Fettsäurezusammensetzung von Anspruch 3 besitzen.

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