EP0273105B1 - Verfahren und Anlage zur Herstellung bituminöser Dichtungsbahnen - Google Patents
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- D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06N5/00—Roofing materials comprising a fibrous web coated with bitumen or another polymer, e.g. pitch
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04D—ROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
- E04D5/00—Roof covering by making use of flexible material, e.g. supplied in roll form
- E04D5/02—Roof covering by making use of flexible material, e.g. supplied in roll form of materials impregnated with sealing substances, e.g. roofing felt
Definitions
- the invention relates to a method for producing bituminous sealing sheets, in particular those with thermally and / or mechanically sensitive reinforcing inserts made of plastic, and a system for carrying out this method.
- bituminous waterproofing membranes the mechanical properties such as strength and elongation at break are primarily determined by the insert, while the adhesive strength, tightness and weather resistance are mainly a function of the plastic coating made of pure or modified with plastics and / or fillers.
- Foils, felts, nonwovens, fabrics, knitted fabrics, knitted fabrics and grids made of different materials are used as inlays, in accordance with the requirements of the respective use.
- Vapor barriers for example, foils made of metal and roof sealing sheets, reinforcing inserts made of glass or polyester fiber fleece, jute, glass fiber or polyester fiber fabric or raw felt cardboard. Because of their favorable behavior in building movements and crack bridging, stretchable reinforcing inserts based on plastics are used to an increasing extent, especially in polymer bitumen sheeting.
- Sealing membranes with such inserts show similar defects as are known from plastic roofing membranes (Kunststoffe im Bau, 1983, pages 73 to 75).
- the frozen tension states caused by the production are released during or after laying.
- this deformation is triggered by the hot glue or the direct heating of the web.
- With cold laying the shrinkage of the web only occurs when there is more sunlight.
- bituminous waterproofing membranes on a conventional roofing membrane machine is described in the "Bitumen and Asphalt Taschenbuch", Bauverlag, 5th edition, pages 96 to 99.
- the machine consists of a large number of units connected in series, such as the unwinding stand, hanging devices, impregnation devices, coating material application devices, spreading devices, turning chair, cooling rollers and winding apparatus.
- Bitumen membranes reinforced with polyester fibers have been available in Europe since 1960 and in Germany since 1965 ( roofing Materials Guide, Vol. 8, pages 18 to 29). The problem described has existed since then and, as described above, there has been no lack of attempts to solve it. The use of pre-stretched nonwovens and the establishment of special laying instructions did not lead to a permanent solution.
- a bituminous membrane 13 is applied hot to the cooled, co-rotating plane support device 7, which is given away with liquid or solid release agent 10, with a doctor blade 12, after pre-cooling onto this still sufficiently sticky membrane 13
- Reinforcement layer 1 made of elastic plastic rolled up and after application of at least one further bituminous layer 17 and a scatter 18 or lamination with a film, the finished web is cooled to ambient temperature.
- Plate and belt conveyors come into question as support devices, but in particular cooling belts.
- Cooling belts have the advantage that the bituminous membrane and the other bituminous layers can be cooled according to an optimal temperature / time program. This not only reduces the heating of the insert. This also makes it possible to produce bituminous membranes from layers of different compositions without cumbersome transfer processes (DE-A-23 06 235), without the layers mixing with one another or the layer thicknesses fluctuating.
- the reinforcement insert is rolled up onto the membrane lying on the cooling belt.
- the application of further bituminous layers, interrupted by cooling sections, is carried out in succession by means of roller application.
- Further inserts, such as foils, can be arranged between the layers, as is known from various sealing sheets.
- the web is then scattered or laminated before it leaves the cooling belt.
- the application and laminating or pressure rollers are driven at the same peripheral speed that corresponds to the conveying speed of the cooling belt.
- impregnation is required, it is done by roller application or brief immersion followed by squeezing off the excess bitumen and air cooling.
- the method and the device according to the invention can be used by making minor changes for the production of a wide range of different sealing sheets, as will be explained on the basis of the examples below.
- bitumen 100/25 When producing a welding track, a 2 mm thick layer of bitumen 100/25 is applied to the cooling belt with a glycerin film as a release agent at 170 ° C with a doctor blade. After cooling to 100 ° C., a 1 mm thick layer of bituminous mass modified with atactic polypropylene (APP) is applied to the first bitumen layer with a temperature of 160 ° C. using an application roller. After the surface has cooled to 100 ° C., a polyester fiber fleece with a basis weight of 200 g / m 2, which was previously impregnated with an APP-modified bitumen mass by roller application and squeezing, is rolled onto this bituminous membrane.
- APP atactic polypropylene
- a 2 mm thick top layer of a bituminous mass modified with APP is applied to the fleece with an application roller and sprinkled with slate chippings.
- the web is driven over a turning chair and with talc on the back powdered before it is wound in lengths of 5 m.
- the take-off speed is 25 m / min. With proper laying on the roof, no shrinkage occurs.
- all liquid or pasty agents which do not dissolve bituminous substances and whose boiling point is above the processing temperature of the bituminous substances used such as e.g. B. glycerin or talcum slurries. They are sprayed or painted onto the surface of the cooling belt.
- the tape can also be powdered with dry talc or sprinkled with fine sand.
- the structure of the system is described using the figure as an example for the production of a roof sealing membrane with a polyester insert, which is powdered with talc on the underside and is sprinkled with slate chippings on the top.
- the membrane is suitable for full-surface gluing with hot bitumen.
- the system must be converted with appropriate known units.
- the polyester fiber fleece (1) (basis weight 200 g / m2) with the pair of pulling rollers (2) is pulled off the unwinding stand (3) and conveyed into the hanging device (4).
- the cooling belt (7) is powdered with talc (10) by means of a blower (8) and wide slot nozzles (9).
- the conveyor speed of the belt (7) is 35 m / min.
- the 160 ° C hot, APP-modified bituminous covering compound is evenly applied to the tape (7) and spread with the doctor blade (12) to form a 1.5 mm thick membrane (13).
- the impregnated fleece (1) is laminated onto the membrane (13) with the pressure roller (14), the peripheral speed of which corresponds to the conveying speed.
- the application roller (15) from the container (16) is used to apply a 1.5 mm thick cover layer (17) made of 160 ° C.
- the hot bituminous cover composition modified with APP to the fleece.
- the surface is sprinkled with slate chippings (18) with a grain size of 0.5 to 2 mm from the container (19).
- the grit (18) is pressed on with the pressure roller (20) and the unbound grains are removed.
- the web is conveyed into the hanging device (21), from where it is fed from the pair of pulling rollers (22) via the cutting device (23) to the winding apparatus (24).
- the dimensional change of the membrane produced according to the invention is determined in accordance with DIN 16 937 after storage at 80 ° C. and the results with those on a corresponding machine on a conventional roof membrane manufactured web compared. The results are compared in the table below.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung bituminöser Dichtungsbahnen, insbesondere solcher mit thermisch oder/und mechanisch empfindlicher Verstärkungseinlagen aus Kunststoff, und eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens.
- Bei bituminösen Dichtungsbahnen werden die mechanischen Eigenschaften wie Festigkeit und Bruchdehnung in erster Linie durch die Einlage bestimmt, während Klebkraft, Dichtigkeit und Witterungsbeständigkeit überwiegend eine Funktion der plastischen Beschichtung aus reinem oder mit Kunststoffen und/oder Füllstoffen modifizierten Bitumina ist. Als Einlagen werden Folien, Filze, Vliese, Gewebe, Gewirke, Gestricke und Gitter aus verschiedenen Materialien verwendet, entsprechend den Anforderungen der jeweiligen Verwendung. So enthalten Dampfsperren beispielsweise Folien aus Metall und Dachdichtungsbahnen Verstärkungseinlagen aus Glas- oder Polyesterfaservliesen, Jute-, Glasfaser- oder Polyesterfasergewebe oder Rohfilzpappen. Wegen ihres günstigen Verhaltens bei Bauwerksbewegungen und Rißüberbrückungen werden heute in verstärktem Maße, besonders bei Polymerbitumenbahnen, dehnfähige Verstärkungseinlagen auf der Basis von Kunststoffen verwendet.
- Dichtungsbahnen mit solchen Einlagen zeigen aber ähnliche Mängel, wie sie von Kunststoff-Dachbahnen bekannt sind (Kunststoffe im Bau, 1983, Seiten 73 bis 75). Die durch die Fertigung bedingten eingefrorenen Spannungszustände werden bei oder nach dem Verlegen frei. Es kommt zu einer Rückverformung, die ein Schrumpfen der Dichtungsbahn, meist in Längsrichtung, bewirkt. Beim Heißverlegen wird diese Rückverformung durch den heißen Kleber oder die direkte Erwärmung der Bahn ausgelöst. Bei kalter Verlegung tritt die Schrumpfung der Bahn erst bei stärkerer Sonneneinstrahlung auf.
- Die Herstellung von bituminösen Dichtungsbahnen auf einer üblichen Dachbahnen-Maschine ist im "Bitumen und Asphalt Taschenbuch", Bauverlag, 5. Auflage, Seiten 96 bis 99, beschrieben. Die Maschine besteht aus einer Vielzahl hintereinander geschalteter Aggregate wie Abwickelbock, Hängevorrichtungen, Imprägniervorrichtungen, Deckmassenauftragsvorrichtungen, Abstreuvorrichtungen, Wendestuhl, Kühlwalzen und Wickelapparatur.
- Wenn man davon ausgeht, daß die Bahn mit der Einlage weitgehend nur mittels eines angetriebenen Walzenpaares gefördert wird, so sind beachtliche Zugkräfte erforderlich, um die Bahn durch die verschiedenen Aggregate von dem Auftragen der Deckmassen bis zur Kühlung hindurchzuziehen. Die dabei im warmen Zustand der Bahn hervorgerufene Längenänderung der Einlage aus Kunststoffasern wird auf den Kühlwalzen eingefroren. Die Rückverformung nach dem Verlegen kann dabei zu einer Schrumpfung von 8 cm und mehr je Bahnenlänge führen, was der üblichen Überdeckung entspricht. Dadurch wird eine Nachbesserung erforderlich.
- Bei Einlagen aus Glasfasern beträgt die Dehnung bei gleicher Zugspannung weniger als 10 % der einer entsprechenden Einlage aus Polyesterfasern. Daher tritt hier keine ins Auge fallende Schrumpfung der verlegten Bahn auf.
- Auf dieser Erkenntnis beruhen die Vorschläge, kombinierte Einlagen aus Glas- und Kunststoffasern zu verwenden (DE-A-27 34 004; DE-U-71 31 660). Unter der Voraussetzung, daß bei der Herstellung der Einlage selbst keine Spannungen eingefroren wurden, kann hierdurch die Dehnung auf der Dachbahnen-Maschine auf ein zulässiges Maß beschränkt werden, wenn die dabei auftretenden Zugkräfte von den Glasfasern aufgenommen werden. Die Kunststoffaser-Einlage muß eine ausreichende Festigkeit und Dehnfähigkeit besitzen um die Bauwerksbewegungen aufnehmen zu können.
- Wegen des zusätzlichen Glasfaseranteils sind diese Einlagen schwerer und dicker als die üblicherweise verwendeten, so daß beim Imprägnieren mit einem höheren Bitumenverbrauch zu rechnen ist. Infolge dessen sind die fertigen Bahnen besonders schwer und biegesteif und lassen sich insbesondere bei kalter Witterung nur mühsam verlegen. Dies ist wohl auch der Grund, weshalb sich diese Dichtungsbahnen auf dem Markt nicht durchgesetzt haben.
- Mit Polyesterfasern verstärkte Bitumenbahnen sind seit 1960 in Europa und seit 1965 in Deutschland auf dem Markt erhältlich (Roofing Materials Guide, Vol . 8, Seiten 18 bis 29). Seit dieser Zeit besteht also das geschilderte Problem, und es hat, wie oben beschrieben, nicht an Versuchen gefehlt, es zu lösen. Auch die Verwendung vorgereckter Vliese und das Aufstellen spezieller Verlegevorschriften führten zu keiner dauerhaften Lösung.
- Es bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung schrumpfarmer Dichtungsbahnen der zur Rede stehenden Art und eine hierfür geeignete Anlage zu entwickeln.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine bituminöse Membran 13 auf die gekühlte, mitlaufende ebene Stützvorrichtung 7, welche mit flüssigem oder festem Trennmittel 10 verschen ist, mit einer Rakel 12 heiß aufgetragen wird, nach einer Vorkühlung auf diese noch ausreichend klebrige Membran 13 die Verstärkungslage 1 aus dehnfähigem Kunststoff aufgerollt und nach dem Auftragen mindestens einer weiteren bituminösen Schicht 17 und einer Abstreuung 18 oder Kaschieren mit einer Folie die fertige Bahn auf Umgebungstemperatur abgekühlt wird. Als Stützvorrichtung kommen Platten- und Bandförderer infrage, insbesondere aber Kühlbänder.
- Kühlbänder haben den Vorteil, daß die bituminöse Membran sowie die anderen bituminösen Schichten nach einem optimalen Temperatur/Zeit-Programm abgekühlt werden können. Auf diese Weise wird nicht nur die Erwärmung der Einlage vermindert. Es wird dadurch ebenfalls möglich, ohne umständliche Transfer-Verfahren (DE-A-23 06 235) bituminöse Membranen aus Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung herzustellen, ohne daß sich die Schichten untereinander vermischen oder die Schichtdicken schwanken.
- Die Herstellung einer Dichtungsbahn auf einem Kühlband wird in der US-A-4, 215,160 beschrieben. Es handelt sich dabei um eine spezielle Dichtungsbahn aus einer Trägerfolie aus Kunststoff, die mit einer klebrigen bituminösen Masse beschichtet ist. Die Trägerfolie liegt bei der Herstellung der Bahn auf dem Kühlband auf und wird durch den direkten Kontakt soweit gekühlt, daß sie beim Auftragen der heißen bituminösen Masse nicht schmilzt. Um das Erreichen der Schmelztemperatur zu verhindern wird auch vorgeschlagen, die bituminöse Masse übereinander in mehreren dünnen Schichten nacheinander aufzutragen. Das bekannte Verfahren ist jedoch nicht geeignet, Bahnen aus beidseitig mit einer bituminösen Masse beschichteten Einlagen herzustellen. Wegen der weichen klebrigen Masse treten bei der bekannten Bahn auch keine Spannungen auf, die eine Rückverformung beim Verlegen zur Folge haben können.
- Auf die auf dem Kühlband liegende Membran wird die Verstärkungseinlage aufgerollt. Das durch Kühlabschnitte unterbrochene Auftragen weiterer bituminöser Schichten erfolgt nacheinander mittels Walzenantrag. Zwischen den Schichten können weitere Einlagen, wie beispielsweise Folien, angeordnet sein, wie dies von verschiedenen Dichtungsbahnen bekannt ist. Anschließend wird die Bahn noch abgestreut oder kaschiert, bevor sie das Kühlband verläßt. Um Zugspannungen zu vermeiden, werden die Antrags- und Kaschier- bzw. Andrückwalzen mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit abgetrieben, die der Fördergeschwindigkeit des Kühlbandes entspricht.
- Falls die Unterseite der Dichtungsbahn zusätzlich z. B. mit Talkum bepudert werden soll , ist im Anschluß an das Kühlband ein Wendestuhl vorzusehen. Daran schließt sich die übliche Hängevorrichtung und die Wickelapparatur mit Schneidvorrichtung an.
- Hohe Zugspannungen sind aber nicht die einzige Ursache für das Schrumpfen dieser Bahnen. Ein weiterer Grund ist in dem bekannten hohen Ausdehnungskoeffizienten von Kunststoffen zu sehen. Auch hier schafft das erfindungsgemäße Verfahren Abhilfe. Durch Vorkühlen der Membran vor dem Aufrollen der Einlage und Kühlen der einzelnen bituminösen Schichten vor dem Aufbringen der folgenden Schicht oder weiterer Einlagen wird die Wärmedehnung so gering gehalten, daß diese Ursache für das Entstehen eingefrorener Spannungen vermieden wird.
- Aus dem gleichen Grund wird auch von der üblichen Tauchimprägnierung mit langen Verweilzeiten abgegangen.
- Soweit eine Imprägnierung erforderlich ist, erfolgt sie durch Walzenauftrag oder kurzzeitiges Tauchen mit anschließendem Abquetschen des überschüssigen Bitumens und Luftkühlung.
- Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung können durch geringfügige Änderungen für die Herstellung einer breiten Palette unterschiedlicher Dichtungsbahnen eingesetzt werden, wie anhand der nachfolgenden Beispiele erläutert wird.
- Bei der Herstellung einer Schweißbahn wird auf das mit einem Glycerinfilm als Trennmittel versehene Kühlband bei 170 °C mit einer Rakel eine 2 mm dicke Schicht Bitumen 100/25 aufgetragen. Nach dem Abkühlen auf 100 °C wird mit einer Antragswalze eine 1 mm dicke Schicht aus mit ataktischem Polypropylen (APP) modifizierter bituminöser Masse mit einer Temperatur von 160 °C auf die erste Bitumenschicht aufgetragen. Nach Abkühlen der Oberfläche auf 100 °C wird ein Polyesterfaservlies mit einem Flächengewicht von 200 g/m² , das zuvor mit einer APP-modifizierten Bitumenmasse durch Walzenantrag und Abquetschen imprägniert wurde, auf diese bituminöse Membran aufgerollt. Nach einem weiteren Abkühlen auf 60 °C wird mit einer Antragswalze eine 2 mm dicke Deckschicht aus einer mit APP modifizierten bituminösen Masse auf das Vlies aufgetragen und mit Schiefersplitt abgestreut. Nach dem Abkühlen auf 30 °C wird die Bahn über einen Wendestuhl gefahren und auf der Rückseite mit Talkum bepudert, bevor sie in Längen von 5 m aufgewickelt wird. Die Abzugsgeschwindigkeit beträgt dabei 25 m/min. Bei fachgerechter Verlegung auf dem Dach treten keine Schrumpfungen auf.
- Als Trennmittel können neben den üblichen Feststoffen alle flüssigen oder pastösen Mittel verwendet werden, die bituminöse Stoffe nicht lösen und deren Siedepunkt oberhalb der Verarbeitungstemperatur der verwendeten bituminösen Stoffe liegt, wie z. B. Glycerin oder Talkumaufschlämmungen. Sie werden auf die Oberfläche des Kühlbandes gesprüht oder gestrichen. Das Band kann auch mit trockenem Talkum bepudert oder mit feinem Sand bestreut werden. Beim Auflegen einer Trennfolie ist ein zusätzlicher Abwickelbock eventuell mit Hängevorrichtung notwendig.
- Der Aufbau der Anlage wird anhand der Figur beispielhaft für die Herstellung einer Dachdichtungsbahn mit Polyestereinlage beschrieben, die auf der Unterseite mit Talkum bepudert und auf der Oberseite mit Schiefersplitt abgestreut ist. Die Bahn ist für die vollflächige Verklebung mit Heißbitumen geeignet. Für Bahnen mit anderem Aufbau muß die Anlage mit entsprechenden bekannten Aggregaten umgerüstet werden.
- Wie in der Figur dargestellt, wird das Polyesterfaservlies (1) (Flächengewicht 200 g/m²) mit dem Zugwalzenpaar (2) von dem Abwickelbock (3) abgezogen und in die Hängevorrichtung (4) gefördert.
- Mit der Antragswalze (5) wird 180 °C heißes Bitumen B200 einseitig aufgetragen und in dem Zugwalzenpaar (6) in das Vlies (1) hineingepreßt, so daß eine ausreichende Imprägnierung erfolgt.
- Das Kühlband (7) wird mittels eines Gebläses (8) und Breitschlitzdüsen (9) mit Talkum (10) bepudert. Die Fördergeschwindigkeit des Bandes (7) beträgt 35 m/min. Aus dem Behälter (11) wird die 160 °C heiße mit APP modifizierte bituminöse Deckmasse gleichmäßig auf das Band (7) aufgegeben und mit der Rakel (12) zu einer 1,5 mm dicken Membran (13) ausgestrichen. Nach Abkühlung auf 120 °C wird auf die Membran (13) das imprägnierte Vlies (1) mit der Andrückwalze (14) aufkaschiert, deren Umfangsgeschwindigkeit der Fördergeschwindigkeit entspricht. Nach einem weiteren Abkühlen auf 60 °C wird mit der Antragswalze (15) aus dem Behälter (16) eine 1,5 mm dicke Deckschicht (17) aus 160 °C heißer, mit APP modifizierter bituminöser Deckmasse auf das Vlies aufgetragen. Anschließend wird die Oberfläche mit Schiefersplitt (18) der Körnung 0,5 bis 2 mm aus dem Behälter (19) abgestreut. Der Splitt (18) wird mit der Andrückwalze (20) angedrückt und die ungebundenen Körner entfernt. Nach Abkühlen auf 30 °C wird die Bahn in die Hängevorrichtung (21) gefördert, von wo aus sie von dem Zugwalzenpaar (22) über die Schneidvorrichtung (23) der Wickelapparatur (24) zugeführt wird.
- Die Maßänderung der erfindungsgemäß hergestellten Bahn wird in Anlehnung an die DIN 16 937 nach Lagerung bei 80 °C bestimmt und die Ergebnisse mit denen an einer entsprechenden auf einer üblichen Dachbahnen-Maschine hergestellten Bahn verglichen. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle gegenübergestellt.
Claims (6)
- Verfahren zur Herstellung bituminöser Dichtungsbahnen dadurch gekennzeichnet, daß eine bituminöse Membran (13) auf eine gekühlte, mitlaufende ebene Stützvorrichtung (7), die mit flüssigem oder festem Trennmittel (10) versehen ist, mit einer Rakel (12) heiß aufgetragen wird, nach einer Vorkühlung auf diese noch ausreichend klebrige Membran (13) eine dehnfähige Verstärkungseinlage (1) aus Kunststoff aufgerollt und nach dem Auftragen mindestens einer weiteren bituminösen Schicht (17) und einer Abstreuung (18) oder Kaschieren mit einer Folie die fertige Bahn auf Umgebungstemperatur abgekühlt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Schichten (13, 1, 17, 18) der Dichtungsbahn auf der gekühlten Stützvorrichtung (7) nacheinander aufgebracht werden, unterbrochen von Kühlabschnitten.
- Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (13) aus mehreren Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung aufgebaut wird, wobei die Schichten, unterbrochen durch Kühlabschnitte, nacheinander aufgetragen werden.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungseinlage (1) durch Anrollen der Imprägniermasse und Abquetschen imprägniert wird.
- Vorrichtung zur Herstellung bituminöser Dichtungsbahnen nach dem Verfahren gemäß der Ansprüche 1 bis 4 mit Abwickelböcken (3), Zugwalzenpaaren (2,22), Antragswalzen (15), Rakel (12), Andrückwalzen (20), Behältern (11,16,19), Hängevorrichtungen (4,21) Wickelapparatur (24) und Schneidvorrichtung (23), dadurch gekennzeichnet, daß sie eine in Fertigungsrichtung bewegbare, kühlbare ebene Stützvorrichtung (7) enthält.
- Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützvorrichtung (7) ein Kühlband ist.
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