JP2013171429A - Ｒｆｉｄタグ - Google Patents

Abstract

【課題】衣服やランドリー用品など各種の布製品あるいは軟質の合成樹脂材製品や皮革製品その他の柔軟素材製品の使用時や洗濯時の折曲がりやねじれなどのストレスに耐性があり、ＲＦＩＤアンテナが断線しにくく、たとえ断線してもデータ通信に支障がないＲＦＩＤタグを提供すること。
【解決手段】ＲＦＩＤアンテナ１２を共振アンテナ部１４とブースターアンテナ部１５とから構成し、ブースターアンテナ部１５を導電布から構成することに着目し、無線によるデータ通信が可能なＲＦＩＤタグであり、ＲＦＩＤアンテナ１２は、ＩＣチップ４に接続した共振アンテナ部１４と、共振アンテナ部１４から分離した位置に設けるとともに共振アンテナ１４に電磁結合可能であるブースターアンテナ部１５と、からこれを構成し、ブースターアンテナ部１５は、これを導電布から構成することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明はＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ；無線自動認識）タグにかかるもので、とくに衣服ないしはランドリー用品など各種の布製品その他の柔軟素材製品に取り付けても耐久性に優れたＲＦＩＤタグに関するものである。

従来から、ＩＣチップおよびＲＦＩＤアンテナを有して無線によりデータの書込みおよび読取りを行うことができるＲＦＩＤタグを各種物品に取り付け、これら物品ついての各種データの読み書きを行って、必要なデータ管理など諸々の分野に利用している。

図６は、従来から提案されているＲＦＩＤタグを、たとえばホテルや会社などにおいて使用後洗濯して再度使用する各種のシーツや寝間着さらには制服など各種のランドリー用品（洗濯用品、柔軟素材製品）に取り付けて利用するランドリー用ＲＦＩＤタグ１の一例を示す平面図、図７は、ランドリー用ＲＦＩＤタグ１の断面図である。なお図７において、ＲＦＩＤアンテナ５の部分についてはその形成路に沿った断面を示している。
ランドリー用ＲＦＩＤタグ１は、タグ基材２と、タグ基材２に装備したＲＦＩＤインレット３と、を有し、これをシート状の構成物として構成している。

タグ基材２は、たとえばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ないしその積層フィルムなど必要な柔軟性および剛性を有する合成樹脂素材からこれをフィルム状に構成し、その表面にＲＦＩＤインレット３を設けている。

ＲＦＩＤインレット３は、ＩＣチップ４と、ＩＣチップ４に接続したＲＦＩＤアンテナ５と、ＩＣチップ４の保護材６と、を有する。
ＲＦＩＤインレット３は、たとえばＵＨＦ帯（３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ（好ましくは８６０〜９６０ＭＨｚ、さらに具体的には、４３３ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、９１５〜９２８ＭＨｚ、９５０〜９５８ＭＨｚ）やマイクロ波（１〜３０ＧＨｚ、具体的には２．４５ＧＨｚ）、ＨＦ帯（３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ（好ましくは１３．５６ＭＨｚ））あるいは１３５ｋＨｚ以下など、その他、所定の周波数帯の電波および電磁的作用などにより、ＲＦＩＤアンテナ５を介してＩＣチップ４に必要なデータの無線による読み取りおよび書き込み（データ通信）を行う。
ただし、それぞれの使用電波に応じてＩＣチップ４およびＲＦＩＤアンテナ５の具体的構成を適正なものとしている。
とくにＵＨＦ帯（たとえば、８６０〜９６０ＭＨｚ）レベルの波長を有する電波を使用するものでは、その通信距離が通常は５〜１０ｍ程度であり、各種の分野における応用が期待されている。

保護材６は、これをガラスエポキシ樹脂など任意の硬質材から、図示（図６）の例では、円形のコイン状に構成し、ＩＣチップ４全体にかかる各種の外力からＩＣチップを保護可能である。

このようなランドリー用ＲＦＩＤタグ１において、とくにそのＲＦＩＤアンテナ５は、銅やアルミニウムなどによる極薄の金属箔をエッチング加工した金属膜や導電性インクから構成されており、断線しやすいという問題がある。ランドリー用品に取り付けられている場合には、その洗濯時の折曲がりやねじれなどのストレスによって厚さの薄いＲＦＩＤアンテナ５が断線しやすく、ランドリー用ＲＦＩＤタグ１自体の故障の原因になるという問題があるため、ＲＦＩＤアンテナ５には硬質の保護材６を被せたり、ポッティングする等、各種の追加工により補強処理が施される。保護材６により、ＩＣチップ４の破損や、ＩＣチップ４とＲＦＩＤアンテナ５の接合が外れる不具合の発生は解消される。

しかしながら、ランドリー用品としての使用時はもちろん、その回収および洗濯ならびにアイロン工程において、とくに図７の点線で示すように、ランドリー用ＲＦＩＤタグ１全体が折り曲げられたり、捻られるなどするため、ＲＦＩＤアンテナ５の保護材６外周との交点５Ａにストレスが蓄積しやすく、上記補強処理が災いして交点５Ａの部分が破断してＲＦＩＤアンテナ５が損傷し、ランドリー用ＲＦＩＤタグ１としてのデータ通信機能が損なわれてしまうという問題がある。また、新品との交換にコストがかかるなどの諸問題がある。

さらに、ランドリー用ＲＦＩＤタグ１のデータ通信機能が失われる結果、ＩＣチップ４に記憶されていた個体ＩＤコードを読み取ることができず、あらかじめ視認可能に印字表記していたＩＤコード（図示せず）を読み取って、新しいランドリー用ＲＦＩＤタグ１のＩＣチップ４に書き換えるなどの手間が生ずるという問題がある。

なお、導電性を有する布などによりＲＦＩＤアンテナを形成すれば、外力に対する耐性を有するＲＦＩＤタグとすることができる可能性があるが、このＲＦＩＤアンテナにＩＣチップを直接接合させる技術には、百分の数ミリメートルのレベルのアンテナ形成技術が必要で、さらに、このようなＲＦＩＤアンテナにＩＣチップを導電接着するには、アンテナに高精度の平面性が必要であって、柔軟性および耐久性を兼ね備えたＲＦＩＤアンテナを有するＲＦＩＤタグを実現することが非常に困難であるという問題がある。

特許第４５４８０７４号公報

本発明は以上のような諸問題にかんがみなされたもので、衣服やランドリー用品など各種の布製品あるいは軟質の合成樹脂材製品や皮革製品その他の柔軟素材製品に直接取り付けることができるＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。

また本発明は、柔軟性素材製品への取付けが容易なＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。

また本発明は、各種衣服やランドリー用品の使用時や洗濯時の折曲がりやねじれなどのストレスに耐性があるＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。

また本発明は、ＲＦＩＤアンテナが断線しにくく、たとえ断線してもデータ通信機能が残存するＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。

また本発明は、各種の衣服やランドリー用品などに取り付けても耐久性に優れたＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。

また本発明は、材料原価の低廉化および加工性の向上、さらには量産性の向上を実現可能なＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。

すなわち本発明は、ＲＦＩＤアンテナを、ＩＣチップに接続した共振アンテナ部と、この共振アンテナに電磁結合可能であるブースターアンテナ部と、から構成すること、およびブースターアンテナ部を導電布から構成することに着目したもので、タグ基材と、このタグ基材に装備するとともにＩＣチップおよびＲＦＩＤアンテナを有して無線によるデータ通信が可能なＲＦＩＤインレットと、を有するＲＦＩＤタグであって、上記ＲＦＩＤアンテナは、上記ＩＣチップに接続した共振アンテナ部と、この共振アンテナ部から分離した位置に設けるとともにこの共振アンテナに電磁結合可能であるブースターアンテナ部と、からこれを構成し、上記ブースターアンテナ部は、これを導電布から構成することを特徴とするＲＦＩＤタグである。

上記ブースターアンテナ部に、上記共振アンテナ部および上記ＩＣチップをその厚さ方向に重ね合わせることができる。

上記ＲＦＩＤインレットは、上記共振アンテナ部および上記ＩＣチップを保護する保護材を有することができる。

上記保護材は、これをガラスエポキシ樹脂から構成することができる。

上記ＩＣチップ、上記共振アンテナ部および上記保護材を、上記ブースターアンテナ部とは別部材のインレットコア部として構成することができる。

上記ＲＦＩＤインレットは、接着剤により上記タグ基材にこれを固着可能としていることができる。

上記ＲＦＩＤインレットは、ホットメルト接着剤により上記タグ基材にこれを一体化していることができる。

当該ＲＦＩＤタグの表裏面のいずれか一方には、ホットメルト接着剤層を積層してあることができる。

上記ＲＦＩＤインレットの表裏面のいずれか一方は、合成樹脂フィルムによりこれを被覆していることができる。

当該ＲＦＩＤタグは、各種の衣服やランドリー用品（洗濯用品）などの柔軟素材製品に取り付けて利用することができるが、その一般の各種製品や部品などに取り付けて、そのデータ管理用として活用することができる。

本発明によるＲＦＩＤタグにおいては、ＲＦＩＤアンテナを、ＩＣチップに接続した共振アンテナ部と、この共振アンテナと電磁結合可能であるブースターアンテナ部と、から構成し、耐久性および柔軟性がある導電布からブースターアンテナ部を構成することとしたので、ねじれその他の外力がかかっても、ブースターアンテナ部に発生しやすい損傷を回避し、とくに衣服やランドリー用品などの柔軟素材製品に取り付けた場合であっても、耐久性良好にデータ通信機能の維持を図ることができる。

本発明の第１の実施例によるＲＦＩＤタグ１０の平面図である。 同、ＲＦＩＤタグ１０の断面図である。 同、導電布１７の一部を示す拡大斜視図である。 本発明の第２の実施例によるＲＦＩＤタグ３０の説明図であって、図４（１）は、ＲＦＩＤタグ３０の前駆積層体３０Ａの断面図、図４（２）は、ＲＦＩＤタグ３０の断面図である。 本発明の第３の実施例によるＲＦＩＤタグ４０の説明図であって、図５（１）は、ＲＦＩＤタグ４０の前駆積層体４０Ａの断面図、図５（２）は、ＲＦＩＤタグ４０の断面図である。 従来から提案されているＲＦＩＤタグを、たとえばホテルや会社などにおいて使用後洗濯して再度使用する各種のシーツや寝間着さらには制服など各種のランドリー用品（洗濯用品、柔軟素材製品）に取り付けて利用するランドリー用ＲＦＩＤタグ１の一例を示す平面図である。 同、ランドリー用ＲＦＩＤタグ１の断面図である。

本発明は、ＩＣチップに接続した共振アンテナ部とは別に設けたブースターアンテナ部は、共振アンテナ部に電磁結合可能であり、このブースターアンテナ部を導電布から構成したので、ねじれその他の外力がかかりやすい布材や皮革材などの柔軟素材製品に取り付けても耐久性があり、必要なデータ管理を行うことができるＲＦＩＤタグを実現した。

つぎに本発明の第１の実施例によるＲＦＩＤタグ１０を図１ないし図３にもとづき説明する。ただし、図６および図７と同様の部分には同一符号を付し、その詳述はこれを省略する。
図１は、ＲＦＩＤタグ１０の平面図、図２は、ＲＦＩＤタグ１０の断面図である。なお図２において、ブースターアンテナ部１５の部分についてはその形成路に沿った断面を示している。
ＲＦＩＤタグ１０は、前記タグ基材２と、タグ基材２に装備したＲＦＩＤインレット１１と、を有する。

タグ基材２は、各種の衣服やランドリー用品などの柔軟素材製品に取り付け可能であるが、必要に応じて任意の素材の製品に取り付け可能とすることができる。

ＲＦＩＤインレット１１は、前記ＩＣチップ４と、ＲＦＩＤアンテナ１２と、保護材１３と、を有し、無線によるデータ通信が可能である。

ＲＦＩＤアンテナ１２は、共振アンテナ部１４と、ブースターアンテナ部１５と、からこれを構成する。
共振アンテナ部１４は、図示の例では、これを円形の金属箔ないしは金属膜から構成するとともに、ＩＣチップ４に直接接続している。
ブースターアンテナ部１５は、この共振アンテナ部１４に電磁結合（電波結合）可能であり、共振アンテナ部１４は、ブースターアンテナ部１５の中央部にこれを重ねて取り付ける。

保護材１３は、ＲＦＩＤタグ１０への外力から共振アンテナ部１４およびＩＣチップ４を保護するもので、たとえば、これをガラスエポキシ樹脂その他の硬質材料から構成する。
この保護材１３、ＩＣチップ４および共振アンテナ部１４からなるインレットコア部１６をブースターアンテナ部１５とは別部材として構成するもので、インレットコア部１６は外力による屈曲に対する耐性を保有することができる。

共振アンテナ部１４は、上述のように、金属箔ないしは金属膜その他任意の導電性材料によりこれを構成可能である。なお、以下に記すブースターアンテナ部１５と同様に、共振アンテナ部１４についても、これを導電布１７（図３）から構成することもできる。

ブースターアンテナ部１５は、これを導電布１７から構成している。
図３は、導電布１７の一部を示す拡大斜視図であって、任意の布基材１８上に、メッキあるいは焼付け、蒸着、スパッタリングなどの手法により、銅あるいはニッケルなどの金属による金属被膜１９を形成したものである。金属皮膜１９は、布基材１８の両面にこれを形成しても良い。布基材１８を構成する繊維の表面全体に金属皮膜１９を形成しても良い。
ブースターアンテナ部１５としては、刃型プレスあるいはレーザー照射など任意の切断手法により導電布１７を所定のアンテナパターンに加工することができ、所定の柔軟性があるので、折り曲げやねじれなどの外力に対する耐性を有する。もちろん、布材としての軽さおよび薄さを有し、耐屈曲性が高く、装着時のフィット性は良好である。
この導電布１７から構成したブースターアンテナ部１５をタグ基材２の一面（たとえば表面）に接着剤などにより固着する。または、導電布１７をタグ基材２に仮着した状態でアンテナパターンに加工したのち、固着してもよい。

とくに図２に示すように、ブースターアンテナ部１５のほぼ中央部に、インレットコア部１６（共振アンテナ部１４およびＩＣチップ４）をその厚さ方向に重ね合わせて、接着剤その他任意の手段により互いに一体化している。
したがって、ＩＣチップ４自体とブースターアンテナ部１５とを直接接続する必要はなく、ＲＦＩＤタグ１０を容易かつ低コストで製造可能である。
この他、ブースターアンテナ部１５は、織布や不織布によるタグ基材２に導電糸（図示せず）で刺繍してそのアンテナパターンを形成してもよい。

こうした構成のＲＦＩＤタグ１０においては、共振アンテナ部１４およびＩＣチップ４がインレットコア部１６として保護材１３により保護されているとともに、ブースターアンテナ部１５が柔軟性のある導電布１７により形成されているので、ＲＦＩＤタグ１０ないしタグ基材２やブースターアンテナ部１５自体に外力がかかってねじれや歪みが生じたとしても、これらが損傷することなく、ＲＦＩＤアンテナ１２全体としてのデータ通信機能を維持することができる。
すなわち、データ通信用のリーダーライター（図示せず）からの通信電波を共振アンテナ部１４が共振して受信し、起電力を得てＩＣチップ４を発動させ、さらに、共振アンテナ部１４に電磁結合可能なブースターアンテナ部１５が受信電波を増幅可能であり、ＲＦＩＤタグ１０としてのデータ通信を可能とする。
とくに、前記ＵＨＦ帯（たとえば、８６０〜９６０ＭＨｚ）レベルの波長を有する電波を用いれば、比較的長距離のデータ通信が可能となる。
なお、万が一、外部アンテナであるブースターアンテナ部１５が破損しても、内方部のインレットコア部１６（共振アンテナ部１４）による近傍データ通信が可能である。

かくして、衣服やランドリー用品などの洗濯工程およびその付属工程における各種の処理に極めて高い耐久性を有するＲＦＩＤタグ１０とすることができるとともに、ブースターアンテナ部１５は布製のため洗濯工程にもきわめて強く、ブースターアンテナ部１５への余計な補強材料や追加工などを必要としないため、ＲＦＩＤタグ１０の厚さを極薄化可能であって、衣服等への装着時の異物感を軽減させ、また、低コストでの製造が可能である。

本発明においては、インレットコア部１６およびブースターアンテナ部１５を保護膜あるいは保護層により被覆することにより、外力に対してさらに耐性を強化することができる。
すなわち、図４は、本発明の第２の実施例によるＲＦＩＤタグ３０の説明図であって、図４（１）は、ＲＦＩＤタグ３０の前駆積層体３０Ａの断面図、図４（２）は、ＲＦＩＤタグ３０の断面図である。

図４（１）に示すように、前駆積層体３０Ａとして、ポリエステル布やＰＥＴなどの樹脂フィルムによる前記タグ基材２と、タグ基材２の表面に塗工したホットメルト接着剤層３１と、上述したブースターアンテナ部１５およびインレットコア部１６（保護材１３、ＩＣチップ４および共振アンテナ部１４）と、を準備する。
ホットメルト接着剤は、たとえば、エチレン酢酸ビニル樹脂やポリオレフィン樹脂を主成分とし、室温では固形状で、加熱により溶融し、熱可塑性を有する接着剤である。

図４（２）に示すように、前駆積層体３０Ａの上下層から所定の温度および圧力により熱プレスして、ＲＦＩＤタグ３０とする。
すなわち、加熱により溶融したホットメルト接着剤層３１内にブースターアンテナ部１５およびインレットコア部１６が埋没することにより、ブースターアンテナ部１５およびインレットコア部１６をホットメルト接着剤層３１がその表裏面を被覆することとなり、全体を保護することができる。

こうした構成のＲＦＩＤタグ３０において、インレットコア部１６ないしＲＦＩＤインレット１１は、接着剤（ホットメルト接着剤層３１）によりこれを被覆可能であるとともに、タグ基材２にこれを固着可能とし、ないしは、タグ基材２にこれを一体化して、より耐久性がすぐれたものとすることができる。
さらに、インレットコア部１６およびブースターアンテナ部１５がホットメルト接着剤層３１により被覆されているので、ＲＦＩＤタグ３０として、単葉の構成とするか、あるいは帯状の台紙（図示せず）などにその複数枚を仮着した帯状のＲＦＩＤタグ連続体として、任意のプリンター（たとえばサーマルプリンターなど、図示せず）に装填可能とし、タグ基材２（あるいはホットメルト接着剤層３１に貼り付けた任意のラベル片３２）に任意の可変情報を必要に応じて効率よく印字することができる。

また本発明によれば、ＲＦＩＤタグの表裏面のいずれか一方にホットメルト接着剤層３１を積層し、また、ＲＦＩＤインレット１１の表裏面のいずれか一方は、合成樹脂フィルムによりこれを被覆することができる。
たとえば、図５は、本発明の第３の実施例によるＲＦＩＤタグ４０の説明図であって、図５（１）は、ＲＦＩＤタグ４０の前駆積層体４０Ａの断面図、図５（２）は、ＲＦＩＤタグ４０の断面図である。

図５（１）に示すように、前駆積層体４０Ａとして、ポリエステル布やＰＥＴなどの樹脂フィルムによる前記タグ基材２と、タグ基材２の表面に塗工したホットメルト接着剤層３１と、上述したブースターアンテナ部１５およびインレットコア部１６と、ポリエステル布やＰＥＴなどの樹脂フィルムによる被覆用基材４１と、被覆用基材４１の表面に塗工した貼付け用ホットメルト剤層４２と、を準備する。

図５（２）に示すように、前駆積層体４０Ａの上下層から所定の温度および圧力により熱プレスして、ＲＦＩＤタグ４０とする。
すなわち、加熱により溶融したホットメルト接着剤層３１内にブースターアンテナ部１５およびインレットコア部１６が埋没することにより、ブースターアンテナ部１５およびインレットコア部１６をホットメルト接着剤層３１がその表裏面を被覆することとなり、全体を保護することができる。
さらに、ホットメルト接着剤層３１に被覆用基材４１および貼付け用ホットメルト剤層４２を積層することができ、ＲＦＩＤタグ４０を衣服やランドリー用品その他任意の製品Ｍに貼り付ける際に、貼付け用ホットメルト剤層４２を再度加熱することにより接着可能とする。

こうした構成のＲＦＩＤタグ４０において、インレットコア部１６ないしＲＦＩＤインレット１１は、接着剤（ホットメルト接着剤層３１）によりこれを被覆可能であるとともに、タグ基材２にこれを固着可能とし、ないしは、タグ基材２にこれを一体化して、より耐久性がすぐれたものとすることができ、さらに、貼付け用ホットメルト剤層４２の部分により製品ＭにＲＦＩＤタグ４０を貼り付け固定することができる。

なお、インレットコア部１６とブースターアンテナ部１５とを互いに別部材として構成したので、上述のＲＦＩＤタグ３０（図４）およびＲＦＩＤタグ４０（図５）のように、各種の用途に応じたＲＦＩＤタグを容易に設計および製造することができる。

１ ランドリー用ＲＦＩＤタグ（従来、図６）
２ タグ基材
３ ＲＦＩＤインレット
４ ＩＣチップ
５ ＲＦＩＤアンテナ
５Ａ ＲＦＩＤアンテナ５と保護材６外周との交点
６ 保護材
１０ ＲＦＩＤタグ（第１の実施例、図１）
１１ ＲＦＩＤインレット
１２ ＲＦＩＤアンテナ
１３ 保護材
１４ 共振アンテナ部
１５ ブースターアンテナ部
１６ インレットコア部
１７ 導電布（図３）
１８ 布基材
１９ 金属皮膜
３０ ＲＦＩＤタグ（第２の実施例、図４）
３０Ａ ＲＦＩＤタグ３０の前駆積層体
３１ ホットメルト接着剤層
３２ ラベル片
４０ ＲＦＩＤタグ（第３の実施例、図５）
４０Ａ ＲＦＩＤタグ４０の前駆積層体
４１ 被覆用基材
４２ 貼付け用ホットメルト剤層
Ｍ 衣服やランドリー用品その他任意の製品（図６、図７）

Claims (9)

1. タグ基材と、
   このタグ基材に装備するとともにＩＣチップおよびＲＦＩＤアンテナを有して無線によるデータ通信が可能なＲＦＩＤインレットと、を有するＲＦＩＤタグであって、
   前記ＲＦＩＤアンテナは、
   前記ＩＣチップに接続した共振アンテナ部と、
   この共振アンテナ部から分離した位置に設けるとともにこの共振アンテナに電磁結合可能であるブースターアンテナ部と、からこれを構成し、
   前記ブースターアンテナ部は、これを導電布から構成することを特徴とするＲＦＩＤタグ。
2. 前記ブースターアンテナ部に、前記共振アンテナ部および前記ＩＣチップをその厚さ方向に重ね合わせたことを特徴とする請求項１記載のＲＦＩＤタグ。
3. 前記ＲＦＩＤインレットは、前記共振アンテナ部および前記ＩＣチップを保護する保護材を有することを特徴とする請求項１または２記載のＲＦＩＤタグ。
4. 前記保護材は、これをガラスエポキシ樹脂から構成することを特徴とする請求項３記載のＲＦＩＤタグ。
5. 前記ＩＣチップ、前記共振アンテナ部および前記保護材を、前記ブースターアンテナ部とは別部材のインレットコア部として構成することを特徴とする請求項３または４記載のＲＦＩＤタグ。
6. 前記ＲＦＩＤインレットは、接着剤により前記タグ基材にこれを固着可能としていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ。
7. 前記ＲＦＩＤインレットは、ホットメルト接着剤により前記タグ基材にこれを一体化していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ。
8. 当該ＲＦＩＤタグの表裏面のいずれか一方には、ホットメルト接着剤層を積層してあることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ。
9. 前記ＲＦＩＤインレットの表裏面のいずれか一方は、合成樹脂フィルムによりこれを被覆していることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ。

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