DE69615911T2 - Hohlgeformte Behälter und Verfahren zu seiner Produktion - Google Patents
Hohlgeformte Behälter und Verfahren zu seiner ProduktionInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen hohlgeformten Behälter mit guter Formbarkeit, sowie ausgezeichneter Wärmebeständigkeit und Gassperreigenschaften und ein Verfahren zu seiner Herstellung, mit der Maßgabe, dass der hohlgeformte Behälter kein Rohr ist.
- Ein hohlgeformter Behälter aus einem Harz, der leicht ist und Gassperreigenschaften aufweist, wird neuerdings für Anwendungen, wie Nahrungsmittel, Getränke, Industriearzneistoffe, Kosmetika usw. verwendet. Zum Beispiel waren hohlgeformte Behälter aus Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer, Vinylidenchlorid, Polyethylenterephthalat usw. bekannt.
- Jedoch wiesen durch Blasformen dieser Harze erhaltene hohlgeformte Behälter keine ausreichende Wärmebeständigkeit und Gassperreigenschaften auf. Wenn der Inhalt in den Behälter bei erhöhter Temperatur eingebracht wird oder der Behälter bei erhöhter Temperatur mit Flüssigkeit gewaschen wird, weist der Behälter aus diesen Harzen manchmal keine ausreichende Wärmebeständigkeit auf.
- Im Unterschied zu einem kristallinen Polyester, wie Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat usw., bewirkt der flüssigkristalline Polyester kein Verfangen im geschmolzenen Zustand, da er steife stabförmige Molekülform aufweist, und verhält sich so, dass eine Polydomäne mit flüssigkristallinem Zustand bei angemessener Temperatur gebildet wird und eine Molekülkette durch geringe Scherwirkung in Fließrichtung orientiert ist. Daher wird es normalerweise als flüssigkristallines Polymer des Schmelztyps (thermotroper Flüssigkristall) bezeichnet.
- Es ist bis jetzt bekannt, dass der flüssigkristalline Polyester Wärmebeständigkeit aufweist und ausgezeichnete Gassperreigenschaften zeigt. Jedoch weist der Flüssigkristall große Anisotropie und geringe Schmelzviskosität auf, und daher ist es extrem schwierig, einen guten hohlgeformten Behälter aus dem flüssigkristallinen Polyester durch Blasformen zu erhalten.
- In Bezug auf einen geformten Behälter aus flüssigkristallinem Polyester oder einer Harzmasse eines flüssigkristallinen Polyesters ist zum Beispiel ein hohlgeformter Gegenstand, erhalten durch Schmelzformen einer Harzmasse, umfassend einen flüssigkristallinen Polyester und einen Polyester mit spezieller Struktur, in JP-A-61-192762 beschrieben. In JP-A-2-263646 und JP-A-3-269054 ist ein Behälter mit ausgezeichneten Gassperreigenschaften, erhalten durch Formen eines Gemisches aus Polyethylenterephthalat und einem flüssigkristallinen Polyester, beschrieben.
- In JP-A-1-289826 ist ein Formkörper aus einem Laminat, umfassend eine Polyethylenterephthalatschicht und eine flüssigkristalline Polyesterschicht, beschrieben. In JP-A-4-166320 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters aus einem flüssigkristallinen Polyester mit spezieller Struktur beschrieben.
- Jedoch gibt es in jedem Fall Probleme, wie Schwierigkeiten bei Herstellung eines Formkörpers mit ausgezeichnetem Aussehen, geringe Produktivität, nicht ausreichende Gassperreigenschaften des Behälters usw. Daher müssen die Anforderungen des Markts noch erfüllt werden.
- Auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugindustrie war ein aus Kunststoff hergestellter Benzintank auf dem Markt im Hinblick auf das leichte Gewicht, Formbarkeit, Festigkeit, Designfreiheit usw. gefragt und wurde über Jahre hinweg untersucht.
- Zum Beispiel zeigt Polyethylen ausgezeichnete Formbarkeit, Festigkeit usw., aber keine ausreichenden Benzinsperreigenschaften.
- In JP-B-1-14049 ist ein Treibstofftank aus einem mehrschichtigen hohlgeformten Gegenstand, umfassend eine Sperrschicht aus einem aus Polyamid, Polyester und Ethylen-Essigsäurevinylester-Copolymer ausgewählten Material und eine modifizierte Polyolefinschicht beschrieben.
- In JP-A-4-47938 ist ein Treibstofftank aus einem mehrschichtigen hohlgeformten Gegenstand, umfassend eine Polyamidschicht, eine Polyethylenschicht hoher Dichte und eine modifizierte Polyethylenschicht hoher Dichte, beschrieben.
- Jedoch weisen die Treibstofftanks, die die Polyamidschicht als Sperrschicht umfassen, keine ausreichenden Gassperreigenschaften auf, und die Sperreigenschaften gegenüber einem mit Alkohol gemischten Treibstoff, wie einem mit Methanol gemischten Treibstoff, sind ebenso nicht ausreichend.
- In JP-A-6-191296 ist ein Treibstofftank für ein Kraftfahrzeug aus einem hohlgeformten Gegenstand mit einer Mehrschichtstruktur, umfassend eine copolymerisierte Polyamidschicht (aus aromatischem Polyamid und Nylon 6) als Sperrschicht, eine modifizierte Polyethylenschicht hoher Dichte und eine Polyethylenschicht hoher Dichte, beschrieben.
- JP-A-6-218891 offenbart einen Treibstofftank aus einem mehrschichtigen geformten Gegenstand, umfassend eine Sperrschicht aus einem Gemisch von Polyethylen und Polyamid.
- In JP-A-7-52333 ist ein Treibstofftank aus einer Mehrschichtstruktur, umfassend eine Schicht aus einer Harzmasse aus einem thermoplastischen Harz und einem Ethylen- Vinylalkohol-Copolymer beschrieben. In JP-A-7-40998 ist ein flammhemmender geschäumter Kunststoff beschrieben.
- Jedoch wiesen diese Tanks ebenfalls keine ausreichenden Benzinsperreigenschaften oder sogenannte Sperreigenschaften gegenüber Gashol, einem Gemisch aus Benzin und Methanol, d.h. Gashol-Sperreigenschaften auf. Außerdem mußte die Dicke der Harzschicht extrem groß gehalten werden, um so hohe Sperreigenschaften aufrecht zu erhalten.
- Da der Tank eine Mehrschichtstruktur aufweist, müssen noch verschiedene Probleme, wie Zwischenschichtablösung, gelöst werden.
- Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen hohlgeformten Behälter, der kein Rohr ist, aus einer Harzmasse eines flüssigkristallinen Polyesters, der ausgezeichnete Formbarkeit, Wärmebeständigkeit, Gassperreigenschaften und Benzinsperreigenschaften aufweist, und ein Verfahren zu seiner Herstellung bereitzustellen.
- Genauer umfasst die vorliegende Erfindung folgende Erfindungen.
- [1] Einen hohlgeformten Behälter aus einer Harzmasse eines flüssigkristallinen Polyesters, mit det Maßgabe, dass der Behälter kein Rohr ist, umfassend einen flüssigkristallinen Polyester als Bestandteil (A) und ein Epoxygruppen enthaltendes Ethylencopolymer mit 50,0 bis 99,9 Gew.-% einer Ethyleneinheit (a), 0,1 bis 30,0 Gew.-% einer ungesättigten Carbonsäureglycidylestereinheit oder ungesättigten Glycidylethereinheit (b) und 0 bis 49,9 Gew.-% einer ethylenisch ungesättigten Estereinheit (c) als Bestandteil (B), wobei der Bestandteil (A) 56,0 bis 99,0 Gew.-% und der Bestandteil (B) 44,0 bis 1,0 Gew.-% beträgt.
- [2] Den hohlgeformten Behälter nach Punkt [1], wobei der flüssigkristalline Polyester als Bestandteil (A) durch Umsetzung einer aromatischen Dicarbonsäure, eines aromatischen Diols und einer aromatischen Hydroxycarbonsäure erhalten wird.
- [3] Den hohlgeformten Behälter nach Punkt [1], wobei der flüssigkristalline Polyester als Bestandteil (A) durch Umsetzung einer Kombination von unterschiedlichen aromatischen Hydroxycarbonsäuren erhalten wird.
- [4] Den hohlgeformten Behälter nach einem der Punkte [1] bis [3], wobei der flüssigkristalline Polyester als Bestandteil (A) die folgende sich wiederholende Einheit enthält:
- [5] Den hohlgeformten Behälter nach einem der Punkte [1] bis [3], wobei der flüssigkristalline Polyester als Bestandteil (A) die folgenden sich wiederholenden Einheiten umfasst:
- [6] Den hohlgeformten Behälter nach einem der Punkte [1] bis [3], wobei der flüssigkristalline Polyester als Bestandteil (A) die folgenden sich wiederholenden Einheiten umfasst:
- [7] Den hohlgeformten Behälter nach einem der Punkte [1] bis [3], wobei der flüssigkristalline Polyester als Bestandteil (A) die folgenden sich wiederholenden Einheiten umfasst:
- [8] Den hohlgeformten Behälter nach einem der Punkte [1] bis [7], wobei das Epoxygruppen enthaltende Ethylencopolymer als Bestandteil (B) eine Steifheit im Bereich von 10 bis 1300 kg/cm² aufweist.
- [9] Einen hohlgeformten Behälter, bestehend aus einer laminierten Struktur, umfassend eine Schicht der in Punkt 1 beschriebenen Harzmasse eines flüssigkristallinen Polyesters und eine Schicht eines thermoplastischen Harzes.
- [10] Den hohlgeformten Behälter nach Punkt [9], wobei das thermoplastische Harz mindestens eine Art eines aus Polyolefin, Polyester und Polyamid ausgewählten thermoplastischen Harzes ist.
- [11] Den hohlgeformten Behälter nach Punkt [9], wobei das thermoplastische Harz ein Polyethylen hoher Dichte ist.
- [12] Ein Verfahren zur Herstellung des hohlgeformten Behälters nach einem der Punkte [1] bis [11], umfassend die Herstellung durch Blasformen.
- Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden im Einzelnen beschrieben.
- Der flüssigkristalline Polyester als Bestandteil (A) in der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Harzmasse eines flüssigkristallinen Polyesters ist ein thermotropes flüssigkristallines Polymer genannter Polyester.
- Insbesondere schließt der Polyester ein:
- (1) einen aus einer Kombination einer aromatischen Dicarbonsäure, eines aromatischen Diols und einer aromatischen Hydroxycarbonsäure hergestellten Polyester,
- (2) einen aus einer Kombination von unterschiedlichen Arten von aromatischen Hydroxycarbonsäuren hergestellten Polyester,
- (3) einen aus einer Kombination einer aromatischen Dicarbonsäure und eines kernsubstituierten aromatischen Diols hergestellten Polyester, und
- (4) einen Polyester, erhältlich durch die Umsetzung eines Polyesters, wie Polyethylenterphthalat oder dgl. und einer aromatischen Hydroxycarbonsäure, die alle eine isotrope Schmelze bei einer Temperatur von 400ºC oder weniger bilden. Die aromatische Dicarbonsäure, das aromatische Diol und die aromatische Hydroxycarbonsäure können durch Esterderivate davon ersetzt werden. Beispiele der sich wiederholenden Einheiten aus dem flüssigkristallinen Polyester sind nachstehend aufgeführt, obwohl der flüssigkristalline Polyester nicht auf diese Strukturen beschränkt ist.
- Aus aromatischen Dicarbonsäuren stammende sich wiederholende Einheiten:
- Aus aromatischen Diolen stammende sich wiederholende Einheiten:
- Aus aromatischen Hydroxycarbonsäuren stammende sich wiederholende Einheiten:
- Besonders bevorzugte flüssigkristalline Polyester weisen wegen der gut ausgewogenen Wärmebeständigkeit, mechanischen Eigenschaften und Verarbeitbarkeit die folgende sich wiederholende Einheit:
- und insbesondere eine Kombination I bis V von sich wiederholenden Einheiten auf:
- Die flüssigkristallinen Polyester (I), (II), (III) und (IV) sind zum Beispiel in JP-B- 47-47870, JP-B-63-3888, JP-B-63-3891, JP-B-56-18016 und anderen beschrieben. Bevorzugte Kombinationen der Einheiten sind die Kombinationen (I) und (II):
- Zur Anwendung des Laminats gemäß der Erfindung auf Fachgebieten, bei denen höhere Wärmebeständigkeit erforderlich ist, schließt der flüssigkristalline Polyester des Bestandteils (A) in der Harzmasse eines flüssigkristallinen Polyesters vorzugsweise 30 bis 80 mol-% einer sich wiederholenden Einheit (a'), 0 bis 10 mol-% einer sich wiederholenden Einheit (b'), 10 bis 25 mol-% einer sich wiederholenden Einheit (c') und 10 bis 35 mol-% einer sich wiederholenden Einheit (d') ein:
- wobei Ar einen zweiwertigen aromatischen Rest darstellt.
- Die innere Viskosität (ηinh) des flüssigkristallinen Polyesters in der vorliegenden Erfindung wird bei 60ºC unter Verwendung eines Ubbelohde-Viskosimeters nach Lösen des flüssigkristallinen Polyesters (0,1 g) in 2,3,5,6-Tetrafluorphenol (10 ml) gemessen.
- Die innere Viskosität (ηinh) des flüssigkristallinen Polyesters in der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise 1,0 bis 8,0, stärker bevorzugt 2,0 bis 6,0.
- Wenn die innere Viskosität (ηinh) des flüssigkristallinen Polyesters nicht im vorstehenden Bereich liegt, ist die Formbarkeit der erhaltenen Masse schlechter und ihre mechanische Festigkeit und Wärmebeständigkeit sind manchmal nicht ausreichend, und das ist nicht bevorzugt.
- In der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise ein Epoxygruppen enthaltendes Ethylencopolymer als Bestandteil (B) in der flüssigkristallinen Polyesterharzmasse verwendet. Das Epoxygruppen enthaltende Ethylencopolymer bezieht sich auf ein Epoxygruppen enthaltendes Ethylencopolymer, umfassend: (a) 50 bis 99,9 Gew.-%, vorzugsweise 60 bis 99 Gew.-%, einer Ethyleneinheit; (b) 0,1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 25 Gew.-%, einer Glycidyl(ungesättigten)carboxylateinheit oder einer ungesättigten Glycidylethereinheit; und (c) 0 bis 49,9 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 40 Gew.-%, einer ethylenisch ungesättigten Esterverbindungseinheit.
- Verbindungen, die zum Bereitstellen der Glycidyl(ungesättigten)carboxylateinheit und der ungesättigten Glycidylethereinheit (b) im Epoxygruppen enthaltenden Ethylencopolymer (B) fähig sind, werden durch die folgenden Formeln wiedergegeben:
- wobei R einen Kohlenwasserstoffrest mit einer ethylenisch ungesättigten Bindung darstellt und 2 bis 13 Kohlenstoffatome enthält,
- wobei R einen Kohlenwasserstoffrest mit einer ethylenisch ungesättigten Bindung darstellt und 2 bis 18 Kohlenstoffatome enthält und X -CH&sub2;-O- oder einen Rest:
- bezeichnet:
- Spezielle Beispiele schließen Acrylsäureglycidylester, Methacrylsäureglycidylester, Itaconsäureglycidylester, Allylglycidylether, 2-Methylallylglycidylether, Styrol-p- glycidylether und dgl. ein.
- Das in der vorliegenden Erfindung genannte Epoxygruppen enthaltende Ethylencopolymer kann ein Terpolymer oder Copolymer mit mehreren Einheiten sein, das Ethylen, Glycidyl(ungesättigtes)carboxylat oder ungesättigten Glycidylether und ethylenisch ungesättigte Esterverbindung (c) enthält.
- Beispiele der ethylenisch ungesättigten Esterverbindungen (c) schließen Vinylcarboxylate und alkyl-α,β-ungesättigte Carboxylate, wie Essigsäurevinylester und Propionsäurevinylester, Acrylsäuremethylester, Acrylsäureethylester, Acrylsäurebutylester, Methacrylsäuremethylester, Methacrylsäureethylester und Methacrylsäurebutylester, ein. Essigsäurevinylester, Acrylsäuremethylester und Acrylsäureethylester sind insbesondere bevorzugt.
- Beispiele der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Epoxygruppen enthaltenden Ethylencopolymere (B) schließen ein Ethyleneinheiten und Methacrylsäureglycidylestereinheiten umfassendes Copolymer, ein Ethyleneinheiten, Methacrylsäureglycidylestereinheiten und Acrylsäuremethylestereinheiten umfassendes Copolymer, ein Ethyleneinheiten, Methacrylsäureglycidylestereinheiten und Acrylsäureethylestereinheiten umfassendes Copolymer, ein Ethyleneinheiten, Methacrylsäureglycidylestereinheiten und Essigsäurevinylstereinheiten umfassedes Copolymer und dgl ein.
- Der Schmelzindex (nachstehend als MFR bezeichnet: gemessen bei 190ºC unter einer Last von 2,16 kg in Übereinstimmung mit JIS K6760) des Epoxygruppen enthaltenden Ethylencopolymers (B) liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 100 g/10 Minuten und stärker bevorzugt im Bereich von 2 bis 50 g/10 Minuten. Ein Schmelzindex außerhalb dieses Bereichs ist möglich, aber ein größerer Index als 100 g/ 10 Minuten kann schlechte mechanische Eigenschaften der erhaltenen Harzmasse ergeben, während weniger als 0,5 g/10 Minuten die Verträglichkeit mit dem flüssigkristallinen Polyester des Bestandteils (A) verringern kann, und daher sind beide Fälle nicht bevorzugt.
- Das Epoxygruppen enthaltende Ethylencopolymer (B) weist vorzugsweise ein Steifheitsmodul im Bereich von 10 bis 1300 kg/cm² und stärker bevorzugt im Bereich von 20 bis 1100 kg/cm² auf. Ein Steifheitsmodul außerhalb des vorstehenden Bereichs ist nicht bevorzugt, da es nicht ausreichende Formbarkeit und mechanische Eigenschaften der erhaltenen Harzmasse ergeben kann.
- Das Epoxygruppen enthaltende Ethylencopolymer (B) wird durch Copolymerisieren einer ungesättigten Epoxyverbindung und Ethylen in Gegenwart eines Radikalpolymerisationsinitiators bei 500 bis 4000 Atm und 100 bis 300ºC in Gegenwart oder Abwesenheit eines geeigneten Lösungsmittels und eines Kettenübertragungsmittels hergestellt. In einer anderen Ausführungsform kann es durch Mischen von Polyethylen mit einer ungesättigten Epoxyverbindung und einem Radikalpolymerisationsinitiator und dann Schmelzpropfcopolymerisieren in einem Extruder hergestellt werden.
- Bezüglich des Verhältnisses des Bestandteils (A) zum Bestandteil (B), die in der erfindungsgemäßen flüssigkristallinen Polyesterharzmasse enthalten sind, beträgt der Gehalt des Bestandteils (A) 56,0 bis 99,0 Gew.-%, vorzugsweise 65,0 bis 99,0 Gew.-% und stärker bevorzugt 70,0 bis 98,0 Gew.-%, während der Gehalt des Bestandteils (B) im Bereich von 44,0 bis 1,0 Gew.-%, vorzugsweise 35,0 bis 1,0 Gew.-% und stärker bevorzugt 30,0 bis 2,0 Gew.-%, liegt. Ein Gehalt des Bestandteils (A) von weniger als 56,0 Gew.-% kann die Formbarkeit verschlechtern und die Gassperreigenschaften und die Zugfestigkeit der Masse verringern. Ein größerer Gehalt als 99,0 Gew.-% kann die Anisotropie in der Zugfestigkeit der Masse nicht ausreichend verbessern.
- Die in der Erfindung verwendete Harzmasse eines flüssigkristallinen Polyesters kann mit jedem bekannten Verfahren ohne besondere Einschränkung hergestellt werden. Zum Beispiel werden die Bestandteile, gelöst in einem Lösungsmittel, gemischt und durch Verdampfen des Lösungsmittels oder Ausfällen zurückgewonnen. Ein industriell bevorzugtes Verfahren ist das Kneten der Bestandteile im geschmolzenen Zustand. Bekannte Knetvorrichtungen, einschließlich Einschneckenextruder, Doppelschneckenextruder und verschiedene Knetvorrichtungen, sind für das Schmelzknetverfahren verwendbar. Insbesondere werden biaxiale Hochgeschwindigkeitsknetwerke vorzugsweise verwendet.
- Für das Knetverfahren wird die Temperatur in den Zylindern der Knetvorrichtung vorzugsweise in einem Bereich von 200 bis 360ºC und stärker bevorzugt in einem Bereich von 230 bis 340ºC, eingestellt.
- Jeder Bestandteil kann bis zu einem homogenen Zustand mit einem Trommelmischer oder Henschel-Mischer vorgemischt werden. Jedoch können die Bestandteile getrennt quantitativ in eine Knetvorrichtung ohne Vormischen eingebracht werden.
- Die geknetete Masse kann mit verschiedenen Arten von Folienformverfahren geformt werden. In einer anderen Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Harzmasse durch Kneten im Verlauf der Schmelzverarbeitung zum Formen eines Trockengemisches ohne Vorkneten hergestellt werden, wobei das geformte Produkt direkt erhalten wird.
- Ein anorganischer Füllstoff kann, falls gewünscht, zu der in der Erfindung verwendeten Harzmasse eines flüssigkristallinen Polyesters gegeben werden. Beispiele des verwendbaren anorganischen Füllstoffs schließen Talkum, Ton, Füllstoffe zur Einlagerung, wie Montmorillonit, und dgl., ein.
- Verschiedene Zusätze können ebenfalls zu der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Harzmasse eines flüssigkristallinen Polyesters, falls gewünscht, beim Herstellungsverfahren oder nachfolgenden Verarbeitungsverfahren gegeben werden. Solche Zusätze schließen organische Füllstoffe, Antioxidationsmittel, Wärmestabilisatoren, Lichtstabilisatoren, Flammverzögerungsmittel, Gleitmittel, Antistatikmittel, anorganische oder organische Farbmittel, Rostschutzmittel, Vernetzungsmittel, Schäumungsmittel, fluoreszierende Mittel, Oberflächenglättungsmittel, Oberflächenglanzverbesserer und Formlösemittel, wie Fluorpolymere, ein.
- Der erfindungsgemäße hohlgeformte Gegenstand, bestehend aus einer laminierten Struktur, die eine Schicht aus einer Harzmasse eines flüssigkristallinen Polyesters und eine thermoplastische Harzschicht umfasst, ist für einen Behälter für Treibstoff geeignet.
- Als thermoplastisches Harz kann jedes thermoplastische Polymer außer flüssigkristallinen Polyestern und ihren Harzmassen verwendet werden. Vorzugsweise kann mindestens eine Art eines thermoplastischen Harzes, ausgewählt aus Polyolefin, Polyester und Polyamid, verwendet werden.
- Als Polyolefin kann ein Homopolymer oder Copolymer von Olefinen mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen verwendet werden. Beispiele des Olefins und Diolefins schließen Ethylen, Propylen, Buten-1, Penten-1, Hexen-1, Hepten-1, Octen-1, Nonen-1, Decen-1, Hexadecen-1, Eicosen-1, 4-Methylpenten-1, 5-Methyl-2-penten-1 usw. ein. Beispiele des Polyolefins schließen Polyethylen geringer Dichte. Polyethylen hoher Dichte Polypropylen, Poly-1-buten, Poly-4-methylpenten-1, Ethylen/Buten-1-Copolymer, Ethylen/4- Methylpenten-1-Copolymer, Ethylen/Hexen-1-Copolymer, Propylen/Ethylen-Copolymer, Propylen/Buten-1-Copolymer usw. ein.
- Beispiele des Polyesters schließen ein Polykondensat von zweiwertiger Carbonsäure und zweiwertigem Alkohol ein. In diesem Fall ist ein Polykondensat von aromatischer Dicarbonsäure und Alkylenglycol bevorzugt. Beispiele des Polyesters schließen Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat usw. ein.
- Beispiele des Polyamids schließen Polykondensat von zweiwertiger Carbonsäure und zweiwertigem Amin, Polykondensat von Aminocarbonsäuren usw. ein. Spezielle Beispiele des Polyamids schließen Polyamid 6, Polyamid 12, Polyamid 11, Polyamid 6-6, Polyamid 6-12, Polyamid MXD6 usw. ein.
- Unter diesen thermoplastischen Harzen ist Polyolefin bevorzugt und Polyethylen hoher Dichte mit einer Dichte von 0,940 bis 0,980 und einer Grenzviskosität von 2 bis 7 dl/g ist stärker bevorzugt.
- Die laminierte Struktur, die den erfindungsgemäßen hohlgeformten Behälter bildet, ist ein mit dem vorstehenden Verfahren erhaltenes Laminat, umfassend mindestens zwei Arten von Schichten, d.h. eine Schicht aus einer Harzmasse eines flüssigkristallinen Polyesters und eine thermoplastische Harzschicht. Zusätzlich zu dieser Zweischichtstruktur können eine Dreischichtstruktur, in der thermoplastische Harzschichten auf beiden Seiten der Schicht aus einer Harzmasse eines flüssigkristallinen Polyesters laminiert sind, und eine Fünfschichtstruktur, in der Schichten aus einer Harzmasse eines flüssigkristallinen Polyesters und thermoplastische Harzschichten abwechselnd laminiert sind, ebenfalls verwendet werden. Außerdem kann ein Laminat, das andere Schichten als die vorstehende Harzmasse eines flüssigkristallinen Polyesters oder die thermoplastische Harzschicht umfasst, ebenfalls verwendet werden.
- Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des hohlgeformten Behälters aus der erfindungsgemäßen Harzmasse eines flüssigkristallinen Polyesters erklärt.
- Als Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen hohlgeformten Gegenstands gibt es ein Blasformverfahren. Beispiele davon schließen ein Extrusionsblasformverfahren (direktes Blasformverfahren), umfassend Blasformen der schmelzextrudierten Röhre, d.h. des Formlings vor der Abkühlung, ein Spritzblasformverfahren, umfassend Spritzformen eines Formlings und Blasformen des Formlings, ein Streckblasformverfahren, umfassend Strecken zum Zeitpunkt des Blasformens usw., ein.
- Beim Blasformverfahren kann der erfindungsgemäße hohlgeformte Behälter, bestehend aus der laminierten Struktur, mit einem Mehrschichtblasverfahren erhalten werden, umfassend Extrudieren der Harze der jeweiligen Schichten in einem geschmolzenen Zustand in die gleiche Düse mit dem gleichen kreisförmigen Fließweg. Laminieren der jeweiligen Schichten in der Düse zum Bilden eines Formlings, Expandieren des Formlings durch Gasdruck und enges Inkontaktbringen der Form und des Formlings.
- Die Schicht des Harzes eines flüssigkristallinen Polyesters und die thermoplastische Harzschicht, die die erfindungsgemäße laminierte Struktur bilden, weisen gute Hafteigenschaften auf, und ausreichende Haftfestigkeit kann durch Heißbinden zum Zeitpunkt des Blasformens erhalten werden, und daher ist eine Haftschicht zwischen den jeweiligen Schichten nicht erforderlich. Demgemäß kann das Herstellungsverfahren der laminierten Struktur im Vergleich zu einem herkömmlichen Mehrschichtblasverfahren vereinfacht werden.
- Die Zylindereinstelltemperatur und die Düseneinstelltemperatur im Blasformverfahren liegen vorzugsweise im Bereich von 200 bis 360ºC, stärker bevorzugt 230 bis 350ºC.
- Das in das Innere des Formlings zum Zeitpunkt des Blasformens geblasene Gas ist nicht besonders beschränkt, und Luft wird vorzugsweise verwendet.
- Folgende Beispiele und Vergleichsbeispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung weiter im Einzelnen, sind aber nicht als Einschränkung ihres Umfangs aufzufassen.
- (i) p-Acetoxybenzoesäure (10,8 kg, 60 mol), Terephthalsäure (2,49 kg, 15 mol), Isophthalsäure (0,83 kg, 5 mol) und 4,4'-Diacetoxydiphenyl (5,45 kg, 20,2 mol) wurden in einen mit einem Rührblatt des Kammtyps ausgestatteten Polymerisationsbehälter eingebracht und das Gemisch unter Erwärmen auf 330ºC unter Rühren unter einer Stickstoffgasatmosphäre für eine Stunde polymerisiert. Das Gemisch wurde weiter unter kräftigem Rühren unter Verflüssigen eines als Nebenprodukt in der Umsetzung gebildeten Essigsäuregases in einem Kühlrohr, gefolgt von Rückgewinnen und weiter Entfernen polymerisiert. Dann wurde das System allmählich abgekühlt und das bei 200ºC erhaltene Polymer aus dem System entfernt. Das erhaltene Polymer wurde unter Verwendung einer Hammermühle, hergestellt von Hosokawa Micron Co., Ltd., pulverisiert, wobei Teilchen mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 2,5 mm gebildet wurden. Die erhaltenen Teilchen wurden weiter in einem Rotationsofen unter einer Stickstoffgasatmosphäre bei 280ºC für 3 Stunden behandelt, wobei ein teilchenförmiger vollständig aromatischer Polyester mit folgender sich wiederholender Einheit erhalten wurde (Fließtemperatur: 324ºC). Der flüssigkristalline Polyester wird nachstehend als "A-1" abgekürzt. Dieses Polymer zeigte eine optische Anisotropie unter Druck bei nicht weniger als 340ºC. Die Grenzviskosität (ηinh), gemessen bei 60ºC unter Verwendung eines Ubbelohde-Viskosimeters nach Lösen von A-1 (0,1 g) in 2,3,5,6-Tetrafluorphenol (10 ml), betrug 2,5. Die sich wiederholenden Einheiten des flüssigkristallinen Polyesters A-1 sind folgende.
- (ii) p-Hydroxybenzoesäure (16,6 kg, 12,1 mol), 6-Hydroxy-2-naphthoesäure (8,4 kg, 4,5 mol) und Essigsäureanhydrid (18,6 kg, 18,2 mol) wurden in einen mit einem Rührblatt des Kammtyps ausgestatteten Polymerisationsbehälter eingebracht und das Gemisch unter Erwärmen auf 320ºC unter Rühren unter einer Stickstoffgasatmosphäre für eine Stunde polymerisiert und dann eine Stunde unter vermindertem Druck von 2,0 Torr bei 320ºC polymerisiert. Die als Nebenprodukt in der Umsetzung gebildete Essigsäure wurde kontinuierlich abdestilliert. Dann würde das System allmählich abgekühlt und das bei 180ºC erhaltene Polymer aus dem System entfernt.
- Das erhaltene Polymer wurde auf gleiche Weise wie im vorstehenden Punkt (i) pulverisiert und die erhaltenen Teilchen in einem Rotationsofen unter einer Stickstoffgasatmosphäre für 5 Stunden bei 240ºC behandelt, wobei ein teilchenförmiger vollständig aromatischer Polyester mit folgender sich wiederholender Einheit erhalten wurde (Fließtemperatur: 270ºC). Der flüssigkristalline Polyester wird nachstehend als "A-2" abgekürzt. Das Polymer zeigte eine optische Anisotropie unter Druck bei nicht weniger als 280ºC. Die Grenzviskosität (ηinh) betrug 5,1.
- Das Verhältnis der sich wiederholenden Einheiten des flüssigkristallinen Polyesters A-2 ist wie folgt.
- (iii) Ein Gemisch aus Polyethylentherephthalat mit einer logarithmischen Viskosität von 0,60 (0,691 kg, 3,6 mol) und p-Hydroxybenzoesäure (0,972 kg, 5,4 mol) wurde in einen mit einem Rührblatt, einem Destillationsrohr und einem Stickstoffgaseinlaß ausgestatteten 5 1-Kolben eingebracht. Nach dreimaligem Ziehen eines Vakuums und Spülen mit Stickstoffgas wurde der Kolben auf 275ºC gehalten und Essigsäure 60 Minuten unter Rühren unter Stickstoffatmosphäre abdestilliert. Das Rühren wurde weitere 4 Stunden bei 275ºC unter vermindertem Druck von 0,1 mmHg fortgesetzt und der flüssigkristalline Polyester als Rohsubstanz erhalten.
- Das Polymer zeigte eine optische Anisotropie unter Druck bei nicht weniger als 200ºC. Der flüssigkristalline Polyester wird als "A-3" abgekürzt. Das Verhältnis der sich wiederholenden Einheiten des flüssigkristallinen Polyesters A-3 ist wie folgt.
- Die Abkürzung, Zusammensetzung (Gewichtsverhältnis), der Schmelzindex (MFR) und die Steifheit des durch Hochdruckradikalpolymerisationsverfahren erhaltenen Copolymers sind folgende.
- Der MFR (Einheit: g/10 Minuten) ist ein Wert, gemessen bei 0ºC unter einer Last von 2,16 kg gemäß JIS K6760. Die Steifheit ist ein gemäß ASTM D7474 gemessener Wert.
- b-1 (Abkürzung): Bondfast 20B (hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
- E/GMA/VA = 83 : 12 : 5 (Gewichtsverhältnis)
- MFR = 20, Steifheit = 430 kg/cm²
- b-2 (Abkürzung): Bondfast 7L (hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
- E/GMA/MA = 67 : 3 : 30 (Gewichtsverhältnis)
- MFR = 9, Steifheit = 60 kg/cm²
- b-3 (Abkürzung): Bondfast 7A (hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
- E/GMA/VA = 89 : 3 : 8 (Gewichtsverhältnis)
- MFR = 7, Steifheit = 600 kg/cm²
- (E, GMA, MA und VA geben Ethylen, Methacrylsäureglycidylester, Acrylsäuremethylester bzw. Essigsäurevinylester an.)
- Die Sauerstoffdurchlaßmenge einer 1000 ml-Flasche wurde bei 23ºC und 0% relativer Feuchtigkeit unter Verwendung von Modell OXTRAN-100, hergestellt von Modern Control Co., bestimmt.
- Der Schrumpfungs-% einer Flasche wurde durch Berechnen gemäß der Formel: (V1-V2)/V1 · 100% bestimmt, wobei V1 ein inneres Volumen der Flasche vor Einbringen von heißem Wasser und V2 ein inneres Volumen der Flasche ist, deren Temperatur wieder auf Raumtemperatur zurückgekehrt ist, nach Einbringen von heißem Wasser mit 95ºC in die Flasche und Entfernen des heißen Wassers.
- Benzin (5 ml) (Normalbenzin Zeas (Handelsname), hergestellt von Idemitsu Petroleum Co., Ltd.) wurde in einen Becher eingebracht und die Benzindurchlässigkeit bei 23ºC und einer Luftfeuchtigkeit von 60% gemäß JIS 20208 gemessen. Zusätzlich wurden das vorstehende Benzin (4 ml) und Methanol (1 ml) in einen Becher eingebracht und die Gasholdurchlässigkeit auf vorstehend beschriebene Weise gemessen.
- Der erhaltene Formkörper-Behälter wurde mit Wasser gefüllt und aus einer Höhe von 16 m fallengelassen und dann das Aussehen des Behälters optisch beurteilt. Die Kriterien sind folgende.
- o: Rißbildung wird bei Behälter beobachtet.
- x: Es wird keine Rißbildung bei Behälter beobachtet.
- Die in Tabelle 1 gezeigten Bestandteile der Masse und ein Stabilisator werden unter Verwendung eines Henschel-Mischers gemischt und dann bei 348ºC und 210 Upm unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders mit einem Schneckendurchmesser von 30 mm, Modell TEX-30 (hergestellt von Nihon Seiko Co., Ltd.) geschmolzen und geknetet, wobei ein Granulat aus der Harzmasse eines flüssigkristallinen Polyesters erhalten wurde.
- Dann wurde das Granulat der Masse bei einem Schneckendurchmesser von 50 mm, einer Schneckenumdrehung von 30 Upm, einem Düsendurchmesser von 25,5 mm, einem Mundstückdurchmesser von 22 mm, einer Zylindereinstelltemperatur von 350ºC, einer Düsentemperatur von 352ºC, einem Luftblasdruck von 1,8 kg/cm², einer Zyklendauer von 15 Sekunden und einer Kühldauer von 12 Sekunden extrusionsblasgeformt, um es zu einer runden Flasche mit einem Einlaßdurchmesser des Behälters von 30 mm, einer Höhe von 280 mm und einem Volumen von 1000 ml zu formen.
- Die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Flasche wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
- Wie in Beispiel 1 beschrieben, außer Einstellen der Temperaturen des Zylinders, des Extruders und der Düse auf 290ºC, wurde eine Flasche geformt und die physikalischen Eigenschaften davon gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
- Wie in Beispiel 1 beschrieben, außer Verwendung der in Tabelle 1 gezeigten Bestandteile der Masse und Ändern der Zylindereinstelltemperatur von Modell TEX-30, der Zylindereinstelltemperatur einer Blasformvorrichtung und Düsentemperatur auf 285ºC, 290ºC bzw. 290ºC, wurde eine Flasche geformt und die physikalischen Eigenschaften davon gemessen.
- Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
- *1: Polyethylen geringer Dichte, hergestellt von Sumitomo Chemical Industries Co., Ltd., Handelsname: Sumikasen G806 (Steifheit: 1300 kg/ cm²)
- *2: Polyethylenterephthalat (innere Viskosität: 0,5)
- *3: geringer als die Nachweisgrenze
- Die in Tabelle 2 gezeigten jeweiligen Bestandteile der Masse wurden gemischt und dann bei einer Zylindereinstelltemperatur von 345ºC für SG-1, 290ºC für SG-2, 215ºC für SG-3 und SG-4 unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders, Modell TEX-30 (hergestellt von Nihon Seiko Co., Ltd.) geschmolzen und geknetet, wobei ein Granulat einer Harzmasse erhalten wurde. Tabelle 2
- *1: Polyethylen geringer Dichte, hergestellt von Sumitomo Chemical Industries Co., Ltd.
- Ein Polyamid, hergestellt von Toyobo Co., Ltd. (Handelsname: Nylon T-224, MI = 20 g/10 Minuten, spezifische Dichte = 1,08) wurde in einem Einschneckenextruder I für eine Außenschicht eines Formkörpers mit einem Schneckendurchmesser von 50 mm bei einer Umdrehung von 120 Upm und einer Zylindereinstelltemperatur von 280ºC geschmolzen und eine Harzmasse eines flüssigkristallinen Polyesters SG-1 in einem Einschneckenextruder II für eine Innenschicht des Formkörpers mit einem Schneckendurchmesser von 50 mm bei einer Umdrehung von 35 Upm und einer Zylindereinstelltemperatur von 343ºC unter Verwendung einer Mehrschichtdirektblasvorrichtung geschmolzen.
- Dann ließ man die erhaltenen Schmelzen in einen Düsenkopf getrennt aus jedem Extruder fließen, und sie wurden im Inneren der Düse bei einer Düseneinstelltemperatur von 348ºC vereinigt. Danach wurden die jeweiligen Schichten gemäß einem Mehrfachverfahren laminiert, das Laminat aus der Düse in eine Form extrudiert und dann eine rechteckige Flasche mit einem Innenvolumen von 2500 ml mit einem Direktblasverfahren unter Einblasen von Luft erhalten. Der Aufbau und die physikalischen Eigenschaften dieses Flaschenbehälters sind in Tabelle 3 gezeigt.
- Wie vorstehend beschrieben, außer dass kein Einschneckenextruder I verwendet wurde, wurde eine rechteckige Flasche aus einer Harzmasse eines flüssigkristallinen Polyesters erhalten. Eine Testprobe wurde von dieser Flasche abgeschnitten und dann die Benzindurchlässigkeit und Gasholdurchlässigkeit gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
- Wie in Beispiel 4 beschrieben, außer Verwendung eines flüssigkristallinen Polyesters A-1 statt der Harzmasse eines flüssigkristallinen Polyesters SG-1, wurde ein Versuch des Formens gemacht. Als Ergebnis wurde wegen merklichem interlaminaren Ablösen kein guter Flaschenbehälter erhalten.
- Ein Polyethylen hoher Dichte, hergestellt von Showa Denko Co., Ltd. (Handelsname: Showlex 4551H, MFR = 0,05 g/10 Minuten, Dichte = 0,945 g/cm³) wurde in einem Einschneckenextruder I für die Außenschicht des Formkörpers mit einem Schneckendurchmesser von 50 mm bei einer Umdrehung von 120 Upm und einer Zylindereinstelltemperatur von 220ºC geschmolzen und eine Harzmasse eines flüssigkristallinen Polyesters SG-2 in einem Einschneckenextruder II für eine Innenschicht des Formkörpers mit einem Schneckendurchmesser von 50 mm bei einer Umdrehung von 35 Upm und einer Zylindereinstelltemperatur von 287ºC unter Verwendung einer Mehrschichtdirektblasvorrichtung geschmolzen.
- Dann ließ man die erhaltenen Schmelzen in einen Düsenkopf getrennt aus jedem Extruder fließen und sie wurden im Inneren der Düse bei einer Düseneinstelltemperatur von 290ºC vereinigt. Danach wurden die jeweiligen Schichten laminiert (gemäß einem Mehrfachverteilerverfahren), das Laminat aus der Düse in eine Form extrudiert und dann eine rechteckige Flasche mit einem Innenvolumen von 2500 ml mit einem Direktblasverfahren unter Einblasen von Luft erhalten.
- Wie vorstehend beschrieben, außer dass kein Einschneckenextruder I verwendet wurde, wurde eine rechteckige Flasche aus einer Harzmasse eines flüssigkristallinen Polyesters erhalten. Eine Testprobe wurde von dieser Flasche abgeschnitten und dann die Benzindurchlässigkeit und Gasholdurchlässigkeit gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
- Ein Polyethylen hoher Dichte, hergestellt von Showa Denko Co., Ltd. (Handelsname: Showlex 4551H, MFR = 0,05 g/10 Minuten, Dichte = 0,945 g/cm³) wurde in einem Einschneckenextruder I für die Außenschicht des Formkörpers mit einem Schneckendurchmesser von 50 mm bei einer Umdrehung von 120 Upm und einer Zylindereinstelltemperatur von 190ºC geschmolzen und eine Harzmasse eines flüssigkristallinen Polyesters SG-3 in einem Einschneckenextruder II für eine Innenschicht des Formkörpers mit einem Schneckendurchmesser von 50 mm bei einer Umdrehung von 35 Upm und einer Zylindereinstelltemperatur von 206ºC unter Verwendung einer Mehrschichtdirektblasvorrichtung geschmolzen.
- Dann ließ man die erhaltenen Schmelzen in einen Düsenkopf getrennt aus jedem Extruder fließen, und sie wurden im Inneren der Düse bei einer Düseneinstelltemperatur von 206ºC vereinigt. Danach wurden die jeweiligen Schichten laminiert (gemäß einem Mehrfachverteilerverfahren), das Laminat aus der Düse in eine Form extrudiert und dann eine rechteckige Flasche mit einem Innenvolumen von 2500 ml mit einem Direktblasverfahren des Einblasens von Luft erhalten.
- Wie vorstehend beschrieben, außer dass kein Einschneckenextruder I verwendet wurde, wurde eine rechteckige Flasche aus einer Harzmasse eines flüssigkristallinen Polyesters erhalten. Eine Testprobe wurde von dieser Flasche abgeschnitten und dann die Benzindurchlässigkeit und Gasholdurchlässigkeit gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
- Wie in Beispiel 4 beschrieben, außer Verwendung von SG-4 statt SG-3, wurde ein Versuch des Formens eines Behälters gemacht. Als Ergebnis wurde keine gute Flasche wegen merklichem zwischenlaminarem Ablösen erhalten. Tabelle 3
- *1: Nylon T-224 (Handelsname), hergestellt von Toyobo Co., Ltd.
- *2: Polyethylen hoher Dichte Showlex 4551H (Handelsname), hergestellt von Showa Denko Co., Ltd.
- Der erfindungsgemäße hohlgeformte Behälter weist gute Formbarkeit sowie ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und Gassperreigenschaften auf und kann weitverbreitet für Anwendungen, wie Nahrungsmittel, Getränke, Industriearzneistoffe, Kosmetika usw., verwendet werden. Der erfindungsgemäße hohlgeformte Behälter, bestehend aus einer laminierten Struktur, ist leicht und weist ausreichende Festigkeit sowie Benzinsperreigenschaften und Gasholsperreigenschaften auf und kann als Behälter für Treibstoff verwendet werden.
Claims (12)
1. Hohlgeformter Behälter aus einer Harzmasse eines flüssigkristallinen Polyesters,
umfassend einen flüssigkristallinen Polyester als Bestandteil (A) und ein
Epoxygruppen enthaltendes Ethylencopolymer mit 50,0 bis 99,9 Gew.-% einer
Ethyleneinheit (a), 0,1 bis 30,0 Gew.-% einer ungesättigten
Carbonsäureglycidylestereinheit oder ungesättigten Glycidylethereinheit (b) und 0 bis 49,9 Gew.-% einer
ethylenisch ungesättigten Estereinheit (c) als Bestandteil (B), wobei der
Bestandteil (A) 56,0 bis 99,0 Gew.-% und der Bestandteil (B) 44,0 bis 1,0 Gew.-%
beträgt, mit der Maßgabe, dass der hohlgeformte Behälter kein Rohr ist.
2. Hohlgeformter Behälter nach Anspruch 1, wobei der flüssigkristalline Polyester
als Bestandteil (A) durch Umsetzung einer aromatischen Dicarbonsäure, eines
aromatischen Diols und einer aromatischen Hydroxycarbonsäure erhalten wird.
3. Hohlgeformter Behälter nach Anspruch 1, wobei der flüssigkristalline Polyester
als Bestandteil (A) durch Umsetzung einer Kombination von unterschiedlichen
aromatischen Hydroxycarbonsäuren erhalten wird.
4. Hohlgeformter Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der
flüssigkristalline Polyester als Bestandteil (A) die folgende sich wiederholende Einheit
enthält.
5. Hohlgeformter Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei der
flüssigkristalline Polyester als Bestandteil (A) die folgenden sich wiederholenden
Einheiten umfasst:
6. Hohlgeformter Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der
flüssigkristalline Polyester als Bestandteil (A) die folgenden sich wiederholenden
Einheiten umfasst:
7. Hohlgeformter Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der
flüssigkristalline Polyester als Bestandteil (A) die folgenden sich wiederholenden
Einheiten umfasst:
8. Hohlgeformter Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das
Epoxygruppen enthaltende Ethylencopolymer als Bestandteil (B) eine Steifheit im
Bereich von 10 bis 1300 kg/cm², gemessen gemäß ASTM D7474, aufweist.
9. Hohlgeformter Behälter, bestehend aus einer laminierten Struktur, umfassend
eine Schicht der in Anspruch 1 beschriebenen Harzmasse eines flüssigkristallinen
Polyesters und eine Schicht eines thermoplastischen Harzes.
10. Hohlgeformter Behälter nach Anspruch 9, wobei das thermoplastische Harz
mindestens eine Art eines aus Polyolefin, Polyester und Polyamid ausgewählten
thermoplastischen Harzes ist.
11. Hohlgeformter Behälter nach Anspruch 9, wobei das thermoplastische Harz ein
Polyethylen hoher Dichte ist.
12. Verfahren zur Herstellung des hohlgeformten Behälters nach einem der
Ansprüche 1 bis 11, umfassend die Herstellung durch Blasformen.
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