JP2009208394A - 空気入りタイヤの製造方法及び空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成物からなるインナーライナー層を有する空気入りタイヤにおいて、生産性の悪化を招くことなく、インナーライナー層の擦れ故障を改善することが可能な空気入りタイヤの製造方法及び空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂成分とエラストマー成分とをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物からなるインナーライナー層１０をタイヤ内面に配置したグリーンタイヤＴを成形した後加硫機３０の金型３１内で加硫する際に、ブラダーがない加硫機３０を使用し、グリーンタイヤＴの空洞部Ｔ２内に加熱媒体を供給し、グリーンタイヤＴに加熱媒体を直接接触させて加硫する。
【選択図】図４

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造方法及びその方法により製造された空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成物からなるインナーライナー層の擦れ故障を改善するようにした空気入りタイヤの製造方法及び空気入りタイヤに関する。

従来、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂成分とエラストマー成分とをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物からなるフィルムをインナーライナー層として用いた空気入りタイヤが周知である（例えば、特許文献１，２参照）。これによりインナーライナー層を軽量化し、燃費を向上することができる利点がある。

ところで、空気入りタイヤは、加硫時にブラダーを使用して製造することが一般に行われている。上記のように熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成物からなるフィルムをインナーライナー層に使用した空気入りタイヤも同様に製造されるが、その場合、加硫終了時にインナーライナー層が軟化して柔らかくなっているため、ブラダーを収縮させた時に擦れてインナーライナー層の内面に傷がつくという擦れ故障が発生し易い。

その対策として、インナーライナー層の軟化を防ぐために、ブラダー内に供給する加熱媒体の温度を低くするようにした技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。これにより加硫終了時のインナーライナー層の軟化を防ぎ、それにより擦れ故障の発生を回避するようにしている。しかしながら、このように加熱媒体の温度を低くすると、加硫時間が延びるため生産性が悪化する。
ＷＯ２００５／００７４２３号公報 特開２００２−２８３８０８号公報 特開２００５−６６８６１号公報

本発明の目的は、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成物からなるインナーライナー層を有する空気入りタイヤにおいて、生産性の悪化を招くことなく、インナーライナー層の擦れ故障を改善することが可能な空気入りタイヤの製造方法及び空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成する本発明の空気入りタイヤの製造方法は、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂成分とエラストマー成分とをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物からなるインナーライナー層をタイヤ内面に配置したグリーンタイヤを成形した後加硫機の金型内で加硫する空気入りタイヤの製造方法において、前記加硫機はブラダーレス構造に構成され、前記グリーンタイヤを加硫する際に、該グリーンタイヤの空洞部内に加熱媒体を供給し、グリーンタイヤに加熱媒体を直接接触させて加硫することを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤは、上記空気入りタイヤの製造方法により製造することを特徴とする。

上述した本発明によれば、ブラダーを使用せずにグリーンタイヤを加硫するため、ブラダーによる擦れが発生することがない。従って、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成物からなるインナーライナー層のブラダーに起因する擦れ故障を改善することができる。また、加硫時に供給する加熱媒体の温度を低下させる必要がないので、加硫時間が延びて生産性の悪化を招くようなこともない。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の空気入りタイヤの製造方法により製造された空気入りタイヤの一例を示し、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。

左右のビード部３間にタイヤ径方向に延在する補強コードをタイヤ周方向に所定の間隔で配置してゴム層に埋設したカーカス層４が延設され、その両端部がビード部３に埋設したビードコア５の周りにビードフィラー６を挟み込むようにしてタイヤ軸方向内側から外側に折り返されている。

トレッド部１のカーカス層４の外周側には、複数のベルト層７が設けられている。ベルト層７の外周側にはトレッドゴム層８が配設されている。カーカス層４の内側にタイゴム層９を介して熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂成分とエラストマー成分とをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物からなるフィルム状のインナーライナー層１０が配置されている。タイヤ内面に配置されるインナーライナー層１０は、左右のビード部３まで延在している。

サイドウォール部２のカーカス層４の外側にはサイドゴム層１１が配設されている。ビード部３のカーカス層４の折り返し部外側にはリムクッションゴム層１２が設けられている。

以下、図２〜４を参照しながら、図１の空気入りタイヤを本発明の製造方法により製造する方法を説明する。

先ず、従来と同様にして、図１に示す構造を有するグリーンタイヤを製造する。即ち、図２に示すように、成形ドラム２１上に筒状のインナーライナー層１０、未加硫のタイゴム層９、未加硫のカーカス層４、未加硫のビードフィラー６を外周側に配置したビードコア５、未加硫のリムクッションゴム層１２、未加硫のサイドゴム層１１を取り付けて、筒状の第１成形体１３を成形する。

この成形された第１成形体１３を成形ドラム２１から外して、図３に示すようにシェーピングドラム２２に取り付けて内圧を付与し、それにより第１成形体１３をトロイダル状に膨張させて、第１成形体１３の外周側に配置した、未加硫のベルト層７の外周側に未加硫のトレッドゴム層８を貼り合わせた環状の第２成形体１４の内周側に圧着し、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂成分とエラストマー成分とをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物からなるインナーライナー層１０をタイヤ内面に配置したグリーンタイヤを成形する。

次いで、図４に示すように、成形したグリーンタイヤＴを加硫機３０の金型３１内で加熱して加硫する。ここで使用する加硫機３０は、ブラダーを有していないブラダーレス構造になっている。また、加硫機３０はグリーンタイヤＴの両ビード部Ｔ１を金型３１に押し付けるための上下の押し付け部材３２を有している。環状に配置される複数の押し付け部材３２は、リンク機構３３を介してビード部Ｔ１の押さえ位置と待機位置との間を移動するようになっている。

グリーンタイヤＴを金型３１内にセットし、押し付け部材３２によりビード部Ｔ１を金型３１の内面に押し付けると共に、ビード部Ｔ１まで延在するインナーライナー層１０の端部１０Ａを押さえる。この状態で、グリーンタイヤＴの空洞部Ｔ２内に加圧媒体と加熱媒体を順次供給し、グリーンタイヤＴに直接媒体を接触させて加硫し、図１に示す空気入りタイヤを得る。

このように本発明では、ブラダーを使用せずにグリーンタイヤＴを加硫するため、ブラダーによる擦れが発生することがない。従って、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成物からなるインナーライナー層１０を有する空気入りタイヤにおいて、ブラダーに起因するインナーライナー層１０の擦れ故障を改善することができる。加硫時の加熱媒体の温度を下げる必要もないため、加硫時間が延びて生産性が悪化することもない。

また、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成物からなるフィルム状のインナーライナー層１０は、ゴムより剛性が高いため、タイヤ内面に配置するとその端部で剥がれが生じ易いが、このように押し付け部材３２によりインナーライナー層１０の端部１０Ａを押さえながら加硫することにより、端部１０Ａの剥がれを抑制することができる。

本発明において、図５に示すように、インナーライナー層端部１０Ａの端末１０Ｅの位置としては、ビードトウＴ１ｘから５〜３０ｍｍ離れた範囲とすることができる。端末１０Ｅが５ｍｍ未満の位置にある（インナーライナー層が長くなる）と、図２に示すように成形ドラム２１より縮径した状態となるインナーライナー層端部１０Ａに皺が発生し易くなり、エア溜まりの原因となる。逆に３０ｍｍを超えると、インナーライナー層１０がない部分からの空気漏れ量が多くなり、好ましくない。なお、ここで言う距離は、タイヤ子午線断面においてタイヤ内面に沿って測定した長さである。

押し付け部材３２がインナーライナー層１０の端部１０Ａを押さえる量としては、タイヤ子午線断面においてタイヤ内面に沿って測定される押さえ長さＭが５ｍｍ以下となるようにするのがよい。長さＭが５ｍｍを超えると、押さえ量が過度になるため、押し付け部材３２との間に擦れの問題が発生するおそれがある。押し付け部材３２は、必ずしもインナーライナー層１０の端部１０Ａを押さえる必要はないが、端部１０Ａの剥がれを効果的に抑制するためには、５ｍｍ以下の範囲で押さえるのがよい。

押し付け部材３２は、好ましくは図６に示すように、インナーライナー層１０の端部１０Ａを押さえる押さえ面３２ｘの部分ｘ１に少なくとも、所定の間隔で配置した高さｈが０．２〜１．０ｍｍの凸部３４を有するようにするのがよい。このように微小な凸部３４を設けた押さえ面３２ｘを有する押し付け部材３２によりインナーライナー層１０の端部１０Ａを押さえることにより、その端部１０Ａをタイヤ内に食い込ませた状態で加硫することができるので、端部１０Ａの剥がれを一層抑制することができる。

凸部３４の高さｈが０．２ｍｍより低いと、端部１０Ａを効果的に食い込ませることが難しくなる。逆に１．０ｍｍより高いと、カーカス層４の補強コードに悪影響を与える。好ましくは、高さｈを０．３〜０．５ｍｍの範囲にするのがよい。

凸部３４は、図示する例では半球状の突起に形成されているが、その形状は特に限定されず、インナーライナー層１０の端部１０Ａを凸部３４により押し込んでタイヤ内に食い込ませた状態にできれば、いずれの形状の凸部であってもよい。例えば、細長く延在する突起であってもよく、環状に配置される複数の押し付け部材３２に均等に配分するのがよい。

本発明では、インナーライナー層１０に用いられる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド系樹脂〔例えば、ナイロン６（Ｎ６）、ナイロン６６（Ｎ６６）、ナイロン４６（Ｎ４６）、ナイロン１１（Ｎ１１）、ナイロン１２（Ｎ１２）、ナイロン６１０（Ｎ６１０）、ナイロン６１２（Ｎ６１２）、ナイロン６／６６共重合体（Ｎ６／６６）、ナイロン６／６６／６１０共重合体（Ｎ６／６６／６１０）、ナイロンＭＸＤ６（ＭＸＤ６）、ナイロン６Ｔ、ナイロン６／６Ｔ共重合体、ナイロン６６／ＰＰ共重合体、ナイロン６６／ＰＰＳ共重合体〕及びそれらのＮ−アルコキシアルキル化物、例えば、ナイロン６のメトキシメチル化物、ナイロン６／６１０共重合体のメトキシメチル化物、ナイロン６１２のメトキシメチル化物、ポリエステル系樹脂〔例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンイソフタレート（ＰＥＩ）、ＰＥＴ／ＰＥＩ共重合体、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、液晶ポリエステル、ポリオキシアルキレンジイミドジ酸／ポリブチレンテレフタレート共重合体などの芳香族ポリエステル〕、ポリニトリル系樹脂〔例えば、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメタクリロニトリル、アクリロニトリル／スチレン共重合体（ＡＳ）、（メタ）アクリロニトリル／スチレン共重合体、（メタ）アクリロニトリル／スチレン／ブタジエン共重合体〕、ポリメタクリレート系樹脂〔例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリメタクリル酸エチル〕、ポリビニル系樹脂〔例えば、酢酸ビニル、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ビニルアルコール／エチレン共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＤＶＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、塩化ビニル／塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニリデン／メチルアクリレート共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル共重合体〕、セルロース系樹脂〔例えば、酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース〕、フッ素系樹脂〔例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリクロルフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフロロエチレン／エチレン共重合体〕、イミド系樹脂〔例えば、芳香族ポリイミド（ＰＩ）〕等を好ましく用いることができる。

熱可塑性エラストマー組成物は、上述した熱可塑性樹脂の成分にエラストマー成分を混合して構成することができる。使用されるエラストマーとしては、例えば、ジエン系ゴム及びその水添物〔例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エポキシ化天然ゴム、スチレンブラジエンゴム（ＳＢＲ）、ブラジエンゴム（ＢＲ、高シスＢＲ及び低シスＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ＮＢＲ、水素化ＳＢＲ〕、オレフィン系ゴム〔例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰＭ）、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム（Ｍ−ＥＰＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、イソブチレンと芳香族ビニル又はジエン系モノマー共重合体、アクリルゴム（ＡＣＭ）、アイオノマー〕、含ハロゲンゴム〔例えば、Ｂｒ−ＩＩＲ、ＣＩ−ＩＩＲ、イソブチレンパラメチルスチレン共重合体の臭素化物（Ｂｒ−ＩＰＭＳ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ヒドリンゴム（ＣＨＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、塩素化ポリエチレンゴム（ＣＭ）、マレイン酸変性塩素化ポリエチレンゴム（Ｍ−ＣＭ）〕、シリコンゴム〔例えば、メチルビニルシリコンゴム、ジメチルシリコンゴム、メチルフェニルビニルシリコンゴム〕、含イオウゴム〔例えば、ポリスルフィドゴム〕、フッ素ゴム〔例えば、ビニリデンフルオライド系ゴム、含フッ素ビニルエーテル系ゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴム、含フッ素シリコン系ゴム、含フッ素ホスファゼン系ゴム〕、熱可塑性エラストマー〔例えば、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、エステル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ボリアミド系エラストマー〕等を好ましく使用することができる。

熱可塑性樹脂とエラストマーとをブレンドする場合の特定の熱可塑性樹脂成分（Ａ）とエラストマー成分（Ｂ）との組成比は、特に限定はなく、フィルムの厚さ、耐空気透過性、柔軟性のバランスで適宜決めればよいが、好ましい範囲は重量比（Ａ）／（Ｂ）で１０／９０〜９０／１０、更に好ましくは２０／８０〜８５／１５である。

本発明に係る熱可塑性エラストマー組成物には、上記必須ポリマー成分に加えて、第三成分として相溶化剤などの他のポリマーを混合することができる。他のポリマーを混合する目的は、熱可塑性樹脂とエラストマー成分との相溶性を改良するため、材料の成型加工性をよくするため、耐熱性向上のため、コストダウンのため等があり、これに用いられる材料としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ＡＢＳ、ＳＢＳ、ポリカーボネート（ＰＣ）等を例示することができる。

熱可塑性エラストマー組成物の製造方法は、予め熱可塑性樹脂成分とエラストマー成分（ゴムの場合は未加硫物）とを２軸混練押出機等で溶融混練し、連続相（マトリックス）を形成する熱可塑性樹脂中に分散相（ドメイン）としてエラストマー成分を分散させることによる。エラストマー成分を加硫する場合には、混練下で加硫剤を添加し、エラストマー成分を動的加硫させてもよい。また、熱可塑性樹脂またはエラストマー成分への各種配合剤（加硫剤を除く）は、上記混練中に添加してもよいが、混練の前に予め混合しておくことが好ましい。熱可塑性樹脂とエラストマー成分の混練に使用する混練機としては、特に限定はなく、スクリュー押出機、ニーダ、バンバリミキサー、２軸混練押出機等が使用できる。中でも熱可塑性樹脂とエラストマー成分の混練およびエラストマー成分の動的加硫には、２軸混練押出機を使用するのが好ましい。更に、２種類以上の混練機を使用し、順次混練してもよい。溶融混練の条件として、温度は熱可塑性樹脂が溶融する温度以上であればよい。また、混練時の剪断速度は２５００〜７５００Sec ^-1であるのが好ましい。混練全体の時間は３０秒から１０分、また加硫剤を添加した場合には、添加後の加硫時間は１５秒から５分であるのが好ましい。上記方法で作製された熱可塑性エラストマー組成物は、樹脂押出機による成形またはカレンダー成形によってフィルム化される。フィルム化の方法は、通常の熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーをフィルム化する方法によればよい。

このようにして得られる熱可塑性エラストマーの薄膜は、熱可塑性樹脂（Ａ）のマトリクス中にエラストマー成分（Ｂ）が不連続相として分散した構造をとる。かかる状態の分散構造をとることにより、ＪＩＳ Ｋ７１００により定められるところの標準雰囲気中におけるヤング率を１〜５００ＭＰａの範囲に設定し、タイヤ構成部材として適度な剛性を付与することが可能になる。

タイヤサイズを２１５／４５Ｒ１７で共通にし、ビニルアルコール／エチレン共重合体（ＥＶＯＨ）からなるインナーライナー層（端末はビードトウから１５ｍｍ離れた位置）をタイヤ内面に配置したグリーンタイヤを各２０本、以下に示す本発明方法１（実施例１）と従来方法１，２（従来例１，２）に従って加硫し、空気入りタイヤを得た。

本発明方法１は、ブラダーを使用せずに、グリーンタイヤの空洞部内に、１．８ＭＰａのスチームを３分間循環させ、次いで２．０ＭＰａの窒素ガスを７分間循環させた後、０．５分間排気する加硫仕様で、押し付け部材によりインナーライナー層の端部を押さえずにビード部のみを押さえた状態でグリーンタイヤを加硫するものである。

従来方法１，２は、いずれもブラダーを使用する加硫方法で、従来方法１はブラダー内に、上記と同様に、１．８ＭＰａのスチームを３分間循環させ、次いで２．０ＭＰａの窒素ガスを７分間循環させた後、０．５分間排気する加硫仕様でグリーンタイヤを加硫し、従来方法２はブラダー内に、１．８ＭＰａのスチームを１．５分間循環させ、次いで２．０ＭＰａの窒素ガスを９分間循環させた後、０．５分間排気する加硫仕様でグリーンタイヤを加硫したものである。いずれの方法も金型温度は１７０度で共通である。

得られた空気入りタイヤにおいて、目視により擦れ故障が発生した本数を調べたところ、表１に示す結果を得た。また、各方法により加硫した際のブローポイント（所望の加硫度に達するまでの時間）を調べたところ、表１に示す結果を得た。このブローポイントの時間が短いほど、加硫時間が短く、生産性が優れていることを意味する。

表１から、本発明は、従来例２のように生産性を悪化させることなく、擦れ故障を改善できることがわかる。

タイヤサイズ及びタイヤ構造を実施例１と同じにし、以下に示す本発明方法２，３（実施例２，３）によりグリーンタイヤを各２０本加硫し、空気入りタイヤを得た。

本発明方法２，３は、本発明方法１と同じ加硫仕様で、本発明方法２はインナーライナー層の端部を押さえる押さえ面部分に凸部がない押し付け部材によりインナーライナー層の端部を押さえた状態（押さえ長さが５ｍｍ）でグリーンタイヤを加硫し、本発明方法３は高さ０．３〜０．５ｍｍの凸部を押さえ面部分に配列した押し付け部材によりインナーライナー層の端部を押さえた状態（押さえ長さが５ｍｍ）でグリーンタイヤを加硫するものである。

実施例１と同様にして、擦れ故障が発生したタイヤの本数とブローポイントを調べると共に、インナーライナー層端部に剥がれ故障が発生したタイヤの本数を調べたところ、表２に示す結果を得た。なお、本発明方法１により得られた空気入りタイヤのインナーライナー層端部に剥がれ故障が発生したタイヤの本数は３本である。

表２から、本発明方法２は、剥がれ故障が発生したタイヤ本数が１本と少なく、押し付け部材によりインナーライナー層の端部を押さえることにより、インナーライナー層端部の剥がれを改善できることがわかる。また、本発明方法３は、剥がれ故障が発生したタイヤ本数が０本であり、微小の凸部を押さえ面部分に設けた押し付け部材によりインナーライナー層の端部を押さえることにより、インナーライナー層端部の剥がれを一層改善できることがわかる。

本発明の空気入りタイヤの製造方法による製造される空気入りタイヤの一実施形態を示す部分断面図である。 本発明の空気入りタイヤの製造方法の一実施形態において、成形ドラム上に第１成形体を成形する工程を示す説明図である。 本発明の空気入りタイヤの製造方法の一実施形態において、第１成形体を膨張させて第２成形体に圧着することによりグリーンタイヤを成形する工程を示す説明図である。 本発明の空気入りタイヤの製造方法の一実施形態において、加硫工程を示す説明図である。 ビード部を押し付ける押し付け部材の部分拡大断面図である。 （Ａ）は凸部を設けた押し付け部材の押さえ面を示す説明図、（Ｂ）はその部分断面図である。

符号の説明

３ ビード部
１０ インナーライナー層
１０Ａ 端部
１０Ｅ 端末
３０ 加硫機
３１ 金型
３２ 押さえ部材
３２ｘ 押さえ面
３４ 凸部
Ｍ 押さえ長さ
Ｔ グリーンタイヤ
Ｔ１ ビード部
Ｔ１ｘ ビードトウ
Ｔ２ 空洞部
ｈ 高さ
ｘ１ 部分

Claims (7)

1. 熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂成分とエラストマー成分とをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物からなるインナーライナー層をタイヤ内面に配置したグリーンタイヤを成形した後加硫機の金型内で加硫する空気入りタイヤの製造方法において、前記加硫機はブラダーレス構造に構成され、前記グリーンタイヤを加硫する際に、該グリーンタイヤの空洞部内に加熱媒体を供給し、グリーンタイヤに加熱媒体を直接接触させて加硫する空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記加硫機はグリーンタイヤのビード部を金型に押し付けるための押し付け部材を有し、該押し付け部材によりビード部を金型に押し付けた状態で加硫する請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記押し付け部材によりビード部まで延在するインナーライナー層の端部を押さえた状態で加硫する請求項２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. 前記押し付け部材がインナーライナー層の端部をタイヤ内面に沿って押さえる長さが５ｍｍ以下である請求項３に記載の空気入りタイヤの製造方法。
5. 前記押し付け部材はインナーライナー層の端部を押さえる押さえ面部分に高さが０．２〜１．０ｍｍの凸部を有する請求項３または４に記載の空気入りタイヤの製造方法。
6. 前記インナーライナー層端部の端末がビードトウから５〜３０ｍｍ離れた位置にある請求項１乃至５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法により製造した空気入りタイヤ。

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