JP2010042593A - 空気入りタイヤの修理方法及びタイヤ修理材 - Google Patents

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Abstract

【課題】タイヤが受けたインナーライナー層の損傷部を空気透過防止性及び耐久性が向上するように修理を可能にする空気入りタイヤの修理方法及びそれに用いるタイヤ修理材を提供する。
【解決手段】タイヤ内面にインナーライナー層1を設け、少なくともインナーライナー層1に損傷部hを有する空気入りタイヤTの修理方法であって、タイヤ内面からインナーライナー層1の損傷部hを覆うように、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーとをブレンドした熱可塑性樹脂エラストマー組成物からなる粉体2(タイヤ修理材)を吹き付け、その吹き付けた粉体を加熱により溶融させて層状化することを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、空気入りタイヤの修理方法及びタイヤ修理材に関し、更に詳しくは、タイヤ内面に備えたインナーライナー層が損傷したときに、その損傷部を空気透過防止性及び耐久性を向上するように修理する空気入りタイヤの修理方法及びそれに用いるタイヤ修理材に関する。
空気入りタイヤが釘踏みなどによりタイヤ外面からタイヤ内面に抜けた貫通孔を受け、インナーライナー層が損傷した場合の修理を簡単かつ迅速に行えるようにした方法として、特許文献1は、タイヤ内面の修理箇所に耐空気透過性の高い熱可塑性樹脂からなる薄膜修理材を接着剤又は溶着により貼り付ける方法を提案している。
しかし、熱可塑性樹脂はゴムに比べて弾性率が大きいため、これをフィルム状の薄膜状にした材料は、損傷部の深さ方向のゴム内壁面に空気を抱き込まないように貼り付けることが難しく、その気泡が起点になって破損を起こしやすくなる。また、損傷部になじみやすくするために、薄膜修理材を薄くし過ぎると貼付け時に薄膜修理材に皺が発生しやすくなり、同じく空気溜まりが生じやすい。そのため、修理後の空気入りタイヤの空気透過防止性及び耐久性が必ずしも十分でないという問題があった。
特開2006−272809号公報
本発明の目的は、タイヤが受けたインナーライナー層の損傷部を空気透過防止性及び耐久性が向上するように修理を可能にする空気入りタイヤの修理方法及びそれに用いるタイヤ修理材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修理方法は、タイヤ内面にインナーライナー層を設け、少なくとも該インナーライナー層に損傷部を有する空気入りタイヤの修理方法であって、タイヤ内面から前記インナーライナー層の損傷部を覆うように、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーとをブレンドした熱可塑性樹脂エラストマー組成物からなる粉体を吹き付け、その吹き付けた粉体を加熱により溶融させて層状化することを特徴とする。
前記インナーライナー層の損傷部がタイヤ外面からタイヤ内面に抜けた貫通孔である場合には、その貫通孔にタイヤ外面側から未加硫ゴムを充填すると共に、タイヤ内面側に前記粉体を吹き付け、これら未加硫ゴム及び粉体を同時に加熱処理するとよい。
前記粉体は、予めタイヤ用粘着剤又は液状未加硫ゴムと混合した懸濁液にし、その懸濁液を吹き付けることもできる。また、前記損傷部に、予め接着剤を塗布した後、前記粉体を吹き付けることもできる。前記加熱処理は、好ましくは150〜250℃、1〜10分間の条件で行なうとよい。
前記熱可塑性樹脂エラストマー組成物は、ポリアミド系樹脂20〜80重量%とエラストマー20〜80重量%からなるとよい。また、前記粉体の平均粒子径は、1〜100μmにするとよい。
また、上記目的を達成する本発明のタイヤ修理材は、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーとをブレンドした熱可塑性樹脂エラストマー組成物からなる粉体からなることを特徴とする。
このタイヤ修理材を構成する粉体の平均粒子径は1〜100μmにするとよい。また、タイヤ修理材は、前記粉体をタイヤ用粘着剤又は液状未加硫ゴムに混合した懸濁液にすることもできる。前記熱可塑性樹脂エラストマー組成物は、ポリアミド系樹脂20〜80重量%とエラストマー20〜80重量%からなるとよい。
本発明の空気入りタイヤの修理方法によれば、タイヤ修理材を熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂エラストマー組成物からなる粉体にしているので、これをタイヤ内面からインナーライナー層の損傷部を覆うように吹き付けることにより、インナーライナー層の損傷部の深さ方向に空気を抱き込まないように容易に侵入させることができ、これを加熱溶融させることで気泡を含まない層に形成することができる。この層は、修理後の空気入りタイヤの空気透過防止性を向上し、かつ内部に空気が残存したり、皺が発生したりしないため、タイヤ耐久性を向上することができる。
本発明のタイヤ修理材によれば、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーとをブレンドした熱可塑性樹脂エラストマー組成物からなる粉体で構成したので、上述したようにインナーライナー層の損傷部に空気を抱き込まないように侵入付着させることができ、修理後の空気入りタイヤの空気透過防止性及び耐久性を向上することができる。
本発明のタイヤ修理材は、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーとをブレンドした熱可塑性樹脂エラストマー組成物が粉体として形成されている。このタイヤ修理材は、粉体であるためインナーライナー層に複雑な凹凸形状に形成された損傷部であっても、吹き付け操作により、その損傷部の深さ方向に侵入しやすく、かつ内部に空気を抱き込まないようにすることができる。このように吹き付けた粉体は加熱溶融により簡単に粉体相互を連続させて層状化することが可能である。したがって、損傷部を気泡や皺が発生しないように埋め尽くすことができる。このため損傷部に残存した気泡が破損の原因になったり、皺のため空気漏れが起きたりすることがない。また、この粉体のタイヤ修理材は嵩張らないため、熱可塑性樹脂からなる薄膜よりも、保管に必要なスペースが小さくて済み、保管性に優れている。
このタイヤ修理材を構成する粉体は、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂エラストマー組成物を零下の超低温状態下に粉砕することにより調製することができる。この粉体の平均粒子径は、好ましくは1〜100μm、より好ましくは10〜50μmにするとよい。粉体の平均粒子径が1μm未満であると、噴射時の飛翔速度を十分に上げにくくなるため、インナーライナー層の損傷部に付着させにくくなる。また、平均粒子径が100μmを超えると、損傷部の深さ方向に入り込み難くなったり、粒子間に隙間が生じやすくなるので加熱溶融時に連続的に層状化するのが困難になる。なお、粉体の平均粒径とは、レーザー回折/散乱粒子径測定装置を用いて得られた体積平均粒子径により定義された値をいう。
本発明のタイヤ修理材において、粉体を形成する熱可塑性樹脂としては、熱可塑性の重合体であれば特に限定されるものではなく、例えばポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリニトリル系樹脂、ポリメタクリレート系樹脂、ポリビニル系樹脂、セルロース系樹脂、フッ素系樹脂、イミド系樹脂等が好ましく、特にポリアミド系樹脂が好ましい。ポリアミド系樹脂としては、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)等を例示することができる。
また、粉体を形成する熱可塑性樹脂エラストマー組成物は、熱可塑性樹脂とエラストマーとをブレンドして構成する。熱可塑性樹脂としては、上述した熱可塑性樹脂と同様のものを使用することができる。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、オレフィン系ゴム、含ハロゲンゴム〔例えば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)〕、シリコンゴム、含イオウゴム、フッ素ゴム等を例示することができる。
熱可塑性樹脂エラストマー組成物の熱可塑性樹脂とエラストマーとの組成比は、特に限定されるものではないが、好ましくは重量比で10/90〜90/10、より好ましくは20/80〜85/15であるものがよい。とりわけポリアミド系樹脂を配合する場合には、ポリアミド系樹脂20〜80重量%とエラストマー20〜80重量%から組成したものがよい。ポリアミド系樹脂とエラストマーとの配合割合を上述した範囲内にすることにより、ポリアミド系樹脂のマトリクス中にエラストマーが不連続相として分散した構造が形成されるので、エラストマーにより耐衝撃性を改善すると共に、ポリアミド系樹脂により高いガス不透過性を有する熱可塑性樹脂エラストマー組成物が得られる。この熱可塑性樹脂エラストマー組成物から構成した修理材は、修復部からの劣化を防止するのに有効である。
本発明のタイヤ修理材は、粉体を単独で噴射させてもよいが、好ましくは粉体をタイヤ用粘着剤又は液状未加硫ゴムに混合した懸濁液にして使用するとよい。このような懸濁液として損傷部に吹き付けることにより、粉体の飛翔速度が向上し、損傷部に付着させやすくなる。タイヤ用粘着剤又は液状未加硫ゴムの混合量は、粉体100重量部に対し好ましくは5〜40重量部、より好ましくは10〜20重量部にするとよい。タイヤ用粘着剤又は液状未加硫ゴムの混合量を、このような範囲内にすることにより、噴射による付着作業性を向上すると共に、空気透過防止性に優れた連続層を形成することができる。
タイヤ用粘着剤としては、パラフィンオイル、アロマオイル、アジペート系可塑剤、ホスフェート系可塑剤等を例示することができる。また、液状未加硫ゴムとしては、液状ブチルゴム、液状ブタジエンゴム等を例示することができる。
本発明の空気入りタイヤの修理方法は、釘踏みなどによりタイヤ外面からタイヤ内面まで抜けた貫通孔に対する修理に限らず、空気入りタイヤの輸送時やリム組み時にインナーライナー層が凹状の引き掻き傷などとして受けた損傷にも適用することができる。
図1(A)〜(C)は、タイヤ外面から内面までの貫通孔を有する空気入りタイヤの修理方法について例示する説明図である。
図1(A)において、空気入りタイヤTは、タイヤ内面にインナーライナー層1を備えている。インナーライナー層1はブチル系ゴムを主成分とするゴム組成物からなるものであってもよく、また熱可塑性樹脂や熱可塑性樹脂エラストマー組成物からなるものであってもよい。このインナーライナー層1には、釘踏みなどによりタイヤ外面からタイヤ内面に抜けた貫通孔hがある。このような貫通孔hに対し、まず貫通孔hのタイヤ外面側から未加硫ゴム4を壁面全体に密着するように充填する。この未加硫ゴム4は、加熱により加硫又は架橋する機能を有するタイヤ用ゴム組成物として通常使用されるものであればよい。また、タイヤ外面から未加硫ゴムを充填することにより、タイヤ内面から充填する場合と比べ、インナーライナー層やカーカス層などのタイヤ内部の構成層が傷付くのを防ぐことができる。
なお、未加硫ゴム4は、貫通孔hの大きさ(太さ)により、必要に応じて充填すればよく、貫通孔が微細な場合には未加硫ゴムを充填しなくてもよい。また、未加硫ゴムの代わりに、穴埋め用ゴム栓などの加硫ゴムを貫通孔に圧入し、はみ出した部分を切断するようにしてもよい。
未加硫ゴムの充填が終了したら次に、図1(B)に示すように、タイヤ内面側から貫通孔hを覆うように上述した本発明からなる粉体2を吹き付ける。粉体2は個々に独立して貫通孔hのタイヤ内面側から深さ方向の内部に順次積み重なるように吹き付けられ、先に充填した未加硫ゴムの内端部との隙間を気泡を抱き込まないように埋められる。このような効果は、粉体2の平均粒径を1〜100μmに調整することにより一層顕著にすることができる。また後述するように予め貫通孔hの周辺に接着剤を塗布したり、粉体をタイヤ用粘着剤や液状未加硫ゴムに混合した懸濁液にして吹き付けることにより、粉体を貫通孔hの周辺に一層付着させやすくすることができる。粉体の吹き付けに使用する装置は、特に制限されるものではなく通常の粉粒体の吹き付けに使用する噴霧装置を用いることができる。
最後に、図1(C)に示すように、貫通孔hに充填した未加硫ゴム4及び吹き付けた粉体2に対しコテ10を押圧して同時に加熱処理する。この加熱処理により、未加硫ゴム4は貫通孔hの周囲の加硫ゴムと加硫接着するため、修理後の空気入りタイヤの耐久性を向上する。また、貫通孔hを覆うように吹き付けられた粉体2は、加熱処理により溶融して層状化し、気泡が残存したり、皺が発生したりしない補修層3を形成することができる。補修層3は熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂エラストマー組成物からなるので空気透過係数が極めて低く、貫通孔の周辺部の空気透過防止性を向上することができる。また、補修後のタイヤは、貫通孔からの空気漏れが少ないのでタイヤ構成部材の酸化劣化を防止することによりタイヤ耐久性を一層向上することができる。
粉体及び未加硫ゴムを加熱処理するときの温度及び時間の条件は、加熱温度が好ましくは150〜250℃、より好ましくは170〜190℃にし、加熱時間が好ましくは1〜10分間、より好ましくは5〜10分間にするとよい。加熱温度が150℃未満の場合には、粉体を溶融させて層状化することができなかったり、未加硫ゴムの加硫接着が不十分であったりする虞がある。また、加熱温度が250℃を超えると、タイヤ構成材料や粉体、未加硫ゴムが熱劣化する虞がある。加熱時間が1分より短い場合には、粉体を層状化するのが不完全になったり、未加硫ゴムの加硫接着が不十分になったりする虞がある。また、加熱時間が10分より長い場合には、タイヤ修理の作業効率が低下する。
加熱処理に際しては、同時に加圧を行なうようにしてもよい。その加圧条件は、特に制限されるものではないが、好ましくは100〜5000kPa、より好ましくは500〜4000kPaにするとよい。圧力をこのような範囲内にすることにより、粉体を連続した層状化するのを容易にすると共に、インナーライナー層やカーカス層などの空気入りタイヤの構成部材を傷つけないようにする。
本発明において、上述したように粉体又はその懸濁液を吹き付ける際に、予め接着剤を貫通孔の周辺に塗布しておくことが好ましい。この塗布した接着剤が乾燥した後に、粉体を吹き付けることにより、粉体を貫通孔の周辺に確実に付着させることができる。接着剤としては、エポキシ樹脂系接着剤、α−オレフィン系接着剤、ウレタン系接着剤、フェノール系接着剤等を例示することができる。
図2(A)(B)は、インナーライナー層が引き掻き傷などの損傷を受けたときのタイヤ修理方法の一例を例示する説明図である。
図2(A)において、空気入りタイヤTは、タイヤ内面にインナーライナー層1を有し、そのインナーライナー層1の一部に損傷部hがある。この修理方法では、まずインナーライナー層1の損傷部hを覆うように、タイヤ内面から粉体2を吹き付ける。この粉体2は、上述したタイヤ修理材である。インナーライナー層1の損傷部hに粉体2を吹き付けることにより、図1の実施形態の場合と同様に損傷部hのタイヤ内面から深さ方向の内部に粉体2が気泡を抱き込まないように順次積層しながら侵入する。これにより、粉体2が損傷部hの内部及び周辺部を覆うようにする。
次に図2(B)に示すように、損傷部hに吹き付けた粉体2に対しコテ10を押圧して加熱処理する。この加熱処理は、図1の場合と同様でよく、好ましくは150〜250℃、1〜10分間の条件で行なうとよい。これにより粉体2が溶融して層状化して連続した補修層3を形成するため、損傷部hの周辺部の空気透過防止性を向上する。また、補修後のタイヤは、損傷部hからの空気漏れが少なくなるのでタイヤ構成部材の酸化劣化を防止することによりタイヤ耐久性を一層向上することができる。
なお、図2(A)(B)で示したタイヤ修理方法においても、図1(A)〜(C)の修理方法と同様に、タイヤ修理材として予め粉体をタイヤ用粘着剤又は液状未加硫ゴムと混合した懸濁液を使用することが好ましく、また予め損傷部に接着剤を塗布した後、タイヤ修理材を吹き付けることが好ましい。
本発明のタイヤ修理方法は、粉体をインナーライナー層の損傷部を覆うように吹き付けて加熱し層状化するようにしたので、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂エラストマー組成物からなる補修用の薄膜を必要な大きさに切り取ってからインナーライナー層の損傷部に貼り付ける方法に比べ簡便であると共に、空気透過防止性及びタイヤ耐久性にも優れる。
以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
タイヤサイズ165SR13の空気入りタイヤを準備し、切削工具を使用してタイヤトレッド部からインナーライナー層まで貫通する直径5mmの貫通孔を形成することにより、インナーライナー層に損傷部を有する空気入りタイヤを作製した。この貫通孔を有する空気入りタイヤを修理するに当たり、貫通孔にタイヤ外面(トレッド部)から未加硫ゴムを充填すること及びタイヤ内面を処理した後(ただし比較例1はタイヤ内面の処理は行なわないで)、160℃に加熱したコテを押圧したことを共通条件とし、タイヤ内面の処理方法、コテを押圧する時間を表1に示すように異ならせた5種類の方法(実施例1〜3、比較例1,2)で修理を行ない修理後の空気入りタイヤを得た。
なお、実施例3の修理方法は、貫通孔のタイヤ内面に予め接着剤(エポキシ樹脂系接着剤、ダイセル社製AT501のトルエン溶液)を塗布し、その接着剤が乾燥した後、タイヤ修理材1を吹き付けた。比較例2の修理方法は、貫通孔のタイヤ内面に予め接着剤(エポキシ樹脂系接着剤、ダイセル社製AT501のトルエン溶液)を塗布し、その接着剤が乾燥した後、補修用薄膜を貼り付けた。
また、上記実施例及び比較例のタイヤ修理に使用した未加硫ゴム、タイヤ修理材1及び2、補修用薄膜は、それぞれ下記に示す方法で調製した。
未加硫ゴムの調製
下記に示す配合からなるゴム組成物を、硫黄及び加硫促進剤を除く配合成分を秤量し、1.7Lのバンバリーミキサーで4分間混練し、温度160℃でマスターバッチを放出し室温冷却した。このマスターバッチを1.7Lのバンバリーミキサーに供し、硫黄及び加硫促進剤を加え混合し、未加硫ゴムを調製した。
・天然ゴム(TECK BEE HANG社製STR−20) : 50重量部
・スチレンブタジエンゴム(日本ゼオン社製Nipol 1502): 50重量部
・カーボンブラック(新日化カーボン社製ニテロン #GN) : 50重量部
・テルペン樹脂(ヤスハラケミカル社製) : 5重量部
・老化防止剤(住友化学工業社製アンチゲン6C) : 2重量部
・硫黄:(三新化学工業社製サンフェル) : 3重量部
・加硫促進剤:(大内新興化学工業社製ノクセラー CZ−G) : 1重量部
タイヤ修理材の調製
・タイヤ修理材1: ナイロン6(宇部興産社製ナイロン5033B)50重量%とイソブチレンパラメチルスチレン共重合体の臭素化物(エクソンモービルケミカル社製MDX90−10)50重量%を秤量し、二軸混練機で混練し熱可塑性樹脂エラストマー組成物を調製した。得られた組成物を粉砕機(FRITSCH社製ロータースピードミル)を使用して粉砕しタイヤ修理材1を得た。タイヤ修理材1の粒子径を前述した方法で測定したところ、平均粒子径は10μmであった。
・タイヤ修理材2: 上記により得られたタイヤ修理材1の100重量部に対して、パラフィンオイル(コスモ石油社製Gスピンドル)を10重量部混合し、タイヤ修理材1を懸濁液にしたものをタイヤ修理材2とした。
補修用薄膜の調製
ナイロン6(宇部興産社製ナイロン5033B)50重量%とイソブチレンパラメチルスチレン共重合体の臭素化物(エクソンモービルケミカル社製MDX90−10)を50重量%を秤量し、二軸混練機で混練し熱可塑性樹脂エラストマー組成物を調製した。得られた組成物を押出し成形機に供し、厚さ50μmの補修用薄膜を得た。
上述した修理方法により得られた修理後の空気入りタイヤの空気圧保持性及び耐久性をそれぞれ下記の方法で評価した。
空気圧保持性
修理後の空気入りタイヤをリム(15×6JJ)に装着し、140kPaの空気圧を充填し、JIS D4230に準拠する室内ドラム試験機(ドラム径1707mm)にかけて、38℃の雰囲気下、荷重5.5kN、速度80km/hの条件で10万km走行させた後の空気圧を測定した。得られた結果は、比較例1の空気圧を100とする指数として表1に示した。この指数が高いほど、空気透過防止性が優れていることを意味する。
耐久性
修理後の空気入りタイヤをリム(15×6JJ)に装着し、140kPaの空気圧を充填し、JIS D4230に準拠する室内ドラム試験機(ドラム径1707mm)にかけて、38℃の雰囲気下、JATMA規定加重の160%を負荷し、速度80km/hの条件でベルト故障を起こすまでの走行時間を測定した。得られた結果は、ベルト故障を起こすまでの走行時間が比較例1の走行時間以下であったものを×、比較例1の走行時間を超えたものを○として表1に示した。
Figure 2010042593
(A)〜(C)は本発明の空気入りタイヤの修理方法の一例を模式的に示す説明図であり、(A)は未加硫ゴムを充填する工程、(B)は粉体を吹き付ける工程、(C)は加熱処理する工程を表す。 (A)(B)は本発明の空気入りタイヤの修理方法の他の例を模式的に示す説明図であり、(A)は粉体を吹き付ける工程、(B)は加熱処理する工程を表す。
符号の説明
1 インナーライナー層
2 粉体
3 補修層
4 未加硫ゴム
T 空気入りタイヤ
貫通孔
インナーライナー層の損傷部

Claims (11)

  1. タイヤ内面にインナーライナー層を設け、少なくとも該インナーライナー層に損傷部を有する空気入りタイヤの修理方法であって、タイヤ内面から前記インナーライナー層の損傷部を覆うように、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーとをブレンドした熱可塑性樹脂エラストマー組成物からなる粉体を吹き付け、その吹き付けた粉体を加熱により溶融させて層状化する空気入りタイヤの修理方法。
  2. 前記インナーライナー層の損傷部が、タイヤ外面からタイヤ内面に抜けた貫通孔であり、該貫通孔にタイヤ外面側から未加硫ゴムを充填すると共に、タイヤ内面側に前記粉体を吹き付け、これら未加硫ゴム及び粉体を同時に加熱処理する請求項1に記載の空気入りタイヤの修理方法。
  3. 前記粉体を予めタイヤ用粘着剤又は液状未加硫ゴムに混合した懸濁液にし、その懸濁液を吹き付ける請求項1又は2に記載の空気入りタイヤの修理方法。
  4. 前記損傷部に、予め接着剤を塗布した後、前記粉体を吹き付ける請求項1,2又は3に記載の空気入りタイヤの修理方法。
  5. 前記熱可塑性樹脂エラストマー組成物が、ポリアミド系樹脂20〜80重量%とエラストマー20〜80重量%からなる請求項1〜4のいずれかに記載の空気入りタイヤの修理方法。
  6. 前記粉体の平均粒子径が、1〜100μmである請求項1〜5のいずれかに記載の空気入りタイヤの修理方法。
  7. 前記加熱処理を、150〜250℃、1〜10分間の条件で行なう請求項1〜6のいずれかに記載の空気入りタイヤの修理方法。
  8. 熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーとをブレンドした熱可塑性樹脂エラストマー組成物からなる粉体からなるタイヤ修理材。
  9. 前記粉体の平均粒子径が1〜100μmである請求項8に記載のタイヤ修理材。
  10. 前記粉体をタイヤ用粘着剤又は液状未加硫ゴムに混合した懸濁液にした請求項8又は9に記載のタイヤ修理材。
  11. 前記熱可塑性樹脂エラストマー組成物が、ポリアミド系樹脂20〜80重量%とエラストマー20〜80重量%とからなる請求項8,9又は10に記載のタイヤ修理材。
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