JP7473772B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
スチレンブタジエンゴム(SBR)及びブタジエンゴム(BR)を含むジエン系ゴムと、フィラーとを含むゴム組成物からなるトレッド部を備え、
前記ジエン系ゴムは、前記スチレンブタジエンゴム(SBR)及び前記ブタジエンゴム(BR)以外のゴムを実質的に含まず、
前記スチレンブタジエンゴム(SBR)は、乳化重合スチレンブタジエンゴム(E-SBR)を、前記ジエン系ゴム中40質量%以上含み、
前記ブタジエンゴム(BR)の配合量に対する前記スチレンブタジエンゴム(SBR)の配合量の比は、1.2~1.3であり、
前記フィラーは、前記ジエン系ゴム100質量部に対し、70質量部以上のシリカを含む、ことを特徴とする。
前記フィラーは、さらにカーボンブラックを含み、
前記フィラーの配合量に対する前記カーボンブラックの配合量の割合は15%以上であることが好ましい。
前記ジエン系ゴムは、前記スチレンブタジエンゴム(SBR)及び前記ブタジエンゴム(BR)以外のゴムを実質的に含まず、
前記スチレンブタジエンゴム(SBR)は、乳化重合スチレンブタジエンゴム(E-SBR)を、前記ジエン系ゴム中40質量%以上含み、
前記ブタジエンゴム(BR)の配合量に対する前記スチレンブタジエンゴム(SBR)の配合量の比は、1.0~1.3であり、
前記フィラーは、前記ジエン系ゴム100質量部に対し、70質量部以上のシリカを含み、
前記トレッド部は、路面と接触する表面にトレッドパターンを有し、
前記トレッドパターンは、
タイヤ赤道線に対してタイヤ幅方向の一方の側の半トレッド領域に設けられた内側周方向主溝と前記内側周方向主溝に対してタイヤ幅方向外側に設けられた外側周方向主溝とからなる一対の周方向主溝と、
前記周方向主溝によって区画された領域内にタイヤ周方向に間隔をあけて設けられ、前記領域内でタイヤ幅方向に対して傾斜して延び、前記周方向主溝を接続する複数のサイプと、を備え、
前記サイプは、前記領域内部に設けられた内部傾斜部と、前記内部傾斜部のタイヤ幅方向の両側に設けられた両側傾斜部と、を備え、
前記内部傾斜部のタイヤ幅方向に対する傾斜角度は、前記両側傾斜部のタイヤ幅方向に対する傾斜角度より大きい、ことを特徴とする。
前記ジエン系ゴムは、前記スチレンブタジエンゴム(SBR)及び前記ブタジエンゴム(BR)以外のゴムを実質的に含まず、
前記スチレンブタジエンゴム(SBR)は、乳化重合スチレンブタジエンゴム(E-SBR)を、前記ジエン系ゴム中40質量%以上含み、
前記ブタジエンゴム(BR)の配合量に対する前記スチレンブタジエンゴム(SBR)の配合量の比は、1.0~1.3であり、
前記フィラーは、前記ジエン系ゴム100質量部に対し、70質量部以上のシリカを含み、
前記トレッド部は、路面と接触する表面にトレッドパターンを有し、
前記トレッドパターンは、
タイヤ赤道線に対してタイヤ幅方向の一方の側の半トレッド領域に設けられた内側周方向主溝と前記内側周方向主溝に対してタイヤ幅方向外側に設けられた外側周方向主溝からなる一対の周方向主溝を備え、
前記外側周方向主溝は、前記内側周方向主溝よりも溝幅が広い、ことを特徴とする。
以下に説明する本実施形態の空気入りタイヤは、乗用車用オールシーズンタイヤに適用されるが、小型トラック用オールシーズンタイヤあるいはバス・トラック用オールシーズンタイヤに適用することもできる。
図1は、一実施形態のタイヤ10のタイヤ断面図である。タイヤ10は、トレッドパターンを有するトレッド部10Tと、一対のビード部10Bと、トレッド部10Tの両側に設けられ、一対のビード部10Bとトレッド部10Tに接続される一対のサイド部10Sと、を備える。
タイヤ10は、骨格材または骨格材の層として、カーカスプライ層12と、ベルト層14と、ビードコア16とを有し、これらの骨格材の周りに、トレッドゴム部材18と、サイドゴム部材20と、ビードフィラーゴム部材22と、リムクッションゴム部材24と、インナーライナゴム部材26と、を主に有する。
また、タイヤ10では、ベルト層14のタイヤ径方向外側からベルト層14を覆う、有機繊維あるいはスチールコードをゴムで被覆した2層のベルトカバー層30が設けられている。この他に、タイヤ10は、ビードコア16の周りに巻きまわしたカーカスプライ層12とビードフィラーゴム部材22との間にビード補強材を備えてもよい。
本実施形態のタイヤ構造は上記の通りであるが、タイヤ構造は、特に限定されず、公知のタイヤ構造を適用することができる。
トレッド部10Tを構成するトレッドゴム部材18は、以下説明するゴム組成物が加硫されてなる。
ジエン系ゴムは、スチレンブタジエンゴム(SBR)及びブタジエンゴム(BR)を含む。
一方、乳化重合スチレンブタジエンゴム(E-SBR)の配合量が多すぎると、ブタジエンゴム(BR)の配合量が少なくなり、後述するSBR/BR比が1.3を超えることに起因して、耐摩耗性を向上させ難くなる。また、トレッドゴム部材の柔軟性が不足し、雪上性能が向上し難くなる。このため、乳化重合スチレンブタジエンゴム(E-SBR)の配合量は、ジエン系ゴム中、56.5質量%以下であることが好ましい。
乳化重合スチレンブタジエンゴム(E-SBR)の重量平均分子量は、耐摩耗性を向上させる観点から、好ましくは50万~100万である。重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定した分子量(ポリスチレン換算)である。
乳化重合スチレンブタジエンゴム(E-SBR)のスチレン含有量は、雪上性能及びウェット性能をバランスよく向上させる観点から、好ましくは15~40質量%、より好ましくは20~30質量%である。スチレン含有量は、赤外分光分析(ハンプトン法)により測定される。
乳化重合スチレンブタジエンゴム(E-SBR)のガラス転移温度(Tg)は、雪上性能を向上させる観点から、好ましくは-65~-30℃、より好ましくは-60~-40℃である。ガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量測定(DSC)により20℃/分の昇温速度条件によりサーモグラムを測定し、転移域の中点の温度として求められる。スチレンブタジエンゴムが油展品であるときは、油展成分(オイル)を含まない状態におけるスチレンブタジエンゴムのガラス転移温度とする。
図2は、一実施形態のトレッドパターンの一例を説明する図である。以下説明する図2に示すトレッドパターンは、タイヤ赤道線CLに対して非対称なパターンであるが、必ずしも非対称なパターンでなくてもよい。例えば、図2中の内側周方向主溝54より右側のトレッドパターンと、このトレッドパターンのうち内側周方向主溝50よりタイヤ幅方向外側の部分を図2中の紙面上で180度向きを反転して(上方向が下方向になるように回転して)タイヤ赤道線CLの左側の内側周方向主溝54より左側の部分に配置したトレッドパターンとが組み合された点対称のパターンであってもよい。
トレッド部10Tのトレッドパターンは、図2に示すように、内側周方向主溝50,54と、外側周方向主溝52,56と、センター連続陸部58と、中間ブロック陸部60と、中間連続陸部62と、側方陸部64,66と、ラグ溝59a,59b,61,63,65,67と、を主に備える。
外側周方向主溝52,56は、内側周方向主溝50,54に比べてタイヤ幅方向外側に位置し、内側周方向主溝50,54とともに中間ブロック陸部60及び中間連続陸部62を区画するように中間ブロック陸部60及び中間連続陸部62に接して配置されている。中間ブロック陸部60は、タイヤ周方向にラグ溝61で区画されて複数のブロックを形成している。
センター連続陸部58は、内側周方向主溝50と内側周方向主溝54に区画されたタイヤ周方向に一周する連続陸部である。センターラグ溝59aは、内側周方向主溝50からタイヤ幅方向内側に延びて、センター連続陸部58の領域内で終端する。センターラグ溝59bは、内側周方向主溝54からタイヤ幅方向内側に延びて、センター連続陸部58の領域内で終端する。センターラグ溝59a及びセンターラグ溝59bは、タイヤ周方向に間隔をあけて複数設けられている。タイヤ周方向において隣接する2つのセンターラグ溝59a間の、タイヤ周方向の領域には、センターラグ溝59bの1つが設けられ、タイヤ周方向において隣接する2つのセンターラグ溝59b間の、タイヤ周方向の領域には、センターラグ溝59aの1つが設けられている。すなわち、内側周方向主溝50から延びるラグ溝59aと、内側周方向主溝54から延びるラグ溝59bがタイヤ周方向に沿って交互に設けられている。
センター連続陸部58の領域には、センターラグ溝59aの終端と内側周方向主溝54とを連通する、あるいはセンターラグ溝59bの終端と内側周方向主溝50とを連通する、サイプ58aが設けられている。
ラグ溝61は、タイヤ周方向に所定の間隔で複数設けられている。
中間ブロック陸部60は、内側周方向主溝50と外側周方向主溝54によってタイヤ幅方向に区画され、ラグ溝61によってタイヤ周方向に区画されて、タイヤ周方向に列を成して複数設けられている。
中間ブロック陸部60をタイヤ周方向に区画するラグ溝61のそれぞれは、一対の傾斜溝部61a1,61a1と、溝曲がり部61a2と、を備える。一対の傾斜溝部61a1,61a1は、内側周方向主溝50及び外側周方向主溝52との接続端からタイヤ周方向の第1の側に進みながら互いに近づく部分であり、溝曲がり部61a2は、一対の傾斜溝部61a1,61a1の端同士を接続し、タイヤ周方向の第1の側に突出するように曲がった部分である。溝曲がり部61a2には、傾斜溝部61a1の溝深さよりも溝深さの浅い溝底上げ部61a3が部分的に設けられている。図3では、斜線で溝底上げ部61a3の領域が示されている。
サイプ60aは、内側周方向主溝50及び外側周方向主溝52との接続端から第1の側に進みながら互いに近づく一対の傾斜サイプ部60a1,60a2と、一対の傾斜サイプ部60a1,60a2の端同士を接続する、第1の側に突出するように曲がったサイプ曲がり部60a3と、を備える。
サイプ60bも、内側周方向主溝50及び外側周方向主溝52との接続端から第1の側に進みながら互いに近づく一対の傾斜サイプ部60b1,60b2と、一対の傾斜サイプ部60b1,60b2の端同士を接続する、第1の側に突出するように曲がったサイプ曲がり部60b3と、を備える。
サイプ60aとサイプ60bの最大サイプ深さは、内側周方向主溝50及び外側周方向主溝52の溝深さの90%未満である。
中間連続陸部62は、内側周方向主溝54及び外側周方向主溝56によって区画されたタイヤ周方向に一周する陸部である。
中間連続陸部62の領域内には、タイヤ幅方向に対して傾斜して延び、内側周方向主溝54と外側周方向主溝56を接続する、サイプ62a(第4サイプ)及びサイプ62b(第5サイプ)が設けられている。
ラグ溝63は、外側周方向主溝56から内側周方向主溝54の側に延びて、内側周方向主溝54に連通することなく終端する。ラグ溝63は、タイヤ周方向に所定の間隔で複数設けられている。中間連続陸部62の領域には、ラグ溝63の終端からラグ溝63の終端と内側周方向主溝54を接続するサイプ62cが設けられている。
ラグ溝63及びサイプ62a,62b,62cは、いずれもタイヤ幅方向に対して傾斜している。この傾斜の方向は、ラグ溝59a,59b及びサイプ58aの傾斜の方向に対して、タイヤ幅方向からタイヤ周方向の異なる側に向いている。具体的には、ラグ溝63及びサイプ62a,62b,62cは、タイヤ幅方向外側から内側に進むとき、タイヤ周方向の第2の側に向かって延びている。
サイプ62a,62bは、中間陸部62の領域内部に設けられた内部傾斜部62a1,62b1と、内部傾斜部62a1,62b1のタイヤ幅方向の両側に設けられる両側傾斜部62a2,62b2とを備える。領域内部とは、中間陸部62の両側の周方向主溝54,56と接する部分の間のタイヤ幅方向の中央部を意味する。両側傾斜部62a2,62b2は、内側周方向主溝54及び外側周方向主溝56のそれぞれと接続する。内部傾斜部62a1,62b1のタイヤ幅方向に対する傾斜角度は、両側傾斜部62a2,62b2のタイヤ幅方向に対する傾斜角度に比べて大きい。
内部傾斜部62a1,62b1の傾斜角度は、タイヤ幅方向に対して、45度以上、90度未満であることが好ましく、65~85度であることがより好ましい。両側傾斜部62a2,62b2の傾斜角度は、タイヤ幅方向に対して、70度以下であることが好ましく、25~50度であることがより好ましい。
このとき、センターラグ溝59bの最大溝深さは、センターラグ溝59aの最大溝深さに比べて浅くすることが好ましい。図2に示されるように、タイヤ赤道線CLから右側の半トレッド領域のトレッドパターンは、サイプやラグ溝を利用してエッジ効果を高め雪上性能を向上させる。センターラグ溝59aの溝深さをセンターラグ溝59bの溝深さに比べて深くすることにより、センターラグ溝59a内に多くの雪を捉えることができ、しかも、エッジ効果を高めることができるので、雪上性能を向上させることができる。
本実施形態のタイヤの効果を確かめるために、ゴム組成物の組成を種々変化させて作製したトレッドゴム部材を用いてタイヤを作製し、雪上性能、ウェット性能、及び耐摩耗性の評価を行った。また、ゴム組成物の組成を種々変化させて作製したゴム部材を用いて、耐チッピング性の評価を行った。
各試験タイヤを、試験車両に装着し、雪上路面のテストコースにて0~80km/時のレンジでテストドライバーが走行したときの操舵性、直進性等について官能評価を行い、比較例1を100とする指数で示した。この指数が大きいほど、雪上性能が優れていることを意味する。
各試験タイヤを、試験車両に装着し、水深3mmのウェット路面のテストコースにて0~80km/時のレンジでテストドライバーが走行したときの操舵性、直進性等について官能評価を行い、比較例1を100とする指数で示した。この指数が大きいほど、ウェット性能が優れていることを意味する。
円筒形状に成型したゴム部材を回転式の試験ホルダーに設置し、外周に突起物をランダムに配置したドラムと接触させ、スリップ率50%、一定圧力でドラムに押し付けてゴム部材を回転させ、試験開始1時間後の傷の数、傷の大きさを測定し、1~5の数字による5段階評価で表した。数字が大きいほど、外傷が少なく、耐チッピング性に優れることを意味する。
各試験タイヤを、ランボーン摩耗試験機(岩本製作所社製)を用いて、JIS K6264-2:2005に準拠し、付加力4.0kg/cm3(=39N)、スリップ率30%、摩耗試験時間4分、試験温度を室温の条件で摩耗試験を行い、摩耗質量を測定した。測定値の逆数を、比較例1を100とする指数で表した。指数が大きいほど摩耗量が少なく、耐摩耗性が良好であることを意味する。耐摩耗性の指数が101以上である場合を、耐摩耗性に優れると評価した。
結果を、表1,2に示す。
表1,2中、「tanδ(-20)-tanδ(20)/E’(20)」は、上記{tanδ(-20℃)-tanδ(20℃)}/E’(20℃)を意味する。この値は、硬化物について動的粘弾性測定(Dynamic Mechanical Analysis)を、歪み0.5%、周波数20Hz、昇温速度2℃/分の条件で、-100℃~100℃までの温度領域において、強制伸長加振を行って貯蔵弾性率及びtanδを測定し、測定結果より求めたtanδ(-20℃)、tanδ(20℃)、及び貯蔵弾性率E’(20℃)を用いて計算した。
・E-SBR:Korea Kumho Petrochemical Company製KUMHO 1783
・S-SBR1(変性S-SBR):日本ゼオン製Nipol NS616、ビニル単位量:65%
・S-SBR2:日本ゼオン製 Nipol NS612、ガラス転移温度Tg:-61℃
・BR:ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Nipol BR1220
・シリカ: CTAB:160m2/g SOLVAY INC製ZEOSIL 1165MP
・CB:CABOT CORPORATION製VULCAN 10H
・シランカップリング剤:エボニックデグサ社製Si69、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド
・アロマオイル:三共油化工業株式会社製A/O MIX 2010
・ナフテンオイル:CROSS OIL REFINING&MARKETING,INC製Cross L-2000
・亜鉛華3質量部:正同化学工業社製酸化亜鉛3種
・硫黄1.5質量部:鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄
・加硫促進剤2質量部:加硫促進剤CBS、大内新興化学工業社製ノクセラーCZ-G
実施例1と実施例2,3の比較より、CB比率が15%以上であることで、耐摩耗性が向上することがわかる。
実施例1と実施例4の比較より、ナフテンオイルの配合量がジエン系ゴム100質量部に対し10質量部以上であることで、雪上性能及びウェット性能がさらに向上し、雪上性能とウェット性能がバランスよく向上することがわかる。
タイヤは、実施例1に用いたトレッドゴム部材を用いて作製した。作製したタイヤ(タイヤサイズ:265/50R20 111W)は、図1に示す構造を用いた。作製したタイヤは、リム(リムサイズ:20×8.5J)に装着し(空気圧250kPa)、さらに、ネガティブキャンバに設定した試験車両(排気量3.6リットルのSUV車)に装着した。車両装着の向きは、図2中の左側の半トレッド領域を車両内側とし、図2中の右側の半トレッド領域を車両外側とした。
試験車両を、半径7mの雪上路面のテストコースを、速度を変えて5周し、それぞれ周のラップタイムから横加速度を計算し、その平均値を、実施例6を100として指数化した。指数が大きいほど、雪上コーナリング性能に優れることを示す。
結果を、表3に示す。
図4は、実施例6に用いたトレッドパターンを示す図である。実施例6では、図4に示すトレッドパターンを、表3に示す「溝幅の大小関係」の仕様にあわせて調整した。図4に示すトレッドパターンの溝やサイプの溝深さ、溝幅、及びサイプ深さは、表3で特に指定しない限り、図2に示す対応する溝やサイプがある場合、その溝深さ、溝幅、及びサイプ深さと同じにした。
実施例7,8には、図2に示すトレッドパターンを用いた。実施例7,8では、図2に示すトレッドパターンを、表3に示す「溝幅の大小関係」の仕様に合わせて調整した。
下記表3における「溝幅の大小関係」は、内側周方向主溝の溝幅と外側周方向主溝の溝幅との大小関係を意味し、「内側<外側」は、外側周方向主溝の溝幅の方が広いことを意味し、「内側>外側」は、内側周方向主溝の溝幅の方が広いことを意味する。なお、実施例6~8において、主溝の溝幅は、内側周方向主溝及び外側周方向主溝のうち溝幅が広い方の主溝を、溝幅が狭い方の主溝の1.3倍となるよう調整した。溝幅は、タイヤ周方向の複数箇所(5箇所以上)で測定した溝幅の平均値とした。
実施例7と実施例8の比較から、外側周方向主溝の溝幅が内側周方向主溝の溝幅より広いことで、ウェット性能が向上することがわかる。また、内側周方向主溝の溝幅が外側周方向主溝の溝幅より広いことで、雪上コーナリング性能が向上することがわかる。
10T トレッド部
10S サイド部
10B ビード部
12 カーカスプライ層
14 ベルト層
16 ビードコア
18 トレッドゴム部材
20 サイドゴム部材
22 ビードフィラーゴム部材
24 リムクッションゴム部材
26 インナーライナゴム部材
30 ベルトカバー層
50,54 内側周方向主溝
52,56 外側周方向主溝
58 センター連続陸部
60 中間ブロック陸部
60a1,60a2,60b1,60b2 傾斜サイプ部
60a3,60b3 サイプ曲がり部
61a1 傾斜溝部
61a2 溝曲がり部
61a3 溝底上げ部
62 中間連続陸部
62d エッジ成分
62a1,62b1 内部傾斜部
62a2,62b2 両側傾斜部
64,66 側方陸部
59a,59b,61,63,65,67 ラグ溝
58a,60a,60b,60c,62a,62b,62c,64a,64b,66a,66b サイプ
Claims (5)
- スチレンブタジエンゴム(SBR)及びブタジエンゴム(BR)を含むジエン系ゴムと、フィラーとを含むゴム組成物からなるトレッド部を備え、
前記ジエン系ゴムは、前記スチレンブタジエンゴム(SBR)及び前記ブタジエンゴム(BR)以外のゴムを実質的に含まず、
前記スチレンブタジエンゴム(SBR)は、乳化重合スチレンブタジエンゴム(E-SBR)を、前記ジエン系ゴム中40質量%以上含み、
前記ブタジエンゴム(BR)の配合量に対する前記スチレンブタジエンゴム(SBR)の配合量の比は、1.2~1.3であり、
前記フィラーは、前記ジエン系ゴム100質量部に対し、70質量部以上のシリカを含む、ことを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記フィラーは、前記ジエン系ゴム100質量部に対し、80質量部以上含まれ、
前記フィラーは、さらにカーボンブラックを含み、
前記フィラーの配合量に対する前記カーボンブラックの配合量の割合は15%以上である、請求項1に記載の空気入りタイヤ。 - 前記ゴム組成物は、前記ジエン系ゴム100質量部に対し、ナフテンオイルを10質量部以上含む、請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。
- スチレンブタジエンゴム(SBR)及びブタジエンゴム(BR)を含むジエン系ゴムと、フィラーとを含むゴム組成物からなるトレッド部を備える空気入りタイヤであって、
前記ジエン系ゴムは、前記スチレンブタジエンゴム(SBR)及び前記ブタジエンゴム(BR)以外のゴムを実質的に含まず、
前記スチレンブタジエンゴム(SBR)は、乳化重合スチレンブタジエンゴム(E-SBR)を、前記ジエン系ゴム中40質量%以上含み、
前記ブタジエンゴム(BR)の配合量に対する前記スチレンブタジエンゴム(SBR)の配合量の比は、1.0~1.3であり、
前記フィラーは、前記ジエン系ゴム100質量部に対し、70質量部以上のシリカを含み、
前記トレッド部は、路面と接触する表面にトレッドパターンを有し、
前記トレッドパターンは、
タイヤ赤道線に対してタイヤ幅方向の一方の側の半トレッド領域に設けられた内側周方向主溝と前記内側周方向主溝に対してタイヤ幅方向外側に設けられた外側周方向主溝とからなる一対の周方向主溝と、
前記周方向主溝によって区画された領域内にタイヤ周方向に間隔をあけて設けられ、前記領域内でタイヤ幅方向に対して傾斜して延び、前記周方向主溝を接続する複数のサイプと、を備え、
前記サイプは、前記領域内部に設けられた内部傾斜部と、前記内部傾斜部のタイヤ幅方向の両側に設けられた両側傾斜部と、を備え、
前記内部傾斜部のタイヤ幅方向に対する傾斜角度は、前記両側傾斜部のタイヤ幅方向に対する傾斜角度より大きい、ことを特徴とする空気入りタイヤ。 - スチレンブタジエンゴム(SBR)及びブタジエンゴム(BR)を含むジエン系ゴムと、フィラーとを含むゴム組成物からなるトレッド部を備える空気入りタイヤであって、
前記ジエン系ゴムは、前記スチレンブタジエンゴム(SBR)及び前記ブタジエンゴム(BR)以外のゴムを実質的に含まず、
前記スチレンブタジエンゴム(SBR)は、乳化重合スチレンブタジエンゴム(E-SBR)を、前記ジエン系ゴム中40質量%以上含み、
前記ブタジエンゴム(BR)の配合量に対する前記スチレンブタジエンゴム(SBR)の配合量の比は、1.0~1.3であり、
前記フィラーは、前記ジエン系ゴム100質量部に対し、70質量部以上のシリカを含み、
前記トレッド部は、路面と接触する表面にトレッドパターンを有し、
前記トレッドパターンは、
タイヤ赤道線に対してタイヤ幅方向の一方の側の半トレッド領域に設けられた内側周方向主溝と前記内側周方向主溝に対してタイヤ幅方向外側に設けられた外側周方向主溝からなる一対の周方向主溝を備え、
前記外側周方向主溝は、前記内側周方向主溝よりも溝幅が広い、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
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