JPH01239112A - 高強度高耐久性複合繊維 - Google Patents
高強度高耐久性複合繊維Info
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Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
- D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
- D02G3/44—Yarns or threads characterised by the purpose for which they are designed
- D02G3/48—Tyre cords
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
- Multicomponent Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は産業資材用途、特にゴム補強材に適した高強度
高耐久性繊維に関するものである。更に詳しくは高強度
、高耐久性、高弾性率、及び改良された寸法安定性等の
優れた機械的特性を有し、かつゴムとの接着性、ゴム中
における耐熱性、及び耐疲労性等の改良されたゴム補強
材用複合繊維を提供することにある。
高耐久性繊維に関するものである。更に詳しくは高強度
、高耐久性、高弾性率、及び改良された寸法安定性等の
優れた機械的特性を有し、かつゴムとの接着性、ゴム中
における耐熱性、及び耐疲労性等の改良されたゴム補強
材用複合繊維を提供することにある。
〈従来の技術〉
ポリエチレンテレフタレート繊維を代表とするポリエス
テル繊維は高強度、高弾性率の特徴を有するため、各種
産業資材用途に広く用いられている。特にタイヤコード
、伝動用ベルト、搬送用ベルト等のゴム補強材として有
用されている。
テル繊維は高強度、高弾性率の特徴を有するため、各種
産業資材用途に広く用いられている。特にタイヤコード
、伝動用ベルト、搬送用ベルト等のゴム補強材として有
用されている。
しかしながら、ポリエステル繊維は一般にゴム中での耐
熱性が劣る。即ち、高温下ではゴム中の水分やアミン化
合物の作用によって、ポリエステル繊維のエステル結合
部が切断し、強力低下を引き起こす。またゴムとの接着
性も劣り、特に高温雰囲気下に長時間繰り返し曝される
とゴムとの接着力が著しく低下する。
熱性が劣る。即ち、高温下ではゴム中の水分やアミン化
合物の作用によって、ポリエステル繊維のエステル結合
部が切断し、強力低下を引き起こす。またゴムとの接着
性も劣り、特に高温雰囲気下に長時間繰り返し曝される
とゴムとの接着力が著しく低下する。
ポリエステル繊維を用いたタイヤコートは高強度、高弾
性率の特徴を生かし、乗用車用ラジアルタイヤのカーカ
ス材として多用されている。しかしより大型の軽トラッ
ク、普通トラックやバス用ラジアルタイヤのカーカス材
として用いると、自動車走行時に発熱した熱がタイヤ中
に蓄積され易いため、ポリエステルタイヤコードは熱劣
化して強力低下し、またゴムとの接着力を失い剥離して
しまうという問題があった。
性率の特徴を生かし、乗用車用ラジアルタイヤのカーカ
ス材として多用されている。しかしより大型の軽トラッ
ク、普通トラックやバス用ラジアルタイヤのカーカス材
として用いると、自動車走行時に発熱した熱がタイヤ中
に蓄積され易いため、ポリエステルタイヤコードは熱劣
化して強力低下し、またゴムとの接着力を失い剥離して
しまうという問題があった。
従来からポリエステルの欠点である接着性を改良しよう
とする試みが数多く提案されており、その一つとしてポ
リエステルの表面をポリアミドで被覆するする方法が知
られている。例えば特開昭49−85315号公報には
ポリエステルを芯にナイロン6を鞘にした複合繊維の製
造方法について、それぞれの成分ポリマの重合度及び芯
部ポリマの割合を特定し、また製糸方法に関し、非含水
給油して直接紡糸延伸する方法が提案されている。
とする試みが数多く提案されており、その一つとしてポ
リエステルの表面をポリアミドで被覆するする方法が知
られている。例えば特開昭49−85315号公報には
ポリエステルを芯にナイロン6を鞘にした複合繊維の製
造方法について、それぞれの成分ポリマの重合度及び芯
部ポリマの割合を特定し、また製糸方法に関し、非含水
給油して直接紡糸延伸する方法が提案されている。
また特開昭56−140128号公報にも同様に芯にポ
リエステル、鞘にポリアミドを配した芯鞘型複合構造の
繊維からなるゴム補強材に関し、ポリアミド鞘成分を7
〜30重量%で、かつその表面がエポキシ系接着剤で付
着されたゴム補強材について記載されている。
リエステル、鞘にポリアミドを配した芯鞘型複合構造の
繊維からなるゴム補強材に関し、ポリアミド鞘成分を7
〜30重量%で、かつその表面がエポキシ系接着剤で付
着されたゴム補強材について記載されている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
前記特開昭49−85315号公報及び特開昭56−1
40128号公報の方法で提案されている芯鞘複合構造
の繊維は鞘のポリアミド成分により改良されたゴムとの
接着性をもたせ、芯のポリエステル成分によって弾性率
や寸法安定性を保持しようとしたものであった。該方法
によって確かに接着性は十分に改良されるものの、弾性
率、寸法安定性は鞘のナイロン成分を多くするに従って
、低下してしまい、ポリエステル繊維の有する弾性率と
寸法安定性を十分保持することはできなかつたし、一方
ナイロンの有するゴム中耐熱性や耐疲労性等を十分生か
すことができなかった。
40128号公報の方法で提案されている芯鞘複合構造
の繊維は鞘のポリアミド成分により改良されたゴムとの
接着性をもたせ、芯のポリエステル成分によって弾性率
や寸法安定性を保持しようとしたものであった。該方法
によって確かに接着性は十分に改良されるものの、弾性
率、寸法安定性は鞘のナイロン成分を多くするに従って
、低下してしまい、ポリエステル繊維の有する弾性率と
寸法安定性を十分保持することはできなかつたし、一方
ナイロンの有するゴム中耐熱性や耐疲労性等を十分生か
すことができなかった。
またポリエチレンテレフタレートのような通常のポリエ
ステルとナイロン6やナイロン66のような通常のポリ
アミドとはポリマ同志の相溶性が悪いため、通常の製糸
方法で製造した場合は芯鞘複合構造の両ポリマ界面で剥
離破壊し易く、実用できる十分な耐久性を持たなかった
。特に延伸工程、撚糸、ディッピング等のタイヤコード
加工工程、タイヤ加硫工程、及びタイヤ走行時に受ける
繰り返し伸長圧縮疲労によってポリマ界面が破壊され、
本来の芯鞘複合繊維に期待する性能が得られなかった。
ステルとナイロン6やナイロン66のような通常のポリ
アミドとはポリマ同志の相溶性が悪いため、通常の製糸
方法で製造した場合は芯鞘複合構造の両ポリマ界面で剥
離破壊し易く、実用できる十分な耐久性を持たなかった
。特に延伸工程、撚糸、ディッピング等のタイヤコード
加工工程、タイヤ加硫工程、及びタイヤ走行時に受ける
繰り返し伸長圧縮疲労によってポリマ界面が破壊され、
本来の芯鞘複合繊維に期待する性能が得られなかった。
本発明は上記問題点を克服することにより、ゴムとの接
着性に優れ、ポリエステル繊維に近い弾性率、特に15
0°C以上の高温下では従来のポリエステル繊維よりも
むしろ高い弾性率を保持でき、改良された寸法安定性を
有し、かつゴム中耐熱性及び耐疲労性の改良されたゴム
補強用に好適な複合繊維を提供することにある。特に従
来技術では達せられなかった高温下での高弾性率保持性
、改良された寸法安定性、改良された耐久性、即ち改良
されたゴム中における耐熱性(以下ゴム中耐熱性という
)及び耐疲労性を有し、かつ芯鞘複合界面のポリマの剥
離に対して十分な耐久性を有する複合繊維を提供するこ
とを目的とするものである。
着性に優れ、ポリエステル繊維に近い弾性率、特に15
0°C以上の高温下では従来のポリエステル繊維よりも
むしろ高い弾性率を保持でき、改良された寸法安定性を
有し、かつゴム中耐熱性及び耐疲労性の改良されたゴム
補強用に好適な複合繊維を提供することにある。特に従
来技術では達せられなかった高温下での高弾性率保持性
、改良された寸法安定性、改良された耐久性、即ち改良
されたゴム中における耐熱性(以下ゴム中耐熱性という
)及び耐疲労性を有し、かつ芯鞘複合界面のポリマの剥
離に対して十分な耐久性を有する複合繊維を提供するこ
とを目的とするものである。
く問題点を解決するための手段および作用〉上記目的を
達成するため、エチレンテレフタレートを主成分とする
ポリエステルを芯成分とし、実質的にポリテトラメチレ
ンアジバミトからなるポリアミドを鞘成分とする芯鞘型
複合構造を有する複合繊維であって、前記ポリエステル
芯成分の割合が30〜95重量%、芯成分の極限粘度〔
η〕が0.8以上、複屈折が160X10−3以上、密
度が1.395g/cm3以上、か−)DSCで測定し
た融解曲線のピーク温度が274°C以上であり、前記
ポリアミド鞘成分の割合が70〜5重量%、鞘成分の硫
酸相対粘度ηrが3.0以上、複屈折が55X10−3
以上、密度が1.170g/Cm3以上、DSCで測定
した融解曲線のピーク温度が280°C以上である高配
向、高結晶繊維構造を有することを特徴とする複合繊維
によって。
達成するため、エチレンテレフタレートを主成分とする
ポリエステルを芯成分とし、実質的にポリテトラメチレ
ンアジバミトからなるポリアミドを鞘成分とする芯鞘型
複合構造を有する複合繊維であって、前記ポリエステル
芯成分の割合が30〜95重量%、芯成分の極限粘度〔
η〕が0.8以上、複屈折が160X10−3以上、密
度が1.395g/cm3以上、か−)DSCで測定し
た融解曲線のピーク温度が274°C以上であり、前記
ポリアミド鞘成分の割合が70〜5重量%、鞘成分の硫
酸相対粘度ηrが3.0以上、複屈折が55X10−3
以上、密度が1.170g/Cm3以上、DSCで測定
した融解曲線のピーク温度が280°C以上である高配
向、高結晶繊維構造を有することを特徴とする複合繊維
によって。
達せられる。
そして上記複合繊維を繊維の機械的特性面から特徴づけ
ると、強度が7.5g/d以上、伸度が20%以下、初
期引張り抵抗塵が60g/d以上、乾熱収縮率が5%以
下であることを特徴とする本発明はによって達せられる
。
ると、強度が7.5g/d以上、伸度が20%以下、初
期引張り抵抗塵が60g/d以上、乾熱収縮率が5%以
下であることを特徴とする本発明はによって達せられる
。
本発明複合繊維は上記構成からなるが、従来ポリエステ
ル繊維製造技術では達せられなかった、優れたゴムとの
接着性、ポリエステル繊維に近い弾性率、特に150°
C以上の高温下では従来のポリエステル繊維よりもむし
ろ高い弾性率を保持でき、改良された寸法安定性とゴム
中耐熱性及び耐疲労性を有し、かつ芯鞘複合界面のポリ
マの剥離に対して十分な耐久性を有する等の効果を発現
する本発明複合繊維構造の特徴は特定された複屈折、密
度、及びDSC融解ピーク温度等の組合せからなるパラ
メーターによって示すことができる。
ル繊維製造技術では達せられなかった、優れたゴムとの
接着性、ポリエステル繊維に近い弾性率、特に150°
C以上の高温下では従来のポリエステル繊維よりもむし
ろ高い弾性率を保持でき、改良された寸法安定性とゴム
中耐熱性及び耐疲労性を有し、かつ芯鞘複合界面のポリ
マの剥離に対して十分な耐久性を有する等の効果を発現
する本発明複合繊維構造の特徴は特定された複屈折、密
度、及びDSC融解ピーク温度等の組合せからなるパラ
メーターによって示すことができる。
以下に本発明を構成する各要素の内容とその作用効果に
ついて詳述する。
ついて詳述する。
本発明複合繊維の芯成分となるポリエステルは実質的に
エチレンテレフタレート単位からなるポリエチレンテレ
フタレートが好ましい。ポリエチレンテレフタレートポ
リマの物理的、化学的特性を実質的に低下させない程度
、例えば10%未溝の共重合成分を含んでも良い。共重
合成分としてはイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸
、ジフェニルジカルボン酸等のジカルボン酸、及びエチ
レンオキサイド、プロピレングリコール、ブチレングリ
コール等のジオール成分を用いることができる。
エチレンテレフタレート単位からなるポリエチレンテレ
フタレートが好ましい。ポリエチレンテレフタレートポ
リマの物理的、化学的特性を実質的に低下させない程度
、例えば10%未溝の共重合成分を含んでも良い。共重
合成分としてはイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸
、ジフェニルジカルボン酸等のジカルボン酸、及びエチ
レンオキサイド、プロピレングリコール、ブチレングリ
コール等のジオール成分を用いることができる。
本発明複合繊維の強度7.5g/d以上を得るために、
芯成分のポリエチレンテレフタレート繊維は極限粘度〔
η〕が0.8以上、好ましくは0゜9以上と高粘度であ
る。
芯成分のポリエチレンテレフタレート繊維は極限粘度〔
η〕が0.8以上、好ましくは0゜9以上と高粘度であ
る。
また本発明複合繊維の優れたゴム中耐熱性を得るために
ポリエチレンテレフタレート芯成分のカルボキシル末端
基は20eq/106g以下であることが好ましい。
ポリエチレンテレフタレート芯成分のカルボキシル末端
基は20eq/106g以下であることが好ましい。
本発明複合繊維の鞘成分を構成するポリアミドは実質的
にテトラメチレンアジパミド単位からなるポリテトラメ
チレンアジパミドが好ましいが、特に共重合成分2〜1
0モル%成分を含むポリテトラメチレンアジパミドポリ
マが好ましい。共重合成分としてはカプロラクタム、p
−アミノ安息香酸、α−ピロリドン、ω−アミノウンデ
カン酸等のアミノカルボン酸類、ジアミン成分とジカル
ボン酸とからなるナイロン塩、例えばジアミン成分とし
てはへキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン
、デカメチレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p
−フェニレンジアミン、シクロヘキサンジアミン、p−
キシリレンジアミン、及びm−キシリレンジアミン等で
あり、ジカルボン酸成分としてはセバシン酸、テレフタ
ル酸、イソフタル酸等を用いることができるが、とりわ
けカプロラクタムを少量共重合したポリテトラメチレン
アジパミドポリマが好ましい。ポリテトラメチレンアジ
パミドポリマは結晶化速度が著しく速いため、溶融紡糸
の繊維化過程での制御が難しいが、少量の共重合成分を
含むことによって適度な結晶化速度となり、本発明複合
繊維の製造が容易となる。
にテトラメチレンアジパミド単位からなるポリテトラメ
チレンアジパミドが好ましいが、特に共重合成分2〜1
0モル%成分を含むポリテトラメチレンアジパミドポリ
マが好ましい。共重合成分としてはカプロラクタム、p
−アミノ安息香酸、α−ピロリドン、ω−アミノウンデ
カン酸等のアミノカルボン酸類、ジアミン成分とジカル
ボン酸とからなるナイロン塩、例えばジアミン成分とし
てはへキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン
、デカメチレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p
−フェニレンジアミン、シクロヘキサンジアミン、p−
キシリレンジアミン、及びm−キシリレンジアミン等で
あり、ジカルボン酸成分としてはセバシン酸、テレフタ
ル酸、イソフタル酸等を用いることができるが、とりわ
けカプロラクタムを少量共重合したポリテトラメチレン
アジパミドポリマが好ましい。ポリテトラメチレンアジ
パミドポリマは結晶化速度が著しく速いため、溶融紡糸
の繊維化過程での制御が難しいが、少量の共重合成分を
含むことによって適度な結晶化速度となり、本発明複合
繊維の製造が容易となる。
本発明複合繊維の鞘成分であるポリテトラメチレンアジ
パミドの硫酸相対粘度ηrは3.・0以上、好ま、シ<
は3.5〜5.0である。ηrが3.0未満では目的と
する複合繊維の強度が得られない。
パミドの硫酸相対粘度ηrは3.・0以上、好ま、シ<
は3.5〜5.0である。ηrが3.0未満では目的と
する複合繊維の強度が得られない。
一方、5.0を越えると複合繊維が安定して得られない
。
。
本発明複合繊維はポリエステル芯成分の割合が30〜9
5重量%、ポリアミド成分の割合が70〜30%である
。ポリエステル成分が30重量%未満では複合繊維の弾
性率が低く、60g/d以上が得られない。一方、95
重量%以上をポリエステル芯成分が占めると、複合繊維
とゴムとの接着性、ゴム中耐熱性及び耐疲労性等の耐久
性等の改良が達せられない。
5重量%、ポリアミド成分の割合が70〜30%である
。ポリエステル成分が30重量%未満では複合繊維の弾
性率が低く、60g/d以上が得られない。一方、95
重量%以上をポリエステル芯成分が占めると、複合繊維
とゴムとの接着性、ゴム中耐熱性及び耐疲労性等の耐久
性等の改良が達せられない。
本発明複合繊維はポリエステル芯成分、及びポリアミド
鞘成分いずれも高度に配向、結晶化していることが特徴
である。即ち複合繊維のポリエスチル芯成分の複屈折は
160X10−3〜190X10−3である。160X
10−3未満では複合繊維の強度7.5g/d以上、初
期引張り抵抗度60g/d以上を達成することはできな
い。一方、190X10−3を越えていると寸法安定性
及び耐疲労性の改良が達せられない。後述する本発明複
合繊維の新規な製造方法によれば通常複屈折は190X
IO−3を越えない。
鞘成分いずれも高度に配向、結晶化していることが特徴
である。即ち複合繊維のポリエスチル芯成分の複屈折は
160X10−3〜190X10−3である。160X
10−3未満では複合繊維の強度7.5g/d以上、初
期引張り抵抗度60g/d以上を達成することはできな
い。一方、190X10−3を越えていると寸法安定性
及び耐疲労性の改良が達せられない。後述する本発明複
合繊維の新規な製造方法によれば通常複屈折は190X
IO−3を越えない。
一方、ポリアミド鞘成分の複屈折は55X10″3以上
、通常は58X10−3以上と高配向である。
、通常は58X10−3以上と高配向である。
複屈折が55X10=未満では高強度で高弾性率の本発
明繊維は得られない。
明繊維は得られない。
密度はポリエステル芯成分1.395g/am3以上、
ポリアミド鞘成分力11.175g/cm3と高く、い
ずれも高度に結晶化している。密度がそれぞれ上記の値
以上にないと複合繊維の改良された寸法安定性、耐疲労
性、及びゴム中耐熱性は得られない。
ポリアミド鞘成分力11.175g/cm3と高く、い
ずれも高度に結晶化している。密度がそれぞれ上記の値
以上にないと複合繊維の改良された寸法安定性、耐疲労
性、及びゴム中耐熱性は得られない。
本発明複合繊維の微細構造のうち、結晶部分の特徴を示
すDSCの融解曲線はポリエステル芯成分に対応する融
解曲線ピーク温度が247℃以上、通常は248°C以
上、ポリアミド鞘成分に対応する融解曲線ピーク温度は
280°C以上、通常は285°C以上である。該ピー
ク温度がそれぞれ高温であるほど結晶が大きく、および
/あるいは結晶の完全性が良く、繊維構造が安定である
ことと対応している。該融解ピーク温度がそれぞれ24
7°C未満、280°C未満の場合は目的とする高弾性
率、改良された寸法安定性、及び耐疲労性が得られない
。
すDSCの融解曲線はポリエステル芯成分に対応する融
解曲線ピーク温度が247℃以上、通常は248°C以
上、ポリアミド鞘成分に対応する融解曲線ピーク温度は
280°C以上、通常は285°C以上である。該ピー
ク温度がそれぞれ高温であるほど結晶が大きく、および
/あるいは結晶の完全性が良く、繊維構造が安定である
ことと対応している。該融解ピーク温度がそれぞれ24
7°C未満、280°C未満の場合は目的とする高弾性
率、改良された寸法安定性、及び耐疲労性が得られない
。
上記によって特徴づけられる本発明複合繊維は7、5g
/d以上の高強度、60g/d以上の初期弾性率を有し
、伸度は20%以下である。より好ましい複合繊維特性
は強度8g/d以上、初期弾性率80g/d以上、伸度
は8〜16%であり、これは後述する製造条件を適正に
組合せることによって達せられる。
/d以上の高強度、60g/d以上の初期弾性率を有し
、伸度は20%以下である。より好ましい複合繊維特性
は強度8g/d以上、初期弾性率80g/d以上、伸度
は8〜16%であり、これは後述する製造条件を適正に
組合せることによって達せられる。
本発明複合繊維の効果の一つは前記従来の複合繊維と同
様、ゴムとの接着性がよいポリマであるポリテトラメチ
レンアジパミド成分が鞘部分にあるため、例えはタイヤ
コードのようなゴム補強用繊維として用いろ場合、ポリ
エステル単独繊維のように2浴接着処理は不要であって
、通常のポリアミドのRFL (レゾルシン・ホルマリ
ン・ラテックス)1浴処理で接着が可能である。
様、ゴムとの接着性がよいポリマであるポリテトラメチ
レンアジパミド成分が鞘部分にあるため、例えはタイヤ
コードのようなゴム補強用繊維として用いろ場合、ポリ
エステル単独繊維のように2浴接着処理は不要であって
、通常のポリアミドのRFL (レゾルシン・ホルマリ
ン・ラテックス)1浴処理で接着が可能である。
また別の効果として、前記従来の複合繊維とは異なり、
本発明複合繊維は鞘成分ポリアミドとして高融点のポリ
テトラメチレンアジパミドを用いるため、接着剤付与後
の熱処理温度を通常のポリエステルの処理温度の上限、
例えば250℃まで高めることが出来るので、タイヤコ
ードとしての弾性率、寸法安定性、耐疲労性を一層改良
することができる。
本発明複合繊維は鞘成分ポリアミドとして高融点のポリ
テトラメチレンアジパミドを用いるため、接着剤付与後
の熱処理温度を通常のポリエステルの処理温度の上限、
例えば250℃まで高めることが出来るので、タイヤコ
ードとしての弾性率、寸法安定性、耐疲労性を一層改良
することができる。
以上の特徴を有する本発明複合繊維は以下に示す新規な
方法によって製造される。
方法によって製造される。
前記したポリエステル芯成分のポリマ物性を得ろために
は、極限粘度〔η〕が0.80以上、通常は0.85以
上の実質的にポリエチレンテレフタレートからなるポリ
マを用いる。また耐熱性の優れた本発明複合繊維を得る
ためには低カルボキシル末端基濃度のポリマな紡糸する
ことが必要である。例えば低温重合法を採用したり、重
合工程、または紡糸工程で封鎖剤を添加する等の技術が
適用される。封鎖剤としては例えばオキサゾリン類、エ
ポキシ類、カルボジイミド類、エチレンカーボネー、ト
、シュウ酸エステル、マロン酸エステル類等である。
は、極限粘度〔η〕が0.80以上、通常は0.85以
上の実質的にポリエチレンテレフタレートからなるポリ
マを用いる。また耐熱性の優れた本発明複合繊維を得る
ためには低カルボキシル末端基濃度のポリマな紡糸する
ことが必要である。例えば低温重合法を採用したり、重
合工程、または紡糸工程で封鎖剤を添加する等の技術が
適用される。封鎖剤としては例えばオキサゾリン類、エ
ポキシ類、カルボジイミド類、エチレンカーボネー、ト
、シュウ酸エステル、マロン酸エステル類等である。
ポリアミド鞘成分のポリマは硫酸相対粘度ηrが3.0
以上、通常は3.5〜5.0の高重合度ポリマを用いる
。
以上、通常は3.5〜5.0の高重合度ポリマを用いる
。
また本発明複合繊維は主に産業資材用途に用いるため、
高度の耐熱性、及び耐候性を付与する目的で通常ポリア
ミドに用いられる銅塩及び有機、無機の抗酸化剤の1種
又は2種以上が添加される。
高度の耐熱性、及び耐候性を付与する目的で通常ポリア
ミドに用いられる銅塩及び有機、無機の抗酸化剤の1種
又は2種以上が添加される。
特に銅塩とハロゲン化アルカリ金属との併用が好ましい
。
。
本発明複合繊維の溶融紡糸には2基のエクストルーダー
型紡糸機を用いることが好ましい。それぞれのエクスト
ルーダーで溶融されたポリエステル及びポリアミドポリ
マを複合紡糸パックに導き、複合紡糸用口金を通して芯
部にポリエステル、鞘部にポリアミドを配した複合繊維
として紡糸する。
型紡糸機を用いることが好ましい。それぞれのエクスト
ルーダーで溶融されたポリエステル及びポリアミドポリ
マを複合紡糸パックに導き、複合紡糸用口金を通して芯
部にポリエステル、鞘部にポリアミドを配した複合繊維
として紡糸する。
紡糸速度は1500m/分以上、好ましくは2000m
/分以上の高速とする。紡糸口金直下10 cm 〜1
00 cm、通常は20〜60Cm間に雰囲気温度25
0℃以上、好ましくは280°C以上の加熱雰囲気ゾー
ンを、加熱筒を設けることによってつくる。紡出糸条は
上記加熱雰囲気中を通過したのち冷風で急冷固化され、
次いで油剤を付与された後紡糸速度を制御する引取りロ
ールで引取られる。前記口金直下の加熱雰囲気の制御は
本発明の高速紡糸時の曳糸性を保持するため重要である
。引取られた未延伸糸は一旦巻き取った後側工程で延伸
するか、又は連続して延伸するが後者が品質の均一性、
及び生産効率上有利である。なお延伸前の未延伸糸の物
性を評価するためには該引取りロールを通過した糸条を
採取する。未延伸糸の複屈折はポリエステル芯部が20
X10−3以上、好ましくは25X10−3以上、ポリ
アミド鞘部も20X10−3以上、好ましくは30X1
0−3以上、と比較的高度に配向している。
/分以上の高速とする。紡糸口金直下10 cm 〜1
00 cm、通常は20〜60Cm間に雰囲気温度25
0℃以上、好ましくは280°C以上の加熱雰囲気ゾー
ンを、加熱筒を設けることによってつくる。紡出糸条は
上記加熱雰囲気中を通過したのち冷風で急冷固化され、
次いで油剤を付与された後紡糸速度を制御する引取りロ
ールで引取られる。前記口金直下の加熱雰囲気の制御は
本発明の高速紡糸時の曳糸性を保持するため重要である
。引取られた未延伸糸は一旦巻き取った後側工程で延伸
するか、又は連続して延伸するが後者が品質の均一性、
及び生産効率上有利である。なお延伸前の未延伸糸の物
性を評価するためには該引取りロールを通過した糸条を
採取する。未延伸糸の複屈折はポリエステル芯部が20
X10−3以上、好ましくは25X10−3以上、ポリ
アミド鞘部も20X10−3以上、好ましくは30X1
0−3以上、と比較的高度に配向している。
本発明の高速紡糸の採用は複合繊維の弾性率、寸法安定
性、及び耐疲労性の改良に効果的であるが、別の効果と
して芯鞘複合界面の剥離に対する耐久性が改良されるこ
とは注目すべきである。恐ら〈従来の低速紡糸法のよう
に、結晶化速度が速く、結晶化の進んだポリアミド成分
と非晶状態のポリエステル成分が組合される場合と異な
り、高速紡糸法ではポリアミド成分、ポリエステル成分
ともに配向結晶化が進む状態にあること、紡糸後の延伸
倍率が少なくて済むこと等が複合界面の剥離耐久性に寄
与しているものと考えられる。
性、及び耐疲労性の改良に効果的であるが、別の効果と
して芯鞘複合界面の剥離に対する耐久性が改良されるこ
とは注目すべきである。恐ら〈従来の低速紡糸法のよう
に、結晶化速度が速く、結晶化の進んだポリアミド成分
と非晶状態のポリエステル成分が組合される場合と異な
り、高速紡糸法ではポリアミド成分、ポリエステル成分
ともに配向結晶化が進む状態にあること、紡糸後の延伸
倍率が少なくて済むこと等が複合界面の剥離耐久性に寄
与しているものと考えられる。
次に該未延伸糸は連続して200℃以上、好ましくは2
30°C以上の温度で熱延伸される。延伸は2段以上、
通常は3段以上の多段で行ない、延伸倍率は1.4〜3
.5倍の範囲である。前記従来の複合繊維に比較して特
にポリアミド鞘成分の融点が高いため高温延伸を採用で
きることが特徴であり、かかる高温熱延伸の採用も複合
界面の剥離に対する耐久性の改良に寄与している。該延
伸による3段めの延伸温度が低く、例えば200℃未満
で延伸した場合は、例えばタイヤコードとして用いると
タイヤコード加工工程中、加硫工程中、またはタイヤ走
行中に界面剥離がおこることが確認されている。
30°C以上の温度で熱延伸される。延伸は2段以上、
通常は3段以上の多段で行ない、延伸倍率は1.4〜3
.5倍の範囲である。前記従来の複合繊維に比較して特
にポリアミド鞘成分の融点が高いため高温延伸を採用で
きることが特徴であり、かかる高温熱延伸の採用も複合
界面の剥離に対する耐久性の改良に寄与している。該延
伸による3段めの延伸温度が低く、例えば200℃未満
で延伸した場合は、例えばタイヤコードとして用いると
タイヤコード加工工程中、加硫工程中、またはタイヤ走
行中に界面剥離がおこることが確認されている。
かくして得られる繊維は前記本発明複合繊維の特徴を有
する。
する。
次に実施例に基づいて説明するが、本発明明細書本文、
及び実施例中に記載した繊維特性、コード特性の定義、
及び測定法は次の通りである1会秩■婁詩丑 (イ)DSCの融解曲線ピーク温度(Tm):Pe r
lc i n−E Ime r社製のDSC−I B
型で、昇温速度:10’C/分、試料ffi:4.0m
g、感度:4mcal/秒フルスケールで測定した。
及び実施例中に記載した繊維特性、コード特性の定義、
及び測定法は次の通りである1会秩■婁詩丑 (イ)DSCの融解曲線ピーク温度(Tm):Pe r
lc i n−E Ime r社製のDSC−I B
型で、昇温速度:10’C/分、試料ffi:4.0m
g、感度:4mcal/秒フルスケールで測定した。
本発明複合繊維の融解曲線からはポリエステル成分の融
解に相当する240〜260℃の融解ピーク温度とポリ
アミド成分の融解に相当する280〜310°Cの融解
ピーク温度を得ることができる。
解に相当する240〜260℃の融解ピーク温度とポリ
アミド成分の融解に相当する280〜310°Cの融解
ピーク温度を得ることができる。
(ロ)強度(T/D) 、伸度(E)、初期弾性率(M
i): J l5L1017の定義及び測定法によった
。なお初期弾性率は初期引張り抵抗度と同義である。荷
重−伸長曲線を得るための具体的条件は次の通りである
。試料を絽状にとり、20℃、65%RHの温湿度調節
された部屋に24時間以上放置後”テンシロンUTL4
L”型引張り試験機(オリエンチック(株)製)を用い
、翼長25cm、引張り速度30cm/分で測定した。
i): J l5L1017の定義及び測定法によった
。なお初期弾性率は初期引張り抵抗度と同義である。荷
重−伸長曲線を得るための具体的条件は次の通りである
。試料を絽状にとり、20℃、65%RHの温湿度調節
された部屋に24時間以上放置後”テンシロンUTL4
L”型引張り試験機(オリエンチック(株)製)を用い
、翼長25cm、引張り速度30cm/分で測定した。
(ハ)乾熱収縮率(△S+so) :試料を絽状にとり
、20℃、65%RHの温湿度調節室で24時間以上放
置した後、試料の0.1g/d に相当する荷重を掛
けて測定した長さLOの試料を無緊張状態で150℃の
オーブン中で30分間処理する。処理後のサンプルを風
乾し、上記温湿度調節室で4時間以上放置し、再び上記
荷重をかけて測定した長さLlから次式によって算出し
た。
、20℃、65%RHの温湿度調節室で24時間以上放
置した後、試料の0.1g/d に相当する荷重を掛
けて測定した長さLOの試料を無緊張状態で150℃の
オーブン中で30分間処理する。処理後のサンプルを風
乾し、上記温湿度調節室で4時間以上放置し、再び上記
荷重をかけて測定した長さLlから次式によって算出し
た。
乾熱収縮率(%) = (Ll−LO) /LO×10
0 (ニ)動的弾性率(E“):オリエンチック(株)製“
V i b r o nDDV−U”型を用い、振動数
110Hz、昇温速度3℃/分で測定し、】50℃にお
ける動的弾性率を比較した。
0 (ニ)動的弾性率(E“):オリエンチック(株)製“
V i b r o nDDV−U”型を用い、振動数
110Hz、昇温速度3℃/分で測定し、】50℃にお
ける動的弾性率を比較した。
ハ1エ −ル7′I の
(ホ)極限粘度〔η〕 :試料をオルソクロロフェノー
ル溶液に溶解し、オストワルド粘度計を用いて25℃で
測定した。
ル溶液に溶解し、オストワルド粘度計を用いて25℃で
測定した。
(へ)複屈折(△n)二カールツアイスイエナ社(東独
)製透過定量型干渉顕微鏡を用いて、ナトリウムD線を
光源として、干渉縞法によって繊維の側面から測定した
複屈折を求めた。
)製透過定量型干渉顕微鏡を用いて、ナトリウムD線を
光源として、干渉縞法によって繊維の側面から測定した
複屈折を求めた。
(ト)密度(ρ)二四塩化炭素を重液、n−ヘプタンを
軽液として作製した密度勾配管を用い、25°Cで測定
した。
軽液として作製した密度勾配管を用い、25°Cで測定
した。
(チ)カルボキシル末端基濃度(−COOH):試料1
gをオルソクレゾール20 m lに溶解し、完全溶解
後冷却してからクロロホルム40 m lを加え、次い
でカセイソーダのメタノール溶液にて電位差滴定を行な
い求めた。
gをオルソクレゾール20 m lに溶解し、完全溶解
後冷却してからクロロホルム40 m lを加え、次い
でカセイソーダのメタノール溶液にて電位差滴定を行な
い求めた。
ハ■ ミ゛ 1 の1
(す)硫酸相対粘度ηr:試料0.2gを98%硫酸2
5ccに溶解し、オストワルド粘度計を用いて25°C
て測定した。
5ccに溶解し、オストワルド粘度計を用いて25°C
て測定した。
(ヌ)複屈折(△n):ポリエステル芯繊維と同様、透
過定量型干渉顕微鏡による干渉縞法で側面から表層のポ
リアミド部分のみを測定した。
過定量型干渉顕微鏡による干渉縞法で側面から表層のポ
リアミド部分のみを測定した。
(ル)密度(ρ)二四塩化炭素を重液、トルエンな軽液
として作製した密度勾配管を用い、25°Cで測定した
。
として作製した密度勾配管を用い、25°Cで測定した
。
Δ−コー゛のて
(ヲ)強度(T/D) 、伸度(E)、及び中間伸度(
ME):前記!!:維の場合と同様に測定した。
ME):前記!!:維の場合と同様に測定した。
中間伸度は強力−伸張曲線において下記式で定める強力
を示す時の伸度をいう。
を示す時の伸度をいう。
(4,5XDXn)/ (1000X2)I<g但し、
D:延伸糸繊度 n:合撚糸数 例えば、延伸糸繊度1000デニール糸を2本合撚糸し
たコード1000/2は4.5kgの時の伸度が中間伸
度である。
D:延伸糸繊度 n:合撚糸数 例えば、延伸糸繊度1000デニール糸を2本合撚糸し
たコード1000/2は4.5kgの時の伸度が中間伸
度である。
(ワ)乾熱収縮率(△Sm):熱処理温度を177℃と
した以外は前記繊維の場合と同様に測定した。
した以外は前記繊維の場合と同様に測定した。
(力)GY疲労寿命:JIS L1017−1゜3.
2.IA法に準拠した。但しチューブ角度は906とし
た。
2.IA法に準拠した。但しチューブ角度は906とし
た。
(ヨンGD疲労:JIS L1017−1.3゜2.
2に準拠した。但し伸長6.3%、圧縮12゜6%とし
た。
2に準拠した。但し伸長6.3%、圧縮12゜6%とし
た。
(夕)接着性:JIS L1017−3.3.IA法
によった。
によった。
(し)耐熱接着性:ゴム加硫時の熱処理を170°Cで
60分とした以外上記(ヨ)項と同様の方法で評価した
。
60分とした以外上記(ヨ)項と同様の方法で評価した
。
(ソ)ゴム中耐熱性:ゴムシート上に並べたデイツプコ
ードを、別に用意したゴムシートでサンドイッチ状に挟
み、170℃に加熱したプレス機で50kg/cm2の
圧力下に3時間熱処理した。
ードを、別に用意したゴムシートでサンドイッチ状に挟
み、170℃に加熱したプレス機で50kg/cm2の
圧力下に3時間熱処理した。
処理前後のコード強力を測定し、強力1采持率を求めて
耐熱性の尺度とした。
耐熱性の尺度とした。
〈実施例−1〉
極限粘度〔η)1.05、カルボキシル末端基濃度!0
.5eq/106gのポリエチレンテレフタレート(以
下PETと言う)および沃化鋼0゜02重量%、沃化カ
リウム0.1重塁%を含み、カブラミド成分を5モル%
共重合した、硫酸相対粘度ηr4.2のポリテトラメチ
レンアジパミド(以下N46と言う)をそれぞれエクス
トルーダー型紡糸機で溶融し、複合紡糸バックに導き、
芯鞘複合紡糸口金より芯部にPET鞘部にN46の複合
繊維として紡出した。芯成分及び鞘成分の割合は第1表
のよう変化させた。口金は孔径0.4mmφ、孔数12
0ホールを用いた。ポリマー温度はPETを295°C
,N46を300℃でそれぞれ溶融し、紡糸バック温度
は300 ’Cとした。
.5eq/106gのポリエチレンテレフタレート(以
下PETと言う)および沃化鋼0゜02重量%、沃化カ
リウム0.1重塁%を含み、カブラミド成分を5モル%
共重合した、硫酸相対粘度ηr4.2のポリテトラメチ
レンアジパミド(以下N46と言う)をそれぞれエクス
トルーダー型紡糸機で溶融し、複合紡糸バックに導き、
芯鞘複合紡糸口金より芯部にPET鞘部にN46の複合
繊維として紡出した。芯成分及び鞘成分の割合は第1表
のよう変化させた。口金は孔径0.4mmφ、孔数12
0ホールを用いた。ポリマー温度はPETを295°C
,N46を300℃でそれぞれ溶融し、紡糸バック温度
は300 ’Cとした。
口金直下には30cmの加熱筒を取り付け、筒内雰囲気
温度を350°Cとなるように加熱した。雰囲気温度と
は口金面より1!5cm下の位置で、且つ最外周糸条よ
り1cm離れた位置で測定した雰囲気温度である。加熱
筒の下には長さ40 c mの環状吹出し型チムニ−を
取り付け、糸条の周囲よリ25°Cで40m/分の冷風
な糸条に直角に吹き付け、冷却した。ついで油剤を付与
した後、第1表に示した速度で回転する引取りロールで
糸条速度を制御した後−旦巻取ることなく連続して延伸
した。延伸は5対のネルソン型ロールによって3段延伸
した後2%のリラックスを与えて弛緩熱処理して巻き取
った。延伸条件は、引取りロール温度を60℃、第1延
伸ロール温度を100℃、第2延伸ロール温度を160
℃、第3延伸ロール温度を250°C1延伸後の張力調
整ロールは非加熱とし、1段延伸倍率は全延伸倍率の7
0%、残りを2段階に分けて配分し延伸した。紡糸速度
、全延伸倍率等を変化させて製糸したが、延伸糸の繊度
が約500デニールとなるよう紡糸速度、延伸倍率に対
応させて吐出量を変化させた。得られた延伸糸は3本合
糸して1500デニールとした。
温度を350°Cとなるように加熱した。雰囲気温度と
は口金面より1!5cm下の位置で、且つ最外周糸条よ
り1cm離れた位置で測定した雰囲気温度である。加熱
筒の下には長さ40 c mの環状吹出し型チムニ−を
取り付け、糸条の周囲よリ25°Cで40m/分の冷風
な糸条に直角に吹き付け、冷却した。ついで油剤を付与
した後、第1表に示した速度で回転する引取りロールで
糸条速度を制御した後−旦巻取ることなく連続して延伸
した。延伸は5対のネルソン型ロールによって3段延伸
した後2%のリラックスを与えて弛緩熱処理して巻き取
った。延伸条件は、引取りロール温度を60℃、第1延
伸ロール温度を100℃、第2延伸ロール温度を160
℃、第3延伸ロール温度を250°C1延伸後の張力調
整ロールは非加熱とし、1段延伸倍率は全延伸倍率の7
0%、残りを2段階に分けて配分し延伸した。紡糸速度
、全延伸倍率等を変化させて製糸したが、延伸糸の繊度
が約500デニールとなるよう紡糸速度、延伸倍率に対
応させて吐出量を変化させた。得られた延伸糸は3本合
糸して1500デニールとした。
製糸条件、得られた延伸糸特性、及び繊維構造パラメー
ターを、市販のタイヤコード用ポリエチレンテレフタレ
ート(P E T)繊維(1500−288−702C
)のそれらと合せ第1表に示した。
ターを、市販のタイヤコード用ポリエチレンテレフタレ
ート(P E T)繊維(1500−288−702C
)のそれらと合せ第1表に示した。
本発明複合繊維は低収縮率で150°C高温下での動的
弾性率はPETより高いことが示されている。
弾性率はPETより高いことが示されている。
〈実施例−2〉
実施例−1で得た延伸糸を用い、上撚及び下撚をそれぞ
れ反対方向に407/10cmづつかけて1500/2
の生コードとした。この生コードをリツラー社製ディッ
ピング機によって常法によって接着剤付与及び熱処理を
してデイツプコードとした。
れ反対方向に407/10cmづつかけて1500/2
の生コードとした。この生コードをリツラー社製ディッ
ピング機によって常法によって接着剤付与及び熱処理を
してデイツプコードとした。
デイツプ液は20%のレゾルシン、ホルマリン、ラテッ
クスよりなる接着剤成分を含み、接着剤成分がコードに
約4%付着するよう調整した。熱処理は250°Cで1
00秒、デイツプコードの中間伸度が約4%となるよう
ストレッチをかけながら処理した。また比較のPETは
常法により2浴接着処理を行ない、熱処理は240℃、
120秒行ない、中間伸度が約5%となるようストレッ
チして処理した。
クスよりなる接着剤成分を含み、接着剤成分がコードに
約4%付着するよう調整した。熱処理は250°Cで1
00秒、デイツプコードの中間伸度が約4%となるよう
ストレッチをかけながら処理した。また比較のPETは
常法により2浴接着処理を行ない、熱処理は240℃、
120秒行ない、中間伸度が約5%となるようストレッ
チして処理した。
かくして得られたデイツプコードについてゴム中耐熱性
、接着性、耐疲労性等を評価し第2表に示した。
、接着性、耐疲労性等を評価し第2表に示した。
本発明複合繊維デイツプコートは従来のポリエステルデ
イツプコードとほぼ同等の中間伸度、即ち弾性率と寸法
安定性を有し、かつ著しく改良されたゴム中耐熱性、耐
熱接着性、及び耐疲労性を有する高強力デイ・ンブコー
ドであることを示している。
イツプコードとほぼ同等の中間伸度、即ち弾性率と寸法
安定性を有し、かつ著しく改良されたゴム中耐熱性、耐
熱接着性、及び耐疲労性を有する高強力デイ・ンブコー
ドであることを示している。
〈発明の効果〉
本発明複合繊維は従来のポリエステルと同等以上の高温
下での弾性率、改良された寸法安定性を有し、かつ従来
のポリエステルに比ベゴム中耐熱性、接着性、特に高温
履歴を受けた後の耐熱接着性、及び耐疲労性が著しく改
良されている。そのため、例えばタイヤコードとして用
いるとタイヤ走行時の繰返し疲労に対する耐久性が極め
て良好となる。
下での弾性率、改良された寸法安定性を有し、かつ従来
のポリエステルに比ベゴム中耐熱性、接着性、特に高温
履歴を受けた後の耐熱接着性、及び耐疲労性が著しく改
良されている。そのため、例えばタイヤコードとして用
いるとタイヤ走行時の繰返し疲労に対する耐久性が極め
て良好となる。
そこで比較的大型の乗用車、ライトトラック、及び普通
トラック、バス用のタイヤコードとして有用できる。特
に大型のラジアルタイヤのカーカスコードとして最適で
ある。
トラック、バス用のタイヤコードとして有用できる。特
に大型のラジアルタイヤのカーカスコードとして最適で
ある。
また本発明複合yA碓は上記優れた特性を有するので、
タイヤコード以外のゴム補強材、例えば■ベルト、タイ
ミングベルト等の伝動用ベルトや搬送用ベルト等として
は勿論、一般の産業資材用途、例えばシートベルト、ス
リング、テント、ターポリン、縫い糸、重布、抄紙用キ
ャンパス、ローブ、漁網、釣糸に有用できる。
タイヤコード以外のゴム補強材、例えば■ベルト、タイ
ミングベルト等の伝動用ベルトや搬送用ベルト等として
は勿論、一般の産業資材用途、例えばシートベルト、ス
リング、テント、ターポリン、縫い糸、重布、抄紙用キ
ャンパス、ローブ、漁網、釣糸に有用できる。
Claims (2)
- (1)エチレンテレフタレートを主成分とするポリエス
テルを芯成分とし、実質的にポリテトラメチレンアジパ
ミドからなるポリアミドを鞘成分とする芯鞘型複合構造
を有する複合繊維であって、前記ポリエステル芯成分の
割合が30〜95重量%、芯成分の極限粘度〔η〕が0
.8以上、複屈折が160×10^−^3以上、密度が
1.395g/cm^3以上、かつDSCで測定した融
解曲線のピーク温度が274℃以上であり、前記ポリア
ミド鞘成分の割合が70〜5重量%、鞘成分の硫酸相対
粘度ηrが3.0以上、複屈折が55×10^−^3以
上、密度が1.170g/cm^3以上、DSCで測定
した融解曲線のピーク温度が280℃以上である高配向
、高結晶繊維構造を有することを特徴とする複合繊維。 - (2)複合繊維の強度が7.5g/d以上、伸度が20
%以下、初期引張り抵抗度が60g/d以上、乾熱収縮
率が5%以下であることを特徴とする特許請求の範囲第
(1)項記載の複合繊維。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5890788A JPH01239112A (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 高強度高耐久性複合繊維 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5890788A JPH01239112A (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 高強度高耐久性複合繊維 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01239112A true JPH01239112A (ja) | 1989-09-25 |
Family
ID=13097883
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5890788A Pending JPH01239112A (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 高強度高耐久性複合繊維 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01239112A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005178776A (ja) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Goodyear Tire & Rubber Co:The | ブレンド複合材繊維コードを有する空気入りタイヤ |
-
1988
- 1988-03-11 JP JP5890788A patent/JPH01239112A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005178776A (ja) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Goodyear Tire & Rubber Co:The | ブレンド複合材繊維コードを有する空気入りタイヤ |
JP4664666B2 (ja) * | 2003-12-22 | 2011-04-06 | ザ・グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニー | ブレンド複合材繊維コードを有する空気入りタイヤ |
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