JP3119481B2 - 1液型加熱硬化性オルガノポリシロキサン組成物 - Google Patents
1液型加熱硬化性オルガノポリシロキサン組成物Info
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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- C08L83/04—Polysiloxanes
-
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/04—Polysiloxanes
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description
硬化性オルガノポリシロキサン組成物に関するものであ
る。詳しくは、1包装化された組成物であり室温付近で
優れた貯蔵安定性を有し、高温では迅速に硬化し、かつ
優れた接着性を示すことを特徴とする加熱硬化性オルガ
ノポリシロキサン組成物に関するものである。
ロキサン組成物は、反応副生物が生成せず深部まで迅速
に硬化が進行するという特徴を有しているので、例え
ば、接着剤、電気・電子部品のポッティング材およびコ
ーティング材、紙やフィルムなどの剥離コーティング材
など幅広い分野にわたって使用されている。
物は貯蔵安定性が極めて悪く、これを1つの容器に封入
して保管することができないという欠点があり、そのた
め、通常はこれを構成する成分を各々別々の容器に分け
て貯蔵しなければならないという問題点があった。従
来、この問題点を解決するためヒドロシリル化反応用触
媒、特に白金系触媒の触媒活性を制御する方法が提案さ
れている。その1つの方法は、白金系触媒の触媒活性を
制御する作用のある添加剤、例えば、ベンゾトリアゾー
ル、アセチレン系化合物、ハイドロパーオキシ化合物な
どを併用する方法である。しかし、これらの方法では、
長期間の貯蔵安定性を得ようとする硬化特性が低下する
という欠点があった。本発明者は先にヒドロシリル化反
応用触媒を含む熱可塑性樹脂の粒状物を硬化触媒とした
オルガノポリシロキサン組成物を提案した。
の欠点は、他の材質への接着性が劣ることである。電気
・電子部品のポッティング材およびコーティング材とし
て使用する場合、剥離をおこしやすく水分の侵入を許し
たり、接着強度を低下させる原因となる。
結果、ヒドロシリル化反応用触媒を含む熱可塑性樹脂の
粒状物、かつ特定のオルガノハイドロジェンポリシロキ
サンを使用することにより1液型としての貯蔵安定性を
損わず、高温ではすみやかに硬化し、しかも優れた自己
接着性も有することを見出し本発明に到達した。本発明
の目的は、室温付近で貯蔵安定性が優れており、かつ自
己接着性を有する1液型加熱硬化性オルガノポリシロキ
サン組成物を提供することにある。
または非置換の1価炭化水素基、aは1.0〜2.3の数であ
る)で示され、1分子中に少なくとも2個のケイ素原子
結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、 (B)1分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素
原子及び少なくとも1個のアルコキシシリル基を有する
オルガノポリシロキサン(ただし、該オルガノポリシロ
キサンはオキシシラン酸素原子を有する1価の炭化水素
基を含有しない。)、 (C)ヒドロシリル化反応用触媒と軟化点またはガラス
転移点が40〜200℃の熱可塑性樹脂よりなる粒状物、 よりなる、1液型加熱硬化性オルガノポリシロキサン組
成物に関する。
サンは、本発明の組成物の主剤となる成分であり、1分
子中に少なくとも2個のケイ素原子結合アルケニル基を
有することが必要である。このオルガノポリシロキサン
は上式中、Rはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチ
ル基、ヘキシル基、オクチル基のようなアルキル基、ビ
ニル基、アリル基、ヘキセニル基などのアルケニル基、
フェニル基などのアリール基、3,3,3−トリフルオロプ
ロピル基のような置換炭化水素基で例示される1価炭化
水素基であり、aは1.0〜2.3の数である。このオルガノ
ポリシロキサンの分子構成は直鎖状、分岐状のシロキサ
ン骨格を有するものでもよい。またその重合度は特に限
定されないが、通常は25℃における粘度が10〜1,000,00
0センチポイズの範囲にあるものが使用される。
ガノポリシロキサンの架橋剤であり、かつ本発明組成物
が硬化後に他の材料に対して優れた接着性を示すために
必須とされる成分である。かかる(B)成分としては、
1分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子と
少なくとも1個のアルコキシシリル基が存在しなければ
ならない。
ソプロポキシ基,ブトキシ基などが例示される。アルコ
キシ基は,同種でも異種のものが混っていてもよい。本
発明の組成物が網状構造を形成するためには1分子中に
少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有すること
が必要である。水素原子以外にケイ素原子に結合した有
機基として前述した(A)成分のオルガノポリシロキサ
ンと同様のものが例示される。この有機基は、1分子中
に1種のみでもよく、また、2種以上が混在してもよ
い。
サンにアルケニル基含有アルコキシシランを付加反応で
導入する方法が容易である。このオルガノハイドロジェ
ンポリシロキサンは通常の付加反応型のオルガノポリシ
ロキサン組成物の架橋剤としてよく知られているもので
ある。その分子構造は、直鎖構造、網状構造、または3
次元構造を含んでいてもよく、これらの単一重合体また
は共重合体もしくは2種以上の重合体の混合物も使用で
きる。このオルガノハイドロジェンポリシロキサンの重
合度は、通常、25℃における粘度が0.5〜50,000センチ
ポイズの範囲内であり、好ましくは1〜10,000センチポ
イズの範囲内のものが使用される。このオルガノハイド
ロジェンポリシロキサンにアルケニル基含有アルコキシ
シランを従来公知のヒドロシリル化触媒活性を示す遷移
金属触媒を使うことによって、望む量のアルコキシシリ
ル基を導入することができる。
子と(A)成分中のケイ素原子結合アルケニル基のモル
比が、好ましくは0.5/1〜10/1の範囲になるような量で
あり、通常は(A)成分100重量部に対して0.1〜10重量
部の範囲内である。
はガラス転移点が40〜200℃の熱可塑性樹脂よりなる粒
状物は、(A)成分中のケイ素原子結合アルケニル基
と、(B)成分中のケイ素原子結合水素原子とをヒドロ
シリル化反応によって架橋するための触媒である。ここ
で、かかる粒状物の目的は、含有するヒドロシリル化反
応用触媒を粒状物外部の成分から隔離することである。
それ故、微粒子状熱可塑性樹脂の中にヒドロシリル化反
応用触媒が溶解または分散している構造の微粒子でも、
熱可塑性樹脂の殻の中にヒドロシリル化反応用触媒が核
として含有されている構造の微粒子、いわゆるマイクロ
カプセルでも本発明の目的に使用できる。
ロシリル化触媒活性を示す遷移金属触媒がすべて使用で
きる。具体的には塩化白金酸、アルコール変性塩化白金
酸、白金とオレフィンとの錯体、アルミナ、シリカ、カ
ーボンブラックなどに担持された白金、白金黒などで例
示される白金系触媒、テトラキス(トリフェニルホスフ
ィン)パラジウムのようなパラジウム触媒、あるいはロ
ジウム触媒が例示される。これらの中でも活性の高さお
よび(A)成分と(B)成分への相溶性の点から白金−
ビニルシロキサン触媒が好ましい。(C)成分はこのよ
うなヒドロシリル化反応用触媒が、軟化点あるいはガラ
ス転移点が40〜200℃の範囲内にある熱可塑性樹脂で粒
状化されたものである。軟化点は樹脂が自重または自身
の表面張力で流動開始する温度であり、一定速度で昇温
しながら顕微鏡で粉砕粒子を観察する方法によって容易
に知ることができる。ガラス転移点はDSC(デファレン
シャル・スキャンニング・カロリメーター)による測定
で知ることができる。本発明では、軟化点とガラス転移
点のどちらかが40〜200℃の範囲内にあれば使用するこ
とができる。軟化点とガラス転移点が40℃より低いと組
成物の貯蔵安定性が著しく低下し、また200℃よりも高
いと充分な加熱硬化速度が得られなくなる。ここで使用
される熱可塑性樹脂はヒドロシリル化反応用触媒を少な
くとも貯蔵中には実質的に透過させず、かつ、(A)成
分のオルガノポリシロキサンに実質的に溶解しない限
り、いかなる樹脂も使用できる。(C)成分に使用でき
る熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリ
スチレン、メチルセルロース、シリコーン樹脂、ポリシ
ラン樹脂などが挙げられる。
る方法は、従来公知の界面重合法やin−situ重合法など
の化学的方法、コアセルベーション法や液中乾燥法など
の物理的・機械的方法があり、本発明においてはいずれ
の手段を用いてもよい。なかでも狭い粒径分布のマイク
ロカプセルが比較的容易に得られることから、液中乾燥
法と気相乾燥法が望ましい。
(C)成分として用いることもできるが、これを適切な
洗浄溶剤によって洗浄してその表面に付着したヒドロシ
リル化反応用触媒を除去することが、貯蔵安定性に優れ
た加熱硬化性オルガノポリシロキサン組成物を得るため
には望ましい。ここで適切な洗浄溶剤とは、熱可塑性樹
脂を溶解しないが、ヒドロシリル化反応用触媒を溶解す
る性質を有するものである。このような洗浄溶剤とし
て、例えば、メチルアルコール、エチルアルコールなど
のアルコール類、ヘキサメチルジシロキサンなどの低分
子量オルガノポリシロキサン類などが挙げられる。
(C)成分の平均粒子径は、通常0.1〜500μmの範囲内
であり、好ましくは0.3〜100μmの範囲内である。これ
は平均粒子径は0.1μmより小さくなると製造に際して
ヒドロシリル化反応用触媒の収率が大幅に低下するから
であり、500μmよりも大きくなると、(A)成分のオ
ルガノポリシロキサンへの分散安定性が損われるからで
ある。
率は、粒状物の製造方法により大きく変わるので、特に
限定することはできないが、(C)成分中に占めるヒド
ロシリル化反応用触媒の含有率が0.01%以上となる比率
が望ましい。これは、0.01%未満になると、本発明組成
物に占める熱可塑性樹脂の比率が高くなり過ぎ、硬化後
の物性が損われることがあるためである。このような
(C)成分の配合量は、通常、(A)成分のオルガノポ
リシロキサン100重量部に対して白金換算で0.000001〜
0.1重量部の範囲内であり、好ましくは0.00005〜0.01重
量部の範囲内である。(C)成分そのものの配合量は0.
005〜100重量部の範囲内で使用されるが、上記の白金換
算の重量部の範囲内であれば、この重量部の範囲を越え
て使用してもよい。なお、白金換算重量とは、白金以外
の遷移金属の場合、配合される遷移金属と等しい原子数
の白金が配合されるとして計算した重量を意味する。
なるオルガノポリシロキサン組成物であるが,これには
必要に応じて,ヒュームドシリカや湿式シリカなどの微
粉状シリカ,表面疎水化処理された微粉状シリカ、
(B)成分中のケイ素原子結合水素原子と(A)成分中
のケイ素原子結合アルケニル基のモル比を調整するため
に1分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子
を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、クレ
ープハードニング防止剤、フェニルブチノールなどの貯
蔵安定剤、オルガノポリシロキサン以外のポリマー、耐
熱剤、難燃剤、石英粉末、珪藻土、炭酸カルシウム、ガ
ラス繊維などを配合することは、本発明の目的を損ない
限り差し支えない。
一に混合することによって容易に得られる。この混合順
序は特に制限はないが、(C)成分を少量の(A)成分
中に混合して均一に分散させた後、これを(A)成分お
よび(B)成分の混合物に添加する方法が望ましい。こ
の場合は、(C)成分のヒドロシリル化反応用触媒を含
む熱可塑性樹脂の粒状物を破壊しない限り、いかなる手
段を用いてもよい。また、その温度条件は使用する
(C)成分によって異なるので一概に規定することはで
きないが、少なくとも(C)成分で使用する熱可塑性樹
脂の軟化点あるいはガラス転移点以下の温度であること
が必要である。
℃)での貯蔵安定性に優れているので1包装型オルガノ
ポリシロキサン組成物として長期間の保存が可能であ
り,優れた接着性を有する。
・電子部品用ポッテイング剤やコーテイング剤として極
めて有用である。
はセンチポイズを示し、%は重量%を表わす。
2.0gの塩化白金酸(H2PtCl6・6H2O)を混合し、窒素気
流中120℃で1時間加熱混合した。ついで、濾過によっ
て副生した白金黒を除去した後、水洗により酸を除去し
て1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサンが配位した
白金錯体を含む反応生成物を得た。この反応生成物の白
金金属濃度は4.25%であった。
で得られる白金ビニルシロキサン錯体触媒を、165gの塩
化メチレンに溶解させた。この塩化メチレン溶液を、7.
5gのポリビニルアルコール[日本合成化学工業製、ゴー
セノールGL−05]を含む水中に撹拌しながら添加した。
次いで、塩化メチレンを25〜40℃で40時間かけて蒸発除
去した。この懸濁液から遠心分離によって固体状物を分
離した。次いで、この固体状物を水洗した後、多量のメ
チルアルコールで洗浄し、次いでヘキサメチルジシロキ
サンで洗浄することにより、平均粒子径7μm、白金含
有量0.24%の白金触媒含有ポリスチレン樹脂微粒子を得
た。
製 参考例2においてポリスチレンの代りに、8.0gのポリ
メチルメタクリレート(軟化点110℃、平均分子量93,00
0)を使用して、他は参考例2と同様にして、平均粒子
径10μm、白金含有量0.104gの白金触媒含有ポリメチル
メタクリレート樹脂微粒子を得た。
メチルシロキサン単位、65モル%のモノフェニルシロキ
サン単位から構成されるシリコーンレジン(軟化点90
℃)16.0gと参考例1で得られた白金ビニルシロキサン
錯体触媒1.6gを塩化メチレン330gに溶解させた。この塩
化メチレン溶液を、15gのポリビニルアルコール[日本
合成化学工業(株)製、ゴーセノールGL−05]を含む水
中に撹拌しながら添加した。次いで、塩化メチレンを25
〜40℃で48時間かけて蒸発除去した。この懸濁液から遠
心分離によって固体状物を分離した。次いで、この固体
状物を水洗した後、多量のメチルアルコールで洗浄し、
平均粒子径1μm、白金含有量0.40%の白金触媒含有シ
リコーン樹脂微粒子を得た。
リフェニルメチルシラン(軟化点135℃)を使用して、
他は参考例2と同様にして、平均粒子径10μm、白金含
有量0.27%の白金触媒含有ポリシラン樹脂微粒子を得
た。
1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサンを350gのイソ
プロピルアルコールに溶解し、さらに100gの重炭酸ソー
ダを加えて懸濁状態で撹拌しながら70〜80℃で60分反応
させた。イソプロピルアルコールと水を圧力50mmHg、温
度45℃の条件下で揮発除去し、固形分を濾過することに
よって白金含有量8.5重量%の白金触媒溶液を調製し
た。
メチルジクロロシランおよび330gのジフェニルジクロロ
フランを500gのトルエンで希釈した溶液を加水分解の
後、塩化水素を除去してから有機相を分離し、次いで0.
6gの水酸化カリウムを加えて加熱し、発生する水を留去
した後、中和して水洗を繰返した。しかる後溶媒を乾固
してガラス転移点が65℃、軟化点が85℃熱可塑性シリコ
ーン樹脂を得た。
脂900gとトルエン500gとジクロロメタン4600gを投入し
均一に混合した。次いで上記で得られた白金触媒溶液4
4.4gを投入し、混合することにより白金触媒と熱可塑性
シリコーン樹脂の均一溶液を得た。次いでこの溶液を2
流体ノズルを使って、窒素ガスを熱気流にしたスプレー
ドライヤー槽(アシザワ・ニトロ・アトマイザー株式会
社製)内に連続して噴霧した。ここで、窒素ガスの熱気
流温度はスプレードライヤーの入口で95℃であり、スプ
レードライヤーの出口で45℃であった。1時間の運転後
でバッグフィルターによって450gの白金触媒含有シリコ
ーン樹脂微粒子を捕集した。この微粒子の平均粒子径は
1.1μmであり、その形状は球状であった。また、白金
金属含有量は0.40重量%であった。
れ,粘度が約2000cpのジメチルポリシロキサン100部,
ヘキサメチルジシラザンで表面疎水化処理された比表面
積約200m2/gの微粉状シリカ20部を均一に混合した後、
分子式が、 で示されるシロキサン1.4gと3,5−ジメチル−3−ヘキ
シノール0.02gを添加し、均一に混合した。さらに参考
例4で得られた白金触媒含有樹脂微粒子を、組成物中の
白金含有量が5ppmとなるように混合し、加熱硬化性オル
ガノポリシロキサン組成物を得た。これらの組成物をア
ルミニウム、銅、鉄、ニッケル、ベークライト、エポキ
シガラス、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ガラ
ス製の2枚のテストピースに挟み、これを120℃で1時
間の乾燥オーブン中で硬化させ、2枚のテストピースが
オルガノポリシロキサン組成物の硬化物を介して一体化
した試験体を得た。次いで、この試験体を引張試験機
(テンシロン)にかけ、その接着強度を測定した。尚、
この接着強度の測定は、ASTM規格D1002−53Tに規定する
引張せん断試験に準じて行なった。これらの測定結果を
第1表に示した。
考例1で得られた白金ビニルシロキサン錯体を白金量が
5ppmになるように添加して組成物をつくった。この組成
物は、25℃で10日後に硬化したが、実施例1の組成物
は、90日後も硬化していなかった。
れ、粘度が約2700cpのジメチルポリシロキサン58部、ト
リメチルシロキシ基とジメチルビニルシロキシ基および
SiO2単位よりなり,粘度が約10cSのポリシロキサン13
部,平均粒度約5ミクロンの石英粉末17部,ヘキサメチ
ルジシラザンで表面疎水化処理された比表面積約200m2/
gの微粉状シリカ12部を十分に混合した後、平均分子式
が、 で示されるシロキサン4.6部、参考例4の白金触媒含有
樹脂微粒子0.24部、3−フェニル−3−ブチノール0.06
分を添加し、均一に混合した。この組成物をアルミニウ
ム製の2枚のテストピースに挟み、これを120℃で1時
間乾燥オーブン中で硬化させ、実施例1と同様にして、
接着性試験を行ない、接着強度と接着状態を測定した。
m2、接着状態はどちらも凝集破壊であった。
に挟み、今度は150℃で10分のプレス加硫でテストサン
プルを作った。接着状態は凝集破壊であった。
な架橋剤を混合して組成物をつくった。比較例として
(D)のみを混合した組成物も作った。これらの組成物
をアルミニウム、しんちゅう、ベークライト、エポキシ
ガラス、ガラス製のテストピースに塗布し、これを120
℃で1時間の乾燥オーブン中で硬化させ、接着状態を測
定した。
していなかった。
可塑性樹脂微粒子のかわりに参考例2,3,5で述べた白金
触媒含有熱可塑性樹脂微粒子を使って、白金量が10ppm
になるように添加し、それぞれ組成物をつくった。これ
らの組成物をアルミニウム製のテストピースに塗布し、
これを150℃で30分間乾燥オーブン中で硬化させ、接着
状態を測定した。いずれの組成物も凝集破壊であった。
またいずれの組成物も25℃で90日後で硬化していなかっ
た。
れ、粘度が約2700cpのジメチルポリシロキサン58部,ト
リメチルシロキシ基とジメチルビニルシロキシ基および
SiO2単位よりなり,粘度が約10cSのポリシロキサン13
部,平均粒度約5ミクロンの石英粉末17部,ヘキサメチ
ルジシラザンで表面疎水化処理された比表面積約200m2/
gの微粉状シリカ12部を十分に混合した後、平均分子式
が(B−2)で示されるシロキサン4.6部、参考例6の
白金触媒含有樹脂微粒子0.24部、3−フェニル−3−ブ
チノール0.03部を添加し、均一に混合した。この組成物
をアルミニウム製の2枚のテストピースに挟み、これを
120℃で1時間乾燥オーブン中で硬化させ、接着性試験
を行ない、接着強度と接着状態を測定した。
m2、接着状態はどちらも凝集破壊であった。
触媒の代りに参考例6の中で得られた白金含有量8.5重
量%の白金触媒溶液を白金量が5ppmになるように添加し
て加熱硬化性オルガノポリシロキサン組成物を造った。
この組成物の貯蔵安定性を調べたところ組成物は25℃で
10日後に硬化した。一方、上記実施例8の組成物は、90
日後も硬化していなかった。
は、(A)成分〜(C)成分からなり、特に(B)成分
の特定のオルガノハイドロジェンポリシロキサンと
(C)成分のヒドロシリル化反応用触媒を含む熱可塑性
樹脂の粒状物により、室温付近で長期間の貯蔵が可能で
あり、しかも自己接着性を有するという特徴を持つ。
Claims (5)
- 【請求項1】(A)平均組成式RaSiO(4−a)/2(式
中、Rは置換または非置換の1価炭化水素基、aは1.0
〜2.3の数である)で示され、1分子中に少なくとも2
個のケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリ
シロキサン、 (B)1分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素
原子及び少なくとも1個のアルコキシシリル基を有する
オルガノポリシロキサン(ただし、該オルガノポリシロ
キサンはオキシラン酸素原子を有する1価の炭化水素基
を含有しない。)、 (C)ヒドロシリル化反応用触媒と軟化点またはガラス
転移点が40〜200℃の熱可塑性樹脂よりなる粒状物、よ
りなる、1液型加熱硬化性オルガノポリシロキサン組成
物。 - 【請求項2】(C)成分を構成する熱可塑性樹脂がシリ
コーン樹脂もしくはポリシラン樹脂である、特許請求の
範囲第1項記載の1液型加熱硬化性オルガノポリシロキ
サン組成物。 - 【請求項3】(C)成分を構成する熱可塑性樹脂がアク
リル樹脂もしくはポリエチレン樹脂である、特許請求の
範囲第1項に記載の1液型加熱硬化性オルガノポリシロ
キサン組成物。 - 【請求項4】(C)成分中を構成するヒドロシリル化反
応用触媒が白金系触媒である、特許請求の範囲第1項記
載の1液型加熱硬化性オルガノポリシロキサン組成物。 - 【請求項5】白金系触媒が、アルケニルシロキサンで安
定化された白金触媒である、特許請求の範囲第4項に記
載の1液型加熱硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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| KR (1) | KR910016867A (ja) |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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