JPS6028432A - ポリアミツク酸溶液の製造方法 - Google Patents
ポリアミツク酸溶液の製造方法Info
- Publication number
- JPS6028432A JPS6028432A JP13506383A JP13506383A JPS6028432A JP S6028432 A JPS6028432 A JP S6028432A JP 13506383 A JP13506383 A JP 13506383A JP 13506383 A JP13506383 A JP 13506383A JP S6028432 A JPS6028432 A JP S6028432A
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- Japan
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- polyamic acid
- solution
- solvent
- acid solution
- phenylenediamine
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- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (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】
この発明は1強度及び耐熱性に優れたポリイミドを力え
るポリアミック酸溶液の製造方法に関するものである。
るポリアミック酸溶液の製造方法に関するものである。
さらに詳しくは、この発明は3.3’ 、、 4.4’
−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(以下BPDA
と略記することがある)とp−フェニレンジアミン(以
下PPDと略記することがある)を有機極性溶媒中、0
〜80℃の温度で反応させポリアミック酸溶液を調製す
る際に、 3.3’、 4.4’−ビフェニルテトラカ
ルボン酸二無水物と有機極性溶媒とを均一に混合した後
、混合物を攪拌しなからp−フェニレンジアミンを徐々
に添加することを特徴とするポリアミック酸溶液の製造
方法に関するものである。
−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(以下BPDA
と略記することがある)とp−フェニレンジアミン(以
下PPDと略記することがある)を有機極性溶媒中、0
〜80℃の温度で反応させポリアミック酸溶液を調製す
る際に、 3.3’、 4.4’−ビフェニルテトラカ
ルボン酸二無水物と有機極性溶媒とを均一に混合した後
、混合物を攪拌しなからp−フェニレンジアミンを徐々
に添加することを特徴とするポリアミック酸溶液の製造
方法に関するものである。
ポリアミック酸溶液の製造方法、特にモノマーの添加方
法については種々横側されている。J。
法については種々横側されている。J。
Appl、Polymer Sci、 、11 、 6
09 (1967) では。
09 (1967) では。
6種類のモノマー添加方法の検討を行っている。
ポリアミック酸の重合度が一番高く々るのは、ジアミン
の浴液にピロメリット酸二無水物を加える方法、及び、
ジアミンと酸二無水物とを同時に溶媒に加える方法とさ
れ、その他の方法1例えば。
の浴液にピロメリット酸二無水物を加える方法、及び、
ジアミンと酸二無水物とを同時に溶媒に加える方法とさ
れ、その他の方法1例えば。
ピロメリット酸二無水物の溶液に後からジアミンを加え
る方法は1重合度の低いポリアミック酸を与えることが
述べられている。
る方法は1重合度の低いポリアミック酸を与えることが
述べられている。
このように、従来公知の技術では、モノマーの添加方法
が異なると得られるポリアミック酸の重合度が違うこと
が知られているが、モノマー添加方法を変えることによ
る重合度以外の短所又は長所についてはほとんど知られ
ていない。本発明者ラカ+ 3+ 3′+ 4+ 47
−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とp−フェニレ
ンジアミンとを有機極性溶媒中で反応させ、ポリアミッ
ク酸の製造を試みた際、枝分れや架橋によると考えられ
るゲル化が起り1重合が順調に進行しない状態が度々発
生した。この発明者らは、この問題点解決のため鋭意研
究した結果、まず3.3’、 4.4’−ビフェニルテ
トラカルボン酸二無水物を有機極性溶媒中で十分攪拌し
、この溶液にp−フェニレンジアミンを十分攪拌しなが
ら徐々に加える方法が7他の副反応を起すことなく重合
が順調に進み、均一なポリアミック酸溶液が得られるこ
とを見出しこの発明を完成した。
が異なると得られるポリアミック酸の重合度が違うこと
が知られているが、モノマー添加方法を変えることによ
る重合度以外の短所又は長所についてはほとんど知られ
ていない。本発明者ラカ+ 3+ 3′+ 4+ 47
−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とp−フェニレ
ンジアミンとを有機極性溶媒中で反応させ、ポリアミッ
ク酸の製造を試みた際、枝分れや架橋によると考えられ
るゲル化が起り1重合が順調に進行しない状態が度々発
生した。この発明者らは、この問題点解決のため鋭意研
究した結果、まず3.3’、 4.4’−ビフェニルテ
トラカルボン酸二無水物を有機極性溶媒中で十分攪拌し
、この溶液にp−フェニレンジアミンを十分攪拌しなが
ら徐々に加える方法が7他の副反応を起すことなく重合
が順調に進み、均一なポリアミック酸溶液が得られるこ
とを見出しこの発明を完成した。
一フェニレンジアミンを有機極性溶媒中、0〜80℃の
温度で反応させてポリアミック酸溶液を調製する際に、
3.3’、 4.4’−ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物と有機極性溶媒とを均一に混合したり酸溶液の
製造方法に関するものである。
温度で反応させてポリアミック酸溶液を調製する際に、
3.3’、 4.4’−ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物と有機極性溶媒とを均一に混合したり酸溶液の
製造方法に関するものである。
この発明の方法によれば、全く意外にも極めて簡単な方
法により均一なポリアミック酸溶液を得ることができる
。
法により均一なポリアミック酸溶液を得ることができる
。
p−フェニレンジアミンを有機極性溶媒中で撹拌し均一
に混合した後、攪拌しながら3.3’ 、 4.4’
−ビフェニルテトラカルボン、酸二無水物を加えると。
に混合した後、攪拌しながら3.3’ 、 4.4’
−ビフェニルテトラカルボン、酸二無水物を加えると。
急激に溶液の粘度が上昇し、浴液は不均一なゲル状とな
り流動性もなくなり撹拌も困難となる。又。
り流動性もなくなり撹拌も困難となる。又。
BPDAとPPDとを同時に有機極性溶媒に入れてから
後、撹拌するとモノマーが数量〜数01の塊状になり、
このようにして生成した塊状物の溶解は困難であり、完
全に溶解するまで長時間を要し。
後、撹拌するとモノマーが数量〜数01の塊状になり、
このようにして生成した塊状物の溶解は困難であり、完
全に溶解するまで長時間を要し。
その結果として1重合に長時間かかり、得られるポリア
ミック酸の重合度が低いものとなる。又。
ミック酸の重合度が低いものとなる。又。
BPDAとPPDとを混合後、有機極性溶媒中に加える
方法もモノマーが塊状になり1重合が順調に進まない場
合が多い。
方法もモノマーが塊状になり1重合が順調に進まない場
合が多い。
公知の技術では上に述べたゲル化やモノマーが塊状物に
なることは知られていないが、その理由として公知技術
の酸二無水物は主にピロメリット酸二無水物であり、ジ
アミンは主にジアミノジフェニルエーテルであることが
考えられる。ゲル化については、PPDとジアミノジフ
ェニルエーテルの塩基性が異なり、 P、P D (p
Ka==6.1 )の方がジアミノジフェニルエーテル
(pKa = 4.6 ) J:り塩基性が強いため、
ポリアミック酸のカルボキシル基とPPDが塩を形成し
ポリアミック酸の分子間で架橋し、ゲル化が起るものと
考えた。ゲル化を防ぐ方法としては1重合中においてP
PDがBPDAに対して過剰に存在しないようにするこ
とであり、そのためには、BPDAを有機極性溶媒中で
十分撹拌し々からPPDを徐々に加える方法を採用する
ことである。もう一つの問題であるモノマーの塊状物の
生成は、BPDA及びPPDの有機極性溶媒中への溶解
性が小さいことに起因している。例えば、 N、N−ジ
メチルアセトアミド中への30℃でのBPDAの溶解度
は約]−,5fであり、PPDの溶解度は約2.82で
ある。一方。
なることは知られていないが、その理由として公知技術
の酸二無水物は主にピロメリット酸二無水物であり、ジ
アミンは主にジアミノジフェニルエーテルであることが
考えられる。ゲル化については、PPDとジアミノジフ
ェニルエーテルの塩基性が異なり、 P、P D (p
Ka==6.1 )の方がジアミノジフェニルエーテル
(pKa = 4.6 ) J:り塩基性が強いため、
ポリアミック酸のカルボキシル基とPPDが塩を形成し
ポリアミック酸の分子間で架橋し、ゲル化が起るものと
考えた。ゲル化を防ぐ方法としては1重合中においてP
PDがBPDAに対して過剰に存在しないようにするこ
とであり、そのためには、BPDAを有機極性溶媒中で
十分撹拌し々からPPDを徐々に加える方法を採用する
ことである。もう一つの問題であるモノマーの塊状物の
生成は、BPDA及びPPDの有機極性溶媒中への溶解
性が小さいことに起因している。例えば、 N、N−ジ
メチルアセトアミド中への30℃でのBPDAの溶解度
は約]−,5fであり、PPDの溶解度は約2.82で
ある。一方。
ピロメリット酸二無水物及びジアミノジフェニルエーテ
ルのN、N−ジメチルアセトアミド中への溶解度は各々
lop以上であり、溶解性がよいため塊状物が生成し力
いし、たとえ生成したにしても容易に溶解するので、実
際上何ら問題ないと考えられる。
ルのN、N−ジメチルアセトアミド中への溶解度は各々
lop以上であり、溶解性がよいため塊状物が生成し力
いし、たとえ生成したにしても容易に溶解するので、実
際上何ら問題ないと考えられる。
BPDAとPPDの有機極性溶媒中での反応に放物を防
ぐことができるのである。
ぐことができるのである。
この発明において使用する芳香族ジアミン成分は、PP
D以外に他の芳香族ジアミン、例えば。
D以外に他の芳香族ジアミン、例えば。
m−フェニレンジアミン、 4,4.’−ジアミノジフ
ェニルエーテル、 4..4’−ジアミノジフェニルチ
オエーテル、4.4’−ジアミノジフェニルメタン、
4..4’−ジアミノジフェニルメタン、4.4’−ジ
アミノジフェニルスルホンなどを、全芳香族ジアミン成
分に対して約30モル係以下、特に1oモル係以下であ
れば、PPDと共に使用してもよい。
ェニルエーテル、 4..4’−ジアミノジフェニルチ
オエーテル、4.4’−ジアミノジフェニルメタン、
4..4’−ジアミノジフェニルメタン、4.4’−ジ
アミノジフェニルスルホンなどを、全芳香族ジアミン成
分に対して約30モル係以下、特に1oモル係以下であ
れば、PPDと共に使用してもよい。
前記の3.3’、 4.4’−ビフェニルテトラカルボ
ン酸二無水物は、他の芳香族テトラカルボン酸二無水物
1例えば、 2,3 、3’、4’−ビフェニルテトラ
カルボン酸、 3.3’l 4,4’−ベンゾフェノン
テトラカルボン酸、ピロメリット酸、ビス(3,4−ジ
カルボキシフェニル)メタン、ビス(3,4−ジカルボ
キシフェニル)エーテルなどの二無水物を、全酸二無水
物に対して10モルチ以下、特に5モル係以下であれば
、共に使用してもよい。
ン酸二無水物は、他の芳香族テトラカルボン酸二無水物
1例えば、 2,3 、3’、4’−ビフェニルテトラ
カルボン酸、 3.3’l 4,4’−ベンゾフェノン
テトラカルボン酸、ピロメリット酸、ビス(3,4−ジ
カルボキシフェニル)メタン、ビス(3,4−ジカルボ
キシフェニル)エーテルなどの二無水物を、全酸二無水
物に対して10モルチ以下、特に5モル係以下であれば
、共に使用してもよい。
芳香族ジアミンの全成分と、芳香族テトラカルボン酸二
無水物の全成分とは、大略等モル、特に実質的に等モル
使用することが好ましい。すなわち、芳香族ジアミン成
分と芳香族テトラカルボン酸二無水物成分との差(モル
)が、芳香族テトラカルボン酸二無水物成分の全モル数
に対して5モル係以下、特に3モル係以下とな′るよう
に、溶媒へ添加することが好適である。
無水物の全成分とは、大略等モル、特に実質的に等モル
使用することが好ましい。すなわち、芳香族ジアミン成
分と芳香族テトラカルボン酸二無水物成分との差(モル
)が、芳香族テトラカルボン酸二無水物成分の全モル数
に対して5モル係以下、特に3モル係以下とな′るよう
に、溶媒へ添加することが好適である。
この発明の方法において1反応に使用する有機極性溶媒
としては、N−メチルピロリドン、ピリジン、 N、N
−ジメチルアセトアミド、 N、N−ジメチルホルムア
ミド、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、クレ
ゾール、フェノールなどのポリアミック酸を溶解するこ
とができる溶媒を好適に挙げることができる。
としては、N−メチルピロリドン、ピリジン、 N、N
−ジメチルアセトアミド、 N、N−ジメチルホルムア
ミド、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、クレ
ゾール、フェノールなどのポリアミック酸を溶解するこ
とができる溶媒を好適に挙げることができる。
この発明O方法において、ポリアミック酸の溶液のポリ
マー濃度は、5〜30重量係、好ましくは8〜25重量
%、さらに好ましくは10〜220〜22重量% この発明の方法における反応温度は約0−80℃、特に
5〜50℃に維持することが最適である。
マー濃度は、5〜30重量係、好ましくは8〜25重量
%、さらに好ましくは10〜220〜22重量% この発明の方法における反応温度は約0−80℃、特に
5〜50℃に維持することが最適である。
この発明の方法において、ポリアミック酸は。
対数粘度(30℃、濃度0.5y/100−溶媒で測定
)が0.2以上、特に0.3〜6.さらに0.4〜5程
度である分子量のものであることが好ましい。
)が0.2以上、特に0.3〜6.さらに0.4〜5程
度である分子量のものであることが好ましい。
ポリアミック酸溶液から溶媒を徐々に除去しながらポリ
アミック酸の成形品を成形する方法は。
アミック酸の成形品を成形する方法は。
すでに公知のどのような成形方法で行ってもよく。
例えば、10〜100μの厚さのポリアミック酸フィル
ムを成形する場合には、ポリアミック酸溶液をガラス板
、銅板、アルミ板などの平滑な平板上に流して被膜を形
成し、この被膜から溶媒を加熱によって徐々に除去して
成形する方法、あるいは、加熱した回転ドラムにポリア
ミック酸溶液を流して回転ドラムの表面に被膜を形成し
、この被膜から溶媒を徐々に除去して成形する方法を挙
げることができる。なお回転ドラムの代りにスチールベ
ルトを使うことも可能である。
ムを成形する場合には、ポリアミック酸溶液をガラス板
、銅板、アルミ板などの平滑な平板上に流して被膜を形
成し、この被膜から溶媒を加熱によって徐々に除去して
成形する方法、あるいは、加熱した回転ドラムにポリア
ミック酸溶液を流して回転ドラムの表面に被膜を形成し
、この被膜から溶媒を徐々に除去して成形する方法を挙
げることができる。なお回転ドラムの代りにスチールベ
ルトを使うことも可能である。
さらにポリアミック酸の成形物は、100〜450℃の
温度に加熱して、ポリアミック酸のアミド−醒結合をイ
ミド結合へ転換して、ポリイミド成形品を得ることがで
きる。
温度に加熱して、ポリアミック酸のアミド−醒結合をイ
ミド結合へ転換して、ポリイミド成形品を得ることがで
きる。
以下に実施例および比較例を示す。
実施例1
201の円筒型重合槽にN、N−ジメチルアセトリアミ
ック酸浴液は均一で、ポリアミック酸の対数粘度は2.
95で、溶液の粘度は45000ボイズであった。この
ポリアミック酸溶液をTダイ金型のスリットから押出し
て、溶液の薄膜を形成し。
ック酸浴液は均一で、ポリアミック酸の対数粘度は2.
95で、溶液の粘度は45000ボイズであった。この
ポリアミック酸溶液をTダイ金型のスリットから押出し
て、溶液の薄膜を形成し。
次いで金属ベルトの平滑面上に薄膜を載置し、その金属
ベルトの周囲に約120℃の熱風を供給して、約37重
量係の溶媒が残存している薄膜を形成し、最後に高温乾
燥炉内でピンテンターに保持して移動しながら、約25
0〜550℃の表面温度のヒーターと約400℃の熱風
とによって、薄膜から溶媒を実質的に除去し、約40μ
のポリイミドフィルムを連続的に製造した。
ベルトの周囲に約120℃の熱風を供給して、約37重
量係の溶媒が残存している薄膜を形成し、最後に高温乾
燥炉内でピンテンターに保持して移動しながら、約25
0〜550℃の表面温度のヒーターと約400℃の熱風
とによって、薄膜から溶媒を実質的に除去し、約40μ
のポリイミドフィルムを連続的に製造した。
このフィルムの引張り強度は45 Kf/mAで、伸び
率は42%であった。
率は42%であった。
実施例2
溶媒としてN、N−ジメチルアセトアミドの代りにN−
メチルピロリドンを使用したほかは実施例1と同様にし
てポリアミック酸溶液を得た。このポリアミック酸の対
数粘度は、2.83で、溶液の粘度は36000ポイズ
であった。
メチルピロリドンを使用したほかは実施例1と同様にし
てポリアミック酸溶液を得た。このポリアミック酸の対
数粘度は、2.83で、溶液の粘度は36000ポイズ
であった。
このポリアミック酸溶液より実施例1と同様にして約4
0μのポリイミドフィルムを製造した。
0μのポリイミドフィルムを製造した。
このフィルムの引張り強度は42 Kf/mA 、伸び
率は39%であった。
率は39%であった。
比較例1
20tの円筒型重合槽にN 、 N−ジメチルアセトア
ミド1320QyとPPD’i’78.6fを入れ十分
攪拌した後、BPDA2118.4yを加えると溶液の
粘度は急激に上昇し、約30分後には撹拌が困難となっ
た。この時の溶液は不均一で、ゲル化が起っている。こ
の浴液をさらに撹拌(毎分数回転)することを試みたが
、大部分の溶液が攪拌翼に付着して回転してしまい撹拌
効果がなかった。
ミド1320QyとPPD’i’78.6fを入れ十分
攪拌した後、BPDA2118.4yを加えると溶液の
粘度は急激に上昇し、約30分後には撹拌が困難となっ
た。この時の溶液は不均一で、ゲル化が起っている。こ
の浴液をさらに撹拌(毎分数回転)することを試みたが
、大部分の溶液が攪拌翼に付着して回転してしまい撹拌
効果がなかった。
この溶液は流動性がほとんどなかった。
比較例2
20tの円筒型重合槽にN、N−ジメチルアセトアミド
13200yとBPDA2118.4fとpPD778
.6ftを入れてから攪拌した。攪拌開始中数分後にな
ると数釧の塊状物が多数生成した。
13200yとBPDA2118.4fとpPD778
.6ftを入れてから攪拌した。攪拌開始中数分後にな
ると数釧の塊状物が多数生成した。
この溶液の撹拌を続けても塊状物はながなが消滅しなく
、完全に溶解するのに100時間以上の攪拌を要した。
、完全に溶解するのに100時間以上の攪拌を要した。
この時得られたポリアミック酸の対数粘度は1.20で
、溶液の粘度は200ポイズであった。
、溶液の粘度は200ポイズであった。
比較例ジ
20Aの円筒型重合槽にN、N−ジメチルアセトアミド
1ろ20Ofを入れ攪拌下、BPDA2118.4fと
PPD77B、6fとの混合物を加えた。添加後溶液中
には数鮒〜数cmの塊状物が多数生成した。塊状物が完
全に溶解するのに90時間の攪拌を要した。この時得ら
れたポリアミック酸の対数粘度は112で1溶液の粘度
は140ポイズであった。
1ろ20Ofを入れ攪拌下、BPDA2118.4fと
PPD77B、6fとの混合物を加えた。添加後溶液中
には数鮒〜数cmの塊状物が多数生成した。塊状物が完
全に溶解するのに90時間の攪拌を要した。この時得ら
れたポリアミック酸の対数粘度は112で1溶液の粘度
は140ポイズであった。
実施例ろ
添加速度をo、obg/グ・分にした以外は実施例1と
同様にしてポリアミック酸溶液を得た。このポリアミッ
ク酸の対数粘度は2.98で、溶液の粘度は46000
ポイズであった。
同様にしてポリアミック酸溶液を得た。このポリアミッ
ク酸の対数粘度は2.98で、溶液の粘度は46000
ポイズであった。
このポリアミック酸溶液より実施例1と同様にして約4
0μのポリイミドフィルムを製造した。
0μのポリイミドフィルムを製造した。
このフィルムの引張り強度は4” Kg/ ma +伸
び率は46%であった。
び率は46%であった。
比較例4
20tの円筒型重合槽にN、N−ジメチルアセトアミド
1ろ2002とBPDA 2118.4 fを入れ十分
攪拌する。この液にPPD778.6Sl’を5秒間で
添加した。この時の添加速度は0.7S’/S’・分で
ある。添加後溶液中には数置〜数crrLの塊状物が多
数生成し、塊状物が完全に溶解するのに100時間以上
の攪拌を要した。この時得られたポリアミック酸の対数
粘度は、1.08で、溶液の粘度は180ポイズであっ
た。
1ろ2002とBPDA 2118.4 fを入れ十分
攪拌する。この液にPPD778.6Sl’を5秒間で
添加した。この時の添加速度は0.7S’/S’・分で
ある。添加後溶液中には数置〜数crrLの塊状物が多
数生成し、塊状物が完全に溶解するのに100時間以上
の攪拌を要した。この時得られたポリアミック酸の対数
粘度は、1.08で、溶液の粘度は180ポイズであっ
た。
特許出願人 宇部興産株式会社
−22;
Claims (1)
- 極性溶媒中、0〜80℃の温度で反応させてポリアミッ
ク酸溶液を調製する際に、 3.3’ 、 4.4’−
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と有機極性溶媒徴
とするポリアミック酸溶液の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13506383A JPS6028432A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | ポリアミツク酸溶液の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13506383A JPS6028432A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | ポリアミツク酸溶液の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6028432A true JPS6028432A (ja) | 1985-02-13 |
Family
ID=15143010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13506383A Pending JPS6028432A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | ポリアミツク酸溶液の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6028432A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62257934A (ja) * | 1986-05-06 | 1987-11-10 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | ポリイミドの製法 |
JPS63248868A (ja) * | 1988-01-20 | 1988-10-17 | Toshiba Corp | 耐熱性絶縁被覆材 |
JPS63302068A (ja) * | 1987-01-31 | 1988-12-08 | Toshiba Corp | サーマルヘッド |
JPH0247137A (ja) * | 1988-08-09 | 1990-02-16 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | ポリアミド酸共重合体の製造方法 |
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JPS57200453A (en) * | 1981-06-04 | 1982-12-08 | Ube Ind Ltd | Preparation of polyimide powder |
JPS57200452A (en) * | 1981-06-04 | 1982-12-08 | Ube Ind Ltd | Preparation of polyimide powder |
-
1983
- 1983-07-26 JP JP13506383A patent/JPS6028432A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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