DE1594158B2 - Druckempfindliches Klebmittel - Google Patents

Druckempfindliches Klebmittel

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Description

Druckempfindliche Klebstoffe und klebstoffüberzogene Blattmaterialien sind in der Technik bekannt; sie besitzen die Fähigkeit, bei bloßer Berührung an klebstoffaufnahmefähigen Oberflächen zu kleben. Druckempfindlich-klebende Markierungen und Bänder kleben z. B. unter leichtem Fingerdruck auf verschiedenen Oberflächen. Obwohl sie nachher durch mechansiches Abziehen von diesen entfernt werden können, können sie auf Grund ihrer innewohnenden schnellklebenden Eigenschaften nicht auf der Oberfläche verschoben werden. Es ist daher mehr als überraschend, daß - wie festgestellt wurde - es möglich ist, großflächige Materialien aus Papier, Tuch, Plastikfilm und anderen biegsamen Blattmaterialien auf Wänden oder anderen zu beklebenden Oberflächen, die mit normal klebrigen und druckempfindlichen Klebmitteln überzogen sind, hin- und herschieben zu können.
Es wurde gefunden, daß durch Einverleibung kleiner, leichter, zerbrechlicher, dünnwandiger Teilchen in ein flüssiges Klebmittel vor dem Auftragen in wirksamer Weise ein Klebmittel erzeugt wird, das einen getrockneten Klebmittelüberzug ergibt, auf dem klebstoffaufnahmefähige Blattmaterialien bei Berührung verschoben werden können, bevor sie durch Anwendung von Druck mit dem Überzug klebend verbunden werden.
Erfindungsgegenstand ist daher das Klebmittel gemäß den Ansprüchen 1 und 2.
Eine typische und wichtige Anwendung, für die sich die erfindungsgemäßen Klebmittel als besonders vorteilhaft erwiesen haben, ist die Verbindung großer Flächen biegsamen Blattmaterials mit flachen unterstützenden Oberflächen in genauer Lage oder Stellung. Die Anbringung von gemusterten Schmucktapeten oder von gedruckten Zeichen oder Markierungen ist ein besonderes Beispiel. Das Klebmittel wird zuerst auf die Wand oder die zu beklebende Oberfläche aufgetragen und trocknen gelassen. Das bedruckte Blattmaterial wird dann auf die überzogene Oberfläche gelegt und in die erforderliche richtige Lage geschoben. Die Bindung des Blattes an die Oberfläche wird dann durch einfache Anwendung von Druck erreicht.
Die meisten, wenn nicht alle normal klebrigen und druckempfindlichen Klebmittel sind für die Durchführung der Erfindung brauchbar, wenn Flächen kleiner oder mittlerer Abmessungen beklebt werden sollen. Klebmittel mit hoher innerer Festigkeit und starker Klebrigkeit werden insbesondere für große Flächen bevorzugt. Klebmittel auf der Grundlage von teilweise gehärtetem oder vernetztem Kautschuk oder kautschukartigen Polymerisaten weisen im allgemeinen eine höhere innere oder Bindefestigkeit auf und werden besonders bevorzugt. Erfindungsgegenstand ist ferner die Verwendung gemäß Anspruch 3.
Das Klebmittel kann als Lösung in einem flüchtigen Lösungsmittel oder als Dispersion in einem flüchtigen flüssigen Träger oder in anderer Form aufgetragen werden. Wäßrige Dispersionen sind vorteilhaft, da sie die Bildung verhältnismäßig hoher Konzentrationen an nichtflüchtigen Bestandteilen gestatten und dabei nicht so teuer, unangenehm und feuergefährlich wie bei Verwendung flüchtiger organischer Lösungsmittel sind. Die Auftragung kann mittels eines Pinsels, einer Farbwalze, Bürste, durch Aufsprühen oder in anderer Weise erfolgen, wobei das Klebmittel als dünner gleichmäßiger Überzug aufgetragen wird. Die Auftragung mittels eines Pinsels ist bequem und für diesen Zweck sind wäßrige Dispersionen besonders wirksam.
Die hohlen Kügelchen können eine Teilchengröße
von etwa 20 bis zu etwa 500 μ aufweisen. Bei kleineren Teilchen kann die erforderliche Konzentration ausreichen, einen starken Verlust der Fähigkeit des Überzugs, eine feste Klebstoffverbindung auszubilden, herbeizuführen. Größere Teilchen sind bei stärkeren Blattmaterialien wirksam, sie bilden jedoch kleine Oberflächenunebenheiten, insbesondere wenn sehr dünne und biegsame Überzüge mit glatten Unterlagen verklebt werden. Kügelchen mit einer Größe von etwa 50 bis etwa 250 μ, die bei normaler Handhabung ausreichend beständig sind, die jedoch unter mittlerem Druck leicht zerbrechen, sind im Handel erhältlich und werden bevorzugt.
Die hohlen Teilchen werden leicht zerstört, wie durch eine Probe unter einem Mikroskop mit geringer Vergrößerung festgestellt werden kann. Ein leichter Druck mit einer Spatelspitze gegen das auf einer festen Unterlage liegende Kügelchen läßt das Einzelteilchen in dünne Bruchstücke zerplatzen; trotzdem sind die Teilchen für den beabsichtigten Zweck fest und zäh genug, wenn sie im Klebmittelüberzug sich befinden. Es wurde gefunden, daß Glasteilchen mit den erforderlichen Eigenschaften innerhalb eines Dichtebereiches von etwa V10 bis etwa V3 oder vorzugsweise von etwa V5 bis etwa V3 g/cm3 liegen, wie mittels eines Luftvergleichs-Pyknometers gemessen wurde. Hohle Tonkügelchen sowie leicht zerbrechliche, hohle Kü-
öo gelchen aus zähen harzartigen Materialien, z. B. Harnstoff-Formaldehyd- und Phenol-Formaldehyd-Harzen, sind gleichfalls verwendbar.
Der Mengenanteil der Teilchen, der in dem Klebmittel zugesetzt wird, hängt von der Größe und der
Größenverteilung der Teilchen, der Dicke des Überzugs und gegebenenfalls von anderen Faktoren ab. Bei einem vorgegebenen Gewicht eines bestimmten Klebmittels ergab die Zugabe von 3 Gewichtsteilen
hohler Glaskugeln mit einer Teilchengrößenverteilung von etwa 50 bis 75 μ einen Überzug, der Gleitfähigkeits- und Klebeeigenschaften aufwies, die im wesentlichen denen gleichwertig waren, die bei Zugabe von 1,5 Teilen Kügelchen mit 105 bis 125 μ oder von 0,5 Teilen mit 150 bis 175 μ erhalten wurden. Bei Überzügen mit größerer Dicke waren nur die größeren Teilchen wirksam. Da Klebstoffe und Teilchen mit einer stark unterschiedlichen Zusammensetzung gleich gut verwendbar sind, werden die Mengenanteile am zweckmäßigsten in Vol.-%, bezogen auf das Volumen des trockenen Klebstoffs, angegeben. Es wurde gefunden, daß Volumenteile von etwa 1 bis etwa 40% Teilchen, bezogen auf das Gesamtvolumen an trocknem Klebstoff und Teilchen, brauchbare Überzüge ergeben, die sowohl Gleitfähigkeit als auch Bindungsfähigkeit aufweisen. Der bevorzugte Volumenanteil an Glasteilchen mit einem Durchmesser von 125 bis 150 μ liegt zwischen etwa 3 und etwa 10%.
Der bequemeren Nacharbeitung wegen werden die Mengenanteile öfter auch in Gew.% angegeben.
Die Mittel werden zweckmäßigerweise dadurch hergestellt, daß die Kügelchen in ein vorher hergestelltes flüssiges Klebmittel eingerührt werden, wobei dafür Sorge zu tragen ist, daß die zerbrechlichen Teilchen nicht zerstört werden. Es können verschiedenartige Suspendiermittel zugesetzt werden, damit die Kügelchen in der Lösung oder Dispersion während des Versands, der Lagerung oder Anwendung gleichmäßig dispergiert verbleiben. Nachdem das flüssige Gemisch auf eine Wand oder eine andere Unterlage aufgetragen ist, z. B. mittels eines Pinsels, zeigen die Kügelchen die Neigung, an der freiliegenden Oberfläche als mehr oder weniger gleichmäßige Muster kleiner, jedoch unsichtbar gerundeter Erhebungen zu erscheinen. Wähend der Trocknung schrumpft der Klebstoff, verbleibt jedoch als sehr dünner Film über diesen Erhebungen oder nach außen liegenden Teilchen der Kügelchen. Überraschenderweise ist der Film so dünn, daß Blattmaterialien, die mit den freiliegenden Erhebungen in Berührung gebracht werden, nicht an diesen kleben bleiben, sondern leicht über die genarbte Oberfläche verschoben werden können. Die Verschiebung des Blattes in die richtige Lage kann durch Hand oder mit Tapezierbürsten oder auf andere Weise erfolgen..
Befindet sich das Blatt in der endgültig richtigen Lage, kann es durch Anwendung von zusätzlichem Druck, der ausreicht, um die Kügelchen zu zerbrechen und die Oberfläche des Blattes in die vollständige Berührung mit der Klebstoffmasse zu bringen, verklebt werden. Ein unter Handdruck geführter Druckstempel oder eine Tapezierwalze reicht aus. Danach darf das Blatt nicht mehr auf der Unterlage verschoben werden. Bei geeigneten Klebstoffen ist die erzielte Verklebung so fest, daß die Entfernung durch mechanisches Abziehen großer Flächen ohne Zerreißen oder anderweitige Beschädigung des Blattmaterials bald praktisch unmöglich ist.
Durch das Zerbrechen der Kügelchen während der Druckverklebung wird eine praktisch einheitliche Dicke des Klebstoffilms und eine glatte Auftragung des Blattmaterials erzielt. Die Restbruchstücke der Kugelschalen verbleiben im Klebstoff eingebettet. Die Luft zwischen den beiden Oberflächen wird durch Kanäle zwischen den Erhebungspunkten während der Druckverklebung herausgepreßt. Als Folge davon bildet das Blattmaterial eine glatte Klebverbindung mit der gesamten Oberfläche der Klebstoffschicht, so daß eine maximale Bindung erzielt wird.
Eigenartigerweise gewährleistet die Gegenwart einer rauhputzähnlichen Klebstoffoberfläche nicht die Gleitfähigkeit von Blattmaterialien. Es wurde gefunden, daß Klebstoff überzüge, die aus normal klebrigen und druckempfindlichen Klebstoffen mit gleichmäßig verteilten Vertiefungen und Erhebungen hergestellt sind, an Papier und anderen Blattmaterialien stark kleben, wenn der Versuch unternommen wird, das Blattmaterial auf der Klebstoffoberfläche hin- und herzuschieben. Die Gegenwart eines im wesentlichen festen Kerns innerhalb der Klebstofferhebung oder -erhöhung scheint für die Gleitfähigkeit wesentlich zu sein.
Die für die erfindungsgemäßen Mittel verwendbaren hohlen Perlen oder Kügelchen können aus organischem oder anorganischem Material bestehen, vorausgesetzt, daß die Größe und Festigkeit der Gebilde sich innerhalb der vorgenannten Grenzen hält und sich nicht verändert. Glaskügelchen werden bevorzugt, jedoch sind auch Kügelchen aus dünnen Schalen aus Ton, Harnstoff- oder Phenol-Formaldehyd-Harzen, Alkalisilikaten und vielen anderen Materialien verwendbar. Verfahren zur Herstellung von Produkten dieser Art sind in den US-Patentschriften 2797201, 2978339, 2978340 und 3030215 veröffentlicht. In diesen Patentschriften wird die Herstellung von »Mikrokugeln« beschrieben. Es wurde vorgeschlagen, die Kügelchen unter anderem als Füllmittel mit niedriger Dichte für selbsthärtende harzartige Massen zu verwenden, vgl. britische Patentschriften 957037 und 957484. Vor dieser Erfindung wurde jedoch - soweit bekannt - noch nicht der Vorschlag gemacht, diese »Mikrokugeln« oder andere hohle, feste, zerbrechbare Mikrokugeln oder kleine Kügelchen druckempfindlichen Klebmitteln in der hier beschriebenen Weise zu dem angegebenen Zweck einzuverleiben.
Beispiel 1
Ein druckempfindlicher Klebstoff, der im wesentlichen aus 100 Gewichtsteilen eines Mischpolymerisats aus gleichen Teilen Vinylacetat und Dibutylmaleat und 10 Teilen Dibutylphthalat bestand, wurde in Form einer wäßrigen Dispersion erhalten, die 53,9% nichtflüchtiges Klebstoffmaterial und 46,1 % flüchtige Träger enthielt, wie durch Trocknen einer Probe bei 105° C bis zur Gewichtskonstanz bestimmt wurde. Zu 100 Teilen dieser Dispersion wurde 1 Teil hohler
so Glaskügelchen mit einer Dichte von 0,19 g/cm3 und einem Teilchengrößenbereich von 105 bis 107 μ zugefügt. Die Teilchen wurden sorgfältig und gleichmäßig in das Klebmittel von Hand eingerührt. Der Volumenanteil an Teilchen betrug etwa 10%.
Das Gemisch wurde auf die Oberfläche eines Gipswandbrettes gleichmäßig mit einer Bürste aufgetragen und im Luftstrom getrocknet. Der trockene Überzug wies eine leicht rauhe, »gänsehautähnliche« Oberfläche auf und fühlte sich bei Berührung mit den Fingerspitzen klebrig an.
Ein Stück Tapete guter Qualität wurde gegen die überzogene Oberfläche gehalten und unter leichtem Druck von Hand hin- und herverschoben. Das Papier haftete genügend, so daß es nicht herunterfiel, wenn die unterstützenden Hände weggenommen wurden, es konnte jedoch leicht auf der überzogenen Oberfläche unter geringem Druck verschoben werden.
Nachdem es in die richtige Lage gebracht war.
wurde das Papier unter Verwendung eines Polyäthylenkeils mit geringem Reibungswiderstand als Druckstempel von Hand fest gegen die überzogene Oberfläche gepreßt. Nachträgliche Versuche, die Lage des Papiers zu verändern oder es zu bewegen, führten zum Zerreißen bzw. Entschichten entweder der Tapete oder der Wandoberfläche.
Eine gleich gut wirksame Gleit- und Bindungsfähigkeit wurde mit dem gleichen Klebmittel erzielt, dem V3 Gew.% Glaskugeln einer Größe von 175 bis 250 μ und einer Dichte von 0,241 g/cm3 an Stelle der kleineren Kügelchen des Beispiels 1 zugesetzt worden waren.
Beispiel 2
Kleine Glaskugeln in einer Menge von 5 Gew.% wurden mit 95 Teilen einer wäßrigen Klebstoffemulsion vermischt, die 55% druckempfindlichen Klebstoff enthielt. Die Kügelchen hatten eine Dichte von 0,33 g/cm3 und einen Größenbereich von etwa 75 bis 125 μ. Der Klebstoff bestand aus einem druckempfindlichen Acrylpolymerisat-Klebstoff, der in Form einer wäßrigen Dispersion mit einem spezifischen Gewicht von 1,15 kg/Liter erhältlich ist. Der Volumenanteil der Kügelchen betrug etwa 25%.
Das Gemisch wurde auf eine Gipswand in einer Menge von etwa 130 bis 140 cmVm2 gestrichen und eine halbe Stunde an der Luft trocknen gelassen. Tapetenstücke aus bedrucktem Papier und Vinylfilm auf Tuchgrundlage wurden jeweils leicht gegen die trokkene Klebstoffoberfläche gehalten und in die gewünschte Lage geschoben und dann durch Handdruck unter Verwendung eines schmalen Polyäthylenkeils mit geringem Reibungswiderstand fest verklebt. Das Papier blieb fest gebunden. Das überzogene Gewebe war sofort nach dem Aufbringen mechanisch abziehbar, wurde es jedoch 24 Stunden auf der Stelle belassen, konnte es nicht mehr von der Wand abgezogen werden, ohne daß Entschichtung der Wandunterlage eintrat.
Zur Kontrolle wurde der gleiche Klebstoff aber ohne Zusatz von Kügelchen in der gleichen Weise auf die Wand aufgetragen und Tapetenproben leicht gegengehalten. Der Klebstoffüberzug klebte an den Tapeten so fest, daß sie nicht durch Verschieben in die richtige Lage gebracht werden konnten.
Der gleiche Klebstoff wurde auf relative Bindungsfähigkeit mit und ohne Zusatz kleiner Mengenanteile an Glaskügelchen mit einer Dichte von 0,289 g/cm3 und einem Größenbereich von 100 bis 125 μ untersucht. Die Proben wurden auf Metallplatten gestrichen und getrocknet. Streifen aus mit Vinylharz überzogenem Gewebe wurden gegen die überzogenen Oberflächen gedrückt, wobei ein Druckstempel verwendet wurde, um lokalen Druck auszuüben. Dann wurde die relative Kraft gemessen, die zur Entfernung des Gewebes bei langsamer Ablösung (d. h. 30 cm/ Minute) erforderlich war. Überraschenderweise wurde durch die Gegenwart geringer Mengen Kügelchen die Klebstoffverbindung verstärkt, wie aus der folgenden Tabelle ersichtlich:
Gew.-% Vol.-% Ablösekraft
Kügelchen kg/cm
O O 3,8 bis 5,0
1 7 4,8 bis 5,4
2 13 6,4 bis 8,6
5 28 3,6 bis 3,9
Beispiel 3
In diesem Beispiel wurden die Glas-»Mikrokügelchen« der vorhergehenden Beispiele durch unregelmäßig geformte hohle Teilchen oder Kugeln aus Kanamite-Ton ersetzt, die im Handel erhältlich sind. Die Kügelchen hatten eine gemessene Dichte von 1,36 g/ cm3 und eine Größenverteilung von etwa 300 bis 500 μ, durch Siebanalyse bestimmt. Die Kügelchen
ι ο wurden der Acrylpolymerisat-Klebstoff dispersion des Beispiels 2 in einer Menge von 2 Gew.% der Dispersion zugesetzt. Das Gemisch wurde auf eine Wandoberfläche aufgetragen und trocknen gelassen. Tapete wurde in die entsprechende Lage verschoben und unter Druck verklebt, wobei eine überzogene Oberfläche erhalten wurde, an der die Formen der Kügelchen noch wahrnehmbar waren. Bei schwereren Tapeten, wie Vinylfilm auf Tuchgrundlage, war die Gleitfähigkeit gleichermaßen gut und die anfängliche Lage der Kügelchen wurde vollständig verdeckt.
Beispiel 4
Ein Gemisch aus 5 Gewichtsteilen hohler Glas- »Mikrokugeln« mit einem Teilchengrößenbereich von
75 bis 125 μ und einer Dichte von 0,33 g/cm3 in 100 Teilen einer 50% nichtflüchtige Stoffe enthaltenden wäßrigen Dispersion eines selbstbindenden Klebstoffs mit hoher innerer Festigkeit, der Neoprenkautschuk und ein verträgliches wärmehärtbares Phenol-Aldehydharz enthielt, wurde gleichmäßig auf eine schwere Sperrholzplatte und eine entsprechende dünne Kieferplatte mit der Bürste aufgetragen. Die dünnen Klebstoffüberzüge blieben nach Verflüchtigung des wäßrigen Trägers mehrere Stunden klebrig und druckempfindlich, wobei sie in manchen Fällen zu einem nichtklebrigen und sehr zähen Zustand aushärteten. Nach vorheriger Trocknung wurde die Kieferplatte mit der überzogenen Oberfläche mit der überzogenen Oberfläche der Sperrholzplatte in Berührung gebracht. Sie wurde dann angehoben und.in etwas anderer Lage wieder aufgelegt. Dieses Verfahren wurde so lange wiederholt, bis beide Platten genau übereinanderpaßten. Die obere Platte wurde dann fest gegen die untere gepreßt, wobei ein starker Handdruck über eine kleine (5 cm) Kautschukwalze lokal übertragen wurde. Zwischen beiden Platten wurde eine feste Verbindung erzielt.
Bei Abwesenheit der Kügelchen klebten die überzogenen Platten bei leisester Berührung, und zwar so
so fest aneinander, daß eine nachträgliche Trennung oder Verschiebung in die richtige Lage unmöglich war.
Beispiel 5
Durch Vermischen von 100 Gewichtsteilen einer wäßrigen Dispersion eines druckempfindlichen Klebstoffs, 10 Teilen Verdicker-Lösung und 2,2 Teilen Harnstoff-Formaldehyd-Kügelchen wurde ein Klebmittel hergestellt. Das Mittel wurde auf ein Wandbrett gestrichen und trocknen gelassen. Tapete wurde auf der überzogenen Oberfläche in die richtige Lage verschoben und dann unter Verwendung einer Holzwalze unter Druck klebend verbunden.
Der Klebstoff bestand aus einem druckempfindlichen Vinylacetatmischpolymerisat-Klebstoff und ist als 55 bis 57%ige wäßrige Dispersion erhältlich. Ein trockener Film des nichtmodifizierten Klebstoffs ist klar und durchscheinend und hat eine Nominaldichte
von 1,046 g/cm3. Papier klebt auf diesen Filmen bei Berührung.
Die Verdickung der Klebstoffdispersion, um eine bessere Streichfähigkeit zu erzielen und die Kügelchen in Suspension zu halten, wurde durch Zugabe eines handelsüblichen alkalilöslichen Acrylpolymerisat-Verdickungsmittels erreicht, das in Form einer 28%igen Suspension in Wasser erhältlich ist. Zur Bereitung der Verdickungslösung wurden zu 16,8 Teilen der Suspension zuerst 81,9 Teile Wasser und dann 1,3 Teile starkes Ammoniumhydroxyd zugeführt. Die Dichte des trockenen Verdickungsmittels betrug 1,193 g/cm3.
Die harzartigen Kügelchen oder Mikrokapseln hatten eine nominale Siebgröße von 55 bis 105 μ, sie waren jedoch von einem verhältnismäßig großen Anteil kleiner fester Harzteilchen oder Staubteilchen begleitet, von denen viele an den Schalen der Kügelchen klebten. Die Dichte des Produktes betrug 0,570 g/ cm3, gemessen mit einem Luftvergleich-Pyknometer;
der Volumenanteil wurde entsprechend zu etwa 6,7% berechnet. Die Kügelchen waren nicht so spröde wie die aus Glas oder Ton und sie neigten dazu, zusammenzufallen oder sich eindrücken zu lassen anstatt zu zerplatzen, wenn sie einem leichten Spateldruck ausgesetzt wurden. Sie waren jedoch hinreichend zäh genug, um ein Zusammenfallen der rauhen Oberfläche und der Klebstoff bindung an das Papier während Verschiebung und vor der Druckanwendung zu verhindern.
Ein anderer Klebstoff, der bei den hier beschriebenen Verfahren gute Ergebnisse ergab, besteht aus einem Mischpolymerisat aus 5 Gewichtsteilen Acrylsäure und 95 Teilen Isoamylacrylat. Er wird als Lösung in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel, wie Äthylacetat, aufgetragen. Druckempfindliche Klebstoffe in Form wäßriger Lösungen, z. B. einer Lösung aus 8 Teilen Polypropylenglykol und 5 Teilen Polyacrylsäure, sind gleichfalls für die Durchführung der Erfindung verwendbar.
809 531/11

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Druckempfindliches Klebmittel in streichfähiger, flüssiger Form, das einen druckempfindlichen Klebstoff und einen flüchtigen flüssigen Träger in einer für die Streichfähigkeit ausreichenden Menge enthält, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem leichte, zerbrechliche, dünnwandige, hohle kugelförmige Teilchen mit einer Teilchengröße im Bereich von etwa 20 bis etwa 500 μπι in einer Menge von etwa 1 bis etwa 40 Vol.-% des Gesamtvolumens von kugelförmigen Teilchen und Klebstoff enthält.
2. Klebmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kugelförmigen Teilchen aus Glasteilchen mit einer Teilchengröße im Bereich von etwa 50 bis etwa 250 μπι bestehen uns in einer Menge von etwa 3 bis 10 Vol.-% des Gesamtvolumens von kugelförmigen Teilchen und Klebstoff vorhanden sind.
3. Verwendung des druckempfindlichen Klebmittels nach Anspruch 1 oder 2 zum Beschichten von Unterlagen.
DE1594158A 1964-08-26 1965-08-24 Druckempfindliches Klebmittel Expired DE1594158C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US392184A US3314838A (en) 1964-08-26 1964-08-26 Pressure sensitive adhesives containing hollow spheroidal particles

Publications (3)

Publication Number Publication Date
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