JP2022044925A - 変速機用潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、優良な性能が得られる変速機用の潤滑油組成物を得ようとするものである。【解決手段】基油と、粘度調整剤としてポリ(メタ)アクリレートとオレフィンコポリマーを含有するものである。この粘度調整剤中に占めるポリ(メタ)アクリレートとオレフィンコポリマーの割合は、質量%において100:0~20:80とする。こうした組成物の100℃における動粘度を5.5mm2/s以下、粘度指数を160以上、KRLせん断安定性試験(60℃、20hr)後における100℃動粘度の低下率を2%以下、パネルコーキング試験のデポジット量を120mg以下として変速機用潤滑油組成物とする。【選択図】なし
Description
本発明は変速機に好適に用いることができる潤滑油組成物、主として自動車の変速機、特には手動変速機に用いる潤滑油組成物に関する。
従来、潤滑油組成物において自動車用変速機を考慮した場合、その用途に求められる省燃費性を向上させ、耐荷重性があり、良好な低温粘度特性の全てを充足させることは非常に難しかった。
このようなことから、本出願人は、GTL低粘度基油にGroup 1 の高粘度基油を所定量含有させ、好ましくは粘度指数向上剤を含んでいないものが変速機油として所望の物性を備えることを見出してこれを提供した。(特許文献1)
このようなことから、本出願人は、GTL低粘度基油にGroup 1 の高粘度基油を所定量含有させ、好ましくは粘度指数向上剤を含んでいないものが変速機油として所望の物性を備えることを見出してこれを提供した。(特許文献1)
上記の潤滑油組成物の粘度指数は、配合する基油によるところが大きく、特に近年に見られる始動と停止を繰り返す市街地における走行時のような、油温が比較的低温に保たれる環境下では粘度が高くなり、その省燃費性においても更なる改善が望まれている。
これを改善するために、単純に粘度指数向上剤を添加した場合には、熱に対する酸化安定性の低下や、せん断による粘度低下等が引き起こされることがあり、潤滑油の早期の劣化や、変速機のトラブルを誘発する可能性があった。
これを改善するために、単純に粘度指数向上剤を添加した場合には、熱に対する酸化安定性の低下や、せん断による粘度低下等が引き起こされることがあり、潤滑油の早期の劣化や、変速機のトラブルを誘発する可能性があった。
本発明は、上記した従来のものを更に改良し、低粘度で、粘度指数が高く、低温における粘度特性に優れており、また、高温における安定性が高く、変速機用の潤滑油組成物として、広い温度範囲で好適に用いることができ、耐荷重性、せん断安定性、酸化安定性があり、高温清浄性にも優れていて、燃費性能も向上させることができるような潤滑油を得ようとするものである。
本発明は、基油と、粘度調整剤としてポリ(メタ)アクリレートとオレフィンコポリマーを含有するものであって、上記粘度調整剤中に占めるポリ(メタ)アクリレートとオレフィンコポリマーの割合を質量%において100:0~20:80としたものであり、100℃における動粘度が5.5mm2/s以下、粘度指数が160以上、KRLせん断安定性試験(60℃、20hr)後における100℃動粘度の低下率が2%以下、パネルコーキング試験のデポジット量が120mg以下とする変速機用潤滑油組成物とするものである。
上記基油としては100℃動粘度が1~5mm2/s以下の低粘度基油を使用することができ、また、こうした低粘度基油としてGTL(ガスツゥリキッド)基油を好適に用いることができる。
そして、上記粘度調整剤中のポリ(メタ)アクリレートは、分散型ポリ(メタ)アクリレートであっても、非分散型ポリ(メタ)アクリレートであってもよい。
そして、上記粘度調整剤中のポリ(メタ)アクリレートは、分散型ポリ(メタ)アクリレートであっても、非分散型ポリ(メタ)アクリレートであってもよい。
本発明の潤滑油組成物は、低粘度で、粘度指数が高く、低温における粘度特性に優れており、せん断安定性が良好である。また、高温における蒸発量も低く、摩擦特性を維持しながら酸化安定性の良い潤滑油組成物とすることができ、高温酸化時においても動粘度及び粘度指数の変化の変動幅が少なく、動力の伝導媒体、歯車などの潤滑、伝熱媒体、一定の摩擦特性の維持など多様な機能がバランスよく備わっている。従って、変速機用の潤滑油組成物として、省燃費性に優れ、何時でも同じような状態で長く使用することができる耐久性にも優れるものとして好適に用いることができる。
また、手動変速機の潤滑油として用いた場合、手動変速機のシンクロナイザーリングへのデポジットの噛みこみを有効に防いで同期不良を防止することができる。
更に、この潤滑剤組成物は自動車用ギヤ油、AT油、MT油、CVT油等の変速機油、工業用ギヤ油、油圧作動油、圧縮機油等の工業用潤滑油にも広く有効に使用することができる。
更に、この潤滑剤組成物は自動車用ギヤ油、AT油、MT油、CVT油等の変速機油、工業用ギヤ油、油圧作動油、圧縮機油等の工業用潤滑油にも広く有効に使用することができる。
上記基油としては鉱油、合成油などが用いられる。こうした基油として好ましく用いられるものとしては天然ガスの液体燃料化技術のフィッシャー・トロプッシュ法により合成されたGTL(ガスツゥリキッド)基油がある。このGTL基油は、原油から精製された鉱油基油と比較して、硫黄分や芳香族分が極めて低く、パラフィン構成比率が極めて高いため、酸化安定性に優れ、引火点が高く、蒸発損失も非常に小さく、本発明の基油として好適に用いることができる。
このような基油は、100℃における動粘度が5mm2/s以下のものが好ましく、1mm2/s以上であると良い。この動粘度が1mm2/s未満であると、蒸発が顕著となり、十分な油膜を確保できない懸念があり、5mm2/sを超えると低温での粘度が高くなって撹拌抵抗が増える可能性がある。
上記GTL基油は、通例、全硫黄分が1ppm未満、全窒素分も1ppm未満である。また、これらのアニリン点は、90℃以上110℃以下、より好ましくは95℃以上107℃以下のものであり、屈折率は、1.42以上1.46以下、より好ましくは1.43以上1.45以下のものである。このようなGTL低粘度基油の一例として、Shell GTL などがある。
上記GTL基油は、75~85質量%、好ましくは80~84質量%となるように使用するとよく、75質量%以下とした場合には、低温流動性といった性状で不具合が発生し、所望の効果が得られなくなる場合がある。
この基油と共に、その粘度を調整する為に粘度調整剤が使用される。
粘度調整剤としてはポリ(メタ)アクリレート(PMA)やオレフィンコポリマー(OCP)が挙げられる。
この粘度調整剤としては数平均分子量が5千以上3万以下のものであり、好ましくは5千以上2万以下であり、一層好ましくは5千以上1.2万以下のものである。
粘度調整剤としてはポリ(メタ)アクリレート(PMA)やオレフィンコポリマー(OCP)が挙げられる。
この粘度調整剤としては数平均分子量が5千以上3万以下のものであり、好ましくは5千以上2万以下であり、一層好ましくは5千以上1.2万以下のものである。
こうした粘度調整剤は、組成物全量基準で2質量%から20質量%程度、好ましくは5質量%から15質量%の範囲で配合するようにするとよい。
上記配合量が少ないと、組成物の高温粘度が低下し、変速機用として用いた場合に機械部品の摩耗が増大するおそれがある。また、配合量が多すぎると、潤滑油組成物の粘度が上昇し、摩擦損失が増大するという不都合が生じることがある。
上記配合量が少ないと、組成物の高温粘度が低下し、変速機用として用いた場合に機械部品の摩耗が増大するおそれがある。また、配合量が多すぎると、潤滑油組成物の粘度が上昇し、摩擦損失が増大するという不都合が生じることがある。
上記したポリ(メタ)アクリレートには、非分散型のポリ(メタ)アクリレートと分散型のポリ(メタ)アクリレートが存在するが、いずれのものであっても使用することができる。場合によっては、両者を併用するようにしてもよい。
この粘度調整剤としては、ポリ(メタ)アクリレート(PMA)とオレフィンコポリマー(OCP)を基本的に併せて使用するようにすると良い。
粘度調整剤中に占めるポリ(メタ)アクリレートとオレフィンコポリマー(OCP)との割合は、質量%において100:0~20:80の範囲に、好ましくは100:0~25:75の範囲に、更に好ましくは100:0~30:70の範囲にあるようにするとよい。
こうすることによって、適正な粘度指数が得られると共に、高温清浄性も得られるようになる。
粘度調整剤中に占めるポリ(メタ)アクリレートとオレフィンコポリマー(OCP)との割合は、質量%において100:0~20:80の範囲に、好ましくは100:0~25:75の範囲に、更に好ましくは100:0~30:70の範囲にあるようにするとよい。
こうすることによって、適正な粘度指数が得られると共に、高温清浄性も得られるようになる。
このような潤滑油組成物は、100℃における動粘度が5.5mm2/s以下、好ましくは5.2mm2/s以下、より好ましくは5.1mm2/s以下であるようにする。
これよりも高粘度であると撹拌抵抗が増加し省燃費性に影響が出てくるようになる。
また、40℃における動粘度は、25mm2/s以下、好ましくは22mm2/s以下であるようにする。
これよりも高粘度であると撹拌抵抗が増加し省燃費性に影響が出てくるようになる。
また、40℃における動粘度は、25mm2/s以下、好ましくは22mm2/s以下であるようにする。
また、粘度指数は160以上であることが必要であり、好ましくは165以上、より好ましくは170以上である。これよりも低いと低温での粘度が高くなって撹拌抵抗が増え、高温では油膜の保持が困難となり摩耗が増加する可能性が高くなる。
更に、60℃・20時間(hr)の条件で測定したKRLせん断安定性試験において、試験後の100℃の動粘度の低下率が2.0%以下、好ましくは1.5%以下、より好ましくは1.0%以下であることが必要である。このせん断安定性が悪いと組成物の粘度低下が大きくなり、高温での油膜保持に影響が出てくる。
また、下記するパネルコーキング試験におけるデポジット量も120mg以下となるようにする。
このデポジット量が多くなる場合には、高温における清浄性が悪化していることを示している。
このデポジット量が多くなる場合には、高温における清浄性が悪化していることを示している。
本発明の変速機用潤滑油組成物には、必要に応じて公知の添加剤、例えば、極圧剤、分散剤、金属系清浄剤、摩擦調整剤、酸化防止剤、腐食防止剤、防錆剤、抗乳化剤、金属不活性化剤、流動点降下剤、シール膨潤剤、消泡剤、着色剤等の各種添加剤を単独で又は数種類組み合わせて配合しても良い。
こうした場合、通常は、市販されている変速機用の添加剤パッケージを単独で、又は組み合わせて使用すると良いことが多い。
こうした場合、通常は、市販されている変速機用の添加剤パッケージを単独で、又は組み合わせて使用すると良いことが多い。
以下、本発明の変速機用潤滑油組成物について実施例、比較例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。
実施例、比較例を作製するために、下記する材料を用意した。
実施例、比較例を作製するために、下記する材料を用意した。
(1)基油
(基油A-1): GTL(ガスツゥリキッド)基油(性状:40℃の動粘度が9.7mm2/s、100℃の動粘度が2.7mm2/s)
(基油A-2): GTL(ガスツゥリキッド)基油(性状:40℃の動粘度が5.4mm2/s、100℃の動粘度が1.8mm2/s)
(基油A-1): GTL(ガスツゥリキッド)基油(性状:40℃の動粘度が9.7mm2/s、100℃の動粘度が2.7mm2/s)
(基油A-2): GTL(ガスツゥリキッド)基油(性状:40℃の動粘度が5.4mm2/s、100℃の動粘度が1.8mm2/s)
(2)添加剤
(添加剤B-1): 粘度調整剤,非分散型ポリ(メタ)アクリレート(数平均分子量が8400)
(添加剤B-2): 粘度調整剤,分散型ポリ(メタ)アクリレート(数平均分子量が12000)
(添加剤B-3): 粘度調整剤,オレフィンコポリマー(数平均分子量が8700)
(添加剤B-1): 粘度調整剤,非分散型ポリ(メタ)アクリレート(数平均分子量が8400)
(添加剤B-2): 粘度調整剤,分散型ポリ(メタ)アクリレート(数平均分子量が12000)
(添加剤B-3): 粘度調整剤,オレフィンコポリマー(数平均分子量が8700)
(添加剤C): 添加剤パッケージ(市販のマニュアル式トランスミッション用のZn系GL-4添加剤パッケージ)
(添加剤D): 流動点降下剤
(添加剤E-1): 消泡剤(市販のシリコン系の消泡剤)
(添加剤E-2): 消泡剤(市販のシリコン系の消泡剤)
(添加剤D): 流動点降下剤
(添加剤E-1): 消泡剤(市販のシリコン系の消泡剤)
(添加剤E-2): 消泡剤(市販のシリコン系の消泡剤)
(実施例1)
(基油A-1)のGTL基油80.64質量%に、(添加剤B-2)の分散型ポリ(メタ)アクリレートを11.5質量%と、(添加剤C)の添加剤パッケージを7.8質量%と、(添加剤E-2)の消泡剤の0.06質量%を加えて良く混合し、実施例1の変速機用潤滑油組成物を得た。
また、上記組成物において添加剤B中に占める添加剤B-3の比率(質量%)を求めて各々表1、表2に表示した。実施例1では0質量%である。
(基油A-1)のGTL基油80.64質量%に、(添加剤B-2)の分散型ポリ(メタ)アクリレートを11.5質量%と、(添加剤C)の添加剤パッケージを7.8質量%と、(添加剤E-2)の消泡剤の0.06質量%を加えて良く混合し、実施例1の変速機用潤滑油組成物を得た。
また、上記組成物において添加剤B中に占める添加剤B-3の比率(質量%)を求めて各々表1、表2に表示した。実施例1では0質量%である。
(実施例2~6)
表1に記載の組成により、他は実施例1に準じて実施例2~6の変速機用潤滑油組成物を得た。
表1に記載の組成により、他は実施例1に準じて実施例2~6の変速機用潤滑油組成物を得た。
(比較例1~3)
表2に記載の組成により、他は実施例1に準じて比較例1~3の潤滑油組成物を得た。
表2に記載の組成により、他は実施例1に準じて比較例1~3の潤滑油組成物を得た。
〔試験〕
上記実施例及び比較例の性状及び性能について知るために適宜に以下の試験を行った。
(40℃動粘度)
JIS K2283に基づいて40℃動粘度(mm2/s)を測定した。
(100℃動粘度)
JIS K2283に基づいて100℃動粘度(mm2/s)を測定した。
(粘度指数)
JIS K2283に基づいて算出した。
評価基準:160以上のもの・・・良(○)
160未満のもの・・・不良(×)
上記実施例及び比較例の性状及び性能について知るために適宜に以下の試験を行った。
(40℃動粘度)
JIS K2283に基づいて40℃動粘度(mm2/s)を測定した。
(100℃動粘度)
JIS K2283に基づいて100℃動粘度(mm2/s)を測定した。
(粘度指数)
JIS K2283に基づいて算出した。
評価基準:160以上のもの・・・良(○)
160未満のもの・・・不良(×)
(KRLせん断安定性試験)
CEC-L-45-A-99に基づいて、60℃で20時間の処理を行い、処理後100℃動粘度を測定し、100℃動粘度の処理後の処理前に対する粘度の低下率(%)を求めた。
評価基準
100℃の動粘度の低下率が2.0%以下のもの ・・・良(○)
100℃の動粘度の低下率が2.0%を超えるもの・・・不良(×)
CEC-L-45-A-99に基づいて、60℃で20時間の処理を行い、処理後100℃動粘度を測定し、100℃動粘度の処理後の処理前に対する粘度の低下率(%)を求めた。
評価基準
100℃の動粘度の低下率が2.0%以下のもの ・・・良(○)
100℃の動粘度の低下率が2.0%を超えるもの・・・不良(×)
(パネルコーキング試験)
米国F e d e r a l T e s t M e t h o d S t a n d a r d 791-3462に準拠して、290℃の規定温度に加熱・設定したアルミニウムパネルに、油温を90℃とした試験油を回転するスプラッシャーで、回転時間15秒/停止時間45秒の間隔で2時間に亘ってはねかけ、試験前と試験後のパネルの重量増加から試験油の堆積物生成の抑止性能、すなわち、清浄性を評価する試験を行った。
試験結果は、アルミパネルの重量増加量(mg)で示し、高温清浄性を示す評価の指標は次のとおりである。
評価基準 0mg~80.0 mg ・・・優(◎)
80.0mg 超~120.0 mg 以下・・・良(○)
120.0 mg 超 ・・・不可(×)
米国F e d e r a l T e s t M e t h o d S t a n d a r d 791-3462に準拠して、290℃の規定温度に加熱・設定したアルミニウムパネルに、油温を90℃とした試験油を回転するスプラッシャーで、回転時間15秒/停止時間45秒の間隔で2時間に亘ってはねかけ、試験前と試験後のパネルの重量増加から試験油の堆積物生成の抑止性能、すなわち、清浄性を評価する試験を行った。
試験結果は、アルミパネルの重量増加量(mg)で示し、高温清浄性を示す評価の指標は次のとおりである。
評価基準 0mg~80.0 mg ・・・優(◎)
80.0mg 超~120.0 mg 以下・・・良(○)
120.0 mg 超 ・・・不可(×)
(総合評価)
上記各試験の結果を総合して、変速機用潤滑油組成物としての以下の基準によって総合評価を行った。
変速機用潤滑油組成物として特に好適なもの・・・優(◎)
変速機用潤滑油組成物として好適なもの・・・・・良(〇)
変速機用潤滑油組成物として不適なもの・・・・・不可(×)
上記各試験の結果を総合して、変速機用潤滑油組成物としての以下の基準によって総合評価を行った。
変速機用潤滑油組成物として特に好適なもの・・・優(◎)
変速機用潤滑油組成物として好適なもの・・・・・良(〇)
変速機用潤滑油組成物として不適なもの・・・・・不可(×)
(結果)
上記各試験の結果を表1~表2に示す。表中、KRLせん断試験の結果が空欄になっているものは、他の試験の結果からして、試験を省略したものである。
上記各試験の結果を表1~表2に示す。表中、KRLせん断試験の結果が空欄になっているものは、他の試験の結果からして、試験を省略したものである。
(考察)
実施例1のものは、基油にA-1のGTL低粘度基油を使用し、添加剤Bに添加剤B-2を使用した(添加剤B-3の比率は0質量%)ものであって、40℃動粘度、100℃動粘度において適正な数値が得られており、粘度指数においても165と合格している。そしてパネルコーキング試験においてデポジット量も31.1mgと少なく、総合的に評価して優(◎)の成績が得られている。
実施例2のものは、実施例1に比較して添加剤B-2の使用量を増やしたもので、粘度指数は174に向上しており、KRLせん断安定性の100℃動粘度低下率が0.9%と非常に小さいが、パネルコーキング試験におけるデポジット量が109.2mgとやや多くなり、総合評価は実施例1よりも少し劣って良(〇)になっている。
実施例1のものは、基油にA-1のGTL低粘度基油を使用し、添加剤Bに添加剤B-2を使用した(添加剤B-3の比率は0質量%)ものであって、40℃動粘度、100℃動粘度において適正な数値が得られており、粘度指数においても165と合格している。そしてパネルコーキング試験においてデポジット量も31.1mgと少なく、総合的に評価して優(◎)の成績が得られている。
実施例2のものは、実施例1に比較して添加剤B-2の使用量を増やしたもので、粘度指数は174に向上しており、KRLせん断安定性の100℃動粘度低下率が0.9%と非常に小さいが、パネルコーキング試験におけるデポジット量が109.2mgとやや多くなり、総合評価は実施例1よりも少し劣って良(〇)になっている。
実施例3のものは、添加剤Bの使用量を実施例1とほぼ同量にし、添加剤B-2とB-3を併用し、B-3の比率を21質量%としたもので、粘度指数も、KRLせん断安定性も良好であり、パネルコーキング試験におけるデポジット量も72.2mgと少ないので、総合評価は実施例1と同様に優(◎)の成績が得られている。
実施例4は、添加剤Bとして、添加剤B-2とB-3を併用し、B-3の比率を51質量%としたもので、粘度指数も、KRLせん断安定性も良好であり、パネルコーキング試験におけるデポジット量はやや多くて103.2mgとなっているので、総合評価は良(〇)の成績となっている。
実施例4は、添加剤Bとして、添加剤B-2とB-3を併用し、B-3の比率を51質量%としたもので、粘度指数も、KRLせん断安定性も良好であり、パネルコーキング試験におけるデポジット量はやや多くて103.2mgとなっているので、総合評価は良(〇)の成績となっている。
実施例5のものは、実施例4における添加剤B-2の代わりに添加剤B-1を使用し、B-3を同じ比率の51質量%になるように併用したもので、粘度指数も、パネルコーキング試験における数値もほぼ同様であって、総合評価は良(〇)の成績となっている。このように、添加剤B-3と併用するB-2の分散型ポリ(メタ)アクリレートをB-1の非分散型ポリ(メタ)アクリレートに替えてもほぼ同様の結果が得られることが判る。
実施例6のものは、添加剤B-2の使用量を減らし、B-3の使用量を増加して、B-3の比率を65質量%にしたものであるが、粘度指数、パネルコーキング試験における結果が上記実施例4とほぼ同様であって、総合評価が同じく良(〇)の成績になっている。
実施例6のものは、添加剤B-2の使用量を減らし、B-3の使用量を増加して、B-3の比率を65質量%にしたものであるが、粘度指数、パネルコーキング試験における結果が上記実施例4とほぼ同様であって、総合評価が同じく良(〇)の成績になっている。
一方、比較例1のものは、添加剤B-2とB-3を併用したものであるが、添加剤B-3の比率を81質量%と多くしたものであり、40℃動粘度、100℃動粘度、粘度指数において実施例6と同様の数値が得られているが、パネルコーキング試験における結果が141.1mgと大きな数値になっており、総合的に評価して不可(×)の成績しか得られていない。
比較例2では、添加剤B-3の比率が100質量%となるように添加剤Bを使用し、消泡剤をE-2からE-1に変更したもので、粘度指数も各実施例とほぼ同等であり、KRLせん断安定性においては各実施例よりも良好な結果が得られているが、パネルコーキング試験における結果は143mgと比較例1と同様に大きな数値になっており、総合評価では不可(×)の成績となっている。
また、比較例3のものは、基油にA-2を使用し、添加剤B-3の量を比較例2より増やすと共にその比率を100質量%とし、添加剤Dの流動点降下剤と、添加剤E-1の消泡剤を少量使用しているものであって、粘度指数が207と大幅に向上しているものの、パネルコーキング試験における結果は171.8mgと大きくなって劣化しており、総合評価すると不可(×)となっている。
また、比較例3のものは、基油にA-2を使用し、添加剤B-3の量を比較例2より増やすと共にその比率を100質量%とし、添加剤Dの流動点降下剤と、添加剤E-1の消泡剤を少量使用しているものであって、粘度指数が207と大幅に向上しているものの、パネルコーキング試験における結果は171.8mgと大きくなって劣化しており、総合評価すると不可(×)となっている。
Claims (4)
- 基油と、粘度調整剤としてポリ(メタ)アクリレートとオレフィンコポリマーを含有し、上記粘度調整剤中に占めるポリ(メタ)アクリレート:オレフィンコポリマーの割合が質量%で100:0~20:80であり、100℃における動粘度が5.5mm2/s以下、粘度指数が160以上、KRLせん断安定性試験(60℃、20hr)後における100℃動粘度の低下率が2%以下、パネルコーキング試験のデポジット量が120mg以下である変速機用潤滑油組成物。
- 上記基油は100℃動粘度が1~5mm2/sの低粘度基油である請求項1に記載の変速機用潤滑油組成物。
- 上記基油はGTL(ガスツゥリキッド)基油である請求項2に記載の変速機用潤滑油組成物。
- 上記粘度調整剤中のポリ(メタ)アクリレートは、分散型ポリ(メタ)アクリレート及び/又は非分散型ポリ(メタ)アクリレートである請求項1~3のいずれかに記載の変速機用潤滑油組成物。
Priority Applications (4)
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JP2020150316A JP2022044925A (ja) | 2020-09-08 | 2020-09-08 | 変速機用潤滑油組成物 |
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EP21773536.4A EP4211211A1 (en) | 2020-09-08 | 2021-09-06 | Lubricating oil composition for transmission |
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2021
- 2021-09-06 EP EP21773536.4A patent/EP4211211A1/en active Pending
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