AT406375B - Reaktiv und kalt härtendes bindemittel oder bindemittelsystem sowie verfahren zur herstellung des bindemittels - Google Patents
Reaktiv und kalt härtendes bindemittel oder bindemittelsystem sowie verfahren zur herstellung des bindemittels Download PDFInfo
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Description
<Desc/Clms Page number 1> Die Erfindung betrifft ein reaktiv und kalt hartendes Bindemittel oder Bindemittelsystem auf der Basis organischer Stoffe, welches als faktisfreies Gemisch ein Basisbindemittel höherer Viskosität und Fluxol zur Herabsetzung der Viskosität enthält, und ein Verfahren zur Herstellung des Bindemittels Bitumen und bitumenartige Bindemittel, wie beispielsweise Polymerbitumen, Teere und Peche, Destillationsrückstände von natürlichen Fetten und Ölen, wie Stearin- und Sulfatpech und andere Natur- und Syntheseharze wie Kolophonium, Cumaron-Inden, Wachse und Paraffine müssen zunachst in eine Form mit niedriger Viskosität übergeführt werden, um sie verarbeiten zu konnen. Die Ausgangsviskosität der vorgenannten Stoffe liegt so hoch, nämlich bei Raumtemperatur zumeist deutlich über 1000 Pa. s, dass sie zähplastisch bis hart sind und in dieser Form weder mit anderen Stoffen gemischt noch als Beschichtung aufgebracht werden können. Üblicherweise wird die Erniedrigung der Viskosität zum Zweck der Verarbeitung vorübergehend auf drei verschiedenen Wegen erzielt: - durch Erhitzen bzw. Aufschmelzen, - durch Losen mit entsprechenden organischen Losungsmitteln oder - Emulgieren, insbesondere Dispergieren in Wasser Diese bekannten Verfahren weisen Nachteile auf Das Erhitzen ist energieintensiv Das Losen mit organischen Lösungsmitteln bringt zufolge des nachträglichen Verdunstens der Losemittel eine hohe Umweltgefährdung mit sich. Das Emulgieren macht die Produkte frostempfindlich und erfordert längere Abbindzeiten, da das Emulsionswasser verdunsten muss. Bekannte technische Verfahren nach den genannten Prinzipien sind z B Heissmischgut- Erzeugung (für Asphaltierungsarbeiten), Fugenvergiessen mit Heissvergussmassen, Anstreichen von Holz und Beton mit lösemittelhaltigen Lacken oder den entsprechenden Dispersionen und Emulsionen (z. B. Bitumenemulsionen), imprägnieren von Leder mit Wachslösungen oder - dispersionen, Injizieren von Bitumenlösungen in Mauerwerk zur Bekämpfung von aufsteigender Mauerwerksfeuchte, Behandeln von Strassenoberflächen mit heissflüssigem Bitumen oder Bitumenemulsionen zu deren Erhaltung (sogenannte Oberflächenbehandlungen) und viele andere. Weiters ist es bereits bekannt, die obengenannten Bindemittel oder Bindemittelsysteme durch sogenanntes "Fluxen" kalt verarbeitbar zu machen. Fluxmittel sind schwerflüchtige Lösemittel, die dauerhaft im Bindemittel verbleiben Gefluxte Bindemittel sind somit auch noch lange nach der Verarbeitung weich, d h. niedrigviskos, sodass nur eine geringe Bindekraft vorhanden ist Damit sind diese Systeme nur für wenige Einsatzzwecke geeignet, wie z.B für die Kaltmischgutherstellung zur Strassenreparatur unter winterlichen Temperaturen Die AT 395 979 B beschreibt ein aus zwei Komponenten zusammengemischtes Bitumenbmdemittel, welches ölfaktis enthalt und reaktiv aushärtet Es dient zur Bauwerkab- dichtung und Fugenfüllung. Nachteilig ist, dass das Bindemittel teuer und aufwendig in der Verarbeitung ist. Die vorliegende Erfindung soll ein billigeres, einfacher zu verarbeitendes Bindemittel schaffen. Gemass vorliegender Erfindung werden gefluxte reaktiv aushärtende Bindemittel fur die verschiedensten praktischen Anwendungen vorgesehen, bei denen die genannten Nachteile der Dauerweichheit auf effiziente Weise vermieden werden, ohne die anderen genannten Nachteile zu haben. Trotz der Möglichkeit der emwandfreien Kaltverarbeitbarkeit tritt eine angemessene rasche Viskositätserhöhung auf, ohne dass Lösemittel oder Emulsionswasser verdunsten müssen Es tntt eine gute Kalthärtung ein, wobei irreversible Viskositätserhöhungen um mehrere Zehnerpotenzen erzielbar sind. Es wird damit ein rascher Abbindvorgang aufgrund reaktiver Aushärtung erzielt, wie er bisher nur bei anderen Bindemittelsystemen bekannt war, nämlich bei den Reaktivharz- Systemen, wie z. B. Epoxid- oder Polyurethanharze Diese bekannten Harzsysteme sind in der Regel teurer als die erfindungsgemassen Bindemittel Das erfindungsgemässe Bindemittel ist dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel beim Verarbeiten einen die viskositätsermedrigende Wirkung des Fluxöls vermindernden Reaktivzusatz (R) und gegebenenfalls einen die Reaktion auslösenden oder beschleunigenden Aktivator (A) enthält. Nach weiteren Kennzeichen der Erfindung liegt das Bindemittel vor der Verarbeitung bevorzugt in mehreren Komponenten vor, wobei entweder a) eine erste Komponente das Basisbindemittel und das Fluxöl, sowie den Reaktivzusatz enthalt, und diese Komponente lagerfähig ist, und eine zweite Komponente den Aktivator enthält, der kurz vor der Verarbeitung zugemischt wird, oder <Desc/Clms Page number 2> b) alternativ die erste Komponente das Basisbmdemittel und das Fluxöl, und die zweite Komponente den Reaktivzusatz und gegebenenfalls einen Aktivator enthält. Das bei Raumtemperatur mehr oder minder harte Basisbindemittel BM wird durch Zugabe geeigneter Fluxöle F auf die Gebrauchsviskosität eingestellt, in der Regel für die kalte Verarbeitbarkeit. Zusätzlich werden dieser Abmischung die Reaktivzusätze R beigemischt, die in der Lage sind, das Fluxöl-Bindemittelgemisch BMF auszuhärten. Bevorzugt erfolgt das Starten der Aushärtung durch das Zumischen eines Aktivators A unmittelbar vor der Verarbeitung Alternativ zu dieser Methode kann auch das Basisbindemittel und das Fluxöl als Gemisch gelagert werden und unmittelbar vor der Verarbeitung werden der Reaktivzusatz und gegebenenfalls der Aktivator zugegeben. Die Wirkungen der Reaktivzusätze und der Aktivatoren sind in der Regel chemischer oder physikalischer Natur Sie bewirken entweder die Aufhebung der Fluxwirkung der Komponente Fluxöl F durch Vernetzung oder Fällung, oder sie bewirken eine Bindung an das Basisbmdemittel BM. Als Reaktivzusatz oder Aktivator kann beispielsweise auch ein weiterer Verarbeitungspartner des Bindemittelsystems wirken, wie z. B. die Gesteinskomponente oder sonstige Zuschlagstoffe oder deren Inhaltsstoffe für die bestimmungsgemässe Verwendung Wird beispielsweise das Bindemittelsystem gemäss Erfindung für die kalte Herstellung eines Asphaltmischgutes verwendet, das in der Regel zu über 90 % aus natürlichem Gestein oder diversen Schlacken aus Hüttenprozessen besteht, kann die besondere Beschaffenheit und chemische Zusammensetzung des Gesteinsanteils als Reaktivzusatz oder Aktivator wirken. Im folgenden werden bevorzugte Beispiele für die jeweiligen Komponenten angeführt. Basisbindemittel BM. Erdöldestillations-Bitumen der Penetrationsklassen B 1 bis B 500, vorzugsweise B 25 bis B 300, oder entsprechende geblasene (oxidierte) Bitumen, polymermodifizierte Bitumen, Naturasphalte, Montanwachs, Braunkohlenpeche, Teer oder Teerpeche, Destillationsrückstände aus der Verarbeitung natürlicher tierischer oder pflanzlicher Fette und ole beispielsweise Steannpech, Sulfatpech in ihrer naturlichen oder in einer gehärteten Form, Wachse und Paraffine, natürliche und synthetische Naturharze wie beispielsweise Kolophonium, und andere Baumharze, Schellack, Naturkautschuk, synthetische Harze und Polymere wie beispielsweise Polyolefine, Cumaron-Indenharze, Polyacrylate, Alkydharze, Elastomere wie Styrol-Butadienkautschuk und andere, sowie diverse Abmischungen einzelner miteinander verträglicher angeführter Komponenten. Fluxole F: Schwerflüchtige ole auf Mineralölbasis (Gasöl bis Schmierölfraktionen) , Teeröle, pflanzliche und tierische Fette und ole sowie deren funktionelle Derivate wie Umesterungsprodukte und Verseifungsprodukte oder Gemische davon, gesättigte und ungesättigte organische mono-, di- oder tri-Carbonsäuren mit 6 bis 24 C-Atomen, eventuell auch verzweigte Carbonsäuren, niedermolekulare flüssige synthetische Polymere (technische Weichmacher, sogenannte Polyöle, Silikonöle), ausgenommen leichtflüchtige Stoffe, die dem Begriff Lösemittel zuzuordnen sind Reaktivzusatz R : Organische und anorganische Pulver und Flüssigkeiten, die in der Lage sind, mit der jeweils entsprechenden Komponente F oder F+BM in geeigneter Weise (kalthärtend) zu reagieren, wie beispielsweise (Chelat)komplexbildner, Säureanhydride, mehrwertige Alkohole und Carbonsäuren, Fettamine, anorganische Salze ein- und mehrwertiger Kationen und Anionen, Portlandzement, Schnell- oder Spezialzemente, Kalk oder Gips in seinen verschiedenen Modifikationen, Dolomit, Flugasche und Schlacken, Gläser und Wasserglas, Kieselgele, Alaune Aktivator A: Wasser, Glykole, Fettalkohole, Tenside (anionische, nichtionische oder kationische) oder deren Lösungen in Wasser oder anderen Lösungsmitteln, organische oder anorganische Säuren und Laugen, Metallsalze, Schwefel und seine Verbindungen, Peroxide, Latex oder Kunstharzdispersionen. Ausführungsbeispiele: <Desc/Clms Page number 3> Die angegebenen Prozentangaben sind Gewichtsprozente Beispiel 1 Bindemittel zur Bindung von kornigen Zuschlagstoffen wie komabgestuftes Gesteinsmaterial (kaltverarbeitbarer Gussasphalt) Strassenbaubitumen des Typs B 25 bis B 300, Polymerbitumen, oder entsprechendes farbloses BM-System (z.B Fettsäurepech) als BM .....30 bis 80 % höhere Carbonsäuren oder -gemische (z.B. Olein) als F 5 bis 40 % Haftmittel, beispielsweise ein Talgfettamin ..... 0,1 bis 2 % Portlandzement und/oder Kalkmehl als R 10 bis 30 % Etwa 10 Gewichtsteile dieses Bindemittels (allerdings ohne dem Zement/Kalksteinmehl) werden beispielsweise mit ca 90 Gewichtsteilen mineralischen Zuschlagstoffen, z B Sand/Splittgemischen (Körnung je nach Einsatzzweck 0 bis 40 mm) vermischt Kurz vor der Verarbeitung wird als härtende Komponente R (Zement/Kalk) eingemischt und die Asphaltmischung gemäss Verwendungszweck eingebaut. Zweckmässigerweise werden die organischen Bindemittel miteinander vorgemischt und zur Herstellung des Gussasphaltes die anorganischen Stoffe gemeinsam mit den gesteinsmaterialien kurz vor der Verarbeitung eingemischt. Das ursprünglich gut bewegliche bis breiförmige kaltverarbeitbare Mischgut wird niveaugerecht verteilt und entsprechend verdichtet und härtet binnen weniger Stunden zu einem stabilen und voll belastbaren Asphaltbelag aus Die Hartung erfolgt durch eine Reaktion des Reaktivzusatzes mit dem Fluxöl Beispiel 2 Kaltvergussmasse zum Verfüllen von Rissen, Nähten und Fugen in Asphaltstrassen, in Betonbaustoffen für Hoch- und Tiefbau, zur Wasserabdichtung von Kabelschächten oder als Tränkmasse für Gewebe-Laminate, Fasern und andere Anwendungen. Bitumen, Oxidationsbitumen oder polymermodifiziertes Bitumen als BM 30 bis 70 % Tallöl als F ............ 10 bis 40 % Kalkmehl oder Zement als R ...... 5 bis 40 % Styrol-Butadien-Latex als A ......2 bis 20 % Kalkmehl und Latex werden kurz vor der Verarbeitung in die organische Phase eingerührt Die Masse härtet auch in dickeren Schichten binnen weniger Stunden gleichmässig durch Beispiel 3' Imprägniermittel zur Hydrophobierung von Baustoffen, vorzugsweise Mauerwerk, zum Zwecke der Verhinderung von aufsteigender Mauerwerksfeuchte Gemisch aus gesättigten und ungesättigten Fettsäuren als F ..... 30 bis 100 % Kolophonium oder andere Harze natürlicher Provenienz als BM ....0 bis 50% Bienenwachs oder synthetisches Wachs als BM . 0 bis 30 % Silikonol, niedrigviskos als F ..0 bis 10 % Alkydharz, niedrigviskos als F.. 0 bis 30 % Das Bindemittelgemisch dnngt in flussiger Form gut in die Baustoffe ein und hartet infolge der Einwirkung von im Mauerwerk vorhandenen anorganischen Substanzen zu einer festigenden und wasserabweisenden dauerplastischen Masse aus Als Reaktivzusatz wirkt hier somit ein Stoff, der im Mauerwerk bereits vorhanden ist <Desc/Clms Page number 4> Beispiel 4 : Kaltmischgut zur Reparatur von Strassenschäden (z B Schlaglöcher infolge von Frostaufbrüchen), fur kleinenflächige Asphaltierungsarbeiten und sonstige Anwendungen in der Baupraxis. Splitt1 bis 8 mm, komabgestuft 80 bis 95 % Bitumen B 200/Fettsäuregemisch (70: 30) als BMF.......................4 bis 15 % Kalkmehl als R @ 1 bis 5 % Wasser als A wie erforderlich Das Kaltmischgut aus dem Splitt und Bitumen/Fettsäure ist im verschlossenen Gebinde lagerfähig und kann im kalten Zustand eingebaut und verdichtet werden Nach dem Einbau, jedoch vor dem Verdichten wird das Gemisch durch Besprühen mit Wasser aktiviert und härtet rasch aus, da der Kalk mit dem Fettsäuregemisch reagiert. Beispiel 5 : Bindemittelsystem für die Abdichtung von Bauwerken z. B. für "Flussigfolien" zum Abdichten von Betonflachdächem Bitumen (z. B. des Typs B 200) als BM 50 bis 80 % EMI4.1 natürlicher oder synthetischer EMI4.2 Zement ............................................................................. 30 Gewichtsteile In 100 Gewichtsteile dieses Bindemittels (ohne Zement) werden in verarbeitungsgerechten Portionen 30 Gewichtsteile Zement homogen mittels Quirl oder entsprechender Durchlauf- mischvorrichtung eingemischt und die Masse entsprechend auf der zu beschichtenden Unterlage verteilt Die hergestellten Schichten härten innerhalb von 5 bis 30 Minuten zu einer wasserdichten, flexiblen Folie aus Patentansprüche: 1 Reaktiv und kalt härtendes Bindemittel oder Bindemittelsystem auf der Basis organischer Stoffe, welches als faktisfreies Gemisch (BMF) ein Basisbindemittel (BM) höherer Viskosität und Fluxöl (F) zur Herabsetzung der Viskosität enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel beim Verarbeiten einen die viskositätsemiedrigende Wirkung des Fluxöls (F) vermindernden Reaktivzusatz (R) und gegebenenfalls einen die Reaktion auslösenden oder beschleunigenden Aktivator (A) enthält.
Claims (1)
- 2 Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es vor der Verarbeitung in mehreren Komponenten vorliegt, wobei entweder a) eine erste Komponente Basisbindemittel (BM) und Fluxöl (F) und Reaktivzusatz (R) enthält, die lagerfähig ist, und die zweite Komponente einen Aktivator (A) enthält, oder b) die erste Komponente ein Basisbindemittel BM und ein Fluxöl F enthält und die zweite Komponente einen Reaktivzusatz R und gegebenenfalls einen Aktivator A enthält, wobei die Komponenten vor der Verarbeitung zum fertigen Bindemittel vermischt werden.3 Bindemittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Basisbindemittel ein oder mehrere Stoffe der folgenden Gruppe enthalten sind : Erdöldestillations-Bitumen der Penetrationsklassen B 1 bis B 500, vorzugsweise B 25 bis B 300, oder entsprechende geblasene (oxidierte) Bitumen, polymermodifizierte Bitumen, Naturasphalte, Montanwachs, Braunkohlenpeche, Teer oder Teerpeche, Destillationsrückstände aus der Verarbeitung natürlicher tierischer oder pflanzlicher Fette <Desc/Clms Page number 5> und Ole beispielsweise Stearinpech, Sulfatpech in ihrer naturlichen oder in einer gehärteten Form, Wachse und Paraffine, natürliche und synthetische, Naturharze wie bei- spielsweise Kolophonium, und andere Baumharze, Schellack, Naturkautschuk, synthetische Harze und Polymere wie beispielsweise Polyolefine, Cumaron-Indenharze, Polyacrylate,Alkydharze, Elastomere wie Styrol-Butadienkautschuk und andere, sowie diverse Abmischungen einzelner miteinander verträglicher angeführter Komponenten 4 Bindemittel nach einem der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Fluxöl ein oder mehrere Stoffe der folgenden Gruppe enthalten sind' Schwerflüchtige Ole auf Mineralölbasis (Gasol bis Schmierolfraktionen), Teeröle, pflanzliche und tierische Fette und Öle sowie deren funktionelle Derivate wie Umesterungsprodukte und Verseifungsprodukte oder Gemische davon, gesattigte und ungesättigte organische mono-, dioder tn-Carbonsauren mit 6 bis 24 C-Atomen, gegebenenfalls auch verzweigte Carbonsäuren, niedermolekulare flüssige synthetische Polymere (technische Weichmacher, sogenannte Polyole, Silikonöle), ausgenommen leichtflüchtige Stoffe, die dem Begriff Lösemittel zuzuordnen sind.5. Bindemittel nach einem der Anspruche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Reaktivzusatz ein oder mehrere Stoffe der folgenden Gruppe enthalten sind Organische und anorganische Pulver und Flüssigkeiten, die in der Lage sind, mit der jeweils entsprechenden Komponente F oder BMF in geeigneter Weise (kalthärtend) zu re- agieren, wie beispielsweise (Chelat)komplexbildner.Säureanhydride, mehrwertige Alkohole und Carbonsauren, Fettamine, anorganische Salze ein- und mehrwertiger Kationen und Anionen, Portlandzement Schnell- oder Spezialzemente, Kalk oder Gips in seinen verschiedenen Modifikationen, Dolomit, Flugasche und Schlacken, Glaser und Wasserglas, Kieselgele, Alaune 6 Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Aktivator ein oder mehrere Stoffe der folgenden Gruppe enthalten sind: Wasser, Glykole, Fettalkohole, Tenside (anionische, nichtionische oder kationische) oder deren Lösungen in Wasser oder anderen Lösungsmitteln, organische oder anorganische Säuren und Laugen, Metallsalze, Schwefel und seine Verbindungen, Peroxide, Latex oder Kunstharzdispersionen.7 Bindemittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1,2 und 6 auf Basis von Bitumen oder bitumenartiger Stoffe zur Bindung von körnigen Zuschlagsstoffen dadurch gekenn- zeichnet, dass als Basisbindemittel Strassenbaubitumen, bevorzugt vom Typ B 25 bis B 300, oder Polymerbitumen oder ein entsprechendes farbloses Bindemittel wie Fettsäure- pech, als Fluxöl höhere Carbonsäuren oder -gemische wie Oleinsäure, gegebenenfalls ein Haftmittel wie Talgfettamin und als Reaktivzusatz Zement und/oder Kalkmehl vorgesehen sind.8 Bindemittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass 30 bis 80 Gewichtsprozent Strassenbaubitumen, Polymerbitumen oder entsprechendes farbloses Bindemittelsystem wie z. B. Fettsäurepech und 5 bis 40 Gewichtsprozent höhere Carbonsäuren oder - gemische wie z B. Olein sowie gegebenenfalls 0,1 bis 2 Gewichtsprozent Haftmittel wie Talgfettamin und als Reaktivzusatz 10 bis 30 % Portlandzement und/oder Kalkmehl enthalten sind.9 Bindemittel nach Anspruch 1 oder 2 auf Basis von Bitumen für eine Kaltvergussmasse, dadurch gekennzeichnet, dass als Basisbindemittel Bitumen, als Fluxmittel Tallöl und als Reaktivzusatz Kalkmehl oder Zement und als Aktivator Styrol-Butadien-Latex enthalten sind.10 Bindemittel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass 30 bis 70 Gewichtsprozent Bitumen, 10 bis 40 Gewichtsprozent Tallöl, 5 bis 40 Gewichtsprozent Kalkmehl und/oder Zement und 2 bis 20 Gewichtsprozent Styrol-Butadien-Latex enthalten sind.11. Bindemittel nach Anspruch 1 oder 2 als Imprägniermittel zur Hydrophobierung von Baustoffen, dadurch gekennzeichnet, dass 30 bis 100 % eines Gemisches aus gestättigten und ungesättigten Fettsäuren als Fluxmittel, sowie gegebenenfalls 0 bis 50 % Kolophonium oder andere natürliche Harze, 0 bis 30 Gewichtsprozent Bienenwachs oder synthetisches Wachs, 0 bis 10 Gewichtsprozent niedrigviskoses Silikonöl und 0 bis 30 <Desc/Clms Page number 6> Gewichtsprozent niedrig viskoses Alkydharz enthalten sind, wobei durch den zu impra- gnierenden Baustoff der Reaktivzusatz gegeben ist.12. Kaltmischgut mit Bindemittel nach Anspruch 1 oder 2 auf Bitumenbasis, beispielsweise zur Reparatur von Strassenschäden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bitumen/- Fettsäuregemisch (bevorzugt im Verhältnis 70 :30), Kalkmehl als Reaktivzusatz, Splitt in erforderlicher Kornabstufung und Wasser als Aktivator wie erforderlich enthalten sind 13 Kaltmischgut nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass 4 bis 15 Gewichtsprozent Bitumen/Fettsäuregemisch, 1 bis 5 Gewichtsprozent Kalkmehl, 80 bis 95 Gewichtsprozent Splitt und Wasser wie erforderlich enthalten sind.14. Bindemittel nach Anspruch 1 oder 2 für die Abdichtung von Bauwerken auf Basis von Bitumen, dadurch gekennzeichnet, dass 50 bis 80 Gewichtsprozent Bitumen als Basisbin- demittel, 15 bis 40 Gewichtsprozent Fettsäuregemisch als Fluxol, 1 bis 10 Gewichtsprozent natürlicher oder synthetischer Kautschuk-Latex und 30 Gewichtsteile Zement enthalten sind.15. Verfahren zur Herstellung von Bindemitteln nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Bindung von körnigen Zuschlagsstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Basisbmdemittel höherer Viskosität mit einem Fluxöl zur Herabsetzung der Viskosität gegebenenfalls mit körnigen Zuschlagsstoffen vermischt werden und gegebenenfalls diese Mischung gelagert wird, dass dieses Gemisch (BMF) mit einem die Viskosität erhöhenden Reaktivzusatz, der die Wirkung des Fluxöls aufhebt, vermengt oder mit diesem in Kontakt gebracht und gegebenenfalls ein die Reaktion auslösender oder beschleunigender Aktivator zugemischt werden.
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| MK07 | Expiry |
Effective date: 20160517 |