CH429656A - Verfahren zum Färben und Bedrucken von Textilfasern aus Polyolefinen mit Benzthiazolylazofarbstoffen - Google Patents
Verfahren zum Färben und Bedrucken von Textilfasern aus Polyolefinen mit BenzthiazolylazofarbstoffenInfo
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Description
Verfahren zum Färben und Bedrucken von Textilfasern aus Polyolefinen mit Benzthiazolylazofarbstoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Färben und Bedrucken von Textilfasern aus Poly-a-olefinen mit metallisierbaren neuen Benzthiazolylazofarbstoffen.
Die neuen im erfindungsgemässen Verfahren zu ver wendenden Monoazofarbstoffe enthalten ein Werner- Komplex bildendes Metall und sind 2-(2-Benzth.iazolyl- azo)-1,3-diketone, die keine wasserlöslich machenden Substituenten besitzen und bei denen die Oxogruppen des 1,3-Diketons an offenen Ketten stehen.
Diese Farb stoffe haben die folgende Formel:
EMI0001.0015
worin R1 und R,> gleiche oder verschiedene hetero- cyclische, aromatische, araliphatische oder aliphatische Reste, die über eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung an die Oxogruppen gebunden sind, und R1 und R2 und der Benzolring A frei sind von Substituenten, die zu einer Löslichkeit in Wasser beitragen, wie beispiels weise Sulfonsäuregruppen,
jedoch Substituenten, wie bei spielsweise eine niedrig molekulare Alkyl-, Aryl-, Aralkyl-, Halogen-, Nitro-, Hydroxy-, substituierte Amine-, Alkoxy-, Aryloxy-, Alkylsulfon-, Arylsulfon-, Carboxyamid- oder N-substituierte Sulfonamid-gruppe, tragen können.
Der Benzthiazolylrest ist vorzugsweise ein 6-(niedr.-Alkyl)-benzthiazolyl-, 6-(niedr.-Alkoxy)-benzth.iazolyl, 6-(N,N-Di-niedr.-alky1)-sulfamyl)-benzthiazolyl- oder 4,7-Di-(niedr.-alkoxy)-benzthiazolyl-rest, und R1 und R2 sind jedes vorzugsweise niedrig mole kulares A1ky1, Trifluormethyl, Phenyl, (niedr.-Alkyl)- phenyl oder 2-Thienyl. Wie oben erwähnt,
eignen sich die Farbstoffe zum Färben und Bedrucken von Textilfasern aus Polymeren von a-Olefinen. Solche Polymere werden seit einigen Jähren in stetig zunehmenden Mengen und Qualitäten hergestellt. Wegen ihrer vielen wertvollen Eigenschaften, wie ihrer mechanischen Festigkeit, hohen Elastizität, Be ständigkeit gegen Lösungsmittel und andere Materialien, werden sie in grossen Mengen u. a. für die Herstellung von Textilfasern verwendet. Wegen ihrer ausserordent lichen chemischen Unangreifbarkeit und weil sie sehr hyd'rophob sind, besitzen diese Fasern aber nur geringe Affinität für die Farbstoffe und Pigmente, die im allge meinen für die Einfärbung natürlicher und synthetischer Materialien zur Verfügung stehen.
Versuche, a-Olefin- polymere durch Einbringen von Pigmenten in den Kunst stoff, beispielsweise in Banbury-Mischern oder Misch extrudern, zu färben, waren nicht voll zufriedenstellend, weil es schwierig ist, eine auch nur einigermassen zufrie- d'enstellende Dispersion des Pigmentes in dem Kunststoff zu erzielen. Wenn auch festgestellt werden konnte, dass mit dispersen Farbstoffen helle bis mittlere Farbtöne in Poly-a-olefinen erzeugt werden können, so liess doch die Licht- und Waschechtheit solcher Färbungen viel zu wünschen übrig.
Andere Methoden zur Verbesserung der Färbbarkeit von Poly-a-olefinen, beispielsweise durch Aufpfropfen von funktionelle Gruppen enthaltenden Polymerenketten oder Einführen solcher Ketten in an derer Weise in das Polyolefin oder durch Anwendung öllöslicher, in Wasser und öl emulgierter Farbstoffe auf das Polymere, sind ebenfalls nicht völlig erfolgreich ge wesen, u. a. wegen der dadurch bedingten erhöhten Kosten und anderer Einwände.
Polymere von a-Olefinen, insbesondere Polypropy- len, erleiden bekanntlich einen Abbau, wenn man sie der Wärme, wie sie bei ihrer mechanischen Verarbeitung, beispielsweise beim Extrudern, auftritt, oder dem Son nenlicht, das auf die fertigen Gegenstände, wie Matten, Dekorationsmaterialien und Autositzbezüge, auftreffen kann, ausgesetzt werden.
Diese Empfindlichkeit gegen Wärme und Sonnenlicht kann zumindest teilweise über wunden werden, indem man verschiedene Stabilisatoren, von denen viele anorganische oder organische Verbin dungen von Metallen, wie Chrom, Nickel, Zink, Kobalt, Kupfer und Cadmium, sind, in das Polymere einbringt.
Diese Metalle gehören zu den Übergangselementen und vermögen Werner-Komplexe zu bilden. Nickelverbin dungen, wie beispielsweise die Bis-(p-alky'lphenol)-mono- sulfid-Nickelverbindungen, die aus der USA-Patentschrift Nr.<B>3,006</B> 885 als Stabilisatoren für Polypropylen be kanntgeworden sind, eignen sich besonders gut für die sen Zweck. Auch anorganische Verbindungen, wie sie aus den französischen Patentschriften Nrn. 1 142 024 und 1 142 025 bekannt .sind, sind wirksame Stabilisato ren für diese Polymeren.
Die Verwendung von verschie denen anderen Verbindungen der oben angeführten Me talle als Zusätze zu Polypropylen ist in den USA-Patent schriften Nrn. 2<B>971</B>940, 2 980 645 und 2 997 456 be schrieben.
Diese stabilisierenden Verbindungen werden üb licherweise in verhältnismässig geringen Mengen, das heisst von<B>0,001</B> bis 3 Gew.%, verwendet und werden im allgemeinen während der Verarbeitung des Polymeren in dieses eingebracht. Derart geringe Mengen sind gewöhn lich für eine Stabilisierung des Polymeren gegen einen Abbau durch Wärme und Licht ausreichend, und Poly mere von Poly-a-olefinen, die derartige Mengen an sol chen Verbindungen enthalten, werden daher im folgen den als stabilisiert bezeichnet.
Die neuen Farbstoffe werden gewöhnlich in der Form wässriger Dispersionen angewandt und ergeben kräftige Färbungen, das heisst tiefe Farbtöne, die wasch- und lichtecht sind.
Die neuen Farbstoffe sind allgemein zum Einfärben von Textilfasern aus Polymeren von a-Olefinen, vorzugs weise von solchen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen je Ein heit, verwendbar, eignen sich aber insbesondere zum Einfärben von Textilfasern aus kristallinen, isotaktischen Polypropylenen mit einer intrinsic Viskosität über 1,0 (bestimmt in Tetralin bei 135 C). Solche Polypropylene sind bekannt und im Handel erhältlich.
Sie können durch Polymerisieren von Propylen in Gegenwart von Ziegler Katalysatoren und inerten Flüssigkeiten hergestellt wer den und enthalten Werner-Komplexe bildende Metalle, die während ihrer Verarbeitung als StabRisatoren zu gesetzt wurden oder als Restmengen von verschiedenen Behandlungen des Polymeren während seiner Herstel lung anwesend sind.
Die neuen metallisierbaren Monoazoverbindungen können nach an sich für die Herstellung von Monoazo- verbindungen bekannten Methoden hergestellt werden. Beispielsweise kann eine 2-Amino-benzthiazolylverbin- dung diazotiert und mit einer Lösung oder Suspension eines 1,3-Diketons mit offener Kette, beispielsweise 2,4-Pentandion oder 1,3-Diphenyl-1,3-propandion, ge kuppelt werden.
Das Kupplungsprodukt ist im a#llgemei- nen unlöslich in wässrigen Medien und kann in üblicher Weise abgetrennt und getrocknet werden.
Beispiele für 2-Aminobenzthiazolylverbindungen, die sich für die Herstellung der neuen metallisierbaren Monoazofarbstoffe der Erfindung eignen, sind: 2-Aminobenzthiazol, 2-Amino-6-brombenzthiazol, 2-Amino-5, 6-dichlorbenzthiazol, 2-Amino-6-nitrobenzthiazol, 2-Amino-6-methylbenzthiazol, 2-Amino-6-hexylbenzthiazol, 2-Amino-6-methoxybenzthiazol, 2-Amino-6-äthoxybenzthiazol, 2-Amino-4,6-diäthylbenzthiazol,
2-Amino-4, 6-dimethoxybenzthiazol, 2-Amino-4,7-diäthoxybenzthiazol, 2-Amino-6-trifluormethylbenzthiazol, 2-Amino-6-thioäthylbenzthiazol, 2-Amino-6-isopropylbenzthiazol, 2-Amino-6-n-butyrylamidobenzthiazol, 2-Amino-6-ss-hydroxyäthylbenzthiazol, 2-Amino-6-y-hydroxypropylaminobenzthiazol, 2-Amino-6-N,N-dimethylsulfamylbenzthiazol, 2-Amino-6-N-propylsulfamylbenzthiazol, 2-Amino-6-n-butylsulfonylbenzthiazol,
2-Amino-6-phenylsulfonylbenzthiazol und 2-Amino-6-(4-chlorphenylsülfonyl)-benzthiazol. Beispiele für als Kupplungskomponenten verwend bare 1,3-Diketone mit offener Kette sind:
2,4-Pentandion, 1-Phenyl-2,4-pentandion, 1-(4-Chlorphenyl)-2,4-pentandion, 1,3-Diphenyl-1,3-propandion, 1,3-Bis-(2-chlor-4-methylphenyl)-1,3-propandion, 1,1,1-Trifluor-2,4-pentandion, 1-(2-Furyl)-1,3-butandion und 1,1,1-Trifluor-4-(2-thienyl)-2,4-butandion. Die neuen metallisierbaren Monoazofarbstoffe sind bei gewöhnlicher Temperatur in Wasser praktisch un löslich.
Sie können daher als disperse Farbstoffe, das heisst als wässrige Dispersionen, die in verschiedener Weise erhalten werden können, auf Poly-a-olefinfasern angewandt werden. Beispielsweise kann die Monoazo- verbindung in Gegenwart eines Dispersionsmittels mit beispielsweise einem Mikropulverisierer, Sand oder einem anorganischen Salz vermahlen werden.
Je feiner verteilt die Farbstoffmasse ist, desto wirksamer ist sie bekannt lich als Farbstoff. Der dispergierte Farbstoff wird vor zugsweise mit so viel Wasser vermischt, dass eine gründ lich durchfeuchtete Paste oder Aufschlämmung erhalten wird, die dann, um das Färbebad herzustellen, mit Was ser bis zu der gewünschten Konzentration verdünnt wird.
Zum Färben kann das Poly-a-olefinfasermaterial in das Färbebad, das noch die üblichen Färbehilfsmittel enthal ten kann, eingebracht werden und das Färben durch Er hitzen des Bades auf eine zum Färben geeignete Tempe ratur und Bewegen des Materials in dem erhitzten Bad für die Zeit, gewöhnlich etwa 1 Std., die zur Erzielung der gewünschten Farbtiefe erforderlich ist, erfolgen. Während dieser letzteren Zeit wird durch eine Einstel lung des pH-Wertes des Bades auf unter 5 gewöhnlich eine verbesserte Abgabe des Farbstoffes von dem Bad erzielt.
Das gefärbte Material kann dann mit Wasser gespült, mit warmer (60 C) milder Seifenlösung gewa schen, erneut mit Wasser gespült und getrocknet werden.
Die Menge an Farbstoff, die im Verhältnis zu der Menge an zu färbendem Poly-a-olefinfasermaterial ver wendet wird, kann in einem weiten Bereich variieren. Sie hängt weitgehend von der gewünschten Farbtiefe und zu einem geringeren, aber doch wesentlichen Grade von dem Metallgehalt der Fasern ab. Auch ist festzustellen, dass die verschiedenen Werner-Komplexe bildenden Me talle hinsichtlich der Leichtigkeit, mit der sie die kom plexen Verbindungen mit den Monoazofarbstoffen bil den, verschieden sind.
In den meisten Fällen können mit 0,5 % igen Färbebädern tiefe Töne, deren Farbtiefe durch Er'hö'hen der Farbstoffkonzentration auf 2,0 % oder dar- über nur wenig zunimmt, erzielt werden. Helle Töne können bereits mit Farbstoffkonzentrationen von 0,05 oder darunter erzielt werden.
Die ausgezeichneten Ergebnisse, die beim Färben von Textilfasern aus Poly-a-olefinen, die ein Werner- Komplexe bildendes Metall enthalten, mit den neuen metallisierbaren Monoazoverbindungen erzielt werden, sind insofern überraschend als vergleichbare Verbindun gen entweder nur schwache oder wenig wasch- und licht echte Färbungen auf Poly-a-olefinfasern erzeugen.
Bei spielsweise werden mit dem Farbstoff 3-(2-Thiazolyl- azo)-pentan-2,4-dion Polypropylenfasern in Tönen mit schlechter Lichtechtheit eingefärbt und 3-(1,3,4-Triazi- nyl-2-azo)-pentan-2,4-dion erzeugt nur Färbungen von geringer Farbtiefe. Mit dem aus diazotiertem 2-Amino- 6-äthoxybenzthiazol durch Kuppeln mit Acetoacet-o- anisidid erhaltende Farbstoffe werden auf Polypropylen- fasern nur schwache Färbungen erzielt.
In den folgenden Beispielen beziehen sich Teile und Prozentangaben auf das Gewicht. <I>Beispiel 1</I> Textilfasern aus Polypropylen, das eine stabilisie rende Menge von wenigstens einem Werner-Komplexe bildenden Metall, beispielsweise Nickel, enthielt, wurden mit den beiden wie nachstehend beschrieben hergestellten Farbstoffen eingefärbt. Die Färbung des Polypropylens wurde wie folgt durchgeführt: 1 Teil Farbstoff wurde mit 5 Teilen Diäthylenglykol und 0,1 Teil Triton X-100 vermahlen.
Nach Zusatz von 4000 Teilen 40 C war mem Wasser wurden 100 Teile Fasern aus isotaktischem Polypropylen, welches eine organische Nickelverbindung in einer Menge von 0,12%, berechnet auf das Metall, enthielt, in das so erhaltene Färbebad eingebracht und darin bewegt, während das Bad allmählich zum Sieden erhitzt wurde.
Das Färben im kochenden Färbebad wurde während 1 Std. fortgesetzt. Hierauf wurde das Fasermaterial aus dem Bad entnommen, gründlich in einer 0,25 % igen Seifenlösung bei 60 C gewaschen, mit warmem Wasser gespült und getrocknet. Die mit dem ersten Farbstoff erhaltenen Färbungen waren leuchtend scharlachrot und ausgezeichnet licht- und waschecht, abriebfest und be ständig bei chemischer Reinigung. Der zweite Farbstoff, das heisst der aus Acetoacet-o-anisidid erhaltene, er zeugte schwach orangefarbene Töne auf dem gleichen Polypropylenfasermaterial, wenn er bei gleicher Konzen tration angewandt wurde.
Der Farbstoff wurde wie folgt hergestellt: Einer heissen (70 C) Lösung von 16,1 Teilen 100 %- iger Schwefelsäure in 38 Teilen Wasser wurden 19,4 Teile 2-Amino-6-äthoxybenzthiazol zugesetzt. Dieses Gemisch wurde in 515 Teile Schwefelsäure von 50 B6 gegossen, und das Gemisch wurde auf 5 C gekühlt und bei dieser Temperatur oder darunter gehalten, während 150 Teile einer 1,0m Lösung von Nitrosylschwefelsäure im Verlaufe von etwa 50 min zugegeben wurden. Die erhaltene Masse wurde etwa 1 Std. gerührt. Dann wurde überschüssiges Nitrat mit Sulfaminsäure zerstört.
Die so erhaltene Lösung des Diazoniumsalzes wurde halbiert.
Eine Hälfte der Diazoniumlösung wurde in eine fil trierte Lösung von 5,25 Teilen 2,4-Pentandion, 10,0 Teilen Natriumcarbonat und etwa 9 Teilen wässrigem Alkalihydroxyd von 50 B6 in 500 Teilen Wasser ein laufen gelassen. Die kuppelnde Masse wurde durch Zu gabe von wässriger Natriumhydroxydlösung stark alka lisch und mit Eis bei einer Temperatur unter 10 C ge- halten. Die Zugabe der Diazoverbindung erfolgte im Verlaufe von etwa 3 Std. Die Masse wurde dann etwa 16 Std. gerührt.
Die erhaltene Aufschlämmung wurde filtriert, und der Filterkuchen wurde mit Wasser bis zur Sulfationen- freiheit gewaschen. Dann wurde der Kuchen mit 500 Teilen 10 % iger wässriger Natriumchloridlösung, die 1 Natriumhydroxyd enthielt, und dann mit 1000 Teilen 20%iger wässriger Natriumchlorid ösung, die 1% Na- triunihydroxyd enthielt, gewaschen.
Der gewaschene Fil terkuchen wurde dann 2 Std. in 500 Teilen Wasser auf geschlämmt, durch Zugabe von etwa 4 Teilen Salzsäure von 20 Be gegen Nitrazingelb neutralisiert, und die Aufschlämmung wurde, nachdem sie etwa 16 Std. ge rührt war, filtriert und mit Wasser chloridfrei gewaschen. Das gewaschene Produkt wurde getrocknet. Nach dem obigen Verfahren wurden 7 Teile des Monoazofarbstoffs 3 - (6 - Äthoxy - 2 - benzthiazolylazo)-2,4-pentandion der Formel
EMI0003.0068
vom F. 120-126 C erhalten.
Die zweite Hälfte der wie oben beschrieben her gestellten Diazoniumsalzlösung wurde unter praktisch den gleichen Bedingungen mit einer Lösung von 11,4 Teilen Acetoacet-o-anisidid, 10 Teilen Natriumcarbonat und etwa 9 Teilen wässrigem Natriumhydroxyd von 50 B6 in 500 Teilen Wasser gekuppelt. Man erhielt 15,9 Teile des Monoazofarbstoffes der Formel
EMI0003.0077
vom F. 178-185 C.
<I>Beispiel 2</I> 3-(6-Methoxy-2-benzthiazolylazo)-2,4-pentandion der Formel
EMI0003.0079
färbte Textilfasern aus Polypropylen, das mit einer Nik- kelverbindung stabilisiert war, in leuchtenden scharlach roten Tönen, die ausgezeichnet licht- und waschecht, ab riebfest und beständig gegen Trockenreinigung waren.
Der Farbstoff wurde wie folgt hergestellt: Einer heissen Lösung von 8 Teilen 100 % iger Schwe felsäure in 20 Teilen Wasser wurden 9,5 Teile 2-Amino- 6-methoxybenzthiazol zugesetzt. Das Gemisch wurde in etwa 260 Teile Schwefelsäure von 50 B6 ge gossen, und die Masse wurde auf 5 C oder darunter gekühlt und bei dieser Temperatur gehalten, während 75 Teile einer 1,0m Lösung von Nitrosylschwefelsäure im Verlaufe von etwa 30-40 min zugegeben wurden.
Das Gemisch wurde etwa 1 Std. gerührt, und die überschüs sige salpetrige Säure wurde dann mit Sulfaminsäure zer stört. Die DiazoniumsaMösung wurde in eine Lösung von 5,25 Teilen 2,4-Pentandion, 10,0 Teilen Natrium- carbonat und etwa 9 Teilen wässrigem Natriumhydoxyd in 500 Teilen Wasser einlaufen gelassen.
Die erhaltene Masse wurde durch Zugabe von wässrigem Natrium hydroxyd stark alkalisch und mit Eis bei einer Tempera tur unter 10 C gehalten. Die Zugabe der Diazoverbin- dung erforderte etwa 2 Std., und das Kupplungsgemisch wurde etwa 16 Std. gerührt.
Die erhaltene Aufschlämmung wurde auf 50-55 C erwärmt und filtriert, und der Filterkuchen wurde mit 500 Teilen 10 % iger wässriger Natriumchloridlösung, die 1 % Natriwnhydroxyd enthielt, und dann mit 1000 Teilen 20 % iger wässriger Natriumchloridlösung, die 1 % Na triumhydroxyd enthielt, gewaschen. Der gewaschene Filterkuchen wurde wieder 2 Std. lang in 500 Teilen Wasser aufgeschlämmt, mit Salzsäure gegen Nitrazingelb neutralisiert, und die Aufschlämmung wurde, nachdem sie etwa 16 Std.
gerührt war, filtriert und mit Wasser chloridfrei gewaschen. Das gewaschene Produkt, näm lich 3 - (6 - Methoxy-2-benzthiazolylazo)-2,4-pentandion wurde hierauf getrocknet.
In analoger Weise wurde 2-Aminothiazol diazotiert und mit 2,4-Pentandion gekuppelt. Die erhaltene Mono- azoverbindung wurde als disperser Farbstoff auf Poly- propylentextilfasern angewandt. Die Färbungen waren schwach gelb und etwas weniger lichtecht.
<I>Beispiele 3-7</I> In der in Beispiel 1 beschriebenen Weise wurden ver schiedene 2-Aminobenzthiazole diazotiert und mit ver schiedenen 1,3-Diketonen gekuppelt. Die erhaltenen Monoazoverbindungen wurden als d'isperse Farbstoffe zum Färben von stabilisiertem Polypropylentextilfaser- material, das eine Nickelverbindung enthielt, verwendet, wobei tiefe Farben verschiedener Töne von ausgezeich neter Echtheit erzielt wurden.
Die Komponenten der Farbstoffe und die mit den Farbstoffen erzielten Farb töne sind in Tabelle I zusammengestellt:
EMI0004.0061
<I>Tabelle <SEP> 1</I>
<tb> Farbe <SEP> auf
<tb> Beispiel <SEP> Benzthiazol <SEP> 1,3-Diketon <SEP> Polypropylen textilfasern
<tb> 3 <SEP> 2-Aminobenzothiazol <SEP> 1-Phenyl-1,3-butandion <SEP> rot
<tb> 4 <SEP> 6 <SEP> Methyl-2-aminobenzthiazol <SEP> 1 <SEP> Phenyl-1,3-butandion <SEP> rot
<tb> 5 <SEP> 4,7 <SEP> Diäthoxy-2-aminobenzthiazol <SEP> 2,4-Pentandion <SEP> orangerot
<tb> 6 <SEP> 6-N,N-Dimethylsulfamyl 2-aminobenzthiazol <SEP> 1,3-Bis-(p-tolyl)-1,3-propandion <SEP> rot
<tb> 7 <SEP> 6-Äthoxy-2-aminobenzthiazol <SEP> 1,1,1-Trifluor-4-(2-thienyl)- <SEP> blaurot
<tb> 2,4-butandion
Claims (1)
- PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum Farben oder Bedrucken von Textil fasern aus Poly-a-olefinen, die ein Werner-Komplex bil dendes Metall enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass ein 2- (2 -Benzthiazolylazo) -1,3 - d'iketonfarbstoff der Formel EMI0004.0065 in welcher R, und R2 gleiche oder verschiedene hetero- cyclische, aromatische, araliphatische oder aliphatische Reste sind, welche über eine Kohlenstoff-zu-Kohlenstoff- Bindung mit den Oxogruppen verknüpft sind,wobei so wohl diese Reste als auch der Benzolring A von wasser löslich machenden Substituenten frei sind, aber andere Substituenten aufweisen können, verwendet wird. II. Anwendung des Verfahrens nach Patentanspruch I auf Textilfasern aus Polymeren von a-Olefinen, welche 2-4 Kohlenstoffatome aufweisen.UNTERANSPRUCH Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekenn zeichnet, d'ass die Poly-a-olefintextilfasern 0,001 bis 3,0 GewA eines Werner-Komplex bildenden Metalls enthalten.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US261859A US3245980A (en) | 1963-02-28 | 1963-02-28 | 1, 3-diketone dyestuffs |
| US549074A US3331807A (en) | 1963-02-28 | 1966-02-23 | Polyolefin dyeing with benzothiazoleazo 1, 3-diketones |
Publications (2)
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|---|---|
| CH219664A4 CH219664A4 (de) | 1966-09-30 |
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|---|---|---|---|
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