DE102007043109A1 - Starch-based pressure thickener for the reactive pressure - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckverdickungsmittel für Reaktivdruck, das zumindest eine Stärke in einem Anteil von mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Druckverdickungsmittels, enthält, wobei die Stärke einen DS-Wert von 0,2 bis 0,6 aufweist und mit 0,05 bis 0,50 Vol.-% eines Vernetzungsmittels vernetzt ist; sowie dessen Verwendung.The present invention relates to a reactive pressure printing thickener which contains at least one starch in a proportion of at least 50% by weight, based on the total weight of the printing thickener, wherein the starch has a DS value of 0.2 to 0.6 and crosslinked with 0.05 to 0.50 vol.% of a crosslinking agent; as well as its use.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckverdickungsmittel für Reaktivdruck sowie dessen Verwendung.The The present invention relates to a pressure thickener for Reactive printing and its use.
Unter dem Begriff „Textildruck" versteht man ein örtlich begrenztes, mustermäßiges Färben von Textilien, welches nach verschiedenen Verfahren durchgeführt werden kann und bei dem sowohl synthetische als auch natürliche Textilien eingesetzt werden können.Under The term "textile printing" is understood locally limited pattern dyeing of Textiles, which are carried out by different methods can be both synthetic and natural Textiles can be used.
Die unterschiedlichsten Druckverfahren sind bekannt, beispielsweise Direktdruck, Ätzdruck, Reservedruck. Auch unterschiedlichsten Drucktechniken, wie Rouleauxdruck, Flachdruck, Rotationsfilmdruck, Transferdruck, Tintenstrahldruck, etc., stehen zur Verfügung.The Various printing methods are known, for example Direct printing, etching pressure, reserve pressure. Also very different Printing techniques, such as rouleaux printing, planographic printing, rotary-film printing, Transfer printing, inkjet printing, etc. are available.
Jede Drucktechnik wird mittels eines speziellen Ablaufs durchgeführt, der Drucken, Trocknen, Dämpfen und Waschen umfaßt, um schließlich das fertige Druckprodukt zu erhalten.each Printing technique is done by a special procedure, including printing, drying, steaming and washing, finally to get the finished printed product.
Geordnet nach Farbstoffklassen unterscheidet man beim Drucken im wesentlichen zwischen Pigmentdruck, Reaktivdruck, Dispersionsdruck und Küpendruck. Etwa 30% aller bedruckten Stoffe werden weltweit mit dem Reaktivdruckverfahren hergestellt, so daß der Reaktivdruck mengenmäßig nach dem Pigmentdruck an zweiter Stelle steht.Orderly Dye classes are essentially different when printing between pigment pressure, reactive pressure, dispersion pressure and cooling pressure. Approximately 30% of all printed fabrics are printed worldwide using the reactive printing process prepared so that the reactive pressure in terms of quantity comes second after pigment printing.
Reaktivfarbstoffe können aufgrund ihrer reaktiven Gruppen in Anwesenheit von Alkali (Soda) chemische Bindungen mit einer Cellulosefaser eingehen, wodurch besonders gute Reib- und Naßechtheiten erzielt werden. Im alkalischen Medium reagieren die Reaktivgruppen mit den Hydroxylgrupen der Cellulose. Die Farbstoffe reagieren jedoch auch mit den Hydroxylgruppen des Wassers und eines eventuell vorhandenen Druckverdickungsmittels, das eine geeignete Viskosität für die eingesetzten Reaktivfarbstoffe bereitstellen soll. Aus diesem Grunde wird neben synthetischen Produkten, die frei von OH-Gruppen sind, im Stand der Technik bislang überwiegend Alginat als ein natürlicher Rohstoff für Druckverdickungsmittel eingesetzt, da es ebenfalls keine freien Hydroxylgruppen enthält. Andere natürliche Druckverdickungsmittel, die beispielsweise auf Basis von Stärke aufgebaut sind, reagieren hingegen mit den Farbstoffen. Dies führt schließlich zu einer Griffverhärtung auf der Ware und einer Verschlechterung der Reibechtheiten.reactive dyes may be present in the presence of their reactive groups of alkali (soda) make chemical bonds with a cellulose fiber, whereby particularly good frictional and wet fastness properties are achieved. In the alkaline medium, the reactive groups react with the hydroxyl groups the cellulose. However, the dyes also react with the hydroxyl groups the water and any existing pressure thickener, the appropriate viscosity for the used To provide reactive dyes. For this reason, next to synthetic products that are free of OH groups in the state The technique so far predominantly alginate as a natural Raw material used for printing thickener, since there is also no contains free hydroxyl groups. Other natural Pressure thickeners, for example, based on starch are constructed, however, react with the dyes. this leads to finally to a handle hardening on the goods and a deterioration of rubbing fastness.
Da Alginate in immer stärkerem Maße im Nahrungsmittelbereich eingesetzt werden und die Nachfrage nach Alginaten stetig steigt, kommt es hier leicht zu Rohstoffengpässen. Ferner sind die Preise für Alginate mit etwa 3 bis 4 Euro/kg recht hoch. Derzeit gibt es noch keine Alternative zu Alginaten auf Basis eines natürlichen Rohstoffs, der für den Reaktivdruck zur Bildung eines Druckverdickungsmittels geeignet wäre.There Alginates increasingly in the food sector be used and the demand for alginates is steadily increasing, it comes here easy to raw material bottlenecks. Further are the prices for alginates are about 3 to 4 Euro / kg right high. There is currently no alternative to alginates based a natural raw material for reactive pressure would be suitable for forming a pressure thickener.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden und ein Druckverdickungsmittel im wesentlichen auf Basis eines natürlichen Rohstoffs bereitzustellen, das für Reaktivdruck eingesetzt werden kann. Insbesondere soll eine Reaktion des Druckverdickungsmittels mit den Reaktivfarbstoffen vermieden werden, wobei das Druckverdickungsmittel für alle Drucktechniken, wie beispielsweise Flachdruck und Rotationsfilmdruck, geeignet sein soll. Dies gilt insbesondere für eine Einsatzmöglichkeit bei Schablonendrucktechniken, die große Anforderungen an die Reinheit der eingesetzten Produkte stellen.It is therefore an object of the present invention, the disadvantages to overcome from the prior art and a pressure thickener essentially based on a natural raw material, which can be used for reactive printing. Especially is a reaction of the pressure thickener with the reactive dyes be avoided, the pressure thickener for all printing techniques, such as planographic printing and rotary film printing, should be suitable. This is especially true for a possible use in stencil printing techniques, the big demands the purity of the products used.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Druckverdickungsmittel für Reaktivdruck, das zumindest eine Stärke in einem Anteil von mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Druckverdickungsmittels enthält, wobei die Stärke einen DS-Wert von 0,2 bis 0,6 aufweist und mit 0,05 bis 0,50 Vol-% eines Vernetzungsmittels vernetzt ist. Der DS-Wert beschreibt den Grad des Ersatzes (Degree of Substitution DS) der Hydroxylgruppen pro Glycoseeinheit der Stärke, wie es Fachleuten auf dem Gebiet bekannt ist.The Task is solved by a pressure thickener for Reactive pressure, which is at least one strength in one part of at least 50% by weight, based on the total weight of the printing thickener, wherein the starch has a DS value of 0.2 to 0.6 and crosslinked with 0.05 to 0.50% by volume of a crosslinking agent. The DS value describes the degree of substitution (Degree of Substitution DS) of the hydroxyl groups per glycose unit of starch, as is known to those skilled in the art.
Dabei ist bevorzugt, daß die Stärke in einem Anteil von 50 bis 99 Gew.-%, bevorzugt 50 bis 80 Gew.-%, bevorzugter 65 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Druckverdickungsmittels, vorliegt.there it is preferred that the starch in a proportion from 50 to 99 wt.%, preferably 50 to 80 wt.%, more preferably 65 up to 75% by weight, based on the total weight of the printing thickener, is present.
Auch wird vorgeschlagen, daß die Stärke bevorzugt einen DS-Wert zwischen 0,3 und 0,4 aufweist.Also it is suggested that the starch prefers one DS value between 0.3 and 0.4.
Ebenfalls bevorzugt ist die Stärke mit 0,2 bis 0,4 Vol-% des Vernetzungsmittels vernetzt.Also preferably, the starch is from 0.2 to 0.4% by volume of the crosslinking agent networked.
Besonders bevorzugt ist die Stärke Maisstärke.Especially preferably the starch is corn starch.
Eine Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß das Veretherungsmittel Natriummonochloracetat und/oder Monochloressigsäure ist und/oder das Vernetzungsmittel Epichlorhydrin ist.A Embodiment is characterized in that the Etherifying agent sodium monochloroacetate and / or monochloroacetic acid is and / or the crosslinking agent is epichlorohydrin.
Auch wird vorgeschlagen, daß das Druckverdickungsmittel mechanisch modifiziert ist, bevorzugt durch Walztrocknung.Also It is suggested that the pressure thickener be mechanical is modified, preferably by roll drying.
Besonders bevorzugt ist, daß das Druckverdickungsmittel neben der zumindest einen Stärke zumindest ein weiteres natürliches und/oder synthetisches Druckverdickungsmittel enthält.Especially preferred is that the pressure thickener in addition to the at least one strength at least one more natural and / or synthetic pressure thickener.
Das weitere Verdickungsmittel kann ausgewählt sein aus Natriumpolyacrylat, Natriumalginat und Mischungen derselben.The further thickeners may be selected from sodium polyacrylate, Sodium alginate and mixtures thereof.
Erfindungsgemäß ist ebenfalls die Verwendung des Druckverdickungsmittels in Kombination mit Reaktivfarbstoffen.According to the invention also the use of the printing thickener in combination with reactive dyes.
Dabei ist die Verwendung auf natürlichen Fasern, wie Baumwolle und Viskose, bevorzugt.there is the use on natural fibers, such as cotton and viscose, preferred.
Überraschenderweise wurde festgestellt, daß ein Druckverdickungsmittel auf Stärkebasis für Reaktivdruck bereitgestellt werden kann, wobei die Stärke hoch vernetzt und hoch verethert ist, das bei Einsatz in einem Reaktivdruckverfahren zu ausgezeichneten Druckresultaten führt. Diese Druckresultate beeinhalten eine hohe Farbtiefe, scharfe Konturen, einen egalen Farbausfall und einen weichen Griff des Bedruckstoffes.Surprisingly it was found that a pressure thickener on Starch base be provided for reactive printing can, with the starch highly crosslinked and highly etherified is excellent when used in a reactive printing process Print results leads. These print results include a high color depth, sharp contours, a level color loss and a soft touch of the substrate.
Der Grundbaustein aller Stärken ist die α-Amylose, wobei jedes Amylosemolekül innerhalb der Stärkekette jeweils drei freie, reaktionsfähige Hydroxylgruppen aufweist. Diese Hydroxylgruppen werden durch geeignete Modifikation, d. h. durch Veretherung und/oder Vernet zung, reaktionsunfähig gemacht, so daß die Stärken bei Reaktion mit den Reaktivfarbstoffen insbesondere keine Griffverhärtungen mehr verursachen können.Of the Basic building block of all strengths is the α-amylose, wherein each amylose molecule is within the starch chain each having three free, reactive hydroxyl groups. These hydroxyl groups are prepared by suitable modification, i. H. by etherification and / or crosslinking, unreactive so that the strengths in response to the Reactive dyes in particular no grip hardening can cause more.
Druckverdickungsmittel sollen eine möglichst hohe Viskosität aufweisen, müssen jedoch, insbesondere für einen Schablonendruck, gut filtrierbar sein, da ansonsten die Schablonen nach kurzer Zeit verstopfen würden. Durch Einsatz der hoch vernetzten und hoch veretherten Stärken ist es nun erfindungsgemäß möglich, eine optimale Viskosität und Filtrierbarkeit für das Druckverdickungsmittel bereitzustellen. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der Viskosität und Filtrierbarkeit noch weiter verbessert sind, zeichnet sich dadurch aus, daß neben der Stärke (in einem Anteil von wenigstens 50 Gew.-%) noch ein weiteres anderes natürliches und/oder synthetisches Verdickungsmittel eingesetzt wird. Ein solches weiteres Verdickungsmittel kann beispielsweise Natriumpolyacrylat, Natriumalginat oder Mischungen sein, wobei ein besonders bevorzugtes Druckverdickungsmittel aus 70 Gew.-% Stärke und 30 Gew.-% des weiteren Verdickungsmittels besteht.Printing thickener should have the highest possible viscosity, However, especially for stencil printing, be easily filterable, otherwise the templates after a short time would clog. By using the highly networked and highly etherified starches, it is now possible according to the invention optimum viscosity and filterability for to provide the pressure thickener. A preferred embodiment of the invention, in the viscosity and filterability yet are further improved, characterized by the fact that next the starch (in a proportion of at least 50 wt .-%) yet another different natural and / or synthetic Thickener is used. Such a further thickener For example, sodium polyacrylate, sodium alginate or mixtures be, with a particularly preferred pressure thickener 70% by weight of starch and 30% by weight of the further thickener consists.
Ferner hat sich gezeigt, daß Maisstärke wahrscheinlich aufgrund ihrer geringen Korngröße und kurzen Struktur für den Einsatz als Druckverdickungsmittel besonders gut geeignet ist. Ebenfalls ist bevorzugt, daß die eingesetzte Stärke kaltwasserlöslich ist.Further has been shown that corn starch is likely due to their small grain size and short structure especially good for use as a pressure thickener suitable is. It is also preferred that the used Starch is cold water soluble.
Entsprechende Produkte auf Stärkebasis konnten bisher nur zu einem sehr kleinen Prozentsatz für den Reaktivdruck eingesetzt werden.Appropriate So far, starch-based products have only been very successful small percentage used for the reactive pressure.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen, auf die die Erfindung keineswegs beschränkt sein soll.Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description of embodiments, on the invention should not be limited.
Maisstärkederivate mit unterschiedlichem Veretherungs- und Vernetzungsgrad wurden hergestellt und deren Viskosität über ein Brookfield-Viskosimeter in einer 8%igen Konzentration sowie der Filtrationswert gemessen.Corn starch derivatives with varying degrees of etherification and crosslinking were prepared and its viscosity via a Brookfield viscometer measured in an 8% concentration as well as the filtration value.
Zur Bestimmung der Viskosität werden 460 g Leitungswasser in eine 1 l Mensur eingewogen und dann unter Rühren mit einem Doppelbalkenrührer und einem Heidolph-Rührwerk 40 g Produkt zugegeben. Die Lösung wird 15 Minuten bei 800 Upm gelöst. Gemessen wird mit einem Brookfield-Viskosimeter Typ RVT bei 20 Upm und 20°C.to Determination of viscosity will be 460 g of tap water in Weigh out a 1 l scale and then stir with a Double bar stirrer and a Heidolph stirrer 40 g of product added. The solution is allowed to stand for 15 minutes 800 rpm solved. It is measured with a Brookfield viscometer Type RVT at 20 rpm and 20 ° C.
Zur Bestimmung der Filtrierbarkeit bzw. des Filtrationswertes werden 100 g Produkt in 1.900 g Leitungswasser für 1 Stunde bei 700 Upm (Doppelbalkenrührer und Heidolph-Rührwerk) gelöst. Anschließend ruht die Lösung für 1 Stunde. Danach wird die Lösung unter Vakuum über ein 45 μm Sieb abfiltriert. Zeit und Unterdruck werden gemessen.To determine the filterability or the filtration value, 100 g of product are dissolved in 1,900 g of tap water for 1 hour at 700 rpm (double-bar stirrer and Heidolph stirrer). Subsequently the solution rests for 1 hour. Thereafter, the solution is filtered off under vacuum through a 45 μm sieve. Time and negative pressure are measured.
Die
Ergebnisse für die einzelnen Maisstärkederivate
sind unten in Tabelle 1 angegeben. In Tabelle 1 sind ebenfalls die
Einsatzmengen der Produkte 1–6 in der Druckpaste angegeben. Tabelle 1
Für alle Maisstärkederivate wurden Reaktivdruckversuche auf reiner Baumwolle durchgeführt, wobei ein Labordrucktisch der Firma Zimmer und ein Fixierer der Firma Mathis verwendet wurde. Die Qualität des Druckes war 100% CO mit einem Dessin von 002/1–60 Mesh.For all corn starch derivatives were reactive pressure tests pure cotton, with a laboratory print table Zimmer and a fixer from the company Mathis was used. The quality of the print was 100% CO with a design of 002 / 1-60 mesh.
Die Druckpaste setzte sich zusammen aus 5 g/kg Revatol® NS (Färbe- und Druckhilfsmittel, Clariant), 25 g/kg Soda, 100 g/kg Harnstoff, Druckverdickungsmittel mit einer in Tabelle 1 angegebenen Menge und 100 g/kg Cibacron® Türkisblau P-GR 50% als Farbstoff, wobei der Rest Wasser ist. Der Druck wurde auf einem Labordrucktisch der Firma Zimmer mit einem Rakel von 10 mm, einer Magnetstufe von 2/3 und einer Geschwindigkeit von 1,5 m/Minute durchgeführt. Die Dampffixierung erfolgte bei einer Temperatur von 103°C (Sattdampf) für eine Dauer von 7 Minuten. Eine Druckwäsche wurde anschließend durchgeführt in drei aufeinanderfolgenden Bädern. Die erste Wäsche erfolgte kalt für 3 Minuten ohne Zusätze, die zweite Wäsche in einem Bad von 95°C für 3 Minuten mit einer Zugabe von 1 g/l Kieralon® DB (Wasch- und Netzmittel, BASF). Eine dritte Wäsche wurde schließlich kalt für eine Minute ohne Zusätze durchgeführt.The printing paste was composed of 5 g / kg Revatol ® NS (dyeing and printing products, Clariant), 25 g / kg sodium carbonate, 100 g / kg urea, printing thickener with a specified in Table 1 and 100 g / kg Cibacron ® Turquoise Blue P-GR 50% as a dye, the remainder being water. The printing was carried out on a laboratory printing table from Zimmer with a squeegee of 10 mm, a magnetic stage of 2/3 and a speed of 1.5 m / minute. The steam was fixed at a temperature of 103 ° C (saturated steam) for a period of 7 minutes. A pressure wash was then performed in three consecutive baths. The first wash was done cold for 3 minutes without additives, the second wash in a bath of 95 ° C for 3 minutes with an addition of 1 g / l Kieralon ® DB (washing and wetting agent, BASF). A third wash was finally done cold for a minute with no additives.
Für alle Produkte wurden gute Druckergebnisse erhalten. Dabei zeigte sich, daß das Produkt mit der Nummer 2 die besten Druckresultate auf reiner Baumwolle lieferte. Insbesondere wurden eine hohe Farbtiefe, scharfe Konturen, ein egaler Farbausfall sowie ein weicher Griff der Baumwolle erhalten. Jedoch waren die Viskosität und die Filtrierbarkeit noch verbesserungsfähig.For All products have received good printing results. It showed itself that the product with the number 2 the best printing results on pure cotton supplied. In particular, were a high color depth, sharp Contours, a level color loss and a soft touch of cotton receive. However, the viscosity and the filterability were still capable of improvement.
Diese Nachteile konnten durch Zugabe anderer natürlicher und/oder synthetischer Verdikkungsmittel beseitigt werden.These Disadvantages could by adding other natural and / or synthetic thickener are eliminated.
Beispiel 1example 1
Ein vernetzter Maisstärkeether wurde hergestellt durch Umsetzung von Maisstärke mit 10 Mol Natriummonochloracetat (DS: 0,4) und 0,375 Vol-% Epichlorhydrin. Dazu wurden 2.000 g Maisstärke in 2.400 ml Leitungswasser suspendiert und 500 ml 1 N NaOH zugegeben. Die erhaltene Slurry wurde auf 40°C im Wasserbad erhitzt. 7,5 ml Epichlorhydrin (0,375 Vol-%) wurden zugegeben und 24 Stunden bei 40–42°C mit der Maisstärke umgesetzt. Dann wurden 1.165 g (10 Mol) Natriummonochloracetat zugegeben und die Slurry mit 550 ml NaOH (50%ig) verkleistert. Die erhaltene Masse wurde auf einer Walze mit 3 Rollen bei 2–3 Up, und 7–8 bar Dampfdruck getrocknet. Das Produkt wurde anschließend über ein Sieb von 2 mm abgesiebt.One Crosslinked corn starch ether was prepared by reaction of corn starch with 10 moles of sodium monochloroacetate (DS: 0.4) and 0.375% by volume epichlorohydrin. This was 2,000 g of corn starch suspended in 2,400 ml of tap water and 500 ml of 1 N NaOH was added. The resulting slurry was heated to 40 ° C in a water bath. 7.5 ml of epichlorohydrin (0.375% by volume) were added and 24 hours at 40-42 ° C with the corn starch implemented. Then, 1,165 g (10 mol) of sodium monochloroacetate was added and the slurry gelatinized with 550 ml NaOH (50%). The mass obtained was on a roller with 3 rolls at 2-3 up, and 7-8 bar steam pressure dried. The product was subsequently transferred over sieved a sieve of 2 mm.
70 Gew.-% des so erhaltenen vernetzten und walzengetrockneten Maisstärkeethers wurden mit 30 Gew.-% Natriumpolyacrylat vermischt und zusammen auf einer Walze getrocknet. Die Brookfield-Viskosität wurde wie oben angegeben gemessen und betrug 20.000 mPa·s, während die Filtrierbarkeit Werte von < 60 Sekunden bei 0,2 bar ergab. Die Einsetzmenge des so hergestellten Maisstärkeethers in der Druckpaste betrug 50 g/kg.70 % By weight of the crosslinked and roller-dried corn starch ether thus obtained were mixed with 30 wt .-% sodium polyacrylate and together a roll dried. The Brookfield viscosity was measured as above and was 20,000 mPa · s while the filterability values of <60 seconds at 0.2 bar. The insertion amount of the corn starch ether thus prepared in the printing paste was 50 g / kg.
Für
das so erhaltene Druckverdickungsmittel wurden Druckversuche wie
oben beschrieben durchgeführt und die Druckergebnisse mit
einem Druckverdickungsmittel auf Basis von 100% Alginat verglichen.
Dabei wurde festgestellt, daß Farbtiefe, Egalität
und Konturenstand des erfindungsgemäßen Druckverdickungsmittels
besser waren als bei einem Druckverdikkungsmittels auf Basis von
100% Alginat. Der Griff war bei beiden Druckverdickungsmitteln identisch.
Ferner wurden Naß- und Trockenreibechtheiten, die mit einem
Crockmeter (
Je kleiner der Wert ist, desto schlechter ist dabei die Echtheit. Die Skale reicht von 1 bis 5.ever the smaller the value, the worse the authenticity. The Scale ranges from 1 to 5.
Die
Ergebnisse des Tests der Naß- und Trockenreibechtheiten
sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
Wie sich aus Tabelle 2 ergibt, zeigt das erfindungsgemäße Druckverdickungsmittel Naß- und Trockenreibechtheiten, die sehr gut mit denjenigen für ein Druckverdickungsmittel auf Basis von 100% Alginat verglichen werden können.As can be seen from Table 2 shows the inventive Printing thickening agents wet and dry rubbing fastnesses, very good with those for a pressure thickener can be compared on the basis of 100% alginate.
In der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.In as described above and in the claims Features of the invention can be used individually as well as in any combination for the realization of the Invention in their various embodiments essential be.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- - Crockmeter Modell 255 von James H. Heal, Halifax, England, Methode ISO 105-A03 [0036] Crockmeter Model 255 from James H. Heal, Halifax, England, Method ISO 105-A03 [0036]
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