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Die Erfindung betrifft einen mehrschichtigen endlosen Artikel, insbesondere ein Drucktuch, der wenigstens einen Festigkeitsträger enthält und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
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Das mehrschichtige endlose Flächengebilde enthält eine erste Schicht, die eine Polymermischung auf Basis wenigstens eines Elastomers aufweist, wenigstens eine weitere Schicht und wenigstens einen Festigkeitsträger.
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Drucktücher, wie bspw. in
EP 0 191 779 B2 beschrieben, sind mehrschichtige Artikel mit einer Druckschicht aus einem polymeren Werkstoff, wenigstens einer kompressiblen oder inkompressiblen Zwischenschicht und wenigstens einer Festigkeitsträgerschicht, bestehend aus einem textilen Flächengebilde, wobei die einzelnen Schichten untereinander einen Haftverbund bilden.
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Diese Drucktücher werden in der Regel als Bahnenware hergestellt und gemäß dem Umfang des Druckzylinders abgelängt. Die abgelängten Teile der Bahnenware sind die Formate, die beidseitig mit Montageschienen versehen im Spannkanal des Druckzylinders fixiert und gespannt werden.
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Im Bereich des Spannkanals des Druckzylinders kann nicht gedruckt werden, was zu einem erhöhten Verbrauch des Bedruckstoffes führt.
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In
DE 693 14 987 T2 und
DE 199 40 388 A1 werden hierzu bereits endlose Drucktücher vorgestellt, die keine Naht bzw. keinen derartigen Spannkanal aufweisen. Bisher war zum einen die Herstellung der endlosen Drucktücher im industriellen Maßstab problematisch, da hierzu spezielle Vorrichtungen benötigt werden. Des Weiteren besteht weiterhin das Problem, dass der Geradeauslauf möglichst präzise sein muss. Die insbesondere in
DE 199 40 388 A1 beschriebene Verstärkungsschicht löst lediglich das Problem der Längung des Drucktuches, aber nicht in ausreichendem Maße das Problem des gleichmäßigen und präzisen Geradeauslaufs des Drucktuchs.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, einen mehrschichtigen endlosen Artikel, insbesondere ein Drucktuch, bereit zu stellen, der sich durch einen präzisen und gleichmäßigen Geradeauslauf im Druckverfahren auszeichnet. Die physikalischen Eigenschaften des Artikels sollen dabei über den gesamten Artikelumfang gleich bleiben.
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Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass der mehrschichtige endlose Artikel eine erste Schicht, die eine Polymermischung auf Basis wenigstens eines Elastomers aufweist, wenigstens eine weitere Schicht und wenigstens einen Festigkeitsträger enthält, wobei der Festigkeitsträger in Fadenkonstruktion vorliegt und die einzelnen Fäden der Fadenkonstruktion als Garn oder als Zwirn vorliegen, wobei jeweils ein Garn oder ein Zwirn mit S-Drehung und ein Garn oder ein Zwirn mit Z-Drehung abwechselnd in Laufrichtung parallel nebeneinander liegen.
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Überaschenderweise wurde festgestellt, dass sich ein deutlich präziserer und gleichmäßiger Geradeauslauf ergibt, wenn sich S-Drehung und Z-Drehung der einzelnen Fäden des endlosen Drucktuchs parallel in Laufrichtung abwechseln.
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Gemäß DIN 60 900: Juli 1988 (insbesondere Teil 1 und Teil 2) gilt:
Garn: Linienförmiges Gebilde, das aus textilen Faserstoffen (Spinnfasern, Filamente oder Bändchen) hergestellt ist.
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Zwirn: Alle linienförmigen textilen Gebilde, die durch Zusammendrehen (Zwirnen) von mindestens zwei Garnen hergestellt sind.
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Drehungsrichtung Z: Kennbuchtstabe für die Z-Richtung. Die einzelnen Spinnfasern oder Filamente im Garn oder die Einfachgarne oder Vorzwirne im Zwirn sowie die einfachen und gefachten Garne und Zwirne im Umwindungsgarn liegen bei senkrecht gehaltenem Faden in Richtung des Schrägstriches des Buchstabens Z.
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Drehungsrichtung S: Kennbuchtstabe für die S-Richtung. Die einzelnen Spinnfasern oder Filamente im Garn oder die Einfachgarne oder Vorzwirne im Zwirn sowie die einfachen und gefachten Garne und Zwirne im Umwindungsgarn liegen bei senkrecht gehaltenem Faden in Richtung des Schrägstriches des Buchstabens S.
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Die Kurzbezeichnung „tpm" bzw. „t/m" bedeutet „turns per meter" und ist eine typische Einheit in der Textiltechnologie bei Drehungen (engl. Twist) aller Art. Die alternative Einheit ist auch„m"1".
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Gemäß Anspruch 1 sind somit folgende Haupt-Fadenkonstruktionen möglich:
Variante 1: S-Zwirn und Z-Zwirn abwechselnd parallel in Laufrichtung nebeneinander.
Variante 2: S-Garn und Z-Garn abwechselnd parallel in Laufrichtung nebeneinander.
Variante 3: S-Zwirn und Z-Garn abwechselnd parallel in Laufrichtung nebeneinander.
Variante 4: S-Garn und Z-Zwirn abwechselnd parallel in Laufrichtung nebeneinander.
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Das Garn kann in einer bevorzugten Ausführungsform als Monofilament oder Multifilament oder in einer Hybridform, d.h. in einer Kombination aus Monfilament und Multifilament, vorliegen.
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Der Zwirn kann als einstufiger oder mehrstufiger Zwirn ausgebildet sein. Einstufige Zwirne werden häufig auch als Corde bezeichnet.
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Hierdurch ergeben sich weitere Unter-Fadenkonstruktionen.
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Erfindungsgemäß können für die einzelnen Fäden alle natürlichen oder halbsynthetischen oder synthetischen Materialien für textile Festigkeitsträger verwendet werden.
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Als synthetische Materialien kommen insbesondere synthetische Polymere, wie bspw. Polyacrylnitril, Polypropylen, Polyester, Polyamid, Polyurethan, Polyphenylensulfid, Polyoxadiazol, Aramide, wie p-Aramid, m-Aramid oder co-poly para Aramid, Polyimid, Polyetherimid, Polyetheretherketon, Polyethylen-2,6-naphthalat, Polyphenylen, Polyphenylenoxid, Polyphenylensulfid, Polyphenylenether, Polybenzoxazole, Polyvenylalkohol in Frage.
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Bei den halbsynthetischen Materialien kann es sich bspw. um Modal, Viskose oder Lyocell handeln.
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Bei den natürlichen Materialien kann es sich um Steinwolle oder um Baumwolle, Flachs oder Hanf, oder um Wolle oder Seide, handeln.
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Anorganische Materialien wie Glas, Keramik, Kohlenstoff (Carbon), Metall oder Gestein, wie bspw. Basalt, sind ebenso denkbar.
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Die genannten Werkstoffe können hierbei alleine oder in Kombination, als so genannter Hybrid, verwendet werden.
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Die einzelnen Fäden können zudem haftfreundlich präpariert sein.
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Bevorzugt handelt es sich bei dem Material um ein möglichst von sich aus dehnungsarmes Material, wie bspw. Glas, Aramid, Polyoxadiazol, Metall oder Keramik, oder das Material wird entsprechend vorbehandelt, z. Bsp. durch Recken, um es dehnungsarm zu gestalten.
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Hierdurch wird eine Längung des Endproduktes minimiert.
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Bevorzugt beträgt die Dehnung der parallel angeordneten Fadenkonstruktion in einer Breite von 50 mm und unter einer Belastung von 500 N 0,5 bis 1,5 % aufweisen. Die Anforderung an die Dehnungseigenschaften der einzelnen Fadenkonstruktion ist abhängig von der gewählten Ausführung, Anzahl pro Bezugsbreite und dem Material, da sich die Krafteinwirkung gleichmäßig auf die vorhandenen Fadenkonstruktionen verteilt.
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Werden als Garn Filamentgarne eingesetzt, so haben diese bevorzugt eine Drehung zwischen 60 und 120 t/m.
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Werden als Garne Fasergarne eingesetzt, so wird die optimale Tourenzahl der Spinnerei oder Zwirnerei für das ausgewählte Material, z.B. für Baumwolle vorzugsweise 430 bis 480 t/m, verwendet.
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Erfindungsgemäß enthält der mehrschichtige endlose Artikel eine erste Schicht, die eine Polymermischung auf Basis wenigstens eines Elastomers aufweist. Bei dem Elastomer handelt es sich bevorzugt um einen Kautschuk. Als Kautschukkomponenten sind insbesondere zu nennen: Ethylen-Propylen-Mischpolymerisat (EPM) und/oder Ethylen-Propylen-Dien-Mischpolymerisat (EPDM) und/oder Nitrilkautschuk (NBR) und/oder (teil)hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR) und/oder Fluor-Kautschuk (FKM) und/oder Chloropren-Kautschuk (CR) und/oder Naturkautschuk (NR) und/oder Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) und/oder Isopren-Kautschuk (IR) und/oder Butylkautschuk (IIR) und/oder Brombutylkautschuk (BIIR) und/oder Chlorbutylkautschuk (CIIR) und/oder Butadien-Kautschuk (BR) und/oder Chloriertes Polyethylen (CM) und/oder Chlorsulfoniertes Polyethylen (CSM) und/oder Polyepichlorhydrin (ECO) und/oder Ethylen-Vinylacetat-Kautschuk (EVA) und/oder Acrylat-Kautschuk (ACM) und/oder Ethylen-Acrylat-Kautschuk (AEM) und/oder Silikonkautschuk (MQ, VMQ, PVMQ, FVMQ) und/oder Fluorierter Methylsilikonkautschuk (MFQ) und/oder Perfluorinierter Propylen-Kautschuk (FFPM) und/oder Perfluorcarbon-Kautschuk (FFKM) und/oder Poyurethan (PU).
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Auch der Einsatz eines Verschnittes, insbesondere in Verbindung mit einem der vorgenannten Kautschuktypen, beispielsweise ein NR/BR-Verschnitt, ist möglich.
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Von besonderer Bedeutung, insbesondere für Drucktücher, sind: HNBR, EPDM, oder NBR.
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Die Polymermischung der ersten Schicht ist eine Kautschukmischung, die neben der Kautschukkomponente noch weitere Mischungsingredienzien enthält. Die üblichen Mischungsingredienzien umfassen wenigstens einen Vernetzer oder ein Vernetzersystem (Vernetzungsmittel und Beschleuniger). Weitere Mischungsingredienzien sind zumeist noch ein Füllstoff und/oder ein Verarbeitungshilfsmittel und/oder ein Weichmacher und/oder ein Alterungsschutzmittel sowie gegebenenfalls weitere Zusatzstoff (z.B. Farbpigmente). Diesbezüglich wird auf den allgemeinen Stand der Kautschukmischungstechnologie verwiesen.
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Die Polymermischung der ersten Schicht kann ebenso eine Mischung, enthaltend wenigstens eine Thermoplastkomponente, d.h. wenigstens ein thermoplastisches Elastomer (TPE) und/oder wenigstens ein Thermoplast (TP), wenigstens eine Kautschukkomponente, die zumindest teilvernetzt ist, sowie übliche Mischungsingredienzien, sein. Bevorzugte Thermoplastkomponenten sind hierbei:
Polyolefin, insbesondere Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP), und/oder Polystyrol und/oder Polyamid (PA), beispielsweise PA6 oder PA6.6, und/oder Polyester (PES) Als Kautschukkomponenten sind insbesondere EPM, EPDM, CSM, EVA oder Silikonkautschuk zu nennen, die insbesondere mit keiner weiteren Kautschukkomponente verschnitten sind.
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Die erste Schicht kann in einer besonderen Ausführungsform leitfähig ausgestaltet sein. Hierzu werden bspw. leitfähige Ruße, Carbonanotubes (CNT), Ionische Flüssigkeiten oder andere geeignete Zusatzstoffe in die Polymermischung eingebracht.
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Der mehrschichtige endlose Artikel, insbesondere das endlose Drucktuch, enthält wenigstens eine weitere Schicht, welche ebenso eine Polymermischung auf Basis wenigstens eines Elastomers ist. Diese kann von der ersten Schicht qualitativ und/oder quantitativ verschieden oder gleich sein. Bezüglich der Zusammensetzung sei an dieser Stelle auf die obigen Ausführungen für die erste Schicht verwiesen. Diese Schicht kann ebenso wir die erste Schicht leitfähig ausgestaltet sein.
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Bevorzugt enthält der mehrschichtige endlose Artikel wenigstens eine weitere kompressible Schicht, die als kompressible Zwischenschicht fungiert. Die Kompressibilität der Schicht wird in der Regel durch Poren erzielt, die eine so genannte Schaumstruktur bilden. Zur Erzeugung dieser Poren werden entweder Mikrokugeln, Treibmittel oder ähnliches eingesetzt.
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Diese kompressible Schicht befindet sich hierbei bevorzugt zwischen der ersten Schicht, die als Deckschicht, auch als Druckschicht bezeichnet, dient und der Festigkeitsträgerschicht.
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Die Kompressibilität beträgt bevorzugt 20 bis 30% bezogen auf die Gesamtdicke des Artikels. Wenn der Artikel eine Dicke von 2 mm aufweist bedeutet somit eine Kompressibilität von 25%, dass sich der Artikel mit einer definierten Kraft auf einer definierten Fläche um 0,5 mm eindrücken lässt.
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Der mehrschichtige endlose Artikel, insbesondere das endlose Drucktuch, hat bevorzugt eine Gesamtdicke von 1 bis 3mm.
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Der mehrschichtige endlose Artikel, insbesondere das endlose Drucktuch, ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform als Zylinder ausgeformt. Der Durchmesser ist hierbei im Vergleich zu Metallrückendrucktüchern und/oder unflexiblen Sleeves frei Wählbar und bevorzugt größer oder gleich 1000 mm.
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Da der mehrschichtige Artikel, insbesondere das endlose Drucktuch, bevorzugt frei von starren Schichten, insbesondere frei von einer Schicht aus einer Metallfolie und/oder Mettalplatte ist, ist er gut zu verpacken und zu transportieren.
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In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform enthält der mehrschichtige endlose Artikel noch einen eingebauten Sensor, der eine kontinuierliche Positionsbestimmung und somit eine Positionsüberwachung ermöglicht. Hiermit lässt sich sofort erkennen, wenn es Abweichungen im Geradeauslauf, die das Druckbild unschön beeinflussen, gibt. Bei dem Sensor kann es sich um Metallpartikel und/oder Metallstreifen handeln, die an definierten Positionen im Artikel, d.h. in einer der Polymerschichten und/oder in der Festigkeitsträgerschicht eingebracht sind. Es können auch alle weiteren detektierbaren Elemente als Sensor an definierten Stellen eingebracht werden. Ebenso ist es möglich, Ionische Flüssigkeiten oder so genannte natürliche oder synthetische DNA-Marker als Sensor zu verwenden. Der Sensor wird bereits während des Aufbaus der Schichten in den Artikel eingebracht. Nach der Vulkanisation des Verbundes ist der Sensor damit an einer definierten Position fixiert.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen endlosen Artikels, insbesondere eines endlosen Drucktuches, welcher sich durch einen präzisen und gleichmäßigen Geradeauslauf auszeichnet.
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Hierzu enthält das Verfahren wenigstens folgende Verfahrensschritte:
- – Aufwickeln der unvulkanisierten ersten Schicht um einen Kern oder eine Form in einem ersten Verfahrensschritt und
- – Paralleles Aufwickeln der einzelnen Fäden des Festigkeitsträgers in Laufrichtung um den gleichen Kern oder die gleiche Form auf der sich bereits die erste unvulkanisierte Schicht befindet in wenigstens einem weiteren nachfolgenden Verfahrensschritt, wobei sich Fäden mit S-Drehung und Fäden mit Z-Drehung abwechseln, und
- – Aufwickeln der unvulkanisierten weiteren Schicht um den gleichen Kern oder die gleiche Form auf der sich bereits die erste unvulkanisierte Schicht und der Festigkeitsträger befinden in wenigstens einem weiteren Verfahrensschritt und
- – Vulkanisation des so hergestellten Rohlings in einer Vulkanisierform in wenigstens einem abschließenden Verfahrensschritt.
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Sollten weitere Schichten in dem mehrschichtigen endlosen Artikel vorhanden sein, so werden auch diese in der entsprechenden Reihenfolge auf den gleichen Kern oder die gleiche Form aufgewickelt.
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Die Vulkanisation erfolgt erfindungsgemäß in einer Vulkanisierform. Hierbei handelt es sich bevorzugt um einen Autoklaven.
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Nach Abschluss der Vulkanisation und Auskühlen des Artikels ist es möglich den Artikel durch Schleifen auf Nennmaß zu bringen.
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Bezüglich der Zusammensetzung der einzelnen Schichten wird auf die bereits oben getroffenen Ausführungen verwiesen.
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Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß der einzigen Figur näher erläutert werden, ohne auf diese beschränkt zu sein.
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1 zeigt einen Ausschnitt aus dem mehrschichtigen endlosen Artikel, der als endloses Drucktuch ausgebildet ist. Die Deckschicht 1 bildet die so genannte Druckschicht, die die Druckfarbe auf das Papier überträgt. Des Weiteren ist eine kompressible Schicht 2 vorhanden, die eine Porenstruktur aufweist. Die Festigkeitsträgerschicht 3 ist aus einzelnen Fädenn gebildet, die in Laufrichtung parallel zueinander liegen. Hierbei wechseln sich Fäden mit S-Drehung (Pfeil im Uhrzeigersinn) und Fäden mit Z-Drehung (Pfeil entgegen Uhrzeigersinn) ab. Die untere Schicht 4 bildet die polymere Schicht, welche beim Drucktuch auf der Druckwalze aufliegt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Mehrschichtiger endloser Artikel (endloses Drucktuch)
- 1
- Erste Schicht (Deckschicht)
- 2
- Kompressible Schicht
- 3
- Festigkeitsträger in Fadenkonstruktion
- 4
- Weitere Schicht
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0191779 B2 [0003]
- DE 69314987 T2 [0006]
- DE 19940388 A1 [0006, 0006]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN 60 900: Juli 1988 [0010]
