DE1944873A1 - Polymerisationsmaterialien mit einer abschirmenden Wirkung gegen radioaktive Strahlung - Google Patents
Polymerisationsmaterialien mit einer abschirmenden Wirkung gegen radioaktive StrahlungInfo
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Description
PolymTiaationamaterialien mit tiner abschirmenden
Wirkung gegen radioaktive Strahlung.
Polymerisationsmaterialien mit einer abschirmenden Wirkung gegen
radioaktive Strahlung wird in der Form von geformten Körpern hergestellt wie Platte, biegsames Blatt oder wie von irgendeiner gewünschten Form, deren Stoff hauptsächlich aus einem synthetischen Plastikmaterial besteht einschließlich synthetischen oder natürlichen Kautschuk und in welchem eine wirksame Mengt verteilt und innig gemischt
ist von mindestens einer Verbindung einer gesättigten Fettsäure, welche bei Zimmertemperatur fest ist und mindestens 9 Kohlenstoffatome enthält mit mindestens einem Metall aus der Gruppe, bestehend
aus Blei, Wismuth, Wolfram, Zirkon, Eisen, Zinn, Cadmium, Lithium
und Barium.
Vorliegende Anmeldung ist eine Fortsetzung meiner schwebenden Anmeldung Serial Kr. 596 764, eingereicht Vovember 25 1966 und betittelt
"Baumaterial mit einer abschirmenden Wirkung gegen, radioaktive Strahlung und Methode der Herateilung".
In der oben erwähnten Anmeldung wurde offenbart, daß Baumaterialien
mit einer abschirmenden Wirkung gegen radioaktiv· Strahlung versehen wird, indes »an in das Baumaterial «in· wirksam· Meng· von «indeittne
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BAO
■944873
einer Verbindung einer bei Zimmertemperatur festen und gesättigten
Fettsäure mit mindestens 9 Kohlenstoffatomen und mindestens einem
Metall aus der Gruppe bestehend aus Blei, Wismuth, Wolfram, Zirkon,
Eisen, Zinn, Cadmium, Lithium und Barium, fein und innig verteilt.
Vorzugsweise besteht die gesättigte Fettsäure aus mindestens 16 Kohlenstoff atomen und" sehr gute" Ergebnisse wurden mit Palmitin-,
Stearin- oder Arachin- oder Behensäure oder Montansäuren als Fettsäure erreicht. Es wurde als wünschenswert gefunden, Verbindungen von
Blei mit Stearinsäure oder Behensäure oder Montansäuren zu verwenden. Die Fettsäuren können auch aus der synthetischen Herstellung stammen
und Mischungen darstellen. Ebenso wurde in der oben erwähnten Anmeldung die zusätzliche Einverleibung in das Baumaterial einer wirksamen
Menge von mindestens einer Substanz aus der Gruppe bestehend aus Bariumoxyd, Borcarbid, Borsäure, Bortriozyd, Eisen und Eisenverbindungen,
Blei, Bleisulfid und Bleioxyd vorgeschlagen.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß substantiell dieselben Fettsäureverbindungen
wie in der oben erwähnten Anmeldung in gewissen Kunststoffen einverleibt werden können, um solchen Kunststeffen mit
einer abschirmenden Wirkung gegen radioaktive Strahlung wie alpha-, beta-, gamma-, Jonen- und Neutronenstrahlung zu versehen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, Polymerisationeverbindungen,
vorzugsweise in der Torrn von geformten Körpern wie z.B. Plätten, Überzüge oder biegsamen Blättern, welohe einen solchen abschirmenden Effek"
gegen radioaktive Strahlung besitzen, herzustellen und ebenso die
Methode der Herstellung derartiger abschirmender Körper.
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BAD ÖRJGINAl
enfassung der Erfindung
G-emäSE vorliegender Erfindung wird ein geformter Körper mit einer
abschirmenden Wirkung gegen radioaktive Strahlung, besonders gegen gamma- und Neutronenstrahlung, hergestellt, wobei dieser geformte
Körper hauptsächlich aus einem Material besteht aus der ß-ruppe natürlichem
und synthetischem Kautschuk und synthetischem Plastikmaterial,
in welchem eine wirksame Menge verteilt und innig gemischt ist von
mindestens einer Verbindung einer gesättigten Fettsäure, fest bei Zimmertemperatur, mit mindestens 9 Kohlenstoffatomen und mindestens
einem Metall aus der Gruppe bestehend aus Blei, Wismuth, Wolf ras,
Zirkon, Eisen, Zinn, Cadmium, Lithium und Barium· Gemäsß einer bevorzugten
Einverleibung dieser Erfindung enthält der geformte Körper zusätzlich feinst verteilte Borverbindungen.
Das synthetische Plastikmateri&l besteht vorzugsweise aus der Gruppe
Polyurethane, Polyamide, Polyäthylene, Polyfluoräthylene, Polypropylene
φ Epoxyharze, ungesättigte polymerisierbar© Polyester und synthetischen
Kautschuk«
Ebenso ist innerhalb dem Ußfang dieser Erfindung als synthetisches
Plastikmaterial Polyvinylchloride, Polyvinylfluoride, Copolymere von
Polyvinylfluorid« und Polyvinylchloride, Polystyrol und seine Copolymere Polymethacrylate zu verwenden.
Von den synthetischen Kautschuken wird die Verwendung von Polyiso-,
butylen, Butadien-Styrolpolymerieaten, Chloroprene und Alkylpolysulfide
bevorzugt.
COPY
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BAD ORIGINAL
Vorzugsweise wird die wirksame Menge der gesättigten Fettsäureverbindung
zwischen 5 und 6o £ des Gewichte des gefprmten Körpers liegen,
insbesondere zwischen Io und 4o % des Gewichts des geformten Körpers,
Gemäss gewisser bevorzugter Einverleibungen dieser Erfindung enthält
der geformte Körper zusätzlich wirksame Mengen von mindestens einer
fein verteilten Substanz aus der. Gruppe Blei und Bleiverbindungen,
Wolfram und Wolframoxyd, Eisen und Eisenverbindungen, Bor und Borverbindungen, Cadmium, Cadmiumoxyd und Cadmiumsulfid. Einige dieser
geeigneten Verbindungen sind in meiner oben erwähnten Anmeldung ge-™
nauer beschrieben, Torzugsweise ist die zusätzliche fein verteilte
Substanz von kolloidaler Teilchengröße, Geeignete Borverbindungen schließen Borcarbid, Borsäure, Bortr^oxyd und Ester der Borsäure mit
höheren Alkoholen,ein.
Vorzugsweise wird der geformte Körper dieser Erfindung hergestellt,
indem man erst eine innige Mischung der Fettsäureverbindung und des synthetischen Materials oder des Naturkautschuks oder des synthetischen
Kautschuks in polymerisierbarer und somit härtbarer Form bewirkt, alsdann,
indem man die so geformte Mischung der Polymerisation des polymerisierbaren
Seils unterwirft,
Wie oben kurz beschrieben, werden Fettsäureverbindungen mit gewissen
Metallen, insbesondere Fettsäureverbindungen, fest bei Zimmertemperatur und mit mindestens 9 Kohlenstoffatomen und mindestens einem Metall aus
der Gruppe Blei, Wismuth, Wolfram, Zirkon, Eisen, Zinn, Cadmium, Lithium und Barium in eine große Anzahl von Kunststoffen einverleibt,
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um daraus hergestellten Körpern mit einer abschirmenden Wirkung gegen
radioaktive Strahlung, insbesondere gegen alpha-, beta-, gamma-, Jonen- und Neutronenstrahlung zu rereehen.
Ton diesen Strahlentypen sind gamma- und Neutronenstrahlen die gefährlichsten. Gammastrahlen werden vornehmlich durch Elemente hoher
Pichte und einer hohen Nummer im periodischen System absorbiert, während neutronen, welche keine Ladung tragen, mit leichten Elementen,
insbesondere Wasserstoff, und auch Kohlenstoff und Sauerstoff, reagieren, d.h. mit Elementen von welchem synthetisches Plastikmaterial
im allgemeinen zusammengesetzt ist oder welches zumindest einen sehr substantiellen Teil des synthetischen Plastikmaterials bildet.
Bei solchem Kontakt,entstehen elastische und nicht-elastische Zusammenstöße, welche die kinetische Energie der Neutronen herabsetzen und
Kernstöße, welche Absorbtion verursachen und möglicherweise die Entstehung von beta-, gamma- und Jonenstrahlung veranlassen.
Bei Einverleibung der oben erwähnten fettSäureverbindungen in den
Polymerisationsstoff ist die Anzahl der vorhandenen Wasseretoffatome
sehr vergrößert, während die schweren Metalle die aufstoßenden oder gebildeten gamma-Strahlen absorbieren. Dies ist besonders wichtig
im falle von synthetischen Materialien, da Strahlung ihre mechanischen
Eigenschaften reduziert und verschlechtert oder sie sogar zerstört. Ba Strahlenschutz mittels synthetischen Materialien in Fora von Platten,
Blöcken, Blättern, Lacküberzugen und ähnlichem ist bedeutsam, insbesondere da einige von diesen Polymerisations stoffen innig und fest
auf Βνΐβι»- Stahl, Ilsen, AIc1; iniua und ähnlichem verbunden werden
können, während die elastischen Polymerisationsmaterialien, insbe-
•eatare t,..b natttrlidäsa und synthetischen Kautschuke, durch ihre
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Biegsamkeit und/oder Elastizität sehr nützlich sind für schützende
Kleidung wie z.B. Schürzen.
Ee wurde jedoch gefunden, daß die gewünschten Ergebnisse zu einem
laefriedigenden Ausmaß nur mit einer gewissen Gruppe von Kunststoffen
erzielt werden kann, teilweise, weil die Fettsäureverbindungen nicht
oder nur schwierig in gewisse Kunststoffe einverleibt werden können und teilweise weil einige von den Kunststoffen an und für sich zu
sehr in ihren mechanischen Eigenschaften reduziert werden durch die
fc Strahlung*
Aus diesen Gründen behandelt vorliegende Erfindung nicht die Verbesserung
der abschirmenden Wirkung von Celluloseester- und äther,
Polycarbonade, Silikonharze, Polymethylenoiydharze, Kunsthom und
Vulkanfiber.
Andererseits ist die vorliegende Erfindung ausgezeichnet geeignet
um eine abschirmende Wirkung su erzielen bei Einverleibung der oben
beschriebenen Fettsäureverbindungen in Polyurethane, Polyamide, PoIyfe
äthylene, Polyfluoräthylene, Polypropylene, Bpox^arset ungesättigte
polymerisierbar Polyester und iiatürlieJms und synthetischen Kautschuken,
Weiterhin können guts Resultate ^ obgleich manchmal nicht g&nss so gut
wie mit denjenigen, welche oben erwähnt wurden? erzielt werden mit
Polyvinylchlorid, Polyvinylfluorid, ihre Co-Polyaeren,. £olystjF3r@l wssA
CovPolyxeren und Hethaorylat@n.
Bnvorsugt ist von den synthetischen Kautschuken !ol^isQbm%l@:s su
w&ä gut® Eesult&tf werden a abfall» mit Butaaitn-. ^jxol
und Foly»eri@Et©n, Qisropren*n wsa Mkylpolysulf iden
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Das Verhältnis τοπ Metall-Fettsäureverbindungen zum synthetischen
Polymerisationsstoff oder natürlichen oder synthetischen Kautschuk ist abhängig von dem spezifischen Polymerisationsetoff und der spezifischen Fettsäureverbindung, welche verwendet wird und wird im allgemeinen zwischen ca. 5 und 6o $ des Gewichtes des Fertigproduktes
schwanken, bevorzugterweise zwischen Io und 4ο %,
Bei der Herstellung der Mischungen auf Extrudern oder Kalander dienen
die Metall-Fettsäureverbindungen gleichzeitig als stabilisierende Gleitmittel und im Falle von Kautschuken zuj&r Erhöhung der Elastizität f sodaß ζ·Β· die Einverleibung von sehr großen Proportionen von
Bleipulver möglich ist, während die gewünschten elastischen Eigenschaften des Materials erhalten bleiben. Diese Vorteile sind besonder·
erhältlich in Hinsicht der zwei zuletzt genannten Gruppen von bevorzugten und gebräuchlichen Polymerisationsstoffen, seien es natürliche
Kautschuke oder synthetische Polymeren.
Die abschirmende Wirkung gegen gamma-Strahlen wird erhöht bei weiterem
Hinzufügen von pulverisiertem Blei und seinen Verbindungen z.B. Bleioxyd oder Bleisulfidf aber auch andere, Wolfram und seinen Oxyden, Eisen
und seinen Oxyden, vorzugsweise in fein pulverisierter oder kolloidaler Form, während die zusätzliche Einverleibung von Borverbindungen, bevorzugterweise Bortrioxyd» Borcarbide, Boroarbid-Aluminium und Bornitrid, sowohl wie Cadmium und Cadmiumverbindungen z.B. Cadmiumoxyd
und Cadmiumsulfid die Absorbtion der verlangsamten Neutronen erhöhen
wird. Bor kann auch verwendet werden in Form von Borsäureester wie Glyzerin-boreäureester kombiniert mit Stearinsäure · Das Verhältnis
solcher zusätzlicher pulverisierter oder kolloidaler Additivs relativ zu dem Verhältnis der Metall-Fettsäureverbindungen hängt ab von dem
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ί.ϊ g&O OBIGfNAL
spezifischen iyp des natürlichen oder synthetischen Polymerisationsst
of fs sowie Ton dem Grad der verlangten abschirmenden Wirkung und der gewünschten mechanischen Stärke und Charaktaistika des Kautschuks oder
synthetischen Polymerisations stoffe. Allgemein kann das Verhältnis
dieser pulverisierten Additive von bevorzugterweise kolloidaler Teilchengröße dasselbe oder selbst größer sein als der Prozentsatz der
Metall-Fettsäureverbindungen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die geformten Körper mit einer
abschirmenden Wirkung hergestellt werden, indem man die Metall-Fettsäureverhindungen
und möglicherweise die weiteren Additivs, wie oben beschrieben, in den polymerisierbar en synthetischen Stoff einführt
während letzterer in flüssiger Form ist und danach die Polymerisation des polymerisierb&ren Teils der so geformten Mischung veranlasst. Im
Falle des natürlichen und synthetischen Kautschuks wird die Hinzufügung
der Metall-Fsttsäureverbindungen, imd wenn gewünscht der weiteren
Additivs, bevorzugterweise während der Vulkanisation oder Mastifikation
ausgeführt·
Die folgenden Beispiele sind nur zur Erläuterung gegeben, ohne jedoch
die Erfindung zu den spezifischen Einzelheiten der Beispiele zu beschränken.
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100 Gew.Teile Epoxyharz werden in einer heizbaren Rührvorrichtung
mit 50 (Jew.Teilen Bleistearat und 50 Gew.Teilen Bleipulver feinst bis
kolloidal bei 125° C. gemischt worauf 80 Gew.Teile Hexahydrophtalsäure
zugegeben werden. Nach guter Vermisohung werden in Formen 2o mm dicke Platten gegossen.
100 Gew.Teile Epoxyharz werden in einer heizbaren Rührvorrichtung mit
2o Gew.Teilen Bleistearat Io Gew. Teilen Bleipulver feinst bis kolloidal
und Io Grew.Teilen Bortrioxyd bei 110° C. vermischt, worauf 11 Grew«Seile
Diäthylentriamin zugegeben werden· Mach guter Vermischung wird die
Masse auf Stahlplatten aufgegossen« zu einer mehreren mm betragenden
Schicht.
100 Gew.Teile Polyäthylen gekörnt, mit 3-4 mm Kantenlänge und einer
Dichte Ton 0,93» werden in einer Rührvorrichtung mit 20 Gew. Te ilen
Cadmiumstearat und 7 Gew.Teilen Borcarbid gemischt, in einer heizbaren
form bei 13o - 135° C. unter Druck geschmolzen und zu 6o mm dicken
Platten gepresst. Nach Abkühlung wird entschalt·
100 6»w.Seile ungesättigtes Polyesterharz, das aus gesättigten und ungesättigter Dicarbonsäuren mit zweiwertigen Alkoholen im molaren Verhältnis und mit 25$ Styrol und 5$ AlIylather mehrwertiger Alkohole gelöst
Act. ·\ώΤ:;,-ι mit 3o Seilen Bleistearat und 10 Seilen Butylaoatat ver-
009838/1323
-ιο
ί 944873
mischt, worauf ο,5 Teile Be&oylperoxyd und oto5 Teile Eobaltnaphtenat
zugegeben werden. Haeh guter Durchmischung wird das Ganze als 4 mm
dicke Lackschicht auf eine gewünschte unterlage aufgebracht·
100 (Jew.Teile Chloroprene, z.B. vom Handelstyp Neoprene AC (eing.
Schutzmarke) werden auf einem heizbaren Kalander während 10 Minuten kalandriert und nacheinander 2,5 Teile Zinkoxyd aktiv, 3o Teile Bleimontanat,
2o Teile Bleipulver kolloidal und 3 Teile Bortrioxyd zugegeben. Man kalandriert bis alles gründlich gemischt ist und der zu
gewünschten Dicke·
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OAIQlNAL
Claims (11)
1. Gegen radioaktive Strahlen, insbesondere Gamma- und Neutronenstrahlen,
abschirmende Baumaterialien in SOrm von Kunststoffen und natürlichen
und synthetYMcne^jH^iuiflSnuken, gekennzeichnet durch einen
Gehalt von 5 - 60 #, insbesondere 10 - 40 #, und inniger Verteilung
und Wischung, einer wirksamen Menge von mindestens einer Verbindung
einer gesättigten Fettsäure, fest bei Zimmertemperatur, mit mindestens 9 Kohlenstoffatomen und mindestens 1 Metall aus der Gruppe
bestehend aus Blei, Y/ismuth, "Wolfram, Zirkon, Sisen, Zinn, Gadium,
Lithium und Barium.
2. Gegen radioaktive Strahlen, insbesonder Gamma- und Neutronenstrahlen,
abschirmende Baumaterialien in Form von Kunststoffen und natürlichen
und synthetischen vulkanisierten Kautschuken nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zusätzliche Einverleibung einer wirksamen Menge
einer feinpulverisierten Substanz aus der Gruppe Blei und Bleiverbindungen,
Bor und Borverbindungen, Cadmium und Cadmiumoxyd und C admiumsulf id.
3. Gegen radioaktive Strahlen, insbesondere Gamma- und Neutronenstrahlen,
abschirmende Baumaterialien in 3?orm von Kunststoffen und natürlichen und synthetischen vulkanisierten Kautschuken nach Anspruch 2,
gekennzeichnet, dass die Teilchengrösse dieser Zusätze von kolloidaler
Korngrösse ist.
4. Gegen radioaktive Strahlen, insbesondere Gamma- und Neutronenstrahlen,
abschirmende Baumaterialien in Form von Kunststoffen und natürlichen und synthetischen vulkanisierten Kautschuken nach Anspruch 3,
gekennteichnet, dass die genannte Borverbindung ausgewählt ist aus
der Gruppe Borcarbid, Bortrioxyd, Borsäure und seine Ester mit höheren Alkoholen.
!?. Gegen radioaktive Strahlen, insbesondere Gamma- und Neutronenstrahlen,
abschirmende Baumaterialien in iOrm von Kunststoffen und natürlichen
und synthetischen vulkanisierten Kautschuken nach Anspruch 1-4, gekennzeichnet, dass die Kunststoffe bestehen aus der Gruppe
Polyurethane, Polyamide, Polyaethylene, Polyfluoraethylene, Epoxyharze,
ungesättigte polymerisierbare Polyester und natürliche und synthetische Kautschuke.
6. Gegen radioaktive Strahlen, insbesondere Gamma- und lieutronenstrahlen,
abschirmende Baumaterialien in fform von Kunststoffen und natürlichen
und synthetischen vulkanisierten Kautschuken nach Anspruch 1 _ I^ gekennzeichnet, dass die Kunststoffe ausgesucht sind aus der
Gruppe Polyvinylchlorid, Polyvinylfluorid, Copolymere von Polyvinyl-
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-42- 1944 87
'id, *Po:
Chlorid und Polyvinylfluorid, !Polystyrol und Copolymere und Polymethacrylate.
7. Gegen radioaktive Strahlen, insbesondere Gamma- und lieutronenstrahlen,
abschirmende Baumaterialien in Form von Kunststoffen und natürlichen und synthetischen vulkanisierten Kautschuken nach Anspruch
1 - '4 gekennzeichnet, dass der genannte Stoff ein synthetischer
Kautschuk ist, ausgesucht aus der Gruppe Chloroprene, Butadien-Styropolymerisate,
Polyisobutylene und Älkylsulfide.
8. Baumaterialien nach Patentanspruch 1 - 7 5 dadurch gekennzeichnet,
dass er als iOrmkörper ausgebildet ist.
9. Baumaterialien nach Patentanspruch 1 - 7 > dsdirch gekennzeichnet,
dass der !Formkörper eine Platte oder eine Ummantelung ist.
lü. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffen nach Anspruch 1-7» dadurch
gekennzeichnet, dass eine innige Lischung von mindestens 1 Metallfettsäureverbindung
mit/oder ohne Zusätzen mit additiver abschirmender Wirkung den ungehärteten Kunststoffen zugemischt und dann, gegebenenfalls
auf Ketallunterlage, polymerisiert wird·
11. Verfahren nach Anspruch 1-7? dadurch gekennzeichnet, dass den natürlichen
oder synthetischen Kautschuken im Extruder oder bein Kalan-~
drieren eine innige Mischung von mindestens 1 Metallfettsäureverbin—
dung mit/oder ohne Zusätze additiver abschirmender Wirkung einver-, leibt wird.
0098 38/13 23
SADOFUGtNAL
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---|---|---|---|
CH1145066A CH492656A (de) | 1966-08-09 | 1966-08-09 | Gegen radioaktive Strahlen, insbesondere Gamma- und Neutronenstrahlen, abschirmender Baustoff und Verfahren zu seiner Herstellung |
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DE19691944873 Pending DE1944873A1 (de) | 1966-08-09 | 1969-09-04 | Polymerisationsmaterialien mit einer abschirmenden Wirkung gegen radioaktive Strahlung |
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DE (1) | DE1944873A1 (de) |
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DE3300634A1 (de) * | 1983-01-11 | 1984-07-12 | Ehring, Helmut, 3508 Melsungen | Waermedaemm- und abdichtungsmaterial auf der basis polyurethan- oder anderen kunststoffschaumsystemen mit strahlenundurchlaessigen materialbeimischungen fuer die verwendung in allen nuklearen bereichen |
CN115926074B (zh) * | 2022-12-22 | 2023-12-29 | 南京航空航天大学 | 一种丙烯酸铅-氮化硼有机无机杂化辐射屏蔽功能填料的制备方法 |
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1966
- 1966-08-09 CH CH1145066A patent/CH492656A/de not_active IP Right Cessation
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1969
- 1969-08-29 CH CH1312969A patent/CH533578A/de unknown
- 1969-09-04 DE DE19691944873 patent/DE1944873A1/de active Pending
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CH492656A (de) | 1970-06-30 |
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