DE19610234A1 - Verfahren zur Herstellung von Dämmstoffplatten auf Mineral- und Papierfaserbasis - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Dämmstoffplatten auf Mineral- und PapierfaserbasisInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Dämm
stoffplatten auf Mineral- und Papierfaserbasis durch Aufschläm
men von Mineralfasern, Bindemitteln und üblichen Zusatzstoffen
in Wasser, Formen der Dämmstoffplatte durch Aufbringen des
Slurrys auf ein Sieb, Trocknen und Verfestigen der Dämmstoff
platte.
Solche Platten werden, mit dekorativen Oberflächen versehen, in
abgehängten Decken oder Wandpaneelen vorwiegend zur akustischen
Isolation von Räumen eingesetzt. Sie finden jedoch auch Verwen
dung im baulichen Brandschutz, besonders als Türfüllungen und
Verkleidungen von Trägern und Stützen bei Stahlkonstruktionen
sowie von Lüftungs- und E-Leitungskanälen.
Die genannten Platten werden in einem sogenannten Naßverfahren
hergestellt. Dabei wird eine stark wäßrige Aufschlämmung von
Mineralwolle, Papierfasern, Stärke und Ton bereitgestellt, wel
cher auf einem Sieb durch Abnutschen ein Teil des Wassers ent
zogen wird. Der so entstandene Siebkuchen wird dann in einen
Ofen geführt, in welchem das Restwasser bei erhöhter Temperatur
verdampft. Gleichzeitig erhärtet das Stärkegel durch Trocknung
und stellt dabei eine feste Verbindung zwischen den sich kreu
zenden Mineral- und Papierfasern her.
Um ein schnelleres Entwässern auf dem Maschinensieb zu errei
chen, werden der wäßrigen Aufschlämmung nichtionische Tenside
zugesetzt (auch um durch den entstehenden Schaum das Raumge
wicht zu reduzieren). Dieser Tensidzusatz hat jedoch den Nach
teil, daß nach dem Trocknen eine stark hydrophile Komponente in
den Platten verbleibt. Diese Nachteile zeigen sich im einzelnen
wie folgt:
Nach dem Schliff der getrockneten Rohplatten werden diese mit wäßrigen Dispersionsfarben beschichtet. Da der Untergrund stark porös ist und deshalb viel Farbe in den Untergrund wandert, wird bei diesem Vorgang unnötig Farbe verbraucht.
Nach dem Schliff der getrockneten Rohplatten werden diese mit wäßrigen Dispersionsfarben beschichtet. Da der Untergrund stark porös ist und deshalb viel Farbe in den Untergrund wandert, wird bei diesem Vorgang unnötig Farbe verbraucht.
Weiter neigen die bisher eingesetzten Tenside da zu, Luftfeuch
tigkeit zu adsorbieren. Dadurch kann es zum Erweichen des ver
wendeten Bindemittels kommen. Die Bindekraft wird dadurch ver
mindert, und aufgrund des Eigengewichts kann es dann zum Durch
biegen der im Rahmen befestigten Platten kommen.
Aufgabe der Erfindung ist es zu erreichen, daß dem zu trocknen
den Gemisch vor dem Trocknungsprozeß möglichst viel Wasser ent
zogen wird und kein hydrophiles Tensid in der Platte verbleibt.
Erfindungsgemäß wird das durch den Einsatz der im folgenden
aufgeführten tensidischen Siloxane erreicht, die betainische
oder quaternäre Gruppen aufweisen.
Vorzugsweise werden dabei Betaine verwendet, die die allgemeine
Formel aufweisen
wobei
R¹ im Molekül gleich oder verschieden ist und einen Alkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, einen Phenylrest oder einen Polyoxyalkylenrest bedeutet, mit der Maßgabe, daß mindestens 70% der Reste R¹ Methylreste sind,
R² gleich R¹ sein kann, mit der Maßgabe, daß mindestens ein Rest R² die Gruppe
R¹ im Molekül gleich oder verschieden ist und einen Alkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, einen Phenylrest oder einen Polyoxyalkylenrest bedeutet, mit der Maßgabe, daß mindestens 70% der Reste R¹ Methylreste sind,
R² gleich R¹ sein kann, mit der Maßgabe, daß mindestens ein Rest R² die Gruppe
ist, in der
R³ ein zweiwertiger Alkylenrest mit 2 bis 12 Kohlen stoffatomen,
R⁴ ein zweiwertiger Alkylenrest mit 2 bis 6 Kohlen stoffatomen ist,
R⁵, R⁶ gleich oder verschieden sind und einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder einen Benzylrest be deuten,
n 1, 2 oder 3 ist,
x einen Wert von 0 bis 200 und
y einen Wert von 1 bis 50 hat.
R³ ein zweiwertiger Alkylenrest mit 2 bis 12 Kohlen stoffatomen,
R⁴ ein zweiwertiger Alkylenrest mit 2 bis 6 Kohlen stoffatomen ist,
R⁵, R⁶ gleich oder verschieden sind und einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder einen Benzylrest be deuten,
n 1, 2 oder 3 ist,
x einen Wert von 0 bis 200 und
y einen Wert von 1 bis 50 hat.
Beispiele dieser erfindungsgemäß eingesetzten Organpolysiloxane
mit Betaingruppen sind
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist der Einsatz der Poly
siloxane mit quaternären Ammoniumgruppen der allgemeinen Formel
wobei
R⁷ im Molekül gleich oder verschieden ist und einen Me thylrest oder den Rest
R⁷ im Molekül gleich oder verschieden ist und einen Me thylrest oder den Rest
bedeutet,
R⁸ im Molekül gleich oder verschieden ist und einen Al kylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen oder den Rest R¹¹-CONH-(CH₂)₄- bedeutet, in dem R¹¹ ein Alkylrest mit 7 bis 17 Kohlenstoffatomen ist,
R⁹, R¹⁰ im Molekül gleich oder verschieden sind und einen Al kylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten,
Z der Rest
R⁸ im Molekül gleich oder verschieden ist und einen Al kylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen oder den Rest R¹¹-CONH-(CH₂)₄- bedeutet, in dem R¹¹ ein Alkylrest mit 7 bis 17 Kohlenstoffatomen ist,
R⁹, R¹⁰ im Molekül gleich oder verschieden sind und einen Al kylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten,
Z der Rest
ist,
X⊖ ein anorganisches oder organisches Anion ist, das von einer üblichen physiologisch verträglichen Säure FIX herrührt,
n einen Wert von 5 bis 20 ,
m einen Wert von 1 bis 10 hat,
wobei der Quotient aus der Anzahl der Dimethylsiloxygruppen und der Anzahl der quaternären Ammoniumgruppen einen Wert von 0,5 bis 15 hat.
X⊖ ein anorganisches oder organisches Anion ist, das von einer üblichen physiologisch verträglichen Säure FIX herrührt,
n einen Wert von 5 bis 20 ,
m einen Wert von 1 bis 10 hat,
wobei der Quotient aus der Anzahl der Dimethylsiloxygruppen und der Anzahl der quaternären Ammoniumgruppen einen Wert von 0,5 bis 15 hat.
Beispiele besonders geeigneter Verbindungen sind
Als brauchbare Verbindungen können ebenso Polysiloxane mit qua
ternären Gruppen eingesetzt werden, die folgende allgemeine
Formel aufweisen
wobei
A der Rest
A der Rest
ist,
R¹², R¹³, R¹⁴ = Alkylreste mit 1 bis 22 Kohlen stoffatomen oder Alkenylreste mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen, wobei die Alkyl- oder Alkenyl reste Hydroxylgruppen aufweisen können und mindestens einer der Reste R¹², R¹³, R¹⁴ mindestens 10 Kohlenstoffatome aufweist,
R¹⁵, R¹⁶, R¹⁸, R¹⁹, R²⁰ = Alkylreste mit 1 bis 22 Kohlen stoffatomen oder Alkenylreste mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen, wobei die Alkyl- oder Alkenyl reste Hydroxylgruppen aufweisen können,
R¹⁷ -O- oder -NR²¹-Rest,
R²¹ = Alkyl- oder Hydroxylalkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Wasserstoffrest,
p = 2 bis 4,
M = ein zweiwertiger Rest, ausgewählt aus der Gruppe
R¹², R¹³, R¹⁴ = Alkylreste mit 1 bis 22 Kohlen stoffatomen oder Alkenylreste mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen, wobei die Alkyl- oder Alkenyl reste Hydroxylgruppen aufweisen können und mindestens einer der Reste R¹², R¹³, R¹⁴ mindestens 10 Kohlenstoffatome aufweist,
R¹⁵, R¹⁶, R¹⁸, R¹⁹, R²⁰ = Alkylreste mit 1 bis 22 Kohlen stoffatomen oder Alkenylreste mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen, wobei die Alkyl- oder Alkenyl reste Hydroxylgruppen aufweisen können,
R¹⁷ -O- oder -NR²¹-Rest,
R²¹ = Alkyl- oder Hydroxylalkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Wasserstoffrest,
p = 2 bis 4,
M = ein zweiwertiger Rest, ausgewählt aus der Gruppe
wobei das N-Atom des Restes A mit dem Rest M über das zur
C-OH-Gruppe im Rest M benachbarte Kohlenstoffatom verbunden
ist,
o = eine Zahl von 0 bis 200 ist,
X⊖ die oben angegebene Bedeutung hat.
o = eine Zahl von 0 bis 200 ist,
X⊖ die oben angegebene Bedeutung hat.
Beispiele dieser besonders geeigneten quaternären Siloxane sind
Die Herstellung der obengenannten Siloxane, die betainische
oder quaternäre Gruppen aufweisen, ist u. a. in DE-C-34 22 268,
DE-C-37 19 086 und DE-C-38 37 811 beschrieben.
Durch den Einsatz dieser Siloxane hat sich gezeigt, daß diese
zu einer außerordentlich schnellen Entwässerung führen und so
mit die für den Trocknungsprozeß vorgesehenen Filterrückstände
deutlich weniger Wasser enthalten. Man spart dadurch an Energie
und erreicht höhere Produktionsgeschwindigkeiten. Die getrock
neten Platten zeigen auf ihrer Oberfläche deutlich hydrophobe
Eigenschaften.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, der Mineral- und Papierfa
seraufschlämmung Siliconharze als Hydrophobierungsmittel zuzu
setzen. Durch die Verwendung dieser bekannten Siliconharze in
Verbindung mit den erfindungsgemäß eingesetzten tensidischen
Siloxanen wird eine noch gleichmäßigere und bessere Hydropho
bierung erzielt.
Anhand der folgenden Beispiele wird das erfindungsgemaße Ver
fahren noch näher erläutert.
Zunächst wird eine Mischung hergestellt, bei der auf den Zusatz
eines Tensids verzichtet wird.
In 3 l Wasser werden 120 g Steinwolle, 10 g Stärke, 30 g Ton
und 0,4 Gew.-% einer 50%igen Hydrophobieremulsion, bezogen auf
die o.a. Festkörper, auf Basis eines Methylsiliconharzes zuge
setzt und gut miteinander vermischt.
Zu der oben beschriebenen Standardmischung werden 0,1 Gew.-%
eines Tensids des Standes der Technik, nämlich eines Nonyl
phenylethoxylats mit 6 Ethylenoxidgruppen gegeben.
Der Standardmischung werden 0,1 Gew.-% eines Siloxans mit qua
ternären Gruppen folgender Zusammensetzung zugesetzt
Der Standardmischung werden 0,1 Gew.-% eines Siloxans mit Be
taingruppen folgender Formel zugesetzt
Die eingesetzten Tensidkonzentrationen beziehen sich auf den in
der Standardmischung befindlichen Feststoffanteil.
Diese Aufschlämmung wird nacheinander in eine auf einer Saug
flasche befindlichen mit Schwarzbandfilter versehenen Nutsche
gegeben und im Wasserstrahlvakuum von 50 mbar abgesaugt.
Für den Absaugvorgang benötigt man
bei der Standardmischung: 27 Minuten
bei der Mischung mit dem Tensid des Standes der Technik (Beispiel 1): 22 Minuten
bei der Mischung mit dem erfindungs gemäß zugesetzten Siloxan (Beispiele 2 und 3): 11 bzw. 10 Minuten.
bei der Mischung mit dem Tensid des Standes der Technik (Beispiel 1): 22 Minuten
bei der Mischung mit dem erfindungs gemäß zugesetzten Siloxan (Beispiele 2 und 3): 11 bzw. 10 Minuten.
Entsprechend enthalten die auf dem Filter befindlichen Rück
stände noch folgende Wasseranteile:
Standardmischung: 61%
Beispiel 1: 56%
Beispiel 2: 46%
Beispiel 3: 45%
Beispiel 1: 56%
Beispiel 2: 46%
Beispiel 3: 45%
Neben einer erheblich schnelleren Entwässerung gegenüber der
Standardmischung und der Probe mit Alkylarylsulfonat (Nonylphe
nolethoxylate mit 6 Ethylenoxidgruppen) enthalten die Filter
rückstände, bei denen mit den erfindungsgemäßen Siloxantensiden
gearbeitet wird, deutlich weniger Wasser. Das bedeutet, daß ne
ben geringeren Energie kosten auch höhere Produktionsgeschwin
digkeiten bei der Herstellung von Mineral- und Papierfaserplat
ten erzielt werden können.
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung von Dämmstoffplatten auf Mineral-
und Papierfaserbasis durch Aufschlämmen von Mineralfasern,
Bindemitteln und üblichen Zusatzstoffen in Wasser, Formen
der Dämmstoffplatte durch Aufbringen des Slurrys auf ein
Sieb, Trocknen und Verfestigen der Dämmstoffplatte, dadurch
gekennzeichnet, daß man der Aufschlämmung Siloxane, welche
betainische oder quaternäre Gruppen aufweisen, in Mengen von
0,01 bis 3 Gew.-%, bezogen auf Festkörper, zusetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
als Betaingruppen enthaltende Siloxane Verbindungen der all
gemeinen Formel
wobei
R¹ im Molekül gleich oder verschieden ist und einen Alkyl rest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, einen Phenylrest oder einen Polyoxyalkylenrest bedeutet, mit der Maßgabe, daß mindestens 70% der Reste R¹ Methylreste sind,
R² gleich R¹ sein kann, mit der Maßgabe, daß mindestens ein Rest R² die Gruppe ist, in der
R³ ein zweiwertiger Alkylenrest mit 2 bis 12 Kohlen stoffatomen,
R⁴ ein zweiwertiger Alkylenrest mit 2 bis 6 Kohlen stoffatomen ist,
R⁵, R⁶ gleich oder verschieden sind und einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder einen Benzyl rest bedeuten,
n 1, 2 oder 3 ist,
x einen Wert von 0 bis 200 und
y einen Wert von 1 bis 50 hat, verwendet.
R¹ im Molekül gleich oder verschieden ist und einen Alkyl rest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, einen Phenylrest oder einen Polyoxyalkylenrest bedeutet, mit der Maßgabe, daß mindestens 70% der Reste R¹ Methylreste sind,
R² gleich R¹ sein kann, mit der Maßgabe, daß mindestens ein Rest R² die Gruppe ist, in der
R³ ein zweiwertiger Alkylenrest mit 2 bis 12 Kohlen stoffatomen,
R⁴ ein zweiwertiger Alkylenrest mit 2 bis 6 Kohlen stoffatomen ist,
R⁵, R⁶ gleich oder verschieden sind und einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder einen Benzyl rest bedeuten,
n 1, 2 oder 3 ist,
x einen Wert von 0 bis 200 und
y einen Wert von 1 bis 50 hat, verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
als quaternäre Ammoniumgruppen enthaltende Siloxane Verbin
dungen der allgemeinen Formel
wobei
R⁷ im Molekül gleich oder verschieden ist und einen Methylrest oder den Rest bedeutet,
R⁸ im Molekül gleich oder verschieden ist und einen Alkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen oder den Rest R¹¹-CONH-(CH₂)₄- bedeutet, in dem R¹¹ ein Al kylrest mit 7 bis 17 Kohlenstoffatomen ist,
R⁹, R¹⁰ im Molekül gleich oder verschieden sind und einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten,
Z der Rest ist,
X⊖ ein anorganisches oder organisches Anion ist, das von einer üblichen physiologisch verträglichen Säure HX herrührt,
n einen Wert von 5 bis 20,
m einen Wert von 1 bis 10 hat,
wobei der Quotient aus der Anzahl der Dimethylsiloxygruppen und der Anzahl der quaternären Ammoniumgruppen einen Wert von 0,5 bis 15 hat, verwendet.
R⁷ im Molekül gleich oder verschieden ist und einen Methylrest oder den Rest bedeutet,
R⁸ im Molekül gleich oder verschieden ist und einen Alkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen oder den Rest R¹¹-CONH-(CH₂)₄- bedeutet, in dem R¹¹ ein Al kylrest mit 7 bis 17 Kohlenstoffatomen ist,
R⁹, R¹⁰ im Molekül gleich oder verschieden sind und einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten,
Z der Rest ist,
X⊖ ein anorganisches oder organisches Anion ist, das von einer üblichen physiologisch verträglichen Säure HX herrührt,
n einen Wert von 5 bis 20,
m einen Wert von 1 bis 10 hat,
wobei der Quotient aus der Anzahl der Dimethylsiloxygruppen und der Anzahl der quaternären Ammoniumgruppen einen Wert von 0,5 bis 15 hat, verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
als quaternäre Gruppen enthaltende Polysiloxane Verbindungen
der allgemeinen Formel
wobei
A der Rest ist,
R¹², R¹³, R¹⁴ = Alkylreste mit 1 bis 22 Koh lenstoffatomen oder Alkenyl reste mit 2 bis 22 Kohlen stoffatomen, wobei die Al kyl- oder Alkenylreste Hydroxylgruppen aufweisen können und mindestens einer der Reste R¹², R¹³, R¹⁴ min destens 10 Kohlenstoffatome aufweist,
R¹⁵, R¹⁶, R¹⁸, R¹⁹, R²⁰ = Alkylreste mit 1 bis 22 Koh lenstoffatomen oder Alkenyl reste mit 2 bis 22 Kohlen stoffatomen, wobei die Al kyl- oder Alkenylreste Hydroxylgruppen aufweisen können,
R¹⁷ = -O- oder -NR²¹-Rest,
R²¹ = Alkyl- oder Hydroxylalkyl rest mit 1 bis 4 Kohlen stoffatomen oder Wasser stoffrest,
p = 2 bis 4,
M = ein zweiwertiger Rest, ausgewählt aus der Gruppe wobei das N-Atom des Restes A mit dem Rest M über das zur C-OH-Gruppe im Rest M benachbarte Kohlenstoffatom verbunden ist,
o = eine Zahl von 0 bis 200,
X⊖ die oben angegebene Bedeutung hat, verwendet.
A der Rest ist,
R¹², R¹³, R¹⁴ = Alkylreste mit 1 bis 22 Koh lenstoffatomen oder Alkenyl reste mit 2 bis 22 Kohlen stoffatomen, wobei die Al kyl- oder Alkenylreste Hydroxylgruppen aufweisen können und mindestens einer der Reste R¹², R¹³, R¹⁴ min destens 10 Kohlenstoffatome aufweist,
R¹⁵, R¹⁶, R¹⁸, R¹⁹, R²⁰ = Alkylreste mit 1 bis 22 Koh lenstoffatomen oder Alkenyl reste mit 2 bis 22 Kohlen stoffatomen, wobei die Al kyl- oder Alkenylreste Hydroxylgruppen aufweisen können,
R¹⁷ = -O- oder -NR²¹-Rest,
R²¹ = Alkyl- oder Hydroxylalkyl rest mit 1 bis 4 Kohlen stoffatomen oder Wasser stoffrest,
p = 2 bis 4,
M = ein zweiwertiger Rest, ausgewählt aus der Gruppe wobei das N-Atom des Restes A mit dem Rest M über das zur C-OH-Gruppe im Rest M benachbarte Kohlenstoffatom verbunden ist,
o = eine Zahl von 0 bis 200,
X⊖ die oben angegebene Bedeutung hat, verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
der Aufschlämmung zusätzlich zu den Siloxanen Siliconharze
in Mengen von 0,02 bis 2 Gew.-%, bezogen auf Festkörper, zu
setzt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man
als Siliconharze Siloxane der allgemeinen Formel
wobei
R²² ein Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder ein Phenylrest und
R²³ ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist,
a = 0,8 bis 1,2 und
b = 0,2 bis 1,2 ist,
einsetzt.
R²² ein Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder ein Phenylrest und
R²³ ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist,
a = 0,8 bis 1,2 und
b = 0,2 bis 1,2 ist,
einsetzt.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19610234A DE19610234C2 (de) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | Verwendung von Siloxanen mit betainischen und quaternären Gruppen zur Herstellung von Dämmstoffplatten auf Mineral- und Papierfaserbasis |
| EP97103400A EP0795644A3 (de) | 1996-03-15 | 1997-03-01 | Verfahren zur Herstellung von Dämmstoffplatten auf Mineral- und Papierfaserbasis |
| US08/818,816 US5776392A (en) | 1996-03-15 | 1997-03-14 | Method for producing insulating panels based on mineral and paper fibers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19610234A DE19610234C2 (de) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | Verwendung von Siloxanen mit betainischen und quaternären Gruppen zur Herstellung von Dämmstoffplatten auf Mineral- und Papierfaserbasis |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19610234A1 true DE19610234A1 (de) | 1997-09-18 |
| DE19610234C2 DE19610234C2 (de) | 1999-08-05 |
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ID=7788404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19610234A Expired - Fee Related DE19610234C2 (de) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | Verwendung von Siloxanen mit betainischen und quaternären Gruppen zur Herstellung von Dämmstoffplatten auf Mineral- und Papierfaserbasis |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5776392A (de) |
| EP (1) | EP0795644A3 (de) |
| DE (1) | DE19610234C2 (de) |
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1997
- 1997-03-01 EP EP97103400A patent/EP0795644A3/de not_active Withdrawn
- 1997-03-14 US US08/818,816 patent/US5776392A/en not_active Expired - Fee Related
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