DE2503716A1 - PROCESS FOR MANUFACTURING BITUMINOESE MASSES - Google Patents
PROCESS FOR MANUFACTURING BITUMINOESE MASSESInfo
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Description
Britannic House, Moor Lane, London, E.C 2Y 9BU (England),. Britannic House, Moor Lane, London, EC 2Y 9BU (En gland).
Verfahren zur Herstellung von bituminösen MassenProcess for the production of bituminous masses
Die Erfindung betrifft verbesserte bituminöse Massen, die aus Bitumen und einem chlorierten Polyolefin bestehen. The invention relates to improved bituminous compositions consisting of bitumen and a chlorinated polyolefin.
Flexible thermoplastische Massen, die sich als Überzugsmassen und Membranen eignen, können bekanntlich aus Bitumen und chlorierten Polymerisaten hergestellt werden. Beispielsweise beschreibt die GB-PS -1 058 451 eine bituminöse Masse, die aus geblasenem oder oxydiertem Bitumen aus Erdöl und einem chlorhaltigen \ Polymerisat besteht. Die GB-PS 1 250 756 beschreibt eine thermoplastische Masse, die Bitumen oder Pech mineralischen Ursprungs und ein chloriertes Polyäthylenharz enthält. Gemische von Bitumen mit einem chlorierten Polyolefin wurden ferner für die Verwendung als Asphaltpflaster und Straßenbaumaterialien vorgeschlagen. Die US-PS 3 050 483 beschreibt einen Asphalt, in dem 0,5 his 5,0 Gew.-^ eines normalerweise festen Polyäthylens, das zu 15 bis 35 Gew.-# chloriert ist, dispergiert sind. Die US-PS 3 316 649 beschreibt eine Asphaltpflastermasse, die 1 bis 5 Gew.-# eines 15 bisFlexible thermoplastic masses that can be used as coating masses and membranes are known to be made from bitumen and chlorinated polymers will. For example, GB-PS -1 058 451 describes a bituminous mass made of blown or oxidized Bitumen consists of petroleum and a chlorine-containing polymer. GB-PS 1 250 756 describes a thermoplastic compound, the bitumen or pitch of mineral origin and a chlorinated polyethylene resin contains. Mixtures of bitumen with a chlorinated polyolefin have also been approved for use proposed as asphalt paving and road construction materials. The US-PS 3,050,483 describes an asphalt, in the 0.5 to 5.0 wt .- ^ of a normally solid Polyethylene that is 15 to 35 wt .- # chlorinated, are dispersed. US Pat. No. 3,316,649 describes an asphalt paving composition containing 1 to 5% by weight of a 15 to
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28 Gew.-$ Chlor enthaltenden festen linearen Polymerisats von Äthylen enthält. ;Solid linear polymer containing 28% by weight of chlorine of ethylene contains. ;
Eines der Probleme hei Mischlingen von Bitumen -mit chlorierten Polyolefinen ist die Schwierigkeit, zu gewährleisten, daß die Mischungen homogen "bleiben. Dieses Problem wird mit steigendem Gehalt an chloriertem Polyolefin immer schwieriger. Durch einfaches Mischen der Bestandteile bei mäßig erhöhten Temperaturen, z.B. bei 11O0C, werden gewöhnlich Gemische erhalten, die bei niedrigen Temperaturen inhomogen werden. Um Homogenität sicherzustellen, muß für eine gewisse Wechselwirkung zwischen dem Bitumen und dem chlorierten Polyolefin Sorge getragen werden. ; One of the problems with mixtures of bitumen and chlorinated polyolefins is the difficulty in ensuring that the mixtures remain homogeneous. "This problem becomes more difficult as the chlorinated polyolefin content increases. By simply mixing the ingredients at moderately elevated temperatures, for example at 110 0 C, are usually obtained mixtures which are non-homogeneous at low temperatures homogeneity to ensure must be worn for a certain interaction between the bitumen and the chlorinated polyolefin concern..;
Es wurde nun gefunden, daß homogene Mischungen, die mehr als 5 Gew.-$ chloriertes Polyolefin enthalten, hergestellt werden können, wenn die Mischung aus Bitumen und chloriertem Polyolefin auf erhöhte Temperaturen erhitzt wird, und daß der Prozess durch Zusatz eines Dehydrochlorierungsmittels beschleunigt werden kann. ■ It has now been found that homogeneous mixtures containing more than 5% by weight of chlorinated polyolefin can be produced if the mixture of bitumen and chlorinated polyolefin is heated to elevated temperatures and that the process can be accelerated by adding a dehydrochlorinating agent . ■
Das Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung von bituminösen Massen ist dadurch gekennzeichnet, daß man Bitumen und, bezogen auf das Bitumen, 6 bis 150 Gew.-^ eines chlorierten Polyolefins auf eine Temperatur von 140° bis 2500C vorzugsweise in Gegenwart eines Dehydrochlorierungsmittels erhitzt.The method of the invention for the production of bituminous compositions is characterized in that one and heated bitumen based on the bitumen, 6 to 150 wt .- ^ preferably a chlorinated polyolefin to a temperature of 140 ° to 250 0 C in the presence of a dehydrochlorinating agent .
Beliebige Verbindungen, von denen bekannt ist, daß sie HCl aus chlorierten Polyolefinen bei Temperaturen von 140°bis 2500C entfernen, können als Dehydrochlorierungsmittel verwendet werden. Bevorzugt als Dehydrochlorierungamittel wird Zinkoxyd.Any compounds of which it is known that they are selected from chlorinated polyolefins at temperatures of 140 ° to 250 0 C remove, can be used as a dehydrochlorinating agent HCl. Zinc oxide is preferred as the dehydrochlorination agent.
Eine Festlegung auf eine Theorie ist nicht beabsichtigt, jedoch wird angenommen^ daß durch das Erhitzen It is not intended to be bound by theory, but it is believed that by heating
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. i. i
des Bitumens und des chlorierten Polyolefins zuerst Dehydrochlorierung des Polyolefins und dann Vernetzung zwischen ungesättigten Gruppen im Bitumen und im Poly- ; olefin "bewirkt wird. Man könnte erwarten, daß durch j einfaches Dehydrochlorieren des Polyolefins und Ver- ' netzen nur der Polyolefinmoleküle die Mischung weniger homogen würde, jedoch wird überraschenderweise das ■; Umgekehrte festgestellt, ein Zeichen, daß die Wechselwirkung zwischen dem Bitumen und dem Polyolefin be- ; günstigt und verstärkt wird. Die größere Homogenität 'of the bitumen and the chlorinated polyolefin, first dehydrochlorination of the polyolefin and then crosslinking between unsaturated groups in bitumen and poly-; olefin ". One might expect that j simply dehydrochlorinating the polyolefin and crosslinking only the polyolefin molecules makes the mixture less would be homogeneous, but surprisingly the ■; Conversely, found a sign that the interaction between the bitumen and the polyolefin was increasing; is favored and strengthened. The greater homogeneity '
macht sich "beispielsweise in verringertem Ausschwitzen und Auslaufen des Bitumens aus der erfindungsgemäß . erhitzen Mischung "bemerkbar.makes itself "for example in reduced exudation and leakage of the bitumen from the invention. heat mixture "noticeable.
Vorzugsweise wird die Mischung auf eine Temperatur von ' 15O°"bis 2000C erhitzt. Die Dauer des Erhitzens kann ""! in Abhängigkeit von der Temperatur und von der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Dehydrochlorierungsmittels; 5 Minuten bis 2 Stunden betragen. Erhitzungszeiten ! von wenigstens einer Stunde sind in Abwesenheit eines ! Dehydrochlorierungsmittels zweckmäßig, jedoch können ι sie in Anwesenheit eines Dehydrochlorierungsmittels j bis hinab auf 5 Minuten verkürzt werden. Im allgemeinen sind bei höheren Temperaturen kürzere Erhitzungszeiten; erforderlich.Preferably, the mixture to a temperature of '15O ° is "heated to 200 0 C. The duration of heating can be.""Depending on the temperature and on the presence or absence of a dehydrochlorinating agent;!. 5 minutes to 2 hours, respectively heating times of! at least one hour are functional in the absence of a dehydrochlorinating agent, but may ι they are reduced to 5 minutes to down in the presence of a dehydrochlorinating agent j in general, at higher temperatures, shorter heating times;! required..
Unbehandelte Gemische von Bitumen und chloriertem Polyolefin haben normalerweise eine Shore Α-Härte von 30 oder weniger und werden vorzugsweise so behandelt, daß die Härte auf .35 bis 80 steigt.Untreated mixtures of bitumen and chlorinated Polyolefins usually have a Shore Α hardness of 30 or less and are preferably treated so that the hardness rises to .35 to 80.
Als Bitumen wird zweckmäßig ein natürliches Pech oder■"! das gewöhnlich als Mineralpech (Asphalt) bekannte .'■■■ Material oder das als Nebenprodukt aus der Kohle- und Ölindustrie erhaltene Bitumen verwendet. Besonders ; vorteilhaft als Bitumen ist entweder das als Rückstand der Vakuumdestillation von Rohöl erhaltene MaterialA natural pitch or ■ "! Is expediently used as bitumen. that commonly known as mineral pitch (asphalt). '■■■ Material or that as a by-product of the coal and Bitumen obtained from the oil industry is used. Particularly ; Either that as a residue is advantageous as bitumen material obtained from vacuum distillation of crude oil
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oder das Produkt, das durch Blasen eines solchen
Vakuumrückstandes mit luft bis zu einer geeigneten
Penetration erhalten worden ist. Vorzugsweise hat das als Ausgangsmaterial verwendete Bitumen eine Penetration
von 40 bis 200 bei 250C.or the product made by blowing such
Vacuum residue with air up to a suitable one
Penetration has been obtained. The bitumen used as the starting material preferably has a penetration of 40 to 200 at 25 ° C.
Als chlorierte Polyolefine werden vorzugsweise aus Cp-C.-Monoolefineη erhaltene Polyolefine verwendet. Geeignet sind beispielsweise Polyäthylene von hoher oder niedriger Dichte, jedoch kann auch chloriertes Polypropylen verwendet werden. Der Chlorgehalt des Polyolefins kann 15 bis 45 Gew.-^ des chlorierten Polyolefins betragen.The chlorinated polyolefins used are preferably polyolefins obtained from Cp-C monoolefins. For example, high or low density polyethylenes are suitable, but chlorinated polyethylene can also be used Polypropylene can be used. The chlorine content of the polyolefin can be 15 to 45 wt .- ^ of the chlorinated Polyolefins.
Produkte, die gemäß der Erfindung mit 6 bis 150 Gew.-^
chloriertem Polyolefin, bezogen auf das Bitumen, hergestellt werden, bilden flexible thermoplastische
Massen, die als Beschichtungsmassen und Membranen geeignet sind. Es ist als besonders überraschend anzusehen,
daß Mischungen, die diese verhältnismäßig hohen Mengen an chloriertem Polyolefin enthalten, mit Hilfe
des Verfahrens gemäß der Erfindung homogen gemacht
werden können. Vorzugsweise werden 50 bis 120$ chloriertes Polyolefin, bezogen auf das Gewicht des Bitumens,
verwendet.Products which are manufactured according to the invention with 6 to 150 wt .- ^ chlorinated polyolefin, based on the bitumen, form flexible thermoplastic
Compounds which are suitable as coating compounds and membranes. It is to be regarded as particularly surprising that mixtures containing these relatively high amounts of chlorinated polyolefin are made homogeneous with the aid of the method according to the invention
can be. Preferably, 50 to 120% chlorinated polyolefin based on the weight of the bitumen is used.
Das Bitumen und das chlorierte Polyolefin können in
einem beliebigen geeigneten Behälter gemischt und erhitzt werden, wobei vorzugsweise ständig gemischt oder
gerührt wird.The bitumen and the chlorinated polyolefin can be used in
mixed and heated in any suitable container, preferably with constant mixing or stirring.
Wie bereits erwähnt/kann die an einer Änderung der
Härte erkennbare Vernetzung durch einfaches Erhitzen
vorzugsweise in Gegenwart eines Dehydrochlorierungsmittels erreicht werden. Gegebenenfalls kann jedoch
die Vernetzung durch Verbindungen, die auf dem Gebiet der Kautschuk- und Polymertechnologie als Vernetzungsmittel
und Beschleuniger bekannt sind, z.B. Schwefel- ________As already mentioned / it may be necessary to change the
Hardness recognizable crosslinking by simple heating
preferably be achieved in the presence of a dehydrochlorinating agent. However, if necessary
crosslinking through compounds that are known in the field of rubber and polymer technology as crosslinking agents and accelerators, e.g. sulfur ________
benzothiazyldisulfid, Cadmiumdiäthyldithiocarbamat,
Äthylenthioharnstoff sowie geeignete öllösliche Phenol-Formaldehydharze, z.B. das Produkt "Bakelite
CKR 14634" (BXI Limited), beschleunigt werden* Diese
Verbindungen sollten während der späteren Phasen oder gegen Ende des Erhitzens zugesetzt werden.benzothiazyl disulfide, cadmium diethyldithiocarbamate,
Ethylene thiourea and suitable oil-soluble phenol-formaldehyde resins, e.g. the product "Bakelite"
CKR 14634 "(BXI Limited), accelerated * This
Compounds should be added during the later stages or towards the end of the heating.
Wenn die Mischung aus Bitumen und chloriertem Polyolefin zu Beschichtungen oder anderen Produkten verarbeitet wird, ist damit zu rechnen, daß sie zum Schmelzen erneut erhitzt wird, so daß die Möglichkeit be- = steht, daß eine weitere Dehydrochlorierung mit daraus , resultierenden weiteren Änderungen der Härte statt- :- If the mixture of bitumen and chlorinated polyolefin is processed into coatings or other products, it is to be expected that it will be reheated to melt, so that there is a possibility that further dehydrochlorination will result in further changes in hardness instead of- : -
findet. Nach dem Erhitzen der Mischung gemäß der Er- ; findung kann es daher zweckmäßig sein, einen Stabil!- ; sator zuzusetzen, um weitere Dehydrochlorierung und ! finds. After heating the mixture according to the He-; finding it can therefore be useful to find a stable! -; add sator to further dehydrochlorination and !
Vernetzung zu verhindern. Stabilisatoren dieser Art j sind auf dem Gebiet der Kautschuk- und Polymertechno-■; logie bekannt. Geeignet sind beispielsweise Blei- oder Calciumstearat oder -phthalate,Organozinnverbindungen, Epoxyharze und epoxydiertes Sojabohnenöl.Prevent networking. Stabilizers of this type j are in the field of rubber and polymer techno- ■; logy known. For example, lead or lead are suitable Calcium stearate or phthalates, organotin compounds, Epoxy resins and epoxidized soybean oil.
Die Menge des Dehydrochlorierungsmlttels und des Ver- !
netzungsmittels und Beschleunigers sowie des gege- j benenfalls verwendeten Stabilisators hängen von dem ί
gewünschten Vernetzungsgrad ab, betragen jedoch zweck-' mäßig 0,5 bis 5 Gew.-$ im Falle des Dehydrochlorie- !
rungsmittels, 0,5 bis 10 Gew.-^ im Falle des Vernet- !
zungsmittels oder Beschleunigers und 1 bis 10 Gew.-$ -i
im Falle des Stabilisators, bezogen jeweils auf das
chlorierte Polyolefin.The amount of dehydrochlorinating agent and dispensing! wetting agent and accelerator as well as any stabilizer used depend on the ί desired degree of crosslinking, but are expediently 0.5 to 5 wt .- $ in the case of dehydrochloride! agent, 0.5 to 10 wt .- ^ in the case of Vernet! Zungsmittel or accelerator and 1 to 10 Gew .- $ -i in the case of the stabilizer, based in each case on the
chlorinated polyolefin.
Je nach der Verwendung der gemäß der Erfindung hergestellten Massen können diesen Füllstoffe, z.B. Kalksteinmehl, gemahlene Brennstoffasehe, Ruß, Ion, SiIiciumdioxyd oder Asbest, zugemischt werden.Depending on the use of those produced according to the invention Masses can contain these fillers, e.g. limestone powder, ground fuel, soot, ion, silicon dioxide or asbestos.
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Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert. Bei den dort beschriebenen Versuchen wurden die folgenden Grundbestandteile verwendetsThe invention is further illustrated by the following examples. In the experiments described there the following basic components were used
Bitumen: Kuwait-Bitumen mit Penetration 80/100 beiBitumen: Kuwait bitumen with penetration 80/100
25°0 :25 ° 0:
Chloriertes Polyäthylen: Produkt "CPE 3614" (Hersteller Dow Chemical Co.), Chlorgehalt 36 Gew.-^.Chlorinated polyethylene: product "CPE 3614" (manufacturer Dow Chemical Co.), chlorine content 36 wt .- ^.
j Dehydrochlorierungsmittel: Zinkoxyd |j Dehydrochlorinating agent: zinc oxide |
Stabilisatoren: Bleistearat : Stabilizers: lead stearate :
"Epon 828" (Hersteller Shell Chemicals) Beschleuniger: Phenol-Formaldehydharz "Bakelite CKR 14634" ,(Hersteller BXL Limited). I"Epon 828" (manufacturer Shell Chemicals) Accelerator: phenol-formaldehyde resin "Bakelite CKR 14634 ", (manufacturer BXL Limited). I
Die Bestandteile wurden in einem Brabender-Mischer [ mit einem Mischkopf für Kautschukmischungen gemischt. Nach dem Mischen wurde das Produkt gepresst und zu i Prüfkörpern von geeigneter Größe für die Ermittlung der physikalischen Eigenschaften geschnitten. !The ingredients were mixed in a Brabender mixer [ with a mixing head for rubber compounds. After mixing, the product was pressed and cut into test specimens of suitable size for determining the physical properties. !
Stabilisatoren wurden, wenn sie verwendet wurden, gegen Ende des Mischvorganges zugesetzt. Ein Beschleuniger wurde, wenn er verwendet wurde, nach dem Mischen und nach Abkühlung der Mischung auf 600C, jedoch vor dem Pressen zugesetzt. Proben des gepressten Produkts wurden auf Härte, Zugfestigkeit, Bruchdehnung, Einreißfestigkeit und Ausschwitzen oder Durchschlagen geprüft. Beim letztgenannten Test wurden Streifen auf Papier gelegt und 16 Stunden bei 650C gehalten. Die Verfärbung des Papiers wurde visuell bewertet (eine Bewertungsziffer von 10 entspricht einer Verfärbung oder Befleckung von 100$, während die Bewertungsziffer 0 bedeutet, daß keine Befleckung stattgefunden hat). Stabilizers, if used, were added towards the end of the mixing process. An accelerator, if used, was added after mixing and after cooling the mixture to 60 ° C., but before pressing. Samples of the pressed product were tested for hardness, tensile strength, elongation at break, tear resistance, and exudation or strike-through. In the last-mentioned test, strips were placed on paper and kept at 65 ° C. for 16 hours. The discoloration of the paper was visually rated (a rating of 10 corresponds to a discoloration or staining of $ 100, while a rating of 0 means that no staining has occurred).
Die verwendeten Bestandteile, die Mischtemperatur und Mischzeit, die lOrmgebungstemperatur und -zeit und die Prüfergebnisse sind in den folgenden Tabellen genannt.The ingredients used, the mixing temperature and Mixing time, the ambient temperature and time and the Test results are given in the following tables.
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ChloriertesChlorinated
GPE 3b14GPE 3b14
Bitumen Kuwait-Bitumen 80/100, Bitumen Kuwait bitumen 80/100,
Dehydrochlorierungsmittel Zinkoxyd, gDehydrochlorinating agent zinc oxide, g
Epon 828
gEpon 828
G
Bleis te ar at,
SBleis te ar at ,
S.
Phenol-Formaldehydharz CKR 14634, gPhenol-formaldehyde resin CKR 14634, g
cn ο cc oocn ο cc oo
1 2 3 4 5 61 2 3 4 5 6
35 35 35 35 35 35 3535 35 35 35 35 35 35
35 35 35 35 35 35 3535 35 35 35 35 35 35
1,01.0
0,5 0,5 0,5 1,00.5 0.5 0.5 1.0
0,6
0,60.6
0.6
1,5
1,51.5
1.5
3,63.6
cn ο tocn o to
Tatelle 1BFacts 1B
Bei- Misch- Mischtemspiel dauer, peratur, Min. 0CWith mixed mixed temperature duration, temperature, min. 0 C
"bungs-
zeit,
Min.Tremendous
"exercise
Time,
Min.
temperatur,
0CMolding
temperature,
0 C
HärteShore A
hardness
Zugfestig- Bruch- Einreißkeit, dehnung, festig-MN/m2. i» keit,Tensile strength - breakage - tear, elongation, strength - MN / m 2 . i » keit,
N/mmN / mm
Ausschwit zen nach Std. hei 65^3Exuding after hours at 65 ^ 3
O CO GO COO CO GO CO
30 30 60 20 45 45 5 30 30 60 20 45 45 5
90 140 160 160 160 160 16090 140 160 160 160 160 160
11 1011 10
20 26 2920 26 29
1818th
7 2 2 1 1 0 07 2 2 1 1 0 0
cncn
Das in Tabelle 1 aufgeführte Beispiel 1 ist ein 7er-" gleichsbeispiel, das nicht gemäß der Erfindung durchgeführt wurde. Es zeigt, daß ein verhältnismäßig weiches Material mit'ausgesprochener Neigung, zum Ausschwitzen und Durchschlagen erhalten wird, wenn das Bitumen und das chlorierte Polyolefin bei niedriger Temperatur gemischt werden. Bei den Beispielen 2 bis 7 handelt es sich um erfindungsgemäß durchgeführte Versuche, Sie zeigen, daß durch Mischen bei höheren Temperaturen zuweilen in Gegenwart von Zinkoxyd das Ausschwitzen und Durchschlagen verringert wird. Im '■ '. Falle der Beispiele 2 und 3 werden die übrigen Eigenschaften nicht stark beeinflußt, jedoch ist im Falle der Beispiele 4 bis 6, wo bei 16O0C in Gegenwart von Zinkoxyd gemischt wurde, ein starker Anstieg der Härte und Einreißfestigkeit festzustellen. Im Falle ' von Beispiel 4 wurde diese Verbesserung der Harte und ' Einreißfestigkeit ohne Verschlechterung der Bruch- ; dehnung erreicht. Im"Falle von Beispiel 7 scheint die ! Menge des Zinkoxyds bei der angewandten Temperatur, zu hoch zu sein, da sich eine zu starke Dehydrochlorierung ergibt und eine schwache, poröse Struktur j erhalten wird.Example 1 shown in Table 1 is a 7-"example which was not carried out in accordance with the invention. It shows that a relatively soft material with a pronounced tendency to exudate and bleed through is obtained when the bitumen and the chlorinated polyolefin are added low temperature are mixed. in Examples 2 to 7 is according to the invention carried out experiments show that by mixing at higher temperatures, sometimes in the presence of zinc oxide exudation and strike through is reduced. in the '■'. for Examples 2 and 3, the other characteristics are not greatly affected, but in the case of Examples 4 to 6, where it was mixed at 16O 0 C in the presence of zinc oxide to detect a sharp increase in hardness and tear strength. in the case 'of example 4, this improvement has been the Hardness and tear strength achieved without deterioration in elongation at break ie ! Amount of zinc oxide at the temperature used to be too high, since too strong dehydrochlorination results and a weak, porous structure j is obtained.
509832/0918509832/0918
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- 1975-01-31 BE BE152940A patent/BE825052A/en not_active IP Right Cessation
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FR2259881B1 (en) | 1980-11-21 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: SCHOENWALD, K., DR.-ING. FUES, J., DIPL.-CHEM. DR. |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |