DE2718036A1 - PAPER MAKING FELT AND METHOD FOR MAKING IT - Google Patents
PAPER MAKING FELT AND METHOD FOR MAKING ITInfo
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Description
Papiermacherfilz und Verfahren zu seiner HerstellungPapermaker's felt and process for its manufacture
Die Erfindung bezieht sich auf einen Papiermacherfilz sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.The invention relates to a papermaker's felt as well as a Process for its manufacture.
Papiermacherfilze sind im Handel in einer Vielzahl von Variationen zu haben. Gewebte Filze werden hergestellt durch Weben von Wolle oder Wolle und synthetischen Garnen, worauf das Gewebe geschrumpft oder verfilzt wird, um die gewünschten Eigenschaften und Abmessungen für eine bestimmte Anwendung zu erhalten. Obgleich derartige gewebte Filze immer noch in großem Umfange verwendet werden, setzen sich Nadelfilze immer mehr durch. Bisher werden Nadelfilze dadurch hergestellt, daß eine Faserbahn auf ein Gewebesubstrat aufgenadelt wird. Das Gewebesubstrat wird normalerweise auf einem Filzwebestuhl gewebt. Die Faserbahn wird durch Kardieren oder Krempeln von Fasern gebildet, und die fertige Bahn wird dann unmittelbar vor dem Durchgang durch eine Nadelmaschine auf das Gewebesubstrat aufgelegt. Es können mehrere aufeinanderfolgende Bahnlagen verwendet werden, wobei der Filz nach jedem Auflegen einer Bahn erneut durch die Nadelmaschine geführt wird. Auch können auf einer oder beiden Seiten des Gewebesubstrats solche Bahnen aufgenadelt werden.Papermaking felts are commercially available in a variety of varieties to have. Woven felts are made by weaving wool or wool and synthetic yarn, after which the fabric is shrunk or felted to obtain the desired properties and dimensions for a particular application. Although such Woven felts are still used on a large scale, needle felts are becoming more and more popular. So far, needle felts produced by needling a fibrous web onto a fabric substrate. The fabric substrate is usually on top of a Woven felt chair. The fibrous web is formed by carding or carding fibers and the finished web is then made immediately placed on the fabric substrate prior to passage through a needle loom. Several successive web layers can be used can be used, the felt being passed through the needle loom again after each laying of a web. Also can on such webs are needled onto one or both sides of the fabric substrate.
Die Oberflächenqualität eines Papiermacherfilzes ist direkt verantwortlich für die Qualität und den finish des darauf gebildeten Papiers. Eine Schwierigkeit, die bei den bekannten Papiermacherfilzen eintritt, besteht in den Oberflächen-Unebenheiten oder Unregelmäßigkeiten, die durch die Struktur des Gewebes oder im Falle eines Nadelfilzes durch die Struktur des GewebeSubstrats entstehen. Die Kreuzungsstellen der Quer- und Schußfäden sind vorstehende Punkte, welche Eindrücke auf dem zu formenden Papier hinterlassen. Es wurde bereits vorgeschlagen, durch Weglassen der Querfäden in dem Gewebesubstrat eines Nadelfilzes die Ober-The surface quality of a papermaker's felt is directly responsible for the quality and finish of the paper formed on it. A difficulty with the known papermaker's felts occurs, consists in the surface bumps or irregularities caused by the structure of the fabric or in the case of a needle felt, through the structure of the fabric substrate develop. The crossing points of the cross and weft threads are protruding points, which are impressions on the paper to be formed leave behind. It has already been proposed, by omitting the transverse threads in the fabric substrate of a needle felt, the upper
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flächenqualität des Filzes zu verbessern, siehe US-PS 3 458 911. Dabei wurde als Mittel zum Entfernen der Querfäden die Anweisung gegeben, diese in Form eines löslichen Materials zu verwenden. Nach dem Nadelvorgang wurden die Querfäden durch Auflösung entfernt. Die Weglassung der Längsfäden wurde nicht vorgeschlagen, da diese Fäden im allgemeinen als wesentlich für das Spannen des Filzes auf der Papiermaschine und für die Stabilität des Filzes in der Laufrichtung der Maschine angesehen wurden. Außerdem würden, wenn man vor der Frage stünde, die Längsfäden oder die Querfäden eines Gewebesubstrats eines Nadelfilzes wegzulassen, auch deswegen die Querfäden weggelassen werden, da dies die Fäden sind, die normalerweise den Entwässerungswiderstand und die Okklusion des Filzes erhöhen.To improve the surface quality of the felt, see US Pat. No. 3,458,911. The instruction given to use this in the form of a soluble material. After the needling process, the transverse threads were removed by dissolving. The omission of the longitudinal threads has not been suggested, as these threads are generally considered to be essential for the tensioning of the Felt on the paper machine and for the stability of the felt in the machine direction. aside from that would, if one were faced with the question of omitting the longitudinal threads or the transverse threads of a fabric substrate of a needle felt, also because of this the transverse threads are omitted, since these are the threads that normally reduce the drainage resistance and increase the occlusion of the felt.
Unerwarteterweise wurde festgestellt, daß die Längsfäden in einem Papiermacher-Nadelfilz nicht nötig sind, wenn die Querfäden bestehen bleiben.Unexpectedly, it has been found that the lengthways threads in a papermaker's needle felt are unnecessary when the cross threads are in place stay.
Der erfindungsgemäße Papiermacherfilz ist also dadurch gekennzeichnet, daß er ausschließlich Querfäden sowie mindestens eine mit diesen vernadelte nichtgewebte, poröse Lage aus Textilfasern aufweist.Die Erfindung umfaßt auch Zwischenfilze, welche zu den erfindungsgemäßen Papiermacherfilzen als Endprodukt verarbeitet werden können.The papermaker's felt according to the invention is thus characterized that he only uses transverse threads and at least one non-woven, porous layer of textile fibers needled with them The invention also includes intermediate felts which correspond to the Processed papermaker's felts according to the invention as the end product can be.
Zusätzlich zur Aufrechterhaltung einer ausreichenden Spannfähigkeit und Richtungsstabilität in der Laufrichtung der Papiermaschine haben die erfindungsgemäßen Papiermacherfilze eine verbesserte Festigkeit und Stabilität in Querrichtung gegenüber Filzen ohne Querfäden, sowie eine ausgezeichnete Porosität, einen geringen Entwässerungswiderstand und eine gleichmäßigere Massenverteilung in Querrichtung als ein nicht gewebter Filz, und sie verringern die Ansammlung von Verunreinigungen aus der Papierpulpe.In addition to maintaining sufficient elasticity and directional stability in the machine direction, the papermaking felts of the present invention have improved Strength and stability in the transverse direction compared to felts without transverse threads, as well as an excellent porosity, a low one Drainage resistance and a more even cross-directional mass distribution than a nonwoven felt, and reduce them the accumulation of impurities from the paper pulp.
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Die Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zur Herstellung derartiger Papiermacherfilze, wobei ein Gewebesubstrat aus Längsfäden, die in einem bestimmten Lösungsmittel löslich sind, und Querfäden, die in diesem Lösungsmittel nichtlöslich sind, hergestellt wird, daß dann auf dieses Substrat mindestens eine Textilfaserbahn aufgenadelt wird und darauf die Längsfäden in dem Lösungsmittel gelöst werden.The invention also encompasses a method of making such Papermaker's felts, a fabric substrate made of longitudinal threads, which are soluble in a certain solvent, and transverse threads, which are insoluble in this solvent, is produced that then on this substrate at least one textile fiber web is needled and then the longitudinal threads are dissolved in the solvent.
Vorzugsweise werden für Querfäden Monofilgarne verwendet, die vorteilhafterweise die Festigkeit des Filzes in Querrichtung verbessern. Es wurde festgestellt, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die mechanische Zusammenziehung des Filzes während des Nadelvorganges besser gesteuert werden kann als mit einem nicht gewebten Filz.Monofilament yarns are preferably used for transverse threads, which advantageously improve the strength of the felt in the transverse direction. It was found that in the invention Method the mechanical contraction of the felt during the needling process can be controlled better than with one that cannot woven felt.
Der Ausdruck "Längsfäden" soll diejenigen Fäden oder Garne bezeichnen, die in der Arbeitsrichtung (Bewegungsrichtung) des Filzes auf der Papiermaschine verlaufen, während der Ausdruck "Querfäden" diejenigen Fäden oder Garne bezeichnen soll, die quer zur Arbeitsrichtung des Filzes in der Papiermaschine verlaufen.The term "longitudinal threads" is intended to denote those threads or yarns which run in the working direction (direction of movement) of the felt on the paper machine while printing "Cross threads" are intended to denote those threads or yarns which run transversely to the working direction of the felt in the paper machine.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:The invention is explained in more detail below with reference to the drawings. It shows:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Abschnittes eines endlosen Papiermacherfilzes, wobei das Vernadeln einer ungewebten Lage mit einem Gewebesubstrat dargestellt ist;Fig. 1 is a perspective view of a portion of an endless papermaking felt, the needling of a shown is a nonwoven layer with a fabric substrate;
Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht des Nadelfilzes, der gemäß Fig. 1 hergestellt wurde;Fig. 2 is a perspective partial view of the needle felt, which according to Fig. 1 was produced;
Fig. 3 eine Ansicht wie Fig. 2, jedoch nach Entfernen der Längsfäden aus dem Gewebesubstrat, undFIG. 3 shows a view like FIG. 2, but after the longitudinal threads have been removed from the fabric substrate, and
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Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 3 eines anders aufgebauten Papiermacherfilzes gemäß der Erfindung.Figure 4 is a view similar to Figure 3 of a differently constructed papermaking felt according to the invention.
Fig. 3 ist eine perspektivische, teilweise abgebrochene Ansicht eines Papiermacherfilzes, der Querfäden 14 aufweist, auf welche eine obere Vlies-Bahn 15 aus Textilfasern und eine untere Vlies-Bahn 16 aus Textilfasern aufgenadelt ist. Der in Fig. 3 gezeigte Filz ist weiter charakterisiert durch das Fehlen von Längsfäden, die sonst mit den Querfäden 14 verwoben sind. Die Querfäden 14 können Garne sein, die üblicherweise als Bestandteil eines Gewebesubstrats für Nadelfilze verwendet werden und die gewünschten Festigkeits-, Steifigkeit-, Biege-Eigenschaften und das gewünschte Gewicht haben. Konventionelle Gam-Werkstoffe können ebenfalls für die Querfäden 14 verwendet werden, die in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel Monofilfasern aus synthetischen Polymerharzen wie Polyäthylen, Polypropylen und ähnlichen Polyolefinen, Polyamiden, Polyimiden, Polyester und dergl. sind. Glasfasern und metallische Einzelfäden können ebenfalls verwendet werden.Figure 3 is a perspective, partially broken away view of a papermaker's felt having transverse threads 14 upon which an upper nonwoven web 15 made of textile fibers and a lower nonwoven web 16 made of textile fibers is needled. The one shown in FIG Felt is further characterized by the lack of longitudinal threads that are otherwise interwoven with the transverse threads 14. The cross threads 14 can be yarns that are commonly used as a component of a fabric substrate for needle felts and the desired Strength, rigidity, bending properties and the desired Have weight. Conventional yarn materials can also be used for the transverse threads 14 are used, which in a preferred embodiment monofilament fibers made of synthetic polymer resins such as Polyethylene, polypropylene and like polyolefins, polyamides, polyimides, polyesters and the like. Fiberglass and metallic Single threads can also be used.
Die Bahnen 15, 16 können aus ungewebter Wolle oder Kunstfasern oder aus Gemischen von Wolle und synthetischen Textilfasern bestehen, die üblicherweise in der Herstellung von Papiermacher-Nadelfilzen verwendet werden. Beispielsweise kann die obere Bahn 15 aus Wollfasern bestehen, während die untere Bahn 16 synthetische Textilfasern, wie beispielsweise Polypropylenfasern enthält. Der sich ergebende Filz besteht aus einer Mischung von Wolle und synthetischen Polymerharzfasern und eingebetteten Querfäden.The webs 15, 16 can be made of non-woven wool or synthetic fibers or from mixtures of wool and synthetic textile fibers, which are commonly used in the manufacture of papermaker's needle felts be used. For example, the upper panel 15 can be made of wool fibers while the lower panel 16 is synthetic Contains textile fibers, such as polypropylene fibers. The resulting felt consists of a mixture of wool and synthetic polymer resin fibers and embedded transverse threads.
Der Papiermacherfilz von Fig. 3 kann dadurch hergestellt werden, daß die Bahnen 15 und 16 in aufeinanderfolgenden Nadelungsoperationen mit den Querfäden 14 vernadelt werden. Dadurch kann eine übliche Nadelmaschine verwendet werden, wobei die Querfäden während des Nadelungsprozesses auf einem Form-Webstuhl in einen Abstand voneinander gehalten werden.The papermaker's felt of Fig. 3 can be made by that the webs 15 and 16 are needled with the transverse threads 14 in successive needling operations. This allows a Usual needle looms are used, with the transverse threads are held at a distance from each other on a forming loom during the needling process.
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Gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren werden zuerst die Bahnen 15 und 16 auf ein Gewebesubstrat aufgenadelt, welches Längsfäden enthält, die in einem bestimmten Lösungsmittel löslich sind, sowie Querfäden, die in diesem Lösungsmittel nicht löslich sind. Dieser erste Schritt ist in Fig. 1 dargestellt, wobei ein Gewebesubstrat 10 in Form eines endlosen Bandes oder Schlauches auf einem Nadelwebstuhl 17 mit einer ungewebten Bahn oder Lage versehen wird. Nach dem Nadeln der Lage 15 auf das Grundgewebe können weitere Lagen nacheinander mit der oberen Fläche des Grundgewebes 10 vernadelt werden. Die untere Lage 16 ist ebenfalls mit dem Grundgewebe 10 vernadelt und es können auch hier weitere Lagen mit der Unterseite des Grundgewebes 10 vernadelt werden. Durch den Nadelungsvorgang sind alle Lagen miteinander und mit dem Grundgewebe 10 fest verbunden, um eine feste und kompakte Bahn zu bilden, in welcher die Längsfäden 12 und die Querfäden 14 des Grundgewebes 10 enthalten sind. Diese Bahn ist ein Zwischenfilz, der in einem zweiten Verfahrensschritt behandelt wird, um den erfindungsgemäßen Papiermacherfilz zu bilden.According to a method according to the invention, the webs are first 15 and 16 are needled onto a fabric substrate which contains longitudinal threads which are soluble in a certain solvent, as well as Cross threads that are not soluble in this solvent. This first step is illustrated in Figure 1, using a fabric substrate 10 in the form of an endless belt or tube on a needle loom 17 with a non-woven web or layer is provided. After needling the layer 15 on the base fabric Further layers can be needled one after the other with the upper surface of the base fabric 10. The lower layer 16 is also with The base fabric 10 is needled and here, too, further layers can be needled with the underside of the base fabric 10. Through the In the needling process, all layers are firmly connected to one another and to the base fabric 10 in order to form a firm and compact web, in which the longitudinal threads 12 and the transverse threads 14 of the base fabric 10 are contained. This web is an intermediate felt in a second process step is treated to the invention To form papermaker's felt.
Fig. 2 zeigt einen Zwischenfilz in einer perspektivischen Teilansicht. Die obere und die untere genadelte Lage 15 und 16 sind zu einer Bahn verbunden, die die Längsfäden 12 und die vorher beschriebenen Querfäden 14 enthält. Die Längsfäden 12 können Ein- oder Mehrfädengarne aus jedem konventionellen Material sein, das in einem gegebenen Lösungsmittel löslich ist, welches jedoch bei Auflösen der Garne 12 keinen nachteiligen Einfluß auf die Eigenschaften der Querfäden 14 oder der damit vernadelten Lagen 15, hat. Die Längsfäden 16 können beispielsweise aus Kalziumalginat, Natriumalginat, Polystyrol, Äthylzellulose, Polykarbonat und dergl. Werkstoffen bestehen. Derartige Garne sind bekannt und ebenso die Lösungsmittel, die sie in dem erfindungsgemäßen Verfahren auflösen, siehe beispielsweise die US-PS 2 539 244, 3 311 928 und 3 458 911. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung bestehen die Längsfäden 12 aus Polyvinylalkohol-Mehrfachgarnen, die bei Raumtemperatur im Wasser löslich sind.Fig. 2 shows an intermediate felt in a perspective partial view. The upper and lower needled layers 15 and 16 are connected to form a web which contains the longitudinal threads 12 and the transverse threads 14 previously described. The longitudinal threads 12 can be single or multifilament yarns made of any conventional material which is soluble in a given solvent, but which, when the yarns 12 dissolve, has no adverse effect on the properties of the transverse threads 14 or the layers 15 needled therewith. The longitudinal threads 16 can for example consist of calcium alginate, sodium alginate, polystyrene, ethyl cellulose, polycarbonate and similar materials. Such yarns are known as well as the solvents that dissolve in the inventive process, see for example US-PS 2,539,244, 3,311,928 and 3 458 911. consist In a preferred embodiment of the invention, the longitudinal threads 12 of polyvinyl alcohol-plied yarns, which are soluble in water at room temperature.
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Der zweite Verfahrensschritt besteht in dem Auflösen der Längsfäden 12, wodurch diese aus dem Zwischenfilz entfernt werden, ohne die Lagen 15, 16 oder die Querfäden 14 zu entfernen oder wesentlich zu lösen. Die Ausdrücke "im wesentlichen unlöslich" und "ohne wesentliches Auflösen" sollen bedeuten, daß das Lösungsmittel keine ausreichende Lösungskraft hat, um die gewünschten Eigenschaften der Querfäden 14 und der Lagen 15, 16 negativ zu beeinflussen. Das Herauslösen der Längsfäden 12 erfolgt dadurch, daß der Zwischenfilz gemäß Fig. 2 in dem geeigneten Lösungsmittel gewaschen wird. Danach wird der fertiggestellte Papiermacherfilz gewässert, getrocknet und mit üblichen Techniken fertiggestellt.The second process step consists in breaking up the longitudinal threads 12, whereby these are removed from the intermediate felt without removing the layers 15, 16 or the transverse threads 14 or essential to solve. The terms "substantially insoluble" and "without substantially dissolving" are intended to mean that the solvent does not have sufficient dissolving power to negatively affect the desired properties of the transverse threads 14 and the layers 15, 16 influence. The detachment of the longitudinal threads 12 takes place in that the intermediate felt according to FIG. 2 in the suitable solvent is washed. The finished papermaker's felt is then watered, dried and using conventional techniques completed.
Fig. 4 ist eine perspektivische Teilansicht eines abgewandelten Papiermacherfilzes, der ähnlich der Ausführung gemäß Fig. 3 ist, jedoch sich von diesem dadurch unterscheidet, daß eine homogene Auflage aus Wollfasern mit der Lage 15 und der darunter liegenden Struktur vernadelt ist, um dem Filz eine bestimmte Oberflächengüte zu geben.Fig. 4 is a partial perspective view of a modified papermaking felt similar to the embodiment of Fig. 3; However, it differs from this in that a homogeneous layer of wool fibers with the layer 15 and the underlying layer Structure is needled to give the felt a certain surface quality.
Das folgende Beispiel beschreibt ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung und zur Verwendung des erfindungsgemäßen Papiermacherfilzes, jedoch ist die Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt :The following example describes a preferred method of making and using the papermaker's felt of the invention, however, the invention is not limited to this example:
Zunächst wird ein endloses Gewebesubstrat hergestellt, das aus einem einschichtigen Flachgewebe besteht. Die Querfäden bestehen aus Polyamid-Einzelfasern mit einem Durchmesser von 0,2 mm und sie sind zu 8 pro cm angeordnet. Die Längsfäden sind Polyvinylalkohol -Mehr fasergar ne mit einem Gewicht von etwa 20 g/100 m und sie sind in einer Anzahl von 7 pro cm eingewebt. Das gewebte Substrat wird bei 1430C hitzegehärtet, und zwar in einer Länge, die gleich der Filzlänge im Webstuhl ist.First, an endless fabric substrate is produced, which consists of a single-layer flat fabric. The transverse threads consist of polyamide single fibers with a diameter of 0.2 mm and they are arranged at 8 per cm. The longitudinal threads are polyvinyl alcohol -Mehr fasergar ne with a weight of about 20 g / 100 m and they are woven in a number of 7 per cm. The woven substrate is heat-cured at 143 0 C, in a length which is equal to the length of felt in the loom.
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Das gewebte, hitzegehärtete Substrat wird auf einen Nadelwebstuhl aufgebracht und in Längs- und Querrichtung orientierte Bahnen aus einer Mischung aus Polyamid, Polyester und Polypropylenstapelfasern werden in üblicher Weise auf das Substrat aufgenadelt. Dieser Nadelfilz wird dann bei 83°C in einer Seifenwasser lösung gewaschen, wobei der Filz mit einer Geschwindigkeit von etwa 37 m/min, etwa 100 mal durch den Waschtank gezogen wird. Der gewaschene Filz, der nun frei von Längsfäden ist, die in dem Waschwasser aufgelöst wurden, wird nun auf Trockenzylindern getrocknet und auf die richtige Länge und Spannung gestreckt. Der fertige Filz hat die folgenden Eigenschaften:The woven, thermoset substrate is placed on a needle loom and oriented in the longitudinal and transverse directions Sheets made from a mixture of polyamide, polyester and polypropylene staple fibers are applied to the substrate in the usual manner needled. This needle felt is then washed at 83 ° C in a soapy water solution, the felt at a speed of about 37 m / min, is pulled about 100 times through the wash tank. The washed felt, which is now free of longitudinal threads, which in the wash water were dissolved, is now dried on drying cylinders and to the correct length and tension stretched. The finished felt has the following properties:
2 Flächengewicht: 1400 g/m2 Weight per unit area: 1400 g / m
3 23 2
Luftdurchlässigkeit: 12,8 m /min/m bei 12,7 mm WSAir permeability: 12.8 m / min / m at 12.7 mm water column
Druckabfall 2 Dichte: 0,255 g/cm bei einer BelastungPressure drop 2 density: 0.255 g / cm with one load
von 22 g/cmof 22 g / cm
Porosität (Hohlraumanteil): 0,653 bei 24 atü Dicke: 3,5 mm bei 24 atüPorosity (proportion of voids): 0.653 at 24 atmospheres Thickness: 3.5 mm at 24 atmospheres
LXZ Test: Bei einem Druck von 24 atü undLXZ test: At a pressure of 24 atmospheres and
einer Annäherungsgeschwindigkeit von 28 m/s:an approach speed of 28 m / s:
L - Richtung: 0,41 pro m χ 10L - direction: 0.41 per m χ 10
X - Richtung: 0,55 pro m χ 10X - direction: 0.55 per m χ 10
Z - Richtung: 0,59 pro m χ 10Z - direction: 0.59 per m χ 10
(senkrechte Richtung).(vertical direction).
Der LXZ-Text simuliert die Verhältnisse an einem Papiermacherfilz in der Mitte der Preßzone, wobei der Druckabfall pro Längeneinheit eines Filzes in der L-, X- und Z-Ebene gemessen wird, siehe die Doktorarbeit von T. N. Kershaw "A Three Dimensional Study of The Factors Affecting the Water Permeability of Wet Felts", Rensselaer Polytechnik Institute, Troy, New York, U.S.A. vom Juni 1972.The LXZ text simulates the conditions on a papermaker's felt in the middle of the press zone, where the pressure drop per unit length of a felt is measured in the L, X and Z planes, see the thesis by T. N. Kershaw "A Three Dimensional Study of The Factors Affecting the Water Permeability of Wet Felts ", Rensselaer Polytechnik Institute, Troy, New York, U.S.A., June 1972.
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