DE2811475C3 - Verfahren zur Herstellung von porösen Behältern - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von porösen BehälternInfo
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Description
OH
(D
in der A, B und C gleich oder verschieden sind und jeweils ein Wasserstoff- oder Halogenatom
oder einen Kohienwasserstoffrest bedeuten, und einem Aldehyd der allgemeinen
Formel (II)
RCHO
(H)
darstellt, in der R' ein Wasserstoffatom oder einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 8
Kohlenstoffatomen bedeutet, und
bb) eines Härters, enthaltend ein flüssiges Polyisocyanat mit mindestens zwei Isocyanatgruppen pro Molekül, mit
bb) eines Härters, enthaltend ein flüssiges Polyisocyanat mit mindestens zwei Isocyanatgruppen pro Molekül, mit
b) einem Silan,
c) anschließender Verformung und
d) Aushärten mit einem basischen Katalysator,
dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente b) 0,0005 bis etwa 0,1 Gewichtsteile, bezogen
auf 100 Gewichtsteile Formstoff, eines Silans der allgemeinen Formel III
R"O
R"O—SiR'"
/
R"O
R"O
(III)
in der R" einen Kohienwasserstoffrest und vorzugsweise einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen
und R'" eine Vinyigrjppe oder einen gegebenenfaüs
durch mindestens eine Alkoxy-, Acryloxy-, Epoxy-, Glycidoxy-, Mercapto-, Ureido- oder Alkylaminogruppe
substituierten Alkylrest mit jeweils 1 bis 6 Kohlenstoffatomen im Alkylrest bedeuten, oder
eines anderen als Haftverbesserer dienenden Silans mit organischen funktionellen Gruppen eingesetzt
wird, das zusätzlich mit etwa 0,1 bis etwa 5 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile
Formstoff, eines Eisenoxids gemischt wurde, und der Härtungskatalysator d) ein Metallionen bildender
Katalysator, ein Amin oder eine andere basische Verbindung, darstellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Bindemittel einsetzt, das als
Harzkomponente ein Kondensationsprodukt der allgemeinen Formel IV
OH
X · ("H2 O CH2
j k
R""
OH
R""
enthält, in der R"" ein Wasserstoffatom oder einen in m-Stellung zur phenolischen Hydroxylgruppe
stehenden phenolischen Substituenten bedeutet, in
und η Zahlen darstellen, deren Summe mindestens 2 und deren Verhältnis m ·. η mindestens 1 ist, und X
ein Wasserstoffatom oder eine Methylolgruppe bedeutet, wobei das Molverhältnis aus diesen
Methylolgruppen und dem anstelle von X gebundenen Wasserstoff mindestens I ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator eine basische
Verbindung mit einem pKh-Wert von etwa 7 bis etwa f I einsetzt.
OH
(IV)
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Eisenoxid ein natürliches oder synthetisches rotes Eisenoxid, braunes Eisenoxid
oder hydratisiertes gelbes Eisenoxid oder ein Gemisch aus mindestens zwei dieser Eisenoxide
einsetzt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Gemisch der Eisenoxide ein
Gemisch aus rotem Eisenoxid und hydratisiertem gelben Eisenoxid einsetzt.
6. Poröse Behälter, hergestellt nach einem der
Ansprüche 1 bis 5.
Die Erfindung betrifft den in den Ansprüchen
gekennzeichneten Gegenstand« Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Hersteilung Von
Behältern zur Verwendung im Gartenbau, z. B. Blumentöpfen.
Die erfindungsgemäßen Behälter bestehen im We-
Die erfindungsgemäßen Behälter bestehen im We-
sentlichen aus einem Formstoff, ζ. Β. Sand, und einem
Polyurethan, insbesondere einem als Bindemittel dienenden Polyurethan, wie es in den US-PS 34 09 579,
34 32 457,34 85 797 und 36 76 392 beschrieben ist
Insbesondere aus der US-PS 34 09 579 sind Bindemittel bekannt, die ein Phenolharz, das aus einem Phenol
und einem Aldehyd erhalten worden ist, ein flüssiges Polyisocyanat als Härter und ein tertiäres Amin als
Katalysator enthalten. Gegebenenfalls kann in diesen bekannten Formmassen auch ein Silan bestimmter
Struktur vorliegen. Der Einsatz einer Kombination aus speziellen Silanen und einem Metalloxid ist im Stand der
Technik nicht bekannt. Im übrigen beziehen sich diese bekannten Bindemittel auf das besondere Anwendungsgebiet
der Gießereiformmassen.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß Silane und andere zur Abhaltung von Wasser übliche
Stoffe sowie Eisenoxid der Formmasse aus Sand und Bindemittel zugegeben werden können und dabei
Behälter mit verbesserten physikalischen Eigenschaften erhalten werden. Diese vorteilhafte Wirkung des
erfindungsgemäßen Verfahrens und der dabei erhaltenen porösen Behälter war für einen Fachmann nicht zu
erwarten, der die Aufgabe zu lösen hatte, Blumentöpfe herzustellen. Da die bekannten Formmassen und ihre
Bindemittel auf dem speziellen Gebiet der Gießereitechnik eingesetzt werden und dort diese Bindemittel
durch die Einwirkung geschmolzener Metalle extremen Belastungen ausgesetzt sind und gleichzeitig besondere
Zerfallseigenschaften aufweisen müssen, kann dieses für Formmassen zwai bekannte, aber sehr spezielle
Anwendungsgebiet nicht zur I ösung -on Problemen im Gartenbau, z. B. bei der Herstellung von Blumentöpfen,
herangezogen werden.
Im erfindungsgemäßen Verfahren können zur Bildung von Polyurethanen als Bindemittel Stoffe auf der
Basis von beispielsweise Phenolen, Polyäther und Alkydölen eingesetzt werden.
Zur Bildung des Bindemittels wird ein Gemisch aus einer Harzkomponente, einem Härter und einem
Katalysator eingesetzt, wobei die Harzkomponente eine Lösung eines nicht wäßrigen Phenolharzes in
einem organischen Lösungsmittel enthält und das Phenolharz ein Kondensationsprodukt aus einem
Phenol der allgemeinen Formel I und einem Aldehyd der allgemeinen Formel II enthält. Als Härter dient ein
flüssiges Polyisocyanat mit mindestens zwei Isocyanatgruppen pro Molekül, als Katalysator eine Metallionen
bildende Verbindung, ein Amin oder eine andere basische Verbindung, insbesondere eine basische Verbindung
mit einem pKb-Wert von etwa 7 bis etwa 11.
Das erfindungsgemäß eingesetzte Kondensationsprodukt aus einem Phenol und einem Aldehyd kann
gemäß der US-PS 34 85 797 hergestellt werden. Vorzugsweise wird ein Kondensationsprodukt vom
Benzylätiier-Typ der allgemeinen Formel IV eingesetzt.
In der US-PS 36 76 392 ist beschrieben, daß derartige Kondensationsprodukte mit aliphatischen, cycloalipha
tischen oder aromatischen Polyisocyanaten sowie Gießereiformsand zur Herstellung von Gießereiformen
und -kernen kombiniert Werden können.
Bevorzugte Isocyanate sind polyafofriatische
nafe Vom Typ ^^Methylenbis^phenyllisocyanat)«,
Das Härten der Formmassen kann auf verschiedene Weise erfolgen. Beispielsweise kann eine basische
Verbindung, vorzugsweise mit einem pKi^Wert von
etwa 7 bis etwa II, in das Bindemittel eingearbeitet
werden (vgl, US-PS 36 76 392). Das Hüften kann auch
durch Einsatz eines Metallionen bildenden Katalysators in Form eines Metallsalzes (vgl. US-PS 34 32 457) oder
durch Behandeln der geformten Formmasse mit einem Amin, vorzugsweise einem tertiären Amin (vgl. US-PS
34 09 579), erfolgen.
Als Formstoff dient vorzugsweise Quarzsand. Es können auch andere Formstoffe, wie Zirkor.-, Chromit-
und Aluminiumoxidsande oder andere natür^che
Materialien mit einer geeigneten Korngrößenverteilung, eingesetzt werden.
Erfindungsgemäß wird ein wasserabhaltender Stoff eingesetzt Dazu dient ein Silan der allgemeinen Formel
III oder ein anderes als Haftverbesserer geeignetes Si'anmit organischen funktioneilen Gruppen. Das Silan
wiru in einer Menge von 0,0005 bis etwa 0,1 Gewichtsprozent (Lösungsmittel unberücksichtigt), vorzugsweise
etwa 0,01 bis etwa 0,03 Gewichtsprozent, bezogen auf den Formstoff, eingesetzt Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Behälter
wird der Formstoff, z. B. Sand, als Hauptbestandteil und
das Bindemittel in einer Menge von im allgemeinen weniger als 10%, häufig 0,25 bis etwa 5%, jeweils
bezogen auf den Formstoff, eingesetzt.
Obwohl vorzugsweise trockener Sand verwendet wird, kann die Feuchtigkeit des Sandes ohne Nachteil
bis etwa 1 Gewichtsprozent, bezogen auf den Sand, betragen.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Behälter wird ein Eisenoxid eingesetzt. Dazu kann jedes
jo Eisenoxid mit der gewünschten Farbcharakteristik und
der geeigneten Korngröße verwendet werden. Das Eisenoxid wird gleichmäßig in der Formmasse verteilt
und liegt in einer Menge von 0,1 bis 5 Gewichtsteilen.
vorzugsweise 0,25 bis 2 Gewichtsteilen, jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile Formstoff, vor. Als Eisenoxid wird
vorzugsweise natürliches braunes, gelbes oder rotes Eisenoxidpigment eingesetzt. Spezielle Beispiele hierfür
sind Eisenglanzerz oder Rotpigment, allgemein »Tamm's Eisenoxid« genannt, oJer eir, synthetisches
Eisenoxid, wie rotes · Eisenoxidpigment Fe2O5 oder
gelbes hydratisiertes Eisenoxidpigment Fe2Oi · H>O.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Behälter wird vorzugsweise zunächst das Silan mit de π
Formstoff, z. B. Sand gemischt. Im allgemeinen wird 4» dabei das Silan in inem Lösungsmittel gelöst, das
vorzugsweise flüchtig ist. wie Methanol, Methylenchlorid oder Trichloräthan. Bei Verwendung von Methylenchlorid
oder Trichloräthan müssen diese mit dem Silan gemischt werden, bevor das Zumischen des Sands
>o erfolgt, da sonst in der Lösung Fällungen auftreten können. Nach dem Mischen der Silanlösung mit dem
Sand und dem Verdampfen der Hautmenge des Lösungsmittels wird das Eisenoxidpigment zugegeben
und gründlich eingemischt. Anschließend wird das >ϊ Gemisch mit dem Bindemittel, beispielsweise mit einem
Kondensatior.sprodukt vom Benzyläther-Typ und einem Polyisocyanat des vorgenannten Typs, sowie
einem der genannten Katalysatoren versetzt. Die erhaltene Formmasse wird dann in der gewünschten
mi Weise geformt Das Härten erfolgt dadurch, daß man den zugesetzten Katalysator wirken läßt oder durch die
geformte Formmasse ein gasförmiges Amin führt.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Mischen des
Formstoffs mit dem Silan Und nachfolgendes Einmischen von Eisenoxid und Bindemittel, wobei das Härten
durch Verwendung eines Amins erfolgt. Die ungehärtete Formmasse wird durch Einbringen in
28 1 ί 475
entsprechende Formen zu den gewünschten Behältern, ζ. B. zu Blumentöpfen, verformt. Anschließend wird die
Formmasse entweder durch Wirkung des Metallionen bildenden Katalysators oder der basischen Verbindung
oder durch Behandeln mit einem Amin gehärtet Nach dem Härten werden die Behälter aus den Formen
entnommen.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Dieses Beispiel erläutert die verbesserte Wasserbeständigkeit von erfindungsgemäßen Blumentöpfen.
Gleichzeitig werden hierbei zwei Arten des Härtens und der unerwartete Vorteil der Verwendung von Eisenoxid
in der Formmasse erläutert.
100 Gewichtsteile Sand (Wedron 5010) werden mit 1 Gewichtsteil einer 1 Gewichtsprozent eines Silan
enthaltenden Lösung so lange behandelt, bis der größte Teil des Methanols verdampft ist In den in der
nachfolgenden Tabelle I angegebenen Versuchen A, B, C und D wird als Silan y-Glycidoxypropyltrimethoxysilan,
in den Versuchen E und F y-Aminopropyltriäthoxysilan
eingesetzt. Der als Formstoff eingesetzte Sand enthält 99,88% Siliciumdioxid, 0,02% Eisenoxid, 0,10%
Aluminiumoxid, 0,015% Titandioxid, 0,01 % Calciumoxid und 0,005% Magnesiumoxid und weist die folgende
Korngrößenverteilung auf:
Siebmaschenweite
Siebrückstand
%
%
420
297
210
149
105
297
210
149
105
Feinkorn 66,92 (AFS).
0,4
11,2
35,2
37,4
10,8
0,4
0,8
0,8
0,2
In den Versuchen A, C und D wird Eisenoxid in einer Menge von 0,5 Gewichtsteilen, bezogen auf 100
Gewichtsteile Sand, eingearbeitet. Als Eisenoxid wird hierbei ein Gemisch aus 4 Gewichtsteilen gelbem
Eisenoxidpigment (YLO 2288B) und 1 Gewichtsteil rotem Eisenoxidpigment (RO 8097) eingesetzt. Nach
dem Einmischen des Eisenoxids werden jeweils 1,25 Gewichtsteile eines handelsüblichen aromatischen Polyisocyanate
(Komponente II in Tabelle I) und eines Benzylätherharzes (Komponentp I in Tabelle I) in den
Versuchen A, B, C und D zugegeben. Die entsprechende Menge in den Versuchen D und E beträgt 1,5
Gewichtsteile. Bei den für die Komponenten I und II angegebenen Mengen ist das anwesende Lösungsmittel
nicht berücksichtigt. In den Versuchen E und F wird 4-PhenylpropyIpyridin als katalytische basische Verbindung
eingesetzt.
Gemäß den Versuchen A bis D werden die Formmassen unter Verwendung einer Vorrichtung von
Redford International Minerals and Chemicals Company in Prüfkörper zur Bestimmung der Zugfestigkeit
überführt. Bei den Versuchen E und F werden entsprechende Prüfkörper (AFS) von Hand hergestellt.
In den Versuchen A bis D werden die geformten Prüfkörper durch Hindurchleiten eines Gemisches aus D.methyläthylamin und Kohlendioxid gehärtet. In den Versuchen C und D werden die Prüfkörper anschließend 24 Stunden auf eine Temperatur von 93° C erhitzt. Die erhaltenen gehärteten Prüfkörper werden anschließend auf ihre Zugfestigkeit und Kratzfestigkeit untersucht. Die Ergebnisse sind in der Tabelle I zusammengefaßt. Daraus ist ersichtlich, daß die Zugabe von Eisenoxidpigment die Wasserbeständigkeit der Prüfkörper wesentlich erhöht. Auch das Erhitzen der
In den Versuchen A bis D werden die geformten Prüfkörper durch Hindurchleiten eines Gemisches aus D.methyläthylamin und Kohlendioxid gehärtet. In den Versuchen C und D werden die Prüfkörper anschließend 24 Stunden auf eine Temperatur von 93° C erhitzt. Die erhaltenen gehärteten Prüfkörper werden anschließend auf ihre Zugfestigkeit und Kratzfestigkeit untersucht. Die Ergebnisse sind in der Tabelle I zusammengefaßt. Daraus ist ersichtlich, daß die Zugabe von Eisenoxidpigment die Wasserbeständigkeit der Prüfkörper wesentlich erhöht. Auch das Erhitzen der
so Prüfkörper erhöht wesentlich deren Feuchtigkeitsbeständigkeit. In der Tabelle I beziehen sich die
Mengenangaben jeweils auf 100 Gewichtsteile Sand.
| Versuch | B | C | D | E | F | |
| A | ||||||
| Teile pro 100 Teile Sand | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | |
| Silan***) | 0,01 | - | 0,5 | - | 0,5 | - |
| Eisenoxidpigment | 0,5 | 1,25 | 1,25 | 1,25 | 1,5 | 1,5 |
| Komponente J | 1,25 | 1,25 | U25 | 1,25 | U | 1.5 |
| Komponente U | 1,25 | |||||
Fortsetzung
Versuch Λ
Dimethyläthylamin nein nein"
ja
4-Pheriyfpropylpyritlin
nein nein
Härtung
24 Stunden bei 93 C
24 Stunden bei 93 C
Zugfestigkeit, kg/cm2 (relative Kralzfestigkeit in Klammern)
sofort
Nach 24 Stunden Raumtemperatur und Raumfeuchtigkeit
Nach 24 Stunden Raumtp.mnerafnr und RrUiIH-
feuchtigkeit sowie 24 Stunden 100% relative Feuchtigkeit
Nach 24 Stunden Raum- 12,3 (67)
temperatur und Raumfeuchtigkeit sowie 24 Stunden Wasserlagerung
*) Nach 24 Stunden Raumtemperalur und Raumfeuchtigkeit sowie 48 Stunden 100% relative Feuchtigkeit.
**) Nach 24 Stunden Raumtemperatur und Raumfeuchtigkeit sowie 48 Sts. Sden Wasserlagerung.
***) Lösungsmittel unberücksichtigt.
21,4(80) 20,5(80) nicht bestimmt
31,8 (88) 37,8 (87) 50,9 (91) 50,1 (92) 45,7 (90) 46,6 (87)
24,6(87) 12,3(78) 36,2(88) 30,8(87) 30,8(99)*) 11,8(81)*)
9,7(66) 35,7 (85J 24,6(83) 19,2(80)**) 10,0(72)**)
Gemäß den Versuchen A bis D in Beispiel 1 werden Formmassen hergestellt, jedoch werden die Konzentrationen
und die Zusammensetzung des Silans und des als Träger dienenden Lösungsmittels variiert, um die
optimale Konzentration und das optimale Lösungsmittel zu bestimmen. Als Lösungsmittel werden Methylenchlorid
(Versuche G, H und I), Trichloräthan (Versuche J, K und L) Und Methanol (Versuch M)
eingesetzt, wobei die Silankonzentrationen 2, 8 und 20
35 Gewichtsprozent betragen. Die Zugfestigkeit und die Kratzfestigkeit werden gemäß Beispiel 1 bestimmt. Die
Ergebnisse sind in der Tabelle II zusammengefaßt. Daraus ist ersichtlich, daß für ein optimales Ergebnis
eine 20prozentige Silanlösung in Trichloräthan einge-
40 setzt wird.
laDeiie 11
Versuch
G
G
| Losungsmittel | Methylenchlorid | 20 | Trichloräthan | 8 | 20 | Methanol |
| Silan in der Lösungs, % | 2 8 | 0,1 | 2 | 0,25 | 0,1 | 20 |
| Gewichtsteile Lesung pro | 1 0,25 | 1 | 0,1 | |||
100 Gewichtsteile Sand
Zugfestigkeit kg/cm2 (relative Kratzfestigkeit
in i- lammern)
sofort
Nach 24 Stunden Raumtemperatur und Raumfeuchtigkeit
Nach 48 Stunden Raumtemperatur und Raumfeuchtigkeit
Nach 24 Stunden Raumtemperatur und Raurnfeuchtigkeit
sowie 24 Stunden 100% relative Feuchtigkeit
18,3 21,4 20,2 21,1 18,8 22,1 27,0
41,5 (93) 41,5 (94) 42,0 (92) 40,3 (91) 41,3 (91) 42,7 (92) 35,3 (93)
43,8(88) 47,4(94) 43,1(93) 41,5(91) 42,2(91) 46,9(93) 41,5(93)
31,9 (91) 30,8 (91) 30,8 (90) 30,1 (91) 31,5 (90) 35,5 (94) 33,2 (90)
9 10
Fortsetzung
Versuch
G Il I j K L M
Zugfestigkeit kg/cfn2
(relative firatzfestigkeil
in Klammern)
(relative firatzfestigkeil
in Klammern)
Nach 24 Stunden Raum- 22,8 (82) 20,2 (84) 22,3 (86) 26,3 (83) 22,8 (84) 25,6 (88) 26,0 (87) .
temperatur sowie 24 Stunden |
Wasserlagerung
Nach 10 Minuten bei 204 C 58,5(92) 59,4(90) 62,1(91) 56,4(92) 58,9(92) 59,4(91) 56,9(92) |
sowie 24 Stunden Raumtemperatur und Raumfeuchtigkeit
Nach 10 Minuten bei 204 C 40,7(90) 47,4(91) 39,5(92) 45,5(90) 51,9(90) 50,8(90) 48,8(91)
sowie 24 Stunden 100%
relative Feuchtigkeit
relative Feuchtigkeit
Nach 10 Minuten bei 204 C 41,8 (87) 44,6 (93) 42,2 (92) 44,3(92) 47,8 (9t) 51,6 (93) 43,8 (90)
sowie 24 Stunden Wasserlagerung
Claims (1)
1. Verfahren zur Herstellung von porösen Behältern durch Mischen von
a) bis zu 10 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile Formstoff,
aa) einer Harzkomponente, enthaltend eine Lösung eines nicht wäßrigen Phenolharzes in
einem organischen Lösungsmittel, wobei das Phenolharz ein Kondensationsprodukt aus
einem Phenol der allgemeinen Formel I
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US77829377A | 1977-03-16 | 1977-03-16 |
Publications (3)
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| DE2811475B2 DE2811475B2 (de) | 1980-04-30 |
| DE2811475C3 true DE2811475C3 (de) | 1981-01-08 |
Family
ID=25112859
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| FR (1) | FR2383600A1 (de) |
| IT (1) | IT1093365B (de) |
| NL (1) | NL7802834A (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| RU2555367C2 (ru) * | 2009-12-18 | 2015-07-10 | Фишерверке Гмбх Унд Ко. Кг | Закрепляющий строительный раствор с силановыми добавками, полимеризуемый свободно-радикальной полимеризацией |
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- 1978-03-14 BE BE185924A patent/BE864879A/xx unknown
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- 1978-03-15 BR BR7801581A patent/BR7801581A/pt unknown
- 1978-03-16 IT IT21287/78A patent/IT1093365B/it active
- 1978-03-16 JP JP2937178A patent/JPS53134054A/ja active Pending
- 1978-03-16 DE DE2811475A patent/DE2811475C3/de not_active Expired
- 1978-03-16 FR FR7807696A patent/FR2383600A1/fr not_active Withdrawn
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| RU2555367C2 (ru) * | 2009-12-18 | 2015-07-10 | Фишерверке Гмбх Унд Ко. Кг | Закрепляющий строительный раствор с силановыми добавками, полимеризуемый свободно-радикальной полимеризацией |
Also Published As
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| DE2811475A1 (de) | 1978-09-21 |
| IT1093365B (it) | 1985-07-19 |
| DE2811475B2 (de) | 1980-04-30 |
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| NL7802834A (nl) | 1978-09-19 |
| IT7821287A0 (it) | 1978-03-16 |
| FR2383600A1 (fr) | 1978-10-13 |
| BE864879A (fr) | 1978-07-03 |
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