DE922983C - Process for the finishing of papers - Google Patents
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Description
Verfahren zur Veredlung von Papieren Es ist bekannt, daß Papiere durch Behandlung mit Kunstharzen in ihren Eigenschaften weitgehend verbessert werden können. Man kann diese Behandlung entweder an dem noch nicht zu Papier verformten Stoffbrei oder auch an dem fertigen Papier vornehmen und erzielt dadurch eine Erhöhung der Festigkeit, insbesondere eine Erhöhung der Naßfestigkeit. Es sind bisher Harnstog-Formaldehyd-Kondensationspro:dukte, Melamin-Formaldehyd-Kondensationsproiduulkte, Phenol- Formaldehyd-Kondensatilonsprodukte und ähnliche Harze für die genannte Behandlung des Papiers vorgeschlagen worden..Process for the finishing of papers It is known that papers by Treatment with synthetic resins can be largely improved in their properties. This treatment can either be carried out on the pulp that has not yet been formed into paper or make it on the finished paper and thereby achieve an increase in the Strength, especially an increase in wet strength. So far there are urinary tract-formaldehyde condensation products, Melamine-formaldehyde condensation products, phenol-formaldehyde condensation products and similar resins have been proposed for the aforesaid treatment of the paper.
.Es wurde nun gefunden, daß man zur Veredlung von Papieren und Pappen mit besonderem Vorteil härtbare, in: ihrer Anfangskondensationsstufe durch Sulfons:äuregruppen wasserlösliche Kondens,ationsprodukbe von; Phenolen und Formaldehyd verwenden kann, indem man die Papiere, Pappen,oder Vorprodukte derselben an einem beliebigen Punkt des Herstellungsganges mit derartigen Kondensationsprodukten behandelt und die in der Masse entha ltenen an einem geeägneten Punkt des Herstellungsganges, ;gegebenenfalls nach Behandlung mit sauren oder säureabgehenden Stoffen, härtet.It has now been found that one can use it for the finishing of paper and cardboard with particular advantage curable acid groups in their initial condensation stage by sulfonic acid groups water-soluble condensation products of; Can use phenols and formaldehyde, by putting the papers, cardboards, or precursors of the same at any point of the manufacturing process treated with such condensation products and the in of the mass contained at a suitable point in the production process,; if applicable after treatment with acidic or acidic substances, hardens.
Die bei dem Verfahren nach vorliegender Erfindung zu verwendenden Kondensationsprodukte können z. B. durch Kondensation von Phenolsulfonsäu'ren, Phenolen und Formaldehyd bei Gegenwart eines überachusses von Alkali hergestellt werden. Als P.henolle lassen sich z. B. P'henole, Kresole, Xyllenole, Naphtholleoder beliebige Gemische dieser Stoffe verwenden. Ebenso kann man an Stelle der Phenolsulfons:äure die Sulfonsäuren von Kresolen oder Naphtholen,oder anderen suJ%onierungsfäbigen Phenolen benutzen. Dias Verhältnis von P'hen6lsulfosäuren zu Phenlollen kauen innerhalb weiter Grenzen schwanken. Zweckmäßzgerwese verwendet man auf r Mol Ph;enolsulf ons.äuDe a bis 6 Mol Phenol. Die Kondensation kann auch in Gegenwart anderer Stoffe, die sich an der Reaktion beteiligen, ausgeführt werden. Derartige Stoffe sind insbesondere Ketione, wie z. B. Aceton, Methyläthylketion, Cycllohexanon, weiterhin höhere Aldehyde und :andere. Als Kondensationsmittel wird üblicherweise Natronlauge benutzt, jedoch kann man auch bei Gegenwart von. Ammoniak, Kalilauge, organischen Basen, alkalisch reagierenden Salzen und anderen Alkalien arb@efen. Die bei der Kondensration anfallenden Lösungen sind lohne weiteres, gegebenenfalls nach Neutralisation des Alkalis, verwendbar. Zwedkmäß#,gerweis:e führt man die erhaltenen Kondensationsprodukte jedoch nach an siech bekannten Methoden, etwa durch Zerstäubungs.trodknung oder durch Behandlung auf einem Walzentrockner, ,in trockene Pulver über, die dann von dem Verbraucher kurz vor der Verarbeitung in kaltem Wasser aufgelöst werden können. Je nach dem KondensatIons.-grad der Produlkte kann die zur Lösung notwendige Wassermenge in weiteren Grenzen schwanken: Die erfindungsgemäßen Kondensationsprodukte können ;nach verschiedenen Verfahren hergestellt werden,. Es kann z. B. durch Umsetzungeines .durch Kondensation k saurer Lösung @exhaltenen Phenol-Formalclehyd-Harzes mit Schwefelsäure nach an sich bekannten Methoden ein wasserlösliches, Sullfons,äuregruppem enthaltendes Harz hergestellt werden. Dieses ist nach Neutralisatlon mit Alkalen und Zerkleinern als trockenes Puboer zu lerhalten. Mit diesem Pulver wird fein härtbares wasserunlösliches, schmelzbiareis Phenolharz, das, man als Resitol bezeichnet, vermischt. Man kann ferner zuerst durch Umsetzung von Phenollen mit SchwdeZs,äure an sich bekamnte PhenolsiuJfo:ns.äure herstellen, diese neutralislleren und sie dann mit Formaldehyd in alkalischer Lösung zu wasserlöslich-en Kondensationsprodukten umsetzen und diesle in, trockene Pulver überführen. Die -so ierhaltenen Produkte werden, wie loben: ,dargelegt, mit trockenen härtbaren Phenol-Formaldiehyd-Kondens,at@onspnoidukten gemischt. Es ist weiterhin möglich, Phenollsuffons;äuren mit Phenolleh zu; mischen und die neutralisierten Gemische mit Formaldehyd in alkalischer Lösung zu .kondensieren. Schliießäch kann man jauch das Phenol mit einer zur vollständigen Sulfonierung nicht ausreichenden Menge Schwefiellsäure umsetzen und das Realktionsprodukt nach vorheriger Neutralisation, gegebenenfalls ohne weitere Aufarheitung, mit Formaldehyd in alkalischer Lösung- kondensieren,. Bein Trocknen werden; Gemische oder Mischkiolndents;ationsprodukte @erhalfien:, die in Wasser vollständig oder teilweise löslich sind und deren Anrührungen in Wassex gemäß vorliegender Erfindung ;als Papierleime benutzt werden.The condensation products to be used in the process according to the present invention can, for. B. by condensation of Phenolsulfonsäu'ren, phenols and formaldehyde in the presence of an excess of alkali. As P.henolle z. B. phenols, cresols, xyllenols, naphthols or any mixtures of these substances. Likewise, instead of the phenol sulfonic acid, the sulfonic acids of cresols or naphthols, or other phenols capable of being modified, can be used. The ratio of phenolsulfonic acids to phenolene chew vary within wide limits. It is expedient to use a to 6 moles of phenol per mole of phenol sulfonates. The condensation can also be carried out in the presence of other substances that take part in the reaction. Such substances are in particular ketions, such as. B. acetone, methyl ethyl ketion, cycllohexanone, further higher aldehydes and: others. Sodium hydroxide solution is usually used as the condensing agent, but it can also be used in the presence of. Ammonia, potassium hydroxide, organic bases, alkaline salts and other alkalis work. The solutions obtained during the condensation can be used without further ado, if appropriate after neutralization of the alkali. However, the condensation products obtained are converted into dry powders by methods known to them, for example by atomization or treatment on a drum dryer, which are then dissolved by the consumer in cold water shortly before processing can. Depending on the degree of condensation of the products, the amount of water required for dissolution can vary within further limits: The condensation products according to the invention can be produced by various processes. It can e.g. B. @exhaltenen by reacting a condensation k .by acid solution Formalclehyd phenol resin are made with sulfuric acid by methods known per se a water-soluble, Sullfons, äuregruppem containing resin. This can be obtained as a dry pubic after neutralization with alkalis and grinding. This powder is used to mix finely curable, water-insoluble, fusible ice phenolic resin, which is known as Resitol. Furthermore, one can first produce phenolic acid by reacting phenols with sulfuric acid, neutralize them and then convert them with formaldehyde in an alkaline solution to water-soluble condensation products and convert them into dry powders. The products obtained in this way are, as praised:, explained, mixed with dry, hardenable phenol-formaldehyde condensates, at @ onspnoidukten. It is still possible to use phenolic acid with phenolic acid; mix and condense the neutralized mixture with formaldehyde in an alkaline solution. Finally, the phenol can also be reacted with an amount of sulfuric acid that is not sufficient for complete sulfonation and the reaction product can be condensed with formaldehyde in an alkaline solution after prior neutralization, if necessary without further purification. Leg drying will be; Mixtures or mixed kiolndents; ation products @erhalfien: which are completely or partially soluble in water and whose mixes in Wassex according to the present invention are used as paper glue.
In äghnhcher Weüsie erhält man ldüe- durch Kefione modifizierten Produkte. Obwohl man die Reaktion sowohl ;gleichzeitig .an einem Gemisch alleer Komponenten -als rauch zunächst in getrennten Ansätzen, die später vereinigt werden, in beliebiger Weise durchführen Tann, haben -sich bestimmte Arbeitsweisen als besonders zweckmäßig erwiesen. So stellt man z. B. zunächst, entsprechend dien verhältnismäßig geringen Reaktionsfähigkeit dien Phenolsulfonsäuren, ein Umsetzungsprodukt dieser Stoffe mit Formaldehyd her. Diamach wird weiteres Phenol und weiterer Formaldehyd und das zur Umsetzung bestimmte Keton zugefügt rund die Reaktion weitergeführt. Selbstverständlich lkainn man fauch aus dem Keton und dem Formaldehyd nach an sich bekannten Methoden, z. B. bei Gegenwart von Alkali, ein Kondensationsprodukt herstellen, dieses mit dem Kondensationsprodukt aufs Phenolsulfons;äuren, Phenollen und Formlaldehyd vermischen und diese beiden Komponenten einte Zdihllang weiterrealeren lassen.In a similar way one obtains ldüe products modified by Kefione. Although the reaction can be both; at the same time on a mixture of all components -as smoke initially in separate approaches, which are later combined in any Carry out wisely Tann, certain working methods have proven to be particularly expedient proven. So you put z. B. initially, according to the relatively low Phenolsulfonic acids, a reaction product of these substances, serve the reactivity with formaldehyde. Diamach becomes more phenol and more formaldehyde and that to implement certain ketone added around the reaction continued. Of course One can quickly extract from the ketone and the formaldehyde by methods known per se, z. B. in the presence of alkali to produce a condensation product, this with Mix the condensation product on phenolsulfonic acids, phenols and formaldehyde and let these two components continue to unite Zdihllang.
Die Hierstelkng der genan;iten Kondensationsprodukte Tals solche ist nicht Gegenstand der Erfindung.The position of the above-mentioned condensation products is such not the subject of the invention.
Die Behandlung dies zu verecleInden Papiers mit den. lobengenanmben Kondens,atnonlspro@dükten kann nun im verschiedenster Weise gehandhabt werden. So wird z. B: biet feiner Ausführungsform des. Verfahrens nach vorliegender Erfindung dem Papierstoffbrei im Holländex eine wäßrtige Lösung der genannten Konidensationspro,dukte in Wasser zugesetzt. Man fügt idanach zweckmäßig leinte Säure ,oder feinen saunen oder säureabgebenden Stoff, wie z. B. ein Alumim:iumsalz, zu und erhält einen Niederschlag des Kondensationsproduktes lauf der Papierfaser. Der Rapierstoffbrei wird dann in gier üblichen Weise a;tufgearbleitiet und zu Rapier verformt, wobei auf Iden, he@Un Walzen der Papiermaschine d:ie Härtung ges Harzes und die Verklebung der Fasern eintritt. Diesies Verfahren ist der Leimung des Papiers mit dien bekannten PapIerleimungsmitteln analog. .Man kann also hier von einer Leimung mit dien. Phenollsdfons,äure-Formaldehyd-Kondiens,atiionsprodukten sprechen. Es können bei diesem Verfahren zusätzlich noch andere Rapierieimstoffe, wie etwa. Kolophonium, Zellullosederivateoder Stärke, zugegen; lsein. Das Vierfahren kann aber auch so durchgeführt werden:, daß man ein fertiges Papier mit einer wäßrigen Lösung des Sulfonsäueegruppen enthaltenden Kaidensatioinsproduktes von Ph enolien ulnd Formaldehyd imprägniert und das Rapier anschließend ifeiner Wärmebehandlung unterwirft. Duirch die Wärmebiehandlung werden !die auf der Fasier niedergeschlagenen Kanden:sationsprodukte gehärtet; sie verlkleben die Fasern miteinander und bewirken feiere Erhöhung der Festigkeit und insbesondere der Naßfestigkeit des erhaltenen Papiers. Auch biet dieser Ausführungsweise des Verfahrens lläßt sich leine Säurebehandlung durchführen, indem man das mit der Lösulng der genannten Kondensiationsprodukfie imprägnierte Papier vor der Wärmebiehandlunlg in die Lösung iexnes sauren loder säureabgebenden: Stoffes taucht und im übrigen wlle lobten beschrieben verfährt. Als staune oder säureabgebenden Stoffe sind .außer dien bereits genannten Aluminium-oder anderen sauren Slalven beliebige organische oder anorganische Säuren verwendbar. Die Menge der zur Papiierveredliung bzw. PapierleIimung benutzten seulfonsäurehialtigen Kondensatiionisproduikte kann in weiteren Grenzen schwanken; normalerweise wird sie bei 0,5 bis i o o'o des, trockenen Papierstoffes liegen. Das Verfahren ist zur Herstellung beliebiger Papiere und Pappen anwendbar. Man wird ies mit besonderem Vorteil dort anwenden, wo Beine bestimmte Wassierfestigkeit des Papiers erforderlich ist, z. B. bei der Herstellung von Fotopapieren, Papieren für naß.feste Verp:ackungszweecke, wite z. B. für Zementsäcke, Landkartenpapiere, wasserfeste Pappen.The treatment of this to unifying paper with the. Lobengenanmben condensates, atnonlspro @ dükten can now be handled in different ways. So z. B: offers a fine embodiment of the process according to the present invention to the paper pulp in the Holländex an aqueous solution of the above-mentioned Konidensationspro, products added in water. One adds idanach appropriate linen acid, or fine saunas or acid-releasing substance, such as. B. an Alumim: iumsalz, to and receives a precipitate of the condensation product running the paper fiber. The rapier pulp is then a; tufgearbleitiet and shaped into rapier in the usual manner, with the hardening of the resin and the bonding of the fibers taking place on Iden, he @ Un rollers of the paper machine. This process is analogous to the sizing of the paper with the known paper sizing agents. So you can use a glue with one here. Phenollsdfons, acid-formaldehyde condens, ation products speak. In this process, other rapier ingredients such as. Rosin, cellulose derivatives or starch are present; lbe. The four-way process can also be carried out in such a way that a finished paper is impregnated with an aqueous solution of the sulfonic acid group-containing caiden sodium product of phenol and formaldehyde and the rapier is then subjected to a heat treatment. By means of the heat treatment, the products deposited on the fascia are hardened; they glue the fibers to one another and bring about a further increase in the strength and, in particular, the wet strength of the paper obtained. In this embodiment of the process, too, an acid treatment can be carried out by dipping the paper impregnated with the solution of the condensation product mentioned in the solution of this acidic or acid-releasing substance before the heat-bending treatment and otherwise proceeding as described. Any organic or inorganic acids can be used as astonishing or acid-releasing substances, apart from the aluminum or other acidic slallows already mentioned. The amount of sulfonic acid-containing condensation products used for paper finishing or sizing can vary within wide limits; normally it will be 0.5 to 10 o'o des dry paper stock. The method can be used for the production of any paper or cardboard. It will be used with particular advantage where the legs require a certain water resistance of the paper, e.g. B. in the production of photo papers, papers for naß.ffest Verp: ackungszweecke, wite z. B. for cement sacks, map papers, waterproof cardboard.
Es hat sich gezeigt, deaß die Koindensatiionsproiduktee von Phen@olen, Phenolsulfoxisäuren und Formaldie:hyd aufs ihren wäßriegen Lösungen sauf Zelluil,o,seefia!siern eetwa ;nach Art der substantiven B.auimwollfarbstoffe aufzüehen. Dieses Aufziehen der Kondensationsprodukte auf die Zellulosefasern wird durch die beschriebene Behandlung mit sauren oder säureiabgebenden Stoffen noch gefördert; gleichzeitig wird die bei der ,späteren Wärmebehandlung eintretende Härtung des Harzes beschleunigt.It has been shown that the Koindensatiionsproiduktee of Phen @ olen, Phenolsulfoxy acids and formaldehyde: hydrate their aqueous solutions on cellulose, o, seefia! ee about; to be raised in the manner of substantive B.auimwoll dyes. This winding up the condensation products on the cellulose fibers is caused by the treatment described still promoted with acidic or acidic substances; at the same time the the hardening of the resin, which occurs later, is accelerated.
Ein besonderer Vorteil dies .neuen Verfahrens liegt darin, daß man die wasserlös:lichen Anfangskondee:nsationsprodukte der Sulfons.äueregruppen ienthalteendien. Phenolharze in Form von traclz@enen, haltbaren, pulverförmügen Produkten :anwenden kann, die sich ein. Wassier bei ineutraler oder nur ganz schwach alkalischer Reaktion lösen. Demgegenüber sind die bisher zur Papierveredlung verwendeten Phenolharze nur bei Gegenwart von verhältnismäßig v Gel Alkali ein Wasser löslich. Sie müssen als Izonz,ntriertee Lösungen ein eden Verkethr gebracht werden, die infolge Wcherkondensation nur leine be- schränkte Zeit haltbar sind, während die hem Verfahren, nach vorliegender Erfindung verwendbaren, pulverförmigen Harze ;auch bei längerem Laegern niicht weiterk;ondensieeren.A particular advantage of this new process is that it contains the water-soluble initial condensation products of the sulfonic acid groups. Phenolic resins in the form of traclz @ enen, durable, powdery products: can be used that are a. Dissolve water in case of an ineutral or only very weakly alkaline reaction. In contrast, the phenolic resins used hitherto for paper finishing are only soluble in water in the presence of a relatively large amount of gel alkali. They have to be brought into any kind of conversion as Izonz, concentrated solutions, which, due to back condensation, can only be kept for a limited period of time, while the powdery resins which can be used according to the present invention do not develop further, even after prolonged storage.
Es ist zwar bekannt, aus Phenol und Formaldehyd ein, sauerer Lösung ,erhaltene Kondiensationsprodakte durch Behandeln mit Schwefelsäure wasserlöslich zu machen, wobei ein Teil dies Sulfonierungsmittels durch das E.inkeonidensiieren freier aromatischer Stiilfoin.säureen ,ersetzt werde kann. Diese Kondens:atiion:sproduktee sollten als Beiz- und G@erbmittel in Gier Textiil- und Lederindustrie Verweindtung finden. Da eis sich bei dien Bielk,annten um sauer kondensierte Harze handelt, sind diese im Gegensatz zu den, erfindungsgemäß zu verwendenden nicht härtbar. Sie lassen, seich daher für das Verfahren dieser Erfindung nicht verwenden. Beispiel i 216 Gewichtsteeilee eines teethnischen Kresolgemiis:c'hies werden. mit i oo Giewijchtserealen konzentrierter Schwefelsäure unter Rührie;n 2'Stundeen. bei ioo' sudfoniiert. Das ientstandene KresoIsulfoins.äure-Kresoil-Giemiuedh wird mit 167 Gewichts-teileen 32ooiger Natronlauge schwach alkalisch gemacht und nach Zulaufen vorn 6oo Gewüchtsteileni 3oo'oiiger Form:aldehydlösung unter fortdauerndem Rühren auif 9 5° ,erwärmt. Nachdem 15 Minuten bei diieser Temperatur kondensiert worden ist, trägt man 282 Gewiichtsteille P:heneol und nochmals 4.oo Gewichtsteige Formaildehydlösung lein. Die Reäktiionsgösung wird erneut erwärmt und bei 9o° bis zur gewünschten Viskosität ietwa 8o Minuten lang kondensiert. Die ientstandene Harzlösung ist klar durchsichtig, braun gefärbt iund von leimartiger Konsistenz. Sie ienthält eetwa 400,/o Harzsubstanz und läßt sich mit Wasser beliebig stark verdünnen. Durch Zerstäubungstrockenung erhält man, aus der Kondiensatlonslösung eein hellbraunes, trockenes Puilver, das auch an der Luft unverändert haltbar eist. Mit der 15fachem Menge Wasser läßit es sich leicht zu eeiner Harzlösung anrühren, die sich in ihrer Konsistenz und Verwendbarikieit nicht von der ursprünegliichen Rca@ktionisilösiting unterscheidet.It is known to make an acidic solution of condensation products from phenol and formaldehyde soluble in water by treatment with sulfuric acid; These condensation products should be used as pickling and yeasting agents in the Gier textile and leather industries. Since ice at dien Bielk, annten is acidic condensed resins, these are not curable in contrast to those to be used according to the invention. They can therefore not be used for the method of this invention. Example i 216 parts by weight of a tea-ethnic cresol mixture: c'hies become. with 100 Giewijchtserealen concentrated sulfuric acid with stirring; n 2 hours. at ioo 'sudfoniiert. The ientstandene KresoIsulfoins.äure-Kresoil-Giemiuedh is made teileen weight with 167 32ooiger sodium hydroxide solution weakly alkaline, and by tapering the front 6oo Gewüchtsteileni 3oo'oiiger Form: aldehyde solution with continued stirring auif 9 5 °, warmed. After 15 minutes of condensation at this temperature, 282 parts by weight of P: heneol and another 400 parts by weight of formaldehyde solution are carried in it. The reaction solution is heated again and condensed at 90 ° to the desired viscosity for about 80 minutes. The resulting resin solution is clear, transparent, brown in color and of a glue-like consistency. It contains about 400 per cent of resin and can be diluted with water as desired. By spray drying, a light brown, dry powder is obtained from the condensate solution, which remains unchanged even in the air. With 15 times the amount of water it can easily be mixed into a resin solution that does not differ in its consistency and usability from the original Rca @ ktionisilösiting.
i Gewichtsteil dieses Harzpulvers wird in 2o Gewiichtstei!len Wassier aufgelöst. In diese Lösung wird ,eine im wesentlichen ,aus Zellulose bestehendes ungielevmtes Filtrierpapieer getaucht. Nach Abtropfen. wird das Papier kurz in ieine ?o/oige Lösung von Ameisieinsäume getaucht 'und anschließend bei ioo° getrockenet. Das Papier gewinnt durch diese Behandlung eine erheblich bessere Festigkeit in feuchtem Zustand und läßit seich als technisches Fiiltrierp:ap;iier mit größtem Vorteil verwenden. Beispiele Es wird aus Sulfatkraftzellst.off .ein der üblichem Weise lein Papierstoff hergestellt und im Holländer gemahlen. Nach i Stunde Mahldauer setzt man pro Kilo Ziel.listofftro@ck,einiseubstianz ioo ccmeiner 3ooloigen Lösung des in Beispiel i beschriebenen Kondensiatiunisprodeuktees zu. Nach Vermischung dies Stoffes gibt man pro Kilo Trockensubstanz des Stoffes 5occm eeiner ioo'oigein Alaunlösung zu. Man mahlt weitere 2 Stunden rund verarbeitet das Papier in oder üblichen Weise auf der Paplermaschine. Es wird lein Natron-Zellstoff-Papler höchster Qualität erhalten, das vorzugsweise zur Herstellung von Zem,eutsäck,ein geeignet ist. Die Zementsäcke sind weitgehend gegen Wasser beständig.One part by weight of this resin powder is dissolved in 20 parts by weight of water. In this solution, an uneven filter paper consisting essentially of cellulose is immersed. After draining. the paper is briefly dipped in a solution of anticlines and then dried at 100 °. As a result of this treatment, the paper gains considerably better strength in the moist state and can be used as a technical filter paper with the greatest advantage. Examples Paper pulp is made from sulphate kraft pulp in the usual way and ground in a dutchman. After a grinding time of 1 hour, 100 cc of a 3oolo solution of the condensation product described in Example 1 are added for each kilo of Ziel.listofftro @ ck. After mixing this substance, 5 ounces of a 100% alum solution are added per kilo of dry substance of the substance. The paper is milled for a further 2 hours and processed in the usual way on the papermaker. A soda-cellulose paper of the highest quality is obtained, which is preferably suitable for the production of zem, eutsack, a. The cement bags are largely resistant to water.
Claims (2)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEH47A DE922983C (en) | 1949-10-08 | 1949-10-08 | Process for the finishing of papers |
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Family Applications (1)
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-
1949
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