FR2752247A1 - Nonwoven fabric production - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE POUR LA REALISATION D'UNE NAPPE TEXTILE NON
TISSEE ET NOUVEAU TYPE DE MATERIAU OBTENU PAR SA MISE
EN OEUVRE.PROCESS FOR THE PRODUCTION OF A NON-TEXTILE TABLECLOTH
WOVEN AND NEW TYPE OF MATERIAL OBTAINED BY ITS USE
IN WORK.
De nos jours, de très nombreux produits à base de matières fibreuses, sont réalisés à partir de structures textiles dites "nontissées". Nowadays, many products based on fibrous materials are made from so-called "nonwoven" textile structures.
Pour obtenir ces articles, on réalise un voile ou nappe fibreux soit selon la technique dite "par voie sèche" mettant en oeuvre des machines textiles conventionnelles telles qu'ouvreuses, cardes..., soit la technique dite "par voie humide", technique dérivée de la fabrication conventionnelle du papier, qui consiste à réaliser une suspension de fibres que l'on réceptionne sous la forme d'une feuille. Cette nappe fibreuse est ensuite soumise à un traitement permettant de lui donner de la cohésion et lui conférer les caractéristiques mécaniques souhaitées en vue de l'application finale (résistance à la rupture, à la déchirure, allongement..). To obtain these articles, a fibrous web or sheet is produced either according to the so-called "dry process" technique using conventional textile machines such as openers, carding machines, or the so-called "wet process" technique, derived from conventional papermaking, which consists of making a suspension of fibers which are received in the form of a sheet. This fibrous sheet is then subjected to a treatment making it possible to give it cohesion and to give it the desired mechanical characteristics with a view to the final application (resistance to rupture, to tearing, elongation, etc.).
Parmi les différents traitements, outre le liage mécanique par aiguilletage utilisé pour la réalisation de revêtements de sol, de mur.., il a été proposé depuis fort longtemps de soumettre la nappe fibreuse à un traitement d'enchevêtrement par jets de fluide, jets d'eau notamment. Among the various treatments, in addition to the mechanical bonding by needling used for the production of floor and wall coverings, it has long been proposed to subject the fibrous web to a tangle treatment by jets of fluid, jets of water in particular.
D'une manière générale, une telle technique de traitement par jets de fluide consiste, comme cela ressort notamment du brevet US 3 214 819, à soumettre la nappe fibreuse préalablement formée à l'action d'une succession de jets/aiguilles d'eau sous pression qui entraîne un enchevêtrement des fibres, l'action des jets pouvant être réalisée sur l'une ou les deux faces de la nappe. In general, such a technique of treatment by fluid jets consists, as is apparent in particular from US Pat. No. 3,214,819, in subjecting the fibrous web previously formed to the action of a succession of jets / needles of water under pressure which causes the fibers to become entangled, the action of the jets can be carried out on one or both sides of the sheet.
De très nombreuses propositions ont été faites pour adapter cette technologie pour modifier l'aspect et la structure du non tissé. Many proposals have been made to adapt this technology to modify the appearance and structure of the nonwoven.
La solution la plus ancienne qui ressort de l'US-A-3 485 706, consiste à faire supporter le non tissé lors de l'action des jets/aiguilles par un tapis ou plaque perforé dont les ouvertures, qui peuvent avoir des formes variables, permettent d'influencer le réarrangement des fibres selon un motif, plat ou en relief, correspondant aux perforations. The oldest solution which emerges from US-A-3 485 706, consists in supporting the nonwoven during the action of the jets / needles by a perforated carpet or plate whose openings, which can have variable shapes , make it possible to influence the rearrangement of the fibers according to a pattern, flat or in relief, corresponding to the perforations.
Une telle solution qui permet d'obtenir un grand nombre d'effets comme cela ressort des nombreux exemples donnés dans le document précité, implique cependant de réaliser un support spécifique à chaque type de structure. Such a solution which makes it possible to obtain a large number of effects, as is apparent from the numerous examples given in the aforementioned document, however involves producing a support specific to each type of structure.
Il a été également proposé, comme cela ressort notamment du FR-A2 625 937, d'interposer entre la rampe ou injecteur produisant les jets/aiguilles d'eau, un organe ajouré mobile, en forme de cylindre qui interrompt par intervalle le passage desdits jets, la forme des ouvertures étant fonction du dessin recherché. It has also been proposed, as is apparent in particular from FR-A2 625 937, to interpose between the ramp or injector producing the jets / needles of water, a movable openwork member, in the form of a cylinder which interrupts the passage of said intervals jets, the shape of the openings being a function of the desired design.
Cette solution, mise en oeuvre notamment sur les installations commercialisées par la Société ICBT-PERFOJET, nécessite également la réalisation d'un élément spécifique pour chaque type de motif que l'on souhaite produire dans la structure du non tissé. This solution, implemented in particular on the installations marketed by the company ICBT-PERFOJET, also requires the production of a specific element for each type of pattern that it is desired to produce in the structure of the nonwoven.
Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un procédé simple, qui permet de réaliser des motifs dans la structure d'un non tissé dont la cohésion est obtenue par enchevêtrement des fibres au moyen de jets/aiguilles de fluide, et ce en utilisant une ligne de production conventionnelle ne comportant aucun moyen additionnel pour assurer la réorientation des fibres pour réaliser le décor. However, we have found, and this is what is the subject of the present invention, a simple process which makes it possible to produce patterns in the structure of a nonwoven whose cohesion is obtained by entanglement of the fibers by means of jets / needles of fluid, and this by using a conventional production line comprising no additional means to ensure the reorientation of the fibers to produce the decoration.
D'une manière générale, l'invention concerne donc un procédé pour la réalisation d'une structure nontissée, qui consiste à soumettre une nappes fibreuse préalablement formée à l'action susccessive d'une pluralité de jets/aiguilles d'eau sous pression, ladite nappe étant disposée sur un support poreux la déplaçant sous les injecteurs ou rampes de jets, l'eau ayant servi au liage étant récupérée par un système disposé en dessous du support et étant réintroduite dans le circuit hydraulique, les jets de fluide étant obtenus par passage d'eau sous pression au travers d'une série d'orifices réalisés dans une plaque disposée transversalement par rapport à la surface à traiter, et il se caractérise en ce que, si l'on suit le sens de déplacement de la nappe lors de son traitement:
- au moins le dernier injecteur a une pression d'eau supérieure à celle des injecteurs qui le précèdent;
- les jets/aiguilles de ce dernier injecteur ont préférentiellement un diamètre supérieur à celui des injecteurs qui le précèdent;
- les entraxes des orifices permettant la formation des jets du dernier injecteur sont préférentiellement différents des entraxes des jets précédents et avantageusement plus larges.In general, the invention therefore relates to a process for producing a nonwoven structure, which consists in subjecting a fibrous sheet previously formed to the susccessive action of a plurality of jets / needles of water under pressure, said ply being disposed on a porous support moving it under the injectors or jets ramps, the water used for binding being recovered by a system arranged below the support and being reintroduced into the hydraulic circuit, the jets of fluid being obtained by passage of pressurized water through a series of orifices made in a plate arranged transversely to the surface to be treated, and it is characterized in that, if one follows the direction of movement of the sheet during of his treatment:
- at least the last injector has a water pressure higher than that of the preceding injectors;
- The jets / needles of the latter injector preferably have a diameter greater than that of the injectors which precede it;
- The centers of the orifices allowing the jets of the last injector to form are preferably different from the centers of the previous jets and advantageously wider.
La combinaison des trois éléments caractéristiques de l'invention est celle qui permet d'obtenir les meilleurs résultats, mais il convient de noter que le seul fait de pousser la pression du dernier injecteur à des niveaux très élevés, donne déjà à lui seul tout ou partie de l'effet recherché. The combination of the three characteristic elements of the invention is that which allows the best results to be obtained, but it should be noted that the mere fact of pushing the pressure of the last injector to very high levels, already alone gives all or part of the desired effect.
Grâce à une telle manière de procéder, l'action du dernier injecteur entraîne une réorientation localisée des fibres de la nappe, communiquant à cette dernière un "lignage" dans la structure fibreuse, conférant à cette dernière l'aspect d'un revêtement mural fil à fil. Thanks to such a procedure, the action of the last injector causes a localized reorientation of the fibers of the sheet, communicating to the latter a "line" in the fibrous structure, giving the latter the appearance of a wire wall covering. wire.
Il est ainsi possible d'obtenir soit un "lignage rectiligne" en utilisant un dernier injecteur fixe, soit éventuellement un lignage sinusoïdal régulier ou aléatoire en déplaçant transversalement le dernier injecteur lors du défilement de la nappe. L'effet peut également être continu ou interrompu en ne faisant agir que par intermittence, selon une séquence régulière ou non, le dernier injecteur. It is thus possible to obtain either a "rectilinear line" using a last fixed injector, or possibly a regular or random sinusoidal line by moving the last injector transversely during the movement of the web. The effect can also be continuous or interrupted by causing the last injector to act only intermittently, in a regular or irregular sequence.
Enfin, il est possible de faire varier la largeur des effets en utilisant un injecteur comportant des orifices de différents diamètres et entraxes. Finally, it is possible to vary the width of the effects by using an injector having orifices of different diameters and centers.
Par ailleurs, pour modifier le diamètre des jets de l'injecteur permettant de réaliser l'effet, on peut soit substituer à la plaque perforée équipant ledit injecteur une plaque ayant des orifices de diamètre supérieur, soit simplement retourner ladite plaque. En effet, on a constaté que sur les plaques conventionnelles, les orifices ont une structure telle qu'ils comportent une partie cylindrique au débouché de la chambre renfermant l'eau sous pression et que l'ouverture vers l'extérieur est constituée par une portion conique. En usage normal, le jet produit à la sortie a un diamètre inférieur d'environ 30 % au diamètre de l'orifice. La simple inversion de la plaque permet d'obtenir en sortie un diamètre égal à celui de la zone cylindrique de l'orifice. En conséquence, si toutes les rampes ou injecteurs équipant la machine sont identiques, on peut, en retournant la plaque perforée équipant la dernière rampe et en ayant une pression de traitement supérieure aux rampes précédentes, obtenir un effet sur le produit fini. Furthermore, to modify the diameter of the injector jets making it possible to achieve the effect, it is possible either to replace the perforated plate fitted to said injector with a plate having orifices of greater diameter, or simply to invert said plate. Indeed, it has been found that on conventional plates, the orifices have a structure such that they comprise a cylindrical part at the outlet of the chamber containing the water under pressure and that the opening towards the outside is constituted by a portion conical. In normal use, the jet produced at the outlet has a diameter approximately 30% smaller than the diameter of the orifice. The simple inversion of the plate makes it possible to obtain at the outlet a diameter equal to that of the cylindrical zone of the orifice. Consequently, if all the ramps or injectors equipping the machine are identical, it is possible, by turning the perforated plate equipping the last ramp and having a treatment pressure higher than the preceding ramps, to obtain an effect on the finished product.
De préférence, pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, on utilisera cependant des plaques spécifiques dont le diamètre des orifices permettant de créer les jets, leur écartement et éventuellement leur orientation, seront adaptés en fonction du motif à réaliser. Le diamètre des orifices doit être suffisant pour permettre la visualisation de l'effet obtenu à distance moyenne. Dans la pratique, ce diamètre ne sera pas inférieur à 140 microns et sera de préférence de l'ordre de 170 microns ou plus. Preferably, for the implementation of the method according to the invention, however, specific plates will be used, the diameter of the orifices making it possible to create the jets, their spacing and possibly their orientation, will be adapted according to the pattern to be produced. The diameter of the orifices must be sufficient to allow visualization of the effect obtained at medium distance. In practice, this diameter will not be less than 140 microns and will preferably be of the order of 170 microns or more.
Enfin, si dans la plupart des cas, il est possible d'obtenir des effets avec simplement le dernier injecteur, il peut éventuellement être envisagé de créer un premier effet avec l'injecteur qui le précède, cet effet étant légèrement effacé par celui produit par le dernier injecteur. Finally, if in most cases it is possible to obtain effects with simply the last injector, it can possibly be envisaged to create a first effect with the injector which precedes it, this effect being slightly erased by that produced by the last injector.
L'invention et les avantages qu'elle apporte sera cependant mieux comprise grâce aux exemples de réalisation donnés ci-après à titre indicatif mais non limitatif et qui sont illustrés par les schémas annexés dans lesquels
- la figure 1 illustre, en perspective, de manière schématique, la structure d'une installation de traitement par jets/aiguilles de fluide d'une nappe fibreuse;
- la figure 2 est une vue schématique d'une plaque perforée conventionnelle équipant chaque injecteur que comporte une telle installation, la figure 3 illustrant quant à elle la possibilité d'obtenir un jet de diamètre plus important pour effectuer un traitement conforme à l'invention par simple retournement de ladite plaque perforée.The invention and the advantages which it brings will however be better understood thanks to the exemplary embodiments given below by way of indication but not limitation and which are illustrated by the appended diagrams in which
- Figure 1 illustrates, in perspective, schematically, the structure of an installation for treatment by jets / needles of fluid of a fibrous web;
- Figure 2 is a schematic view of a conventional perforated plate fitted to each injector that comprises such an installation, Figure 3 for its part illustrating the possibility of obtaining a jet of larger diameter for carrying out a treatment in accordance with the invention by simple inversion of said perforated plate.
Les exemples qui suivent sont réalisés en traitant conformément à l'invention une nappe non tissée obtenue par voie humide sur une machine papetière conventionnelle, par exemple du type hydroformer VOITH pouvant permettre de réaliser soit une nappe monocouche avec une suspension de fibres, soit éventuellement des nappes multicouches, ladite machine comportant deux arrivées de suspension distinctes et les nappes primaires formées étant superposées en sortie de machine, la nappe destinée à recevoir les jets du dernier injecteur pouvant être avantageusement constituée de fibres globalement plus courtes, plus fines, facilitant leur déplacement sous l'action des jets d'eau. The examples which follow are produced by treating in accordance with the invention a nonwoven web obtained by wet process on a conventional papermaking machine, for example of the VOITH hydroformer type which can make it possible to produce either a single layer web with a suspension of fibers, or possibly multilayer plies, said machine comprising two distinct suspension inlets and the primary plies formed being superimposed at the outlet of the machine, the ply intended to receive the jets of the last injector may advantageously be made up of generally shorter, finer fibers, facilitating their movement under the action of water jets.
A la sortie de cette machine, est disposée une installation d'entrelaçage par jets de fluide du type JET-LACE de la Société ICBT
PERFOJET, comportant éventuellement deux séries successives d'injecteurs, permettant de traiter éventuellement la nappe sur ses deux faces.At the outlet of this machine, there is an installation of interlacing by jets of fluid of the JET-LACE type from the company ICBT
PERFOJET, possibly comprising two successive series of injectors, allowing the tablecloth to be treated on both sides if necessary.
Dans les exemples qui suivent, la nappe fibreuse sortant de la machine papetière, est traitée sur l'une de ses faces et ce au moyen de quatre injecteurs successifs. In the examples which follow, the fibrous web leaving the papermaking machine is treated on one of its faces and this by means of four successive injectors.
Le traitement d'entrelaçage par jets de fluide est réalisé directement sur la toile (2) de formation de la nappe (I) en sortie des caisses de tête d'une installation de réalisation d'un nontissé par voie humide (hydroformer). Cette toile (2) de type sans fin, simple couche ou multicouche, peut être de nature métallique ou synthétique (polyester, polyamide...), a une porosité telle qu'elle permet d'assurer simultanément le bon égouttage de la nappe (1) lors de sa formation et une bonne réaction aux jets d'eau d'enchevêtrement. The interlacing treatment by jets of fluid is carried out directly on the web (2) for forming the ply (I) at the outlet of the headboxes of an installation for producing a nonwoven by the wet method (hydroforming). This fabric (2) of endless type, single layer or multilayer, may be of metallic or synthetic nature (polyester, polyamide, etc.), has a porosity such that it makes it possible simultaneously to ensure good drainage of the sheet ( 1) during its formation and a good reaction to the jets of tangle water.
Dans les exemples qui suivent, la perméabilité de la toile (2) est de 6600 M3/(M2*H) sous 100 Pa ou 415 CFM par SF sous 125 Pa. In the examples which follow, the permeability of the fabric (2) is 6600 M3 / (M2 * H) under 100 Pa or 415 CFM by SF under 125 Pa.
La zone de traitement proprement dite comporte quatre injecteurs successifs (3,4,5,6) conçus d'une manière similaire aux injecteurs faisant l'objet du FR-A-2 625 937 et qui délivrent donc des aiguilles d'eau (11) distinctes les unes des autres, obtenues par l'intermédiaire d'une plaque perforée disposée à la base d'une chambre dans laquelle est introduite de l'eau sous pression, pression variable en fonction des matériaux à traiter. The treatment zone proper comprises four successive injectors (3,4,5,6) designed in a similar manner to the injectors which are the subject of FR-A-2 625 937 and which therefore deliver water needles (11 ) distinct from each other, obtained by means of a perforated plate disposed at the base of a chamber into which water is introduced under pressure, pressure variable depending on the materials to be treated.
A titre indicatif, la pression d'eau à l'intérieur de la chambre peut varier entre 2 et 500 bars, la plage d'utilisation classique étant comprise entre 10 et 200 bars. L'eau, après avoir traversé la structure fibreuse (1) et le tapis transporteur (2), est récupérée par des systèmes d'aspiration (7,8,9,10), et est réinjectée, après filtration, dans le circuit d'alimentation des injecteurs.As an indication, the water pressure inside the chamber can vary between 2 and 500 bars, the conventional range of use being between 10 and 200 bars. The water, after passing through the fibrous structure (1) and the conveyor belt (2), is recovered by suction systems (7,8,9,10), and is reinjected, after filtration, in the circuit d injectors supply.
Exemple 1:
On traite une nappe non tissée obtenue par voie humide de 65 g/m2, composée de 50 % de fibres de polyester, titre 1,7 dtex - coupe 18 mm et de 50 % de pâte de cellulose de fibres longues de résineux.Example 1:
A nonwoven sheet obtained by the wet process of 65 g / m2, composed of 50% of polyester fibers, title 1.7 dtex - cut 18 mm and 50% of cellulose pulp of long resinous fibers, is treated.
A la sortie de la machine papetière, cette nappe (1), encore à l'état humide, est traitée conformément à l'invention au moyen de quatre injecteurs successifs (3,4,5,6) réglés pour avoir les conditions de traitement suivantes
- Injecteur (3): pression d'eau à l'intérieur de la chambre 40 bars
diamètre des orifices permettant de créer les jets/
aiguilles d'eau : 120 microns
Entraxe des orifices : 1,2 mm
Disposition des orifices sur deux rangées
- Injecteur (4): pression d'eau: 40 bars
diamètre des orifices 120 microns
Entraxe des orifices : 0,6 mm
Disposition des orifices sur une seule rangée
- Injecteur (5): pression d'eau: 40 bars
diamètre des orifices : 100 microns
Entraxe des orifices : 0,6 mm
Disposition des orifices sur une seule rangée
- Injecteur (6): pression d'eau : 80 bars diamètre des orifices 170 microns
Entraxe des orifices 1,2 mm
Disposition des orifices sur une seule rangée
La nappe défile en dessous des injecteurs a une vitesse de 93 m/min.At the outlet of the paper machine, this sheet (1), still in the wet state, is treated in accordance with the invention by means of four successive injectors (3,4,5,6) adjusted to have the treatment conditions following
- Injector (3): water pressure inside the chamber 40 bars
diameter of the orifices used to create the jets /
water needles: 120 microns
Hole spacing: 1.2 mm
Hole arrangement in two rows
- Injector (4): water pressure: 40 bars
orifice diameter 120 microns
Hole spacing: 0.6 mm
Hole arrangement in a single row
- Injector (5): water pressure: 40 bars
hole diameter: 100 microns
Hole spacing: 0.6 mm
Hole arrangement in a single row
- Injector (6): water pressure: 80 bars orifice diameter 170 microns
1.2 mm hole spacing
Hole arrangement in a single row
The tablecloth runs below the injectors at a speed of 93 m / min.
Après traitement, cette nappe est séchée de manière conventionnelle, puis éventuellement traitée de manière à la consolider avant d'être réceptionnée sous la forme d'un enroulement. After treatment, this sheet is dried in a conventional manner, then optionally treated so as to consolidate it before being received in the form of a winding.
Cette nappe traitée conformément à l'invention présente sur sa longueur une alternance de zones parallèles donnant au produit final un aspect d'un revêtement mural fil à fil. Elle peut être utilisée pour servir de support d'impression, le choix spécifique des motifs d'impression pouvant contribuer à renforcer l'aspect fil à fil. Elle peut également être utilisée comme support d'enduction au racle de mousse expansable; dans un tel cas, les creux recevant plus de matière s'expansent plus fortement, ce qui permet d'inverser le relief dans des proportions très importantes compte tenu du fait que les facteurs d'expansion de mousse sont de l'ordre de 7. This sheet treated in accordance with the invention has, over its length, an alternation of parallel zones giving the final product an appearance of a wall-to-wire wall covering. It can be used as a printing medium, the specific choice of printing patterns can help to reinforce the wire-to-wire aspect. It can also be used as a coating support with the foam foam scraper; in such a case, the hollows receiving more material expand more strongly, which makes it possible to reverse the relief in very large proportions, taking into account the fact that the foam expansion factors are of the order of 7.
Exemple 2:
On traite une nappe fibreuse non tissée obtenue par voie humide de 50 g/m2 ayant la même composition que la nappe fibreuse de l'exemple 1.Example 2:
A nonwoven fibrous web obtained by the wet process of 50 g / m2 having the same composition as the fibrous web of Example 1 is treated.
L'enchevêtrement par jets d'eau est également réalisé au moyen de quatre injecteurs successifs.Entanglement by water jets is also achieved by means of four successive injectors.
Les trois premiers injecteurs sont identiques à ceux de l'exemple 1. The first three injectors are identical to those of Example 1.
Le quatrième injecteur travaille avec une pression d'eau de 80 bars, comporte des orifices de diamètre 170 microns disposés avec un entraxe de 5 mm, les orifices étant également disposés sur une seule rangée. The fourth injector works with a water pressure of 80 bars, has orifices of diameter 170 microns arranged with a center distance of 5 mm, the orifices also being arranged in a single row.
Après séchage, on obtient un produit qui comporte des zones parallèles espacées donnant également un aspect fil à fil comme dans l'exemple 1. After drying, a product is obtained which has spaced parallel zones also giving a wire-by-wire appearance as in Example 1.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples donnés précédemment, mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit. Of course, the invention is not limited to the examples given above, but it covers all the variants produced in the same spirit.
Ainsi, si dans la présente description, l'invention a été décrite pour un traitement comportant un grand nombre d'injecteurs successifs, on ne sort pas du cadre de l'invention en effectuant un traitement ne comportant que deux injecteurs. Thus, if in the present description, the invention has been described for a treatment comprising a large number of successive injectors, it is not outside the scope of the invention to carry out a treatment comprising only two injectors.
De plus, on peut traiter conformément à l'invention non seulement des nappes obtenues par voie humide, mais également des nappes obtenues par voie sèche. In addition, it is possible to treat in accordance with the invention not only tablecloths obtained by the wet route, but also tablecloths obtained by the dry route.
Lesdites nappes peuvent également être combinées entre elles, voire même associées à des tissus, tricots, structures textiles unidirectionnelles ou bidirectionnelles. Said plies can also be combined with one another, or even associated with fabrics, knits, unidirectional or bidirectional textile structures.
Claims (5)
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|---|---|---|---|
| FR9610236A FR2752247B1 (en) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF A NONWOVEN TEXTILE TABLECLOTH AND NEW TYPE OF MATERIAL OBTAINED BY ITS IMPLEMENTATION |
Applications Claiming Priority (1)
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| FR9610236A FR2752247B1 (en) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF A NONWOVEN TEXTILE TABLECLOTH AND NEW TYPE OF MATERIAL OBTAINED BY ITS IMPLEMENTATION |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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|---|---|
| FR (1) | FR2752247B1 (en) |
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