DE2253926A1 - Verfahren zur herstellung duennwandiger gebilde aus kunststoff - Google Patents
Verfahren zur herstellung duennwandiger gebilde aus kunststoffInfo
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Description
Dr-In-;-. R. VJ :. L. ." Z Jr. 225392 O
4MBnthen22, Steinsdorfetr. tt
233-19.626P 3. 11. 1J72
Verfahren zur Herstellung dünnwandiger Gebilde aus Kunststoff
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung dünnwandiger Gebilde aus Kunststoffen, die auf eine Textilunterlage
aufgetragen oder ohne eine Textilunterlage durch Gießen, Anstrich oder im Tauchverfahren hergestellt werden.
Dünnwandige Gebilde - wobei vor allem an Folien oder an mit Kunststoff überzogene Textilien gedacht ist - werden in großen Mengen vor allem in der Bekleidungsindustrie,
als Polsterungsmaterial, in der Schuhfabrikation, für Galanterieartikel wie auch für andere ähnliche Zwecke hergestellt".
In der Regel werden diese Gebilde als plastisches (Kunst-)Leder bezeichnet; dem natürlichen Leder ähneln sie
vor allem durch ihr Aussehen und durch gewisse mechanische
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Eigenschaften, nicht aber durch ihre Zusammensetzung, Struktur
und hygienische Beschaffenheit. Das bisher hergestellte Kunstleder weist im Vergleich mit Naturleder nur eine völlig
geringfügige Gas- und Wasserdampfdurchlässigkeit auf; sehr gering ist auch seine Fähigkeit, reversibel Feuchtigkeit zu
absorbieren.
Bemühungen um die Erzielung der erforderlichen hygienischen Eigenschaften gibt es bereits seit dem Zeitpunkt, von
dem an diese Materialien zum Ersatz für Naturleder benutzt wurden. Die ersten Versuche zur Erhöhung der Gasdurchlässigkeit
verwendeten rein mechanische Verfahren, die auf einer nachträglichen Perforierung des bereits fertigen Kunstleders
mit einem System von Nadeln beruhten. Xn der weiteren Entwicklungsphase wurden zur Perforierung des Kunstleders Elektrofunkenentladungen
herangezogen. Die mit diesen Methoden erzielte Erhöhung der Durchlässigkeit war aber nur ganz minimal.
Ein anderes mechanisches Verfahren zur Erhöhung der Durchlässigkeit besteht in der Dehnung des Kunstleders zwischen
(rotierenden) Walzen. Bei diesem Vorgang entstehen in der ursprünglich kompakten Oberfläche viele kleine Sprünge
und Risse. Diese Methode, wie auch das weitere Verfahren, das auf der Anwendung einer aufgerauhten Textilunterlage
basiert, deren Haar so lang ist, daß es den aus Kunststoff bestehenden Decküberzug durchdringt, eignet sich aber nur
für einige ganz bestimmte Zwecke, da Ja hierdurch in beiden Fällen die Möglichkeiten einer Oberflächenbehandlung in beträchtliche»
Ausmaß eingeschränkt werden. Überdies ist nicht einmal in diesen Fällen die erzielte Durchlässigkeit völlig
ausreichend. Weiter sind auch Verfahren bekannt, die auf der Zugabe von Zusätzen basieren, die aus dem fertigen
309819/105Ö
Kunstleder ausgewaschen werden können, wodurch eine kontinuierliche
mikroporöse Struktur entsteht. Beim Einsatz gewisser chemischer Porenbildner, z. B. des Azo-bis-isobutyronitrils,
entstehen poröse Kunstleder, die eine gewisse Gasdurchlässigkeit aufweisen. Zu diesem Zweck können
auch physikalische Blähmittel,, wie z. B. fein emulgiertes
Wasser oder auf einem Träger, z. B. auf Bentonit, aufgetragenes Wasser verwendet werden.
Die Erhöhung der Feuchtigkeitsabsorption wird üblicherweise durch die Wahl einer geeigneten Textilunterlage,
gegebenenfalls durch deren Imprägnierung mit einem entsprechenden Imprägnierungsmittel (z. B. mit Ze'inen) erzielt.
Es wurden auch Methoden zur Herstellung von Kunstleder beschrieben, die einige natürliche oder modifizierte
hydrophile Füllstoffe, wie z. B. Methylzellülose oder
Stärke, benutzen, die zur Erhöhung der Hygroskopizität des produzierten Kunstleders beitragen. Diese Versuche
waren allerdings nur wenig erfolgreich» da die eingesetzten
Füllstoffe nicht die erforderliche Absorptionskapazität besaßen; überdies war dann auch ihre Wirksamkeit in
der kompakten Schicht des Kunststoffes wesentlich eingeschränkt.
Die Werte der Durchlässigkeit und der Hygroskopizität
von Kunstledern, die mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Methoden erzielt werden können, sind aber für die überwiegende
Mehrzahl der angestrebten Einsatzzwecke immer noch ungenügend und entsprechen in der Regel nicht den aufgebotenen
Mitteln und Bemühungen.
ORfGiNAL IWSPECTED 3U9819/106B
Der Erfindung liegt die Aul gäbe zugrunde, ein Verfahren
zuj' Herstellung solcher dünnwandiger Gebilde aus Kunststoff,
insbesondere Kunstleder, anzugeben, mit dem sich bessere Werte der Durch!ässigkeit und Hygroskopizität als
nach den bekannten Verfahren erzielen lassen.
Gegenstand dieser Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Verfahren zur Herstellung dünnwandiger
Gebilde aus Kunststoff mit hydrophilen Füllstoffen durch Anstrich, Gießen oder im Tauchverfahren, mit dem Kennzeichen,
daß dem zu verarbeitenden Material, vor allem einer Paste aus Polyvinylchlorid, aus einem Mischpolymerisat auf
Basis von Vinylchlorid, aus einem Gemisch von Homopolymeren
des Polyvinylchlorids, aus einem Gemisch aus Polyvinylchlorid
mit Mischpolymerisaten auf Basis von Vinylchlorid oder aus einem Gemisch aus Mischpolymerisaten auf Basis von Vinylchlorid,
und den üblichen Weichmachern, Stabilisatoren, Schmiermitteln, Pigmenten und weiteren üblichen Zusätzen,
ein hydrophiler Füllstoff oder ein Geraisch hydrophiler Füllstoffe,
die auf Basis synthetischer, vernetzter, in Wasser nicht löslicher makromolekularer Stoffe hergestellt wurden
und die polare Gruppen, die Wasser reversibel binden können, vorzugsweise Hydroxylgruppen, Amidgruppen oder Karboxyl-
und Sulfogruppen in der H+-Form bzw. in der Na -, Li -,
Ca+ -, Ba +-Form oder quartäre Ammoniumgruppen in der CH~-,
Cl~ oder SO,H~-Form enthalten, und eine Flüssigkeit oder
ein vorzugsweise azeotropisches Flüssigkeitsgemisch mit einem Siedepunkt im Bereich von 6o bis ΐ4θ C in einer Menge
von mindestens 10 Gew.-^, bezogen auf das Gewicht des
benutzten Füllstoffs, zugesetzt werden, die bzw. das den hydrophilen Füllstoff aufquellt.
<!<J8 1 9/ 1 (I F1 ti
Mit der angeführten Flüssigkeit kann der Füllstoff noch vor seiner* Einmischung in das zu verarbeitende Material
benetzt werden, oder sie kann während der Zubereitung des zu verarbeitenden Materials zugesetzt werden,
oder sie kann schließlich auch der bereits fertigen Paste beigefügt werden. Die maximal benutzbare Menge der vorstehend
beschriebenen Flüssigkeit oder des Flüssigkeitsgemisches hängt von der Menge und der Sorptionskapazität
des angewendeten Füllstoffs ab und kann somit nach oben nicht begrenzt werden. Mit Vorteil können zu diesem Zweck
Wasser, niedrige aliphatisch^ Alkohole, wäßrige Mischungen niedriger aliphatischer Alkohole u, ä. benutzt werden.
Der hydrophile Füllstoff wird mit Vorteil in einer Menge von 5 bis 50 Gew.-$, bezogen auf das Gewicht des zu verarbeitenden
Materials, zugesetzt.
Die derart zubereitete Paste kann im Wege der üblichen Technologien zu den gewünschten dünnwandigen Gebilden verarbeitet
werden. Bei Erhitzung auf eine Temperatur in der Nähe des Siedepunktes der benutzten Flüssigkeit oder des
benutzten Flüssigkeitsgemisches dampft diese bzw. dieses ab und bildet in der Pastenschicht feine offene Poren aus,
in welchen sich die Teilchen des hydrophilen Füllstoffes vorfinden. Bei Erhitzung auf die Gelatinisierungstemperatur
tritt dann die Gelatinisierung der Paste ein, ohne daß es zur Schließung der Poren kommt. Bei geeigneter Zusammensetzung
der Paste, d. h. bei Anwendung eines langsamer gelatinisierenden Polymers oder von Weichmachern mit erhöhter
kritischer Auflösungstemperatur, kann die Phase der Expansion
der sorbierten Flüssigkeit bei niedrigeren Temperaturen wegfallen, und die Expansion und die Gelatinisierung
können gleichzeitig durchgeführt werden.
ORIGINAL iW§PECT£O
3098 1 9/1
'■''' ■ —
Die offenen Puren, die sich im Laufe dieses Verfahrens ausbilden, gewährleisten den Transport des Wasserdampfes
zu den Teilchen des hydrophilen Füllstoffs und ermöglichen die Vergrößerung ihres Volumens bei der Dampfsorption. Auf
diese Weise kann eine nahezu vollständige Ausnutzung der Ab sorptionskapazität des hydrophilen Füllstoffs erzielt werden. Die offenen Poren gewährleisten gleichzeitig auch den
Lufttransport und den Transport des Wasserdampfes durch die
Kunststoffschicht, d. h. sie sichern deren Durchlässigkeit
ab.
Der vorbeschriebene Vorgang kann mit den Üblichen Verfahren des Aufblähens mit Hilfe chemischer Porenbildner kombiniert werden, wodurch eine weitere Verminderung dos spezifischen Gewichts des KunststoffÜberzugs ohne Verschlech
terung der Durchlässigkeit und der Hygroskopizität erzielt werden kann.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert:
In einem Planetenmischer wurde eine Paste folgender Zusammensetzung zubereitet:
55 Gew.-Teile pastenbildendes Emulsions-PVC (K-Wert » 71)
20 Gew.-Teile Dioktylphthalat
15 Qew.-Teile Dioktyladipinat
7 Gew.-Teile Dibutylphthalat
ORIGINAL IWSPECTEO
3098 19/10 56
72^3926
3 GpVv1-IpJIt; So jiJÖl epoxybul 3'lester
20 GtMv., «Te?i 1 e λ-pnietzi e J'ul ymei hakryl säure mit ^O $ Wasser
1,5 Gew.-Teile Di butyl zinndi. Jaurat
1,5 Gew.-Teile Stearinsäure
1,3 Gew.-Teile Ruß
0,2 Gew.-Teile niedermolekulares Polyäthylenwachs.
1,5 Gew.-Teile Stearinsäure
1,3 Gew.-Teile Ruß
0,2 Gew.-Teile niedermolekulares Polyäthylenwachs.
Die pulverförmigen Zutaten und der hyerophile. Füllstoff
wurden schubweise im Weichmacher dosiert. Die entstandene
Paste wurde nachfolgend in einem Dreiwalzen-Heibkalander
homogenisiert und entlüftet. Die entlüftete Paste wurde sodann
mittels einer Streichmaschine auf eine dessinierte Unterlage aufgetragen,, wonach auf diesen Anstrich eine
Baumwollwirkware laminiert wurde. Die Expansion des Anstrichs erfolgte durch Erhitzung auf 95 C» seine Gelatinisierung
bei 17Ο C. '
Der expandierte Anstrich ist durch die sehr feinen, gleichmäßigen, überwiegend offenen Poren charakterisiert.
Die Durchlässigkeit des derart hergestellten Kunstleders
beträgt 2,9 rag/cm2/h, seine Hygroskopizität beträgt 10,7 #»
Für eine eventuelle weitere Oberflächenbehandlung muß ein derartiger Auftrag gewählt werden, der die Durchlässigkeit
nicht beeinflußt (z. B. ein Polyurethan- oder Polyamid-Überzug).
Dieses Kunstleder eignet sich vor allem für Kleidungszwecke.
Beispeil 2
Es wurde eine Paste folgender Zusammensetzung zubereitet:
3 U 9 8 1 ii / 1 f j Ii h BAD ORIGINAL
50 Gew.-Teile pastenbildendes Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymerisat
(5 % VAc), (Κ-Wert = 69)
10 Gew.-Teile Butyl-benzylphthalat
20 Gew.-Teile Diisooktylphthalat
15 Gew.-Teile Dioktylsebazinat
5 Gew.-Teile epoxydiertes Leinöl
15 Gew.-Teile Dioktylsebazinat
5 Gew.-Teile epoxydiertes Leinöl
1 Gew.-Teil Kadmiumstearat
0,5 Gew.-Teile Bariumstearat
0,5 Gew.-Teile Bariumstearat
2 Gew.-Teile Titanweiß
0,5 Gew.-Teile Pigment
0,5 Gew.-Teile Pigment
20 Gew.-Teile vernetztes pulverförmiges Polyglykolmethakrylat,
Der hydrophile Füllstoff, die Stabilisatoren und Pigmente wurden bei der Zubereitung der Paste schubweise im Weichmacher
dosiert.
In die fertige Paste wurden 15 Gew.-Teile wäßrigen Äthylalkohole (20 # H-O) eingemischt! nach Entlüftung wurde
die Paste auf eine dessinierte Silikonunterlage aufgestri
chen. Auf diesen Anstrich wurde sodann eine aufgerauhte PoIy-
estertextilie laminiert. Der Anstrich wurde bei 80 0C gelatinisiert.
Der expandierte Anstrich ist ähnlich wie in vorstehenden
Beispiel durch die feinen, überwiegend offenen Poren charakterisiert. Die Durchlässigkeit des derart zubereiteten
Kunstleders beträgt 5,1 mg/cm /hj seine Hygroskopizität ist 7,4 1>.
309819/1056
Auf eine mit Nadeln vorbearbeitete Textilunterlage wurde ein Grundanstrich, folgender Zusammensetzung aufgetragen: j J
52 Gew.-Teile pastenbildendes PVC (K-Wert = 70)
30 Gew.-Teile Di-2-äthylhexylphthalat
10 Gew.-Teile Dioktyladipinat 8 Gew.-Teile Dibutylphthalat 2 Gew.-Teile Bleistearat
2 Gew.-Teile Pigmentgemisch.
Dieser Anstrich wurde vorgelatinisiert, wonach der
mittlere Anstrich aufgetragen wurde. Seine Zusammensetzung war - bis auf weitere 6 Gew*-Teile fein gemahlenen Kalksteins
- die gleiche wie die des Grundüberzugs.
Weiter wurde eine Paste folgender Zusammensetzung zubereitet:
50 Gew.-Teile pastenbildendes Emulsions-PVC (Κ-Wert = 75)
21 Gew.-Teile Dioktylphthalat 15 Gew,-Teile Azelainsäuredioktylester
10 Gew.-Teile Butylbenzylphthalat k Gew.-Teile epoxydiertes Sojaöl
1,5 Gew.-Teile Stearinsäure
2 Gew.-Teile Bleistearat
3 Gew.-Teile Pigmentgemisch
15 Gew.-Teile pulverförmiges vernetztes Natriumpolymethakrylat.
309819/1056
Nach erfolgter Homogenisierung wurden in diese Paste 18 Gew.-Teile Wasser eingemischt, die Paste wurde entlüftet
und auf den vorgelatinisierten mittleren Anstrich aufgetragen. Es folgten die Expansion bei 100 0C und die Gelatinisierung
bei 180 0C. Man gewann ein mit einer Dessinierwalze
bearbeitetes dessiniertes Kunstleder, das noch mit einem Polyurethanüberzug versehen wurde.
Die Schaum-Deckschicht zeichnet sich ähnlich wie in den vorbeschriebenen Fällen durch außerordentlich feine,
gleichmäßige, überwiegend offene Poren aus.
Ein ausgefälltes Polyestervlies wurde mit einer Dimethylformamidlösung
eines Polyurethankautschuks vom Polyestertyp imprägniert und durch ein Wasserbad durchgeleitet,
wo das Polyurethan ausgefällt wurde. Nach Waschung und Trocknung wurde auf dieses verknüpfte Vlies eine Schicht
der im Beispiel 2 beschriebenen Paste aufgetragen, als hydrophiler
Füllstuff wurde jedoch in einer Menge von 30 Gew.-Teilen vernetztes Polyakrylamid (mit 50 1* Wasser) eingesetzt.
Die Expansion des Anstrichs erfolgte bei einer Temperatur von 95 °C, die Gelatinisierung dann bei 175 °C.
Das anfallende Produkt wurde nachfolgend deasiniert. Das
derart hergestellte Kunstleder weist eine Durchlässigkeit von 3,1 mg/cm /h auf; seine Feuchtigkeitsabsorption von der
Oberseite ist 12,8 ^, es eignet sich deshalb vor allem für Tapezierzwecke.
3139819/1 0 56
Es wurde eine Paste folgender Zusammensetzung.zuberei
50 Gew.-Teile pastenbildendes PVC (Κ-Wert = 75) 21 Gew.-Teile Dinonylphthalat
15 Gew.-Teile Dioktyladipinat
10 Gew.-Teile Butylbenzeylphthalat
k Gew.-Teile epoxydiertes Sojaöl
1,5 Gew.-Teile Stearinsäure
2,5 Gew.-Teile Bleistearat
1,5 Gew.-Teile Stearinsäure
2,5 Gew.-Teile Bleistearat
3 Gew.-Teile Pigmentgemisch
1,5 Gew.-Teile Azobisformamid
1,5 Gew.-Teile Azobisformamid
2k Gew.-Teile vernetztes Polymer auf Basis eines Esters der
Methakrylsäure mit 2,3-Dihydroxypropyltrimethylammoniumchlorid,
mit 50 # Wasser.
Diese Paste wurde auf eine Hilfsunterlage aufgestriehen,
und auf diesen Überzug wurde dann eine aufgerauhte Baumwolltextilie
laminiert. Der Anstrich wurde zuerst bei einer Tem- · peratur von 100 0C expandiert, nachfolgend bei 170 C gelatinisiert
und schließlich nochmals bei einer Temperatur von 190 C expandiert. Das anfallende Produkt ist außerordentlich
biegsam und geschmeidig und eignet sich deshalb besonders gut für eine Verwendung in der Bekleidungsindustrie.
Die Durchlässigkeit eines derart hergestellten Kunstleders ist zwar praktisch gleich Null; das Produkt zeichnet
sich aber durch seine außerordentlich große Feuchrigkeitsabsorption
von der Oberseite aus (i6,3 $) , wodurch es besonders
für die Bespannung von Sitzen in Kraftwagen, Lehnstühlen u. ä. geeignet ist.
3098 19/10 66
. 12 _ 27*3926
Das Verfahren zur Herstellung von Kunstleder mit hygienischen
Eigenschaften gemäß der Erfindung ist sehr einfach,
es kann daher mit den üblichen Einrichtungen durchgeführt werden, die bei der derzeitigen Herstellung von üblichem
Kunstleder benutzt werden. Das Verfahren kann mit Vorteil zur Herstellung von Materialien ausgenutzt werden,
die in der Bekleidungsindustrie, für Tapezierzwecke, in
der Schuhfabrikation und ähnlichen Industriezweigen erforderlich sind. In der vorbeschriebenen Weise kennen durchlässige Materialien gewonnen werden, die in den Werten
ihrer hygienischen Eigenschaften dem Naturleder sehr nahe kommen oder es sogar übertreffen. Die Durchlässigkeit, die Hygroskopizität sowie auch die Struktur des KunststoffÜberzugs kann in breiten Bereichen reguliert werden, und dies sowohl durch den Gehalt und den Typ des hydrophilen Füllstoffs als auch durch den Gehalt und den Typ der Flüssigkeit oder des Flüssigkeitsgemisches, die bzw. das zur Expansion benutzt wird. Es besteht somit die Möglichkeit, das Verfahren den hinsichtlich der hygienischen Eigenschaf ten und des äußeren Aussehens der Produkte gestellten Anforderungen anzupassen.
der Schuhfabrikation und ähnlichen Industriezweigen erforderlich sind. In der vorbeschriebenen Weise kennen durchlässige Materialien gewonnen werden, die in den Werten
ihrer hygienischen Eigenschaften dem Naturleder sehr nahe kommen oder es sogar übertreffen. Die Durchlässigkeit, die Hygroskopizität sowie auch die Struktur des KunststoffÜberzugs kann in breiten Bereichen reguliert werden, und dies sowohl durch den Gehalt und den Typ des hydrophilen Füllstoffs als auch durch den Gehalt und den Typ der Flüssigkeit oder des Flüssigkeitsgemisches, die bzw. das zur Expansion benutzt wird. Es besteht somit die Möglichkeit, das Verfahren den hinsichtlich der hygienischen Eigenschaf ten und des äußeren Aussehens der Produkte gestellten Anforderungen anzupassen.
ORIGINAL INSPECTED
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Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung dünnwandiger Gebilde aus
Kunststoff mit hydrophilen Füllstoffen durch Anstrich, Gießen oder im Tauchverfahren, dadurch gekennzei c h n
e t , daß dem zu verarbeitenden Material, vor allem einer Paste aus Polyvinylchlorid, aus einem Mischpolymerisat
auf Basis von Vinylchlorid, aus einem Gemisch von Homopolymeren des Polyvinylchlorids, aus einem Gemisch von Polyvinylchlorid
mit Mischpolymerisaten auf Basis von Vinylchlorid oder aus einem Gemisch von Mischpolymerisaten auf
Basis von Vinylchlorid, und den üblichen Weichmachern, •Stabilisatoren,
Schmiermitteln, Pigmenten und weiteren üblichen Zusätzen, ein hydrophiler Füllstoff oder ein Gemisch hydrophiler Füllstoffe, die auf Basis synthetischer, vernetzter,
in Wasser nicht löslicher makromolekularer Stoffe hergestellt
wurden und die polare Gruppen, die Wasser reversibel binden können, vorzugsweise Hydroxylgruppen, Atnidgruppen
oder Kärboxy- und Sulfogruppen in der H -Form bzw. in der
Na -, Li -, Ca -, Ba -Form oder quartäre Ammoniumgruppen
in der OH--, Cl~- oder S(KH--FOrIn enthalten, und eine Flüssigkeit
oder ein vorzugsweise azeοtropisches Flüssigkeitsgemisch in einer Menge von mindestens 10 Gew.-^, bezogen
auf das Gewicht des benutzten Füllstoffs, zugesesetzt werden
mit einem Siedepunkt im Bereich von 60 bis 14O C, das
den hydrophilen Füllstoff aufquellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Flüssigkeit oder das Flüssigkeitsgemisch dem Füllstoff vor seiner Einmischung in das zu verarbeitende Material
zugesetzt wird.
3 098 19/1056
3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit oder das Flüssigkeitsgemisch während
der Zubereitung des zu verarbeitenden Materials oder der bereits fertigen Paste zugesetzt wird.
k. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3t dadurch gekennzeichnet,
daß der hydrophile Füllstoff in einer Menge von 5 bis 50 Gew.-^, bezogen auf das Gewicht des zu verarbeitenden
Materials, zugesetzt wird.
<r
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CS7797A CS162921B1 (de) | 1971-11-05 | 1971-11-05 |
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DD (1) | DD100006A1 (de) |
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- 1972-11-06 AT AT940772A patent/AT343590B/de not_active IP Right Cessation
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |