DE3035474C2 - Delaminierungsbeständiges, mehrschichtiges Gebilde sowie seine Verwendung zur Herstellung von Behältern - Google Patents
Delaminierungsbeständiges, mehrschichtiges Gebilde sowie seine Verwendung zur Herstellung von BehälternInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein delaminierungsbeständiges, mehrschichtiges Gebilde aus einer Sperrschicht
(A) aus Polymerisaten des Vinylalkohol und aus einer auf einer oder beiden Seiten der Sperrschicht
angeordneten, Polymerisate eines Olefins enthaltenden weiteren Schicht (B).
Polyolefinfolien, wie solche aus Polyäthylen und Polypropylen, stellen aufgrund ihrer niedrigen Kosten, Heißversiegelbarkeit
und Feuchtigkeitsbeständigkeit übliche Verpackungsmaterialien dar. Jedoch sind diese Polyolefine
für Gase, einschließlich Sauerstoff, ziemlich stark durchlässig, so daß sie dann, wenn sie allein verwendet
werden, zum Verpacken von gegen Sauerstoff empfindlichen Nahrungsmitteln und anderen Materialien, die in
Gegenwart von Sauerstoff oder anderen atmosphärischen Gasen einem Abbau unterliegen, nicht voll
befriedigen.
Es ist bekannt, daß Polymerisate und Mischpolymerisate des Vinylalkohole, nachfolgend als Vinylalkoholfolien
bezeichnet, hervorragenden Widerstand gegen das Durchdringen von Gasen, insbesondere von Sauerstoff,
zeigen. Zu Polyvinylalkoholfolien zählen solche aus Polyvinylalkohol und aus Äthylen-Vinylalkohol-Mischpolymerisaten.
Die angestrebten Eigenschaften der Vinylalkoholfolien verschlechtern sich durch die
Gegenwart von Feuchtigkeit. Vinylalkoholfolien neigen auch dazu, strukturell brüchig zu werden, was insbesondere
dann gilt, wenn sie in Form relativ dünner Schichten vorliegen, d. h. in einem Bereich von 2,54 x 10~3 cm
oder weniger. Es ist daher versucht worden, ein Vinylalkoholgewebe zwischen zwei äußeren Geweben aus
Polyolefin zu laminieren, um eine Feuchtigkeitsschranke und einen strukturellen Träger des Vinylalkoholkerns ||
zu erhalten. Ein Beispiel eines derartigen Gebildes, bei dem eine Innenschicht aus Äthylen/Vinylalkohol, ||
gemischt mit einem anderen Polymerisat und in Sandwich-Struktur zwischen zwei äußeren Schichten des Poly- ™
olefins angeordnet, wird in der US-PS 3882259 beschrieben. Da die Eigenschaft des im wesentlichen reinen
Vinylalkoholpolymerisats, gegen Sauerstoff als Sperrschicht zu wirken, bezüglich dieser Eigenschaft Vinylalkoholmischungen
überlegen ist, wird es angestrebt, eine Folie aus im wesentlichen reinem Vinylalkohol innerhalb
der Polyolefinschichten zu erhalten. Jedoch verbinden sich im wesentlichen reines Äthylen-Vinylalkohol-Mischpolymerisat
und Polyvinylalkohol nicht gut mit polymeren Filmen, insbesondere mit Polyolefinfilmen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das oben bezeichnete mehrschichtige Gebilde so zu verbessern,
daß die Haftung zwischen der Sperrschicht (A) und der weiteren Schicht (B) verstärkt ist, so daß die Delaminierungsbeständigkeit
zufriedenstellend ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die weitere(n) Schicht(en) (B) aus einer Mischung
aus Polymerisaten oder Mischpolymerisaten eines Olefins und aus einem Pfropfmischpolymerisat aus Polyäthylen
und einem ungesättigten ringverschmolzenen Carbonsäureanhydrid besteht.
Die Erfindung schafft demzufolge ein Foliengebilde, in dem eine im wesentlichen reine Polyvinylalkohol-
oder Äthylen-Vinylaikohol-Schicht mit einer oder mehreren Polyolefinschichten unter geeigneter Adhäsion |
verbunden ist, um eine Delaminierung zu verhindern. Dabei wird es bevorzugt, wenn eine weitere Schicht (Q |
aus Nylon, einem Mischpolymerisat aus Äthylen und Vinylacetat, Polyäthylen, Polypropylen, einem Mischpoly- y
merisat aus Äthylen und Acrylsäure oder einem Ionomer auf der (den) Schicht(en) (B) angeordnet ist. Eine vor- ;.
teilhafte Materialauswahl ist dadurch gegeben, daß die Sperrschicht (A) aus einem Mischpolymerisat aus Äthylen
und Vinylalkohol oder aus Polyvinylalkohol besteht. Gute Eigenschaften des mehrschichtigen Gebildes ■
kann man auch dadurch erzielen, daß das Polymerisat des Olefins in Form von Polyäthylen oder in Form des :
Mischpolymerisats aus Äthylen und Vinylacetat vorliegt. Die erfindungsgemäßen mehrschichtigen Gebilde
werden vorteilhafterweise zur Herstellung von Behältern verwendet.
Das erfindungsgemal.ie mehrschichtige Gebilde umfaßt zunächst eine Sperrschicht ( ·)) aus einem im wesentlichen
reinen Polyvinylpolymerisat, wie Polyvinylalkohol (PVOH), oder ein Mischpolymerisat des Vinylalkohols,
wie ein Äthylen-Vinylalkohol-Mischpolymerisat (EVOlI), die an mindestens einer weiteren Schicht (B)
eines chemisch modifizierten Polyolefins haftet, wobei sich eine überraschend starke Haftung der Sperrschicht
(A) einstellt. Das mehrschichtige Gebilde kann durch !Coextrusion hergestellt werden. Da die Sperrschicht aus
dem oben erwähnten Material hergestellt wird, kann das gesamte mehrschichtige Gebilde sehr dünn ausgestal-
tet werden, wobei dennoch starke Undurchlässigkeit fur Sauerstoff verbleibt. Die Sperrschicht (A) und die weitere
Schicht (5) können mit weiteren Schichten anderer Polymerisate koextrudiert werden, um ein mehrschichtiges
Gebilde vielfältiger Eigenschaften zu erhalten. Dabei stellt sich ausreichende Haftung zwischen den einzelnen
Schichten ein, um der Delaminierung zu widerstehen.
Die modifizierten Polyolefine der Schicht bzw. Schichten (B), die eine geeignete Haftung an der Sperrschicht
(A) zeigen, stellen Mischungen aus den Polymerisaten oder Mischpolymerisaten eines Olefins und eines Pfropfmischpolymerisats
aus Polyäthylen (z.B. mit hoher Dichte) mit einem darauf aufgepfropften ungesättigten,
ringverschmolzenen Carbonsäureanhydrid dar. Der Polyolefinbestandteil der Mischung kann Polyäthylen oder
ein Äthylen-Mischpolymerisat, wie ein Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisat, darstellen. Derartige modifizierte
Polyolefine zeigen eine bemerkenswerte Fähigkeit, an Vinylalkohol-Materialien zu haften, insbesondere
an Äthylen-Vinylalkohol-Materialien, wenn sie. damit koextrudiert werden.
Die Sperrschicht (A) für atmosphärisches Gas besteht vorzugsweise aus einem Äthylen-Vinylalkohol-Mischpolymerisat,
das ohne weiteres mit den Schichten (B) des modifizierten Polyolefins und mit zusätzlichen Schichten
extrudierbar ist. Ein trockenes Äthylen-Vinylalkohol-Mischpolymerisat ist sehr viel weniger für Sauerstoff
durchlässig als z.B. handelsübliches Vinylidenchlorid von Extrusionsqualität. Handelsübliches Polyvinylidenchlorid
war in dem technischen Bereich der Sacerstoff-Sperrschichtmaterialien für mehrschichtige Gebilde
vorherrschend. Die niedrige Durchlässigkeit des Äthylen-Vinylalkohol-Mischpolymerisats (EVOH) für Sauerstoff
erlaubt eine sehr dünne Schichtausbildung. Der Polyvinylalkohol zeigt dabei überlegene Sperrschichteigenschaften,
ist jedoch weniger leicht zu extrudieren. Polyvinylalkohol ist für mehrschichtige Gebilde besser
geeignet, in denen ein Polyvinylalkohol-Innengewebe extrusionsbeschichtet oder sonstwie mit den anhaftenden
Schichten (B) des modifizierten Polyolefins in Schichtform ausgebildet wird.
Nach einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Gebildes werden
Harze des modifizierten Polyolefins und des Materials der Sperrschicht geschmolzen und als geschmolzene
Folie koextrudiert. Zusätzliche Schichten des Polymerisatmaterials können in ähnlicher Weise über die Schichten
(B) des modifizierten Polyolefins koextrudiert werden. Des weiteren kann auch die Blasfolien-Koextrusions-
und (Wasser^Flachspritz-Koextrusionstechnik angewandt werden. Alle diese Koextrusionsverfahren führen zu
einem mehrschichtigen Gebilde mit hervorragender Haftung zwischen den einzelnen Schichten und hoher
Beständigkeit gegen das Durchdringen .von Gas und Feuchtigkeit. Ein Heißversiegeln der äußeren Schichten
des modifizierten Polyolefins ist ohne weiteres durchführbar. Demzufolge eignet sich ein derartiges mehrschichtiges
Gebilde sehr gut zum Verpacken von Nahrungsmitteln wie auch vielen Nichtnahrungsmitteln, die
eine Verpackung erfordern, die für Feuchtigkeit und Sauerstoff nicht durchlässig ist.
In der Praxis hat es auch gezeigt, daß fur das erfindungsgemäße mehrschichtige Gebilde keine die Haftung
zwischen den Schichten verbessernden Materialien heranzuziehen sind. Hierbei wird es sogar bevorzugt, daß sie
aus der Sperrschicht (A) ausgeschlossen sind, da das Einbringen derartiger Fremdmaterialien die Eigenschaften
der Sperrschicht sogar beeinträchtigen, den Sauerstoffdurchtritt zu verhindern. Im Ergebnis kann daher die
Sperrschicht ziemlich dünn, d. h. in dem Bereich von 0,254 X 10"3 cm oder weniger, ausgebildet werden, während
sie dennoch eine angemessene Eignung als Sauerstoffsperrschicht aufweist.
Zur Extrusion geeignete Vinylalkoholpolymerisate und -Mischpolymerisate sind im Handel erhältlich. So enthält
ein handelsübliches Äthylen-Vinylalkohol-Mischpolymerisat 32 bit, 36% Äthylen und weist ein Molekulargewicht
von 29500 sowie einen Schmelzpunkt von 18O0C auf. Es stehen jedoch im Handel weitere geeignete
Äthylen-Vinylalkohol-Mischpolymerisate zur Verfügung. So weist ein weiteres geeignetes Mischpolymerisat
etwa 29% Äthylen, ein Molekulargewicht von 22000 und einen Schmelzpunkt von 185°C auf. Ein weiteres
Mischpolymerisat enthält etwa 40% Äthylen und weist ein Molekulargewicht von 26 000 und einen Schmelzpunkt
von 163,9°C auf. Die nachfolgend beschriebenen erfindungsgemäßen mehrschichtigen Gebilde wurden
anhand obiger im Handel erhältlicher Äthylen-Vinylalkohol-Mischpolymerisate hergestellt.
Die modifizierten Polyolefine der Schicht(en) (B) können Mischungen des Polyolefins und eines Pfropfmischpolymerisats
aus Polyäthylen hoher Dichte (HDPE) mit einem ungesättigten, ringverschmolzenen Carbonsäureanhydrid
darstellen. Der Polyolefinbestandteil der Mischung kann eine Anzahl von Polymerisaten umfassen,
wie Polyäthylen hoher, mittlerer und niedriger Dichte (HDPE, MDPE bzw. LDPE), sowie Polyolefin-Mischpolymerisate,
wie ein Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisat (EVA) und ein Äthylen-Acrylsäure-Mischpolymerisat
(EAA). Modifizierte Polyolefinmischungen werden in den US-PSen 40 87 587 und 40 87 588 beschrieben. Im
Handel sind auch modifizierte Polyolefine erhältlich, die Mischungen des erwähnten Pfropfmischpolymerisats
mit verschiedenen Polyolefinen darstellen. Hierzu zählt ein Produkt in Form einer Mischung mit einem
Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisat, einer Mischung mit Polyäthylen hoher Dichte, des weiteren modifiziert
mit einem Elastomeren, wie mit Polyisobutylen, und eine mit einem Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisat,
das zur Gießfolien-Koextrusion geeignet ist. Es wurde gefunden, daß diese Materialien gut mit zur Extrusion
geeigneten Äthylen-Vinylalkohol-Mischpolymerisation ohne das Erfordernis der Zugabe von Materialien zu
den Sperrschichten (A) bzw. der weiteren Schicht (B) koextrudiert werden können, um das gewünschte Ausmaß
an Haftung zwischen den einzelnen Schichten des mehrschichtigen Gebildes zu erreichen.
Zu den Materialien der bereits erwähnten weiteren Schicht (O, die den Schichten (B) aufliegen, zählen beispielsweise
Polyäthylen hoher, mittlerer und niedriger Dichte, Polypropylen, modifizierte Polyolefine, PoIyolefin-Mischpolymerisate,
wie Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisat und Äthylen-Acrylsäure-Mischpolymerisat,
sowie Mischungen von zwei oder mehreren der vorgenannten Polymerisate, Nylon und handelsübliche
Ionomere. Fünf oder mehr Schichten können koextrudiert werden, um ein erfindungsgemäßes mehrschichtiges
Gebilde mit einer Vielzahl angestrebter Eigenschaften in einem einzigen Arbeitsgang zu erhalten.
Beispiele erfindungsgemäßer koextrudierter mehrschichtiger Gebilde werden unter Angabe der Eigenschaften
in den nachfolgenden Tabellen beschrieben. Die Tabelle I befaßt sich mit der Sauerstoffdurchlässigkeit verschiedener
erfindungsgemäßer mehrschichtiger Gebilde. Die Durchlässigkeit wird ausgedrückt in ml Sauer-
stoff, die durch einen Quadratmeter des mehrschichtigen Gebildes während 24 h hindurchtreten. Die Durchlässigkeitswerte
werden bei verschiedener Feuchtigkeit angegeben. Die Tabelle II zeigt die Haftung zwischen den
Schichten verschiedener erfindungsgemäßer mehrschichtiger Gebilde. Die Angaben wurden unter Verwendung
eines Zugfestigkeit-Prüfgerätes r-rhalten, das die Kraft in g/cm Folienbreite angibt, die erforderlich ist, um
5 das mehrschichtige Gebilde aufzutrennen.
In den Tabellen bedeutet das Wort »Schlupf«, daß ein Schlupfmaterial, wie SiO2, den äußeren Schichten des
mehrschichtigen Gebildes zugefügt wurde, um deren Oberfläche stärker schlüpfrig zu machen. Einigen Schichten
wurden Pigmente beigefügt.
Aus einigen mehrschichtigen Gebildsn der Beispiele wurden Behälter durch Heißversiegeln (unter Ausbil-
Aus einigen mehrschichtigen Gebildsn der Beispiele wurden Behälter durch Heißversiegeln (unter Ausbil-
10 dung von Beuteln) oder durch Thermoverformen hergestellt. Hiermit wurden Nahrungsmittel verpackt bzw.
gelagert, um die Leistungsfähigkeit derartiger Behälter zu beurteilen. Es zeigte sich dabei, daß diese Behälter
vorteilhafte Eigenschaften aufwiesen. Die mit den erfindungsgemäßen mehrschichtigen Gebilden erzielbaren
Vorteile gehen unter anderem darauf zurück, daß die Sperrschicht (A) bezüglich der angestrebten Funktion der
Verhinderung des SauerstofTdurchtritts ganz hervorragend ist, während die benachbarten Schichten die Sperr-
15 schicht vor dem Abbau bzw. der Verschlechterung der angestrebten Eigenschaften durch die Einwirkung von
Wasserdampf schützen.
30 35 474 | Sauerstoffdurchlässigkeit | Foliengebilde | Stärke | Oi-Durchlässigkeit | 0,2 | (0C) | % RF**) | Mischpolymerisats | von Äthylen und | Vinylacetat (geeignet für die | |
Tabelle I | Beispiel | (cm) | (ml/m!/24 h | 1,8 | ( 7,22) | ||||||
Nr. | ml | 2,56 | (22,78) | 0 | |||||||
45% A+S/10% EVOH/45% A+S *) | 2,54 X ΙΟ-' | 24 | (22,78) | 0 | |||||||
1 | 1,95 | (22,78) | 50 | ||||||||
1,3 | (22,78) | 100 | |||||||||
2,0 | (22,78) | 50 | |||||||||
45% A+S/10% EVOH/45% A+S | 7.62 X 10-3 | 1,3 | (22,78) | 50 | |||||||
2 | 1,35 C/0,3 EVOH/1,35 C+S | 7,62 x 10 J | 0,67 | (22,78) | 50 | ||||||
3 | HDPE/C/EVOH/C/EVA-Mischung | 3,3 x ΙΟ"3 | 0,88 | (22,78) | 50 | ||||||
4 | C/EVOH/C | 3,96 x ΙΟ-1 | (22,78) | 50 | |||||||
5 | EVA/C/EVOH/C/EVA | 3,76 x ΙΟ"3 | 3,4 | 50 | |||||||
6 | LDPE/C/EVOH/C/LDPE | 3,87 X ΙΟ"3 | 0,49 | (22,78) | |||||||
7 | 30% Nylon/10% EVOH/20% C/40% EVA | etwa | 67,0 | (22,78) | 50 | ||||||
8 | 7,62 x ΙΟ"3 | 72,0 | (22,78) | 0 | |||||||
1,7 | (22,78) | 100 | |||||||||
50,0 | (22,78) | 100 | |||||||||
Nylon 6/EVOH/A | 7,85 x ΙΟ-3 | 2,8 | (22,78) | 0 | |||||||
9 | 49,0 | (22,78) | 100 | ||||||||
Nylon 6/EVOH/A | 7,95 x ΙΟ3 | 11,0 | (22,78) | 0 | |||||||
10 | 4,5 | (22,78) | 100 | ||||||||
Nylon 6/EVOH/A | 7,42 x ΙΟ"3 | 4,0 | (22,78) | 0 | |||||||
11 | 0,6 | (22,78) | 100 | ||||||||
0,74 A/0,34 EVOH/0,74 A | 4,63 x ΙΟ"3 | 0,6 | (22,78) | 100 | |||||||
12 | 0,73 A/0,34 EVOH/0,68 A | 4,45 x ΙΟ"3 | 152,0 | (22,78) | 0 | ||||||
13 | 0,5 A/0,5 EVOH/0,76 A | 4.47 X ΙΟ"3 | 6,0 | (22,78) | 0 | ||||||
14 | 0,53 A/0,38 EVOH/0,77 A | 4,27 x ΙΟ"3 | 1 | (22,78) | 100 | ||||||
15 | 30% Nylon/10% EVOH/20% C/40% EVA | 8,26 x ΙΟ3 | (22,78) | 100 | |||||||
16 | C/EVOH/C (500-ppm S) | 7,74 X ΙΟ"3 | 33 | 50 | |||||||
17 | 43% A+Pigment/14% EVOH/43% | 5.08 X ΙΟ"3 | (22,78) | ||||||||
18 | A+Pigment+S | 100 | |||||||||
33% Nylon 666/15% EVOH/52% A | 7,85 X ΙΟ"3 | ||||||||||
19 | Polyäthylen und einem ungesättigten, | ||||||||||
Anmerkung | = Schlupf | ||||||||||
*) S | = Relative Feuchtigkeit | ringverschmolzenen Carbon- '. | |||||||||
*·) RF | stellen eine Mischung des Pfropfmischpolymerisats aus | säureanhydrid einerseits und des Mischpolymerisats von Äthylen und Vinylacetat, von Polyäthylen hoher Dichte (modifiziert | |||||||||
A,B und C | mit einem Elastomeren, wie Polyisobutylen) bzw. des | ||||||||||
Gießfolien-Koextrusion) andererseits dar. | |||||||||||
Äthylen-Vinylalkohol-Mischpolymerisat | |||||||||||
Äthylen-Acrylsäure-Mischpolymerisat | |||||||||||
EVOH | Polyäthylen niedriger Dichte | ||||||||||
EVA | Polyäthylen hoher Dichte | ||||||||||
LDPE | |||||||||||
HDPE |
Haltung zwischen den Schichten
Beispiel
Nr.
Nr.
l-'oliengebilde
20 | dgl. wie im Beispiel 1 |
21 | dgl. wie im Beispiel 2 |
22 | dgl. wie im Beispiel 19 |
23 | C/EVOH/C |
24 | LDPE/C/EVOH/C/LDPE |
25 | EVA/C/EVOH/C/EVA |
26 | 43% A/14% EVOH/43% A |
27 | 43% A+Pigment/14% EVOH/43% A+Pigment |
28 | 43% A+Pigment/14% EVOH/43% A+Pigment |
Anmerkung: | |
Abkürzungen | wie bei Tabelle I |
Haftung g/cm (90°)
74,8 48,03 18,90 38,58 66,93 64,17 38,98
22,44 20,87
Claims (5)
1. Delaminierungsbeständiges, mehrschichtiges Gebilde aus einer Sperrschicht (A) aus Polymerisaten
des Vinylalkohol und aus einer auf einer oder beiden Seiten der Sperrschicht angeordneten, Polymerisate
eines Olefins enthalte nden weiteren Schicht (B), dadurchgekennzeichnet, daß die weitere(n) Schichten)
(B) aus einer Mischung aus Polymerisaten oder Mischpolymerisaten eines Olefins und aus einem
Pfropfmischpolymerisat aus Polyäthylen und einem ungesättigten ringverschmolzenen Carbonsäureanhydrid
besteht.
2. Mehrschichtiges Gebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Schicht (O aus
ίο Nylon, einem Mischpolymerisat aus Äthylen und Vinylacetat, Polyäthylen, Polypropylen, einem Mischpolymerisat
aus Äthylen und Acrylsäure oder einem Ionomer auf der (den) Schicht(en) (B) angeordnet ist.
3. Mehrschichtiges Gebilde nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht (A)
aus einem Mischpolymerisat aus Äthylen und Vinylalkohol oder aus Polyvinylalkohol besteht.
4. Mehrschichtiges Gebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Poiymerisat
des Olefins in Form von Polyäthylen oder in Form des Mischpolymerisats aus Äthylen und Vinylacetat
vorliegt.
5. Verwendung des mehrschichtigen Gebildes nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung von
Behältern.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3035474A DE3035474C2 (de) | 1980-09-19 | 1980-09-19 | Delaminierungsbeständiges, mehrschichtiges Gebilde sowie seine Verwendung zur Herstellung von Behältern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3035474A DE3035474C2 (de) | 1980-09-19 | 1980-09-19 | Delaminierungsbeständiges, mehrschichtiges Gebilde sowie seine Verwendung zur Herstellung von Behältern |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3035474A1 DE3035474A1 (de) | 1982-04-08 |
DE3035474C2 true DE3035474C2 (de) | 1984-07-05 |
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ID=6112419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE3035474A Expired DE3035474C2 (de) | 1980-09-19 | 1980-09-19 | Delaminierungsbeständiges, mehrschichtiges Gebilde sowie seine Verwendung zur Herstellung von Behältern |
Country Status (1)
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---|---|
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Publication number | Publication date |
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DE3035474A1 (de) | 1982-04-08 |
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