WO1998036114A1 - Procede de recyclage de revetements de sol ou muraux textiles et nappes fibreuses obtenues par la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an improved process for recycling complex textile structures such as in particular floor coverings or wall coverings which, given their composition, are practically not recycled at present and are purely landfilled, which further the costs of such disposal pose problems for environmental protection.
- this type of waste has two main sources, namely on the one hand the waste obtained during the actual production of the articles, such as for example scraps, selvedges and / or the production of products out of specification which are not marketable as well as waste articles used consisting either of single-use products (coatings for salons; exhibitions ...) or after normal wear and tear.
- They can be made from natural fibers (wool, silk, etc.) or synthetic yarns or filaments (polyamide 6 or 6.6, polypropylene, etc.);
- They can include one or more supports of natural fibers (jute ..) or synthetic fibers or films in which the fibrous structure of appearance is established for example by "tufting" or other equivalent technique, the surface condition of the products can be either in the form of loops or in the form of hair and; they may comprise a layer of latex intended to reinforce the bond between the threads or filaments and the support fabric, optionally a filler of calcium carbonate and / or a foam undercoat.
- such products therefore consist of mixtures of materials having different chemical and physical characteristics and at least one of which, for example the base ply serving as a support, is based on a synthetic material (polypropylene for example ), whose melting and / or softening temperature is lower than the temperature necessary to cause a modification of the structure and properties of the other constituents.
- a synthetic material polypropylene for example
- recovery and recycling is carried out, in particular of floor coverings, by cutting the material into small pieces then by carrying out a suspension of the material in water so as to make a "pulp" which, after filtration and drying, makes it possible to separate the fibers from plastic granules, the components thus obtained being then reused.
- the method according to the invention making it possible to recycle complex textile structures, consists in: carrying out a selective sorting of the materials to be recycled so as to have a homogeneous overall composition of materials to be treated; " to carry out a defibration of said materials so as to form a mixture of fibers of variable length, the non-fibrous components entering the basic structure being able to be eliminated during this defibration operation; to optionally incorporate inside said fibrous mixture additives depending on the final product to be produced; " to form the fibrous mixture obtained in the form of a sheet and;
- recycling is carried out by means of conventional equipment for the recovery of textile waste, such as cutters, shredders, "Pickers", openers, frayers, part of the non-fibrous components which can be eliminated during this process. surgery.
- textile waste such as cutters, shredders, "Pickers”, openers, frayers, part of the non-fibrous components which can be eliminated during this process. surgery.
- a large amount of waste is mixed in order to obtain better homogeneity of the products.
- the formation of a sheet from the fibrous mixture is advantageously carried out by means of volumetric chimneys and / or pneumatic tablecloths, which by design allow the integration of short fibers, powders and small solids in the sheet.
- a component fibers, powders, etc. having a solid / pasty / liquid transformation or polymerization temperature below that of the defibrated product is added if necessary. of the majority of the fiber mixture. This allows, when the resulting product is brought to a temperature slightly exceeding the aforementioned temperature, to melt or polymerize this component, which, after cooling or by polymerizing, creates points of mechanical connection between the fibers and other parts of the defibrated product. .
- non-fire treatment according to the standards for use of the final product; possibly, such treatment may be superfluous depending on the original qualities of the fibers.
- the mixing of the additives is carried out either before the formation of the sheet, for example in the case of addition of additional fibers, treatment by spraying powders or sprinkles or immersion in a liquid solution, or during the formation of said sheet (dispersion of powders, etc.), or even by spraying onto the sheet after its formation, and this by any known process used in the production of nonwoven products.
- the most important step of the process according to the invention lies in the way in which the heat treatment and the cooling are carried out, making it possible to ensure the consolidation of the structure.
- This heat treatment is carried out by passing the fibrous web between two conveyor belts thereby giving it the desired density in depending on their spacing, the rise in temperature to cause the revelation of the binding properties of part of the fibers or of the additives being obtained by means of a current of hot air which passes through the sheet perpendicular to its thickness.
- the density of the sheet obtained is determined during the heating operation by the spacing of the conveyor belts inside the oven.
- the binder component is based on a thermoplastic material, or if the composition of the starting product allows it, the sheet is also heated between two conveyor belts, the cooling step which follows the heating operation being also carried out between two conveyor belts by means of a flow of cold air perpendicular to said belt.
- a mixing silo ensuring a reserve and allowing a mixing of the materials to have a good homogeneity of the final product
- a set of loaders allowing to incorporate possibly binding materials in the mixture of shredded materials
- at least one opener which homogenizes the mixture of fibers and distributes the binding materials very homogeneously inside said fibers
- the essential element for the proper implementation of the method according to the invention namely a heat treatment chamber constituted by an oven inside which circulates a current of hot air which crosses the sheet in the direction of its thickness, the sheet of fibers formed being conveyed inside said oven between two conveyor belts, permeable to air, whose spacing and speed are regulated depending on the thickness and density that you want to give to the final product.
- This heat treatment zone is followed by a cooling zone which, preferably, also consists of two conveyor belts, also permeable to air, the cooling being obtained by a circulation of cold air also passing through the sheet in the sense of its thickness.
- a production technique makes it possible to produce sheets, the connection of which can be obtained both from a thermosetting component and from a thermoplastic component.
- the sheet formed can be received either in the form of a roll, or possibly cut into panels of predetermined length.
- a mixture of carpet waste comprising a basic support consisting of a polypropylene fabric in which polyamide threads are implanted by "tufting", the back of which has received a coating of latex and which is covered with an underlay consisting of foam.
- This waste is fed into a production line which provides defibration, fraying, mixing of the constituents. Part of the products constituting the back coating and the foam underlay is automatically eliminated during these operations.
- the fibrous mass obtained which optionally comprises residual filler and foam particles, is shaped in the form of a sheet weighing 1000 grams / square meter.
- polypropylene fibers are incorporated into the fibrous mixture so that the sheet comprises approximately 20% of such fibers.
- This layer is introduced inside a heat treatment and cooling assembly which ensures its densification and the connection.
- a structure is obtained which is in the form of a sheet having a density of 100 ranges / dm3 and a thickness of 1 cm.
- Such a tablecloth can for example be used to make carpet underlayers.
- Example 2
- Example 1 is repeated except that binder fibers constituted by polyester / polyethylene bicomponent fibers are incorporated into the fibrous mixture, and this at a rate of 20% by weight relative to the starting weight of the sheet which , in the case of this example, is 1200 g / m2.
- the sheet is treated inside a heat treatment and cooling assembly which makes it possible to ensure its densification and the connection.
- the space between the conveyor belts is set to 50 mm.
- the temperature inside the oven is 170 ° C., which allows the fibers to be brought to a temperature of the order of 140 ° C.
Landscapes
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- Textile Engineering (AREA)
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Abstract
Procédé de recyclage de structures textiles complexes, tels que revêtements de sol ou muraux, qui consiste: à effectuer un tri sélectif des matériaux à recycler de manière à avoir une composition globale de matières à traiter homogène; à réaliser un défibrage desdits matériaux de manière à former un mélange de fibres de longueur variable, les composants non fibreux entrant dans la structure de base pouvant être éliminés lors de cette opération de défibrage; à éventuellement incorporer à l'intérieur dudit mélange fibreux des additifs en fonction du produit final à réaliser; à conformer sous forme d'une nappe le mélange fibreux obtenu et; à traiter thermiquement la nappe ainsi formée de manière à entraîner la fusion d'une partie des constituants fibreux entrant dans le mélange ou la polymérisation d'un additif, ce traitement thermique étant réalisé en faisant passer la nappe entre deux convoyeurs, perméables à l'air, à l'intérieur d'une enceinte soumise à un courant d'air chaud; à refroidir la nappe formée.
Description
PROCEDE DE RECYCLAGE DE REVETEMENTS DE SOL OU MURAUX
TEXTILES ET NAPPES FTBREUSES OBTENUES PAR LA MISE EN
ŒUVRE DE CE PROCEDE.
Domaine Technique
La présente invention concerne un procédé perfectionné permettant de réaliser le recyclage de structures textiles complexes tels que notamment des revêtements de sol ou revêtements muraux qui, compte tenu de leur composition, ne sont pratiquement pas recyclés actuellement et sont purement mis en décharge, ce qui outre les coûts qu'entraîne une telle élimination, pose des problèmes en ce qui concerne la protection de l'environnement.
Dans la suite de la description, l'invention sera décrite pour le recyclage de tapis, moquettes, revêtements muraux ...., mais il est évident qu'un tel procédé peut être utilisé pour recycler tout type de matériau équivalent.
Techniques antérieures
A ce jour, ce type de déchets a deux sources principales, à savoir d'une part les déchets obtenus lors de la production même des articles, tels que par exemple les chutes, les coupes de lisières et/ou la production de produits hors spécification qui ne sont pas commercialisables ainsi que les déchets d'articles utilisés constitués soit par des produits à usage unique (revêtements pour salons; expositions...) ou après usure normale.
La difficulté du recyclage de tels produits provient de la complexité de leur composition.
En effet :
" ils peuvent être composés de fils ou filaments de fibres naturelles (laine, soie..) ou synthétiques (polyamide 6 ou 6.6, polypropylène...) ;
~ ils peuvent comporter un ou plusieurs supports de fibres naturelles (jute..) ou de fibres ou films synthétiques dans lequel la structure fibreuse d'aspect est implantée par exemple par « tuftage » ou autre technique équivalente, l'état de surface des produits pouvant se présenter soit sous la forme de boucles soit sous la forme de poils et ;
ils peuvent comporter une couche de latex destinée à renforcer la liaison entre les fils ou filaments et le tissu support, éventuellement une charge de carbonate de calcium et/ou une sous-couche en mousse.
En général, de tels produits sont donc constitués de mélanges de matériaux ayant des caractéristiques chimiques et physiques différentes et dont l'un au moins, par exemple la nappe de base servant de support, est à base d'une matière synthétique (polypropylène par exemple), dont la température de fusion et/ou ramollissement est inférieure à la température nécessaire pour entraîner une modification de la structure et des propriétés des autres constituants.
D'autres produits de conception plus simple peuvent être constitués d'un simple feutre aiguilleté et qui est imprégné de résine ou de latex.
A ce jour, les solutions envisagées pour assurer la récupération et le recyclage des constituants de tels produits consistent à réaliser une séparation et récupération des différents types de constituants, comme cela ressort notamment de la publication RD-388013 déposée le 20 Juillet 1996 et mise à la disposition du public le 10 Octobre 1996 et qui a été répertoriée dans la banque de données Derwent sous la référence 96-400073 (40) ainsi que de l'EP-A-0 515 946.
Selon les enseignements de ce dernier document, on réalise la récupération et le recyclage, notamment de revêtements de sol, en découpant le matériau en petits morceaux puis en réalisant une suspension de la matière dans de l'eau de manière à faire une « pulpe » qui, après filtration et séchage, permet de séparer les fibres de granules de matière plastique, les composants ainsi obtenus étant ensuite réutilisés.
Une telle séparation en constituants élémentaires est délicate à mettre en œuvre et entraîne des coûts de production importants. Par ailleurs, la réutilisation des composants synthétiques ainsi séparés (Nylon et polypropylène par exemple), implique des opérations de transformation ultérieures.
Exposé de l'invention
Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un procédé simple, économique, qui permet d'obtenir directement en fin de cycle de recyclage des produits non tissés, dont la densité peut être adaptée en fonction de leur application et qui peuvent être utilisés dans de nombreux secteurs techniques tels que par exemple :
• feutres d'isolation phonique, mécanique, thermique (automobiles, constructions, sous-couches de tapis, ameublement, électroménager..) et ;
• isolation phonique et thermique (bâtiment...).
D'une manière générale, le procédé conforme à l'invention permettant de réaliser le recyclage de structures textiles complexes, consiste : à effectuer un tri sélectif des matériaux à recycler de manière à avoir une composition globale de matières à traiter homogène ; " à réaliser un défibrage desdits matériaux de manière à former un mélange de fibres de longueur variable, les composants non fibreux entrant dans la structure de base pouvant être éliminés lors de cette opération de défibrage ; à éventuellement incorporer à l'intérieur dudit mélange fibreux des additifs en fonction du produit final à réaliser ; " à conformer sous forme d'une nappe le mélange fibreux obtenu et ;
" à traiter thermiquement la nappe ainsi formée de manière à entraîner la fusion d'une partie des constituants fibreux entrant dans le mélange ou la polymérisation d'un additif, ce traitement thermique étant réalisé en faisant passer la nappe entre deux convoyeurs, perméables à l'air, à l'intérieur d'une enceinte soumise à un courant d'air chaud ; à refroidir la nappe formée.
Conformément à l'invention, le recyclage est réalisé au moyen d'équipements conventionnels pour la récupération de déchets textiles, tels que coupeuses, broyeurs, « Pickers », ouvreuses, effilocheuses, une partie des composants non fibreux pouvant se trouver éliminée lors de cette opération. De préférence, lors de cette opération, on réalise un mélange d'une grande quantité de déchets afin d'obtenir une meilleure homogénéité des produits.
La formation d'une nappe à partir du mélange fibreux est avantageusement réalisé par l'intermédiaire de cheminées volumétriques et/ou nappeuses pneumatiques, qui de par leur conception, permettent d'intégrer des fibres courtes, poudres et petits solides dans la nappe.
Lors de cette opération de mise sous forme de nappe, ou préalablement à cette dernière, on ajoute si nécessaire au produit défibré un composant (fibres, poudres...) ayant une température de transformation solide/pâteux/liquide ou de polymérisation inférieure à celle de la majorité du mélange défibré. Cela permet, lorsque le produit résultant est porté à une température excédant légèrement la température précitée, de fondre ou polymériser ce composant, ce qui, après refroidissement ou en se polymérisant, crée des points de liaison mécanique entre les fibres et autres parties du produit défibré.
II peut également être envisagé d'ajouter au produit défibré des composants pouvant donner au produit final des caractéristiques particulières tels par exemple : traitement antibactériel si le traitement thermique de l'étape précédente ne permet pas de l'assurer ;
" traitement non-feu suivant les normes d'utilisation du produit final. ; éventuellement, un tel traitement peut être superflu en fonction des qualités d'origine des fibres.
Le mélange des additifs (liants..) s'effectue soit avant la formation de la nappe, par exemple dans le cas d'apport de fibres additionnelles, traitement par aspersion de poudres ou aspersions ou immersion dans une solution liquide, soit pendant la formation de ladite nappe (dispersion de poudres,..), voire même par projection sur la nappe après sa formation, et ce par tous procédés connus utilisés dans l'élaboration de produits non tissés.
L'étape la plus importante du procédé conforme à l'invention réside dans la manière dont est réalisé le traitement thermique et le refroidissement permettant d'assurer la consolidation de la structure.
Ce traitement thermique est réalisé en faisant passer la nappe fibreuse entre deux tapis transporteurs permettant ainsi de lui donner la densité souhaitée en
fonction de leur écartement, la montée en température pour entraîner la révélation des propriétés liantes d'une partie des fibres ou des additifs étant obtenue au moyen d'un courant d'air chaud qui traverse la nappe perpendiculairement à son épaisseur.
Si le composant liant que comporte le mélange est un composant thermodurcissable, la densité de la nappe obtenue est déterminée lors de l'opération de chauffage par l'écartement des tapis transporteurs à l'intérieur du four.
En revanche, si le composant liant est à base d'une matière thermoplastique, ou si la composition du produit de départ le permet, la nappe est également chauffée entre deux tapis transporteurs, l'étape de refroidissement qui suit l'opération de chauffage étant également réalisée entre deux tapis transporteurs au moyen d'un flux d'air froid perpendiculaire audit tapis.
En procédant d'une telle manière, il est possible d'obtenir des nappes fibreuses de densité différente pouvant être utilisées dans des applications différentes.
Manière de réaliser l'invention
L'invention et les avantages qu'elle apporte sera cependant mieux compris grâce aux deux exemples de réalisation concrets donnés ci-après à titre indicatif mais non limitatif :
~ le premier portant sur la réalisation d'un feutre d'isolation phonique, mécanique, thermique, utilisable dans le secteur de l'automobile, de la construction, comme sous-couche de tapis pour l'ameublement, électroménager ;
~ le deuxième portant sur la réalisation d'un feutre d'isolation phonique, thermique, de faible densité, utilisable dans le secteur de la construction.
Les exemples concrets donnés ci-après sont réalisés sur une chaîne de traitement conventionnel pour la réalisation de recyclage de déchets fibreux, qui comporte dans l'ordre de production :
" un ensemble coupeur de balles de matières textiles en vue d'une alimentation régulière de la machine suivante ;
une coupeuse rotative coupant ladite matière première ;
" une effilocheuse ;
" un silo mélangeur assurant une réserve et permettant un mélange des matières pour avoir une bonne homogénéité du produit final ; " un ensemble de chargeuses peseuses permettant d'incorporer éventuellement des matières liantes au mélange de matières déchiquetées ; au moins une ouvreuse qui homogénéise le mélange de fibres et répartit les matières liantes de manière très homogène à l'intérieur desdites fibres ;
~ une nappeuse pneumatique donnant une nappe régulière dont le poids au mètre carré est réglable.
Comme type de matériel, on peut utiliser les machines conventionnelles proposées par le Demandeur.
En sortie de l'ensemble de conformation sous forme de nappe, est disposé l'élément essentiel pour la bonne mise en œuvre du procédé conforme à l'invention, à savoir une enceinte de traitement thermique constituée par un four à l'intérieur duquel circule un courant d'air chaud qui traverse la nappe dans le sens de son épaisseur, la nappe de fibres formée étant convoyée à l'intérieur dudit four entre deux tapis transporteurs, perméables à l'air, dont l'écartement et la vitesse sont réglés en fonction de l'épaisseur et de la densité que l'on souhaite donner au produit final. Cette zone de traitement thermique est suivie d'une zone de refroidissement qui, de préférence, est également constituée de deux tapis transporteurs, également perméables à l'air, le refroidissement étant obtenu par une circulation d'air froid traversant également la nappe dans le sens de son épaisseur.
Une technique de production permet de réaliser des nappes dont la liaison peut être obtenue aussi bien à partir d'un composant thermodurcissable que d'un composant thermoplastique.
En sortie de l'installation, la nappe formée peut être réceptionnée soit sous la forme d'un rouleau, soit éventuellement découpée en panneaux de longueur prédéterminée.
Exemple 1
Sur une ligne de production telle que décrite précédemment, on alimente un mélange de déchets de tapis comportant un support de base constitué par un tissu en polypropylène dans lequel sont implantés par « tuftage » des fils en polyamide dont l'envers a reçu une enduction de latex et qui est recouvert d'une sous-couche constituée par de la mousse.
Ces déchets sont alimentés dans une ligne de production qui assure le défibrage, l'effilochage, le mélange des constituants. Une partie des produits constituant l' enduction d'envers et la sous-couche de mousse est éliminée automatiquement lors de ces opérations.
La masse fibreuse obtenue qui éventuellement comporte des particules résiduelles de charge et de mousse, est conformée sous la forme d'une nappe pesant 1000 grammes/mètre carré.
Eventuellement, on incorpore au mélange fibreux des fibres de polypropylène de telle sorte que la nappe comporte approximativement 20 % de telles fibres. Cette nappe est introduite à l'intérieur d'un ensemble de traitement thermique et de refroidissement qui permet d'assurer sa densification et la liaison.
Lors du défilement de la nappe à l'intérieur du four, on crée une circulation d'air chaud à une température d'environ 200°C, ce qui, compte tenu de la vitesse de passage de la matière, permet d'obtenir une montée en température des fibres à environ 150-160°C, entraînant la fusion des constituants à base de polypropylène et la liaison avec les autres composants. Dans la zone de refroidissement qui suit la zone de chauffage, la nappe est également maintenue entre deux tapis transporteurs dont l'espace est réglé à 5 mm. Le refroidissement est assuré par une circulation d'air froid qui traverse la nappe dans toute son épaisseur.
En sortie de la ligne de production, on obtient une structure se présentant sous la forme d'une nappe ayant une densité de 100 gammes/dm3 et une épaisseur de 1 cm.
Une telle nappe peut par exemple être utilisée pour réaliser des sous- couches de tapis.
Exemple 2
On répète l'exemple 1 si ce n'est que l'on incorpore au mélange fibreux des fibres liantes constituées par des fibres bicomposants polyester/polyéthylène, et ce à raison de 20 % en poids par rapport au poids de départ de la nappe qui, dans le cas de cet exemple, est de 1200 g/m2.
Comme précédemment, la nappe est traitée à l'intérieur d'un ensemble de traitement thermique et de refroidissement qui permettent d'assurer sa densification et la liaison.
Lors du traitement thermique et du traitement de refroidissement, l'espace entre les tapis transporteurs est réglé à 50 mm. La température à l'intérieur du four est de 170°C, ce qui permet de porter les fibres à une température de l'ordre de 140°C.
Après refroidissement, on obtient une nappe ayant une épaisseur de 50 mm ayant une densité de 23 g/dm3, et qui peut être utilisée comme matériau d'isolation phonique dans le bâtiment ou autres domaines similaires.
Les exemples qui précèdent montrent bien tous les avantages apportés par l'invention, et notamment le fait qu'il est possible de recycler de manière simple, économique, des revêtements de sol ou similaires et d'obtenir, directement à la sortie de cette opération de recyclage, des nappes fibreuses réutilisables pour de nombreuses applications.
De plus, on obtient des matériaux très homogènes de liaison étant obtenus par la fusion d'une partie des constituants étant répartis sur toute l'épaisseur
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits précédemment, mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit.
Claims
REVENDICATIONS
1/ Procédé de recyclage de structures textiles complexes, tels que revêtements de sol ou muraux, qui consiste : à effectuer un tri sélectif des matériaux à recycler de manière à avoir une composition globale de matières à traiter homogène ; à réaliser un défibrage desdits matériaux de manière à former un mélange de fibres de longueur variable, les composants non fibreux entrant dans la structure de base pouvant être éliminés lors de cette opération de défibrage ; à éventuellement incorporer à l'intérieur dudit mélange fibreux des additifs en fonction du produit final à réaliser ; à conformer sous forme d'une nappe le mélange fibreux obtenu et ; à traiter thermiquement la nappe ainsi formée de manière à entraîner la fusion d'une partie des constituants fibreux entrant dans le mélange ou la polymérisation d'un additif, ce traitement thermique étant réalisé en faisant passer la nappe entre deux convoyeurs, perméables à l'air, à l'intérieur d'une enceinte soumise à un courant d'air chaud ; à refroidir la nappe formée.
2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le refroidissement de la nappe après traitement thermique est réalisé par passage entre deux tapis transporteurs soumis à un courant d'air froid qui traversent la nappe dans le sens de son épaisseur.
3/ Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la formation de la nappe à partir du mélange fibreux est réalisée par l'intermédiaire de cheminées volumétriques et ou nappeuses pneumatiques.
4/ Procédé selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que lors de la mise sous forme de nappes ou préalablement à cette dernière, on incorpore au produit défibré un composant ayant une température de transformation solide/pâteux/liquide ou de polymérisation inférieure à celle de la majorité du mélange défibré.
5/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on ajoute au produit défibré des additifs destinés à lui conférer des caractéristiques déterminées.
6/ Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les additifs permettent de réaliser un traitement antibactériel du mélange fibreux.
Il Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les additifs communiquent à la nappe des propriétés non- feu.
8/ Nappe fibreuse obtenue par la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la liaison des fibres entre elles est obtenue par fusion d'une partie minoritaire des fibres entrant dans sa constitution.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| FR9701837A FR2759384A1 (fr) | 1997-02-12 | 1997-02-12 | Procede de recyclage de revetements de sol ou muraux textiles et nappes fibreuses obtenues par la mise en oeuvre de ce procede |
| FR97/01837 | 1997-02-12 |
Publications (1)
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