BE379943A - - Google Patents
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Description
<Desc/Clms Page number 1> Procédé pour la fabrication, d'objets moulés en caoutchouc. La présente invention concerne la manufacture du caoutchouc et spécialement la fabrication, par un procédé perfectionné et simplifié, d'articles moulés en caoutchouc, en partant directement de latex ou de dispersions aqueuses analogues de caoutchouc ou de substances analogues. Jusqu'à présent, on déposait sur des moules le caout- chouc contenu dans des dispersions aqueuses, telles que le latex, par des trempages et des séchages succesifs par élec- trophorèse, par imprégnation de moules poreux à l'aide d'un coagulant et trempage dans les dispersions, ou bien en sou- mettant l'intérieur de moules poreux à une dépression, en vue d'éliminer le sérum des dispersions et de laisser une couche uniforme de caoutchouc sur la surface du moule. <Desc/Clms Page number 2> Tous ces procédés connus nécessitent soit une mise au point soigneuse des propriétés du latex, ou l'utilisation d'appareils compliqués et coûteux ou bien encore ils exigent que les moules soient très soigneusement préparés et encore plus méticuleusement nettoyés après chaque cycle de fabrica- tion, le tout ayant pour effet d'accroître le coût des arti- cles établis suivant ces procédés. Par le procédé suivant l'invention on peut très rapidement fabriquer des objets en caoutchouc ou munir des objets d'un revêtement de caoutchouc, avec le minimum d'ap- pareillage et de manipulations, même lorsque le moule ou l'objet sont de forme compliquée. Le support sur lequel on dépose le caoutchouc peut être en toute matière sensiblement imperméable, telle que le verre, la porcelaine émaillée, le métal, le bois, la bakélite, l'ébonite ou même le caoutchouc. S'il s'agit de recouvrir ce support d'un revêtement permanent de caoutchouc, il est préférable de l'enduire d'une substan- ce adhésive appropriée telle, par exemple, que l'isomère genre balata du caoutchouc, tenace et plastique à chaud, résul tant de la réaction du caoutchouc avec les acides sulfoniques décrite dans le brevet américain Fisher n .1.605.180, accor- dé le 2 Novembre 1926, ou toute autre substance susceptible de faire adhérer le caoutchouc fermement au support. Si le support est simplement une forme sur laquelle les objets doi- vent être moulés et dont ils seront enlevés avant ou après le séchage et la vulcanisation, on l'établit préférablement en une matière sensiblement indifférente au coagulant dont on fait usage. Le verre, la porcelaine, l'acier inoxydable et l'aluminium conviennent particulièrement bien. Suivant l'invention, on enduit le moule d'une solu- tion d'un coagulant, par trempage ou aspersion, ou de toute <Desc/Clms Page number 3> autre manière convenable, et on élimine préférablement l'excédent de dissolvant par évaporation. On immerge le moule ainsi revêtu d'une pellicule de coagulant d'épaisseur sensiblement uniforme, dans une dispersion de caoutchouc ou de matière analogue susceptible d'être coagulée. Le coagu- lant se répand dans la dispersion et coagule sur le moule une couche de caoutchouc, dont l'épaisseur augmente consta- mment. Lorsque cette couche de caoutchouc coagulé atteint l'épaisseur voulue, on retire le moule de la dispersion, avec son revêtement de caoutchouc. Si lon désire que le caoutchouc présente une forte résistance électrique ou qu'il soit sen- siblement indifférent à l'humidité, on peut laver la couche de caoutchouc coagulé dans de l'eau courante, en vue d'en éliminer les substances solubles dans l'eau, y compris le coagulant. Le coagulant qu'on utilise peut consister en un aci- de liquide ou en un acide solide, ou bien en un sel coagulant ou même en un liquide organique, susceptible de coaguler les dispersions aqueuses dissoutes dans un dissolvant vola- til. Le coagulant est de préférence complètement soluble à l'eau, de manière à pouvoir se répandre rapidement et aisé- ment dans la dispersion aqueuse ambiante. La pellicule qui reste sur le moule de dépôt, après l'évaporation du dissol- vant volatil, doit contenir une forte concentration d'un coa- gulant actif, capable de coaguler en un gel ferme les disper- sions aqueuses. Elle doit humecter le support de manière à ce qu'il se forme sur celui-ci une pellicule continue et non simplement une série de gouttelettes isolées, et elle doit être susceptible d'être humectée elle-même par la dispersion aqueuse de caoutchouc, sans être complètement précipitée ou rendue autrement inopérante quand elle entre en contact avec la dispersion aqueuse, qui est normalement un liquide plus ou moins fortement alcalinisé. <Desc/Clms Page number 4> Le liquide coagulant consiste de préférence en une solution d'un acide non-volatil, d'un sel coagulant, ou d'un mélange de sel coagulant et d'un acide, dans un mélange constitué d'un dissolvant volatil et d'un dissolvant légère- ment volatil ou non volatil, tous les constituants de la so- lution étant préférablement solubles dans 1'eau. Lorsque le support de dépôt est revêtu d'une solution de ce genre, par trempage par exemple, le dissolvant volatil s'évapore ra- pidement et laisse sur sa surface une pellicule pâteuse ou visqueuse de coagulant, et par suite de son état pâteux ou visqueux, cette pellicule coagulante ne présente aucune ten- dance à couler vers les parties inférieures du moule ni à se déplacer, lorsqu'on plonge celui-ci, muni de son revêtement, dans la dispersion aqueuse de caoutchouc. La substance coagulante elle-même est préférablement un sel d'un métal polyvalent. On préfère les sels de métaux bivalents tels que le magnésium, les alcalino-terreux, le zinc, le cuivre, le cobalt, le cadmium, le fer à l'état fer- reux, le plomb, le nickel et le manganèse, mais on peut éga- lement utiliser les sels de métaux trivalents et tétravalents, tels que l'aluminium, le fer à l'état ferrique, l'antimoine, le chrome,le molybdène, l'étain, le thorium, le vanadium et le zirconium. Ce sont, en général, les chlorures et les ni- trates de ces métaux qui sont le plus utiles, parce qu'il est facile de se les procurer et qu'ils sont très solubles dans l'eau et dans les dissolvants organiques, mais les bromures, les iodures, les fluorures, les chlorates, les bromates, les perchlorates, les sulfates, les persulfates, les thiosulfates, les permanganates., les chromates, les hypophosphites, les thiocyanates, les nitrites, les acétates, les formiates, les salicylates, les lactates, les oxalates etc., de certains des <Desc/Clms Page number 5> métaux sont suffisamment solubles dans l'eau ou d'autres dis- solvants pour mériter qu'on les prenne en considération. Un grand nombre de ces sels coagulants sont solubles dans des dissolvants organiques, tels que les alcools méthylique, éthy- lique ou amylique, le glycol ou la glycérine, l'acétone, l'é- ther, l'acétate éthylique ou d'autres esters, le disulfure de carbone, le chloroforme etc. Lorsqu'on dissout le coagulant dans un mélange de deux dissolvants ayant des degrés différents de volatilité, il est avantageux que le plus volatil de ceux-ci soit un des dissolvants organiques volatils, et préférablement un de ceux dans lesquels le caoutchouc ne tend pas à gonfler sensiblement, tels que l'alcool méthylique ou éthylique, l'acétone ou même le formiate ou l'acétate éthylique, par exemple, quoiqu'on puisse également utiliser l'eau comme dissolvant volatil. Le dissolvant moins volatil peut être de l'eau, ou un des al- cools monohydriques supérieurs, ou un ester soluble à l'eau, ou du glycol ou de la glycérine. Dans beaucoup de cas il ne sera pas nécessaire d'ajouter de l'eau, comme telle, étant donné qu'une solution de sel hydraté dans un dissolvant orga- nique volatil laisse souvent subsister, après l'évaporation de la majeure partie de celui-ci, un résidu qui contient juste la concentration convenable d'eau et de ce dissolvant pour être liquide, tout en présentant un degré de viscosité très élevé. Dans d'autres cas, le sel ou le dissolvant, ou tous deux, seront suffisamment hygroscopiques pour assurer que l'humidité absorbée de l'atmosphère, au cours de l'évapora- tion du dissolvant volatil, donne au sel ou autre coagulant restant une fluidité juste suffisante pour qu'il constitue une pellicule uniforme, sans couler sensiblement sur la sur- face du moule, après cette évaporation. <Desc/Clms Page number 6> Si l'agent coagulant est lui-même un liquide ou si ses solutions saturées sont parfaitement fluides, il peut être avantageux d'utiliser un liquide visqueux tel que la glycérine, ou un sirop épais, pour constituer la partie non volatile du dissolvant. Il peut même être avantageux d'ajou- ter à l'agent coagulante et aux différents dissolvants, des substances colloïdales telles que de la gomme arabique, un ester de cellulose, un acétate vinylique polymérisé ou d'au- tres substances susceptibles de leur être mélangées, en vue d'accroître la viscosité de la pellicule restant après l'éva- poration de la partie volatile du dissolvant. La coagulation du latex, ou d'autres dispersions de caoutchouc, à l'aide de sels de métaux polyvalents, paraît présenter beaucoup d'avantages sur la coagulation acide. La structure du coagulum parait être telle notamment qu'on ob- tient un dépôt ferme, bien aggloméré et capable de supporter une manipulation normale, qu'on peut sécher ce dépôt rapide- ment et aisément et que le caoutchouc sec est, sous tous les rapports, d'une qualité exceptionnelle. Toutefois, beaucoup de métaux polyvalents forment des hydroxydes ou oxydes inso- lubles dans une solution alcaline et, par conséquent, lors- qu'on utilise des sels de ces métaux comme coagulants, ceux-ci coagulent une mince pellicule de caoutchouc, mais l'agent alcalin de la dispersion fait précipiter l'hydroxyde ou l'oxy- de du métal dans cette pellicule, et ceci a pour résultat d'enrayer complètement toute nouvelle diffusion des sels et le dépôt d'une couche d'épaisseur progressivement croissante de coagulum. On peut surmonter cette difficulté en additionnant l'agent coagulant d'acide, afin que la diffusion de l'acide, en même temps que celle du sel coagulant, maintienne le coagu- lumà l'état acide etempêche la précipitation d'hydroxydes in- <Desc/Clms Page number 7> solubles. Bien entendu, l'acide doit être un de ceux qui ne réagissent pas avec le sel, pour former un précipité inso- luble. On préfère, toutefois, utiliser un sel d'un métal tel que le calcium, dont l'hydroxyde est assez soluble, même dans des solutions alcalines. La dispersion aqueuse qu'on coagule par le procédé en question peut consister en un latex naturel de caoutchouc, de gutta-percha de balata ou d'une résine végétale analogue, ou bien elle peut être une dispersion artificielle d'une quel- conque des substances susmentionnées, ou de caoutchouc syn- thétique, de caoutchouc reconstitué, d'isomères de caoutchouc ou de substances analogues, ou comprendre un mélange de dis- persions naturelles ou artificielles de ce genre. On peut lui ajouter des pigments, des charges, des émollients ou des con- ditionnants comme le soufre et les accélérateurs, ces addi- tions étant préférablement dispersées simultanément avec le caoutchouc ou la substance analogue au caoutchouc, ou étant intimement dispersées dans de l'eau et mélangées ensuite à la masse de la dispersion. Toutes les dispersions de ce genre seront appelées ci-après "dispersions aqueuses de caoutchouc". On désignera également d'une manière générale par le mot "moule" les supports ou objets sur lesquels s'effectue le dépôt, peu importe que celui-ci soit destiné à y demeurer comme revêtement permanent, ou bien qu'il s'agisse de l'en enlever quand il est devenu suffisamment solide pour conser- ver sa forme. EXEMPLE 1. On prépare une composition de latex susceptible d'être vulcanisée, en dispersant intimement dans de l'eau les pig- ments et agents de vulcanisation voulus, et en mélangeant cette <Desc/Clms Page number 8> dispersion avec du latex. On mélange, par exemple, une quan- tité de latex concentré contenant 100 parties en poids de caoutchouc, avec des dispersions contenant 10 parties d'oxyde de zinc, 5 parties de soufre, 0.5 partie d'un accélérateur organique et 1 partie de noir de fumée, le mélange complet comportant environ 50 % d'eau. Le caoutchouc que l'on obtient par cette formule est bon pour la fabrication d'articles en caoutchouc mou, tels que les chambres à air de pneumatiques, les bandes et les gants en caoutchouc, les bonnets de bain etc. Si l'on désire un caoutchouc colorié,'on substitue un colorant convenable au noir de fumée. S'il s'agit de fabriquer des gants, on nettoie soi- gneusement les moules, faits en porcelaine émaillée par exemple, et on les immerge ensuite dans un liquide coagulant, qu'on prépare en dissolvant 100 parties en poids de nitrate de calcium hydraté Ca (NO3)2. 4H2O dans 200 parties d'acétone. On retire les moules de la solution coagulante et on les ren- verse, afin de permettre à la pellicule de coagulant de se répandre uniformément sur leur surface. Après un intervalle de 30 secondes à une minute, la plus grande partie de l'acé- tone se sera évaporée, laissant sur la surface du moule une pellicule uniforme et visqueuse, de solution concentrée de nitrate de calcium. On plonge alors le moule, pendant 10 minutes environ, dans la composition de latex qu'on a décrite et, pendant ce temps, les ions de calcium se propagent len- tement dans le latex et provoquent sur la surface du moule la coagulation d'une couche de caoutchouc d'épaisseur uni- forme, susceptible d'être vulcanisé. On retire le moule du latex, avec le dépôt de caoutchouc qui y adhère, et on l'immer- ge pendant quatre heures dans un réservoir d'eau chaude en circulation, qui en élimine par lavage le coagulant ainsi <Desc/Clms Page number 9> que les substances solubles à l'eau contenues à l'origine dans le latex ou autres dispersions. On sèche alors, à l'aide d'une essoreuse à circulation forcée et à 65 C par exemple, le dépôt lavé restant sur le moule, et on le vulcanise à la va- peur libre, de la manière habituelle. On enlève le gant vul- canisé de son moule, qui est aussitôt prêt à être utilisé de nouveau. Le caoutchouc des gants fabriqués suivant ce procé- dé a une épaisseur d'environ 1. 25 mm, mais on peut aisément modifier celle-ci en variant la durée d'immersion du moule enduit de coagulant dans le latex. EXEMPLE 2. On nettoie soigneusement, préférablement à l'aide d'un jet de sable, une turbine métallique d'une soufflerie destinée à être utilisée pour des gaz corrosifs, puis on la recouvre d'une substance adhésive en la plongeant, par exemple, dans une solution au benzol de l'isomère de caoutchouc décrit précédemment. On laisse évaporer le dissolvant, et on immerge la turbine dans une solution de 100 parties de nitrate de calcium anhydre du commerce dans 200 parties d'acétone. On dé- barrasse la turbine des gouttelettes qui pourraient y adhérer, en la secouant ou en la faisant tourner rapidement, puis on la fait tourner lentement en laissant évaporer la plus grande par- tie de l'acétone. On immerge ensuite complètement la turbine dans un mélange de latex, constitué suivant l'exemple 1, par exemple, en la maintenant sous un angle tel et, si nécessaire, en la faisant tourner de manière qu'aucune bulle d'air ne puisse se trouver emprisonnée dans ses palettes ni entre celles-ci. Lorsque l'épaisseur voulue de caoutchouc s'est coagulée sur la surface de la turbine, ce qui nécessite généralement de 5 à 10 minutes, on retire celle-ci du mélange de latex, on la lave à l'eau courante, on la sèche et on la vulcanise. Le caoutchouc <Desc/Clms Page number 10> recouvre toute sa surface d'une couche lisse, uniforme, sans défauts et parfaitement adhérente, susceptible de protéger efficacement le métal sousjacent contre la corrosion ainsi que l'effet abrasif des particules solides en suspension. EXEMPLE 3. On prépare une composition de caoutchouc dur en mé- langeant les constituants suivants sous forme de dispersions a- queuses concentrées: Caoutchouc à l'état de latex 100 parties en poids. EMI10.1 <tb> Oxyde <SEP> de <SEP> zinc <SEP> 2 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <tb> <tb> Soufre <SEP> 45 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <tb> <tb> <tb> Accélérateur <SEP> organique <SEP> 4 <SEP> " <SEP> n <SEP> " <tb> <tb> <tb> Pigment <SEP> inerte <SEP> 10 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <tb> <tb> <tb> Noir <SEP> de <SEP> fumée <SEP> 2 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <tb> On débarrasse de sa graisse et de ses battitures un cadre de volant de direction en métal embouti et on le plonge dans une solution de 40 parties en poids de chlorure de calcium et 10 parties d'acide lactique dans 80 parties d'alcool méthy- lique. On laisse évaporer la plus grande partie de l'alcool, puis on immerge le cadre de volant, pendant 15 minutes, dans la com- position de caoutchouc dur. Après séchage et vulcanisation dans l'air chaud, le volant de direction est prêt à l'usage, sans qu'il soit nécessaire de le meuler ni de le polir. Dans chacun des exemples précédents, on a indiqué à titre d'exemple une solution coagulante déterminée, mais il est bien entendu que ces exemples ne sont pas limitatifs et qu'on peut, au contraire, utiliser chaque solution coagulante suivant les indications générales qui ont été fournies. En outre, une solution constituée par 10 parties en poids d'acide citrique et 1 partie de glucose (corn syrup) dans 100 parties d'acétone, ou une solution saturée de lactate de calcium ou de salicylate de baryum dans de l'alcool dénaturé, conviennent très bien pour <Desc/Clms Page number 11> l'exécution du procédé suivant l'invention. Des solutions par- ticulièrement convenables pour la fabrication d'articles en caoutchouc mince, de très bonne qualité, comme les gants de chirurgie, contiennent 10 parties en poids de chlorure de zinc ou d'acétate basique de plomb, dissoutes dans un mélange con- sistant en 40 parties d'alcool méthylique, 10 parties d'alcool isopropylique et 5 parties d'alcool butylique normal, ou 2 parties de glycol éthylènique. On obtient, en générale les meilleurs résultats en utilisant des solutions coagulantes complètement solubles dans l'eau, afin que leurs constituants puissent se diffuser facile- ment dans le latex ou dispersion analogue, pendant la coagula- tion, et soient susceptibles d'être facilement éliminés de l'article fabriqué par un simple lavage, mais l'invention n'est pas limitée aux solutions de ce genre. Il est important que la pellicule qui reste sur la surface du moule, après l'évaporation du dissolvant volatil, possède un grand degré de viscosité afin qu'elle n'ait pas tendance à se séparer du moule en flottant et à former une membrane coagulée sur la surface du latex, lors de l'immersion du moule dans celui-ci. Une autre difficulté qui peut se pré- senter dans le cas où la pellicule de coagulant serait trop épaisse ou trop liquide, consiste en ce que le coagulant res- tant sur la surface du moule, aprés la coagulation du caout- chouc, est susceptible de lubrifier celui-ci suffisamment pour le faire glisser et se plisser sur la surface du moule, ou s'endommager d'autre manière'. Si cet inconvénient se pré- sentait, il y aurait lieu d'augmenter la proportion de dis- solvant non volatil.et de réduire,si possible, celle du dissol- vant non volatil. Dans certains cas, on peut éliminer complètement le dissolvant de la pellicule de coagulant portée par le moule et laisser sur celui-ci une pellicule de coagulant à l'état soli- de, mais si on désire que l'article achevé présente une sur- face intérieure lisse, il faut éviter que l'agent coagulant se cristallise. <Desc/Clms Page number 12> Quoiqu'on ait décrit très en détail certains procédés d'exécution de l'invention, on ne désire nullement se limiter à ceux-ci car, ainsi qu'on l'a expliqué, on peut modifier le processus et les proportions de matières à utiliser, et on peut substituer à ces dernières, si on le désire d'autres substances ayant des propriétés chimiques analogues, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication d'articles en caoutchouc ou contenant du caoutchouc, à partir d'émulsions ou de disper- sions aqueuses du genre indiqué, consistant à revêtir un sup- port ou un moule non poreux à l'aide d'une solution d'un coa- gulant dissous dans un dissolvant volatil,à faire évaporer une partie au moins de ce dissolvant et à immerger ensuite le moule ainsi revêtu dans les émulsions ou dispersions en question.
Claims (1)
- 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le coagulant comprend un sel d'un métal polyvalent et un dissolvant volatil.3.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le coagulant comprend un sel d'un métal polyvalent et un mélange constitué d'un dis- solvant volatil et d'un dissolvant moins volatil.4.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le coagulant comprend un chlorure ou un nitrate d'un métal polyvalent dans un dis- solvant comprenant un liquide volatil.5.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le coagulant comprend un chlorure ou un nitrate d'un métal alcalino-terreux dans un dissolvant comprenant un liquide volatil.6. - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'on évapore le dissol- vant jusqu'à ce qu'une pellicule du coagulant présente, sans <Desc/Clms Page number 13> se solidifier, une viscosité appréciable.7.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'on revêt un moule ou support d'une substance comprenant un dissolvant organique volatil et un dissolvant moins volatil, ces dissolvants étant incapables de dissoudre le caoutchouc, et qu'on évapore en- suite de la solution la plus grande partie du dissolvant vo- l.atil.8.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'on revêt un moule ou support d'un coagulant comprenant un sel facilement soluble d'un métal polyvalent, dans un mélange d'eau et d'un dissol- vant organique volatil incapable de dissoudre le caoutchouc, et qu'on évapore ensuite la plus grande partie du dissolvant volatil.9.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'on revêt un moule ou support d'un coagulant comprenant un sel facilement soluble d'un métal bivalent, dans un mélange d'alcool volatil et d'eau, et qu'on évapore ensuite la plus grande partie de l'alcool.10.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'on revêt le moule d'un coagulant comprenant un coagulant solide non volatil, un dis- solvant organique volatil, et une faible proportion d'un com- posé hydroxyle organique, soluble à l'eau et sensiblement non volatil.Il.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'on revêt le moule ou support d'une solution d'un sel coagulant dans un mélange d'alcool méthylique et d'une faible proportion d'un alcool li- quide sensiblement non volatil, et qu'on évapore ensuite la .plus grande partie de l'alcool méthylique. <Desc/Clms Page number 14>12.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'on traite le moule ou support à l'aide d'une substance adhésive susceptible de former un lien permanent entre le caoutchouc et le moule, et qu'on revêt ensuite le moule d'une solution de coagulant dans un dis- solvant volatil.13.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'on revêt le moule ou support d'un coagulant,, consistant en un sel hydraté d'un mé- tal bivalent, dissous dans un dissolvant organique volatil, incapable de dissoudre le caoutchouc.14. - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes,caractérisé en ce qu'on lave le dépôt de caoutchouc formé.15. - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce qu'on sèche ultérieu- rement le dépôt de caoutchouc formé.16. - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce qu'on vulcanise ulté- rieurement le dépôt de caoutchouc formé.17. - Procédé suivant la revendication 1, en substan- ce comme ci-dessus décrit avec référence aux exemples fournis.18. - Procédé de fabrication d'articles en caoutchouc ou contenant du caoutchouc, à partir d'émulsions ou de disper- sions aqueuses du genre indiqué, en substance comme ci-dessus décrit.19.- Objets en caoutchouc ou contenant du caoutchouc, fabriqués suivant le procédé revendiqué dans l'une ou l'autre des revendications précédentes.
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