DE69228024T2 - Verwendung von Acrylsäure/Äthylacrylat Copolymeren als Zusatz zu Flüssigwaschmitteln zwecks verbesserter Fleckenentfernung - Google Patents
Verwendung von Acrylsäure/Äthylacrylat Copolymeren als Zusatz zu Flüssigwaschmitteln zwecks verbesserter FleckenentfernungInfo
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Description
- Diese Erfindung betrifft Waschmittelzusammensetzungen, insbesondere die Verwendung von bestimmten wasserlöslichen Acrylsäure/Ethylacrylat-Copolymeren in flüssigen Waschmittelzusammensetzungen zur Bereitstellung von gesteigerter Entfernung von Ton- bzw. Lehmerde.
- Bestimmte wasserlösliche Polymere und Copolymere sind zum Verleihen eines günstigen Verhaltens und günstiger Verarbeitungs- bzw. Behandlungseigenschaften, wenn sie in Reinigungsformulierungen eingebracht werden, bekannt. Diese Eigenschaften reichen von Krustenhemmung bis zum Erniedrigen der Seifenmischungs- bzw. "Crutcher"-Viskosität. Obwohl die Vorteile bestimmter Polymere in Reinigungsmittelformulierungen vom Durchschnittsfachmann anerkannt sind, haben Polymere bislang sehr geringe Verwendung in flüssigen Waschmitteln gefunden. Der wichtigste Grund, daß Polymere und Copolymere zu Reinigungsmittelformulierungen zugegeben werden, ist die Verbesserung des Verhaltens des Reinigungsmittels bezüglich der Fleckenentfernung. Flecken können im allgemeinen als zugehörig zu einer der folgenden Klassen eingeteilt werden: Feststoffteilchen (z. B. Lehmboden), ölige Teilchen (z. B. Talg), oxidierbare (z. B. Teeflecken) und enzymempfindliche (z. B. Gras). Es wurde nun festgestellt, daß die Zugabe von bestimmten Copolymeren zu flüssigen Waschmitteln ein gesteigertes Verhalten der Eigenschaften des flüssigen Waschmittels bezüglich der Entfernung von Ton- bzw. Lehmerde verleiht.
- Bestimmte polymere Additive für flüssige Waschmittel sind in EP-A-368,214 beschrieben, die eine verbesserte primäre und sekundäre Waschwirkung von flüssigen Waschmitteln beschreibt, die Copolymere von (a) monoethylenisch ungesättigten Mono- und Dicarbonsäuren und Estern davon und (b) Amide von monoethylenisch ungesättigten C&sub3;-C&sub8;-Carbonsäuren einschließen. Ähnliche polymere Additive sind in US-A-4,702,858 beschrieben, welche mit einem Amin neutralisierte Polymere beschreibt, die Homopolymere von Acrylsäure, Homopolymere von Methacrylsäure, Copolymere von Acrylsäure/Methacrylsäure und Copolymere von (C&sub4;-C&sub6;)-ethylenisch ungesättigten Dicarbonsäuren mit Acrylsäure, Methacrylsäure oder (C&sub2;-C&sub6;)-Alkylestern von ethylenisch ungesättigter (C&sub3;- C&sub6;)-Carbonsäure einschließen.
- US-A-3,328,309 beschreibt die Verwendung von bestimmten polymeren Additiven als Stabilisatoren für flüssige Reinigungsmittelformulierungen für starke Beanspruchungen. Diese polymeren Additive umfassen als copolymerisierte Einheiten (a) ethylenisch ungesättigte Anhydride und (b) Monomere, welche die Gruppe
- enthalten, einschließlich Acrylsäure und Derivate von Acrylsäure, wie Methylacrylat und Ethylacrylat.
- US-A-4,664,848 zielt auf das Problem der Entfernung von Ton- bzw. Lehmerde und dem Nichtwiederaufziehen bei gepulverten und flüssigen Waschmitteln und beschreibt die Zugabe von ethoxylierten kationischen Monoaminen, ethoxylierten kationischen Diaminen, ethoxylierten kationischen Polyaminen, ethoxylierten kationischen Polymeren und Gemischen davon zu flüssigen und granulären Reinigungsmittelformulierungen.
- Die japanische Patentanmeldung 58065795 beschreibt die Verwendung von niedermolekularen Polymeren und Copolymeren in flüssigen Reinigungsmittelzusammensetzungen, welche (a) 1 bis 15 Gew.-% eines nicht-ionischen oder anionischen, grenzflächenaktiven Mittels, (b) 1 bis 15 Gew.-% eines Homopolymers von Acrylsäure und (c) 1 bis 15 Gew.-% eines hydrotropen Mittels, beispielsweise Ethanolaminsalze von p-Toluolsulfonsäure, umfassen. Es ist weiter beschrieben, daß die Polymere bis zu 5 Mol-% eines Comonomers enthalten können und daß die flüssigen Reinigungsmittel verbesserte Lagerstabilität und verbessertes Reinigungsvermögen für Schlammflecken aufweisen.
- US-A-4,814,102 beschreibt polymere Reinigungsmitteladditive, welche monoethylenisch ungesättigte (C&sub3;-C&sub6;)-Carbonsäuren, umgesetzt mit Ethylenoxid, Propylenoxid, n-Butylenoxid oder Isobutylenoxid, zur Verwendung als ein Aufbaustoff und zum Bereitstellen von Dispersionsvermögen für Pigmentschmutz in gepulverten Reinigungsmitteln umfaßt.
- US-A-4,698,174 beschreibt verschiedene Copolymere von Acrylsäure und Maleinsäure als Additive für pulverförmige Waschmittel und Reinigungsmittel.
- US-A-3,922, 230 beschreibt biologisch abbaubare, oligomere Polyacrylate, die mit Hydroxygruppen und/oder Schwefelgruppen terminiert sind, zur Verwendung als Reinigungs- bzw. Waschmittelaufbaustoffe.
- US-A-4,490,271 beschreibt ein Gemisch von acrylischen Homopolymeren oder Copolymeren und Polyethylenglykol als Additive für eine phosphatfreie, gepulverte Reinigungsmittel- bzw. Waschmittelformulierung auf Basis eines grenzflächenaktiven Mittels. Es wird beschrieben, daß diese Reinigungsmittel die Beseitigung bzw. Entfernung von Ton- bzw. Lehmschmutz steigern.
- Die Copolymere können bis zu 20 Gew.-% Methacrylsäure, Hydroxyacrylsäure, Vinylchlorid, Vinylalkohol, Furan, Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinylacetat, Methylacrylat, Methylmethacrylat, Styrol, α-Methylstyrol, Vinylmethylether, Vinylethylether, Vinylpropylether, Acrylamid, Ethylen, Propylen und 3-Butensäure enthalten.
- Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, die Eigenschaften von flüssigen Reinigungsmittel- bzw. Waschmittelformulierungen bezüglich der Entfernung von Ton- bzw. Lehmschmutz zu steigern. Diese Aufgabe wird durch Einbringen eines Copolymers, das als polymerisierte Einheiten Acrylsäure- und Ethylacrylateinheiten in einer Menge enthält, die wirksam ist, eine gesteigerte Entfernung von Ton- bzw. Lehmschmutz zu liefern, in die Formulierungen gelöst. Mit dem Ausdruck "Acrylsäure" ist nicht nur Acrylsäure selbst eingeschlossen, sondern auch Salze von Acrylsäure, wie das Alkalimetall-, Ammonium- und Aminsalz von Acrylsäure und Kombinationen davon, wenn nicht eine deutlich andere Bedeutung angeführt wird.
- In einer Ausführungsform wurde eine wirksame Steigerung der Eigenschaften bezüglich der Entfernung von Ton- bzw. Lehmschmutz bei Verwendung von 0,5 bis etwa 5 Gew.-% eines Copolymers, das ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 1.000 bis 30.000 (gemessen durch wäßrige Gelpermeationschromatographie) aufweist und als polymerisierte Einheiten (a) 70 bis etwa 98 Gew.- % Acrylsäure (oder Salze davon) und (b) etwa 2 bis etwa 30 Gew.-% Ethylacrylat enthält.
- Verfahren zur Herstellung der Copolymere zur Verwendung in dieser Erfindung sind einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet der Copolymerisation wohl bekannt und können der US-A-4,314,004 entnommen werden, welche auf eine geeignete Synthese abzielt und auf welche Bezug genommen wird. Dieses Verfahren erfordert einen spezifischen Konzentrationsbereich eines Copolymerisationsinitiators und einen spezifischen Bereich bezüglich des molaren Verhältnisses der Initiatorkonzentration und der Konzentration bestimmter Metallsalze zum Erhalten der gewünschten Copolymere mit niedrigem Molekulargewicht, die in der vorliegenden Erfindung verwendbar sind.
- Ein anderes geeignetes Verfahren zur Herstellung dieser Copolymere mit niedrigem Molekulargewicht ist in US-A-4,301,266 beschrieben, auf welche hier ebenfalls Bezug genommen wird. In diesem Verfahren wird Isopropanol sowohl als Molekulargewichtsregulator als auch als Reaktionslösungsmittel verwendet. Das Reaktionslösungsmittel kann auch ein wäßriges Gemisch von Isopropanol sein, das mindestens 40 Gew.-% Isopropanol enthält.
- Das zur Herstellung der Copolymere verwendete Verfahren kann auf Wasserbasis oder Lösungsmittelbasis sein, es kann als ein Chargenverfahren, ein semikontinuierliches Verfahren oder kontinuierliches Verfahren laufen, die Umsetzung bzw. Reaktion kann thermisch initiiert, redoxinitiiert oder durch freie Radikale initiiert werden. Die Copolymere können aus der Lösung durch irgendeines der herkömmlichen Mittel isoliert werden oder sie können als eine verdünnte Lösung verwendet werden. Vorzugsweise ist das zur Herstellung der Copolymere verwendete Verfahren ein durch freie Radikale initiiertes Verfahren und das Copolymer wird als eine verdünnte, wäßrige Lösung verwendet.
- Der Acrylsäureanteil des Copolymers kann in saurer Form oder als wasserlösliches Salz der Acrylsäure vorliegen. Solche Salze schließen Alkalimetallsalze, Ammoniumsalze oder Aminsalze ein. Vorzugs Weise enthalten die Copolymere Acrylsäure (oder ein Salz davon) in einem Anteil von etwa 80 bis etwa 95 Gew.- % des Copolymers.
- Vorzugsweise enthalten die Copolymere Ethylacrylateinheiten in einem Anteil von etwa 5 bis etwa 20 Gew.-% des Copolymers.
- Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts (MW) der Copolymere beträgt etwa 1.000 bis etwa 30.000, vorzugsweise etwa 1.500 bis etwa 10.000, und am meisten bevorzugt etwa 3.000 bis etwa 7.000, gemessen durch wäßrige Gelpermeationschromatographie (GPC).
- Die Copolymere werden in die flüssigen Reinigungsmittelformulierungen in Anteilen eingebracht, in welchen sie den angestrebten Vorteil liefern, welcher im allgemeinen etwa 0,5 bis 5 Gew.-% der Polymerfeststoffe beträgt, bezogen auf die gesamte flüssige Reinigungsmittelformulierung. Vorzugsweise liegen die Copolymere in Anteilen von etwa 1 bis etwa 4 Gew.-% und am meisten bevorzugt in einem Anteil von etwa 3 Gew.-% der Polymerfeststoffe, bezogen auf die gesamte, flüssige Reinigungsmittelformulierung, vor. Bei Copolymeranteilen unterhalb von 0,5 Gew.-% werden die gewünschten Wirkungen bezüglich der Entfernung von Lehmschmutz nicht beobachtet. Bei Anteilen von oberhalb 5% sind die Copolymere im allgemeinen mit den flüssigen Waschmittelformulierungen nicht kompatibel. Homopolymere von Acrylsäure wurden bewertet und es wurde festgestellt, daß sie nicht mit den flüssigen Waschmittelformulierungen kompatibel sind.
- Die Copolymere können vorteilhaft jedem der typischerweise erhältlichen flüssigen Reinigungsmittelformulierungen zugegeben werden. Diese Formulierungen enthalten im allgemeinen grenzflächenaktive Mittel, Aufbaustoffe, Puffermittel, Bleichmittel, Enzyme, Stabilisatoren, Duftstoffe, Weißmacher, Weichmacher, Konservierungsstoffe, Trübungsmittel und Wasser.
- Obwohl anionische, kationische, nicht-ionische und zwitterionische grenzflächenaktive Mittel jeweils in den flüssigen Reinigungsmittelformulierungen verwendet werden können, enthalten solche Formulierungen üblicherweise anionische und nicht-ionische grenzflächenaktive Mittel. Geeignete anionisch grenzflächenaktive Mittel schließen beispielsweise C&sub8;-C&sub1;&sub2;-Alkylbenzolsulfonate, C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub6;-Alkansulfonate, C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub6;-Alkylsulfate, C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub5;-Alkylsulfosuccinate und C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub6;-ethoxylierte Sulfatalkanole ein. Geeignete nicht-ionische grenzflächenaktive Mittel schließen beispielsweise C&sub6;-C&sub1;&sub2;-Alkylphenolethoxylate, C&sub1;&sub2;-C&sub2;&sub0;-Alkanolalkoxylate und Blockcopolymere von Ethylenoxid und Propylenoxid ein. Gegegebenenfalls können die Endgruppen der Polyalkylenoxide blockiert werden, wodurch die freien OH-Gruppen der Polyalkylenoxide verethert, verestert, acetalisiert und/oder aminiert werden können. Die in den Reinigungsmitteln verwendbaren grenzflächenaktiven Mittel können ebenfalls einen amphoteren Charakter aufweisen und sie können Seifen sein. Im allgemeinen bilden die grenzflächenaktiven Mittel 2 bis 50, vorzugsweise 5 bis 45 Gew.-% der Reinigungsmittelformulierung.
- Beispiele der typischerweise in den flüssigen Formulierungen vorliegenden Aufbaustoffe schließen Phosphate, insbesondere Orthophosphate, Pyrophosphate und insbesondere Natriumtripolyphosphate ein. Weitere Beispiele sind Zeolithe, Natriumcarbonat, Polycarbonsäuren mit niedrigem Molekulargewicht, Nitrilotriessigsäure, Zitronensäure, Weinsäure, die Salze der vorgenannten Säuren und die monomeren, oligomeren oder polymeren Phosphonate. Die Aufbaustoffe liegen im allgemeinen in den flüssigen Reinigungsmittelformulierungen in Anteilen von etwa 0,5 bis etwa 30 Gew.-% und vorzugsweise in einem Anteil von etwa 5 bis etwa 20 Gew.-% der Formulierung vor.
- Andere übliche Additive für Waschmittel- und Reinigungsmittelformulierungen sind Bleichmittel, die in einer Menge von bis zu 30 Gew.-% der Formulierung verwendet werden; Korrosionsinhibitoren, wie Silikate, die in einer Menge von bis zu 25 Gew.-% der Formulierungen verwendet werden, und Vergrauungsinhibitoren, die in einer Menge von bis zu 5% verwendet werden. Geeignete Bleichmittel sind beispielsweise Perborate, Percarbonate oder Chlor erzeugende Substanzen, wie Chlorisocyanurate. Geeignete Silikate, die als Korrosionsinhibitoren verwendet werden, sind beispielsweise Natriumsilikat, Natriumdisilikat und Natriummetasilikat und Beispiele von Vergrauungsinhibitoren sind Carboxymethylcellulose, Methylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose und Pfropfcopolymere von Vinylacetat und Polyalkylenoxiden mit einem Molekulargewicht von 1.000 bis 15.000. Andere übliche Reinigungsmitteladditive, die gegebenenfalls verwendet werden, sind optisch Aufheller, Enzyme und Duftstoffe. Zusätzlich können die flüssigen Reinigungsmittel bis zu 80 Gew.-% Wasser enthalten.
- Die Wirksamkeit der Polymere dieser Erfindung in einer flüssigen Reinigungsmittelformulierung wurde bewertet, indem verschmutzte Baumwollgewebe in einer Sears-Kenmore-Ultra-Fabric-Care-Markenwaschmaschine (Modell Heavy Duty 80 Series), die auf typische US-Waschparameter eingestellt war, unter Verwendung einer im Handel erhältlichen flüssigen Zusammensetzung für starke Beanspruchungen gewaschen. Die Waschbedingungen sind in der nachstehenden Tabelle 1 detailliert angeführt und die flüssige Reinigungsmittelgrundformulierung, die zum Bewerten der Copolymere der Erfindung verwendet wurde, war z. B. die in EP-A-0 348 183 angeführte und ist in Tabelle 2 angeführt. Tabelle 3 zeigt andere geeignete Formulierungen für flüssige Reinigungsmittel, welche möglich sind, aber nicht hinsichtlich der Verwendung mit den Copolymeren der Erfindung beschränkend sind.
- Baumwollstoff #405 wurde von Test Fabrics, Inc. (Middlesex, NJ) erworben und auf eine spezifische Größe von 8,9 cm · 11,43 cm (3½" · 4½") geschnitten. Die Stoffe wurden anschließend beschmutzt, indem 0,7 bis 0,8 g einer 25%-igen Ton- bzw. Lehmaufschlämmung (in Wasser) unter Verwendung eines China- Borstenpinseln (#10) aufgebracht wurde. Der Schmutz wurde auf den Stoff innerhalb eines Kreises mit einem Durchmesser von 5,2 cm (2") "gemalt" und vor dem Waschen über Nacht an Luft trocknen gelassen.
- Die zum Beschmutzen der Stoffe verwendeten Tone bzw. Lehme waren von zwei Typen: (a) ein rötlich brauner Teilchenlehm und (b) ein tief orangenfarbener Ton bzw. Lehm. Zusätzlich wurden von Scientific Services (Oakland, N. J.) mit Ton bzw. Lehm vorbeschmutzte Stoffe erworben. Der von Scientific Services verwendet Ton bzw. Lehm war ein brauner Ton bzw. Lehm. Das Reflexionsvermögen von jedem der Stoffe wurde unter Verwendung eines Pacific Scientific Colorimeters (Colorgard System 1000) gemessen und die Daten wurden unter Verwendung der X,Y,Z-Farbskala aufgezeichnet. Das Reflexionsvermögen (Y) der verschmutzten Stoffe wurde vor dem Waschen derart gemessen, daß nur Stoffe des gleichen Reflexionsvermögens in einem Test verwendet wurden. Das Reflexionsvermögen wurde anschließend nach dem Waschen gemessen, um die Wirksamkeit des Reinigungsmittels zu bewerten. Die in Tabelle IV angeführten ΔY-Werte beziehen sich auf die Änderung im Reflexionsvermögen relativ zu den Kontrollstoffen, die mit einem Reinigungsmittel, das kein Polymer enthielt, gewaschen wurden.
- Jede der drei Ton- bzw. Lehmverschmutzungen wurden mit 4 Wiederholungen bewertet. Die in Tabelle IV erscheinenden Daten sind zusammengesetzte Durchschnittswerte der Werte bezüglich des Reflexionsvermögens, die aus all den mit den angeführten Polymeren gewaschenen Ton- bzw. Lehmverschmutzungen erhalten wurden.
- Vorrichtung Sears Kenmore Markenwaschmaschine
- Temperatur warm (35ºC)
- Wasserhärte moderat (120 ppm)
- Bewegung schnell
- Waschzyklus medium (10 min)
- Wasserkapazität 63,2 Liter (16,7 Gallonen)/Füllung
- Reinigungsmitteldosierung (empfohlener Anteil) 130 g
- Polymerkonzentration 3% Feststoffe (neutralisiert, pH 7)
- Komponente Gew.-%
- Grenzflächenaktive Mittel
- Lineares Dodecylbenzolsulfonat 17,00
- Alkoholethoxylat (nicht-ionisch) 7,00
- Aufbaustoff
- Natriumcitrat 10,00
- Hydrotropes/löslichmachendes Mittel
- Monoethanolamid 2,00
- Verschiedenes* und Wasser bis zu 100%
- *Verschiedenes schließt Duftstoffe, Färbemittel, Fettsäuren, Weißmacher und Trübungsmittel ein. Tabelle III Flüssigzusammensetzungen
- LAS bedeutet "lineares Alkylbenzolsulfonat" Tabelle IV
- Schlüssel: AA Gew.-% Acrylsäure
- EA Gew.-% Ethylacrylat
- MAL Gew.-% Maleinsäure
- NIS Nicht-ionisches grenzflächenaktives Mittel
- HPA Gew.-% Hydroxypropylacrylat
- AA Gew.-% Phenylacrylsäure
- AM Gew.-% Acrylamid
- IA Gew.-% Itaconsäure
- MAA Gew.-% Methacrylsäure
- Beispiele 5 bis 12 und 14 bis 28 sind Vergleichsbeispiele.
- Diese Ergebnisse zeigen, daß Acrylsäure/Ethylacrylat-Copolymere zur Entfernung von Ton- bzw. Lehmverschmutzungen besonders wirksam sind. Acrylsäure/Ethylacrylat-Copolymere zeigen überlegene Ergebnisse, verglichen zu Homopolymeren, Copolymeren, die Comonomere enthalten, die anders als Ethylacrylat sind, und Terpolymere.
- Sears Kenmore ist ein Warenzeichen, das in einigen Ländern eingetragen sein kann.
Claims (10)
1. Verwendung in einer flüssgen Reinigungsmittelzusammensetzung von 0,5
bis 5 Gew.-% (bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung) eines
Copolymers, das ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 1.000 bis
30.000 (wie mittels wäßriger Gelpermeationschromatographie gemessen)
aufweist und als polymerisierte Einheiten (a) 70 bis 98 Gew.-% an
Einheiten von Acrylsäure oder einem Salz davon und (b) 2 bis 30 Gew.-%
Einheiten von Ethylacrylat enthält, um die Eigenschaften hinsichtlich der
Beseitigung von Ton- bzw. Lehmerde davon zu erhöhen.
2. Flüssige Waschreinigungszusammensetzung, welche mindestens ein
anionisches, grenzflächenaktives Mittel und 0,5 bis 5 Gew.-% (bezogen auf das
Gewicht der Zusammensetzung) eines Copolymers enthält, welches als
polymerisierte Einheiten (a) 70 bis 98 Gew.-% an Einheiten von Acrylsäure
oder einem Salz davon und (b) 2 bis 30 Gew.-% an Einheiten von
Ethylacrylat enthält und ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 1.000
bis 30.000 (wie durch wäßrige Gelpermeationschromatographie gemessen)
aufweist.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder Zusammensetzung nach Anspruch 2,
wobei das Copolymer als polymerisierte Einheiten (a) etwa 80 Gew.-%
Acrylsäure und (b) etwa 20 Gew.-% Ethylacrylat enthält.
4. Verwendung nach Anspruch 1 oder Zusammensetzung nach Anspruch 2,
wobei das Copolymer als polymerisierte Einheiten (a) etwa 90 Gew.-%
Acrylsäure und (b) etwa 10 Gew.-% Ethylacrylat enthält.
5. Verwendung nach Anspruch 1 oder Zusammensetzung nach Anspruch 2,
wobei das Copolymer als polymerisierte Einheiten (a) etwa 95 Gew.-%
Acrylsäure und (b) etwa 5 Gew.-% Ethylacrylat enthält.
6. Verwendung oder Zusammensetzung nach einem vorhergehenden
Anspruch, wobei das Copolymer ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts
von 1.500 bis 10.000 aufweist.
7. Verwendung oder Zusammensetzung nach einem vorhergehenden
Anspruch, wobei das Copolymer ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts
von 2.000 bis 7.000 aufweist.
8. Verwendung oder Zusammensetzung nach einem vorhergehenden
Anspruch, wobei das Copolymer bei 1 bis 4% vorliegt (bezogen auf das
Gewicht der Reinigungsmittelzusammensetzung).
9. Verwendung oder Zusammensetzung nach einem vorhergehenden
Anspruch, wobei das Copolymer bei etwa 3% vorliegt (bezogen auf das
Gewicht der Reinigungsmittelzusammensetzung).
10. Verwendung oder Zusammensetzung nach einem vorhergehenden
Anspruch, wobei die Zusammensetzung frei von Phosphat ist.
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