CH519015A - Als Möbelpolitur geeignetes Aerosolgemisch und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Als Möbelpolitur geeignetes Aerosolgemisch und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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Description
Als Möbelpolitur geeignetes Aerosolgemisch und Verfahren zu dessen Herstellung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein als Möbelpolitur geeignetes, Wachs und Polysiloxan enthaltendes Aerosolgemisch und auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Eine Reihe sogenannter Aerosol- oder Selbstsprühwachsgemische sind in der Technik bekannt. Diese weisen jedoch bezüglich ihrer Glanzerzeugungseigenschaften und ihrer Stabilität Nachteile auf. Ausserdem muss nach dem Aufbringen solcher Gemische zur Erzielung eines ausreichenden Glanzes ziemlich stark nachgerieben werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Aerosolgemisch zu schaffen, das im Behälter stabil ist und nach dem Auftragen auf eine Oberfläche, praktisch ohne Nach reiben bzw. Polieren, einen guten Glanz ergibt.
Dies wird durch das erfindungsgemässe Aerosolgemisch erreicht, welches in Form einer W/O-Doppelemulsion vorliegt, deren kontinuierliche äussere Phase praktisch das gesamte im Gemisch vorhandene Wachs und silikonfreie öl sowie Lösungsmittel, und deren wässrige, diskontinuierliche innere Phase praktisch das gesamte im Gemisch vorhandene Polysiloxan, diskontinuierlich in der wässrigen Phase verteilt, enthält.
Es wurde festgestellt, dass einem Möbelstück durch Behandlung mit dem erfindungsgemässen Gemisch in welchem das Polysiloxan, das vermutlich der hauptsächliche glanzbildende Bestandteil des Gemischs ist, in de inneren Wasserphase enthalten ist, ein ungewöhnlich ho her Glanz verliehen wird. Dieser Glanzgrad wird nicht erhalten, wenn eine äquivalente Menge Polysiloxan der kontinuierlichen Ölphase zugesetzt wird. Es wurde auch gefunden, dass für ein optimales Verhalten die Verwendung eines Lösungsmittels hoher Flüchtigkeit als Träger für die Wachse in der kontinuierlichen Phase sehr wesentlich ist.
Die kontinuierliche Ölphase stellt die äussere Phase des vollständigen Gemischs dar, wie es im Aerosolbehälter vorliegt. Das Treibmittelsystem ist in der äusseren Phase enthalten und umfasst Lösungsmittel, z.B.
teilweise aus verflüssigtem gasförmigem Treibmittel und teilweise aus hochflüchtigem Lösungsmittel, in welchem Wachs(e) und gegebenenfalls silikonfreie Öle als Belagmaterial(ien) gelöst oder innig verteilt sind.
Erfindungsgemäss wird das beschriebene Aerosolgemisch hergestellt, indem eine W/O-Emulsion hergestellt wird, deren kontinuierliche äussere Phase sämtliche in das Gemisch einzubringenden Wachse und silikonfreien Öle sowie Lösungsmittel enthält, wobei separat davon eine O/W-Emulsion hergestellt wird, deren diskontinuierliche Phase das in das Gemisch einzubringende Polysiloxan enthält, und wobei die beiden erhaltenen Emulsionen so miteinander vermischt werden, dass die Wasserphasen der beiden Emulsionen zu einer einzigen, die diskontinuierliche innere Phase der Doppelemulsion bildende Wasserphase vereinigt werden und das Polysiloxan der inneren Phase der O/W-Emulsion als diskontinuierliche innere Phase in die Wasserphase der Doppelemulsion übergeht.
Die kontinuierliche Ölphase, welcher das Treibmittel noch nicht zugegeben wurde, wird beispielsweise dadurch hergestellt, dass man ein oder mehrere Wachsbelagmaterialien mit dem hochflüchtigen Lösungsmittel bei erhöhten Temperaturen mischt, bis eine vollständige Lösung oder Verteilung erzielt ist. Die angewendeten bevorzugten Wachse zeichnen sich im allgemeinen durch die folgenden Eigenschaften aus: Schmelzpunkt zwischen 43 und 91 0C; zumindest teilweise Löslichkeit in aliphatischen Kohlenwasserstofflösungsmitteln, Unlöslichkeit in niedrigmolekularen Alkoholen; gute Filmbildungseigenschaften und Wasserbeständigkeit.
Als Beispiele sollen die folgenden Wachse erwähnt werden: mikrokristalline Wachse, oxidierte mikrokristalline Wachse, Paraffinwachs, Carnaubawachs, Bienenwachs, Ceresinwachs usw.
Die im erfindungsgemässen Gemisch enthaltene Wachsmenge kann stark variieren, und zwar in Abhängigkeit von dem oder den ausgewählten Wachs(en) und von der Art des gewünschten Produktes. Im allgemeinen enthält das Gemisch jedoch 0,1 - 10 Gew.-O Belagmaterial, bezogen auf Gesamtgewicht.
Ein oder mehrere silikonfreie (Öl(e) mineralischen, tierischen oder pflanzlichen Ursprungs können dem Wachs in der äusseren ölphase als Hilfsstoff zugesetzt werden, wodurch das Gemisch vorteilhafte Eigenschaften erhält; dieser Zusatz ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Bei den Ölen, die in die äussere Ölphase des erfindungsgemässen Gemischs eingearbeitet werden können, kann es sich um die verschiedensten öle handeln, die gewöhnlich in Möbelpolituren verwendet werden.
Beispiele hierfür sind die folgenden: weisse Mineralöle, Rizinusöl, Leinöl, Safloröl, Spindelöl, Spermöl usw. Die venvendete Ölmenge hängt gleichfalls vom jeweils ausgewählten Öl und dem gewünschten Ergebnis ab. Im allgemeinen macht das öl jedoch 0,1-10 Gew.-o, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemischs, aus.
Zur Herstellung der äusseren Ölphase wird beispielsweise das Wachs mit oder ohne öl in Lösungsmittel aufgelöst oder innig verteilt, bei welchem es sich vorzugsweise um hochflüchtiges Lösungsmittel handelt. Es sind in der Technik viele Lösungsmittel bekannt, die diesem Erfordernis gerecht werden. Ein jedes dieser Lösungsmittel kann verwendet werden.
Es wird bevorzugt, dass das verwendete Lösungsmittel ein oder mehrere der folgenden Kennzeichen aufweist: (a) einen Siedepunkt unterhalb ungefähr 1500C; (b) einen Kauri-Butanol-Wert (A.S.T.M. Methode D1133) weniger als ungefähr 40; und (c) eine Verdampfungsrate (A.S.T.M. Methode D-1078) weniger als ungefähr 20. Typische Beispiele sind die folgenden: Hexan, Heptan, Octan, VM & -Naphtha, Isopar E, Isopar C usw.
Die Menge an verwendetem Lösungsmittel hängt natürlich vom jeweils verwendeten Wachs und von der Löslichkeit des Wachses in dem Lösungsmittel ab. Im allgemeinen macht das Lösungsmittel jedoch ungefähr 5,0 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemischs, aus.
Bei der Herstellung des erfindungsgemässen Gemischs ist es von Vorteil, die äussere Ölphase vor der Vermischung mit der das Polysiloxan enthaltenden O/W Emulsion in eine W/O-Emulsion zu überführen. Dies kann dadurch ausgeführt werden, dass man mit Hilfe eines Wasser/Ol-Emulgators Wasser in der äusseren ölphase dispergiert. Es sind zahlreiche Emulgatoren dieser Art in der Technik bekannt, welche sich für den vorliegenden Zweck eignen. Als Beispiele sollen die folgenden erwähnt werden: Arlacel C (Sorbitsesquioleat) (Atlas Chemical); Emcol 511 (Tallölsäurealkanolamide) (Witco Chemical); Emcoly 14 (Polyglycerinoleat) (Witco Chemical); und Monamid 908 (Tallölsäure alkanolamide) (Mona Ind.).
Die verwendete Menge an Emulgator soll genügen, um das Wasser in dem öl ausreichend zu dispergieren und ändert sich mit den ausgewählten Materialien. Jedoch macht sie gewöhnlich zwischen 0,25 u. 5,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemischs, aus.
Die zur Herstellung der Wasser-in-Öl-Emulsion verwendete Wassermenge ist nicht sehr kritisch. Gewöhnlich macht sie 10,0 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemischs, aus.
Es ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass in den oben beschriebenen Wasser-in-Öl-Emulsionsan- satz eine O/W-Emulsion von Polysiloxan in Wasser eingearbeitet wird. Es wurde in unerwarteter Weise gefunden, dass sich das Polysiloxan in der Wasserphase der genannten Wasser-in-Öl-Emulsion als diskontinuierliche Phase verteilt, wenn die genannte Polysiloxan-in-Wasser Emulsion (welche eine Öl-in-Wasser-Emulsion ist) mit der genannten Wasser-in-Öl-Emulsion gemischt wird.
Im erfindungsgemässen Gemisch können die verschiedensten Polysiloxane verwendet werden. Bei diesen handelt es sich gewöhnlich um ölige Polysiloxane und insbesondere um Homopolymere oder Mischpolymere von Siloxanen der Formel: R3SiO (R2SiO)n SiR5, worin R eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe ist, welche vorzugsweise keine aliphatischen Kohlenstoff-Kohlenstoff Mehrfachbindungen aufweist. R muss im gesamten Molekül nicht immer gleich sein.
Das Symbol n in der obigen Formel ist eine Ganzzahl, die gewöhnlich in der Grössenordnung von 50 bis 1000 liegt. Bei einer bevorzugten Form der Erfindung sind die verwendeten Polysiloxane Dimethylpolysiloxane, die eine Viskosität im Bereich von ungefähr 50 bis 20 000 Centistoke aufweisen. Es werden jedoch optimale Resultate mit Dimethylpolysiloxanen erhalten, die eine Viskosität im Bereich von ungefähr 1500 bis 2000 Centistoke aufweisen.
Wie oben angegeben wird das Polysiloxan in Form einer O/W-Emulsion verwendet. Eine Reihe von Emulsionen dieser Type können unter Verwendung herkömmlicher und allgemein bekannter Emulgiermittel hergestellt werden. Es können jedoch auch die verschiedensten fertigen Emulsionen verwendet werden, die auf dem Markt erhältlich sind. Besonders günstig sind die sogenannten scherunstabilen Emulsionen, die sich dadurch auszeichnen, dass die Emulsion gebrochen wird, wenn das Material auf eine Oberfläche aufgebracht und gerieben wird, wodurch das Polysiloxan in Freiheit gesetzt wird. Diese Emulsionen werden gewöhnlich unter Verwendung von ungefähr 3 Gew.-% eines nicht-ionischen Emulgators hergestellt. Eine typische Emulsion dieser Art wird von Union Carbide unter dem Warenzeichen Silicone Emulsion LE 462 vertrieben.
Hierbei handelt es sich um eine 35%ige O/W-Emulsion eines Dimethylpolysiloxans, welches eine Viskostät von ungefähr 1500 Centistoke besitzt.
Die Menge an Polysiloxan, das in das erfindungsgemässe Gemisch eingearbeitet wird, hängt weitgehend von der Natur des gewünschten Produktes ab. Im allgemeinen macht sie jedoch ungefähr 0,1 bis 10 Gew.-% der Gesamtmenge des fertigen Produkts aus.
Die Ausführungsformen zur Herstellung der erfindungsgemässen Gemische sind besonderer Art. Wenn bspw. ein öl zu der äusseren ölphase zugesetzt werden soll, dann wird es zuerst mit demWasser-in-Öl-Emulgier- mittel und einem Teil des flüchtigen Lösungsmittels bei erhöhter Temperatur in einem ersten Behälter gemischt, bis das öl vollständig aufgelöst ist. Natürlich soll die Temperatur nicht so hoch sein, dass das genannte Lösungsmittel in beträchtlichem Ausmass absiedet.
Das verwendete Wachs oder die verwendeten Wachse werden beispielsweise in einem zweiten Behälter geschmolzen, zu welchem dann der Rest des zu verwendenden flüchtigen Lösungsmittels gegeben wird. Das Gemisch wird dann dem Inhalt des ersten Behälters zugesetzt, und alle Bestandteile werden gerührt, bis das Wachs aufgelöst ist.
Die Hauptmasse des zuzusetzenden Wassers wird dann in einem gesonderten Behälter erhitzt und langsam unter heftigem Rühren der nach obiger Vorschrift hergestellten Lösung aus Wachs, Öl, Emulgator und flüchtigem Lösungsmittel langsam zugesetzt. Hierauf schliesst sich der Zusatz einer vorher hergestellten O/W-Emulsion von Polysiloxan an. Das Gemisch wird dann abkühlen gelassen, währenddessen gerührt wird.
Bei der Herstellung des fertigen Aerosolprodukts wird das nach obiger Vorschrift hergestellte Gemisch beispielsweise in einen Aerosolbehälter eingebracht, welcher dann mit einem Aerosolventil verschlossen und dann mit Treibmittel gefüllt wird.
Für diesen Zweck können die verschiedensten Treibmittel verwendet werden. Im allgemeinen handelt es sich um verflüssigte treibende Gase und insbesondere um Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe, Gemische aus Kohlenwasserstoffen, Gemische aus halogenierten Kohlenwasserstoffen oder Gemische aus Kohlenwasserstoffen und halogenierten Kohlenwasserstoffen.
Beispielsweise können die folgenden Treibmittel oder Treibmittelgemische verwendet werden: Trichlorfluormethan ( Freon 11), Dichlordifluormethan ( Freon 12), Dichlortetrafluoräthan ( Freon 114), Propan, Iso- butan und n-Butan.
Das Treibmittel wird zweckmässig in einer ausreichenden Menge verwendet, um im wesentlichen die Gesamtmenge der Zusammensetzung aus dem Behälter durch das Ventil als Spray auszutreiben. Im allgemeinen macht es 5 bis 50 Gew.-% des gesamten Gemisches aus.
Der im Behälter aufgebaute Enddruck kann beträchtlich variieren. Er liegt jedoch im allgemeinen im Bereich von 1,4 bis 2,8 atü.
Zusätzlich zu den oben erläuterten Komponenten kann das erfindungsgemässe Gemisch weitere übliche Komponenten enthalten, die Möbelpolituren dieser Art gewöhnlich zugesetzt werden. Beispiele hierfür sind geruchsverbessernde Mittel, antistatische Mittel, Antigleitmittel, Scheuermittel, Germicide, Fungicide, Farbstoffe usw.
Es wird vermutet, dass der aussergewöhnlich hohe Glanz, der auf Oberflächen mit den erfindungsgemässen Gemischen erhalten werden kann, seinen Grund in den folgenden Tatsachen hat. Wenn das Gemisch auf eine Oberfläche aufgebracht wird, dann bildet sich augenblicklich ein Film aus Ölen und Wachsen, und zwar aufgrund der hohen Flüchtigkeit des Lösungsmittels. Dieser Film ist wasserabstossend und verhindert das Eindringen der Wasserphase. Das in dieser Wasserphase enthaltene Polysiloxan wird, wenn es in Freiheit gesetzt wird, auf der Oberfläche der ol-Waclls-Schicht konzentriert, wodurch die glanzbildenden Eigenschaften verbessert werden.
Beispiel I
Es wurde ein Ansatz der folgenden Zusammensetzung herstellt:
Gew.-% 1) oxydiertes mikrokristallines Wachs (Erdöl) 2,0 2) weisses Mineralöl 1,0 3) Sorbitsesquioleat (W/ö-Emulgator) 1,5 4) Isopar E-Lösungsmittel (Humble Oil Co.) (Kohlenwasserstoffgemisch aus isoparaffini schen Kohlenwasserstoffen, hauptsächlich
C8-Isomere) 29,0 5) Silicon-Emulsion)y LE 462 (Union Carbide) wässrige Öl-in-Wasser-Emulsion von Dime thylpolysiloxan einer Viskosität 1500 bis
2000 Centistoke (35% Feststoffe) 10,0 6) Zitronenölduftstoff 0,75 7) Wasser (deionisiert) 55,75 Herstellungsweise: a) Mineralöl 2, Emulgator 3 und 12,9 kg Lösungsmittel 4 werden in einem verschlossenen, ummantelten Behälter eingebracht, der mit einem rasch laufenden und hohe Scherkräfte erzeugenden Mischer ausgerüstet ist.
b) Dies wird auf 700C erhitzt und gerührt, bis eine vollständige Lösung stattgefunden hat.
c) In einem gesonderten Behälter wird das Wachs 1 geschmolzen, und der Rest des Lösungsmittels (0,32 kg) wird zugegeben.
d) Das in c) hergestellte Gemisch wird dem genannten ummantelten Behälter zugegeben, und gerührt, bis das Wachs vollständig gelöst ist.
e) In einem gesonderten Tank wird das Wasser 7 auf 700C erhitzt.
f) Das in Stufe e) erhitzte Wasser wird langsam dem ummantelten Behälter unter heftigem Rühren zugegeben, worauf sich noch der Zusatz der Silikonemulsion 5 anschliesst.
g) Das ganze wird unter Rühren auf 350C abgekühlt.
h) Der Zitronenölduftstoff 6 wird zugegeben.
85 Gew.-Teile der obigen Zusammensetzung werden in einen Aerosolbehälter eingebracht, der mit einem Aerosolventil verschlossen wird. Der Behälter wird dann mit 15 Gew.-% Treibmittdgemisch gefüllt, welches aus 13 Gew.-Teilen Freon 12 (Dichlordifluormethan) und 2 Gew.-Teilen Propan besteht. Nach dem Auffüllen hatte der Behälter bei 210C einen Druck von 2,52 + 0,28 atü.
Beispiel 2
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, mit dem Unterschied, dass anstelle des Gemischs aus Freon 12 und Propan als Treibmittel 15 Gew.-Teile Freon 12 alleine als Treibmittel verwendet wurden.
Beispiel 3
Ein Ansatz der folgenden Zusammensetzung wurde hergestellt:
Gew.-% 1) oxydiertes mikrokristallines Wachs (Erdöl) 2,0 2) weisses Mineralöl 1,0 3) Sorbitsesquioleat (W/Ö-Emulgator) 1,5 4) Isopan E-Lösungsmittel (Humble Oil Co.) (Kohlenwasserstoffgemisch aus isoparaffini schen Kohlenwasserstoffen, hauptsächlich Cs-Isomere) 29,0 5) Siliconemulsion LE 462 (Union Carbide) wässrige Öl-in-Wasser-Emulsion von Dime thylpolysiloxan einer Viskosität von 1500 bis
2000 Centistoke (35% Feststoffe) 15,0 6) Zitronenölduftstoff 1,0 7) Wasser (deionisicrt) 50,5 Herstellungsweise:
: a) Man gebe die Bcstandteilc 2, 3 und 4 in einen verschlossenen, ummantelten Behälter, der mit einem schnell laufenden und hohe Scherkräfte erzeugenden Rührer ausgerüstet ist.
b) Erhitze auf 700C und rühre, bis eine vollständige Lösung stattgefunden hat.
c) Schmelze das Wachs 1 und gebe es zum Behälter, rühre bis das Wachs vollständig aufgelöst ist.
d) Erhitze das Wasser 7 in einem gesonderten Tank auf 700C.
e) Gebe das erhitzte Wasser langsam unter heftigem Rühren zu und setze dann die Silikonemulsion 5 zu.
f) Kühle unter Rühren auf 350C.
g) Füge den Zitronenölduftstoff hinzu.
85 Gew.-Teile des obigen Produktes werden dann in einen Aerosolbehälter eingebracht, der mit einem Aerosolventil verschlossen wird. 15 Gew.-Teile Freon 12 werden dann durch das Aerosolventil eingefüllt.
Beispiel 4 Gew.-% 1) Mikrokristallines Wachs Fp 630C 2,0 2) Paraffinwachs 2,0 3) weisses Mineralöl 1,0 4) Emcolv 14 (Polyglycerinoleat) 1,5 5) VM & -Naphtha 35,0 6) Silicnemulsion LE 462 15,0 7) Duftstoff 0,5 8) Wasser 43,0
100,0
90 Gew.-Teile der obigen Zusammensetzung werden in einen Aerosolbehälter eingebracht, der mit einem Aerosolventil verschlossen wird. 10 Gew.-Teile Propan werden dann durch das Aerosolventil eingefüllt.
Beispiel 5
Gew.-So
1) Bienenwachs 4,0 2) Rizinusöl USP 2,0 3) Emcol 511 (Alkanolamid) 2,0 4) Heptan 30,0 5) Siliconemulsion LE 462 10,0 6) Duftstoff 0,75 7) Wasser 51,25
100,00
85 Gew.-Teile des obigen Produkts werden in einen Aerosolbehälter eingebracht, der mit einem Aerosolventil verschlossen wird. 10 Gew.-Teile Freon 12 und 5 Gew.-Teile Isobutan werden dann durch das Aerosolventil eingefüllt.
Claims (1)
- PATENTANSPRÜCHEl. Als Möbelpolitur geeignetes, Wachs und Polysiloxan enthaltendes Aerosolgemisch, dadurch gekennzeichnet, dass es in Form einer W/O-Doppelemulsion vorliegt, deren kontinuierliche äussere Phase praktisch das gesamte im Gemisch vorhandene Wachs und silikonfreie Öl sowie Lösungsmittel, und deren wässrige, diskontinuierliche innere Phase praktisch das gesamte im Gemisch vorhandene Polysiloxan, diskontinuierlich in der wässrigen Phase verteilt, enthält.II. Verfahren zur Herstellung eines Aerosolgemischs gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass eine W/O-Emulsion hergestellt wird, deren kontinuierliche äussere Phase sämtliche in das Gemisch einzubringenden Wachse und silikonfreien Öle sowie Lösungsmittel enthält, dass separat davon eine O/W-Emulsion hergestellt wird, deren diskontinuierliche Phase das in das Gemisch einzubringende Polysiloxan enthält, und dass die beiden erhaltenen Emulsionen so miteinander vermischt werden, dass die Wasserphasen der beiden Emulsionen zu einer einzigen,die diskontinuierliche innere Phase der Doppelemulsion bildende Wasserphase vereinigt werden und das Polysiloxan der inneren Phase der O/W-Emulsion als diskontinuierliche innere Phase in die Wasserphase der Doppelemulsion übergeht UNTERANSPRÜCHE 1. Gemisch gemäss Patentanspruch I, dadurch ge kelulzeichnet, dass das Lösungsmittel ein flüchtiges Lösungsmittel ist.2. Gemisch gemäss Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel zusäzlich ein Aerosoltreibmittel enthält, in welchem das Wachs löslich ist.3. Gemisch gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass in der äusseren Phase Mineralöl, pflanzliches oder tierisches Öl enthalten ist.4. Gemisch gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Polysiloxan ein Dimethylpolysiloxan einer Viskosität zwischen 50 und 20 000 cSt ist.5. Gemisch gemäss Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 0,1 - 10,0 Gew.-% Wachs, 5 - 75 Gew.-% flüchtiges Lösungsmittel, 5,0-50,0 Gew.-% Treibmittel, 0,1-10 Gew.-% Dimethylpolysiloxan und 10,0-90,0 Gew.-% Wasser.6. Gemisch gemäss Unteranspruch 5, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 0,1 - 10 Gew.-% Mineralöl, tierischen oder pflanzlichen Öls in der äusseren Phase.7. Gemisch gemäss Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dimethylpolysiloxan eine Viskosität zwischen 1500 und 2000 cSt und das flüchtige Lösungsmittel einen Siedepunkt unterhalb 1500 C aufweist.8. Gemisch gemäss Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass praktisch die Gesamtmenge des Treibmittels in der äusseren Phase vorliegt.
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