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Die vorliegende Erfindung betrifft die Zusammensetzung einer konservierungsmittelfreien Dispersionsfarbe. Des Weiteren betrifft die Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung.
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Aus dem Stand der Technik sind Dispersionsfarben auf Silikatbasis bekannt. Solche Silikatfarben enthalten als Bindemittel bzw. Co-Bindemittel üblicherweise Wasserglas, insbesondere Kaliwasserglas.
EP 1 297 079 B1 offenbart eine konservierungsmittelfreie Dispersionsfarbe auf der Basis von Wasserglas. Bei der Anwendung hat sich jedoch gezeigt, dass eine Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften wünschenswert wäre. Insbesondere der häufig notwendige Zweitauftrag der Farbe sowie die Ausbesserung einzelner Stellen erweisen sich als nachteilig.
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DE 10 2014 013 455 A1 beschreibt eine konservierungsmittelfreie Dispersionsfarbe, welche als Additiv ein Siliconat mit einem Massenanteil von 0,5-5% enthält.
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Bekannte topfkonservierungsfreie Dispersionsfarben auf Silikatbasis zeigen häufig ein „Aufbrennen“, d. h. bei einem erneuten zeitnahen Anstrich zur Verbesserung des Deckvermögens kann es zu einer schwierigeren Verarbeitung, Streifenbildung und zu Oberflächenstörungen kommen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konservierungsmittelfreie Dispersionsfarbe anzugeben, welche Verbesserungen in Bezug auf zumindest eine der folgenden Eigenschaften bereitstellt: Verarbeitbarkeit, Qualität des Farbauftrags, Deckkraft, Wirtschaftlichkeit, Haltbarkeit, Haltbarkeit nach Öffnung des Gebindes, Geruch, geringstmöglicher Gehalt an flüchtigen anorganischen Verbindungen (VOC, SVOC), biologische Abbaubarkeit der Inhaltsstoffe.
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Einen Beitrag zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe leistet eine Zusammensetzung nach den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Eine erfindungsgemäße Verwendung der Zusammensetzung wird mit den Merkmalen des Anspruchs 14 vorgeschlagen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der nachgeordneten Ansprüche.
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Die erfindungsgemäße Zusammensetzung einer konservierungsmittelfreien Dispersionsfarbe weist die folgenden Komponenten auf:
- (1) Wasser
- (2) Polymerdispersion
- (3) Pigment und/oder Füllstoff
- (4) Additiv, welches mindestens ein Amid der allgemeinen Formel (A):
R1-CO-NR2R3
mit den einzelnen Resten R1, R2 und R3 aufweist,
wobei R1 und R3 jeweils
- - eine Kohlenwasserstoffgruppe oder
- - eine Polyhydroxy-Gruppe der allgemeinen Formel (P): -CH2-(CHOR4)n-CH2OR5 ist, und
R2 eine Polyhydroxy-Gruppe der allgemeinen Formel (P) ist.
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Erfindungsgemäß ist gefunden worden, dass eine Dispersionsfarbe dank der Neutralisierung mit einem Additiv, welches mindestens ein oben genanntes tertiäres Amid aufweist, oder hieraus besteht, ohne Topf-Konservierungsmittel formuliert werden kann.
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Die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe benötigt keinerlei Konservierungsstoff als Zusatzmittel. Die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe hat eine ausgezeichnete Lagerstabilität von deutlich über 6 Monaten, selbst wenn der Zusatz des Additivs mit dem mindestens einen genannten tertiären Amid im unteren Bereich liegt.
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Ein genanntes tertiäres Amid erweist sich dabei als sehr effektives Neutralisierungsmittel, welches den pH-Wert der Zusammensetzung so stark zu erhöhen vermag, dass keine weitere Zugabe von herkömmlichen Topf-Konservierungsmitteln mehr erforderlich ist.
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Die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe weist eine überraschend hohe Deckkraft auf. Die Haltbarkeit sowohl im ungeöffneten Gebinde als auch nach Anbruch erweist sich als sehr gut.
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Aufgrund der korrosionsinhibierenden Eigenschaften des Amids schützt die erfindungsgemäße Farbe ferner, sofern bspw. Blechgebinde zum Einsatz kommen, das umgebende metallische Gebinde vor der Bildung von Flugrost.
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Es hat sich herausgestellt, dass die erfindungsgemäße Zusammensetzung die Rezeptierung VOC- und SVOC-freier Farben ermöglicht.
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Insbesondere hat sich herausgestellt, dass die erfindungsgemäße Farbe aufgrund des Einsatzes des tertiären Amids eine bessere Pigmentaufnahme zeigt und auf diesem Weg der Pigmenteinsatz reduziert werden kann, ohne dass das Deckvermögen schwächer wird.
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Ferner hat sich herausgestellt, dass bei Verwendung der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe auf der Basis genannter Amide eine Verlängerung der Offenzeit eintritt. Diese Eigenschaft ist bei der Überarbeitung erkennbar.
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Die Erscheinung des oben beschriebenen „Aufbrennens“ bei einem wiederholten Auftrag der Farbe ist mit der erfindungsgemäßen Farbe nicht erkennbar. Der erneute Auftrag der Farbe erfolgt problemlos.
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Das vorgeschlagene Additiv ist i.A. geruchsarm oder geruchsfrei und ferner frei von VOC. Eine anaerobe oder aerobe biologische Abbaubarkeit ist ermöglicht. Das Additiv mit mindestens einem genannten Amid kann dabei kennzeichnungsfrei sein.
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Konservierungsmittel, welche aus dem Stand der Technik bekannten, nicht konservierungsmittelfreien Dispersionsfarben beigemischt werden, werden auch als Topf-Konservierungsmittel bezeichnet. Diese Begriffe werden im Kontext der vorliegenden Erfindung synonym verwendet.
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Sämtliche Angaben zu Anteilen einzelner Komponenten sind als Massenenteile (in %), bezogen auf die jeweilige gesamte Zusammensetzung, zu verstehen.
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Im Folgenden werden die erfindungsgemäßen Aspekte weiter erörtert, wozu teilweise auf nicht limitierende vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung Bezug genommen wird. Die Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen lassen sich dabei einzeln oder auch in beliebiger Kombination realisieren, wodurch weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung geschaffen werden.
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Vorzugsweise gilt, dass in einer Polyhydroxy-Gruppe der allgemeinen Formel (P):-CH2-(CHOR4)n-CH2OR5 der Rest R5 bzw. die Reste R4 1...n jeweils ist bzw. jeweils sind: ein Wasserstoffatom (H), ein Alkylrest, ein Arylrest, ein Esterrest, ein Etherrest, oder eine Auswahl hiervon (nur R4 1...n), oder eine Mischung hiervon (nur R4 1...n).
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Mit anderen Worten weist eine Polyhydroxy-Gruppe der obigen allgemeinen Formel (P) eine Anzahl von n Resten R4, d.h. R4 1...n, sowie einen Rest R5 auf.
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Besonders bevorzugt bestehen dabei sämtliche der Reste R4 1...n und/oder der Rest R5jeweils aus einem H-Atom.
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Alternativ können die Reste R4 1...n vorzugsweise sein: ein Wasserstoffatom (H), ein Alkylrest, ein Arylrest, ein Esterrest, ein Etherrest, oder eine Auswahl hiervon, oder eine Mischung hiervon.
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Alternativ oder zusätzlich kann der Rest R5 vorzugsweise sein: ein Wasserstoffatom (H), oder ein Alkylrest, oder ein Arylrest, oder ein Esterrest, oder ein Etherrest.
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Alternativ oder zusätzlich, in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Zusammensetzung, ist in dem Amid gemäß Formel (A): R1 eine Kohlenwasserstoffgruppe, R2 eine Polyhydroxy-Gruppe der allgemeinen Formel (P), und R3 eine zweite Kohlenwasserstoffgruppe.
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Alternativ oder zusätzlich, gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, besteht die Komponente (4) für sich gesehen aus einem Amid der Formel (A), oder weist eine Mischung aus mindestens zwei Amiden der Formel (A) auf, oder besteht aus einer solchen Mischung.
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Alternativ oder zusätzlich, jedoch bevorzugt, kann mindestens eine in dem Amid enthaltene Kohlenwasserstoffgruppe eine lineare oder verzweigte, und gesättigte oder ungesättigte, Kohlenwasserstoffgruppe mit 7 bis 21 C-Atomen sein.
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Besonders bevorzugt bildet eine solche Kohlenwasserstoffgruppe den R1-Rest des Amids.
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Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt, dass die Polyhydroxy-Gruppe gemäß Formel (P) eine Hexose (n=6) ist, und, besonders bevorzugt, Glukose ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Zusammensetzung weist mindestens eine Polyhydroxygruppe eines in der Komponente (4) enthaltenen Amids ein modifiziertes Zuckerderivat auf.
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Bevorzugt handelt es sich dabei bei allen vorhandenen Polyhydroxygruppen jeweils um ein modifiziertes Zuckerderivat.
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In einer bevorzugten Weiterbildung beträgt der Massenanteil der Komponente (4) an der gesamten Zusammensetzung 0,1-10%, bevorzugt 2-8%, weiter bevorzugt 0,8-7%, weiter bevorzugt 4-6%.
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Ebenfalls bevorzugt ist ein Massenanteil der Komponente (4) an der gesamten Zusammensetzung von 0,8-3,0%, bevorzugt 0,8%, 2,5% oder 3,0%.
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Vorzugsweise beträgt der Massenanteil von Amiden der allgemeinen Formel (A) an der gesamten Zusammensetzung 0,1-5,0%, insbesondere 0,44-3,0%, und insbesondere 0,44-1,65%, bevorzugt 0,44, 1,38 oder 1,65%
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Die erfindungsgemäße Zusammensetzung weist gemäß Komponente (2) zumindest eine Polymerdispersion auf. Komponente (2) kann aus einer konkreten Polymerdispersion bestehen, oder kann alternativ eine Mischung aus mindestens zwei unterschiedlichen Polymerdispersionen sein.
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Bei der Auswahl geeigneter Polymerdispersion können grundsätzlich alle aus dem Stand der Technik bekannten Polymerdispersionen verwendet werden, welche auch für andere Dispersionsfarbensysteme benutzt werden. Hierunter fallen Polymere basierend auf Carbonsäurevinylester, insbesondere Vinylacetat, Vinylpropionat und Carbonsäurevinylester, sowie M-Vinylpyrrolidon und Derivate hiervon, ungesättigte Carbonsäuren, deren Ester und Amide sowie deren Anhydride, wie beispielsweise Ethylen und Propylen, sowie Acrylnitril. In bevorzugter Weise können ungesättigte Carbonsäuren wie beispielsweise Acryl- und Metacrylsäure und ungesättigte Carbonsäureester, beispielsweise Acryl- und Metacrylsäureester verwendet werden. Der Alkoholrest der Ester enthält typischerweise 1-12 Kohlenstoffatome und kann linear oder verzweigt sein, Cycloaliphate oder Aromaten enthalten und zusätzlich oder alternativ durch Hydroxylgruppen, Halogenatome oder Epoxidgruppen substituiert sein. Die Verwendung von gemischten Polymeren, bestehend aus unterschiedlichen Monomeren, ist möglich. Besonders bevorzugt ist der Einsatz von Styrol und dessen Derivaten.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung beträgt der Massenanteil der Komponente (2) an der gesamten Zusammensetzung 2-30%, bevorzugt 10-25%, weiter bevorzugt 15-22,5%.
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Die erfindungsgemäße Zusammensetzung weist gemäß Komponente (3) zumindest ein Pigment und/oder zumindest einen Füllstoff auf. Komponente (3) kann dabei aus einer konkreten Pigmentart und/oder aus einem konkreten Füllstoff bestehen, oder kann eine Mischung aus mindestens zwei unterschiedlichen Pigmentarten und /oder eine Mischung aus mindestens zwei unterschiedlichen Füllstoffen aufweisen oder hieraus bestehen.
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Als Pigment können dabei vorzugsweise die üblichen Pigmentbeimischungen von Dispersionsfarben verwendet werden, wie beispielsweise Titandioxid, Eisenoxid, Chromoxid, Kobaltblau, Phtalocyaninpigmente, Spinellpigmente, sowie Nickel und Chromtitanate, oder eine Mischung aus mindestens zwei hiervon.
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Als Füllstoffe können insbesondere Silikate, Carbonate, Flußspat, Sulfate, Oxide, oder eine Mischung aus mindestens zwei hiervon, dienen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Massenanteil der Komponente (3) an der gesamten Zusammensetzung 10-60%, bevorzugt 25-50%, weiter bevorzugt 30-40%.
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In einer bevorzugten Weiterbildung weist die Zusammensetzung als weitere Komponente (5) Cobindemittel auf, wobei der Massenanteil der Komponente (5) an der gesamten Zusammensetzung vorzugsweise bis 20% beträgt.
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Als Cobindemittel kann dabei bevorzugt dienen: Silikonharzemulsion, Kieselsol, Siloxan, oder eine Mischung aus mindestens zwei hiervon.
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Die Dispersionsfarbe wird durch Zugabe der Komponente (4) vorzugsweise auf einen pH-Wert im Bereich von 10,0 bis 11,5 eingestellt. Das entstehende alkalische Milieu sorgt für eine ausgezeichnete biozide Wirkung.
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Zur Einstellung des pH-Werts können der Zusammensetzung, in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung auch zusätzliche wasserlösliche Hydroxide, wie z. B. NaOH, KOH oder Ca(OH)2, oder Mischungen hiervon, zugegeben werden.
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Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Dispersionsfarbe zusätzliche Additive wie Dispergiermittel, Verdickungsmittel, Stabilisatoren, Entschäumer, Hydrophobierungsmittel, oder eine Mischung hiervon, enthalten.
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Die Zusammensetzung nach der vorliegenden Erfindung, insbesondere nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, oder gemäß einer Kombination der beschriebenen Ausführungsformen, weist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung keine darüber hinausgehenden weiteren Inhaltsstoffe bzw. Komponenten auf.
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Die erfindungsgemäße Zusammensetzung ist insbesondere frei von zusätzlichen Konservierungsmitteln, insbesondere Bioziden.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe weist eine Zusammensetzung wie folgt auf: 2-30% Polymerdispersion, 0-20% Cobindemittel (insbesondere Silikonharzemulsion, Kieselsol, Siloxan, oder eine Mischung hiervon), 10-60% Pigment und/oder Füllstoff, 0,1-10% eines Additivs gemäß Komponente (4), sowie zu 100% ergänzte Anteile an Wasser.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dispersionsfarbe weist neben der Polymerdispersion und dem Additiv gemäß Komponente (4) bis zu 20% Cobindemittel, bevorzugt 2-5%, auf; ferner 10-60% Pigment und/oder Füllstoff, bevorzugt 25-50%; und zu 100% ergänzte Anteile an Wasser.
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Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung einer Dispersionsfarbe für den Anstrich im Innenbereich. Es hat sich herausgestellt, dass aufgrund der Abwesenheit von Konservierungsstoffen und Lösungsmitteln in der Farbe im Innenbereich keine allergischen Reaktionen beobachtet werden, die von typischen Topf-Konservierungsmitteln ausgelöst werden.
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Beispiele
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Die Erfindung wird durch die nachfolgenden, beispielhaften Zusammensetzungen näher beschrieben. Die aufgeführten Beispiele sind dabei nicht einschränkend zu verstehen, und der Fachmann auf dem Gebiet kann, basierend auf der vorliegenden Beschreibung sowie seinem allgemeinen Fachwissen, weitere Ausführungsformen der Erfindung ausarbeiten, ohne erfinderisch tätig werden zu müssen.
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Erfindungsgemäße Beispiele werden durch die in der nachfolgenden Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzungen der Beispiele B1, B2 und B3 angegeben.
Tabelle 1: Beispiele von erfindungsgemäßen Zusammensetzungen für Innenfarben. Alle Werte beziehen sich auf Massenanteile in Prozent (%), bezogen auf die Gesamtmasse der jeweiligen Zusammensetzung. Bei den dargestellten Beispielen beträgt der Massenanteil von Amiden der allgemeinen Formel (A) an dem Additiv gemäß Komponente (4) 55%, so dass der Massenanteil von Amiden der allgemeinen Formel (A) an der gesamten Zusammensetzung beträgt in: B1: 0,44%, B2: 1,38%, B3: 1,65%.
| Beispiel Innenfarbe | B1 | B2 | B3 |
| Polymerdispersion (Styrolacrylat) | 36,0 | 10,0 | 9,0 |
| Pigment | 20,0 | 8,5 | 13,0 |
| Füllstoffe | 9,5 | 48,0 | 44,0 |
| Additiv gemäß Komponente (4) | 0,8 | 2,5 | 3,0 |
| Zusätzliche Additive | 3,7 | 1,5 | 4,0 |
| Wasser | 30,0 | 29,5 | 27,0 |
| Σ | 100,0 | 100,0 | 100,0 |
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Die Farben gemäß B1 bis B3 zeigen eine Lagerstabilität von deutlich mehr als 6 Monaten, sind ausgezeichnet verarbeitungsfähig und weisen unterschiedliche Nassabriebklassen von Nassabriebklasse 1 bis 3 nach DIN EN 13300 auf.
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Das Deckvermögen nach DIN EN 13300 liegt zwischen Klasse 2 bei 6 m2/l und Klasse 1 bei 7 m2/l.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1297079 B1 [0002]
- DE 102014013455 A1 [0003]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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