EP2366767A2 - Elektrisch leitfähige Fußbodenpflegemittel - Google Patents

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EP2366767A2
EP2366767A2 EP11001389A EP11001389A EP2366767A2 EP 2366767 A2 EP2366767 A2 EP 2366767A2 EP 11001389 A EP11001389 A EP 11001389A EP 11001389 A EP11001389 A EP 11001389A EP 2366767 A2 EP2366767 A2 EP 2366767A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
care
cleaning agent
agent according
conductive
pigments
Prior art date
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Granted
Application number
EP11001389A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP2366767B1 (de
EP2366767A3 (de
Inventor
Reinhold Dr. Rüger
Matthias Dr. Kuntz
Christina Dr. Maggakis-Kelemen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
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Publication date
Application filed by Merck Patent GmbH filed Critical Merck Patent GmbH
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Publication of EP2366767A3 publication Critical patent/EP2366767A3/de
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Publication of EP2366767B1 publication Critical patent/EP2366767B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/02—Inorganic compounds ; Elemental compounds
    • C11D3/12—Water-insoluble compounds
    • C11D3/1213—Oxides or hydroxides, e.g. Al2O3, TiO2, CaO or Ca(OH)2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/0005—Other compounding ingredients characterised by their effect
    • C11D3/0036—Soil deposition preventing compositions; Antiredeposition agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/02—Inorganic compounds ; Elemental compounds
    • C11D3/12—Water-insoluble compounds
    • C11D3/124—Silicon containing, e.g. silica, silex, quartz or glass beads
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/40—Dyes ; Pigments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
    • C11D7/02—Inorganic compounds
    • C11D7/20—Water-insoluble oxides

Definitions

  • the present invention relates to a transparent electrically conductive floor care product, in particular for antistatic floors, which is characterized in that it contains one or more transparent electrically conductive pigments.
  • EPA areas In sensitive work areas (eg electronics industry, data processing, laboratories, clean rooms, hospitals, chemical plants or other companies with explosion hazard) electrostatic discharges must be prevented. Such sensitive workspaces are often referred to as "EPA areas”. EPA stands for “electrostatic-protectedarea", electrostatically protected area. In the electronics industry sensitive electronic components are manufactured in EPA areas, or those in other modules, so-called ESD (electronic sensitive devices), installed. The latter can z. B. also in the automotive or aircraft industry be the case, which is why EPA areas are also necessary in other industries. An EPA area may, for. A table, a designated area in a room, a laboratory or a factory hall.
  • ESD floors electrostatically dissipative floor coverings are used in such areas (ESD floors).
  • ESD floors electrostatically dissipative floor coverings are used in such areas (ESD floors).
  • high demands are placed on the electrical properties. They must have surface resistivities of less than 10 8 ohms and low volume resistances to safely suppress electrostatic discharges when walking. The antistatic properties must be guaranteed for the entire life of the floor coverings and coatings.
  • the floor coverings and coatings used for aesthetic and hygienic reasons to preserve their functional Features and to prevent premature wear regular cleaning and care.
  • no cleaning and care products may be used that change the earth resistance RE of the floor inadmissible.
  • the required cleaning effort for antistatic floors is significantly greater than with conventional floor coverings, because the application of care films to reduce cleaning and wear is not possible.
  • the reason is that because of the insulating properties of the applied care products, the currently available care processes lead to a strong increase of the resistances and thus to a deterioration of the antistatic properties of the floors. As a result, their functionality is no longer guaranteed.
  • Electrically conductive pigments are used today in various applications, such.
  • antistatic coatings for antistatic coatings, antistatic floor coverings, antistatic equipment explosion-proof rooms or electrically conductive primer for painting plastics.
  • carbon black or graphite are used to increase the conductivity of the materials.
  • a possible solution to the cleaning problem described above could thus be to add carbon black or graphite as a conductive filler to the floor care products.
  • these substances have the disadvantage that they have no transparency and thus always lead to the darkening of the materials thus offset. This approach is therefore limited to dark to black floors and not practicable because of this limitation.
  • Object of the present invention is therefore to provide a care and cleaning agent that forms very bright and transparent care films that do not or only slightly affect the antistatic properties of the floor coverings while facilitating the cleaning of floors and reduces wear.
  • the invention therefore provides a floor care and cleaning agent, preferably for antistatic floors, which contains at least one transparent electrically conductive pigment.
  • Floor care products are defined as cleaning agents and care products for the preservation and cleaning of hard floors with coverings made of ceramic, stone, wood, linoleum, cork, PVC, rubber, laminate, u.a.
  • Floors are treated with special care emulsions to protect against soiling and damage, including wear.
  • the floor care products are generally sold as emulsions or dispersions and as oil products in liquid or pasty form.
  • the liquid phase used is water or a solvent or solvent mixture.
  • Self-contained care products are water-based products that shine without polishing after application. One differentiates from these still the self-shine care with cleaning effect (so-called wiping).
  • the agents are typically used as concentrates to form a heavy-duty care layer or in aqueous dilutions for routine cleaning and care.
  • Main component are polymeric film formers, such as. As acrylates, waxes (natural waxes, paraffins, polyethylenes, microwaxes, montan wax derivatives). These ingredients are introduced by emulsifiers in the liquid phase.
  • the cleaning agents with cleaning action also contain surfactants.
  • These floor coating compositions which generally contain wax and / or film-forming polymers of varying composition, form on the floors after drying closed films which are dirt-repellent.
  • films which have a high wax content can be easily additionally polished and are also easy to remove again from the surfaces, if necessary, while films that are predominantly or completely made of film-forming polymers exist, are particularly resistant to mechanical stress.
  • the care film containing electrically conductive pigments is obtained by application of the care agent with the common methods, eg. B. by wiping, on the floor covering.
  • thin transparent platelet-shaped conductive pigments are particularly preferred.
  • Suitable electrically conductive pigments are based on platelet-shaped substrates coated with a conductive layer.
  • platelet-shaped substrates are all known in the art platelet-shaped substrates, such as. B. phyllosilicates, in particular synthetic or natural mica flakes, glass flakes, SiO 2 flakes, TiO 2 flakes, Al 2 O 3 flakes, sericite, kaolin, talc or mixtures thereof.
  • the platelet-shaped substrates are natural or synthetic mica flakes, SiO 2 flakes or glass flakes.
  • the size of the base substrates is not critical per se and can be tailored to the particular application.
  • the platelet-shaped substrates have a thickness between 0.02 and 5 .mu.m, in particular between 0.05 and 4.5 microns.
  • the expansion in the other two ranges is usually between 1 and 250 ⁇ m, preferably between 2 and 200 ⁇ m, and in particular between 5 and 150 ⁇ m.
  • Glass flakes preferably have a layer thickness of ⁇ 1.0 ⁇ m, in particular ⁇ 0.8 ⁇ m and very particularly preferably of ⁇ 0.5 ⁇ m.
  • the electrically conductive layer generally comprises a doped metal oxide or a doped metal oxide mixture.
  • the metal oxide is preferably tin oxide, zinc oxide, indium oxide, titanium dioxides or mixtures thereof.
  • the metal oxides mentioned are doped in the conductive layer, the doping with gallium, Aluminum, indium, thallium, germanium, tin, phosphorus, arsenic, antimony, selenium, tellurium, tungsten and / or fluorine can take place.
  • the metal oxide layer may contain a dopant or a mixture of different dopants.
  • Preferred dopants, alone or in combination are aluminum, indium, tellurium, fluorine, tungsten, phosphorus, antimony, most preferably antimony.
  • the conductive layer with antimony doped tin oxide tin oxide doped with antimony and tellurium, indium oxide doped with tin, aluminum doped zinc oxide or fluorine doped tin oxide, tungsten doped tin oxide, tungsten and phosphorus doped tin oxides, or used with indium doped zinc stannate.
  • a conductive layer consisting of tin oxide doped with antimony is preferably 4: 1 to 100: 1, in particular 7: 1 to 50: 1.
  • the proportion of the conductive layer based on the platelet-shaped substrate is preferably 25-120% by weight, preferably 50-75% by weight.
  • the proportion of the dopant or of a dopant mixture in the conductive layer is preferably 0.1 to 30% by weight, in particular 2 to 15% by weight.
  • Electrode conductive pigments based on natural or synthetic mica flakes are described in the patent literature, z. In DE 38 42 330 . DE 42 37 990 . EP 0 139 557 . EP 0 359 569 . EP 0 743 654 . DE 10 2005 018 615 A1 , known. These pigments consist of mica, optionally coated with a metal oxide layer, preferably a TiO 2 coating, which are coated with an antimony-doped tin oxide layer [(Sn, Sb) O 2 ]. Such pigments are z. B. commercially available under the trade name Minatec ® Fa. Merck KGaA.
  • conductive pigments which contain from 5 to 95% by weight, preferably from 20 to 80% by weight, of a component A which consists of one or more components a plurality of conductive, platelet-shaped pigments, and 5-95% by weight, preferably 20-80% by weight, of a component B which consists of one or more conductive, non-platelet-shaped pigments, eg quartz flour or spherical SiO 2 particles.
  • conductive pigments are for example from DE 42 12 950 B4 known.
  • the platelet-shaped pigments of component A are, on the one hand, pigments with platelet-like support materials, such as, for example, natural or synthetic mica, kaolin, talc. On the other hand, it may also be carrier-free pigments, the z. B are made on an endless belt.
  • the non-platelet pigments of component B are, in particular, spherical particles. These pigments are either carrier-free or the conductive layer is supported on a support, e.g. As a hollow or solid ball applied.
  • a carrier material also finely ground mica, kaolin or talc, which no longer have a platelet structure can be used.
  • quartz flour is also suitable as a substrate.
  • the quartz powder (crystalline SiO 2 ) can be produced, for example, by fine grinding of pure quartz sand to a particle size of less than 15 ⁇ m (d 95 , laser diffraction).
  • the pigment is prepared by mixing components A and B by known methods.
  • the mixing ratio of the component A to the component B is preferably 5:95 to 95: 5.
  • the mixing ratio refers to parts by weight.
  • Examples of preferred pigments of this type are commercially available, marketed under the name Minatec ® conductive pigments from Merck KGaA.
  • the care agents according to the invention may contain one or more, d. H. 2, 3 or 4, electrically conductive pigments. Preferably, they contain only an electrically conductive pigment.
  • the transparent electrically conductive pigments based on platelet-shaped substrates or on the basis of a mixture of platelet-shaped substrate and spherical SiO 2 particles (crystalline and / or amorphous) make care films for floors with high conductivity and high transparency at the same time.
  • the concentration of the electrically conductive pigments in the care films depends on the composition of the care products and the requirements for the conductivity of the films and is in any case easy for the skilled person to determine.
  • the pigment mass concentration in the care compositions is 10-60% by weight, preferably 15-40% by weight.
  • the films show a low soiling sensitivity compared to common types of dirt and are easy to clean.
  • non-conductive surfaces can be rendered conductive by the treatment with the floor care products according to the invention.
  • Preferred peppering agents include those which contain polymeric compounds to improve mechanical resistance are at least partially insoluble in water at neutral pH and have a minimum film-forming temperature in the range of 0-90 ° C. They are preferably polymers prepared from ethylenically unsaturated monomers. Examples of such monomers are styrene, acrylic esters or methacrylic acid esters of aliphatic alcohols having from 1 to 8 carbon atoms, acrylonitrile, vinyl acetate, acrylic acid and methacrylic acid. Particularly preferred are poly (meth) acrylates of two or more of these monomers, which may optionally contain a minor amount of other monomers.
  • Very particularly preferred polymers contain 1 to 30 parts by weight of monomers containing carboxylic acid groups, 30-70 parts by weight of monomers which form homopolymers with glass transition temperatures of about 20 ° C., preferably esters of acrylic acid with C 1 -C 8 -alcohols and / or the methacrylic acid with C 4 -C 8 -alcohols and 30-70 parts by weight of monomers which form homopolymers with glass transition temperatures above room temperature, preferably methacrylic acid esters of C 1 -C 3 -alcohols or styrene.
  • the film-forming temperature which is determined for the mixture should be in the range from 0 to 70 ° C.
  • the mentioned film-forming temperatures refer to the plasticizer-free system, ie, to the polymers without further additives.
  • Examples of such film-forming polymers are as follows, offered as dispersions commercial products: (Fa. Clariant) Licomer ® A 41, Neocryl ® A 349 (Avecia.) Primal ® B 527 (Rohm and Haas.) Or Eco Star (from Ecolab. ).
  • polyurethanes which are also commercially available for this purpose.
  • suitable polyurethane dispersions are Alberdingk ® U 210 W (Fa. Alberdingk Boley) and Neorez ® 986 (Fa. Avecia).
  • the film-forming polymers are preferably present in amounts of 10-35% by weight, in particular 10-20% by weight. These numbers refer to the pure polymers. If dispersed polymers are already used in the preparation of the dispersions, as they are often commercially available, correspondingly higher amounts of these dispersions must be used in the preparation of the care products. Polyurethanes may be present in the care compositions with up to 15% by weight, preferably 1-10% by weight.
  • acrylate dispersions are preferred, in particular those which contain acrylates as film formers.
  • the care agent may also contain plasticizer.
  • the plasticizers serve to modify the film consistency, distinguishing between temporary plasticizers and permanent plasticizers.
  • the temporary plasticizers are generally volatile hydrophilic solvents which promote the coalescence of the polymer particles during film formation. Examples are ethylene glycol, diethylene glycol and glycol and polyglycol ethers. Their proportion in the care products is usually 0.5-15 wt.%, Preferably 0.5-10 wt.%.
  • Permanent plasticizers are liquids that are not volatile under normal conditions, so that they can be used to specifically influence the condition of the care film. Examples of such plasticizers are dibutyl phthalate, tributyl phosphate, tributoxyethyl phosphate and N-methyl caprolactam.
  • the care products generally contain wetting and leveling agents, which lead to better wetting of the treated surface when applying the self-gloss emulsion; Furthermore, the dilution of the care products with water, for example, the application to wet floors is facilitated.
  • surfactants used for this purpose are surfactants, in particular nonionic and anionic surfactants, for example ethoxylates of long-chain alcohols or alkylbenzenesulfonates and fatty alcohol sulfonates.
  • the content of wetting and leveling agents is generally 0-5 wt.%, Preferably 0.1-2 wt.%, Based on the total weight of the self-gloss emulsion. With the help of reticulated resins, the wetting of the surface during application can be improved.
  • These resins are preferably styrene-maleate resins or modified polyacrylates. Their content in the care products is usually 0-5 wt.%, Preferably 0.1-2 wt.%.
  • the preparation of the care compositions according to the invention can be carried out by the known mixing method.
  • one will start from a prefabricated polymer dispersion, as is commercially available, or prepare a dispersion of the polymer in a manner known per se in water.
  • the self-gloss emulsion is to also contain wax, it can first be separately processed into an emulsion in water, if appropriate with the addition of suitable wax emulsifiers, and added in this form to the polymer dispersion. While stirring, the remaining constituents can be added to this mixture.
  • the pH of the care agents is adjusted to the desired value in the pH range of 5-9 using bases or acids.
  • the electrically conductive pigments are preferably added to the care products last by stirring in order to obtain the platelet shape. In the simplest case, the conductive pigments are added to a commercially available care-product dispersion.
  • the care products generally contain at least one further ingredient selected from the group comprising anionic surfactants, nonionic surfactants, acidifying agents, alkalizing agents, antibacterial agents, antimicrobial agents, antioxidants, dyes, fungicides, preservatives, solvents, wetting agents, fragrances, UV stabilizers, leveling agents, viscosity regulators, waxes or plasticizers.
  • floor care products are selected from the group: Megla pole (Tana), Lodan ® Star (Ecolab) Wokamer (Kahl), NeoCryl SR-270 (DSM), Permanol N95 ( Dick Peters), Lodan Star (Ecolab), Super Lastic Metallic (Budich GmbH), Trigomat (Budich GmbH) and Hospital Polymer (Budich GmbH).
  • compositions of the invention may be in solid, semi-solid, liquid, disperse, emulsified, suspended, aerosol or gel form.
  • liquid also includes any solid dispersions in liquids.
  • Compositions according to the invention can also be present as pastes. In the case of polymer pastes, both solvent-containing and aqueous pastes are suitable. Such pastes usually contain higher levels of waxes, z. B. Canaubawachs or montan waxes.
  • the application of the care products is usually undiluted.
  • the care products are applied to the surface or there usually with the aid of a soft object, for example, with a wipe or sponge evenly distributed in the desired amount. After evaporation of the solvent, usually water, a uniform glossy care film remains.
  • the application can z. B. in the case of liquid care products with so-called wet wipes, ie, prefabricated for the user, preferably individually packaged, wet wipes done.
  • wet wipes which advantageously also preservatives can then be impregnated or applied with the care agent according to the invention.
  • the application can also be carried out with spray devices.
  • spraying devices contain in a container a filling of the inventive (liquid, mushy or powdery) care agent.
  • the filling may be under the pressure of a propellant (compressed gas cans, compressed gas packages, aerosol dispensers) or it may be a mechanically operated pump atomizer (pump sprays).
  • the containers have a removal device, preferably in the form of valves, the removal of the contents as a side. Allow smoke, foam, powder, paste or jet of liquid.
  • a container for the sprayers are mainly cylindrical vessels made of metal (aluminum, tinplate, volume preferably ⁇ 1000 ml), protected or not splintering glass or plastic (volume, preferably ⁇ 220 ml) or splintering glass or plastic (volume preferably ⁇ 150 ml) in question.
  • the thickness of the care films depends on the requirements. Typically, the layer thickness of the dry layer is 3-20 ⁇ m, preferably 5-10 ⁇ m.
  • the care films are applied by applying the care agent once or several times with a suitable device. By repeated application thicker layers can be obtained.
  • the simplest way to apply the care product is to use a wiper with a mop cover.
  • the conductive coatings of the present invention can also be applied to conventional floor coverings without antistatic or static-dissipative equipment. Get it Such floor coverings also have good antistatic properties, which may still be improved by attaching a suitable grounding of the floor covering.
  • the care agent according to the invention is universally used as a cleaner for all hard surfaces in household and commercial, especially for floors that are wet or damp wiped, used. As a rule, these are neutral or weakly alkaline or weakly acidic products, in particular liquid products.
  • non-conductive surfaces can be rendered conductive by applying the coatings of the invention.
  • the care films can also be removed again after wear or heavy soiling with suitable auxiliaries and cleaning agents, e.g. by alkaline cleaners containing amines, carbonates, phosphates or hydroxides, or solvent-based cleaners.
  • suitable auxiliaries and cleaning agents e.g. by alkaline cleaners containing amines, carbonates, phosphates or hydroxides, or solvent-based cleaners.
  • the pigmented care and cleaning agent according to the invention is particularly suitable for preserving and cleaning hard floors with coverings made of ceramic, stone, wood, linoleum, PVC, rubber, cork, laminate, crosslinked epoxy resins, polyurethanes, acrylates or melamine resins.
  • the invention pigmented care agent is further characterized by the fact that it provides protection against moisture and wear and produces a surface gloss. It demonstrably reduces dirt pickup and improves the skid resistance of the floors without losing its antistatic properties.
  • Example 1 Preparation of conductive pigment-based self-gloss dispersions
  • the care films prepared with the self-gloss dispersions SGD 5 to 8 contain 24% by weight conductive pigments in the dry film.
  • a self-gloss dispersion which is not suitable for floor coverings in electrically sensitive areas, shows a layer structure on the surface of the floor coverings and thus an electrically insulating effect.
  • the self-gloss dispersions 1-8 according to Example 1 are applied with a wet film thickness of 25 .mu.m to an electrically conductive PVC floor covering, dried and conditioned at 25% RH. The volume resistances are measured on the samples after 24 hours. The resulting care films have volume resistivities between 1.3 ⁇ 10 6 ⁇ and 4.2 ⁇ 10 7 ⁇ (Table 1).
  • the volume resistance is measured by means of a high-ohm measuring device (model HM 307 D, Fa. Fetronic GmbH, Langenfeld, with corresponding measuring electrodes) at an air humidity (RH) of 25%.
  • the measurements are carried out on conductive PVC floor coverings with a correspondingly modified self-gloss dispersion according to Example 1 according to EN 61340-1-4 (see Figure 2 ).
  • the color and gloss measurements are carried out by means of a spherical spectrophotometer (spectro-guide, BYK-Gardner GmbH).
  • the color values are recorded in accordance with DIN 5033 Part 3 over the total color difference ⁇ E in the CIELAB color system.
  • L * describes the brightness, a * the red / green value and b * the yellow / blue value.
  • An L * value of "100" is ideally white and one of "0" is ideally black. It is measured with the illuminant D65 and the angle of the normal observer of 10 ° with gloss.
  • the gloss of the floor coverings is measured according to DIN 67530 or EN ISO 2813 at an angle of incidence of 60 °. Ten measurements are taken per sample. The measuring points are randomly selected over the entire measuring surface.
  • Figure 4 shows the gloss values of the conventional self-gloss dispersion, or modified with conductive pigments self-gloss dispersion.
  • suitable, practice-relevant soiling methods for the application of e.g. Leverkusen standard dirt developed and produced corresponding dirt monitors.
  • the types of dirt are applied to the pads in defined quantities and characterized by measuring the brightness.
  • the soiled floor coverings are cleaned using a scrub tester Wet Abrasion Scrub Tester 903PG (Sheen Instruments) with up to 5 double strokes using the cut 10.6 cm x 3.6 cm household towels (nonwoven fabric PES / Cel 30/70) at a contact pressure of 0, 11 N cm -2 and a feed rate of 33.3 cm / s.
  • the cleaners are used at the recommended application concentration (0.3 ml / cm 2 tissue area).
  • the cloth used is pressed out with the laboratory tampon stage 4.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein transparentes elektrisch leitfähiges Fußbodenpflegemittel, insbesondere für antistatische Fußböden, das sich dadurch auszeichnet, dass es ein oder mehrere leitfähige Pigmente enthält.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein transparentes elektrisch leitfähiges Fußbodenpflegemittel, insbesondere für antistatische Fußböden, das sich dadurch auszeichnet, dass es ein oder mehrere transparente elektrisch leitfähige Pigmente enthält.
  • In sensiblen Arbeitsbereichen (z. B. Elektronikindustrie, Datenverarbeitung, Laboren, Reinräumen, Krankenhäusern, chemischen Betrieben oder sonstigen Betrieben mit Explosionsgefahr) müssen elektrostatische Entladungen verhindert werden. Solche sensiblen Arbeitsbereiche werden oft als "EPA-Bereiche" bezeichnet. EPA steht für "electrostatic-protectedarea", elektrostatisch geschützter Bereich. In der Elektronikindustrie werden in EPA-Bereichen empfindliche elektronische Bauteile hergestellt, oder solche in andere Baugruppen, sogenannte ESD (electronic sensitive devices), eingebaut. Letzteres kann z. B. auch im Automobilbau oder Flugzeugbau der Fall sein, weshalb EPA-Bereiche auch in anderen Industrien notwendig sind. Ein EPA-Bereich kann z. B. ein Tisch, ein gekennzeichneter Bereich in einem Raum, ein Labor oder eine Fabrikhalle sein.
  • Zur Vermeidung elektrischer Entladungen werden in solchen Bereichen elektrostatisch ableitfähige Fußbodenbeläge eingesetzt (ESD-Böden). Für diese Fußbodenbeläge werden hohe Anforderungen an die elektrischen Eigenschaften gestellt. Sie müssen Oberflächenwiderstände von weniger als 108 Ohm und niedrige Durchgangswiderstände aufweisen, um elektrostatische Entladungen beim Begehen sicher zu unterdrücken. Die antistatischen Eigenschaften müssen für die gesamte Lebensdauer der Fußbodenbeläge und -beschichtungen gewährleistet sein.
  • Die Anforderungen an ESD-Böden sind u. a. in den Normen DIN EN 61340-4-1 und DIN EN 61340-5-1 festgelegt.
  • Die eingesetzten Bodenbeläge und -beschichtungen erfordern aus ästhetischen und hygienischen Gründen zum Erhalt ihrer funktionalen Eigenschaften und zur Vermeidung von vorzeitigem Verschleiß regelmäßige Reinigung und Pflege.
  • Durch die Reinigung und Pflege dürfen aber die Oberflächenleitfähigkeit und Ableitfähigkeit der Beläge nicht wesentlich beeinträchtigt werden. Andernfalls verliert der Fußbodenbelag seine antistatischen Eigenschaften und der Raum ist nicht mehr betriebssicher.
  • Insbesondere dürfen keine Reinigungs- und Pflegemittel eingesetzt werden, die den Erdableitwiderstand RE des Fußbodens unzulässig verändern.
  • Der erforderliche Reinigungsaufwand für antistatische Fußböden ist erheblich größer als bei herkömmlichen Fußbodenbelägen, weil die Aufbringung von Pflegefilmen zur Verringerung von Reinigungsaufwand und Verschleiß nicht möglich ist. Der Grund ist, dass die derzeit verfügbaren Pflegeverfahren wegen der isolierenden Eigenschaften der aufgebrachten Pflegemittel zu einer starken Zunahme der Widerstände und damit zu einer Verschlechterung der antistatischen Eigenschaften der Fußböden führen. Als Folge davon ist deren Funktionsfähigkeit nicht mehr gewährleistet.
  • Elektrisch leitfähige Pigmente werden heute in verschiedenen Anwendungsbereichen eingesetzt, so z. B. für antistatische Beschichtungen, antistatische Fußbodenbeläge, antistatische Ausrüstungen explosionsgeschützter Räume oder elektrisch leitfähige Grundierung für das Lackieren von Kunststoffen. Üblicherweise werden Ruß oder Graphit eingesetzt um die Leitfähigkeit der Materialien zu erhöhen. Eine mögliche Lösung des oben beschriebenen Reinigungsproblems könnte somit bestehen, den Fußbodenpflegemitteln Ruß oder Graphit als leitfähigen Füllstoff zuzusetzen. Diese Stoffe haben aber den Nachteil, dass sie keine Transparenz aufweisen und damit immer zur Dunkelfärbung der damit versetzten Materialien führen. Dieser Lösungsansatz ist daher auf dunkle bis schwarze Fußböden beschränkt und wegen dieser Einschränkung nicht praktikabel.
  • Um helle und transparente antistatische Pflegefilme auf den Fußböden zu erhalten, werden auch Leitsalze, vorzugsweise in Form organischer Salze, z. B. Alkyl- oder Arylammoniumverbindungen oder Sulfonate, den Pflegemitteln zugesetzt. Diese liefern zwar farblose und transparente Pflegefilme, haben jedoch den Nachteil, dass sie nur in Gegenwart von Feuchtigkeit ausreichende elektrische Leitfähigkeit zeigen und bei trockener Raumluft die antistatische Wirkung versagt. Darüber hinaus haben salzartige Systeme den Nachteil, dass die Salze mit dem Wischwasser aus der Beschichtung herausgelöst werden und damit der antistatische Effekt gänzlich verschwindet.
  • Eine praxistaugliche Lösung für das Problem der Pflege elektrostatisch leitender und ableitfähiger Bodenbeläge besteht bis heute nicht.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein Pflege- und Reinigungsmittel bereitzustellen, das sehr helle und transparente Pflegefilme ausbildet, die die antistatischen Eigenschaften der Fußbodenbeläge nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigen und gleichzeitig die Reinigung der Fußböden erleichtert und den Verschleiß vermindert.
  • Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass Pflegefilme für Fußböden, die mindestens ein transparentes elektrisch leitfähiges Pigment enthalten, auf einem antistatischen oder statisch dissipativem Belag, die oben gestellte Aufgabe wirksam lösen.
  • Gegenstand der Erfindung ist daher ein Fußbodenpflege- und Reinigungsmittel, vorzugsweise für antistatische Fußböden, das mindestens ein transparentes elektrisch leitfähiges Pigment enthält.
  • Die erfindungsgemäßen Pflegemittel zeichnen sich dadurch aus, dass sie nach dem Auftrag auf dem Bodenbelag in Form der Pflegefilme
    • eine hohe Leitfähigkeit
    • eine geringe Farbveränderung
    • eine geringe Abnahme des Glanzes
    • keine Rauheitsbeeinflussung
    • ein geringeres Anschmutzverhalten
    • geringe Glanz- und Farbveränderung durch Alterung
    • keine oder geringe Änderung der Viskosität
    zeigen.
  • Fußbodenpflegemittel sind definiert als Putzmittel- und Pflegemittel zur Erhaltung und Reinigung von Hartböden mit Belägen aus Keramik, Stein, Holz, Linoleum, Kork, PVC, Kautschuk, Laminat, u.a. Fußböden werden zum Schutz vor Anschmutzungen und Beschädigungen, einschließlich Verschleiß, mit speziellen Pflegeemulsionen behandelt.
  • Die Fußbodenpflegemittel kommen in der Regel als Emulsionen bzw. Dispersionen und als Ölware in flüssiger oder pastöser Form in den Handel. Als flüssige Phase wird Wasser oder ein Lösemittel bzw. Lösemittelgemisch verwendet. Bei Selbstganzpflegemitteln handelt es sich um wasserbasierte Produkte, die nach dem Auftrag ohne Polieren glänzen. Man unterscheidet von diesen noch die Selbstglanzpflegemittel mit Reinigungswirkung (sogenannte Wischpflegemittel). Die Mittel werden in der Regel als Konzentrate zur Bildung einer strapazierfähigen Pflegeschicht oder in wässrigen Verdünnungen zur laufenden Reinigung und Pflege angewandt. Hauptbestandteil sind polymere Filmbildner, wie z. B. Acrylate, Wachse (Naturwachse, Paraffine, Polyethylene, Mikrowachse, Montanwachs-Derivate). Diese Bestandteile werden durch Emulgatoren in die flüssige Phase eingebracht. Bei den Pflegemitteln mit Reinigungswirkung sind außerdem Tenside enthalten.
  • Diese Fußbodenbeschichtungsmittel, die in der Regel Wachs und/oder filmbildende Polymere in wechselnder Zusammensetzung enthalten, bilden auf den Fußböden nach dem Abtrocknen geschlossene Filme aus, die schmutzabweisend wirken. Dabei können Filme, die einen hohen Wachsanteil aufweisen, leicht zusätzlich poliert werden und sind bei Bedarf auch leicht wieder von den Oberflächen zu entfernen, während Filme, die überwiegend oder vollständig aus filmbildenden Polymeren bestehen, besonders widerstandsfähig gegen mechanische Beanspruchung sind.
  • Der Pflegefilm enthaltend elektrisch leitfähige Pigmente wird erhalten durch Applikation des Pflegemittels mit den gängigen Verfahren, z. B. durch Wischen, auf den Bodenbelag.
  • Wegen der vorteilhaften Geometrie und der daraus resultierenden besonderen Eignung zur Bildung von Leitpfaden in sehr dünnen Pflegefilmen sind dünne transparente plättchenförmige leitfähige Pigmente besonders bevorzugt.
  • Geeignete elektrisch leitfähige Pigmente basieren auf plättchenförmiger Substraten, die mit einer leitfähigen Schicht beschichtet sind. Als plättchenförmige Substrate eignen sich alle dem Fachmann bekannten plättchenförmigen Substrate, wie z. B. Schichtsilikate, insbesondere synthetische oder natürliche Glimmerplättchen, Glasplättchen, SiO2-Plättchen, TiO2-Plättchen, Al2O3-Plättchen, Sericit, Kaolin, Talk oder deren Gemische. Vorzugsweise handelt es sich bei den plättchenförmigen Substraten um natürliche oder synthetische Glimmerplättchen, SiO2-Plättchen oder Glasplättchen.
  • Die Größe der Basissubstrate ist an sich nicht kritisch und kann auf den jeweiligen Anwendungszweck abgestimmt werden. In der Regel haben die plättchenförmigen Substrate eine Dicke zwischen 0,02 und 5 µm, insbesondere zwischen 0,05 und 4,5 µm. Die Ausdehnung in den beiden anderen Bereichen beträgt üblicherweise zwischen 1 und 250 µm, vorzugsweise zwischen 2 und 200 µm, und insbesondere zwischen 5 und 150 µm. Glasplättchen besitzen vorzugsweise eine Schichtdicke von ≤ 1,0 µm, insbesondere ≤ 0,8 µm und ganz besonders bevorzugt von ≤ 0,5 µm.
  • Die elektrisch leitfähige Schicht umfasst in der Regel ein dotiertes Metalloxid oder ein dotiertes Metalloxidgemisch. Bei dem Metalloxid handelt es sich vorzugsweise um Zinnoxid, Zinkoxid, Indiumoxid, Titandioxide oder deren Gemische. Die genannten Metalloxide liegen in der leitfähigen Schicht dotiert vor, wobei die Dotierung mit Gallium, Aluminium, Indium, Thallium, Germanium, Zinn, Phosphor, Arsen, Antimon, Selen, Tellur, Wolfram und/oder Fluor erfolgen kann. Dabei kann die Metalloxidschicht einen Dotierstoff oder ein Gemisch aus verschiedenen Dotierstoffen enthalten. Bevorzugte Dotierstoffe allein oder in Kombination sind Aluminium, Indium, Tellur, Fluor, Wolfram, Phosphor, Antimon, ganz besonders bevorzugt Antimon.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird als leitfähige Schicht mit Antimon dotiertes Zinnoxid, mit Antimon und Tellur dotiertes Zinnoxid, mit Zinn dotiertes Indiumoxid, mit Aluminium dotiertes Zinkoxid, oder mit Fluor dotiertes Zinnoxid, mit Wolfram dotiertes Zinnoxid, mit Wolfram und Phosphor dotiertes Zinnoxide, oder mit Indium dotiertes Zinkstannat eingesetzt. Insbesondere bevorzugt ist eine leitfähige Schicht bestehend aus mit Antimon dotiertem Zinnoxid. Das Gewichtsverhältnis Zinn zu Antimon in dieser bevorzugten Ausführungsform beträgt vorzugsweise 4 : 1 bis 100 : 1, insbesondere 7 : 1 bis 50 : 1.
  • Der Anteil der leitfähigen Schicht bezogen auf das plättchenförmige Substrat beträgt vorzugsweise 25 - 120 Gew.%, vorzugsweise 50 - 75 Gew.%.
  • Der Anteil des Dotierstoffs bzw. eines Dotierstoffgemisches in der leitfähigen Schicht beträgt vorzugsweise 0,1 - 30 Gew.%, insbesondere 2 - 15 Gew.%.
  • Elektrisch leitfähige Pigmente auf Basis von natürlichen oder synthetischen Glimmerplättchen, sind in der Patentliteratur beschrieben, z. B. in DE 38 42 330 , DE 42 37 990 , EP 0 139 557 , EP 0 359 569 , EP 0 743 654 , DE 10 2005 018 615 A1 . bekannt. Diese Pigmente bestehen aus Glimmer, optional beschichtet mit einer Metalloxidschicht, vorzugsweise eine TiO2-Beschichtung, die mit einer mit Antimon dotierten Zinnoxid-Schicht [(Sn,Sb)O2] belegt sind. Derartige Pigmente sind z. B. im Handel erhältlich unter den Markennamen Minatec® der Fa. Merck KGaA.
  • Weiterhin bevorzugt sind leitfähige Pigmente, die 5 - 95 Gew.%, vorzugsweise 20 - 80 Gew.% einer Komponente A, die aus einem oder mehreren leitfähigen, plättchenförmigen Pigmenten besteht, und 5 - 95 Gew.%, vorzugsweise 20 - 80 Gew.%, einer Komponente B, welche aus einem oder mehreren leitfähigen, nicht-plättchenförmigen Pigmenten, z.B. Quarzmehl oder sphärische SiO2-Partikel, besteht. Derartige leitfähige Pigmente sind beispielsweise aus der DE 42 12 950 B4 bekannt.
  • Zu den plättchenförmigen Pigmenten der Komponente A sind einerseits Pigmente mit plättchenförmigen Trägermaterialien, wie z.B. natürlicher oder synthetischer Glimmer, Kaolin, Talk zu zählen. Andererseits kann es sich auch um trägerfreie Pigmente handeln, die z. B auf einem endlosen Band hergestellt werden.
  • Zu den nicht-plättchenförmigen Pigmenten der Komponente B sind insbesondere sphärische Partikel zu nennen. Diese Pigmente sind entweder trägerfrei oder die leitfähige Schicht ist auf einen Träger, z. B. einer Hohl- oder Vollkugel, aufgebracht. Als Trägermaterial können auch fein gemahlener Glimmer, Kaolin oder Talk, die keine Plättchenstruktur mehr besitzen, verwendet werden. Insbesondere bevorzugt sind mit einer leitfähigen Schicht beschichtete SiO2-Kugeln (amorph). Weiterhin als Substrat geeignet ist Quarzmehl, das in Form von unregelmäßig geformten Kugeln vorliegt. Das Quarzmehl (kristallines SiO2) kann beispielsweise durch Feinmahlung von reinem Quarzsand auf eine Teilchengröße von weniger als 15 µm (d95, Laserbeugung) hergestellt werden.
  • Das Pigment wird durch Mischen der Komponenten A und B nach bekannten Verfahren hergestellt. Das Mischungsverhältnis der Komponente A zu der Komponente B beträgt vorzugsweise 5 : 95 bis 95 : 5. Das Mischungsverhältnis bezieht sich auf Gewichtsanteile.
  • Vorzugsweise werden als transparente leitfähige Pigmente mit dotiertem Zinnoxid beschichtete anorganische Träger eingesetzt, z. B. mit antimon-dotiertem Zinnoxid beschichtete Glimmerplättchen, mit antimon-dotiertem Zinnoxid beschichtetes Quarzmehl, Mischungen aus mit antimon-dotiertem Zinnoxid beschichteten Glimmerplättchen und mit antimon-dotiertem Zinnoxid beschichtetes Quarzmehl.
  • Bevorzugte transparente elektrisch leitfähige Pigmente werden nachfolgend genannt:
    • natürliche oder synthetische Glimmerplättchen beschichtet mit (Sn,Sb)O2
    • Quarzmehl, sphärisch, beschichtet mit (Sn,Sb)O2
    • Quarzmehl, sphärisch, beschichtet mit wolframdotiertem Zinnoxid
    • Aluminiumoxidplättchen, beschichtet mit wolfram- und phosphordotiertem Zinnoxid
    • Mischungen aus (synthetische und/oder natürliche) Glimmerplättchen und Quarzmehl, jeweils beschichtet mit (Sn,Sb)O2
  • Beispiele für ganz besonders bevorzugte transparente elektrisch leitfähige Pigmente sind nachfolgend aufgeführt:
    • Glimmerplättchen, 10-60 µm, beschichtet mit (Sn,Sb)O2
    • Glimmerplättchen, 1-15 µm, beschichtet mit TiO2 (1. Schicht) + SiO2 (2. Schicht) + (Sn,Sb)O2 (3. Schicht)
    • Quarzmehl, 3 µm (d50), sphärisch, beschichtet mit (Sn,Sb)O2
    • Quarzmehl, 3 µm (d50), sphärisch, beschichtet mit wolframdotiertem Zinnoxid
    • Quarzmehl, 5 µm (d50), sphärisch, beschichtet mit (Sn,Sb)O2
    • Aluminiumoxidplättchen, 5-25 µm, beschichtet mit wolfram- und phosphordotiertem Zinnoxid
    • synthetische Glimmerplättchen, 10-50 µm, beschichtet mit (Sn,Sb)O2
    • synthetische SiO2-Kugeln, amorph, 0,5 µm (d50), beschichtet mit (Sn,Sb)O2
    • Mischungen aus natürlichen Glimmerplättchen, 10-60 µm und Quarzmehl, 3 µm (d50), beschichtet mit (Sn,Sb)O2
    • Mischungen aus synthetischen Glimmerplättchen, 10-50 µm und Quarzmehl, 3 µm (d50), beschichtet mit (Sn,Sb)O2
  • Beispiele für bevorzugte Pigmente dieser Art sind handelsübliche, unter dem Namen Minatec® vertriebene leitfähige Pigmente der Firma Merck KGaA.
  • Die erfindungsgemäßen Pflegemittel können ein oder mehrere, d. h. 2, 3 oder 4, elektrisch leitfähige Pigmente enthalten. Vorzugsweise enthalten sie nur ein elektrisch leitfähiges Pigment.
  • Die transparenten elektrisch leitfähigen Pigmente auf der Basis plättchenförmiger Substrate oder auf der Basis eines Gemisches von plättchenförmigen Substrat und sphärischen SiO2-Partikeln (kristallin und/oder amorph) ermöglichen Pflegefilme für Fußböden mit hoher Leitfähigkeit und gleichzeitig hoher Transparenz.
  • Die Konzentration der elektrisch leitfähigen Pigmente in den Pflegefilmen richtet sich nach der Zusammensetzung der Pflegemittel und den Anforderungen an die Leitfähigkeit der Filme und ist in jedem Fall für den Fachmann leicht zu ermitteln. In der Regel beträgt die Pigmentmassekonzentration in den Pflegemitteln 10-60 Gew.%, vorzugsweise 15-40 Gew.%.
  • Auf diese Weise werden Pflegefilme erhalten, unabhängig von den unterschiedlichsten Untergründen, wie z.B. PVC, Linoleum, Laminat oder Kautschuk, die niedrige Oberflächenwiderstände im Bereich von kleiner 108 Ohm aufweisen und den Farbeindruck der Fußbodenbeläge kaum beeinträchtigen.
  • Die Filme zeigen darüber hinaus eine geringe Anschmutzempfindlichkeit gegenüber den gängigen Schmutzarten und lassen sich gut reinigen.
  • Im Gegensatz zu den antistatischen Pflegefilmen enthaltend salzartige Antistatika, ist die elektrische Leitfähigkeit und antistatische Wirksamkeit auch bei niedriger Luftfeuchtigkeit gewährleistet.
  • Auch andere nicht leitfähige Oberflächen können durch die Behandlung mit den erfindungsgemäßen Fußbodenpflegemitteln leitfähig ausgerüstet werden.
  • Zu den bevorzugten Pfegemitteln zählen solche, die zur Verbesserung der mechanischen Widerstandsfähigkeit Polymerverbindungen enthalten, die in Wasser bei neutralem pH-Wert wenigsten teilweise unlöslich sind und die eine minimale Filmbildetemperatur im Bereich von 0 - 90 °C aufweisen. Es handelt sich vorzugsweise um Polymere, die aus ethylenisch ungesättigten Monomeren hergestellt werden. Beispiele derartiger Monomerer sind Styrol, Acrylsäureester oder Methacrylsäureester aliphatischer, 1 bis 8 C-Atome aufweisender Alkohole, Acrylnitril, Vinylacetat, Acrylsäure und Methacrylsäure. Besonders bevorzugt sind Poly(meth)acrylate aus zwei oder mehr dieser Monomeren, die gegebenenfalls in untergeordneter Menge auch weitere Monomere enthalten können. Ganz besonders bevorzugte Polymere enthalten 1 bis 30 Gew.-Teile an carbonsäuregruppenhaltigen Monomeren, 30-70 Gew.-Teile Monomere, die Homopolymere mit Glastemperaturen um 20 °C bilden, vorzugsweise Ester der Acrylsäure mit C1-C8-Alkoholen und/oder der Methacrylsäure mit C4-C8-Alkoholen und 30-70 Gew.-Teile Monomere, die Homopolymere mit Glastemperaturen über Raumtemperatur bilden, vorzugsweise Methacrylsäureester von C1-C3-Alkoholen oder Styrol. Werden in der Polymerdispersion mehrere unterschiedliche Polymerverbindungen der vorstehend genannten Art im Gemisch eingesetzt, soll die Filmbildetemperatur, die für das Gemisch ermittelt wird, im Bereich von 0 bis 70 °C liegen. Die genannten Filmbildetemperaturen beziehen sich auf das weichmacherfreie System, d.h., auf die Polymeren ohne weitere Zusätze. Beispiele derartiger filmbildender Polymere sind folgende, als Dispersionen angebotene Handelsprodukte: Licomer® A 41 (Fa. Clariant), Neocryl® A 349 (Fa. Avecia), Primal® B 527 (Fa. Rohm und Haas) oder Eco Star (Fa. Ecolab).
  • Aufgrund der schweren Entfernbarkeit von Carboxylatgruppen enthaltenden Polymeren werden häufig Schwermetallionen, beispielsweise Zinkionen, zugesetzt, die beim Eintrocknen zu besonders widerstandsfähigen Filmen führen. Im Handel befindliche Polymerdispersionen dieses Typs sind beispielsweise Lodan® Star (Fa. Ecolab), Ubatol® DW 3081 (Fa. Cray Valley), Neocryl® SR 267 (Fa. Avecia), Primal® B 1604 (Fa. Rohm und Haas). Metallvernetzte Polymer-Fußbodenbeschichtungen können bei Bedarf auch leicht wieder entfernt werden.
  • Als ein weiterer Typ von filmbildenden Polymeren, die zusammen mit Poly(meth)acrylaten verwendet werden können, müssen Polyurethane erwähnt werden, die ebenfalls für diesen Zweck im Handel angeboten werden. Beispiele geeigneter Polyurethandispersionen sind Alberdingk® U 210 W (Fa. Alberdingk Boley) und Neorez® 986 (Fa. Avecia).
  • In den Fußbodenpflegemitteln, insbesondere Selbstglanzemulsionen, sind die filmbildenden Polymere vorzugsweise in Mengen von 10-35 Gew.%, insbesondere 10-20 Gew.%, enthalten. Diese Zahlenangaben beziehen sich auf die reinen Polymere. Wird bei der Herstellung der Dispersionen bereits von dispergierten Polymeren ausgegangen, so wie sie vielfach im Handel angeboten werden, sind von diesen Dispersionen entsprechend höhere Mengen bei der Herstellung der Pflegemittel zu verwenden. Polyurethane können in den Pflegemitteln mit bis zu 15 Gew.%, vorzugsweise 1-10 Gew.%, vertreten sein.
  • Unter den Polymerdispersionen für Pflegeemulsionen sind Acrylatdispersionen bevorzugt, insbesondere solche, die als Filmbildner Acrylate enthalten.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann das Pflegemittel auch Weichmacher enthalten. Die Weichmacher dienen zur Modifizierung der Filmkonsistenz, wobei man zwischen temporären Weichmachern und permanenten Weichmachern unterscheidet. Bei den temporären Weichmachern handelt es sich in der Regel um flüchtige hydrophile Lösemittel, die das Zusammenlaufen der Polymerteilchen bei der Filmbildung begünstigen. Beispiele sind Ethylenglykol, Diethylenglykol sowie Glykol- und Polyglykolether. Ihr Anteil in den Pflegemitteln liegt in der Regel bei 0,5-15 Gew.%, vorzugsweise 0,5-10 Gew.%. Permanente Weichmacher sind Flüssigkeiten, die unter Normalbedingungen nicht flüchtig sind, so dass mit deren Hilfe die Beschaffenheit des Pflegefilms gezielt beeinflusst werden kann. Beispiele derartiger Weichmacher sind Dibutylphthalat, Tributylphosphat, Tributoxyethylphosphat und N-Methylcaprolactam.
  • Als weitere übliche Additive enthalten die Pflegemittel in der Regel Netz-und Verlaufsmittel, die zur besseren Benetzung der behandelten Oberfläche beim Auftrag der Selbstglanzemulsion führen; weiterhin wird dadurch die Verdünnung der Pflegemittel mit Wasser, beispielsweise das Auftragen auf feuchte Fußböden erleichtert.
  • Eingesetzt für diesen Zweck werden Tenside, insbesondere nichtionische und anionische Tenside, beispielsweise Ethoxylate von langkettigen Alkoholen oder Alkylbenzolsulfonate und Fettalkoholsulfonate. Der Gehalt an Netz- und Verlaufshilfsmitteln liegt in der Regel bei 0-5 Gew.%, vorzugsweise 0,1-2 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Selbstglanzemulsion. Auch mit Hilfe von Netzharzen kann die Benetzung der Oberfläche beim Auftrag verbessert werden. Bei diesen Harzen handelt es sich vorzugsweise um Styrol-Maleinatharze oder modifizierte Polyacrylate. Ihr Gehalt in den Pflegemitteln liegt in der Regel bei 0-5 Gew.%, vorzugsweise 0,1-2 Gew.%.
  • Die Herstellung der erfindungsgemäßen Pflegemittel kann nach den bekannten Mischverfahren erfolgen. Im Allgemeinen wird man von einer vorgefertigten Polymerdispersion, wie sie im Handel erhältlich ist, ausgehen oder eine Dispersion des Polymeren in an sich bekannter Weise in Wasser herstellen. Sofern die Selbstglanzemulsion auch Wachs enthalten soll, kann dieses zunächst getrennt zu einer Emulsion in Wasser, gegebenenfalls unter Zusatz geeigneter Wachsemulgatoren, verarbeitet und in dieser Form der Polymerdispersion zugesetzt werden. Unter Rühren können dann die übrigen Bestandteile in dieses Gemisch eingetragen werden. Der pH-Wert der Pflegemittel wird gegebenenfalls mit Hilfe von Basen oder Säuren auf den gewünschten Wert im pH-Bereich von 5-9 eingestellt. Zur Vermeidung von hohen Scherkräften werden die elektrisch leitfähigen Pigmente den Pflegemitteln vorzugsweise zuletzt durch Rühren zugegeben um die Plättchenform zu erhalten. Im einfachsten Fall werden die leitfähigen Pigmente einer handelsüblichen Pflegemitteldispersion zugesetzt.
  • Die Pflegemittel enthalten in der Regel mindestens einen weiteren Inhaltstoff ausgewählt aus der Gruppe umfassend anionische Tenside, nichtionische Tenside, Acidifizierungsmittel, Alkalisierungsmittel, antibakterielle Stoffe, antimikrobielle Wirkstoffe, Antioxidantien, Farbstoffe, Fungizide, Konservierungsmittel, Lösemittel, Netzmittel, Riechstoffe, UV-Stabilisatoren, Verlaufsmittel, Viskositätsregulatoren, Wachse oder Weichmacher.
  • Als handelsübliche Pflegemittel für den Einsatz der transparenten elektrisch leitfähigen Pigmente eignen sich beispielsweise Bodenpflegemittel ausgesucht aus der Gruppe: Megla-Pol (Tana), Lodan® Star (Ecolab), Wokamer (Kahl), NeoCryl SR-270 (DSM), Permanol N95 (Dick Peters), Lodan Star (Ecolab), Super Lastic Metallic (Budich GmbH), Trigomat (Budich GmbH) und Hospital Polymer (Budich GmbH).
  • Die Konfektionierung des erfindungsgemäßen Pflegemittels richtet sich vorzugsweise nach den Bedürfnissen des Verwendungszweckes. Erfindungsgemäße Mittel können in fester, halbfester, flüssiger, disperser, emulgierter, suspendierter, aerosoler oder gelförmiger Form vorliegen. Unter den Begriff der Flüssigkeit fallen im Sinne der Erfindung auch jegliche Festkörperdispersionen in Flüssigkeiten. Erfindungsgemäße Mittel können auch als Pasten vorliegen. Bei Polymerpasten kommen sowohl lösungsmittelhaltige als wässrige Pasten in Frage. Solche Pasten enthalten meist höhere Anteile an Wachsen, z. B. Canaubawachs oder Montanwachse.
  • Die Anwendung der Pflegemittel, insbesondere der Selbstglanzemulsion, erfolgt in der Regel unverdünnt. Die Pflegemittel werden auf der Oberfläche aufgetragen oder dort in der Regel mit Hilfe eines weichen Gegenstandes, beispielsweise mit einem Wischtuch oder Schwamm, gleichmäßig in der gewünschten Menge verteilt. Nach dem Verdunsten des Lösemittels, in der Regel von Wasser, verbleibt ein gleichmäßig glänzender Pflegefilm zurück.
  • Die Applikation kann z. B. im Falle flüssiger Pflegemittel auch mit sogenannten Feuchttüchern, d. h., für den Anwender vorgefertigten, vorzugsweise einzeln abgepackten, Feuchttüchern erfolgen. Solche Feuchttücher, welche vorteilhafterweise auch Konservierungsmittel enthalten können, sind dann mit dem erfindungsgemäßen Pflegemittel imprägniert oder beaufschlagt.
  • Sofern die erfindungsgemäßen Pflegemittel in flüssiger Form vorliegen, kann die Applikation auch mit Sprühvorrichtungen erfolgen. Diese Sprühvorrichtungen enthalten in einem Behälter eine Füllung aus dem erfindungsgemäßen (flüssigen, breiartigen oder pulverförmigen) Pflegemittel. Die Füllung kann unter dem Druck eines Treibmittels stehen (Druckgasdosen, Druckgaspackungen, Aerosolpackungen) oder es kann sich um einen mechanisch zu bedienenden Pumpzerstäuber (Pumpsprays) handeln. Die Behälter weisen eine Entnahmevorrichtung auf, vorzugsweise in Gestalt von Ventilen, die die Entnahme des Inhalts als Neben. Rauch, Schaum, Pulver, Paste oder Flüssigkeitsstrahl ermöglichen. Als Behälter für die Sprühvorrichtungen kommen vor allem zylindrische Gefäße aus Metall (Aluminium, Weißblech, Rauminhalt vorzugsweise < 1000 ml), geschütztem bzw. nicht splitterndem Glas oder Kunststoff (Rauminhalt, vorzugsweise < 220 ml) bzw. splitterndem Glas oder Kunststoff (Rauminhalt vorzugsweise < 150 ml) in Frage.
  • Die Dicke der Pflegefilme richtet sich nach den Anforderungen. Typischerweise beträgt die Schichtdicke der trockenen Schicht 3-20 µm, vorzugsweise 5-10 µm. Die Pflegefilme werden durch einmaliges oder mehrmaliges Auftragen des Pflegemittels mit einer geeigneten Vorrichtung aufgebracht. Durch mehrmaliges Auftragen können dickere Schichten erhalten werden. Am einfachsten kann das Pflegemittel mit einem Wischer mit Wischbezug aufgebracht werden.
  • Auf diese Weise werden Pflegefilme erhalten, unabhängig von den unterschiedlichsten Untergründen, wie z.B. PVC, Linoleum, Laminat oder Kautschuk, die niedrige Oberflächenwiderstände im Bereich von kleiner 108 Ohm aufweisen und den Farbeindruck der Fußbodenbeläge kaum beeinträchtigen.
  • Darüber hinaus können die erfindungsgemäßen leitfähigen Beschichtungen auch auf herkömmliche Bodenbeläge ohne antistatische oder statisch-dissipative Ausrüstung aufgebracht werden. Damit erhalten solche Fußbodenbeläge auch gute antistatische Eigenschaften, die ggf. noch durch Anbringen einer geeigneten Erdung des Fußbodenbelags verbessert werden.
  • Das erfindungsgemäße Pflegemittel ist universell als Reiniger für alle harten Oberflächen in Haushalt und Gewerbe, insbesondere für Fußböden, welche naß oder feucht abwischbar sind, einsetzbar. In der Regel handelt es sich um neutrale oder schwach alkalische bzw. schwach saure Produkte, insbesondere Flüssigprodukte.
  • Auch andere nicht leitfähige Oberflächen können durch Aufbringen der erfindungsgemäßen Beschichtungen leitfähig ausgerüstet werden.
  • Die Pflegefilme können nach Verschleiß oder stärkerer Anschmutzung mit geeigneten Hilfs- und Reinigungsmitteln, auch wieder abgetragen werden, z.B. durch Amine, Carbonate, Phosphate oder Hydroxide enthaltende alkalische Reiniger oder lösemittelhaltige Reiniger.
  • Anschließend kann der Bodenbelag wieder mit einem neuen leitfähigen Pflegefilm beschichtet werden, ohne dass das Aussehen und die hohen Anforderungen an die elektrischen Eigenschaften beeinträchtigt werden. Das erfindungsgemäße pigmentierte Pflege- und Reinigungsmittel ist insbesondere geeignet zur Erhaltung und Reinigung von Hartböden mit Belägen aus Keramik, Stein, Holz, Linoleum, PVC, Kautschuk, Kork, Laminat, vernetzten Epoxidharzen, Polyurethanen, Acrylaten oder Melaminharzen.
  • Dass erfindungsgemäß pigmentierte Pflegemittel zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass es einen Schutz vor Feuchtigkeit und Verschleiß gibt und einen Oberflächenglanz erzeugt. Es vermindert nachweisbar die Schmutzaufnahme und verbessert die Rutschfestigkeit der Böden, ohne seine antistatischen Eigenschaften zu verlieren.
  • Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie jedoch zu beschränken.
    • Anwendungsbeispiele
  • Beispiel 1: Herstellung leitfähiger Selbstglanzdispersionen auf Pigmentbasis
  • Die leitfähigen Pigmente
    1. a) Minatec® 51 (Fa. Merck KGaA) [Glimmerplättchen der Teilchengröße 10-60 µm beschichtet mit (Sn,Sb)O2)]
    2. b) Minatec® 60 (Fa. Merck KGaA) [Glimmerplättchen der Teilchengröße 10-60 µm und Quarzmehl (3 µm, d50) beschichtet mit SiO2 + (Sn,Sb)O2)]
    3. c) mit Wolfram und Phosphor dotiertem Zinnoxid beschichtete Aluminiumoxidplättchen der Teilchengröße 5-25 µm ("TPdTO")
    werden in 6 %iger Konzentration in herkömmliche Selbstglanzdispersionen (per se elektrisch isolierend) gegeben und anschließend für 20 min mit einem Propellerrührer (800 Umdrehungen min-1) dispergiert.
  • Hierfür werden zwei handelsübliche Selbstglanzdispersionen (SGD)
    1. 1. Lodan® Star, Fa. Ecolab, metallvernetzte SGD (SGD-mv), ca. 26 Gew.% Feststoffanteil
    2. 2. Eco Star, Fa. Ecolab, metallsalzfreie Dispersion, ca. 20.Gew.% Feststoffanteil
  • jeweils auf Polyacrylatbasis, metallvernetzt (SGD-mv) bzw. metallsalzfrei (SGD-msf), verwendet.
  • Es werden folgende leitfähige Selbstglanzdispersionen erhalten:
    • SGD 1 (SGD-mv): Lodan® Star mit 6 Gew.% Minatec® 60.
    • SGD 2 (SGD.mv): Lodan® Star mit 6 Gew.% Minatec® 51.
    • SGD 3 (SGD-mv): Lodan® Star mit 3 Gew.% Minatec® 51 und 3 Gew.% Minatec® 60
    • SGD 4 (SGD-mv): Lodan® Star mit 6 Gew.% TPdTO.
  • Die mit Selbstglanzdispersionen SGD 1 bis 4 hergestellten Pflegefilme enthalten 20 Gew.% leitfähige Pigmente im trockenen Film.
    • SGD 5 (SGD-msf): Eco Star mit 6 Gew.% Minatec® 60.
    • SGD 6 (SGD-msf): Eco Star mit 6 Gew.% Minatec® 51.
    • SGD 7 (SGD-msf): Eco Star mit 3 Gew.% Minatec® 51 und 3 Gew.% Minatec® 60.
    • SGD 8 (SGD-msf): Eco Star mit 6 Gew.% TPdTO.
    • SGD 9 (SGD-msf): Lodan® Star mit 10 Gew.% Minatec® 60.
  • Die mit den Selbstglanzdispersionen SGD 5 bis 8 hergestellten Pflegefilme enthalten 24 Gew.% leitfähige Pigmente im trockenen Film.
  • Anders als bei den handelsüblichen antistatischen Pflegefilmen (lonenleiter) ist die elektrische Leitfähigkeit und antistatische Wirksamkeit bei einer mit leitfähigen Pigmenten modifizierten Selbstglanzdispersion (Elektronenleiter) unabhängig von der Luftfeuchtigkeit (Abb.1). Eine herkömmliche Selbstglanzdispersion, welche nicht für Bodenbeläge in elektrisch sensiblen Bereichen geeignet ist, zeigt einen Schichtaufbau auf der Oberfläche der Bodenbeläge und damit eine elektrisch isolierende Wirkung.
    • Bestimmung der Durchgangswiderstände der leitfähigen Pflegebefilmungen
  • Die Selbstglanzdispersionen 1-8 gemäß Beispiel 1 werden mit einer Naßfilmdicke von 25 µm auf einen elektrisch leitfähigen PVC-Fußbodenbelag aufgebracht, getrocknet und bei 25% rF konditioniert. An den Proben werden nach 24 Stunden die Durchgangswiderstände vermessen. Die so erhaltenen Pflegefilme weisen Durchgangswiderstände zwischen 1,3 x 106 Ω und 4,2 x 107 Ω auf (Tab. 1). Tabelle 1: Durchgangswiderstände
    SGD Pigment PMK Durchgangswiderstand
    SGD 1 Minatec® 60 20,0% 3,33 x 106 Ω
    SGD 5 Minatec® 60 24,0% 1,33 x 106 Ω
    SGD 2 Minatec® 51 20,0% 1,67 x 106 Ω
    SGD 6 Minatec® 51 24,0 % 1,33 x 106 Ω
    SGD 3 Mischung 20,0% 2,67 x 106 Ω
    SGD 7 Mischung 24,0% 1,67 x 106 Ω
    SGD 4 TPdTO 20,0% 4,17 x 107 Ω
    SGD 8 TPdTO 24,0% 2,33 x 106 Ω
  • Der Durchgangswiderstand wird mittels eines Hochohm-Messgerätes (Modell HM 307 D, Fa. Fetronic GmbH, Langenfeld, mit entsprechenden Messelektroden) bei einer Luftfeuchtigkeit (r.F.) von 25 % gemessen. Die Messungen werden an leitfähigen PVC-Bodenbelägen mit entsprechend modifizierter Selbstglanzdispersion gemäß Beispiel 1 nach EN 61340-1-4 durchgeführt (siehe Abbildung 2).
    • Farb- und Glanzmessungen
  • Die Farb- und Glanzmessungen erfolgen mittels sphärischem Spektralphotometer (spectro-guide, BYK-Gardner GmbH). Die Farbwerte werden nach DIN 5033 Teil 3 über den Gesamtfarbabstand ΔE im Farbsystem nach CIELAB erfasst. Hierbei beschreibt L* die Helligkeit, a* den Rot-/Grünwert und b* den Gelb-/Blauwert. Ein L*-Wert von "100" ist ideal weiß und einer von "0" ideal schwarz. Gemessen wird mit der Lichtart D65 und dem Winkel des Normalbeobachters von 10° mit Glanzanteil. Der Glanz der Bodenbeläge wird nach DIN 67530 bzw. EN ISO 2813 bei einem Einstrahlwinkel von 60° gemessen. Pro Probe werden 10 Messungen durchgeführt. Die Messpunkte werden über die gesamte Messfläche zufällig ausgewählt.
  • Durch Zugabe der leitfähigen Pigmente in die Selbstglanzdispersionen gemäß den Angaben in Beispiel 1 werden keine Helligkeitsunterschiede im Vergleich zur herkömmlichen Pflegebefilmung ohne Pigmentzusatz auf Kautschuk beobachtet (Abb.3).
  • Abbildung 4 zeigt die Glanzwerte der herkömmlichen Selbstglanzdispersion, bzw. der mit leitfähigen Pigmenten modifizierten Selbstglanzdispersion.
    • Anschmutzverhalten und Reinigungsintensität
  • Zur Überprüfung des Anschmutzverhaltens und der Reinigungsintensität werden geeignete, praxisrelevante Anschmutzverfahren für das Aufbringen von z.B. Leverkusener Standard Schmutz entwickelt und entsprechende Schmutzmonitore hergestellt. Die Schmutzarten werden in definierten Mengen auf die Beläge aufgebracht und mittels Messung der Helligkeit charakterisiert. Bei dem Leverkuserer Standardschmutz 40 (wfk Testgewebe GmbH) handelt es sich um eine pigmenthaltige, stark haftende Mischanschmutzung mit unpolaren, ölartigen Anteilen enthaltend u. a. Aluminium- und Siliziumoxide, Gummiruß, Eisenoxid gelb, Eisenoxid schwarz (Helligkeit L* = 40 nach DIN 5033).
  • Die grundgereinigten Bodenbeläge ohne Pflegebefilmung schmutzen stärker mit dem Leverkusener Standardschmutz 40 an als die Bodenbeläge mit modifizierter Pflegebefilmung SGD 9 aus Beispiel 1 (Abb. 5, rechts). Zudem wird die Reinigungsintensität durch das Auftragen der modifizierten Pflegebefilmung erhöht.
  • Der Schmutzauftrag von dem Leverkusener Standardschmutz (LD 40) erfolgt mittels eines Scheuerprüfgeräts und eines Mikrofasertuches (m = 300 g, pA ≈ 0,1 N cm-2, bis 5 Doppelhübe). Gereinigt werden die angeschmutzten Bodenbeläge mittels Scheuerprüfgerät Wet Abrasion Scrub Tester 903PG (Sheen Instruments) mit bis zu 5 Doppelhüben unter Verwendung vom zugeschnittenen 10,6 cm x 3,6 cm Haushaltstüchern (Vliesstoff PES/Cel 30/70) bei einem Anpressdruck von 0,11 N cm-2 und einer Vorschubgeschwindigkeit von 33,3 cm/s. Die Reiniger werden in der empfohlenen Anwendungskonzentration eingesetzt (0,3 ml/ cm2 Tuchfläche). Das verwendete Tuch wird mit dem Laborfoulard Stufe 4 ausgepresst.

Claims (15)

  1. Pflege- und Reinigungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass es ein oder mehrere elektrisch leitfähige Pigmente enthält.
  2. Pflege- und Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähigen Pigmente transparent sind.
  3. Pflege- und Reinigungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pigmente auf plättchenförmigen Substraten basieren.
  4. Pflege- und Reinigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pigmente auf Mischungen von sphärischen Partikeln mit plättchenförmigen Substraten basieren.
  5. Pflege- und Reinigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das plättchenförmige Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe natürliches oder synthetisches Glimmerplättchen, Glasplättchen, SiO2-Plättchen, TiO2-Plättchen, Al2O3-Plättchen, Sericit, Kaolin oder Talk.
  6. Pflege- und Reinigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähigen Pigmente als leitfähige Schicht ein dotiertes Metalloxid oder ein dotiertes Metalloxidgemisch enthalten.
  7. Pflege- und Reinigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähige Schicht ausgewählt ist aus der Gruppe Antimon dotiertes Zinnoxid, Antimon und Tellur dotiertes Zinnoxid, Zinn dotiertes Indiumoxid, Aluminium dotiertes Zinkoxid, Fluor dotiertes Zinnoxid, Wolfram dotiertes Zinnoxid, Wolfram und Phosphor dotiertes Zinnoxid, Indium dotiertes Zinkstannat.
  8. Pflege- und Reinigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähigen Pigmente auf einem plättchenförmigen Substrat basieren, das mit einer oder mehreren nicht-leitenden Metalloxidschichten belegt ist.
  9. Pflege- und Reinigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es 15-60 Gew.% an leitfähigen Pigmenten, bezogen auf das Pflegemittel, enthält.
  10. Pflege- und Reinigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Pflegemittel ein Dispersions- oder Emulsionspolymer als filmbildende Komponente enthält.
  11. Pflege- und Reinigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Pflegemittel mindestens einen weiteren Inhaltstoff enthält, ausgewählt aus der Gruppe umfassend anionische Tenside, nichtionische Tenside, Acidifizierungsmittel, Alkalisierungsmittel, antibakterielle Stoffe, antimikrobielle Wirkstoffe, Antioxidantien, Farbstoffe, Fungizide, Konservierungsmittel, Lösemittel, Netzmittel, Riechstoffe, US-Stabilisatoren, Verlaufsmittel, Viskositätsregulatoren, Wachse, Weichmacher.
  12. Verfahren zur Herstellung des Pflege- und Reinigungsmittels nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass man den im Handel erhältlichen Pflege- und Reinigungsmitteln elektrisch leitfähige Pigmente zusetzt.
  13. Verwendung des Pflege- und Reinigungsmittels nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 zur Erhaltung und Reinigung von Hartböden mit Belägen aus Keramik, Stein, Holz, Linoleum, PVC, Kautschuk, Kork, Laminat, vernetzten Epoxidharzen, Polyurethanen, Acrylaten oder Melaminharzen.
  14. Verwendung des Pflege- und Reinigungsmittels nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 zur Reinigung und Pflege von elektrostatisch leitenden und ableitfähigen Bodenbelägen.
  15. Verwendung des Pflege- und Reinigungsmittels nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, zur Herstellung einer leitfähigen Oberfläche auf einem nicht-leitfähigen Material.
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