ES2242799T3 - Composiciones de detergente. - Google Patents
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Abstract
Una composición de detergente para lavar a temperaturas altas y bajas. Sorprendentemente, se ha encontrado que la forma amarillo-verde del compuesto de morfolina de fórmula (I) (R= NH-fenilo y R¿= morfolinilo) son igualmente eficaces a temperaturas tan bajas como de 0ºC y a temperaturas por encima de 60ºC, sin necesidad de moler los cristales, y también mejora marcadamente el grado de blancura del detergente hasta un punto mayor que la forma beta o que los derivados de diestirilo, siempre que la fórmula del detergente contenga no menos del 1% de tensioactivos alcoxilados no iónicos. Por tanto, la presente invención trata de composiciones de detergente que contienen el abrillantador óptico de fórmula (I), en la que R es como se ha definido anteriormente y R¿ representa el resto de morfolina (RN= 16090-02-1) en la forma alfa amarillo-verde, que se caracterizan por la presencia de no menos de un 1% en peso de tensioactivos alcoxilados no iónicos. El abrillantador óptico usado de acuerdo con lainvención se puede presentar en polvo o en forma granular.
Description
Composiciones de detergente.
La invención se refiere a composiciones de
detergente para lavar tejidos. En particular, se refiere a
composiciones para lavar tejidos a temperaturas bajas que contienen
abrillantadores ópticos con base de
estilbeno-triazina.
Las preparaciones diseñadas para lavar tejidos,
en forma de ropas u otras formas, son mezclas complejas que
contienen una variedad de ingredientes, cada uno de los cuales
realiza una función específica. Estos ingredientes son
tensioactivos, agentes antiredisposición que impiden que la suciedad
se vuelva a asentar tras ser dispersada por los tensioactivos, las
enzimas, las sustancias capaces de desarrollar oxígeno activo tal
como perboratos, activadores de dichas sustancias, sales inorgánicas
en forma de estructurantes, agentes secuestrantes, etc., y, en la
mayoría de los casos, abrillantadores ópticos.
Los abrillantadores ópticos se usan para
proporcionar a los tejidos lavados un grado elevado de blancura con
sombras agradables para el ojo humano, que no se pueden conseguir
usando meramente tensioactivos y blanqueantes químicos.
Los abrillantadores ópticos son sustancias
fluorescentes que actúan reemitiendo parte de la radiación UV
absorbida a una longitud de onda de 350-360 nm en
forma de luz visible al ojo humano, principalmente a una longitud de
ona de 400-450 nm.
Esta radiación corresponde al área azul del
espectro visible, por tanto corrige el color amarillento de fondo
que permanecería tras el lavado con detergentes que no contienen
abrillantadores ópticos porque el color azul es complementario a él.
El efecto global resultante es un color blanco brillante.
Otro propósito del uso de abrillantadores ópticos
es proporciona al detergente un mayor grado de blancura.
La eficacia de la acción llevada a cabo por los
abrillantadores ópticos en el blanqueamiento del tejido y el
detergente depende de su estructura química, las condiciones de
lavado y la composición del detergente.
Los abrillantadores ópticos usados con más
frecuencia son el tipo sustantivo de fibras de celulosa, que
principalmente pertenecen a la clase química de derivados de
estilbeno-triazina de fórmula general:
en la que R es un resto de
fórmula:
y R' es un resto de fórmula
-N(X)(X'), donde X y X', que pueden ser iguales o diferentes,
representan hidrógeno, metilo, etilo, un grupo con la fórmula
-CH_{2}-CH_{2}OH o, junto con el átomo de
nitrógeno al que están unidos, forman un anillo morfolina. Los
compuestos más habituales son aquéllos en los que el grupo de
fórmula -N(X)(X') es un resto de monoetanolamina,
metiletanolamina, dimetilamina, etilamina o
morfolina.
El compuesto en el que R' es un resto de
morfolina (número de registro
16090-02-1) es el más habitual en la
práctica.
También se usan los derivados de diestirilo con
la siguiente fórmula:
Numerosas patentes protegen formulaciones de
detergentes que contienen abrillantadores ópticos, en particular el
derivado de morfolina citado anteriormente. Las siguientes
referencias de Chemical Abstract se citan a modo de ejemplo:
132 23874t, 127 294975z, 127 236019e,
125 225150y, 125 171563q, 124 149266c,
122 58882t, 121 38089r, 119 75116b, 96
21648q, 87 5404n, 86 142006f, 77 116389c.
La preferencia por el derivado de morfolina no
sólo se basa en sus características toxicológicas sino también en su
excelente rendimiento en el abrillantamiento de las fibras de
celulosa en relación con su coste y las condiciones de lavado. De
hecho, posee una elevada afinidad por las fibras de celulosa a
temperaturas entre 40ºC y 60ºC, en concreto aquéllas a las que
funcionan los ciclos de la lavadora. Los otros derivados de
estilbeno-triazina de fórmula (I) mencionados antes
y los derivados de diestirilo de fórmula (II) no tienen la misma
eficacia a esas temperaturas, aunque pueden ser más eficaces a
temperaturas bajas. Esta diferencia se debe al hecho de que estos
abrillantadores ópticos son más solubles que el derivado de
morfolina a temperaturas bajas; sin embargo, la ventaja se pierde
cuando el lavado se lleva a cabo a temperaturas iguales o superiores
a 40ºC porque la afinidad por el sustrato celulosa de los
abrillantadores ópticos mencionados anteriormente distintos a la
morfolina disminuye a medida que la temperatura aumenta.
Se sabe que el derivado de morfolina identificado
con el número de registro
16090-02-1 existe en dos formas
cristalinas, denominadas alfa y beta. La forma beta se caracteriza
por cristales bien formados prácticamente incoloros y la forma alfa
por cristales de forma amorfa o de color
amarillo-verde con una estructura indefinida.
La forma incolora (beta) es la preferida para
usar en detergentes, ya que contribuye a aumentar el grado de
blancura del detergente, mientras que la forma alfa induce un color
amarillento en el detergente.
Véanse las siguientes referencias de Chemical
Abstract a este respecto: 96 87457h, 96 69047v,
93 206520y, 92 199759g, 89 7602u, 86
157056w, 86 142006f, 85 22782p, 80 49273g,
79 67827z, 77 103342g, 77 21589d, 72
122931m, 72 33252y, 68 115712e, 68 50079.
Los intentos para mejorar la eficacia del
abrillantador óptico de morfolina se describen en los documentos DE
2.811.717 (C. A. 92 43280), DE 2.033.437 (C. A. 74 88957); JP 70
03.673 (C. A. 92 122931) y DE 1.904.854 (C. A. 72 115711), en los
que el tamaño de los cristales de la forma beta cristalina se reduce
para aumentar su solubilidad y, por tanto, su rendimiento a
temperaturas bajas.
El documento GB 1.542.907 describe composiciones
de detergente que comprenden una serie de abrillantadores ópticos,
incluido el de la fórmula I, aunque no se proporciona información
precisa acerca de la forma real usada.
La forma impura citada en el documento GB
1.542.907 no es la forma alfa de color
amarillo-verde que aparece en forma pura, siendo una
forma cristalina y no simplemente un producto contaminado por
impurezas coloreadas.
Sorprendentemente, se ha encontrado que la forma
amarillo-verde del compuesto de morfolina de fórmula
(I) (R= NH-fenilo y R'= morfolinilo) son igualmente
eficaces a temperaturas tan bajas como de 0ºC y a temperaturas por
encima de 60ºC, sin necesidad de moler los cristales, y también
mejora marcadamente el grado de blancura del detergente hasta un
punto mayor que la forma beta o que los derivados de diestirilo,
siempre que la fórmula del detergente contenga no menos del 1% de
tensioactivos alcoxilados no iónicos.
Por tanto, la presente invención trata de
composiciones de detergente que contienen el abrillantador óptico de
fórmula (I), en la que R es como se ha definido anteriormente y R'
representa el resto de morfolina (RN=
16090-02-1) en la forma alfa
amarillo-verde, que se caracterizan por la presencia
de no menos de un 1% en peso de tensioactivos alcoxilados no
iónicos. El abrillantador óptico usado de acuerdo con la invención
se puede presentar en polvo o en forma granular.
Las composiciones de detergente sólidas de la
invención pueden estar en forma de polvos, gránulos, perlas,
pastillas o tabletas, y pueden obtenerse mediante técnicas de secado
por aspersión, mezclado en seco, postadición o mixtas. El
abrillantador óptico de morfolina de fórmula:
en la forma alfa
amarillo-verde (que algunos autores consideran
sustancialmente amorfa y otros microcristalina) posee un índice de
disolución de aproximadamente un 90% de su propio peso en dos
minutos a la temperatura de 25ºC, medido mediante los procedimientos
indicados en el ejemplo comparativo nº 1 más adelante. En las
composiciones de la invención el abrillantador óptico está presente
en una proporción de 0,01 a 3% en el peso de la composición de
detergente, y preferentemente de 0,1 a 0,2% en
peso.
Cualquier tensioactivo etoxilado, propoxilado o
etopropoxilado de cadena lineal o ramificada se puede usar cono
tensioactivo alcoxilado no iónico, tal como:
alquilfenoles, preferentemente octil- o
nonilfenoles etoxilados con de 1 a 25 moles de óxido de etileno
ácidos grasos de C_{6}-C_{22}
de cadena lineal o ramificada etoxilados, propoxilados o
etopropoxilados con de 1 a 40 moles de óxido de etileno o de
propileno o una mezcla de los mismos
ácidos grasos de C_{6}-C_{22}
de cadena lineal o ramificada y sus amidas etoxilados con de 1 a 40
moles de óxido de etileno o de propileno o una mezcla de los
mismos
aminas grasas de C_{6}-C_{22}
de cadena lineal o ramificada etoxilados, propoxilados o
etopropoxilados con de 1 a 40 moles de óxido de etileno o de
propileno o una mezcla de las mismas.
Estos tensioactivos alcoxilados están presentes
en cantidades superiores al 1% en peso, preferentemente superiores
al 3% e incluso más preferentemente en proporciones de entre 4 y 10%
en peso.
Las composiciones de detergente de la invención
también pueden contener:
Sulfatos de alquilo o alquenilo de fórmula
R-O-SO_{3} ^{-}M^{+}, donde R
puede temer de 10 a 22 átomos de carbono y M es un metal alcalino,
amoniaco o un catión de alcanol amoniaco.
Sulfatos de alquilo o alquenilo de fórmula
R-O-(CH_{2}-CH_{2}-O)n-SO_{3}
^{-}M^{+}, donde R puede temer de 10 a 22 átomos de carbono, M
es un metal alcalino, amoniaco o un catión de alcanol amoniaco y n
puede tener un valor de 1 a 25.
Alquilfenoles etoxilados y sulfatados.
Polisacáridos de alquilo y sulfatos
poliglicósidos de alquilo.
Alquilbencenos sulfonatados.
Alcanosulfonatos C6-C24 primarios
o secundarios.
Olefinas C6-C24 sulfonatadas.
Sulfosuccinatos y alquilsulfosuccinatos.
Amidas de ácidos grasos con taurina y
metiltaurina.
en las que los grupos sulfónicos están en general
salificados con un metal alcalino, amoniaco o cationes de
alcanolamonio.
Jabones, con el grupo carboxilo en la posición
primaria o secundaria.
Alquiletoxi o polietoxi carboxilatos de fórmula
general RO(CH_{2}CH_{2}O)XCH_{2}COOM, en la que
M es un metal alcalino, amoniaco o un catión de alcanol
amoniaco.
Sarcosinatos de fórmula general
R-CON(R_{1})CH_{2}-COOM,
en la que M es un metal alcalino, amoniaco o un catión de
alcanolamonio.
Tensioactivos anfóteros adecuados son:
Óxidos de amina de fórmula general
R_{1}-N(O)(R_{2})_{2}, en la que
R_{1} representa un grupo alquilo o arilalquilo que opcionalmente
contiene grupos funcionales tales como hidroxilos, amidas o el
heteroátomo oxígeno, y R_{2} representa alquilo
C_{1}-C_{3}.
Pueden estar presentes pequeñas cantidades de
tensioactivos catiónicos comprendidos en la fórmula general:
R_{1}R_{2}R_{3}R_{4}N^{+}X^{-}
en la que R_{1}y R_{2} son
grupos alquilo C_{1}-C_{4}, R_{3} es un
alquilo o un grupo alquenilo C_{6}-C_{18},
R_{4} es un grupo alquilo, alquenilo o hidroxialquilo
C_{2}-C_{8} y X es un anión tal como Cl^{-},
SO_{4}^{- -},
NO_{3}^{-}
Los estructurantes pueden ser hidrosolubles o
insolubles en agua. Ejemplos de estructurantes hidrosolubles
son:
Tripolifosfatos en forma de sus sales de metal
alcalino; pirofosfato sódico, amónico o potásico, sustancias mono-
o policarboxiladas en forma de sus sales alcalinas tales como ácido
láctico, ácido glicólico, ácido tartárico, ácido cítrico y ácido
succínico; y borato sódico.
Ejemplos de estructurantes sustancialmente
insolubles son zeolitas basadas en aluminiosilicatos naturales y
sintéticos, tales como los conocidas como zeolita A, B, P, X, HS,
MAP o mezclas de las mismas.
Los agentes alcalinizantes se usan en detergentes
para proporcionar el pH óptimo al que funciona mejor la acción del
detergente.
Normalmente se usan carbonatos, bicarbonatos,
hidróxidos y silicatos en forma de sus sales alcalinas o
alcalinotérreas, solos o en mezclas.
Agentes secuestrantes de metales pesados pueden
ser fosfonatos orgánicos, por ejemplo sales alcalinas de
amino-alquilen-poli(alquilenfosfonatos)
tales como
dietilentriamina-penta-(metilenfosfonato),
etilendiamina-tri(metilenfosfonato),
hexametilendiamina-tetra(metilenfosfonato);
trimetilenfosfonato de nitrilo; ácido nitriloacético; ácido
etilendiamino tetraacético, o mezclas de los mismos.
Son blanqueantes químicos típicos los
percarbonatos, perboratos, perfosfatos, ácido peracético, ácido
perbenzoico, ácidos diperoxidodecanoico, tetradecanoico y
hexadecanoico. Particularmente preferido es el ácido peracético. El
ácido peracético se puede generar in situ a partir de sus
precursores tales como tetraacetiletilendiamina (TAED) u otros
activadores, y a partir de peróxidos inorgánicos tales como
perborato sódico, percarbonato, persulfato, perfosfato o
persilicato.
Los detergentes de la invención pueden contener
enzimas. Estas enzimas incluyen lipasas, celulasas, peroxidasas,
proteasas, amilasas y glucoamilasas, estearasas, pectinasas,
reductasas, oxigenasas y lipoxigenasas, solas o en mezclas. Las
enzimas se pueden estabilizar mediante su incorporación en
detergentes por medio de encapsulación u otros procedimientos.
En general, se añaden compuestos poliméricos para
estimular la dispersión y mantener los diversos ingredientes en
suspensión, o con una función antirredeposición de la suciedad. Los
polímeros adecuados para estos propósitos son homopolímeros de ácido
acrílico; copolímeros de ácido acrílico, especialmente con anhídrido
o ácido maleico, alcohol vinílico, acetato de vinilo y ácido
aspártico; ácidos poliaspárticos; polivinilpirrolidona;
carboximetilcelulosa; metilcelulosa; hidroxipropilmetilcelulosa;
etilhidroxietil celulosa; hidroxietilcelulosa; polímeros de óxido
de etileno, óxido de propileno y sus copolímeros. Normalmente, los
polímeros que contienen grupos carboxilo se salifican con cationes
de sodio o de potasio.
A las formulaciones de detergentes se pueden
añadir agentes antiespumantes con el fin de reducir la formación de
espuma, en especial para usar en lavadoras. Como agentes
antiespumantes se usan mezclas de siliconas, preferentemente
siloxanos, triglicéridos de ácidos grasos de cadena larga, ésteres
de ácidos grasos con alcoholes monovalentes y ésteres de ácido
fosfórico tal como fosfato de triisobutilo.
Las composiciones de detergente de la invención
también pueden contener "Agentes de Liberación de Suciedad"
(ALS). Los ALS son sustancias, por lo general oligómeros, cuya
estructura molecular contiene fragmentos hidrófilos o hidrófobos
capaces de adherirse a tejidos sintéticos tales como nailon y
TERITAL con sus partes hidrófobas para ayudar a separar cualquier
suciedad que se pueda adherir a dichos tejidos durante los ciclos de
aclarado. Ejemplos de ALS son los poliésteres oligoméricos de ácido
tereftálico con polímeros de óxido de etileno/propileno o sus
modificaciones que contienen grupos sulfónicos.
Otros ingredientes opcionales en las
composiciones de detergente son excipientes tales como sulfato
sódico, agentes colorantes y perfumes.
Determinación del índice de disolución a 25ºC del
abrillantador óptico de morfolina en la forma alfa
amarillo-verde (microcristalina o amorfa) en
comparación con el mismo agente en la forma beta cristalina
finamente molida con un diámetro medio de partícula de 3 \mu.
El índice de disolución se expresó como el tiempo
requerido para solubilizar el 95% del abrillantador óptico
(T95).
La prueba se llevó a cabo midiendo con un
espectrofotómetro a una longitud de onda de 355 nm la extinción
específica, en un periodo de tiempo, de una suspensión de
abrillantador óptico en una solución de 5 g/l de detergente con
base de dodecilbencenosulfonato sódico, tamponado a un pH de 10
\pm 0,05 y con una temperatura ajustada con termostato a 25ºC. La
extinción se midió en una alícuota de la solución filtrada a través
de un filtro de 0,45 \mu para eliminar la fracción sin disolver.
La extinción medida se comparó con la de una muestra completamente
disuelta hirviendo durante un tiempo prolongado y se expresó como un
porcentaje de abrillantador óptico en
solución.
solución.
Los tiempos necesarios para alcanzar el 95% de la
solubilidad máxima (T95) fueron los siguientes:
| Abrillantador óptico de morfolina | T95 |
| Forma verde-amarilla amorfa/microcristalina | 1 min 45 segundos |
| Forma (beta) cristalina blanca | 10 min 30 segundos |
Se prepararon tres formulaciones de detergente
con las siguientes composiciones:
| Composición | Detergente nº 1 | Detergente nº 2 | Detergente nº 3 |
| Carboximetilcelulosa | 1 | 1 | 1 |
| Alquilbencenosulfonato sódico | 8 | 8 | 8 |
| C12-15 Pareth 7 (alcohol etoxilado) | 8 | 4 | 0 |
| Disilicato sódico | 4 | 4 | 4 |
| Copolímero acrílico/maleico | 2 | 2 | 2 |
| Zeolita A | 30 | 30 | 30 |
| Carbonato sódico | 10 | 10 | 10 |
| Jabón sódico | 6 | 6 | 6 |
(Continuación)
| Composición | Detergente nº 1 | Detergente nº 2 | Detergente nº 3 |
| Perborato sódico | 15 | 15 | 15 |
| TAED | 3 | 3 | 3 |
| Na_{2}SO_{4} | 7 | 10 | 13 |
| Agua | 6 | 7 | 8 |
De cada uno de los detergentes se añadieron 100 g
con un 0,15% en el peso de la composición del detergente, del
abrillantador óptico de morfolina de la invención en la forma alfa
amarillo-verde, o con un 0,15% del mismo
abrillantador óptico de morfolina en la forma beta cristalina blanca
con un diámetro medio de partícula de 3 \mu.
La Tabla 1 muestra el grado de blancura de cada
uno de las tres composiciones de detergente a las que se añadieron
los abrillantadores ópticos. El grado de blancura se midió con un
espectrofotómetro Elrepho y se expresó de acuerdo con la fórmula
Ganz tras un periodo de acondicionamiento de 24 horas a 40ºC:
W =
3B-1, 5G-0,
5A
| Detergente nº 1 | Detergente nº 2 | Detergente nº 3 | |
| Sin abrillantadores ópticos | -21 | 15 | 27 |
| Con la forma amarillo-verde del abrillantador óptico | 86 | 78 | 38 |
| Con la forma cristalina blanca del abrillantador óptico | 78 | 65 | 35 |
Se preparó una formulación de detergente con la
siguiente composición en porcentaje en peso:
| Composición | % |
| Carboximetilcelulosa | 1,2 |
| Alquilbencenosulfonato sódico | 6,9 |
| C12-15 Pareth 7 (alcohol etoxilado) | 4 |
| Silicato sódico | 7,5 |
| Tripolifosfato sódico | 43,8 |
| Silicato de magnesio | 1,9 |
| Jabón sódico | 3,5 |
| Na_{2}SO_{4} | 21,2 |
| TAED sal de sodio | 0,2 |
| Agua | 9,8 |
A tres porciones de 100 g de la composición de
detergente descrita anteriormente se añadieron 0,3 g de gránulos del
abrillantador óptico de morfolina de la invención en la forma
amorfa/microcristalina amarillo-verde (Ejemplo 3A),
del abrillantador óptico de morfolina en la forma cristalina blanca
(beta) (ejemplo 3B) y del abrillantador óptico de fórmula (II)
(ejemplo 3C).
La Tabla 2 muestra el grado de blancura de la
composición de detergente sin abrillantadores ópticos en comparación
con la misma composición con abrillantadores ópticos. El grado de
blancura se midió como se ha descrito en el ejemplo nº 2.
| Detergente sin abrillantadores ópticos | 3A | 3B | 3C |
| 71 | 140 | 78 | 75 |
Se añadió la composición de detergente del
ejemplo 3 con 0,15% (en el peso de la composición) del abrillantador
óptico amarillo-verde de la invención, con una
extinción específica de 441 (muestra 4A). Las muestras de
detergentes que contienen cantidades equivalentes de abrillantador
óptico de morfolina en la forma cristalina blanca (beta) con un
diámetro medio de partícula de 3 \mu (muestra 4B), del
abrillantador óptico de fórmula (II) (muestra 4C) y del
abrillantador óptico con fórmula (I), en la que X =H y X'= -C2H5
(muestra 4D) se prepararon del mismo modo.
"Cantidades equivalentes" quiere decir
partes en peso con la misma extinción medida a 355 nm.
Los ciclos de lavado se realizaron a 5ºC, 15ºC y
40ºC con las cuatro muestras de detergentes obtenidas, en algodón
sin abrillantadores ópticos (EMPA 211), de acuerdo con el siguiente
procedimiento:
Equipo: Linitest
Dureza del agua: 25ºF
Índice del baño: 1:10
Duración del ciclo de lavado: 15 minutos
Aclarados: 3, con un índice de baño de 1:50.
El grado de blancura se midió en las muestras,
después de secar, con un aparato Elrepho 2000, y se expresó de
acuerdo con la fórmula Ganz.
Los resultados se muestran en la Tabla 3.
| T de lavado | Nº de ciclos | Detergente 4A | Detergente 4B | Detergente 4C | Detergente 4D |
| 5ºC | 1 | 110 | 82 | 100 | 90 |
| 5ºC | 3 | 143 | 114 | 140 | 125 |
| 15ºC | 1 | 149 | 120 | 138 | 127 |
| 15ºC | 3 | 180 | 164 | 172 | 160 |
| 40ºC | 1 | 152 | 141 | 135 | 133 |
| 40ºC | 3 | 180 | 177 | 160 | 155 |
Claims (7)
1. Una composición de detergente para lavar a
temperaturas altas y bajas, que comprende:
(a) 0,01% a 3% en peso del abrillantador óptico
de fórmula:
en la forma alfa
amarillo-verde,
y
(b) al menos un 1% de tensioactivos alcoxilados
no iónicos.
2. Composición según al reivindicación 1, en la
que los tensioactivos no iónicos alcoxilados son tensioactivos no
iónicos etoxilados.
3. Composición según al reivindicación 2, en la
que los tensioactivos no iónicos etoxilados son alcoholes grasos
etoxilados de cadena lineal o ramificada.
4. Composición según al reivindicación 3, en la
que los alcoholes tienen una longitud de cadena de C12 a C18 y la
cadena etoxilo comprende de 6 a 25 unidades monoméricas.
5. Composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en la que la cantidad de alcoholes
etoxilados es de al menos un 3% en peso de la composición de
detergente.
6. Composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en la que el abrillantador óptico está
compactado en forma de gránulos.
7. Composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en la que el abrillantador óptico está
presente en la cantidad de 0,1 a 0,2% en peso.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT2001MI000884A ITMI20010884A1 (it) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | Composizioni detergenti |
| ITMI20010884 | 2001-04-27 |
Publications (1)
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