DE69427871T2 - Verdickte alkalimetallhypochloritzubereitungen - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft flüssige Bleichzusammensetzungen, die sich beim Reinigen und Desinfizieren eignen.
- Verdickte Bleichzusammensetzungen besitzen eine Reihe von Vorteilen gegenüber nichtverdickten Bleichzusammensetzungen. Die viskoseren, eingedickten Lösungen haften an vertikalen und geneigten Oberflächen während eines längeren Zeitraums als die nichteingedickten Lösungen. Folglich ist die Bleich- oder Desinfizieraktivität der eingedickten Zusammensetzungen auf den angestrebten Flächen höher.
- Um eine eingedickte Hypochloritzusammensetzung, die eine akzeptable Gebrauchfähigkeitsdauer aufweist, bereitzustellen, muß die Zersetzungsrate des Alkalimetallhypochlorits sowie das Phasenverhalten der Zusammensetzung beachtet werden. Wie es bekannt ist, kann der Alkalimetallhypochloritabbau durch die folgende Gleichung wiedergegeben werden:
- NaOCl NaCl + ¹/&sub2;O&sub2;
- Viele herkömmliche Verdickungsmittel beschleunigen den Abbau des Hypochlorits und sind somit zur Verwendung in Hypochloritzusammensetzungen problematisch. Ferner ist das Einarbeiten herkömmlicher Verdickungsmittel und grenzflächenaktiver Mittel schwierig, da die erhaltene Hypochloritzusammensetzung dazu neigt, sich insbesondere bei höheren Temperaturen in zwei oder mehr Phasen zu trennen. Zahlreiche Verdickungsmittel sind selbst in Gegenwart eines Alkalimetallhypochlorits instabil. So ist es schwierig, eine ausreichende Viskosität bei Hypochloritzusammensetzungen durch herkömmliche Mittel und Additive neben einer Bereitstellung einer Hypochloritzusammensetzung mit akzeptabler Stabilität zu erreichen.
- Alternative Hypochloritzusammensetzungen, die eine ausreichende Viskosität sowie eine akzeptable Gebrauchslebensdauer (d. h. Stabilität) liefern, sind erforderlich.
- Die EP-A-0 137 551 offenbart eine eingedickte Hypochloritbleichzusammensetzung, wobei die Verdickung durch ein Gemisch aus drei unterschiedlichen reinigungsaktiven Materialien erreicht wird. Zwei liefern bei gemeinsamer Verwendung ein eingedicktes Produkt mit einer abnehmenden Viskosität bei der Lagerung des Produkts, wobei die dritte Verbindung ein synthetisches Detergens vom Sulfat- oder Sulfonattyp ist.
- Erfindungsgemäß wurde eine alternative wäßrige Hypochloritzusammensetzung gefunden, die (a) 0,5 bis 10 Gew.-% eines Alkalimetallhypochlorits, (b) 0,5 bis 2,5 Gew.-% eines tertiären Aminoxids der Formel
- worin R¹ für eine Alkylgruppe mit 10 bis 16 Kohlenstoffatomen steht und R² eine Niedrigalkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatom(en) bedeutet, (c) ein Alkalimetallsalz, (d) ein den pH-Wert stabilisierendes Mittel, (e) 0,15 bis 0,75 Gew.-% eines Alkalimetallsarcosinats der Formel RCON(CH&sub3;)CH&sub2;COOM, worin R für eine geradkettige oder verzweigte C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub6;-Alkylgruppe steht und M für ein Alkalimetallkation steht und (f) 0,1 bis 0,8 Gew.-% eines Alkalimetall-C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub4;-alkylbenzolsulfonats mit geradkettiger Alkylkette, wobei das Molverhältnis (b) : (f) in einem Bereich von 5 : 1 bis 11 : 1 liegt und so eingestellt ist, daß die Viskosität der Zusammensetzung zwischen 231 und 402 cps (gemessen bei 25ºC mit einer Spindel Nr. 2 bei 30/min), umfaßt. Alle hier verwendeten Gewichtsprozentangaben bedeuten Gew.-% des aktiven Bestandteils, bezogen auf das Gesamtgewicht der wäßrigen Zusammensetzung.
- Die erfindungsgemäße Zusammensetzung ist eine hypochloritstabile, aus einer einzelnen Phase bestehende, eingedickte Hypochloritbleichzusammensetzung mit der Fähigkeit, an vertikalen oder geneigten Flächen länger als dünnere Zusammensetzungen zu haften. Die Zusammensetzung ist ein wirksames Mittel zur Flecken- und Schmutzentfernung sowie zur Desinfektion. Das hohe Niveau der Hypochloritstabilität und das Einzellösungsphaseverhalten der Zusammensetzung ermöglichen es, daß die Zusammensetzung eine akzeptable Gebrauchslebensdauer aufweist. So wurde eine kommerziell wertvolle eingedickte Bleichzusammensetzung aufgefunden.
- Vorzugsweise ist das Alkalimetall des Alkalimetallhypochlorits aus Lithium. Kalium oder Natrium ausgewählt. Im Hinblick auf die Kosten und die Verfügbarkeit wird gegenwärtig Natriumhypochlorit bevorzugt. Das Alkalimetallhypochlorit kann andere Nebenprodukte des Herstellungsverfahrens, die vorhanden sind, ohne daß die Zusammensetzung in widriger Weise beeinträchtigt wird, aufweisen. Die verwendete Alkalimetallhypochloritmenge beträgt 0,5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-%, in stärker bevorzugter Weise 1 bis 3 Gew.-%.
- Das tertiäre Aminoxid besitzt die folgende Formel:
- worin R¹ für eine Alkylgruppe mit 10 bis 16 Kohlenstoffatomen steht und R² eine Niedrigalkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatom(en) bedeutet. R¹ und R² können eine gerade oder verzweigte Kette sein, die eine ungerade oder gerade Anzahl von Kohlenstoffatomen enthalten kann. Aminoxide gemischter Kettenlänge können verwendet werden. Derartige Materialien können vorwiegend eine oder mehrere Kettenlängen enthalten. In stärker bevorzugter Weise ist das tertiäre Aminoxid aus Myristyldimethylaminoxid, Lauryldimethylaminoxid und Gemischen hiervon ausgewählt. Am stärksten bevorzugt verwendet wird Myristyldimethylaminoxid. Die Menge des tertiären Aminoxids, die verwendet wird, beträgt 0,5 bis 2,5 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 2,25 Gew.-% und in stärker bevorzugter Weise 1,5 bis 1,95 Gew.-%.
- Das Alkalimetallsalz kann aus einer beliebigen Zahl von wasserlöslichen Alkalimetallsalzen und Gemischen hiervon ausgewählt sein, wobei das Alkalimetall vorzugsweise Lithium, Kalium oder Natrium ist und das Anion vorzugsweise ein Halogenid ist (beispielsweise Chlorid, Fluorid, Bromid und Iodid). In stärker bevorzugter Weise ist das Alkalimetallsalz aus Natriumchlorid, Lithiumchlorid. Kaliumchlorid und Gemischen hiervon ausgewählt. Im Hinblick auf die Kosten und die Verfügbarkeit ist das am stärksten begünstigte Alkalimetallsalz Natriumchlorid. Es kann in wechselnden Mengen verwendet werden, um den Alkalimetallhypochloritabbau, der lediglich durch die Vermeidung eines "Aussalzens" der Lösung (wenn die grenzflächenaktiven Mittel in Wasser unlöslich werden) zu verringern. Das "Aussalzen"-Phänomen ist dem Fachmann auf dem einschlägigen Fachgebiet gut bekannt (vgl. beispielsweise eine Beschreibung in einem Artikel von P. Mukerjee in J. of Physical Chemistry, Band 69, Nr. 11, S. 4038 (1965)).
- Ein Alkalimetallhydroxid ist das bevorzugte den pH-Wert stabilisierende Mittel, das in die Zusammensetzung eingearbeitet ist, obwohl jedes beliebige den pH-Wert stabilisierende Mittel verwendet werden kann, sofern die Stabilität und Viskosität der Zusammensetzung nicht in widriger Weise beeinträchtigt werden. Weitere den pH-Wert stabilisierende Mittel, die verwendet werden können, umfassen beispielsweise Carbonatpuffer. Das Alkalimetall des bevorzugten Hydroxids kann Lithium, Kalium oder Natrium sein. Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid sind besonders geeignete, den pH-Wert stabilisierende Mittel aufgrund der Kosten und der Verfügbarkeit, wobei Natriumhydroxid das am stärksten bevorzugte den pH-Wert stabilisierende Mittel ist. Das Alkalimetallhydroxid wird in die Zusammensetzung in einer wirksamen Menge eingearbeitet, um die Zusammensetzung auf einen pH-Wert von mindestens 11, in stärker bevorzugter Weise auf einen pH-Wert von 12 bis 13,5 und in am stärksten bevorzugter Weise auf einen pH-Wert im Bereich von 12 bis 13 einzustellen.
- Das Alkalimetallalkylsarcosinat ist durch die Forme RCON(CH&sub3;)CH&sub2;COOM wiedergegeben, worin R für eine verzweigte oder geradkettige C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub6;-Alkylgruppe steht und M ein Alkalimetallkation (beispielsweise Lithium, Kalium oder Natrium) ist. Natriumlauroylsarcosinat ist am stärksten bevorzugt. Die Menge des Alkalimetallalkylsarcosinats, die verwendet werden kann, beträgt 0,15 bis 0,75 Gew.-%, vorzugsweise 0,15 bis 0,45 Gew.-% und in stärker bevorzugter Weise 0,15 bis 0,3 Gew.-%.
- Das Alkalimetall-C^10-C&sub1;&sub4;-alkylbenzolsulfonat mit geradkettiger Alkylgruppe läßt sich vorzugsweise als solches definieren, worin das Alkalimetall Kalium, Lithium oder Natrium ist. In am stärksten bevorzugter Weise verwendet wird Natriumdodecylbenzolsulfonat. Die verwendete Sulfonatmenge beträgt 0,1 bis 0,8 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Gew.-% und in am stärksten bevorzugter Weise 0,15 bis 0,4 Gew.-%.
- Das Molverhältnis des tertiären Aminoxids zu dem Alkalimetallalkylbenzolsulfonat beträgt 5 : 1 bis 11 : 1. Vorzugsweise beträgt das Molverhältnis 6 : 1 bis 10 : 1 und in am stärksten bevorzugter Weise 7 : 1 bis 9 : 1.
- Die Zusammensetzung liefert eine bessere Viskosität für Alkalimetallhypochloritbleichmittel. Obwohl wir uns nicht an irgendeine Theorie binden wollen, wird vermutet, daß die Viskositätniveaus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung durch ein duales System erreicht werden, beidem sowohl die Gegenwart des Alkalimetallalkylbenzolsulfonats als auch das Molverhältnis des tertiären Aminoxids zu dem Sulfonat zu einer Erhöhung der Viskosität beitragen. Ferner wird vermutet, daß die oben angegebenen Mengen sowohl des Sulfonats als auch des tertiären Amins wichtig sind, um die Stabilität einer einzelnen Lösungsphase zu erreichen. Die hier angegebene Viskosität ist in Einheiten cps angegeben, die mit Hilfe eines Viskosimeters Brookfield SYNCHROLECTRICTM Modell LVT unter Verwendung einer Spindel Nr. 2 bei 30/min und etwa 25ºC meßbar ist. Die Viskosität der Zusammensetzung kann durch Verändern der verwendeten Sulfonatmenge sowie durch Verändern des Molverhältnisses des tertiären Aminoxids zu dem Alkalimetallalkylbenzolsulfonat in Abhängigkeit von der gewünschten Endverwendung eingestellt werden. Optimalerweise können Viskositäten von mindestens 350 cps erreicht werden, wie in dem nachfolgenden Abschnitt Beispiele veranschaulicht ist.
- Erfindungsgemäß ist die Alkalimetallhypochloritzusammensetzung nicht nur viskos, sondern besitzt auch eine akzeptable Gebrauchslebensdauer sowohl hinsichtlich der Verzögerung des Alkalimetallhypochloritabbaus als auch hinsichtlich des Einzellösungsphasenverhaltens bzw. Verhaltens als einzelne Lösungsphase. In der erfindungsgemäßen Zusammensetzung wurde der Alkalimetallhypochloritabbau verlangsamt, so daß die Zusammensetzung eine Alkalimetallhypochlorithalbwertszeit von mindestens etwa 30 Tagen, in stärker bevorzugter Weise von mindestens drei Monaten und in am stärksten bevorzugter Weise von mindestens sechs Monaten aufweist. Des weiteren liefert die vorliegende Erfindung eine Zusammensetzung, die eine Lösung in Form einer einzelnen Phase während eines Zeitraums von mindestens 30 Tagen, in stärker bevorzugter Weise während eines Zeitraums von mindestens drei Monaten und in am stärksten bevorzugter Weise während eines Zeitraums von mindestens sechs Monaten zeigt. Ein Hypochloritabbau kann durch Alkalimetallhypochlorittitration über die Zeit hinweg gemessen werden (dies kann durch zahlreiche dem Fachmann auf dem einschlägigen Fachgebiet bekannte Techniken erreicht werden). Ein Beobachtung eines Einzellösungsphasenverhaltens der Zusammensetzung kann visuell erfolgen. Das hohe Niveau an Stabilität in Kombination mit einem hohen Niveau an Viskosität liefert eine kommerziell wünschenswerte Zusammensetzung, die sich als Mehrzweckreinigungszusammensetzung eignet.
- Durch die hohe Viskosität ist die Zusammensetzung besonders gut geeignet zur Verwendung als Reinigungsmittel für harte Oberflächen und als Desinfektionsmittel, beispielsweise als Reinigungsmittel für Bäder, als Toilettenschüsselreinigungsmittel, Schimmelpilz- und Mehltaureinigungsmittel, Waschadditiv usw. Weitere optionale Bestandteile umfassen geeignete hypochloritstabile Färbemittel. Duftstoffe und Duftstoffgemische.
- Eine beliebige Zahl von Techniken kann dazu verwendet werden, die erfindungsgemäße Zusammensetzung herzustellen, so wie es dem Fachmann auf dem einschlägigen Fachgebiet gut bekannt ist.
- Die vorliegende Erfindung wird des weiteren in den folgenden nichtbeschränkenden Beispielen veranschaulicht, in denen, sofern nicht anders angegeben, die Gewichtsprozente auf das Gesamtgewicht der Endzusammensetzung bezogen sind.
- Die in der folgenden Tabelle I angegebenen Zusammensetzungen wurden durch anfängliches Vermischen des Natriumchlorids, Natriumhydroxids, Myristyldimethylaminoxids, des Duftstoffs und des Natriumhypochlorits mit Wasser (etwa 90% des gesamten zugesetzten Wassers), bis die Bestandteile gelöst waren, hergestellt. Das Natriumlauroylsarcosinat und das Natriumdodecylbenzolsulfonat wurden in einer Vormischung des Wassers (etwa 10% des gesamten zugegebenen Wassers) vereinigt und anschließend den anderen Bestandteilen unter Bildung der Endzusammensetzung zugegeben.
- Wie im folgenden angegeben ist, sind die Zusammensetzung A-F erfindungsgemäße Zusammensetzungen und waren alle Lösungen aus einer einzelnen Phase. Die einen Vergleich darstellende Zusammensetzung G war eine aus zwei Phasen bestehende Lösung. Die Formel der Zusammensetzung G (wie in Tabelle I angegeben) wurde unter Verwendung eines Molverhältnisses tertiäres Aminoxid : Natriumdodecylbenzolsulfonat von 4,4 : 1 hergestellt (folglich außerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung). TABELLE I
- a Wirksamer Bestandteil A-G = 0,35 Gew.-%
- b AMMONYXTM MO (Hersteller: Stepan Company), wirksamer Bestandteil A-E = 1,86 Gew.-%; F = 1,5 Gew.-%; G = 0,9 Gew.-%
- c Wirksamer Bestandteil A-G = 2,5 Gew.-%
- d HAMPOSYLTML-30 (Hersteller: Hampshire Chemical) A-D = 0,3 Gew.-%; E = 0,15 Gew.-%; F-G = 0,3 Gew.-%
- e BIOSOFTTM (Hersteller: Stepan Company) A = 0,24 Gew.-%, B = 0,32 Gew.-%, C = 0,3 Gew.-%, D = 0,36 Gew.-%, E = 0,3 Gew.-%, F-G = 0,28 Gew.-%
- Die Viskosität der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen A-F wurde unter Verwendung eines Brookfield SYNCHROLECTRICTM-Viskosimeters Modell LVT unter Verwendung einer Spindel Nr. 2 bei 30/min und etwa 25ºC in Einheiten cps gemessen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II zusammengefaßt.
- A 260
- B 390
- C 402
- D 243
- E 333
- F 231
- Die Stabilität der Zusammensetzung A wurde über einen Zeitraum von 51 Tagen beobachtet wobei die Zusammensetzung bei Raumtemperatur aufbewahrt wurde. Das Phasenverhalten wurde überwacht und der Natriumhypochloritabbau gemessen.
- Wie visuell beobachtet, blieb die Lösung eine Einphasenlösung während dieses Zeitraums. Dies zeigt somit Phasenstabilität. Der Abbau des Natriumhypochlorits wurde über die Zeit hinweg durch Titration des Natriumhypochlorits in den in der folgenden Tabelle III angegebenen Zeitintervallen gemessen. Die Technik, mittels der die Titration bewerkstelligt wurde, ist im folgenden beschrieben. In der Stufe (1) wurden etwa 0,4 g bis 0,5 g der Zusammensetzungslösung in einen Erlen-Mayer-Kolben gegeben. In der Stufe (2) wurden etwa 40 ml entionisiertes Wasser in den Kolben der Stufe (1) eingetragen und der Kolbeninhalt gut gemischt. In der Stufe (3) wurde der Kolben der Stufe (2) mit etwa 8 ml Eisessig versetzt und der Kolbeninhalt gut gemischt. In der Stufe (4) wurde der Kolbeninhalt von Stufe (3) mit zwei Pellets Kaliumiodid (etwa 0,4 g) versetzt und der Kolbeninhalt gut gemischt, um das Ganze aufzulösen. Dabei veränderte sich die Farbe der Lösung nach dunkelbraun. In der Stufe (5) wurde die braune Lösung der Stufe (4) mit 0,1 N Natriumthiosulfat (Na&sub2;S&sub2;O&sub3;)-Lösung (volumetrische Lösung, Reagenzreinheitsgrad) titriert. Der Endpunkt war erreicht, wenn sich die Farbe der Lösung nach farblos änderte. In der Stufe (6) wurde die folgende Gleichung verwendet, um den Prozentsatz des verfügbaren Natriumhypochlorits NaOCl zu berechnen:
- % NaOCl = ml Na&sub2;S&sub2;O&sub3; (aus der Stufe 5) · 0,3722 g der Probe (aus Stufe 1)
- Die berechneten Gew.-% an Natriumhypochlorit in der Zusammensetzung A sind in der folgenden Tabelle III zusammengefaßt.
- 0 2,6%
- 7 2,5%
- 14 2,4%
- 23 2,4%
- 31 2,3%
- 44 2,2%
- 51 2,1%
- Die Stabilität der Zusammensetzung B wurde über einen Zeitraum von 37 Tagen beobachtet, wobei die Zusammensetzung bei Raumtemperatur aufbewahrt wurde. Wie visuell beobachtet wurde, blieb die Lösung während dieses Zeitraums eine Einphasenlösung. Dies zeigt die Phasenstabilität. Der Abbau des Natriumhypochlorits wurde nach der in Beispiel III beschriebenen Technik gemessen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle IV angegeben.
- 0 2,5
- 7 2,4
- 15 2,4
- 22 2,3
- 30 2,3
- 37 2,2
- Die vorliegende Erfindung wurde detailliert unter spezieller Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen hiervon beschrieben, es ist jedoch selbstverständlich, daß Abwandlungen und Modifikationen innerhalb des Wesens und des Umfangs der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können.
Claims (10)
1. Wässrige Hypochloritzusammensetzung, die die folgenden Bestandteile umfasst:
(a) 0,5 bis 10 Gew.-% eines Alkalimetallhypochlorits;
(b) 0,5 bis 2,5 Gew.-% eines tertiären Aminoxids der folgenden Formel:
worin R¹ für eine Alkylgruppe mit 10 bis 16 Kohlenstoffatomen steht und R² eine
Niedrigalkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bedeutet;
(c) ein Alkalimetallsalz;
(d) ein den pH-Wert stabilisierendes Mittel;
(e) 0,15 bis 0,75 Gew.-% eines Alkalimetallsarcosinats der folgenden Formel:
RCON(CH&sub3;)CH&sub2;COOM
worin R für eine gerad- oder verzweigtkettige C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub6;-Alkylgruppe steht und M ein
Alkalimetallkation bedeutet, and
(f) 0,1 bis 0,8 Gew.-% eines Alkalimetall-C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub4;-alkylbenzolsulfonats mit geradkettiger
Alkylgruppe,
wobei das Molverhältnis (b) : (f) in einem Bereich von 5 : 1 bis 11 : 1 liegt und so eingestellt ist
dass die Viskosität der Zusammensetzung zwischen 231 und 402 cps (gemessen bei 25ºC mit einer
Spindel Nr. 2 bei 30/min) liegt.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung während eines
Zeitraums von mindestens 30 Tagen eine Einphasenlösung ist.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei
(a) Natriumhypochlorit ist,
(b) aus Myristyldimethylaminoxid, Lauryldimethylaminoxid oder Gemischen hiervon
ausgewählt ist,
(c) Natriumchlorid ist,
(d) ein Alkalimetallhydroxid ist,
(e) Natriumlaurylsarcosinat ist und
(f) Natriumdodecylbenzolsulfonat ist.
4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei
(a) in einer Menge von 1 bis 5 Gew.-% vorhanden ist,
(b) in einer Menge von 1 bis 2,25 Gew.-% vorhanden ist,
(e) in einer Menge von 0,15 bis 0,45 Gew.-% vorhanden ist und
(f) in einer Menge von 0,1 bis 0,5 Gew.-% vorhanden ist, und
wobei das Molverhältnis (b) : (f) in einem Bereich von 6 : 1 bis 10 : 1 liegt.
5. Zusammensetzung nach Anspruch 4, wobei
(a) in einer Menge von 1 bis 3 Gew.-% vorhanden ist,
(b) in einer Menge von 0,15 bis 1,95 Gew.-% vorhanden ist,
(e) in einer Menge von 0,15 bis 0,3 Gew.-% vorhanden ist und
wobei das Molverhältnis (b) : (f) in einem Bereich von 7 : 1 bis 9 : 1 liegt.
6. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei (d) in einer
ausreichenden Menge vorhanden ist, um den pH-Wert der Zusammensetzung auf einen pH-Wert von 11 oder
höher einzustellen.
7. Zusammensetzung nach Anspruch 6, wobei (d) Natriumhydroxid ist und in einer
ausreichenden Menge vorhanden ist, um den pH-Wert der Zusammensetzung auf einen pH-Wert von 12 bis 13
einzustellen.
8. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Viskosität
mindestens 350 cps (gemessen bei 25ºC mit einer Spindel Nr. 2 bei 30/min) beträgt.
9. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halbwertszeit
des Alkalimetallhypochlorits mindestens 30 Tage beträgt.
10. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner einen
hypochlorit-stabilen Duftstoff umfasst.
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