DE10038198A1 - Wässrige Reinigungsmittelkonzentrate für raue, insbesondere profilierte Fliesen und Platten - Google Patents

Wässrige Reinigungsmittelkonzentrate für raue, insbesondere profilierte Fliesen und Platten

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DE10038198A1
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Abstract

Wässrige Reinigungsmittelkonzentrate für raue, insbesondere profilierte Fliesen und Platten auf Basis von nichtionischen, anionischen, amphoteren Tensiden, gegebenenfalls unter Mitverwendung von üblichen Hilfs- und Zusatzstoffen, welche dadurch gekennzeichnet sind, dass sie als Reinigungsverstärker quartäre alkoxylierte Aminverbindungen enthalten.

Description

Gegenstand der Erfindung sind wässrige Reinigungsmittelkonzen­ trate für raue, insbesondere profilierte Steinzeugfliesen und Platten auf Basis von nichtionischen, anionischen, oder ampho­ teren Tensiden, welche als Reinigungsverstärker quartäre alkoxylierte Aminverbindungen enthalten.
Aus optischen und hygienischen Gründen werden sowohl in gewerb­ lich genutzten als auch in öffentlichen Gebäuden und Einkaufs­ zentren die Arbeitsbereiche, Verkehrswege und Treppen zunehmend mit Natur- und Steinzeug-Fliesen und Platten ausgelegt.
Zur Vermeidung von Unfällen durch Stolpern und Rutschen müssen diese Fußbodenbeläge gewisse Anforderungen hinsichtlich ihrer Trittsicherheit erfüllen, so müssen sie gemäß den gesetzlichen Vorgaben (Richtlinien der Arbeitsstättenverordnung) eben, rutschhemmend und leicht zu reinigen sein.
Der Begriff Steinzeug steht für hart gebrannte Fliesen und Platten, welche mit oder ohne eingebrannter keramischer Ober­ flächenvergütung, glasiert oder unglasiert sein können. Gemäß DIN-Norm erfolgt eine Unterteilung über Wasseraufnahmevermögen und Fertigungsart. Die DIN EN 176 definiert Steinzeugfliesen und Feinsteinzeugfliesen.
Für die Rutschsicherheit ist jedoch die Oberflächenrauhigkeit entscheidend. Daher werden in den Merkblättern der Berufsgenos­ senschaft (ZH 1/571) bzw. der Gemeindeunfallversicherer (GUV 26.17; 26.18) für die diversen Anwendungsbereiche genau bestimmte Rutschhemmklassen (R-Klasse) vorgegeben, wobei höhere R-Werte für eine stärkere Rutschhemmung stehen.
Die Bestimmung erfolgt gemäß DIN 51 130 im Versuch an der schiefen Ebene und wird in Neigungswinkelbereichen angegeben:
R 9 = 3°-10° Neigungswinkel; R 10 = 10°-19° Neigungswinkel;
R 11 = 19°-27° Neigungswinkel; R 12 = 27°-35° Neigungswinkel;
R 13 = 35° Neigungswinkel.
Zusätzlich wird für profilierte Platten und Fliesen auch der Verdrängungsraum (V) entsprechend DIN 51 130 angegeben. Der Verdrängungsraum gibt das Volumen zwischen der oberen Gehebene und der unteren Entwässerungsebene an. Er liegt zwischen V 4 (= 4 cm3/dm2) und V 10 (= 10 cm3/dm2).
Für Bereiche mit erhöhtem Ausrutschrisiko, das sind Bereiche in denen Fußböden und Treppenstufen mit reibungsmindernden, und/oder gleitfördernden Medien wie Wasser, Abfallresten, stärkehaltigen Rückständen, tierischen und pflanzlichen Fetten oder Ölen, mineralischen Fetten oder Ölen, Seifen, Pigment­ schmutz, Gummiabrieb, Silikonen in Kontakt kommen, sind die Be­ wertungsgruppen < R 10, insbesondere R 12 und R 13 angebracht.
Fliesen und Platten gelten im allgemeinen als pflegeleicht und reinigungsfreundlich. Dies gilt uneingeschränkt für ebene, glatte und harte Untergründe der R-Klassen 9 bis 11. Mit stei­ gender R-Klasse werden die Oberflächen jedoch zunehmend rauer. Problematisch gelten feinraue Untergründe der Klasse R 12 und insbesondere profilierte Fliesen und Platten der Klassen R 12 bis 13 und V 8 bis 10, sogenannte Feinsteinzeug­ fliesen/-platten.
Der Reinigungsaufwand vergrößert sich bei zunehmender Rauhig­ keit/Unebenheit des Untergrundes erheblich, insbesondere wenn aufgrund von Porösizität zusätzliche Oberflächenvergrößerung gegeben ist.
Es hat daher in der Vergangenheit nicht an Versuchen gemangelt, neben speziellen mechanisch wirkenden Reinigungsmaschinen auch neue Reinigungsverfahren zu entwickeln und zusätzlich durch universell anwendbaren Allzweckreiniger insbesondere genau auf den jeweiligen Bodenbelagstyp und Verschmutzungsart abgestimmte Reinigungsmittel den Reinigungsaufwand zu minimieren und den Reinigungseffekt zu optimieren.
Handelsübliche Reinigungsmittel für die manuelle und maschi­ nelle Reinigung sind in der Regel komplexe Mischungen aus anionischen, nichtionischen und amphoteren/zwitterionischen Tensiden, welche übliche Hilfs- und Zusatzstoffe wie Alkalien, Komplexbildner, Lösungsvermittler, Chlorbleichlaugezusatz und gegebenenfalls milde Scheuermittel enthalten. Sie kommen in Konzentrationen von ca. 0,5 bis 10 Gew.-% zur Anwendung.
In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass auch bei großer me­ chanischer Unterstützung durch Einsatz von Mikrofaserpads, Schrubber, oder Hochdruckgeräten, Scheuersaug- oder Bürstenwal­ zen und zusätzlichen intensiven Nachspülgang mit Wasser bei den problematischen Untergründen aus Feinsteinzeug der Schmutz oft­ mals nicht vollständig im ersten Arbeitsgang entfernt werden konnte. Zusätzliche Reinigungsgänge waren erforderlich.
Abgesehen von dem erheblichen personellen, maschinellen Mehr­ aufwand und zusätzlicher Umweltbelastung durch Reinigungsmittel wird durch die Abrasivwirkung der mechanischen Belastung die Trittsicherung des Bodenbelages schneller gemindert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, diese Nachteile der bekannten handelsüblichen Reinigungsmittel zu überwinden und verbesserte Reinigungsmittel zur Verfügung zu stellen, welche bei gleichen oder verminderten Anwendungskon­ zentrationen eine zuverlässige Reinigung von rauen und profi­ lierten Fliesen und Platten, sogenanntem Feinsteinzeug, gewähr­ leisten.
Diese Aufgabe wird gelöst durch Reinigungsmittel auf Basis von Tensiden, welche als Reinigungsverstärker quartäre alkoxylierte Aminverbindungen enthalten.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher wäss­ rige Reinigungsmittelkonzentrate für raue, insbesondere profilierte Fliesen und Platten auf Basis von nichtionischen, anionischen, amphoteren Tensiden, gegebenenfalls unter Mitver­ wendung von üblichen Hilfs- und Zusatzstoffen, welche da­ durch gekennzeichnet sind, dass sie als Reinigungs­ verstärker quartäre alkoxylierte Aminverbindungen enthalten.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind wässrige Reinigungs­ mittelkonzentrate, welche, bezogen auf die Gesamtmischung, außer Wasser im wesentlichen
0,1 bis 10, insbesondere 1 bis 10 Gew.-Teile mindestens eines anionischen Tensids, gegebenenfalls
0,0 bis 20, insbesondere 5 bis 15 Gew.-Teile mindestens eines nichtionischen Tensids, gegebenenfalls
0,0 bis 10, insbesondere 1 bis 6 Gew.-Teile mindestens eines amphoteren/zwitterionischen Tensids und gegebenenfalls
0,1 bis 10 Gew.-Teile üblicher Hilfs- und Zusatzstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsmittelkonzentrate
0,1 bis 5, insbesondere 0,5 bis 3 Gew.-Teile alkoxylierte Amin­ verbindungen der allgemeinen Formel
[R1, R2, R3, R4N]+X-
mit der Bedeutung
R1 = ein geradkettiger, gegebenenfalls verzweigter, gegebe­ nenfalls Mehrfachbindungen enthaltender Alkylrest mit 8 bis 22, insbesondere 8 bis 18 C-Atomen,
R2 = -CH2CHR5O)n-R6 mit R5 = H, -CH3, -C2H5; R6 = H, -CH3, -C2H5, - C3H7 oder -C4H9 und n = 1 bis 25, insbesondere 2 bis 15,
R3 = R1 oder R2,
R4 = -CH3 oder -C2H5 und
X- = anionischer Rest, insbesondere Methylsulfat, Ethylsul­ fat, Phosphat, Chlorid, Bromid, Jodid
als Reinigungsverstärker enthalten.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der wässrigen Reinigungsmittelkonzentrate gemäß einem oder mehreren der Ansprüche zur Reinigung von Feinsteinzeugfliesen.
Weitere Gegenstände der Erfindung sind gekennzeichnet durch die Ansprüche.
Die wässrigen Reinigungsmittelkonzentrate gemäß der vorliegen­ den Erfindung enthalten, bezogen auf die Gesamtmischung, Wasser im Bereich von ca. 45 bis ca. 95 Gew.-Teile, vorzugsweise ca. 70 bis ca. 90 Gew.-Teile. Sie können im Anwendungsfall mit zusätzlichem Wasser auf die jeweils gewünschte bzw. übliche oder erforderliche Anwendungskonzentration von ca. 0,5 Gew.-Teile bis ca. 10 Gew.-Teile verdünnt werden.
Die erfindungsgemäß mitverwendeten Reinigungsverstärker sind, alkoxylierte Aminverbindungen der allgemeinen Formel
[R1, R2, R3, R4N]+X-
mit der Bedeutung
R1 = ein geradkettiger, gegebenenfalls verzweigter, gegebenen­ falls Mehrfachbindungen enthaltender Alkylrest mit 8 bis 22 C-Atomen,
R2 = -(CH2CHR5O)n-R6 mit R5 = H, -CH3, -C2H5; R6 = H, -CH3, -C2H5 -C3H7 oder -C4H9 und n = 1 bis 25, insbesondere 2 bis 15,
R3 = R1 oder R2,
R4 = -CH3 oder -C2H5 und
X- = anionischer Rest, insbesondere Methylsulfat, Ethylsulfat, Phosphat, Chlorid, Bromid, Jodid.
Erfindungsgemäß bevorzugt werden Verbindungen mit R1 auf Basis von Fettaminen, hergestellt nach den bekannten Verfahren durch Umsetzung von natürlichen Fettsäuren mit Ammoniak und an­ schließender Hydrierung, eingesetzt.
Als Fettsäuren kommen hier insbesondere Kokosfettsäure, Palm­ fettsäure, Talgfettsäure in Betracht, welche eine Kettenver­ teilung von ca. 6 bis ca. 20, hauptsächlich ca. 12 bis ca. 18, C-Atomen aufweisen und sowohl gesättigt als auch ungesättigt sein können. Durch die bekannten Verfahren können die Doppelbindungen ganz oder teilweise hydriert werden, so dass die Jodzahlen im Bereich von ca. 0 bis ca. 50, insbesondere im Bereich von ca. 15 bis ca. 40 liegen.
Als Alkoxilierungsmittel kommen Ethylenoxid, Propylenoxid oder Butylenoxid allein oder als Copolymere mit sowohl sta­ tistischer als auch blockweiser Verteilung in Betracht. Der Alkoxilierungsgrad wird mitbestimmt durch die angestrebte Hydrophilie der Verbindung. Er liegt im Mittel zwischen 1 bis 25, insbesondere 2 bis 15. Im Falle R3 = R2 gilt dieser Wert für beide Reste zusammen. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt sind ethoxilierte Verbindungen mit einem Alkoxilierungsgrad um ca. 5 bis 10.
Verbindungen dieser Art sind handelsübliche Produkte und werden beispielsweise von den Firmen Goldschmidt Rewo und Goldschmidt Chemical Corporation unter den Markennamen REWOQUAT® oder ADOGEN® angeboten, wie REWOQUAT® CPEM oder ADOGEN® 66.
Diese Verbindungen werden Reinigungsformulierungen be­ stehend aus Mischungen ein oder mehrerer Tenside aus der Gruppe anionischer, nichtionischer, amphoterer Verbindungen und gegebenenfalls üblicher Hilfs- und Zusatzstoffe wie Al­ kalien, Komplexbildner, Lösungsvermittler, Chlorbleich­ laugezusatz und milden Scheuermitteln in Mengen von ca. 0,1 bis 5, insbesondere 0,5 bis 3 Gew.-Teile zugesetzt.
Überraschenderweise zeigen die kationischen Reinigungsver­ stärker in Anwesenheit von anionischen Verbindungen nicht die Tendenz, unlösliche Komplexe zu bilden und auszufallen.
Sie verbessern nicht die Werte eines einzelnen technischen Effektes zu Lasten der anderen Eigenschaften sondern heben insgesamt das allgemeine Niveau:
  • - Besseres Spreiten auf porösen Oberflächen, z. B. Feinstein­ zeugfliesen: (optimiertes Benetzungsverhalten führt gerade auf porösen Oberflächen - hier entspricht die reale Ober­ fläche einem Vielfachen der eigentlichen Grundfläche - zu einem besseren Ablösverhalten des Schmutzes. Auch die Schattenbereiche der rutschhemmenden Erhöhungen werden aus­ reichend benetzt und gereinigt.)
  • - Besseres Kalkseifendispergiervermögen (optimiertes Disper­ giervermögen: für anorganische nichtlösliche Verschmutzungen verhindert das Absetzen solcher Verschmutzungen. Dies ist besonders wichtig auf porösen Oberflächen, da diese Rück­ stände sonst nicht entfernt werden können).
  • - Besseres Emulgiervermögen für einfache kostengünstige Ten­ sidsysteme: (optimierte Emulgierfähigkeit, da das gesamte Öl kontinuierlich in der Emulsion vorliegt. Bei dem Absetzen von Wasser kommt es nicht zu einer Wiederanschmutzung durch eine brechende Emulsion). Um die rutschhemmenden Eigenschaf­ ten nicht zu reduzieren ist es hier besonders wichtig alle Rückstände vollständig zu entfernen, damit sich die benötig­ ten Poren nicht zusetzen.
Die erfindungsgemäß mitverwendbaren oberflächenaktiven Verbin­ dungen sind die auf diesem Gebiet üblichen anionischen, nicht­ ionischen, amphoteren/zwitterionischen Tenside zur Herstellung von Reinigungsmitteln für Haushalt und Industrie.
Die Verbindungen können einzeln oder als Mischungen verwendet werden und sind beispielsweise anionische, nichtionische und amphotere Tenside wie Alkali-, Ammonium- oder Magnesium-Alkyl­ sulfate bzw. Alkylethersulfate, sekundäre Alkansulfonate, Al­ kali-α-Olefinsulfonate, Sulfosuccinate, Acylisethionate, Sarko­ side, Tauride, Alkylpolyglukoside, Ethercitrate, Carboxylate, Ethercarboxylate, Alkylamidethersulfate, sowie Ethoxilate von Fettalkoholen, Glyceriden, Ölen, Fettsäuren aber auch Fettsäu­ reestern, Aminoxide, Alkylbetaine, Alkylamidobetaine, Propio­ nate, Glycinate, Acetate und Sulfobetaine und Natrium-, Ka­ lium- oder Triethanolaminseife.
Die auf diesem Gebiet einsetzbaren und üblichen bzw. mögli­ chen Verbindungen der einzelnen Gruppen gehören zum Allge­ meinwissen des Fachmanns und können außerdem bei Bedarf in der einschlägigen Fachliteratur sowie in den Rezepturemp­ fehlungen der Hersteller der jeweiligen Tensidklassen nach­ gelesen werden.
Ausführungsbeispiele A. Testprodukte Verwendete Reinigungsverstärker
REWOQUAT® CPEM Coco Pentaethoxy Methylammonium Methosulfate ADOGEN® 66 Ethyl-Bis (Polyethoxy Ethanol) Tallow Ammonium Ethosulfate
Verwendete Feinsteinzeugfliesen
Helle Feinsteinzeugfliesen Art-Nr: 2292, Güteklasse: R 13 V 10, Hersteller Villeroy & Boch AG
Reinigungsmittel
Zusammensetzung handelsüblicher Reinigungsmittel
Basisreinigungsmittel
Typische Gebrauchsverdünnungen der Bodenreiniger
Anwendungstechnische Überprüfung 1.1 Spreitungstest
Die Reinigungslösung wurde mit Leitungswasser, der Stadt Essen (Wasserhärte < 10), auf die jeweilige Anwendungskonzentration verdünnt. Für den Test wurde die Pipettenspitze (Fa. Rainin (2,5 ml) EPD 2) 0.3 mm über die Fliese positioniert.
Die Feinsteinzeugfliesen wurden zuerst in der Geschirrspülma­ schine bei 70°C ohne Tensid gewaschen.
Für den Spreitungstest wurde 0,05 ml Reiniger-Anwendungslösung auf die Fliese pipettiert.
Nach 60 Sekunden wurde die Spreitfläche in Länge und Breite mit einer Schieblehre bestimmt. Zur Fehlerkorrektur wurde jede Lösung mindestens fünfmal wiederholt. Die Fläche des Tropfens wird berechnet durch die Formel für eine Ellipse.
Berechnung: Benetzungsfläche = p . Höhe . Breite
Die Eigenschaften der Basislösung werden als Blindwert betrach­ tet. Nach Zugabe der Reinigungsverstärker wird im Verhältnis zu dem Blindwert verglichen.
Tabelle 1
Spreitungseigenschaften von Handelsprodukten Durchmesser des Tropfens (0,05 ml) auf Feinsteinzeugfliesen
Tabelle 2
Spreitungseigenschaften von Vergleichsrezepturen Durchmesser des Tropfens (0,05 ml) auf Feinsteinzeugfliesen
1.2 Kalkseifendispergiervermögen
Test in Anlehnung an die Veröffentlichung von: Lime Soap Dispersion Test, Journal of American Oil Chemists' Society, Volume 27, March 1950, p 90 H. C. Boghetty & C. A Bergman Organic Chemicals Division General Dyestuff, N. Y. C.
Zielsetzung
Bestimmt wird die Fähigkeit von Reiniger-Anwendungslösungen, schwerlösliche Metallsalze zu dispergieren.
Testlösungen
  • 1. 0,5 g Na-Oleat/100 ml (hergestellt aus 2,8 g/100 ml Goldseife)
  • 2. Wasser mit 1 g/l Carbonathärte (hergestellt aus 0,986 g MgSO4 + 0,882 g CaCl2 in 1 Liter deminineralisiertem Wasser)
  • 3. geeignete Gebrauchsverdünnung des Reinigers als Titrant (Messbereich: 0 bis 15 ml dieser Lösung).
Methode
5 ml Natriumoleat (1) werden mit X ml einer Reiniger-Anwen­ dungslösung (3) sowie 10 ml hartem Wasser (2) zusammen pipet­ tiert und dann mit demineralisiertem Wasser auf 30 ml aufge­ füllt. Die Testlösung wird zwanzigmal gedreht und dann nach 30 Sekunden optisch begutachtet. Bei nicht ausreichendem Dispergiermittel fällt die sich bildende Kalkseife als Wolken in der Lösung aus. Der Endpunkt ist erreicht wenn die Seife dispergiert ist.
Berechnung des Dispergiervermögens
1.2 Emulgierverhalten
Untersucht wurde hier nur das Verhalten der Testlösung E, da man bei den anderen Reinigern durch den hohen Anteil nicht­ ionischer Tenside keine deutliche Steigerung des Emulgierver­ haltens erwarten konnte. Testlösung E enthält nur kurzkettige anionische Tenside, bei solchen Tensidsystemen ist eine Schwäche im Emulgierverhalten bekannt.
Testmethode
100 g Anwendungslösung eines Reinigers wurden mit 90 g (= 100 ml) Ölivenöl gemischt. Dann 30 sec. mit 8000 U/min im "Ultra-Turrax T25" emulgiert. Diese Emulsion wird in einen 250 ml Standzylinder gegeben. Nach 15, 30, 60, 120, 180 Minuten bzw. nach 24 Stunden wird das Mengenverhältnis der einzelnen Phasen abgelesen.
Ergebnis
Wie ersichtlich, wird durch Zusatz der erfindungsgemäßen Rei­ nigungsverstärker das Emulgierverhalten von schwach-emulgieren­ den, kurzkettigen Aniontensidlösungen stark optimiert. Wenn die Emulsion bricht setzt sich nun Wasser anstelle des Öls ab. Die­ ses sich absetzende Wasser beeinträchtigt nicht die Reinigungs­ kraft bzw. das Schmutztragevermögen während einer Reinigung.

Claims (6)

1. Wässrige Reinigungsmittelkonzentrate für raue, insbesondere profilierte Fliesen und Platten auf Basis von nicht­ ionischen, anionischen, amphoteren Tensiden, gegebenenfalls unter Mitverwendung von üblichen Hilfs- und Zusatzstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Reinigungsverstärker quartäre alkoxylierte Aminverbindungen enthalten.
2. Wässrige Reinigungsmittelkonzentrate gemäß Anspruch 1, welche, bezogen auf die Gesamtmischung, außer Wasser im wesentlichen
0,1 bis 10 Gew.-Teile mindestens eines anionischen Tensids, gegebenenfalls
0,0 bis 20 Gew.-Teile mindestens eines nichtionischen Tensids, gegebenenfalls
0,0 bis 10 Gew.-Teile mindestens eines amphoteren/zwitterionischen Tensids und gegebenenfalls
0,1 bis 10 Gew.-Teile üblicher Hilfs- und Zusatzstoffe, da­ durch gekennzeichnet, dass die Reinigungsmittelkonzentrate
0,1 bis 5 Gew.-Teile alkoxylierte Aminverbindungen der all­ gemeinen Formel
[R1, R2, R3, R4N]+X-
mit der Bedeutung
R1 = ein geradkettiger, gegebenenfalls verzweigter, ge­ gebenenfalls Mehrfachbindungen enthaltender Alkylrest mit 8 bis 22 C-Atomen,
R2 = -(CH2CHR5O)n-R6 mit R5 = H, -CH3, -C2H5; R6 = H, -CH3, -C2H5, -C3H7 oder -C4H9 und n = 1-25,
R3 = R1 oder R2,
R4 = -CH3 oder -C2H5 und
X- = anionischer Rest, insbesondere Methylsulfat, Ethylsulfat, Phosphat, Chlorid, Bromid, Jodid
als Reinigungsverstärker enthalten.
3. Wässrige Reinigungsmittelkonzentrate gemäß Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, dass sie als Reinigungsverstärker quartäre alkoxylierte Aminverbindungen der allgemeinen Formel [R1, R2, R3, R4N]+X- enthalten, worin
R1 = ein geradkettiger, Mehrfachbindungen enthaltender Alkylrest mit 12 bis 18 C-Atomen ist,
R2, R3 = -CH2CHR5O)n-R6 mit R5 = H; R6 = H, und die Summe aller n insgesamt = 5-20 ist,
R4 = -CH3 und
X- = Methylsulfat, Ethylsulfat, Chlorid sind.
4. Wässrige Reinigungsmittelkonzentrate gemäß Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, dass sie als Reinigungsverstärker quartäre alkoxylierte Aminverbindungen der allgemeinen Formel [R1, R2, R3, R4N]+X- enthalten, in denen R1 = die Reste der Kokosfettsäure, Palmfettsäure, Talgfettsäure sein können.
5. Wässrige Reinigungsmittelkonzentrate gemäß Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, dass sie als Reinigungsverstärker Coco-pentaethoxy-methylammonium-methosulfat und/oder Ethyl- bis-(polyethoxyethanol)-tallowammonium-ethosulfat enthal­ ten.
6. Verwendung der wässrigen Reinigungsmittelkonzentrate gemäß Ansprüche 1 bis 5 zur Reinigung von Feinsteinzeugfliesen.
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