DE1294337B - Verfahren zur Verbesserung der hydrophilen Eigenschaften von Faeden, Fasern od. dgl. aus linearen Polyestern - Google Patents
Verfahren zur Verbesserung der hydrophilen Eigenschaften von Faeden, Fasern od. dgl. aus linearen PolyesternInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesse- der Aufnahmefähigkeit von Dispersionsfarbstoffen
rung der hydrophilen Eigenschaften von Fäden, bei Temperaturen von —10 bis 1100C mit 70- bis
Fasern u. dgl. aus linearen Polyestern durch Be- 90%iger Schwefelsäure oder Chlorsulfonsäure zu
handlung mit Lösungen von Säuren oder deren Salzen behandeln. Bei dieser Behandlung verliert das Gewebe
und anschließender Erhitzung auf Temperaturen von 5 jedoch seinen Glanz und wird steif.
80 bis 2000C. Schließlich ist die Beständigkeit von Polyesterfasern
Hochmolekulare, lineare Polyester, die zur Her- in Mineralsäuren durch ausgedehnte Untersuchungen
stellung von Fäden, Fasern, Garnen und anderen bestimmt worden.
Textilwaren verwendet werden, besitzen bekanntlich Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe
gewisse Nachteile, die ihre Verwendbarkeit ein- io zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das es ermögschränken
oder mindestens nachteilig machen. Ein licht, Polyester in beliebiger Form, z. B. in Form
besonderer Nachteil besteht darin, daß aus Polyestern von Stapelfasern, Fäden, Bändern, Strängen, Garnen,
hergestellte Textilien leicht verschmutzen. Insbeson- gewirkten oder gewebten Waren u. dgl., und zwar
dere nehmen sie gern ölige und fettige Stoffe auf sowohl für sich allein als auch im Gemisch mit
und absorbieren Staubpartikeln. 15 anderen synthetischen oder natürlichen Fasern oder
Ein weiterer Nachteil linearer Polyester besteht Fäden unter milden Bedingungen derart zu behandeln,
darin, daß sie nicht stark benetzbar sind und keine daß sie eine hydrophile, leicht benetzbare, schmutzgroße
Farbstoffaufnahmefähigkeit besitzen. Eine gute abweisende Oberfläche erhalten. Benetzbarkeit ist jedoch bei Textilien besonders Es wurde nun gefunden, daß die gestellte Aufgabe
wichtig, da diese die Übertragung der Feuchtigkeit ao dadurch gelöst werden kann, daß das Polyestergut
von der Haut erleichtert. Leicht benetzbare Fäden mit 0,05- bis 10,0°/0igen wäßrigen Lösungen von
und Fasern saugen Körperschweiß bekanntlich leicht anorganischen Säuren, deren Dissoziationskonstante
auf, fördern die Schweißverdunstung und lassen sich mindestens 10~3 beträgt, oder deren Salze mit Amangenehmer
tragen. Auch bei der Textilienverarbei- moniak oder flüchtigen Aminen behandelt, danach
tung von Fäden und Fasern ist eine gute Benetzbar- 25 0,1 bis 30 Minuten lang erhitzt und anschließend
keit von Vorteil. So wirkt sich eine gute Benetzbarkeit mit Wasser gewaschen wird.
beispielsweise beim Schlichten, wobei verschiedene Die Konzentration der wäßrigen Lösungen beträgt
Stoffe, wie Gelatine und Polyvinylalkohol, gewöhnlich vorzugsweise 0,2 bis 3,0 °/0. Vorzugsweise wird das
aus wäßrigen oder alkoholischen Lösungen, auf die Polyestergut auf Temperaturen von 100 bis 16O0C
Fäden oder Fasern niedergeschlagen werden, vor- 30 erhitzt.
teilhaft aus. Auch eine gleichmäßige und dauerhafte Zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung
Färbung und gute Aufnahmefähigkeit für Druck- besonders geeignete Säuren sind phosphorige Säure,
farben wird durch eine gute Benetzbarkeit erleichtert. Phosphorsäure, Perchlorsäure und Schwefelsäure.
Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, die ange- Sehr geeignet sind ferner die Salze dieser Säuren mit
führten Mängel und Nachteile zu überwinden. So 35 Ammoniak oder flüchtigen Aminen oder Mischungen
hat man versucht, die Polyesterfäden und -fasern hiervon.
mit verschiedenen Hilfsmitteln zu überziehen, die Die Behandlung des Polyestergutes mit den Säuren
auf den Fäden und Fasern haftenbleiben sollten oder Salzen erfolgt zweckmäßig derart, daß auf das
und ihnen gleichzeitig die gewünschten Eigenschaften Polyestergut 0,05 bis 5,0, vorzugsweise 0,3 bis
verleihen sollten. Auch hat man bereits versucht, die 4° 1,0 Gewichtsprozent einer Säure oder eines Salzes,
Polyester bei ihrer Herstellung durch Einführung bezogen auf das Gewicht des Gutes, aufgebracht wird,
bestimmter chemischer Gruppen zu modifizieren. Es Die Tatsache, daß durch die verhältnismäßig
hat sich jedoch gezeigt, daß hierbei in der Regel milde Behandlung mit anorganischen Säuren oder
ungleichmäßige und unstabile Produkte erhalten deren Salzen eine durchgreifende Veränderung der
werden oder daß sich in der Reaktionsmischung 45 Oberfläche von Polyesterfäden und -fasern bewirkt
unlösliche Partikeln bilden, die die Löcher der Spinn- wird, war nicht zu erwarten.
düsen verstopfen. Obgleich nicht genau bekannt ist, welche Art von
Aus der kanadischen Patentschrift 620 001 ist es Umsetzungen in der Oberflächenschicht der PoIydes
weiteren bekannt, Polyesterfäden und -fasern esterfasern stattfindet, ist anzunehmen, daß sich
mit einer organischen Säure zu behandeln und die 50 gewisse hydrolytische Vorgänge abspielen und polare
behandelten Fäden und Fasern sodann auf Tempe- Gruppen — vermutlich sowohl Hydroxyl- als auch
raturen von 200 bis 22O0C zu erhitzen. Aus der Carboxylgruppen — gebildet werden, wodurch die
USA.-Patentschrift 2 893 896 ist es weiterhin bekannt, normalerweise äußerst hydrophobe und wäßrige
Polyestergebilde mit halogenierten Fettsäuren zu Medien abweisende Polyesterfaseroberfläche leicht
behandeln. Aus der kanadischen Patentschrift 652 277 55 benetzbar wird. Die gebildeten polaren Gruppen
ist die Behandlung von Polyesterfasern mit Salzen bleiben fest an das Fasermaterial gebunden,
organischer Säuren mit flüchtigen Basen bekannt. Wesentlich ist, daß beim Verfahren der Erfindung
Schließlich ist es aus der USA.-Patentschrift 2805173 auf die Oberfläche des Polyestergutes keine Verbin-
und der deutschen Auslegeschrift 1 006 383 auch düngen abgelagert oder fixiert werden und die zubekannt,
geformte Gebilde aus Polyestern mit in 60 nächst aufgetragenen Säuren oder Salze nach dem
organischen Lösungsmitteln gelöster Chlorsulfonsäure Erhitzen nicht auf dem ausgerüsteten Polyestergut
oder Schwefelsäure zu behandeln. Abgesehen davon, verbleiben.
daß sich Chlorsulfonsäure in Wasser zersetzt und Wie bereits erwähnt, eignet sich das erfindungs-
deshalb zur Behandlung von Fasergut mit wäßrigen gemäße Verfahren nicht nur zur Behandlung von
Lösungen nicht geeignet ist, ist das Arbeiten mit 65 reinem Polyestergut, sondern auch zur Behandlung
organischen Lösungsmitteln sehr aufwendig. von solchen textlien Produkten, die aus Mischungen
Aus der britischen Patentschrift 683 218 ist es des von Polyesterfäden oder -fasern mit anderen Fäden
weiteren bekannt, Polyestergewebe zur Verbesserung oder Fasern bestehen. Als letztere eignen sich sowohl
3 4
künstliche Fäden und Fasern, z. B. aus Cellulose- hydrophobe Oberfläche des Polyestergutes gegenüber
acetat, Viskose und Polyamiden, als auch die ver- Benetzung durch Öle und Fettstoffe resistent.
schiedensten Naturfasern, wie z. B. Baumwoll- und Nach dem Verfahren der Erfindung lassen sich
Wollfasern. Beispielsweise können Waren aus 60% die üblichen bekannten, in der Textilindustrie verPolyesterfasern
und 40% Baumwollfasern oder aus 5 wendeten Polyester hydrophil machen, insbesondere
einer Mischung von 50% Polyesterfasern und 50% solche, die Derivate der Terephthalsäure, 4,4'-SuIf o-
Wollfasern oder Viskosefasern behandelt werden. nyldibenzoesäure^^'-Diphensäurejdesl^-Di-ip-carb-
Obwohl es sich als zweckmäßig erwiesen hat, oxyphenyl) - äthans, 1,2 - Di - (p - carboxyphenoxy)-wäßrige
Lösungen der Säuren oder Salze zu ver- äthans, 4,4'-Dicarboxydiphenyläthers sowie der verwenden,
können gegebenenfalls doch auch wäßrige io schiedensten Ester dieser Säuren, insbesondere den
Lösungen verwendet werden, in denen ein Teil des niedrigen Alkyldiestern sind. Diese Verbindungen
Wassers durch ein organisches Lösungsmittel ersetzt sind bifunktionelle hexacarbocyclische Verbindungen,
ist, das vorzugsweise eine Affinität oder eine Lösungs- die zwei Estergruppen oder Carboxylgruppen in
wirkung gegenübe drem Polyestermaterial aufweist, para-Stellung besitzen. Derartige Verbindungen könwas
z. B. bei niederen Alkoholen der Fall ist. Die 15 nen in bekannter Weise mit 2 bis 10 C-Atomen entKonzentration
der Säuren oder Salze in dem Lösungs- haltenden, bifunktionellen Glykolen, z. B. Äthylenmittel
kann ganz verschieden sein. In der Regel wird glykol, Tetramethylenglykol, 2,2,4,4-Tetraalkyl-l,3-cysie
bestimmt durch die Säure- oder Salzmenge, die clobutandiol, Pentamethylenglykol, Neopentylenglyauf
dem Polyestergut niedergeschlagen werden soll. kol, 1,4-Cyclohexandimethanol, Chinitol und 1,4-Bis-Bei
Verwendung von wäßrigen Säurelösungen können 20 (Hydroxyäthyl)-benzol zu Polyestern umgesetzt werzur
Erleichterung einer gleiehmäßigen Benetzbarkeit den. Eine besondere Bedeutung besitzt das Verfahren
des Polyestergutes der Lösung oberflächenaktive der Erfindung zur Verbesserung der hydrophilen
Mittel anionischer, kationischer oder nichtionogener Eigenschaften von Polyestern aus Poly-(äthylentere-Natur
zugesetzt werden. Besonders geeignete ober- phthalat), Polyestern aus Pentamethylenglykol und
flächenaktive Mittel sind beispielsweise Natrium- 25 4,4'-Sulfonyldibenzoesäure, Polyestern aus 1,4-Cyclododecylsulfat,
Octadecylamin und Verbindungen vom hexandimethanol und Terephthalsäure und modifi-Typ
zierten derartigen Polyestern, z. B. solchen, bei denen
: bis zu 30 Molprozent einer anderen aromatischen
R—< —0(CH2—CH2O)2OH, oder einer aliphatischen Dicarbonsäure als Modifi-
\==. 30 zierungsmittel verwendet wurden.
Nach dem Verfahren der Erfindung behandeltes
worin R eine Alkylgruppe, beispielsweise eine Polyestergut kann unter Verwendung dar im folgenden
C8H1 ,-Gruppe ist. beschriebenen künstlichen Verschmutzungsmischung
Das Verfahren der Erfindung kann kontinuierlich auf seine Verschmutzbarkeit untersucht werden,
oder diskontinuierlich durchgeführt werden, wobei 35 Eine Verschmutzungsmischung wird durch Verübliche
Tauch-, Sprüh-, Trommelvorrichtungen u.dgl. mischen folgender Bestandteile hergestellt:
verwendet werden können, die in der Faserveredlungs- Mineralöl, enthaltend 5 Gewichtstechnik
bekannt smd. prozent Ruß 1,25 g
Die im Einzelfall angewandte Erhitzungsdauer und Schweineschmalz 3,75 g
Erhitzungstempjratur hängt von verschiedenen Um- 40 Stearinsäure 2*50 2
ständen ab, wie z. B. der Form des Polyestergutes, Vielzweck-Maschinenöi ".'.'.'.'.'.'.'.'. 5'Tropfen
der chemischen Zusammensetzung des Polyestergutes, Tetrachlorkohlenstoff 270,0 g
der benutzten Säuren oder Salze, der Menge der
aufzubringenden Säuren und Salze u. dgl. Beispiels- Das Schmalz und die Stearinsäure werden in einem
weise wird das Polyestergut durch eine 0,2%ige 45 Becherglas zusammengeschmolzen, worauf das mit
wäßrige Lösung von Phosphorsäure geführt und Ruß vorgemischte Mineralöl in die Schmelze ein-
dann in einen auf 1200C erhitzten Heißluftofen gerührt wird. Dann werden der Tetrachlorkohlenstoff
gebracht. Hierin wird das Wasser in wenigen Minuten und das Maschinenöl zugegeben. In die erhaltene
durch ein Heißluftgebläse verdampft und das trockene Mischung, die in ein Schüttelgefäß gegeben wird,
Fasermaterial 1 Minute oder länger der gleichen 5° werden 6,35 χ 6,35 cm große Stoffmusterstücke aus
Temperatur ausgesetzt. Die Erhitzungsdauer hängt gebleichtem und bedrucktem Baumwollkattun ge-
von der angewandten Temperatur ab. geben, die hierin 2 Minuten lang belassen und an-
Das nach dem Verfahren der Erfindung behandelte schließend an der Luft bei Raumtemperatur getrock-
Polyestergut besitzt ein verbessertes Haftvermögen net werden.
für Überzüge aus z. B. Gelatine, Kautschuk, ver- 55 Die Verbesserung der schmutzabweisenden Eigen-
schiedenen Vinylpolymeren, wie Polyvinylbutyral und schäften des erfindungsgemäß behandelten Polyester-
vielen anderen Stoffen. Daneben wird eine erhöhte gutes wird durch gemeinsames Waschen je eines
Widerstandsfähigkeit gegen Verschmutzung und Ver- sauberen Polyesterwebstückes einer Größe von
grauung erzielt. Eine Vergrauung von unbehandeltem 6,35 χ 6,35 cm mit zwei nach der angegebenen Vor-
Polyesterfasergut kann beispielsweise durch die Ab- 60 schrift verschmutzten Baumwollstücken bestimmt,
sorption von durch Schwitzen abgegebenen Stoffen Die drei Stoffstücke werden in ein Gefäß mit 100 cm3
oder durch Berührung mit fettigen Stoffen, Lebens- einer Waschlösung gebracht, die durch Auflösen
mitteln usw. verursacht werden. Während hydro- von 2 g eines üblichen synthetischen Waschmittels
phobe, unbehandelte Polyesterfasern die Neigung in 11 entmineralisiertem Wasser erhalten worden ist.
besitzen, Öle und Fette aus Trockenreinigungsflüssig- 65 Nach Zugabe von fünfzehn Kugeln aus rostfreiem
keiten und Wäschereiflotten, in denen andere ölver- Stahl mit einem Durchmesser von 6,35 mm wird
schmutzte Kleidungsstücke gereinigt werden, aufzu- das Gefäß verschlossen und 30 Minuten lang bei
nehmen, macht das Verfahren der Erfindung die 700C mit 30 U/min rotiert. Die Stoffproben werden
5 6
sodann dem Gefäß entnommen, mit entminerali- stück wird 20 bis 30 Sekunden lang auf eine Tem-
siertem Wasser gewaschen und in einem Luftumwälz- peratur von 1200C erhitzt. Die Gewebe werden sodann
ofen bei 1200C getrocknet. Dabei ergibt sich, daß zur Entfernung der Säurereste durch ein Wasserbad
Stoffstücke aus unbehandeltem Polyestergewebe, die geführt. Die behandelten Gewebe zeigen eine stark
gemeinsam mit verschmutzten Baumwollstücken ge- 5 verbesserte Haftfähigkeit gegenüber Kautschuk-Latex-
waschen werden, Schmutz aufnehmen und vergrauen. Überzügen, desgleichen eine stark verbesserte Wider-
Polyesterstoffstücke, die nach dem Verfahren der Standsfähigkeit gegenüber Verschmutzung durch öligen
Erfindung vorbehandelt werden, vergrauen nicht oder Schmutz.
höchstens nur ganz unbedeutend, und zwar selbst Vergleichsweise wird auf ein gleiches Gewebestück
dann, wenn sie mehrmals hintereinander mit frischen io 0,1 % Chlorwasserstoffsäure aufgetragen, worauf das
Stücken des verschmutzten Kattungewebes gewaschen Gewebestück den gleichen Erhitzungsbedingungen
werden. unterworfen wird. Es wird keinerlei Verbesserung der
Die folgenden Beispiele sollen das Verfahren der Schmutzwiderstandsfähigkeit oder des Haftvermögens
Erfindung näher veranschaulichen. gegenüber Latex-Überzügen festgestellt.
Beispiell 15 Beispielö
In eine Lösung von 4 g Phosphorsäure und 0,5 g Ein Kabel aus Polyäthylenterephthalatfäden wird
eines nichtionogenen handelsüblichen Polyalkylen- durch ein Behandlungsbad geführt, das besteht aus
oxyd-Netzmittels in 200 cm3 Wasser wird ein Gewebe einer Lösung von 1,4 °/0 Phosphorsäure und 0,1%
aus Poly-(äthylenterephthalat)-Fäden eingetaucht, 20 eines nichtionogenen Netzmittels in einem Gemisch
nach dem Herausnehmen auf das Zweifache seines aus Wasser und Butylalkohol oder Isopropylalkohol.
ursprünglichen Gewichts abgepreßt und 5 Minuten Das Kabel, das 0,6 % Phosphorsäure, bezogen auf das
lang auf 15O0C erhitzt. In gleicher Weise wird ein Kabelgewicht, aufgenommen hat, wird sodann mittels
aus Poly-tl^-cyclohexandimethylenterephthalaQ-Fä- heißer Gebläseluft von 100 bis 1100C vom Wasser beden
bestehendes Gewebe behandelt. Nach dem 25 freit und anschließend bei einer Temperatur von 140
Waschen und Trocknen weisen beide Gewebe eine bis 1500C durch eine Kräuselungsapparatur geführt,
stark erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber Ver- Das gewaschenege kräuselte Material besitzt eine verschmutzung
auf, wenn sie der beschriebenen Be- zügliche Widerstandsfähigkeit gegenüber Verschmutschmutzungsprüfung
unterworfen werden. zung durch schmierigen, öligen oder fetten
_, . . , „ 30 Schmutz.
Beispi el 2
Auf ein Gewebe aus Poly-(äthylenterephthalat)-
Fäden werden durch Behandlung mit einer l,0°/0igen Ein Strang Poly-(äthylenterephthalat)-Fäden wird
wäßrigen Phosphorsäurelösung 0,3% Phosphorsäure durch ein wäßriges 0,5%iges Perchlorsäurebad geaufgebracht.
Anschließend wird das Wasser ver- 35 führt, aus dem der Strang 0,4 % Säure, bezogen auf
dampft und das Gewebe 5 Minuten lang auf 120° C das Fasergewicht, aufnimmt. Nach dem Verdampfen
erhitzt. Nach dem Waschen besitzt das Gewebe eine des Wassers werden die Fäden 20 Minuten lang auf
hervorragende Widerstandsfähigkeit gegenüber Ver- 80 bis 900C erhitzt. Nach der Behandlung sind die
schmutzung. Fäden gegenüber Verschmutzung durch öligen Schmutz
Gleich günstige Ergebnisse werden mit Geweben 40 außerordentlich resistent.
aus Fäden erhalten, die aus Poly-(l,4-cyclohexandi- Gleich günstige Ergebnisse werden erhalten, wenn
methylenterephthalat), Poly - (äthylen - 2,6 - naphtha- Flotten mit Aminsalzen der Perchlorsäure, wie z. B.
lindicarboxylat) und Poly-(pentamethylen-4,4-sulfonyl- Pyridin-, Äthylamin- oder Trimethylaminsalzen, verdibenzoat)
bestehen. wendet werden. Bei der Verwendung von Salzen hat
Ώ . 45 es sich als vorteilhaft erwiesen, höhere Erhitzungstem-
B ei spiel 3 peraturen anzuwenden, z.B. solche von 120 bis
Das im Beispiel 2 beschriebene Verfahren wird 1400C.
wiederholt, jedoch werden auf das Gewebe mittels Beispiel 8
einer l,3%igen wäßrigen Phosphorsäurelösung 0,4%
Phosphorsäure aufgetragen. Nach dem Waschen ist 50 Ein Gewebe aus Poly-(äthylenterephthalat)-Fäden
es gegenüber Verschmutzung außerordentlich resistent. wird mit einer l,0%igen wäßrigen Lösung des Mono-
. · -t λ pyridinsalzes von Schwefelsäure behandelt, aus der
B e 1 s ρ 1 e 1 4 das Qewe^e o,5 °/0 Salz aufnimmt. Nach Verdampfen
Das im Beispiel 2 beschriebene Verfahren wird des Wassers bei ICO0C wird das Gewebe 1 Minute auf
■wiederholt, jedoch werden auf das Gewebe 0,3 % 55 120 bis 1300C erhitzt und schließlich zur Entfernung
Phosphorsäure und 0,2 % Schwefelsäure aus einer der noch vorhandenen Säure mit Wasser gewaschen.
l,5%igen wäßrigen Säurelösung aufgetragen. Es Das behandelte Gewebe ist gegenüber Verschmutzung
werden gleichgünstige Ergebnisse, wie im Beispiel 2 außerordentlich resistent. beschrieben, erhalten.
Beispiel5 6° Beispiel9 (Vergleichsbeispiel)
Aus einer wäßrigen 0,2%igen Schwefelsäure-Lösung Aus Poly-(äthylenterephthalat)-Fäden hergestellte
werden auf ein Gewebe aus Poly-(äthylenterephthalat)- Gewebestücke werden 1 bis 30 Minuten lang in einer
Fäden 0,1 % Schwefelsäure aufgetragen. Das anhaf- 10%igen wäßrigen Phosphorsäurelösung gekocht,
tende Wasser wird anschließend mittels eines Heiß- 65 In keinem Falle wird eine Verbesserung der Schmutzluftgebläses
bei 80 bis 1000C verdampft, worauf das resistenz erzielt. Es ist anzunehmen, daß die bei der
Gewebe 1,1 bis 1,5 Minuten lang auf eine Temperatur Behandlung gebildeten Hydrolyseprodukte beim
annähernd 1000C erhitzt wird. Ein weiteres Gewebe- Kochen wieder von der Fadenoberfläche weggelöst
werden. Aus diesem Grunde treten keinerlei Änderungen der Oberflächeneigenschaften der Fäden auf.
Claims (4)
1. Verfahren zur Verbesserung der hydrophilen Eigenschaften von Fäden, Fasern u. dgl. aus linearen
Polyestern durch Behandlung mit Lösungen von Säuren oder deren Salzen und anschließender
Erhitzung auf Temperaturen von 80 bis 2000C, dadurch gekennzeichnet, daß das
Polyestergut mit 0,05 bis 10,0%igen wäßrigen Lösungen von anorganischen Säuren, deren Dissoziationskonstante
mindestens 10~3 beträgt, oder
deren Salzen mit Ammoniak oder flüchtigen Aminen behandelt, danach 0,1 bis 30 Minuten lang erhitzt
und anschließend mit Wasser gewaschen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyestergut auf 100 bis 1600C
erhitzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als anorganische Säuren
phosphorige Säure, Phosphor-, Perchlor- oder Schwefelsäure verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Polyestergut 0,05 bis
5,0, vorzugsweise 0,3 bis 1,0 Gewichtsprozent einer Säure oder eines Salzes aufgebracht wird.
909519/521
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