DE1692928A1 - Verfahren zur Herstellung von wiedergewonnenem Tabak in Folienform - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von wiedergewonnenem Tabak in FolienformInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von wiedergewonnenem Tabak in ™
lOlienform
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur
Herstellung von wiedergewonnenem Tabak und auf das so erhaltene
Produkt.
Nach einem bekannten Verfahren.zur Herstellung von Tabakfolien
bzw. -blättern wird eine pastenförmige Mischung aus fein zerteiltem
T ab altmaterial und einem wasserlöslichen Cellulosederivat
als Binden hergestellt, die zu Blättern, Folien oder anderen, g
zusammenhängenden Strukturen geformt wird, die dann getrocknet werden. Dieses Verfahren liefert befriedigende Ergebnisse, so
lange die Trocknung relativ langsam bei Teiaperaturen unterhalb
des Ausflockungspunktes von etwa 70-8O0O. durchgeführt wird,
was bei Verwendung vom Maschinen zur Herstellung von Tabakfolien
bzw. -blättern der älteren Typen der Fall ist. Bei Verwendung moderner Maschinen mit schnellerer Trocknung bei höheren Temperaturen
war es bisher jedoch noch&Leht möglich, die billigen und
aus vielen anderen Gründen vorteilhaften, wasserlöslichen Oelluloseäther als Binder zu verwenden, und zwar aufgrund ·
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. -ORIQJNALINSPECTEd ■
der Ausflockung und verschiedener anderer Nachteile. Die modernen Maschinen verwenden höhere Temperaturen als 700C», wodurch die
Cellulosederivate aus der Binderlösung in Form milchig-weißer
Flocken ausfallen und die Binderlösung so vollständig ihre
viskose Konsistenz und Bindewirkung verliert.
Es wurde nun überraschend festgestellt, daß es möglich ist, eine wesentliche Erhöhung des Ausflockungspunktes und gleichzeitig
eine erhebliche Erhöhung der Viskosität mittels einfacher
bestimmter Verbindungen zu dem
Zugabe i/Oelluloaederivat zu erreichen. Die Zugabe macht die Herstellung wiedergewonnener Tabakfolien auf
modernen Maschinen mit schnellem Trocknungsvorgang ohne jede Nach-MIe
möglich. Bas erhaltene Produkt ist aufgrund der größeren Einheitlichkeit und homogenen Verteilung des Binders biegsam und
zusammenhängend.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird wiedergewonnener Tabak
in Folienform hergestellt aus viskosen, wässrigen Dispersionen von fein zerteiltem Tabak und 1-30 Gew. -$, vorzugsweise 5-15
Gew.-#, bezogen auf den Tabak, eines Binders, der aus einem
wasserlöslichen Cellulosederivat mit einer Ausflockungstemperatur unter etwa 800C. besteht, wobei das kennzeichnende Merkmal
darin besteht, daß man das Cellulosederivat vollständig in Wasser löst und mit der aus einem Polyalkylenglykol mit einem
Molekulargewicht von 200-6000, vorzugsweise von 300-600, und
einem Dampfdruck von mindestens 10 mm Hg bei 20 C. erhaltenen
lösung in ausreichender Menge mischt, um die Ausfloekungstemperatur
des Cellulosederivates auf über 8O0C. zu erhöhen, worauf
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die Dispersion zur Bildungvon wiedergewonnenem Tabak in jeder
gewünschten Form, wie z.B. Folien, Blätter usw., getrocknet wird,
die dann wie gewünscht zerkleinert, vermählen oder geschnitzelt werden können. Die Binderlösung enthält vorzugsweise mindestens
2,5 Gew.-Teile Polyalkylenglykol pro Gew.-Teil Cellulosederivat,
wobei es keine kritische obere Grenze gibt mit Ausnahme, daß der
Tabakgeschmack beeinträchtigt werden kanno Gewöhnlich hat eine
Menge bis zu 15 Gew.-Teilen Cellulosederivat keine Wirkung auf den Geschmack, und gegebenenfalls kann sogar nocht mehr verwendet werden. ■ Λ
Erfindungsgemäß verwendbare, geeignete, wasserlösliche Cellulosederivate
sind nicht-ionische Celluloseäther mit einer Ausflokkungsteinperatur
unter 8O0C. wie Methylcellulose, Äthylcellulose,
Hydroxyäthylcellulose, Methylhydroxyläthylcellulose, Ä'thylhydroxyäthylcellulose,
Hydroxypropylcellulose und Äthylhydroxypropylcellulose.
Andere, erfindungsgemäß verwendbare, wasserlösliche Cellulosederivate sind ionische Celluloseäther, wie Carboxymethylcellulose
Und Methylcarboxymethylcellulose, und Alkali- und Ammoniumsalze derselben. Die Viskosität des wasserlöslichen f
Cellulosederivates sollte zwischen 45-3500 cP, vorzugsweise
zwischen 700-3000 cP, in 2-^iger wässriger Lösung bei 2O0C. betragen.
Besonders bevorzugt wird Äthylhydroxyäthylcellulose mit
einer Viskosität von 20Q0-3000 cP, die zweckmäßig in einer Menge
von 1-4 Gew.-Teilen pro 500-1000 Gew.-Teile Wasser verwendet
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Geeignete Polyalkylenglykole umfassen Polyäthylenglykol, Polypropylenglykol
oder gemischt Polyäthylenpropylenglykole oder
Mischungen derselben mit einem Molekulargewicht von 200-6000, vorzugsweise 300-600, und einem Dampfdruck unter 10 mm Hg bei
200O0 und einer Viskosität von 3-1000 centistoke bei 1000Co,
vorzugsweise von 5,5-10,0 centistoke. Besonders bevorzugt wird
Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von etwa 400,einem
Dampfdruck von 10 mm Hg bei 25 C. und einer Viskosität von etwa
7,3 centistoke bei 100 C. Die Polyalkylenglykolmenge beträgt das
mindestens 2,5- bis etwa 15-Fache der verwendeten Menge an Cellulosederivat«, ,
Eine erfindungsgemäß besonders bevorzugte Kombinati.on ist eine
Binderlösung, die etwa 3,3 Gew.-^ Äthylhydroxyläthylcellulose
mit einer Viskosität von 2000-3000 cP in 2-$iger wässriger Lösung bei 2O0C. ("MODOCOLI E 600"®der Pa. Mo-och Domsjö
Aktiebolag)' und 17,0 $ Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht
von 400 und einem Dampfdruck von 10"~ mm Hg :bei 250Co
("MODOPEG 400"^der Fa. Mo-och Domsjö Aktiebolag) "enthält,
wobei der Rest aus Wasser besteht.
Das Polyalkylenglykol kann in die Cellulosederivatlösung in " reiner Form eingemischt werden; selbstverständlich ist es jedoch
auch möglich, es zuvor in Wasser zu lösen und dann in der gewünschten Menge mit der Cellulosederivatlösung zu mischen. Die
Einverleibung des Polyalkylenglykols kann erst erfolgen, nachdem
das Cellulosederivat vollständig in Wasser zu einer klaren, homogenen, von Klumpen freien Lösung gelöst ist.
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.Das Verhältnis von Cellulosederivat zu iolyalkylenglykal hängt
von, der in jedem Fall gewünschten -Erhöhung der Ausflockungstemperatur
und der Verdiekungswirkung sowie dem Molekulargewicht beider Komponenten ab* (Jbgleich die oben abgegebenen Verhältnisse
in dem meisten Fällen zweckmäßig sind, köniien sie seliastverständlich
in weiten Grenzen variiert werden« .
Zur Erzielung der erfindungsgemäß gewünschten Wirkung ist es
unbedingt notwendig, das Mischen des Oellulusederivates und
Polyalkylehglyköls so durchzuführen >
daß das Polyalkylenglykol a zu der Wasserlösuiig des Cellulosederivates zugefügt wirdr nachdem
dieses vollständig gelöst ist* und nicht umgekehrt* Wird das
Cellulosederivat oder eine Lösung desselben zur iOlyalkylenglykoHÖsung
zugegeben» so wird keinerlei günstige Wirkung erhalten,
las wird angenommeni daß dieses Phänomen neu und überras.cheni
ist; es wird durch die folgenden Beispiele weiter veranschaulicht»
- - -. Bei s pi el A bis C
Die folgenden Daten zeigen die Wirkung auf die Ausflockungstemperatur
von Wasserlösungen von Äthylhydroxyäthylcellülose ^
mit unterschiedlichen Viskositäten bei unterschiedlichen Konzentrationen» Das Cellulosederivat wurde vollständig in Wasser gelöst,
worauf Unter Rühren unterschiedliche Mengen.Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht Von 400 und einem Dampfdruck von
10"" bei 250C. zugefügt wurden«. Dann wurde die Viskosität der
erhaltenen lösung bei-200C, auf einem Brookfield-Viskometer
gemessen«, Die Ausflockungsteniperatur der lösungen wurde bei
1-^iger Konzentration des Cellulosederivat es bestimiiit, indem
die Proben in ein Wasserbad eingetaucht wurden, dessen QJemperatur
allmählich bis zum Auftreten einer Ausflockung erhöht wurde«
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Me erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1
angegebeni Tabelle 1
1 Ithylhydroxyäthyl- Polyäthylen-"
cellulose\ 250-400 op glykolj. MoI-G-ew.-^
gew. #00?
| Viskos. cP |
Au sf Io ckimgs temperatur; oc. |
| 369 | — 72 ; |
| 387 | 76 |
| 458 | 79 |
| 643 | 86 |
| 1710 | 90 . |
| 2540 | |
| 4800 | |
| 11300 |
1. 2. 3. 4* 5.
6« 7* 8.
2 2 2 2
3 3
Ä'thylhydröxyäthylcellulosej
700-1100 oP
2 5
10
20
10
ΐ.
2.
3.
4.
5.
0 Ätiiylhydroxyäthyl-
oellulose; 2000-3000 oP Sew,-^"
| 0 | 1050 | 73 |
| 2 | 1080 | |
| 5 ...■ | 1130 | 78 |
| 10 | 1580 | |
| 20 | _ 3320 | 95 |
| 0 | 79 | |
| 5 | 85 | |
| 10 | 91 | |
| 20 | 95 | |
| 0 | 17700 | |
| 17^ | 161000 | |
| 17 | 2750 · | 79 |
Kontr.*
3,3
3,3
3,3
* Bei diesem Versuch, wurde das PolyätHylenglykol zuerst in Wasser
gelöst, dann wurde das Cellulosederivat zur Polyäthylenglykollösung
zugegebene
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Die Beispiele A bis O zeigen, die bemerkenswerte Erhöhung der Ausfiockungstemperatur,
die auftritt, wenn das Polyalkylenglykol erfindungsgemäß zum völlig gelösten Cellulosederivat zugegeben
wirdo Gleichzeitig wird eine wünschenswerte Erhöhung der Visko-
uiiter sität erreicht. Das Vergleichsbeispiel/C zeigt, daß bei umgekehrte
Reihenfolge der Zugabe, d.h. wenn das Cellulosederivat zu einer
Lösung des Polyalkyle^lykols zugegeben wird, jede Wirkung fehlte
Die Zugabe des fein zerteilten Tabakmaterials, das aus vermähle-IEn
Tabakblättern, Tabakrippen, Tabakabfall, Tabakstaub usw., j|
bestehen kann, kann auf verschiedene Weise erfolgen, wobei' die oben genannten entscheidenden Bedingungen bei der Zugabe des
Polyalkylenglykols beachtet werden müssen. So kann man das fein zerteilte Tabakmaterial mit dem trockenen, pulverisierten Cellulosederivat
mischen und dann unter ständigem Rühren die gewünschte
Wassermenge zufügeno Nach vollständigem Lösen des
Cellulosederivates kann man Polyalkylenglykol oder eine PoIyalkylenglykollösung
in gewünschter Menge zugeben, worauf die erhaltene, pastenförmige Mischung zu Folien oder anderen, zusammenhängenden
Strukturen geformt und getrocknet wird. Das Cellulosederivat kann auch zuerst in der geünschten Wassermenge
gemischt werden, worauf der fein vermahlene Tabak eingemischt wird; anschließend kann die Polyalkylenglykolzugabe, Verformung
und Trocknung in oben beschriebener Weise erfolgen. In einem dritten, besonders geeigneten Verfahren wird zuerst eine Wasserlösung
des Cellulosederivates hergestellt und nach völligem
Lösen desselben wird das Polyalkylenglykol zugefügt, worauf das
fein zerteilte Tabakmaterial in die erhaltene BiiiderlÖsung ein-
und die Mischung
gemischt,/verformt und getrocknet wirdo
gemischt,/verformt und getrocknet wirdo
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Zur Vermeidung einer unerwünschten Vergchäumung (Schaumbildung)
sollte-es bei den obigen Mischverfahren vermieden werden, daß .
luft in die Binderlösung kommt·
Zusätzlich zu dem Binder können dem Tabakmaterial andere, in
ähnlichen Präparaten verwendete Substanzen zugegeben werden", wie die Brennbarkeit verbessernde Mittel, Mittel zum Feuchthalten,
Mittel zum Weichmachen, Füllmittel, Verstärkungsmittel, pH-Regulatoren
usw. Solche "Substanzen sind z.B. aktiviertes Montmorillonit,
organische und anorganische Säuren, Wie Maleinsäure,
Zitronensäure, Weinsäure, Phosphorsäure und Borsäure, Glycerin und niedrige Glykole, Sorbit , Mineral- und Cellulosefasern
und Diatomeenerde ο
Erfindungsgemäß ist es auch möglich, einen Teil des als Lösungsmittels
verwendeten Wassers durch flüchtigere, organische Lösungsmittel, wie Äthylalkohol, Aceton, Isopropylalkohol usw.,
zu ersetzen; zur Verbesserung der Wasserbeständigkeit des Filmes bzw. der Folie kann auch ein Teil des wasserlöslichen Cellulosederivates·
durch ein in organischen Lösungsmitteln lösliches Cellulosederivat ersetzt werden.
Ist eine geringe Wasserlöslichkeit des hergestellten Tabakmaterials
in Folienform gewünscht, so ist es zweckmäßig, noch eine
Behandlung mit einem Mittel anzuwenden, das in Verbindung mit dem Trocknen Vernetzungen im öellulosematerial liefert. Derartig
geeignete Mittel sind z.B. Tannin und Glyoxal. Eine solche Behandlung
mit Glyoxal kann erfolgen, bevor, während oder nachdem
die pastenförmige Mischung durch den Trocknungsofen geführt
wird. Es ist besonders zweckmäßig, das Glyoxal anzuwenden, unmittelbar
bevor die Folie ±n den Ofen gelangt, worauf die Ver-
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.netzung bei der erhöhten Temperatur im Ofen stattfindet. Die
vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter
■veranschaulicht. ·
BeIa ρ i e 1 D
Trockene Tabakblätter wurden in einer Mühle auf eine solche
Teilchengröße vermählen» daß 100 $ durch ein 80 mesh Sieb hindurchgingen*
In ein mit Rührer versehenes Gefaß.wurden 3» 3 kg '
Äthylhydroxjäthylcellulose mit einer Viskosität von 2000-3000 cP
in 2-#iger wässriger lösung bei 200O/(«MODOapia E 600" R)
gegeben» worauf 1000 kg Wasser unter Rühren zugefügt wurden.: ' 4|
Es wurde weitere 30 Minuten bei Zimmerte:iperatur gerührt, bis
das Cellulosederivat vollständig gelöst war und eine homogene,
klare !lösung ohne Klumpen bildete. Dann wurden unter Rühren 20 kg
Polyäthylenglykol mit einem; Molekulargewicht von 400 und einem
dampfdruck von 10"" mm Hg bei 25 0», 6 kg Brennreglei (kolloidale Kieselsäure) und 6 kg Diatomeenerde zugegeben. Hach Bildung
einer homgenen Mischung wurden 100 kg pulverisierter labakabfall
eingemischt, bis sich eine homogene Baste bildete· Diese wurde
au einem !lagertank gepumpt, von wo sie dann zu einer -Maschine
zur Herstellung von fabakfolien geführt wurde, wo·-el© auf ein
.16,5 w .!Erockhungsband ausgestoßen wurde, das durch einen elektrisäb
beheizten Ofen mit einer Troclmungsteiüperatur von 85-9Q0O. lief.
Es wurde eine starke Folie einer Dicke von 0,1 mm mit einer
außergewöhnlich glatten Oberfläche und guter Biegsamkeit erhalten.
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B e i 3 ρ i e 1 E
In den in Beispiel D verwendeten Mischer wurden TOO leg pulverisierter
Tabakabfall gegeben, worauf TO kg trockene, pulverisierte Äthylhydroxyäthylcellulose mit einer Viskosität von 2500-400
cP in 2-^iger -wässriger lösung bei 200C. (11MODOCOLL E 100" R)
eingemfecht wurden. Nach- Bildung einer homgenen Mischung wurden
unter kontinuierlichem Rühren 500 kg Wasser zugegeben. ITaeh etwa
50 Minuten langem Mischen wurden 20 kg Polyäthylenglykol mit s
einem Molekulargewicht von 600 und einem Dampfdruck von 10 ■ Bm
Hg bei 250O. in 200 kg Wasser zugefügt. Aus der erhaltenen, pasten
^ förmigen Mischung wurde wie in Beispiel D eine Folie von wieder-,
gewonnenem Tabak mit einer Dicke von 0,1 mm hergestellt. Die erhaltene Folie war stark, hatte eine außergewöhnlich gute Eben- mäßigkeit
der Oberfläche und Biegsamkeit·
Bei s pi. e 1 F . .' _
In den in Beispiel E verwendeten Mischer wurden 100 kg pulverisierter Tabakabfall gegeben, worauf 42 kg trocl«ae, pulverisierte
Carboxymethylcellulose mit einer "-Viskosität von 100-150 c? in
2-feiger wässriger Lösung bei 2O0O. eingemischt wurden. Nach BiL-
^ dung einer homogenen, trockenen Mischung wurden 500 kg Wasser
unter ständigem Rühren zugefügt. Nach 40 Minuten langem Mischen
wurden 20 kg Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von
300 und einem Dampfdruck von 10 bei 250C* in 200 kg Wasser
zugefügt. Aus der erhaltenen, pastenförmigen Mischung wurde wie
in Beispiel D eine Folie von wiedergewonnenem Tabak mit einer
Dicke von 0,1 mm hergestellt. Die erhaltene Folie war stark und zeigte eine sehr gute Boerflächenglätte und Biegsamkeit, die
selbst nach langer.Lagerzeit erhalten blieb»
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Claims (12)
1.- Verfahren zur Herstellung von wiedergewonnenem Tabak in Polienform aus viskosen, wässrigen, pasteiiartigen Dispersionen
von fein'zerteiltem Tabak und 1-30 Gev\r.-c/o, bezogen auf den
Tabak, eines Binders aus einem wasserlösliehen Cellulosederivat
mit einer Auüflockungstemperatur unter etwa 8Ö°C, wobei die
Dispersionen zu Folien und ahnlichen Strukturen geformt und getrocknet werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Cellulosederivat
in Wasser vollständig gelöst und in die erhaltene Lösung eine ausreichende Menge einer Losung aus einem Polyalkylen- ™
glykol mit einem Molekulargewicht von 200-6000 und einem Dampfdruck von weniger als 10~ mm Hg bei 20 0· eingemischt wird,
so daß die Ausflockungstemperatur des Oellulosederivates auf
über OU0C. erhöht wird.
2.- Verfahren nacia Anspruch 1 , dadurch gelcennzei-chnet, daß die
erhaltene Binderlösung mindestens 2,5 Gew.-Teile Polyalkylenglyliol
j-.ro Gew.-Teil Cellulosederivat enthält.
5· — Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ä
das wasserlösliche Oellulosederivat ein nicht-ionischer Celluloseether,
vorzugsweise Methylcellulose, Athyleellulose, Hydroxy-Lth,/lcellulose,
Methylhydroxyäthylcellulose, Hydroxypropylcellulose,
Äthylhydroxyäthylcellulose und A'thylhydroxypropylcellulose,
ist«, ·
4·- Verfaixrexi nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das wasserlüslicne Cellulosederivat ein ionisches Cellulosederivat^
voj?2iug3Wei-Jü Oua-boxyjuetii/lcellulose und LiotiiylcarbOxyuethylcelluloue
oder ein Alkali- oder Amriioniux:ii.;j.l2i derselben, ist.
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5·- Verfahren nach Anspruch 1 "bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß
das Polyallcylenglykol Polyäthylenglykol ist.
6.- Verfahren nach Anspruch Ί bis 5, dadurch ,gekennzeichnet, daß
der fein zerteilte Ta"bak zuerst mit dem trockenen, pulverisierten
Cellulosederivat' gemischt wird, worauf Wasser zur vollständigen Lösung des Cellulosederivates zugefügt wird.
7.- Verfahren nach Anspruch 1 "bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der fein zerteilte Tabak zu einer Wasser lösung des Cellulosederivates
zugefügt und dann Polyalkylenglykol zugegeben wird.
8.- Verfahren nachAnspruch ί bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der fein zerteilte Tabak mit einer wässrigen Lösung des Cellulosederivat
es gemischt wird, worauf zu der Lösung nach vollständigem
des Cellulosederivates ein Polyalkylenglykol zugegeben wird.
9·- Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß 100
Gew.-Seile eines fein zerteilten Tabaks mit einer BinderIosung
aus 2-10 Gew.-Teilen Ithylhydroxyäthylcellulose mit einer Viskosität
von 2000-3000 cP in k:-^iiger wässriger Lösung bei 200C.
und 500-1000 Gew.-Teilen Wasser gemischt werden, wobei der Binderlösungein
Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von 550-450 in solcher Menge zugefügt wurde, daß die Binderlosung
15-30 Gew.-Teile Polyäthylenglykol pro Geν/.-Teil Athylhydroxyäthylcellulose
enthält,
10.- Verfahren nach Anspruch 1 bis 9» dadurch .gekennzeichnet,- daß
das wiedergewonnene Tabakmaterial mit einem Vernetzungsmittel behandelt wird, das im Cellulosederivat wahrend des Trocknungsverfahrens
Vernetzungen^bildet*
209817/1072 ' ■' omimL
l -
11.- Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
als Yernetzungsmittel G-lyoxal verwendet wird.
12.- Wiedergewonnenes labakma-terial, bestehend aus ,Tabak, einem
wasserlöslichen Cellulosederivat mit einer Ausflockungsteraperatur
unter etwa 80 C, und einem Polyalkylenglykol mit einem
Molekulargewicht von 200-60Ö0 und einem Dampfdruck von mindestens 10 mm Hg Toei 20 C. in einer Menge, dai3 die Ausflockungstemperatur des Cellulosederivates auf über 80 C. erhöht und
die festigkeit und Biegsamkeit des Produktes verbessert wird.
Der Patentanwalts
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