DE102004013827A1

DE102004013827A1 - Verfahren zum Herstellen eines Elementes aus weichelastischem PU-Schaumkunststoff und danach hergestelltes Element

Info

Publication number: DE102004013827A1
Application number: DE200410013827
Authority: DE
Inventors: Erich Kumpf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-03-16
Filing date: 2004-03-16
Publication date: 2005-10-06
Also published as: WO2005089932A1; EP1725328A1

Abstract

Bei einem Verfahren zum Herstellen von Kontaminationsstoffen, wie Öle, Flüssigkunststoffe, aufsaugende und dennoch schwimm- bzw. schwebefähig bleibende Elemente in Scheiben-, Schnipsel- oder dergleichen Form aus weichelastischem Polyurethan-Schaumkunststoff, wird ein in beispielsweise großformatiger Blockform hergestellter geschlossenzelliger Polyurethan-Schaumkunststoff in kleinformatigere Scheiben-, Schnipsel- oder dergleichen Form derart geschnitten, dass schnittflächenseitig offene Schaumkunststoff-Zellen entstehen, zwischen denen eine oder mehrere Schichten geschlossener Schaumkunststoff-Zellen verbleiben.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Kontaminationsstoffe, wie Öle, Flüssigkunststoffe, aufsaugenden und dennoch schwimm- bzw. schwebefähig bleibenden Elementen in Scheiben-, Schnipsel- oder dergleichen Form aus weichelastischem Polyurethan-Schaumkunststoff, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie auf zum Aufsaugen von Kontamintationsstoffen, wie Öle, Flüssigkunststoffe und dergleichen geeignete und schwimm- bzw. schwebefähig bleibende Elemente in Scheiben-, Schnipsel- oder dergleichen Form aus weichelastischem Polyurethan-Schaumkunststoff nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3.

Weichelastische Polyurethan-Schaumkunststoffe besitzen eine Dichte bzw. ein spezifisches Gewicht, das sie im Wasser schwimmen bzw. schweben lässt. Die Polyurethan-Schaumkunststoffe besitzen hydrophoben (wasserabstossenden) Charakter einerseits und andererseits, wenn offenzellige Polyurethanschaumkunststoffe verwendet werden, ölophilen bzw. lipophilen (ölaufsaugenden) Charakter. Aus diesem Grunde ist in der DE 100 58 270 A1 beschrieben, dass sich weichelastische offenzellige Polyurethan-Schaufkunststoffe in Scheiben-, Schnipsel- oder dergleichen Form zur Ölhavariebekämpfung auf den Meeren oder auf Binnengewässern eignen. Diese weichelastischen offenzelligen Polyurethan-Schaumkunstsstoff-Schnipsel werden in das bspw. mit Öl kontaminierte Wasser eingebracht, wo sie sich mit dem Öl voll saugen, so dass die Polyurethan-Schaumkunststoff-Schnipsel in vollgesaugtem Zustand abgefischt und entsorgt oder nach einer Trennung vom Öl wieder verwendet werden.

Bei solchen Öltankerhavarien besteht ein Problem darin, dass es unterschiedliche Öle gibt und dass sich auch leichte Öle mit der Verweildauer auf der Wasseroberfläche verdichten, verklumpen und dadurch schwerer werden, so dass sie absinken. Es hat sich bei Versuchen gezeigt, dass solche Öle mit relativ hoher Dichte in nicht ausreichender Weise von den Polyurethan-Schaumkunststoff-Schnipseln aufgenommen und am Absinken zum Gewässergrund hin gehindert werden können. Um hier Abhilfe zu schaffen, ist in der DE 101 38 099 A1 beschrieben, in den weichelastischen offenzelligen Polyurethan-Schaumkunststoff kleinvolumige Auftriebskörper, die beispielsweise durch geschäumtes Polysterol-Granulat gebildet sind, zu integrieren. Dies hat dazu geführt, dass der weichelastische offenzellige Polyurethan-Schaufkunststoff zwar eine insgesamt geringere Dichte erhält, so dass er auch dann, wenn er mit relativ schweren Ölen vollgesaugt ist, noch an die Wasseroberfläche gelangt, jedoch ist der herstellungstechnische Aufwand hierfür relativ groß, was für ein mögliches Massenprodukt nicht unbedingt in Frage kommt.

Es sind zwar auch weichelastische offenzellige Schaumkunststoffe aus Polyethylen bekannt, deren Dichte bzw. spezifisches Gewicht kleiner als das von Polyurethan-Schaumkunststoffen ist und daher Öle relativ hoher Dichte aufnehmen könnten, jedoch sind derartige Polyethylen-Schaumkunststoffe sehr teuer, so dass sie für die genannte Anwendung nicht in Frage kommen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zum Herstellen solcher Kontaminationsstoffe aufsaugenden Elemente und danach hergestellte Elemente aus weichelastischem Polyurethan-Schaumkunststoff zu schaffen, welches Verfahren in einfacherer Weise zu einem Polyurethan-Schaumkunststoff-Element führt, das trotz einfacherer Herstellung dennoch auch bei der Aufnahme von Kontaminationsstoffen relativ hoher Dichte schwimmfähig bzw. schwebefähig bleibt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Verfahren zum Herstellen derartiger Elemente die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und bei einem zum Aufsaugen von Kontaminationsstoffen relativ hoher Dichte schwimm- bzw. schwebefähig bleibenden Element die im Anspruch 3 angegebenen Merkmale vorgesehen.

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen ist erreicht, dass zunächst ein sehr kostengünstig herzustellender weichelastischer geschlossenzelliger Polyurethan-Schaumkunststoff als Ausgangsprodukt vorliegt, der in schneller und einfacher Weise entsprechend zugeschnitten werden kann. Daraus ergibt sich ein weichealstisches Polyurethan-Schaumkunststoff-Element, dessen Auftrieb durch den geschlossenzelligen Anteil am Element vorgegeben ist und dessen die Kontaminationsstoffe, wie Öle oder Flüssigkunststoffe, aufsaugende Eigenschaften durch den offenzelligen Anteil am Polyurethan-Schaumkunststoff-Element gebildet ist. Mit anderen Worten, die notwendigerweise zu erreichende Auftriebskraft auch bei der Aufnahme bzw. beim Aufsaugen von Kontaminationsstoffen relativ hoher Dichte kann in einfacher Weise durch entsprechende Schneidtechniken bzw. entsprechende Abmessungen der Elemente erreicht werden. Dies bedeutet, dass die Abmessungen der die offenen Zellen aufweisenden Schnittflächen ein Maß für die Menge an aufzunehmenden bzw. aufzusaugenden Kontaminationsstoffen ist und dass die sich zwischen den offenzelligen Schnittflächen befindenden Reihen bzw. Anzahl an geschlossenen Zellen im Polyurethan-Schaumkunststoff ein Maß für die vorhandene Auftriebskraft der Elemente ist. Das letztgenannte Maß für die Auftriebskraft führt ab einer bestimmten Anzahl der geschlossenen Zellen zu keiner für die Anwendung notwendigen weiteren Erhöhung der Auftriebskraft, so dass unter Vermeidung von zuviel geschlossenzelligem Material eine Optimierung der Auftriebskraft sinnvoll erscheint.

Vorteilhafte Ausgestaltungen zur Optimierung des aufzusaugenden Volumens an Kontaminationsstoffen einerseits und der hierfür ausreichenden Auftriebskraft andererseits ergeben sich aus den Merkmalen des Anspruchs 2 bzw. den Merkmalen eines oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung u.a. anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben und erläutert ist. Die einzige Figur zeigt in schematischer ausschnittsweiser Darstellung einen Schnitt durch einen weichelastischen Polyurethan-Schaumkunststoff mit geschlossenzelligem und offenzelligem Anteil gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung.

Das in der Zeichnung dargestellte Polyurethan-Schaumkunststoff-Element 11 ist aus einem Block 10 aus einem weichelastischen geschlossenzelligen Polyurethan- Schaumkunststoff ausgeschnitten und dient aufgrund seines hydrophoben (wasserabstoßenden) Charakters einerseits und seines ölophilen bzw. lipophilen (ölaufsaugenden) Charakters andererseits zum Aufnehmen bzw. Aufsaugen von auf einem Gewässer schwimmenden Kontaminationsstoffen, wie Öle, Flüssigkunststoffe oder dergleichen, wobei auch bei beispielsweise Ölen relativ hoher Dichte die Fähigkeit des Elements 11 zum Schwimmen auf bzw. Schweben nahe der Oberfläche des betreffenden Gewässers erhalten bleibt.
Der Block 10 ist in üblicherweise, beispielsweise aus einer zähfließenden Polyol-Masse als Ausgangsbasis als geschlossenzelliger Schaumkunststoff hergestellt. Derartige weichelastische geschlossenzellige Polyurethan-Schaumkunststoff-Blöcke 10 sind relativ groß bzw. voluminös. Ein derartiger weichelastischer geschlossenzelliger Polyurethan-Schaumkunststoff-Block 10 hat zwar schwimmfähigen jedoch keinen nicht lipophilen Charakter.
Das Element 11 ist derart aus dem Block 10 ausgeschnitten, dass das Element 11 außer einem mittigen geschlossenzelligen Anteil 12 einen längs der beispielsweise beiden Schnittflächen 14 und 15 angeordneten offenzelligen Anteil 10 besitzt. Dieser offenzellige Anteil 13 an den beiden hier etwa parallelen Schnittflächen 14 und 15 rührt daher, dass beim Aufschneiden des Elements 11 aus dem geschlossenzelligen Block 10 die in dieser Schnittebene liegenden geschlossenen Zellen des Blocks 10 durchgeschnitten und damit zu offenen Zellen aufgeschnitten werden. Es versteht sich, dass dies auch für die umlaufenden Stirnflächen 16 und 17 gilt und für die hier nicht als Schnittfläche dargestellte linke Querstirnfläche 18 gelten kann.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist das geschnittene Element 11 in flacher Weise länglich rechteckförmig, besitzt somit eine etwa plattenförmige Gestalt, deren Abmessungen bzw. Dimensionen wesentlich kleiner sind als die des Blocks 10. Mit anderen Worten, aus dem geschlossenzelligen Block 10 werden eine Vielzahl von Elementen 11 mit geschlossenzelligem und offenzelligem Anteil 12, 13 geschnitten. Während die Aufnahmefähigkeit und -kapazität von beispielsweise Ölen des Elementes 11 von dem offenzelligen Anteil 12 und damit von der Größe der betreffenden Schnittflächen abhängig ist, hängt die Auftriebskraft des Elementes 11 von der Größe bzw. dem Volumen des geschlossenzelligen Anteils 12 ab. Da der offenzellige Anteil 13 von der Form des Elementes 11 abhängig ist, ist eine Optimierung hinsichtlich der Größe bzw. des Volumens des geschlossenzelligen Anteils möglich, die derart ist, dass ein mit beispielsweise einem Öl relativ hoher Dichte vollgesaugtes Element 11 nach wie vor auf der Wasseroberfläche schwimmt bzw. im Salz- oder Süßwasser nahe der Oberfläche schwebt.
Eine derartige Optimierung ist entsprechend der Form des Elements 11 dann erreicht, wenn die Schnittflächen 14 und 15 beim dargestellten Ausführungsbeispiel einen Abstand von etwa zwischen größer dem einfachen und kleiner dem vierfachen des Durchmessers der geschlossenen Zellen Polyurethan-Schaumkunststoffes ist. Dabei hat sich ein bevorzugter Wert von dem 2,5-fachen des Durchmessers der geschlossenen Zellen des Polyorethan-Schaumkunststoffes ergeben. Dies bedeutet, dass der geschlossenzellige Anteil 12 die Dicke von zwei Reihen geschlossener Zellen aufweist. Dies ist lediglich ein etwaiger Wert, da ja die geschlossenen Zellen nicht in Reih und Glied sind, sondern aufgrund ihrer etwa sphärischen Form versetzt zueinander und nebeneinander angeordnet sind. In jedem Fall muss gewährleistet sein, dass der geschlossenzellige Anteil 12 aus mindestens einer Schicht geschlossener Zellen besteht. Abhängig von dem Durchmesser der geschlossenen Zellen des weichelastischen Polyurethan-Schaumkunststoffes ergibt sich eine entsprechende Dicke des beispielsweise hier plattenförmigen Elements 11. Ein optimaler durchschnittlicher Durchmesser der geschlossenen Zellen liegt im Bereich von etwa 4mm bis 6mm.
Wenn auch das Element 11 hier als eine Platte mit beispielsweise einer Abmessungen von etwa 60mm × 100mm × 12,5mm beschrieben ist, versteht es sich, dass das Element auch großformatiger oder kleinformatiger in Form von Schnipseln bzw. Chips ausgebildet oder auch in Scheibenform oder dergleichen hergestellt sein kann.
Wesentlich beim erfindungsgemäßen wasserabweisenden, lipophilen, schwimmenden Element 11 ist der ausgewogene bzw. optimierte Anteil an geschlossenen Zellen für die Schwimmfähigkeit und dem entsprechend optimierten Anteil an offenen Zellen für die Lipophilität.

Claims

Verfahren zum Herstellen von Kontaminationsstoffe, wie Öle, Flüssigkunststoffe, aufsaugenden und dennoch schwimm- bzw. schwebefähig bleibenden Elementen in Scheiben-, Schnipsel- oder dergleichen Form aus weichelastischem Polyurethan-Schaumkunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass ein in beispielsweise großformatiger Blockform hergestellter geschlossenzelliger Polyurethan-Schaumkunststoff in kleinformatigere Scheiben-, Schnipsel- oder dergleichen Form derart geschnitten wird, dass schnittflächenseitig offene Schaumkunststoff-Zellen entstehen, zwischen denen eine oder mehrere Schichten geschlossener Schaumkunststoff-Zellen verbleiben.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei vorzugsweise parallele Schnitte in einem Abstand von etwa zwischen größer dem 1-fachen und kleiner dem 4-fachen, vorzugsweise dem 2,5-fachen des Durchmessers der geschlossenen Schaumkunststoff-Zellen vorgenommen werden.
Zum Aufsaugen von Kontaminationsstoffen, wie Ölen, Flüssigkunststoffen, geeignete und schwimm- bzw. schwebefähig bleibende Elemente (11) in Scheiben-, Schnipsel- oder dergleichen Form aus Polyurethan-Schaumkunststoff, gekennzeichnet durch aus einem großformatig hergestellten geschlossenzelligen Schaumkunststoff-Block (10) kleinformatiger geschnittene Elemente (11), zwischen deren mit offenen Schaumkunststoff-Zellen versehenen Schnittflächen (14, 15) ein oder mehrere Schichten geschlossener Schaumkunststoff-Zellen angeordnet sind.
Elemente nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke jedes geschnittenen Elementes (11) etwa zwischen größer als dem 1-fachen und kleiner als dem 4-fachen des Durchmessers der geschlossenen Schaumkunststoff-Zellen beträgt.
Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke jedes geschnittenen Elements (11) etwa dem 2,5-fachen des Durchmessers der geschlossenen Schaumkunststoff-Zellen beträgt.
Element nach mindestens einer der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine flache etwa länglich rechteckförmige Gestalt aufweisen.