DE102015000177A1

DE102015000177A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bindemitteln für flüssige, feste und gasförmige Medien und ein danach hergestelltes Bindemittel

Info

Publication number: DE102015000177A1
Application number: DE102015000177.9A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Elastomere Verarbeitungs- und Anlagengesellschaft Mbh
Current assignee: WOLF, DETLEF, DE
Priority date: 2015-01-02
Filing date: 2015-01-02
Publication date: 2016-07-07

Abstract

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Bindemitteln, bestehend aus einer transportstabilen und schwimmfähigen Mischung von Partikeln mit hohem Aufsaugvermögen aus einem aus Altreifen gewonnenen Granulat, wird dieses einer aus einem Kalander (1) bestehenden Vorrichtung zugeführt und durch zwei gegenläufig mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten rotierenden und mit einer Oberflächenprofilierung versehenen Walzen auf einer Partikelgröße von kleiner gleich 1 mm zerrissen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Bindemitteln auf Basis von Gummi aus Altreifen für petrolchemische Produkte, wie beispielsweise Mineralöle, Pflanzenöle, Fetten und gasförmigen Medien mit Schadstoffen usw., bestehend aus einer transportstabilen und schwimmfähigen Mischung von Partikeln mit hohen Aufsaugvermögen.
Adsorptionsmittel bzw. Stoffe zum Absorbieren chemischer Schadstoffe sind in vielfältiger Form bekannt. Beispielsweise sind Bindemitteln in Pulver-, Granulat-, Flocken- und Faserform, aber auch in Form von Vliesen, Netzen, Schläuchen, Tüchern oder Platten unter Verwendung von anorganischen Mineralien, Gasbeton, Perlite, Bimsstein, Zellstoff, Holzmehl, Rinde, Torf, Gummi, Polymethanschaum, Polyolefine, Aktivkohle, oder anderen Materialien. Die Eignung für bestimmte Anwendungsgebiete werden durch die Materialart und die Erzeugungsform bestimmt. Materialien mit einer höheren Dichte als Wasser sind wegen der geringen oder fehlenden Schwimmfähigkeit nicht als Ölbindemittel für Gewässer geeignet.
Zu leichte Bindemittel können beim Ausbringen durch Windeinwirkung weggeblasen werden.
Eine Reihe von Bindemitteln binden relativ wenig Schadstoffe im Verhältnis zu ihrer Eigenmasse bzw. können die aufgenommene Schadstoffmenge bei Druckeinwirkung bzw. beim Abtransport nicht zuverlässig halten.
Bekannt ist aus der DE 40 07 695 A1 ein Adsorbtions- und Bindemittel für Öle aus Gummipartikeln für, insbesondere in und/oder auf Wasser befindliche, Öle. Die Gummipartikel sind span-, krümmel- und flockenförmig und zu einem Mulch aufbereitet, wobei die Gummipartikel mindestens eine Abmessung aufweisen, die kleiner als 1 mm ist.
Die Herstellung erfolgt aus Altgummi, vorzugsweise aus Altreifen. Diese lassen sich durch Abdrehen, Raspeln oder Schleifen in dünne Späne, Streifen, Flocken, Krümmel oder Mehl verwandeln, so dass eine lockere mulchartige Masse anfällt, die weit über 50 Volumenanteile Luft enthält.
Aus dem DE 297 05 010 U1 ist ein Bindemittel für Öle und flüssige Chemikalien bekannt, wobei das Bindemittel aus einer Mischung aus Gummimehl und zerkleinerten Kunststoffschäumen sowie weiteren saugfähigen pulver- oder faserförmigen Materialien besteht, die durch einen Klebstoff zu schwimmfähigem Granulat, Pellets oder Formteilen verbunden sind. In einer Ausgestaltung enthält das Bindemittel als Mischungsbestandteile Papier, Pappe oder Textilvlies.
Das erfindungsgemäße Ölbindemittel ist ein Konglomerat unterschiedlicher Stoffe, die durch einen Kleber zusammengehalten werden. Durch den Einsatz von Klebern wird die Saugfähigkeit herabgesetzt. Durch den Einsatz von weiteren saugfähigen pulver- oder faserförmigen Materialien ist auch die Aufnahme von Wasser möglich, wodurch die Wirkung des Bindemittels reduziert wird.
Die CH 681 626 A5 beschreibt ein Mittel zum Adsorbieren und/oder Absorbieren von einem hydrophoben, flüssigen Medium sowie ein Verfahren zur Herstellung des Mittels. Das Mittel zum Adsorbieren und/oder Absorbieren von einem in Wasser vorhandenen, hydrophoben, flüssigen Medium, dass aus Erdöl, sonstigem Öl, und/oder einer Erdölfraktion besteht, setzt sich vorzugsweise aus einer Vielzahl von im Wesentlichen aus Gummi bestehenden Teilchen zusammen. Die Teilchen können brockenförmig oder knollenförmig oder zylinderförmig oder streifenförmig oder fetzenförmig oder faserförmig sein. Des Weiteren sind Haltemittel vorhanden, die eine Vielzahl von Teilchen an der Oberfläche eines Gewässers zusammenhalten und den Zugang des hydrophoben Mediums zu den Teilchen ermöglichen, so dass diese das hydrophobe Medium adsorbieren und/oder absorbieren können. Die Haltemittel können aus einer allseitig umschließende, flüssigkeitsdurchlässige Umhüllung versehen sein. Die Haltemittel können auch durch ein lineares und/oder flächenartiges Halteelement gebildet werden, an dem die Teilchen angeklebt oder anvulkanisiert sind.
Im weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der im Wesentlichen aus Gummi bestehenden Teilchen, wobei als Ausgangsprodukt zur Herstellung dieser Teilchen im wesentlichen Fahrzeugreifen verwendet werden.
Das durch Zerkleinerung von Altreifen hergestellte Material wird zum Vergrößern seiner chemischen Affinität zum hydrophoben Medium und/oder zum Vergrößern seiner Oberfläche in Kontakt mit einer flüssigen und/oder gasförmigen Substanz gebracht, die in einer Extruderpresse erhitzt und zu einer pastösen Masse verarbeitet und die Masse aus der Presse extrudiert wird, wobei eine flüssige und/oder gasförmige Substanz ebenfalls in die Extruderpresse eingebracht wird, und die so erhaltene Masse beim Austritt aus dem Extruder durch die als Treibmittel wirkende Substanz aufgeschäumt und anschließend zerkleinert wird.
Die DE 195 30 096 C2 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Aufnahmesubstrates, insbesondere für Öl, aus Altreifen und/oder Gummiresten, bei welchen die Altreifen und/oder Gummireste zu granulatähnlichem Gut zerkleinert werden, wobei das granulatähnliche Gut zu festen Gummikörpern verpresst wird und anschließend der feste Gummikörper zu einem Gummimulch geschliffen wird.
Die vorbekannten Herstellungsverfahren für ein Bindemittel aus Altreifen sind sehr aufwendig bzw. die Herstellung erfolgt unter Einsatz von chemischen Substanzen. Durch den Einsatz von Klebern können die unterschiedlichen Ausgangsstoffe aus Gummi und anderen saugfähigen Materialien zwar miteinander in Verbindung gebracht und geformt werden, diese haben jedoch durch den Einsatz von Klebern eine geringere Aufnahmekapazität bzw. den Nachteil, dass auch Wasser mit aufgenommen wird.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass bei der Herstellung des Bindemittelpartikels durch Extrudieren, Schleifen, Spanen, Schaben, Raspeln eine relativ feine Oberfläche erzeugt wird, die ein verringertes Aufnahmevermögen nach sich zieht.
Ausgehend vom Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein einfaches Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels aus Altreifen mit vergrößerter Aufnahmefläche der einzelnen Partikel des Ölbindemittels anzugeben, sowie eine im Aufbau einfache Vorrichtung zur Herstellung eines Bindemittels und ein danach hergestelltes Bindemittel zu schaffen. Des Weiteren soll sowohl bei der Herstellung als auch beim Bindemittel selbst auf den Einsatz von chemischen Substanzen verzichtet werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung von Bindemitteln, bestehend aus einer transportstabilen und schwimmfähigen Mischung von Partikeln mit hohem Aufsaugvermögen aus einem aus Altreifen gewonnenen Granulat, wobei das aus Altreifen gewonnene Granulat einer aus einem Kalander bestehenden Vorrichtung zugeführt wird und das Granulat durch zwei gegenläufig rotierende, mit einer Oberflächenprofilierung versehene Walzen auf eine Partikelgröße von 0 bis 1 mm zerrissen wird. Die gegenläufigen Walzen laufen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten gegeneinander. Die Partikelgröße des Bindemittels wird durch den Abstand zwischen den gegenläufigen Walzen vorgegeben.
Mittels des Kalanders wird das Ausgangsmaterial in Form gebracht und damit die entsprechenden Eigenschaften des Bindemittels erreicht. Das Bindemittel weist eine Größe kleiner gleich 1 mm, bei einer reaktiven Oberfläche von größer 1,2 m²/mm³ auf.
Daraus resultiert ein Absorptionsverhalten, welches abhängig von der Oberflächenspannung der zugeführten Flüssigkeitsmischung ist, so dass Wasser nicht hygroskopisch gebunden wird. Die Absorptionsfähigkeit läßt sich regeln durch den Druck der Walzen des Kalanders zueinander und der Oberflächengeometrie.
Durch die profilierten Oberflächen des Kalanders sowie das gegenläufige Rotieren der Walzen wird das Ausgangsmaterial regelrecht zerrissen, wodurch sich eine von der Kugelform abweichende Form der Partikel ergibt. Diese weisen somit eine wesentlich größere Oberfläche als die herkömmlichen Partikel der bekannten Ölbindemittel, die durch Abdrehen, Raspeln oder Schleifen aus Altreifen hergestellt sind, auf.
Die Bindung von Schadstoffen, wie Öl, erfolgt rein mechanisch. Ein späterer Austrag ist nur unter sehr hohem Druck möglich, ansonsten ist die Bindung nicht auflösbar, wodurch eine Separierung unterschiedlicher Schadstoffe möglich ist. Dies läßt sich in bestimmten Grenzen über die Partikelgröße regeln. Durch die Geometrie der hergestellten Partikel wird aufgrund unterschiedlicher Oberflächenspannungen verschiedener Medien ein unterschiedliches Saugverhalten erreicht. Damit kann auch eine Separierung und Trennung verschiedener Medien erreicht werden.
Die Vorrichtung zur Durchführung besteht im Wesentlichen aus einem Kalander mit gegenläufig rotierenden Walzen. Die Walzen rotieren mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, wobei jede der Walzen über eine Regelwalze einzeln ansteuerbar ist.
Die Oberflächen der Walzen sind mit einer Profilierung versehen, wobei diese aus über dem Umfang in Achsrichtung auf der Mantelfläche verteilten Rillen oder aus über dem Umfang auf der Mantelfläche regel- oder unregelmäßig verteilten zahnartigen Erhebungen bestehen.
Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher beschrieben werden. Die dazugehörige 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau der Vorrichtung zur Herstellung des Bindemittels.
Die Vorrichtung besteht aus einem Kalander 1 mit gegenläufig rotierenden Walzen 2, 3. Oberhalb des Kalanders 1 ist ein Reservoir 4 zur Zuführung des Altreifengranulats 6 und unterhalb des Kalanders 1 ein Sammelbehälter 5 für die Partikel angeordnet.
Die gegenläufig rotierenden Walzen 2, 3 rotieren mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, wobei jede der Walzen 2, 3 über eine Regeleinrichtung einzeln angesteuert wird.
Die Oberfläche der Walzen 2, 3 ist profiliert, wobei die Profilierung der Oberfläche der Walzen 2, 3 aus über dem Umfang in Achsrichtung verteilten Rillen besteht.
Das Altreifengranulat 6 wird in das Reservoir 4 eingefüllt und während des Betriebes der Vorrichtung über die Länge der Walzen 2, 3 den sich gegenläufig drehenden Walzen zugeführt. Mittels der profilierten Oberflächen der Walzen 2, 3 wird das Altreifengranulat 6 regelrecht zerrissen und die Partikel fallen in dem unterhalb des Kalanders 1 angeordneten Sammelbehälter 5.
Die durch Zerreißen aus dem Altreifengranulat hergestellten Partikel weisen eine von der Kugelform abweichende Form mit vergrößerter Oberfläche bei einer Größe kleiner gleich 1 mm auf, bei einer reaktiven Oberfläche größer 1,2 m²/mm³ auf.
Bezugszeichenliste

1: Kalander
2: Walze
3: Walze
4: Reservoir
5: Sammelbehälter
6: Altreifengranulat

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4007695 A1 [0005]
DE 29705010 U1 [0007]
CH 681626 A5 [0009]
DE 19530096 C2 [0012]

Claims

Verfahren zur Herstellung von Bindemittels für flüssige, feste und gasförmige Medien, bestehend aus einer transportstabilen und schwimmfähigen Mischung von Partikeln mit hohem Aufsaugvermögen aus einem aus Altreifen gewonnenen Granulat, dadurch gekennzeichnet, dass das aus Altreifen gewonnene Granulat (6) einer aus einem Kalander (1) bestehenden Vorrichtung zugeführt wird und das Granulat durch zwei gegenläufig rotierende, mit einer Oberflächenprofilierung versehene Walzen (2, 3) auf eine Partikelgröße von kleiner gleich 1 mm zerrissen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenläufigen Walzen (2, 3) mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten gegeneinander laufen.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelgröße des Bindemittels durch den Abstand zwischen den gegenläufigen Walzen (2, 3) vorgegeben wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung von Bindemitteln aus einem Altreifengranulat, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung aus einem Kalander (1) mit gegenläufig rotierenden Walzen (2, 3) besteht und oberhalb des Kalanders (1) ein Reservoir (4) zur Zuführung des Altreifengranulats (6) und unterhalb des Kalanders (1) ein Sammelbehälter (5) für die Partikel angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenläufig rotierenden Walzen (2, 3) mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten rotieren, wobei jede der Walzen (2, 3) über eine Regeleinrichtung einzeln ansteuerbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Walzen (2, 3) profiliert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung der Oberfläche der Walzen (2, 3) aus über dem Umfang in Achsrichtung verteilten Rillen besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Profilierung der Oberfläche der Walzen (2, 3) aus über dem Umfang regel- oder unregelmäßig verteilten zahnartigen Erhebungen besteht.
Bindemittel hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Zerreißen aus dem Altreifengranulat (6) hergestellten Partikel eine von der Kugelform abweichende Form mit vergrößerter Oberfläche bei einer Größe kleiner gleich 1 mm aufweisen.
Bindemittel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Partikel eine reaktive Oberfläche größer 1,2 m²/mm³ aufweisen.