DE102020115185A1

DE102020115185A1 - Bindemittel, insbesondere Ölbindemittel

Info

Publication number: DE102020115185A1
Application number: DE102020115185.3A
Authority: DE
Inventors: Scott Treick; Alexander Braun
Original assignee: KATZ GmbH and Co KG
Current assignee: KATZ GmbH and Co KG
Priority date: 2020-06-08
Filing date: 2020-06-08
Publication date: 2021-12-09
Also published as: EP4162008A1; WO2021249968A1; DE202021004253U1

Abstract

Beschrieben wird ein Bindemittel in Form einer Pappe, umfassend lignocellulosehaltige Fasern und mindestens ein hydrophobes Leimungsmittel, wobei die lignocellulosehaltige Fasern Holz-Steinschliff umfassen, ein Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung zum Entfernen von Verschmutzungen durch Chemikalien.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bindemittel in Form von Pappe, ein Verfahren zur Herstellung des Bindemittels und dessen Verwendung zum Entfernen von Verschmutzungen durch Chemikalien.
Bindemittel, insbesondere Ölbindemittel, werden zum Abbinden von Chemikalien, insbesondere Ölen, in verschiedenen Einrichtungen wie Straßenmeistereien, Feuerwehr und THW eingesetzt. Das Bindemittel sollte nicht pulverig oder zu feinkörnig sein und kann prinzipiell auch in flüssigem Zustand aufgebracht werden. Die Grundmaterialien des Bindemittels können sowohl mineralischen als auch pflanzlichen Ursprungs sein.
Die Absorption von Chemikalien kann mit einer breiten Palette an Bindemitteln durchgeführt werden. Die Anwendungsgebiete der Bindemittel sind in der Regel unterteilbar in die Gebiete „Industrie“, „Verkehrsflächen“ und „Gewässer“, wobei eine Unterscheidung zwischen Binnengewässern und Meeresgewässern sinnvoll ist.
Es sind verschiedene Arten und Formen von Bindemitteln verfügbar, die an die jeweiligen Situationen angepasst werden, wie beispielsweise Vliese, Schlängel, Würfel, etc..
Für Gewässer existieren zudem Bindemittel mit speziellen Materialeigenschaften, wie guter Schwimmfähigkeit oder hoher Bindegeschwindigkeit. Diese Bindemittel werden zumeist in Kombination mit physikalischen Sperren für die ausgetretenen Chemikalien zur Beseitigung dieser, insbesondere zur Beseitigung von Mineralölen, auf Gewässern eingesetzt.
In der Praxis werden dabei zunächst physikalische Sperren ausgebracht und das schwimmfähige Bindemittel wird anschließend auf das Gewässer geschüttet. Dazu werden die Bindemittel in der Regel aus der Luft oder vom Schiff aus in die Verschmutzung eingebracht, dort freigesetzt und erst nach einiger Zeit wieder aus dem Gewässer entnommen. Beim Einsatz von Ölbindemitteln in Gewässern sind diese in der Regel ohne und mit Ölbenetzung schwimmfähig und so beschaffen, dass sie möglichst schwimmend geborgen werden können.
Nachdem das Bindemittel die Chemikalie, insbesondere das Öl, absorbiert hat, wird es insbesondere mit Hilfe von Sieben bzw. speziellen Rechen wieder eingesammelt.
Die ausgetretenen Chemikalien, insbesondere das ausgetretene Öl, kann dann in Kombination mit dem Bindemittel einfach entsorgt werden.
Bindemittel, insbesondere Ölbindemittel, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die bekannten Bindemittel weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. So ist der Eintrag von weiteren nicht bzw. nur sehr langsam abbaubaren Stoffen aus dem Bindemittel selbst in die Umwelt, insbesondere in Gewässer, problematisch. Während der Abbauprozesse können toxisch wirkende Stoffe entstehen, die in der Umwelt, insbesondere in einem Gewässer, verbleiben können, da bei der Bergung von ausgebrachten Bindemitteln - abhängig von den meteorologischen und hydrodynamischen Bedingungen und der eingesetzten Bergetechnik - gegebenenfalls nur ein Teil der ausgebrachten Bindemittel wiederaufgenommen werden können. Ferner sind bekannte Bindemittel nur für kurze Zeiträume schwimmfähig, was eine rasche Bergung des Bindemittels nötig macht.
Die bekannten Bindemittel sind somit in mehreren Punkten verbesserungsbedürftig.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Nachteile der bekannten Bindemittel zu beheben. Insbesondere soll ein Bindemittel bereitgestellt werden, das nicht toxisch für Mensch und Umwelt und möglichst vollständig biologisch abbaubar ist und einer dauerhaften Verschmutzung der Umwelt entgegenwirkt. Das Bindemittel soll ferner möglichst universell einsetzbar sein und ausgetretene Chemikalien, wie Öle und Kraftstoffe, möglichst schnell und vollständig absorbieren. Das Bindemittel soll eine möglichst hohe Absorptionsrate aufweisen, also in der Lage sein ein Vielfaches seines Eigengewichts zu absorbieren. Das Bindemittel soll außerdem möglichst leicht sein, d.h. eine geringe Dichte aufweisen, so dass es schwimmfähig ist. Das Bindemittel sollte schließlich kostengünstig entsorgt werden können, beispielsweise durch thermische Verwertung.
Überraschenderweise wird die oben genannte Aufgabe durch ein Bindemittel gemäß Anspruch 1 gelöst, d. h. durch ein Bindemittel in Form von Pappe, umfassend lignocellulosehaltige Fasern und mindestens ein hydrophobes Leimungsmittel, wobei die lignocellulosehaltige Fasern Holz-Steinschliff umfassen.
Das erfindungsgemäße Bindemittel hat den Vorteil, dass es nicht toxisch für Mensch und Umwelt und vollständig biologisch abbaubar ist. Das erfindungsgemäße Bindemittel ist universell einsetzbar und absorbiert eine breite Palette von Chemikalien, wie beispielsweise Öle und Kraftstoffe, innerhalb kürzester Zeit und kann aufgrund seiner hohen Absorptionsrate ein Vielfaches seines Eigengewichts absorbieren. Das erfindungsgemäße Bindemittel ist ferner schwimmfähig, einfach zu handhaben und kostengünstig zu transportieren. Es kann ferner einfach von Wasseroberflächen eingesammelt werden und beugt somit einer dauerhaften Verunreinigung von Wasser vor. Das erfindungsgemäße Bindemittel kann schließlich kostengünstig entsorgt werden, beispielsweise durch thermische Verwertung.
In der vorliegenden Beschreibung der Erfindung kann „umfassen“ auch „bestehend aus“ bedeuten.
Unter Pappe wird hier insbesondere ein aus Holzstoff, Halbzellstoff oder Altpapier durch Zusammenkleben oder -pressen gefertigten Werkstoff verstanden. Für die Produktion von Pappe wird in der Regel Faserstoffbrei auf eine Siebpartie aufgebracht. Der Faserbrei wird dort entwässert, wodurch eine „endlose“ Faserschicht entsteht, die am Ende des Siebes abgenommen und in der Regel in einen anschließenden Pressbereich eingeführt wird, in dem die nasse Pappebahn ausgepresst wird. Die Restfeuchte wird anschließend vorzugsweise in einer Trockenmaschine verdampft, die Pappebahn anschließend geglättet und ausgerollt oder direkt in Bogen geschnitten.
Eine geeignete Pappe umfasst in der Regel mehrere Schichten. So wird vorzugsweise eine Einlagenschicht, die im Wesentlichen den Holz-Steinschliff umfasst, auf jeder Seite von einer Deckschicht bedeckt. Die Deckschichten sind deutlich dünner als die Einlagenschicht und umfassen Zellstoff, weißes gestrichenes holzhaltiges Papier und weiße ungestrichene Späne. Eine solche dreilagige Pappe zeichnet sich durch eine erhöhte Stabilität aus.
Als Zellstoff bezeichnet man die beim chemischen Aufschluss von Pflanzenfasern entstehende faserige Masse, die vorwiegend aus Cellulose besteht und im Wesentlichen frei von Lignin ist. In der vorliegenden Beschreibung soll Zellstoff nicht unter den Begriff „lignocellulosehaltige Fasern“ subsumiert werden.
Es sind jedoch auch Ausführungsformen denkbar, bei denen die Pappe nur aus der Einlagenschicht besteht, also eine einlagige Pappe bildet.
Diese Einlagenschicht umfasst vorzugsweise eine Zusammenstellung von Holz-Steinschlifffasern. Es können dabei auch aus dem Verarbeitungsprozess wieder eingesetzte Sekundärfasern, welche sich aus lignocellulosehaltigen Fasern zusammensetzen, enthalten sein.
Holz-Steinschliff ist eine zusammenfassende Bezeichnung für Faserstoffe, die durch mechanische Zerfaserung aus Holz gewonnen, und für die Herstellung bestimmter Sorten von Papier, Karton und Pappe verwendet wird.
Die Herstellung von Holz-Steinschliff erfolgt mechanisch. Entrindete Holzprügel (z.B. Meterholz) von Nadelhölzern, meist Fichte, werden vorzugsweise unter Zusatz von warmem Wasser auf rotierende Schleifsteine gepresst und zerschliffen (zerfasert).
Der Holz-Steinschliff umfasst vorzugsweise 98% bis 100% Fichtenholz. 1% bis 2% des Holz-Steinschliffs können Tannenholz umfassen. Der Einsatz von anderen Weichhölzern ist möglich, aber wegen dem zu hohen Harzanteil nicht erwünscht.
Insbesondere ist der Einsatz von Rundholz bevorzugt. Bei der Herstellung von Holz-Steinschliff aus Rundholz entstehen insbesondere lange Fasern, die eine erhöhte Stabilität der entstehenden Pappe zur Folge haben und dadurch die Herstellung dünnerer Pappen erlauben.
Dieser Vorteil kann beim Einsatz von Hackschnitzeln als Ausgangsmaterial nicht erreicht werden, weswegen Hackschnitzel und anderes vorzerkleinertes Holz als Ausgangsmaterial nicht bevorzugt sind.
Holz-Steinschliff, insbesondere Nadelholz-Steinschliff, und ganz besonders Fichtenholz-Steinschliff, insbesondere aus Rundholz, hat gute Entwässerungseigenschaften, da er einen hohen Langfaseranteil aufweist. Auch begünstigt er die Stabilität der Pappe und deren Volumen. Bei purem Einsatz von Holz-Steinschliff, insbesondere Nadelholz-Steinschliff, und ganz besonders Fichtenholz-Steinschliff, erhält man eine Pappe mit hohem Volumen, geringer Saugzeit und hoher Aufnahmefähigkeit.
Unter Leimung versteht man ein Verfahren in der Papierherstellung, das prinzipiell nichts mit Kleben nach alltäglichem Verständnis zu tun hat. Die Leimung dient der Verbesserung wichtiger Papiereigenschaften. Man unterscheidet die Oberflächenleimung (dünner Leimauftrag auf die Oberseite der Papierbahn, des Papierblatts) und die Masseleimung (Zugabe von Leimstoffen vor der Blattbildung in der Fasermasse). Die Masseleimung dient speziell dem Leimungseffekt, die Oberflächenleimung zusätzlich der Erhöhung der Oberflächenfestigkeit. Insbesondere versteht man unter Leimung das (teilweise) Hydrophobieren von Pappe.
Ein Leimungsmittel ist demnach ein Mittel, das zur Leimung von Pappe eingesetzt wird, insbesondere um die Fasern und die damit entstehende Pappe (teilweise) zu hydrophobieren.
Das Leimungsmittel wird vorzugsweise direkt in die Suspension, umfassend die lignocellulosehaltigen Fasern, gegeben.
Das Leimungsmittel ist hydrophob. Als „hydrophob“ werden Substanzen bezeichnet, die sich nicht mit Wasser mischen lassen.
Hydrophobizität kann beispielsweise über den logP-Wert definiert werden. Der n-Octanol-Wasser-Verteilungskoeffizient K_ow (auch Schreibweisen wie Octanol/Wasser-Verteilungskoeffizient sind gebräuchlich und korrekt) ist ein dem Fachmann bekannter dimensionsloser Verteilungskoeffizient, der das Verhältnis der Konzentrationen einer Chemikalie in einem Zweiphasensystem aus n-Octanol und Wasser angibt und damit ein Maß für die Hydrophobizität bzw. Hydrophilität eines Stoffes ist. Der logP-Wert ist der dekadische Logarithmus des n-Octanol-Wasser-Verteilungskoeffizienten K_ow. Dabei gilt: $K_{o w} = P = \frac{c_{o}^{S i}}{c_{w}^{S i}} und log P = log \frac{c_{o}^{S i}}{c_{w}^{S i}} = log c_{o}^{S i} - c_{w}^{S i}$

mit C_o ^Si = Konzentration einer Chemikalie in der octanolreichen Phase und
C_w ^Si = Konzentration einer Chemikalie in der wasserreichen Phase.
K_ow ist größer als eins, wenn eine Substanz besser in fettähnlichen Lösungsmitteln wie n-Octanol löslich ist, kleiner als eins wenn sie besser in Wasser löslich ist. Entsprechend ist log P positiv für lipophile und negativ für hydrophile Substanzen.

Dementsprechend weist das Leimungsmittel vorzugsweise einen logP von größer als 1 auf.
Das erfindungsgemäße Bindemittel ist vorzugsweise ein Bindemittel für Öl. Öl ist ein komplexes Stoffgemisch aus organischen Verbindungen, wie Aromaten, Alkenen, Alkanen, Paraffinen, Naphtenen sowie Einzelelementen, wie Stickstoff, Sauerstoff, Schwefel, Natrium, Nickel, Eisen, Vanadium und anderen. Transportiert wird es in der Regel als Rohöl. Häufig werden jedoch auch dessen Fraktionen, wie Benzin, Diesel-, Heiz und Bunkeröle, transportiert.
Das erfindungsgemäße Bindemittel ist vorzugsweise ein Bindemittel für Rohöl bzw. für alle aus Erdöl durch (fraktionierte) Destillation gewonnenen Öle, wie beispielsweise Diesel.
Wenn das erfindungsgemäße Bindemittel ein Ölbindemittel ist, so sollte dieses Mittel vorzugsweise entweder der Prüfvorschrift LTwS-Nr. 27 oder nach den seit 2018 auch gültigen Prüfvorschriften DWA-A 716-1, -9 und -10 (März 2018) genügen.
Das erfindungsgemäße Bindemittel ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine hydrophobe Leimungsmittel ein hydrophobes Leimungsmittel auf Basis von Alkylketendimeren umfasst.
Alkylierte Ketendimere oder Alkylketendimere basieren auf dem viergliedrigen Ringsystem des 2-Oxetanons, wobei sich in 3-Position eine Alkylgruppe und in 4-Position eine Alkylidengruppe befindet.
Alkylketendimere, weisen vorzugsweise eine Struktur gemäß der folgenden Formel (I) auf
Eine bekannte Anwendung alkylierter Ketendimere liegt beispielsweise in der Masseleimung von Papier, Pappe und Karton, sowie in der Hydrophobierung von Cellulosefasern.
Industriell verwendete Alkylketendimere leiten sich vorzugsweise von Fettsäuren mit Kettenlängen zwischen C14 bis C22 ab. Bevorzugt werden Palmityl(C₁₆)diketen und Stearyl(C₁₈)diketen und deren Mischungen, sowie Fettsäuregemische aus der Hydrolyse tierischer und pflanzlicher Fette in der angegebenen Kettenlängenverteilung eingesetzt.
Alternativ oder zusätzlich können auch Leime auf Basis von Alkenylbernsteinsäureanhydriden, wobei die Alkylreste wie oben definiert sind, und/oder Harzleime eingesetzt werden.
Wegen der Kettenlänge der ursprünglichen Fettsäuren sind Alkylketendimere wachsartige Feststoffe mit Schmelzpunkten zwischen 42 und 70 °C. Mischungen aus alkylierten Ketendimeren und Wasser sind für gewöhnlich bei Temperaturen unter 40 °C Dispersionen, bei Temperaturen oberhalb 45 °C Emulsionen.
Das erfindungsgemäße Bindemittel ist ferner vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine Stärke, vorzugsweise eine native Stärke, umfasst.
Die mindestens eine Stärke dient insbesondere dazu, die verschiedenen Schichten des Bindemittels fest miteinander zu verbinden, findet also vorzugsweise in einer Ausführungsform Anwendung, in der das Bindemittel in Form einer mehrlagigen Pappe vorliegt. Dazu wird die Stärke, vorzugsweise als Lösung oder Dispersion, vorzugsweise auf die Grenzflächen der einzelnen Schichten aufgetragen solange diese noch feucht sind. Beim anschließenden Entwässern und Trocken entsteht so ein fester Verbund zwischen den Schichten.
Die Stärke ist vorzugsweise eine native Stärke, insbesondere eine native Weizenstärke. Es können jedoch auch andere bekannte native Stärken, wie Kartoffelstärke, Tapiokastärke ... und/oder Maisstärke eingesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Bindemittel ist ferner vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass die lignocellulosehaltigen Fasern bzw. der Holz-Steinschliff, in einer Menge von 80 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Bindemittels, enthalten sind.
Bei einem Bindemittel in Form einer mehrlagigen, insbesondere einer dreilagigen, Pappe, liegen die lignocellulosehaltige Fasern vorzugsweise in der Einlagenschicht, besonders vorzugsweise nur in dieser vor.
Das erfindungsgemäße Bindemittel ist ferner vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Stärke in einer Menge von 1 bis 5, g/m², vorzugsweise von 2 bis 4 g/m², bezogen auf die Oberfläche des Bindemittels, vorliegt.
Unter Oberfläche wird die makroskopische Oberfläche verstanden, die sich durch Multiplikation der Länge und der Breite des Bindemittels ergibt. Die mikroskopische Oberfläche, die die poröse Struktur der Pappe berücksichtigt, soll hier nicht zugrunde gelegt werden.
Das erfindungsgemäße Bindemittel ist ferner vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine hydrophobe Leimungsmittel in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise von 2 bis 4 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Bindemittels, vorliegt.
Das erfindungsgemäße Bindemittel ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel eine Dicke von 0,5 bis 3,0 mm, vorzugsweise von 0,8 bis 2,6 mm, aufweist.
Die Dicke des Bindemittels bezieht sich auf die Länge der kürzesten Kante des Bindemittels.
Solche Dicken sind insbesondere bevorzugt, da sie das Bindemittel sehr leicht machen und es damit einfach zu transportieren und einfach ein- und wieder auszubringen ist.
Das erfindungsgemäße Bindemittel ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel eine Flächenmasse von 200 bis 1200 g/m², vorzugsweise von 300 bis 1000 g/m², aufweist.
Das erfindungsgemäße Bindemittel ist ferner vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein Volumen- zu Gewichts-Verhältnis von 2 bis 3 cm³/g, vorzugsweise von 2,4 bis 2,7 cm³/g, aufweist.
Das erfindungsgemäße Bindemittel kann zusätzlich übliche Zuschlagsstoffe, wie Füllmaterialien oder Fixier- und Beflockungsmittel enthalten.
Unter Füllmaterialien versteht man vorzugsweise weiße, wasserunlösliche Verbindungen (Pigmente), die mit Ausnahme von Carbonaten chemisch keinerlei Verbindung eingehen.
Im eigentlichen Sinne wirken Füllstoffe nicht, da sie keine chemischen Wechselwirkungen eingehen. Sie füllen Hohlräume in der Pappe/dem Papier auf und haben Einfluss auf den Weißegrad, je nach Einsatz und Mittel mehr oder weniger.
Einen füllenden Effekt haben jedoch beispielsweise geflockte Stoffe. Allerdings erfüllen diese nicht die definierten Farbeigenschaften eines Füllstoffes. In der vorliegenden Schrift wird Calciumcarbonat und Bentonit als Füllstoff bezeichnet.
Calciumcarbonate sind rhomboedrische mineralische Gesteinsformen, wie Kreide, Kalkstein und Marmor. Chemisch gesehen sind Calciumcarbonate Salze der Kohlensäure.
Bentonit ist insbesondere ein Gestein, das eine Mischung aus verschiedenen Tonmineralien ist und als wichtigsten Bestandteil Montmorillonit (60 % bis 80 %) enthält, was seine starke Wasseraufnahme- und Quellfähigkeit erklärt. Weitere Begleitmineralien sind Quarz, Glimmer, Feldspat, Pyrit oder auch Calcit. Er entsteht insbesondere durch Verwitterung aus vulkanischer Asche.
Bevorzugt enthält das erfindungsgemäße Bindemittel Calciumcarbonat als Füllstoff.
Als Füllmaterial kann auch Bentonit eingesetzt werden.
Auch möglich ist der Einsatz von Kaolin und/oder Talkum als Füllstoff.
Das Füllmaterial ist vorzugsweise in einer Menge von 50 bis 100 g/m², vorzugsweise von 60 bis 80 g/m², bezogen auf die Oberfläche des Bindemittels, wie vorstehend definiert, vorhanden.
Als Flockung bezeichnet man das Zusammenschließen kleiner kolloider Teilchen zu Mikroflocken. Diese können entweder durch Filtration oder durch Sedimentation und Flotation entfernt werden. Für Letzteres ist zusätzlich zum Flockungsmittel die Zugabe eines Flockungshilfsmittels erforderlich, das entstandenen Mikroflockenen in Makroflocken überführt.
Ein Flockungsmittel soll kolloid gelöste und feinste suspendierte Teilchen aneinanderbinden, um größere und je nach Bedarf heraus filterbare Flocken zu erhalten. Da diese Teilchen die gleiche Dichte wie Wasser haben, befinden sie sich in der Schwebe und können nicht sedimentieren.
Außerdem verhindert die negative Ladung und die damit verbundene gegenseitige Abstoßung eine Verbindung der Teilchen untereinander und damit die Möglichkeit einer Sedimentation. Das Flockungsmittel soll die Zusammenballung der Teilchen und somit die Herausfilterung ermöglichen.
Bevorzugt enthält das erfindungsgemäße Bindemittel Polydimethyldiallylammoniumchlorid als Flockungsmittel.
Es können auch Flockungsmittel in Form von modifizierten organischen Naturprodukten, wie modifizierte Stärke, z.B. Carboxylmethylcellulose, Polyacrylamide und/oder Aluminiumverbindungen, wie Polyaluminiumchlorid (PAC), eingesetzt werden.
Das Flockungsmittel ist vorzugsweise in einer Menge von 0,0005 bis 0,0030 Gew.%, vorzugsweise von 0,0010 bis 0,0020 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Bindemittels, enthalten.
Vorzugsweise enthält das erfindungsgemäße Bindemittel zusätzliche ein Tensid, vorzugsweise ein nichtionogenes Tensid, und/oder einen Fettsäureester als Entschäumungsmittel, vorzugsweise in einer Menge von 0,00005 bis 0,00015 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Bindemittels.
Vorzugsweise werden an der Oberfläche des Bindemittels bzw. der lignocellulosehaltigen Fasern chemikalienabbauende, insbesondere ölabbauende, Mikroorganismen immobilisiert.
Bevorzugte Mikroorganismen sind alkanotrophe Bakterien der Gattung Rhodococcus, Pseudomonas und Sphingomonas sowie phototrophe Algen und Cyanobakterien der Gattungen Microcoleus, Phormidium, Lyngbya, Oscillatoria und Anabaena.
Die Immobilisierung erfolgt vorzugsweise während der Herstellung oder vor Einsatz des Bindemittels.
Das erfindungsgemäße Bindemittel wird vorzugsweise in Größen von 100 x 100 mm, vorzugsweise von 70 x 70 mm und besonders bevorzugt von 50 x 50 mm eingesetzt.
Das erfindungsgemäße Bindemittel weist vorzugsweise eine Dichte von 250 bis 450 kg/m³, besonders bevorzugt von 350 bis 400 kg/m³, insbesondere von etwa 380 kg/m³, auf.
Die Schüttdichte des erfindungsgemäßen Bindemittels beträgt vorzugsweise 150 bis 300 kg/m³, besonders bevorzugt 200 bis 250 kg/m³, insbesondere etwa 220 kg/m³.
Die Ölabsorptionsrate des erfindungsgemäßen Bindemittels pro m³ (Masse) beträgt vorzugsweise 300 bis 400 kg, besonders bevorzugt 320 bis 360 kg, insbesondere etwa 340 kg.
Die Ölabsorptionsrate des erfindungsgemäßen Bindemittels pro m³ Partikelvolumen beträgt vorzugsweise 400 bis 800 kg, besonders bevorzugt 500 bis 700 kg, insbesondere etwa 600 kg.
Die Ölabsorptionsrate des erfindungsgemäßen Bindemittels pro m² Partikeloberfläche beträgt vorzugsweise 0,5 bis 1 kg, besonders bevorzugt 0,7 bis 0,9 kg, insbesondere 0,8 kg.
Die Ölabsorptionsrate des erfindungsgemäßen Bindemittels pro kg Bindemittel beträgt vorzugsweise 1 bis 2 kg, besonders bevorzugt 1,2 bis 1,6 kg, insbesondere von etwa 1,5 kg.
Die Deckungsdosis beträgt vorzugsweise mehr als 0,2 m²/m², vorzugsweise mehr als 0,3 m²/m².
Die Reinigungsrate des erfindungsgemäßen Bindemittels beträgt vorzugsweise mehr als 80%, insbesondere mehr als 90%.
Die Schwebezeit des Bindemittels auf Wasser (Süß- oder Salzwasser) beträgt vorzugsweise mindestens 3 oder 4 oder 5 oder 6 oder 7 oder 8 oder 9 oder 10 oder 11 oder 12 oder 13 oder 14 oder 15 oder 16 oder 17 oder 18 oder 19 oder 20 Tage.
Besonders bevorzugt beträgt die Schwebezeit des Bindemittels auf Wasser (Süß- oder Salzwasser) mindestens 21 Tage.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Bindemittels in Form von Pappe.
Die obigen Definitionen und bevorzugten Ausführungsformen gelten analog für das erfindungsgemäße Verfahren.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst mindestens die folgenden Schritte:

a) Erzeugen von Fasern aus lignocellulosehaltigen Rohstoffen durch Holz-Steinschliff und Mischen dieser Fasern mit Wasser um eine Suspension zu erhalten,
b) Zugabe von mindestens einem hydrophoben Leimungsmittel zu der Suspension aus Schritt a) um hydrophobe Fasern zu erhalten,
c) Bildung eines flächigen Pappevorläufers, umfassend die hydrophoben Fasern aus Schritt b), und
d) Trocknen des in Schritt c) erhaltenen Pappevorläufers, um ein Bindemittel in Form von Pappe, vorzugsweise mit einem Trockengehalt von mehr als 90 Gew.-%, zu erhalten.

Bevor der lignocellulosehaltige Rohstoff, insbesondere das Holz, in Schritt a) zerfasert wird, wird es vorzugsweise entrindet.
Die Rinde ist für die Pappenherstellung deshalb wenig geeignet, weil sie zum einen durch ihre dunkle Farbe die Qualität des Holz-Steinschliffs und des Endproduktes deutlich mindert, und zum anderen durch ihre Härte gewünschte Fasereigenschaften wie Elastizität nicht bieten kann.
Der Holz-Steinschliff wird gemäß dem Fachmann geläufigen Verfahren hergestellt.
Solche Verfahren sind beispielsweise dem Taschenbuch der Papiertechnik (Herausgeber: Jürgen Blechschmidt; ISBN 978-3-446-41967-4) zu entnehmen.
Die Erzeugung von Holz-Steinschliff erfolgt vorzugsweise in Gegenwart von Wasser. Dies hat den Vorteil, dass der Schleifstein gekühlt wird und die Fasern direkt eine Suspension mit dem Wasser für die weitere Verarbeitung bilden.
Der entstandene Holz-Steinschliff kann weiter gereinigt und aufbereitet werden. Dazu werden üblich Verfahren und Vorrichtungen, wie Wuchtschüttler, Wirbelschichter, Sortierer, Bogensiebe und Rejektbütten sowie Refiner, insbesondere Scheibenrefiner, eingesetzt.
Weiterhin können Vorrichtungen zum Eindicken vorhanden sein, mit denen die Stoffdichte der Suspension geregelt werden kann.
Der Suspension von lignocellulosehaltigen Fasern kann zusätzlich ein weiterer Einlagenstoff, insbesondere ein Pulpereinlagenstoff, der im Wesentlichen aus Holz-Steinschlifffasern besteht, zugegeben werden.
Die Zusammensetzung des Pulpereinlagenstoffs variiert je nach Ansprüchen an die Pappe. Der Pulpereinlagenstoff enthält besonders bevorzugt im Wesentlichen Klarwasser und Sekundärfaserstoff aus Holzschliff. Dieses Material wird in einen Pulper gegeben. Ein Pulper ist ein rundes und unten konisch zulaufendes Behältnis, das am Boden oder an der Seite einen mit Flügeln besetzten, auf einem sehr groben Sieb sitzenden Rotor hat. Der Pulper hat die Aufgabe, eine förderbare Suspension herzustellen. Durch den Rotor entwickeln sich starke Scherkräfte im Pulper, die das Material auflösen bzw. die Fasern voneinander trennen. Diese sollen nicht beschädigt, sondern nur voneinander gelöst werden, um möglichst viele der Eigenschaften von diesen Fasern erhalten zu können.
Die Stoffdichte liegt hier in der Regel bei etwa 5 bis 6 Gew.-%.
Der Pulpereinlagenstoff kann weiterhin aufgearbeitet und gereinigt werden. Hierzu werden üblicherweise Magnetabscheider und Entstipper eingesetzt.
Der Pulpereinlagenstoff sollte idealerweise ebenfalls einen recht hohen Langfaseranteil haben. Deshalb wird versucht, diesen möglichst schonend zu behandeln.
Der Pulpereinlagenstoff ist vorzugsweise in einer Menge von 10 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt von 20 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Bindemittel, enthalten.
In Schritt b) wird das mindestens eine hydrophobe Leimungsmittel zu der Suspension aus Schritt a) gegeben.
Das Leimungsmittel reagiert mit den Fasern und führt zu einer Hydrophobisierung dieser.
Ist ein Pulpereinlagenstoff vorhanden, so wird das Leimungsmittel vorzugsweise zugegeben nachdem der Pulpereinlagenstoff zu der Fasersuspension gegeben wurde.
In Schritt c) wird ein flächiger Pappevorläufer, umfassend die hydrophoben Fasern aus Schritt b), gebildet.
Unter „flächigen Pappevorläufer“ wird verstanden, dass die Suspension bereits in eine flächige Form gebracht wird, die der Form und Größe der finalen Pappe ähnelt, jedoch noch einen deutlich zu hohen Wassergehalt aufweist.
Zur Bildung eines flächigen Pappevorläufers wird die Fasersuspension vorzugsweise auf einen Siebtisch geführt. Der Siebtisch dient als Entwässerungselement. Der Siebtisch hat vorzugsweise keine durchgehend geschlossene Oberfläche, sondern Unterbrechungen. Diese dienen einer sanften Entwässerung und Blattbildung.
Die folgenden Schritte beschreiben weitere optionale Aufbereitungsschritte des flächigen Pappevorläufers. Diese dienen im Wesentlichen dazu der Pappe die gewünschte Form zu geben und den Wassergehalt zu senken. Diese Schritte sind Fachwissen und können auch modifiziert werden. Dabei müssen nicht alle beschriebenen Schritte durchgeführt werden. Auch eine Änderung der Reihenfolge der Schritte ist möglich.
Als nächstes Entwässerungselement können Walzen, die sogenannten Registerwalzen, zum Einsatz kommen.
Die Registerwalzen bilden nach dem Siebtisch bevorzugt die nächsten Entwässerungselemente. Registerwalzen sind in der Regel gummibezogene Walzen, über die das Sieb mit dem Stoff gezogen wird. Sie drehen sich mit und erzeugen einen Druckimpuls (vor der Walze Über-, dahinter Unterdruck), der das Wasser an der Walze, nach dem Passieren, herunterzieht. Da diese Art der Entwässerung recht „scharf“ ist, besteht die Gefahr, dass viele Fein- und Füllstoffe verloren gehen. Dem kann mit Flockungs- bzw. Retentionsmitteln entgegengewirkt werden oder auch durch die Verwendung eines sehr röschen Stoffes, der durch den hohen Langfaseranteil eine hohe Eigenretention besitzt.
Eine weitere Aufgabe der Registerwalzen ist es, den flächigen Pappevorläufer möglichst lang flexibel zu halten, damit das Material nicht zu früh in eine feste Position gebracht wird. Die Fasern sollten möglichst lang beeinflussbar sein, um eine ausgeglichene Oberfläche und ein gleichbleibendes Profil zu erhalten. Dies wird ebenfalls durch den Druckimpuls gewährleistet, der die Fasern auflockert und einer Flockung entgegenwirken soll. In diesem Falle ist nicht die Flockung durch dementsprechende Mittel gemeint, sondern das Zusammenbinden der Fasern im mechanischen Sinne bzw. durch Wasserstoffbrückenbindungen, welche nur dann entstehen können, wenn die Fasern nah genug aneinander liegen.
Anschließend kann eine weitere Entwässerung über Flachsauger erfolgen. Flachsauger haben ebenfalls die Aufgabe zu entwässern. Dies geschieht mittels eines Unterdrucks, welcher durch die Vakuumpumpen hergestellt wird und in den Flachsaugern zur Anwendung kommt.
Zwischen dem Flachsaugen, kann die Suspension einem Egoutteur zugeführt werden.
Der Egoutteur ist in der Regel ein leicht auf der Suspension aufliegender Zylinder. Er ist ähnlich wie ein Rundsieb aufgebaut und ebenfalls mit einem Sieb bespannt. Dabei ist es günstig, dass das Sieb nicht zu eng- oder grobmaschig ist. Die Aufgabe des Egoutteurs ist es, Faserflocken in das Flies hinein zu drücken, um eine möglichst ebene Fläche zu bilden. Auch soll die Oberseite an die Siebseite optisch angeglichen werden, da die Siebseite durch die Entwässerung das Siebmuster angenommen hat.
Der Egoutteur ist prinzipiell kein Entwässerungselement. Das Sieb lässt Wasser und Luft durch und somit einen Wasserfilm auf der Oberfläche entstehen. Es wird auch Wasser an die Siebseite gedrückt und zum Teil sogar durch das Sieb abgeführt, jedoch ist dies eher ein Nebeneffekt.
Nach dem Egoutteur ist vorzugsweise noch eine Registerwalze angeschlossen, die das Wasser an der Siebseite abträgt. Am Egoutteursieb bleibt ebenfalls Wasser in den Maschen hängen, das dann oben beim Herunterfallen von einem im Egoutteur hängenden kleinen Becken aufgefangen wird.
Auf den Egoutteur folgt vorzugsweise eine Vorpressung.
Die Vorpressen sind vorzugsweise glatt und mit Gummi bezogen. Mit den Vorpressen kann bis auf einen Trockengehalt von etwa 30 Gew.-% Trockengehalt Wasser entzogen werden.
In Schritt d) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der in Schritt c) erhaltene flächige Pappevorläufers getrocknet, um ein Bindemittel in Form von Pappe, vorzugsweise mit einem Trockengehalt von mehr als 90 Gew.-%, zu erhalten.
Dieser Trockenvorgang umfasst bevorzugt eine Saugwalze als erstes Entwässerungselement. Diese saugt Wasser aus dem Bindemittel, vorzugsweise mittels einer Unterdruckkammer, die an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist. Das Wasser wird vorzugsweise durch den Filz und die Saugzelle bzw. Aussparungen im Zylindermantel in die Kammer hineingesaugt. Der Unterdruck beträgt vorzugsweise etwa 0,25 bar und kann den Trockengehalt des Bindemittels auf etwa 40 Gew.-% erhöhen.
Des Weiteren können Entwässerungsfilze zum Einsatz kommen. Um den Anforderungen an die Entwässerung gerecht zu werden, sollte der Filz sehr elastisch sein und ein hohes Kompressions- und Rückstellvermögen besitzen. Das ermöglicht eine kontinuierlich gute Wasseraufnahme und garantiert eine möglichst lange Haltbarkeit.
Der Filz wird mit dem flächigen Pappevorläufer in Kontakt gebracht und entzieht diesem Wasser. Der Filz kann mittels Saugern seinerseits entwässert werden.
Anschließend wird vorzugsweise eine zweite Presse eingesetzt. Die zweite Presse kann sich von der ersten Presse vor allem darin unterschieden, dass sie als untere Walze keine Saugwalze, sondern wie die erste Presse eine Presswalze aufweist. Der Anpressdruck liegt bei der zweiten Presse vorzugsweise bei etwa 110 bar.
Der Trockengehalt liegt nach der zweiten Presse bei vorzugsweise etwa 50 Gew.%.
Nach dem Vorentwässern mittels Pressen wird der flächige Pappevorläufer vorzugsweise mittels Wärmeeinwirkung getrocknet.
Dazu wird der flächige Pappevorläufer vorzugsweise an Trockenzylindern auf eine Temperatur von vorzugsweise 55 bis 140 °C erwärmt, um das Wasser zu verdampfen.
Der flächige Pappevorläufer wird vorzugsweise mittels eines Trockensiebs durch die Trockenpartie geführt und gleichmäßig an die Zylinder gepresst.
Der flächige Pappevorläufer wird vorzugsweise bis zu einem Trockenstoffgehalt von mehr als 90 Gew.-% getrocknet.
Die fertige Pappe entspricht dem erfindungsgemäßen Bindemittel.
Das vorstehend beschriebene Verfahren führt zur Bildung einer einlagigen Pappe.
Soll eine mehrlagige Pappe, insbesondere eine dreilagige Pappe, hergestellt werden, so werden vorzugsweise die nachfolgenden zusätzlichen Zwischenschritte zwischen den Schritten c) und d) des vorstehend beschriebenen Verfahrens eingefügt.

c1) Vorentwässerung des in Schritt c) erhaltenen flächigen Pappevorläufers, um eine Einlageschicht, vorzugsweise mit einem Trockengehalt von 25 bis 45 Gew.%, zu erhalten,
c2) Bereitstellen von zwei Deckblättern, vorzugsweise umfassend Zellstoff, weißes gestrichenes, holzhaltiges Papier und/oder weiße ungestrichene Späne, zum Aufbringen auf die Ober- und die Unterseite der Einlageschicht aus Schritt c1),
c3) Besprühen beider Seiten der Einlageschicht aus Schritt c1) und der zwei Deckblätter aus Schritt c2) mit einer Suspension oder Lösung, umfassend mindestens eine Stärke,
c4) Zusammenpressen der Einlageschicht und der zwei Deckblätter, so dass die Einlageschicht zwischen den beiden Deckblättern liegt, um einen zweiten Pappevorläufer zu erhalten,

Die Vorentwässerung in Schritt c1) wird vorzugsweise bis zu einem Trockengehalt von 24 bis 40 Gew.-% durchgeführt.
Anschließend werden in Schritt c2) zwei Deckblätter, vorzugsweise umfassend Zellstoff, weißes gestrichenes, holzhaltiges Papier und/oder weiße ungestrichene Späne, zum Aufbringen auf die Ober- und die Unterseite der Einlageschicht aus Schritt c1) bereitgestellt.
Diese Deckblätter umfassen vorzugsweise Zellstoff, weißes gestrichenes, holzhaltiges Papier und/oder weiße ungestrichene Späne. Die Deckblätter werden vorzugsweise mittels eines Deckstoffpulpers hergestellt, der im Wesentlichen gleich zu dem Einlagenstoffpulper ist.
Anschließend wird analog zum Einlagenstoff, der Deckenstoff mittels Sieben und Pressen soweit entwässert, dass er als flächiges Deckblatt weiterverarbeitet werden kann.
Damit die Deckblätter gut auf dem Einlagenstoff haften, werden in Schritt c3) beide Seiten der Einlageschicht aus Schritt c1) und beide Deckblätter aus Schritt c2) mit einer Suspension oder Lösung, umfassend mindestens eine Stärke, besprüht.
Anschließen werden in Schritt c4) die Einlageschicht und die zwei Deckblätter verpresst, so dass die Einlageschicht zwischen den beiden Deckblättern liegt, um mehrlagigen Pappevorläufer zu erhalten.
Dieser mehrlagige Pappevorläufer wird anschließen analog zu dem einlagigen Pappevorläufer vorzugsweise bis zu einem Trockenstoffgehalt von mehr als 90 Gew.-% getrocknet.
Die fertige Pappe entspricht einem erfindungsgemäßen mehrlagigen Bindemittel.
Anschließend an die Trocknung können sowohl das einlagige Bindemittel als auch das mehrlagige Bindemittel in beliebige Formen geschnitten werden.
Vorzugsweise sind hier Quadrate oder Rechtecke mit Kantenlängen von 50 bis 100 mm.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Bindemittel, insbesondere ein einlagiges oder mehrlagiges Bindemittel, vorzugsweise ein dreilagiges Bindemittel, erhältlich gemäß dem vorstehenden Verfahren.
Alle Definitionen und bevorzugen Ausführungsformen, die vorstehend für das Bindemittel beschrieben sind, gelten auch für das Bindemittel erhältlich durch das vorstehend beschriebene Verfahren.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung des Bindemittels zum Entfernen von Verschmutzungen durch Chemikalien, insbesondere Ölverschmutzungen, insbesondere von Wasseroberflächen, vorzugsweise zum Entfernen von Ölverschmutzungen von Wasseroberflächen von Meeren, von Flüssen, von Binnengewässer oder von Wasseroberflächen in Rückhaltebecken oder Abwasserbehandlungsanlagen.
Die Bindemittel werden im Bereich der im Wasser befindlichen Verschmutzung mit einem Bedeckungsgrad von mindestens 60% oder 70% oder 80% oder 90% verteilt.
Die Aufnahme der Verschmutzung durch das Bindemittel verhindert eine weitere Verschmutzung des Gewässers und der Küste und vermindert die Gefährdung von Wasservögeln. Das Bindemittel hat eine Schwimmfähigkeit auf der Wasseroberfläche von mehreren Tagen, vorzugsweise von mindestens 21 Tagen.
Nach der Aufnahme der Verschmutzung können die beladenen Bindemittel unkompliziert, z.B. mittels Netztechnik, aus dem Wasser entfernt und beispielsweise einer thermischen Verwertung zugeführt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend in nicht beschränkenden Beispielen näher erläutert.
Beispiele
Beispiel 1:

Ein erfindungsgemäßes Bindemittel weist beispielsweise eine Zusammensetzung gemäß Tabelle 1 auf. Tabelle 1:

Material	Handelsname und Hersteller	Einsatzmenge
Nadelholzsteinschliff (98-99% Fichte, 1-2% Tanne)	-	81-93 Gew.-%
Zellstoff, weißes gestrichenes Papier, weiße ungestrichene Späne	Burda/Drehkopf	6-16 Gew.-%
Natriumbentonit (Systemwasser)	Aquamont Imerys	70 g/m³
Native Weizenstärke	Hamstarch A Jäckering Mühle- und Nährmittelwerke GmbH	2,2 g/m²
Polydimethyldiallylammoniumchlorid (Systemwasser)	S-Contra-KW Servophil AG	0,0015 Gew.-%
Nichtionogenes Tensid/Fettsäureester (Systemwasser)	S-Surfe-EK 7 Servophil AG	0,0001 Gew.-%
Alkylketendimer	Aquapel J215 Solenis germany Gmbh & Co KG	1-3 Gew.-%

Bindemittel mit einer Zusammensetzung gemäß Tabelle 1 sind insbesondere gut als Ölbindemittel, insbesondere zur Aufnahme von Öl von Wasseroberflächen, geeignet.
Beispiel 2:

Die folgenden Materialien wurden gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Tabelle 2:

Material	Beschreibung
V1 (B1, S1)	Dicke 1,4 mm, vollgeleimt mit beidseitiger Deckschicht (Bogen: 519 g/m², Aquapel: 14,5 g/m²),ohne Füllstoff
V2 (B2, S2)	Dicke 1,4 mm, vollgeleimt ohne Deckschicht (Bogen: 482 g/m², Aquapel: 13,5 g/m²), ohne Füllstoff, ohne Glättpresse
V3 (B3, S3)	Dicke 1,4 mm, vollgeleimt ohne Deckschicht (Bogen: 538 g/m², Aquapel: 15,1 g/m²), mit 10 -15 % Füllstoff Calciumcarbonat

Die Bindemittel V1, V2 und V3 weisen die Zusammensetzungen gemäß den Tabellen 3, 4 und 5 auf Tabelle 3:

Bindemittel V1	Handelsname und Hersteller	Mögliche Einsatzmenge	Einsatzmenge
Steinholzschliff (primär/sekundär Fasern)	---	81-93 Gew.-%	86 Gew.-%
Zellstoff, weißes gestrichenes Papier, weiße ungestrichene Späne	Burda/Drehkopf	6-16 Gew.-%	11 Gew.-%
Natriumbentonit (Systemwasser)	Aquamont	54 - 108 g/m³	70 g/m³
Natriumbentonit (Systemwasser)	Imerys	54 - 108 g/m³	70 g/m³
Native Weizenstärke	Hamstarch A	>1 Gew.-%	2,2 Gew.-%
Native Weizenstärke	Jäckering Mühle- und Nährmittelwerke GmbH	>1 Gew.-%	2,2 Gew.-%
Polydimethyldiallylammonium-chlorid (Systemwasser)	S-Contra-KW	0,0005-0,0030 Gew.-%	0,0015 Gew.-%
Polydimethyldiallylammonium-chlorid (Systemwasser)	Servophil AG	0,0005-0,0030 Gew.-%	0,0015 Gew.-%
Nichtionogenes Tensid/Fettsäureester (Systemwasser)	S-Surfe-EK 7	0,00005 - 0,00015 Gew.-%	0,0001 Gew.-%
Nichtionogenes Tensid/Fettsäureester (Systemwasser)	Servophil AG	0,00005 - 0,00015 Gew.-%	0,0001 Gew.-%
Alkylketendimer	Aquapel J215	0,5-5 Gew.-%	3 Gew.-%
Alkylketendimer	Solenis germany Gmbh & Co KG	0,5-5 Gew.-%	3 Gew.-%

Bindemittel (gesamt):	534 g/m²
Steinholzschliff (primär/sekundär Fasern):	457 g/m²
Aquapel J215:	14,5 g/m²
2x Deckschicht à 30g/m²:	60 g/m²
Native Weizenstärke:	2,2 g/m²

Tabelle 4:

Bindemittel V2	Handelsname und Hersteller	Mögliche Einsatzmenge	Einsatzmenge
Steinholzschliff (primär/sekundär Fasern)	---	97-99 Gew.-%	97 Gew.-%
Natriumbentonit (Systemwasser)	Aquamont	54 - 108 g/m³	70 g/m³
Natriumbentonit (Systemwasser)	Imerys	54 - 108 g/m³	70 g/m³
Polydimethyldiallylammonium-chlorid (Systemwasser)	S-Contra-KW	0,0005-0,0030 Gew.-%	0,0015 Gew.-%
Polydimethyldiallylammonium-chlorid (Systemwasser)	Servophil AG	0,0005-0,0030 Gew.-%	0,0015 Gew.-%
Nichtionogenes Tensid/Fettsäureester (Systemwasser)	S-Surfe-EK 7	0,00005 - 0,00015 Gew.-%	0,0001 Gew.-%
Nichtionogenes Tensid/Fettsäureester (Systemwasser)	Servophil AG	0,00005 - 0,00015 Gew.-%	0,0001 Gew.-%
Alkylketendimer	Aquapel J215	0,5-5 Gew.-%	3 Gew.-%
Alkylketendimer	Solenis germany Gmbh & Co KG	0,5-5 Gew.-%	3 Gew.-%

Bindemittel (gesamt):	496 g/m²
Steinholzschliff (primär/sekundär Fasern):	482,5 g/m²
Aquapel J215:	13,5 g/m²

Tabelle 5:

Bindemittel V3	Handelsname und Hersteller	Mögliche Einsatzmenge	Einsatzmenge
Steinholzschliff (primär/sekundär Fasern)	-	82-89 Gew.-%	85 Gew.-%
Füllmittel Calciumcarbonat	Calplex 15, Calcit	10-15 Gew.-%	12 Gew.-%
Natriumbentonit (Systemwasser)	Aquamont	54 - 108 g/m³	70 g/m³
Natriumbentonit (Systemwasser)	Imerys	54 - 108 g/m³	70 g/m³
Polydimethyldiallylammoniumchlorid (Systemwasser)	S-Contra-KW	0,0005-0,0030 Gew.-%	0,0015 Gew.-%
Polydimethyldiallylammoniumchlorid (Systemwasser)	Servophil AG	0,0005-0,0030 Gew.-%	0,0015 Gew.-%
Nichtionogenes Tensid/Fettsäureester (Systemwasser)	S-Surfe-EK 7	0,00005 - 0,00015 Gew.%	0,0001 Gew.-%
Nichtionogenes Tensid/Fettsäureester (Systemwasser)	Servophil AG	0,00005 - 0,00015 Gew.%	0,0001 Gew.-%
Alkylketendimer	Aquapel J215	0,5-5 Gew.-%	3 Gew.-%
Alkylketendimer	Solenis germany Gmbh & Co KG	0,5-5 Gew.-%	3 Gew.-%

Bindemittel (gesamt):	553 g/m²
Steinholzschliff (primär/sekundär Fasern):	470,7 g/m²
Aquapel J215:	15,1 g/m²
Füllmittel CaCO₃	67,3 g/m²

Aus den Materialien V1 bis V3 wurden jeweils Proben einer Größe von 10x10 cm ausgeschnitten. Diese werden im Folgenden als B1, B2 und B3 bezeichnet.
Ferner wurden aus den Variationen V1 bis V3 jeweils Proben einer Größe von 5x5 cm ausgeschnitten. Diese werden im Folgenden als S1, S2 und S3 bezeichnet.
Die Eigenschaften der Proben wurden untersucht, um ihre Eignung für die Anwendung als Ölbindemittel zu bestimmen, wobei diese hinsichtlich ihrer grundlegenden Eigenschaften und ihres Verhaltens bei Kontakt mit Wasser oder Erdöl untersucht wurden.
Die Materialtests wurden auf Grundlage der Testmethode von DWA-A 7216-10 und modifizierter Methoden auf Grundlage der HFT-TUD (März 2018) entworfen. Für die grundlegenden Eigenschaften des Materials wurden Porosität und Dichte gemessen. Bei Tests im Zusammenhang mit den Ölabsorptionseigenschaften wurden u.a. die Wasseraufnahme und die Schwimmfähigkeit, die Ölaufnahme ohne Wasser und die Ölaufnahme auf der Wasseroberfläche erfasst.
Alle Proben wurden vor der Durchführung der Tests 48 Stunden bei 50 % Luftfeuchtigkeit und 23 °C konditioniert.
Die Dichte der Materialien wurde bei jeder Prüfmethode separat bestimmt.
a) Bestimmung der Porosität und der Dichte (DIN 51913, bitte Datum angeben)
Die Porosität ist einer der wichtigen Faktoren, der die Wechselwirkung und chemische Reaktivität von festen Materialien mit Flüssigkeiten beeinflusst. Der Volumenanteil der Porosität wird als der Anteil des Porenraums im Verhältnis zum scheinbaren Gesamtvolumen der Probe definiert. Für ein einphasiges Material wird der Wertanteil des Porenraums aus der Differenz zwischen der tatsächlichen Dichte des Feststoffs und der Dichte basierend auf dem scheinbaren Gesamtschüttvolumen der Probe ermittelt. Die Porosität wird als Zahl zwischen 0 und 1 oder als Prozentsatz zwischen 0 % und 100 % angegeben.
Die tatsächliche Dichte der Proben wurde auf der Grundlage ihres tatsächlichen Volumens gemessen, das mit einem Gasintrusionsgerät (Ultrapyknometer 1000, Quantachrome Instruments) unter Heliumgas bei 20 °C gemessen wurde. Für jedes Material wurden sechs Messungen durchgeführt. Tabelle 6:

Material Dichte [g/m³] Porosität [%]

V1 382±3 79,4f 1,3

V2 353±4 84,3±1,7

V3 368±8 86,3±1,2
Die Ergebnisse von Dichte und Porosität sind in Tabelle 6 dargestellt und zeigen die höchste Dichte und die niedrigste Porosität für das Material V1.
b) Analyse der Ölaufnahmekapazität für Rohöl und Diesel
Analyse der massen- und volumenbezogenen Ölabsorptionskapazität
Die Ölaufnahmekapazität der Materialien in Bezug auf Diesel wurde nach der Norm DWA-A 7216-10 gemessen. Zusätzlich wurde die Rohölabsorptionsrate bestimmt, um die Eignung des Materials abzuschätzen.
Folgende Testflüssigkeiten wurden verwendet:

Diesel (EN-590 TC-Mineralöl- Sommertyp), Dichte: 0,835 g/cm³.
Rohöl von TOTAL Deutschland GmbH, Dichte: 0,857 g/cm³.

Die Ergebnisse sind in den 1 und 2 dargestellt (1: Absorptionrate für Diesel basierend auf der Dichte des Bindemittels und 2: Absorptionrate für Rohöl basierend auf der Dichte des Bindemittels).
Die Ergebnisse zeigen, dass der Unterschied zwischen den drei verschiedenen Materialien sehr gering ist. Alle drei Materialien zeigten Absorptionsraten zwischen 134 % und 157 % für Diesel und 155 % und 175 % für Rohöl. Materialdichte und -größe haben einen kleinen, aber deutlichen Einfluss auf die Absorptionsrate. Material V2 mit der geringsten Dichte zeigt die besten Ergebnisse.
c) Analyse der Absorptionszeit
Bei der Testflüssigkeit Diesel (Tabelle 7) wiesen alle Proben eine Absorptionszeit von weniger als einer Minute auf. Bei Material V1 (S1/B1) war eine geringe Verzögerung sichtbar.

Deutlichere Unterschiede sind bei Rohöl (Tabelle 8) sichtbar. Für V1 (S1/B1) betrug die Absorptionszeit mehrere Minuten. Wahrscheinlich führen Oberflächenbeschichtung und höhere Materialdichte zu dieser Verzögerung. Tabelle 7: Absorption von Diesel

Probe	Dichte der Probe [kg/m³]	Grammatur [g/m²]	Absorptionszeit [min]	Ölabsorption [Gew.-%]	Ölabsorption [kg/m³]
S1	382	520	0,1	163	518
S2	352	471	0,05	157	552
S3	365	491	0,05	152	554
B1	375	517	0,15	133	500
B2	345	456	0,05	155	532
B3	363	486	0,05	146	530

Tabelle 8: Absorption von Rohöl

Probe	Dichte der Probe [kg/m³]	Grammatur [g/m²]	Absorptionszeit [min]	Ölabsorption [Gew.-%]	Ölabsorption [kg/m³]
S1	382	522	6,13	155	593
S2	355	476	0,88	174	619
S3	369	490	0,75	168	614
B1	349	461	21,00	176	591
B2	355	470	0,79	164	587
B3	358	479	0,72	161	578

d) Untersuchung der Schwebezeit der Bindemittel
Analyse der max. Schwebezeit und Wasseraufnahme (Figur 3):
Konditionierte Proben verschiedener Variationen, in zwei Größen, wurden bei Raumtemperatur auf die Wasseroberfläche gelegt. Die Proben wurden täglich beobachtet und ihre gewichtsbezogene Wasseraufnahme wurde berechnet.
Die Schwebezeit für V1 (S1/B1) betrug mehr als 21 Tage. Die Proben der beiden anderen Materialien sanken früher (V2 (S2/B2) nach vier Tagen, V3 (S3/B3) nach acht Tagen). Die erforderliche Schwebezeit nach DWA-Standard DWA-A 716-10 beträgt 24 Stunden und alle Materialien erfüllten diese Grenze mit einer deutlich höheren Schwebezeit.
Der Gewichtsverlust in der V1 (S1/B1)-Gruppe kann mit dem Lösen einiger Zusatzstoffe, die bei ihrer Herstellung in Wasser verwendet wurden, in Zusammenhang gebracht werden. Nach vier Tagen wurde ein leichtes Schimmelwachstum auf der Oberfläche der Proben beobachtet.
e) Untersuchung der Ölabsorptionsrate von der Wasseroberfläche
Analyse der Ölabsorption von der Wasseroberfläche, 24h. Prüfungen an unbewegtem Wasser mit Diesel (DWA-A 716-10):
Die Absorption eines dünnen Ölfilms auf der Oberfläche von nicht bewegtem Wasser wurde mit Diesel DWA-A 716-10 geprüft. Ein Behälter mit einer Abmessung von 198 cm² wurde mit 300 ml Wasser gefüllt. Zur Bedeckung der Oberfläche wurden sechs kleine Bindemittelproben verwendet. Bezogen auf das ermittelte Dieselaufnahmevermögen der Materialien in b) wurde das Öl auf die Wasseroberfläche gegeben und Bindemittel mit einer Bedeckungsrate von etwa 76% zugegeben. Nach 24 h wurde das Probengewicht und das wieder im Wasser befindliche Öl bestimmt.
Die Ergebnisse in Tabelle 9 zeigen, dass die Proben aller drei Materialien nach 24 h noch auf der Wasseroberfläche lagen. Die Bestimmung des Restölgehaltes im Wasser führte zu Reinigungsraten zwischen 76 % und 83 %. Der Grund für die niedrigen Reinigungsraten ist eine verminderte Bedeckungsrate aufgrund der Form des Bindemittels.

Die Flüssigkeitsaufnahme ist höher als die Dieselaufnahmefähigkeit des Materials, was bedeutet, dass die Bindemittel etwas Wasser aufgenommen haben. Tabelle 9:

Probe	Schüttdichte [kg/m³]	Probendichte [kg/m³]	Grammatur [g/m²]	Öl-Wasserabsorption [Gew.-%]	Öl-Wasserabsorption [kg/m³]	Reinigungs rate [%]
S1	221	382	505	221	818	83,95
S2	199	353	464	263	912	81,40
S3	204	368	477	248	881	76,54

Tests auf bewegtes Wasser mit Rohöl und Material S1 (Tabelle 10):
Ein Behälter mit einer Größe von 945 cm² wurde mit 1500 ml Wasser gefüllt. Die Dicke des Öls auf der Wasseroberfläche wurde auf 0,3 mm eingestellt. Es wurden 24,3 g Rohöl verwendet. Die Bindemitteldosierung wurde auf der Grundlage der Ölaufnahmekapazität (b) berechnet, so dass 16,9 g S1-Bindemittel verwendet wurden.
Im Vergleich zu dem bekannten Bindemittel BioBind 8 absorbierten das S1-Material zwar zu Beginn langsamer und braucht länger, um die verwendete Ölmenge zu absorbieren, wie in 4 und Tabelle 10 dargestellt. Im Laufe der Zeit stieg allerdings die Ölabsorptionsmenge des S1-Materials im Vergleich zu BioBind 8 an.
Bei BioBind 8 handelt es sich um ein bekanntes Bindemittel mit einer Dicke von 3,5 bis 4,2 mm und einer Ausdehnung von 5x5 cm. Die Dichte beträgt 250 bis 280 kg/m³ und die Schüttdichte beträgt 110 bis 120 kg/m³. BioBind 8 ist aus einer Mischung aus Fichtenholz-/Tannenholz-Fasern, die aus kleinen Holzschnitzeln (kein Rundholz) gewonnen wird, aufgebaut. Als Leimungsmittel sind 3% Latex enthalten. Tabelle 10:

Bindemittel Anzahl der Bindemittel Bindemitteldosierung [m²/m²] Ölabsorption [kg/m³]

S1 13 0,34 590

BioBind 8 5 0,11 520
f) Zusammenfassend lassen sich die Eigenschaften der Materialien S1 und S2 wie in Tabelle 11 und Tabelle 12 gezeigt darstellen (gemäß DWA-A 7216-10).

Tabelle 11: Eigenschaften von S1

Dicke	1,37 mm
Dimension	5x5cm
Dichte	382 kg/m³
Schüttdichte	221 kg/m³
Material	S1
Öl	Rohöl
Ölabsorptionsrate pro m³ (Schüttung)	343 kg Öl
Ölabsorptionsrate pro m³ (Partikel)	593 kg Öl
Ölabsorptionsrate pro m² (Partikel)	0,81 kg Öl
Ölabsorptionsrate pro kg	1,55 kg
Dosierung	>0,34 m²/m²
Reinigungsrate	>80%
Schwimmzeit	>21d

Tabelle 12: Eigenschaften von S2

Dicke	1,34 mm
Dimension	5x5cm
Dichte	352 kg/m³
Schüttdichte	199 kg/m³
Material	S2
Öl	Diesel
1lBindemittel absorbiert	0,661 Öl
1lBindemittel absorbiert	0,55 kg Öl
1kg Bindemittel absorbiert	1,57 kg öl
1kg Bindemittel absorbiert	1,88 lÖl
Schwimmfähiger Teil ohne Öl	>95 Vol.-%
Schwimmfähiger Teil mit Öl	>95 Vol.-%

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm DWA-A 7216-10 [0163]

Claims

Bindemittel in Form von Pappe, umfassend lignocellulosehaltige Fasern und mindestens ein hydrophobes Leimungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass die lignocellulosehaltige Fasern Holz-Steinschliff umfassen.
Bindemittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein Ölbindemittel ist.
Bindemittel gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine hydrophobe Leimungsmittel ein hydrophobes Leimungsmittel auf Basis von Alkylketendimeren umfasst.
Bindemittel gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel mindestens eine Stärke, vorzugsweise eine native Stärke, umfasst.
Bindemittel gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lignocellulosehaltige Fasern in einer Menge von 80 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Bindemittels, vorliegen.
Bindemittel gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Stärke in einer Menge von 1 bis 5 g/m², bezogen auf die Oberfläche des Bindemittels, vorliegt.
Bindemittel gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine hydrophobe Leimungsmittel in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Bindemittels, vorliegt.
Bindemittel gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel eine Dicke von 0,5 bis 3 mm, vorzugsweise von 0,8 bis 2,6 mm, aufweist.
Bindemittel gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel eine Flächenmasse von 200 bis 1200 g/m², vorzugsweise von 300 bis 1000 g/m², aufweist.
Bindemittel gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein Volumen- zu Gewichts-Verhältnis von 2 bis 3 cm³/g, vorzugsweise von 2,4 bis 2,7 cm³/g, aufweist.
Bindemittel gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel zusätzlich mindestens ein Füllmaterial, vorzugsweise Bentonit, besonders bevorzugt Natriumbentonit, und/oder zusätzlich mindestens ein Flockungsmittel, vorzugsweise ein Polydimethyldiallylammoniumchlorid, umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels in Form von Pappe gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend die Schritte: a) Erzeugen von Fasern aus lignocellulosehaltigen Rohstoffen durch Holz-Steinschliff und Mischen dieser Fasern mit Wasser um eine Suspension zu erhalten, b) Zugabe von mindestens einem hydrophoben Leimungsmittel zu der Suspension aus Schritt a) um hydrophobe Fasern zu erhalten, c) Bildung eines flächigen Pappevorläufers, umfassend die hydrophoben Fasern aus Schritt b), und d) Trocknen des in Schritt c) erhaltenen flächigen Pappevorläufers, um ein Bindemittel in Form von Pappe, vorzugsweise mit einem Trockengehalt von mehr als 90 Gew.-%, zu erhalten.
Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels in Form von Pappe gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schritten c) und d) die folgenden Schritte c1) Vorentwässerung des in Schritt c) erhaltenen flächigen Pappevorläufers, um eine Einlageschicht, vorzugsweise mit einem Trockengehalt von 25 bis 45 Gew.%, zu erhalten, c2) Bereitstellen von zwei Deckblättern, umfassend Zellstoff, weißes gestrichenes, holzhaltiges Papier und/oder weiße ungestrichene Späne, zum Aufbringen auf die Ober- und die Unterseite der Einlageschicht aus Schritt c1), c3) Besprühen beider Seiten der Einlageschicht aus Schritt c1) und der zwei Deckblätter aus Schritt c2) mit einer Suspension oder Lösung, umfassend mindestens eine Stärke, c4) Zusammenpressen der Einlageschicht und der zwei Deckblätter, so dass die Einlageschicht zwischen den zwei Deckblättern liegt, um einen zweiten Pappevorläufer zu erhalten, eingefügt werden und wobei Schritt d) das Trocknen des in Schritt c4) erhaltenen Pappevorläufers, um ein Bindemittel in Form einer Pappe, vorzugsweise mit einem Trockengehalt von mehr als 90 Gew.-%, zu erhalten, umfasst.
Bindemittel in Form einer Pappe, erhältlich gemäß dem Verfahren nach Anspruch 12 oder 13.
Verwendung eines Bindemittels gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11 oder 14 zum Entfernen von Verschmutzungen durch Chemikalien, insbesondere Ölverschmutzungen, insbesondere Ölverschmutzungen von Wasseroberflächen, vorzugsweise zum Entfernen von Ölverschmutzungen von Wasseroberflächen von Meeren, von Flüssen, von Binnengewässern oder von Wasseroberflächen in Rückhaltebecken oder Abwasserbehandlungsanlagen.