DE102020134238A1

DE102020134238A1 - Strahlmittel auf Basis von kornförmiger Aktivkohle

Info

Publication number: DE102020134238A1
Application number: DE102020134238.1A
Authority: DE
Inventors: Ralf Becker
Original assignee: Bluecher GmbH
Current assignee: Bluecher GmbH
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2022-06-02
Also published as: DE202020107404U1

Abstract

Die vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung von partikulärer Aktivkohle als Abrasionsmittel, insbesondere zur mechanischen Abrasionsbehandlung von Oberflächen von festen Gegenständen, vorzugsweise als Strahlmittel, sowie ein Verfahren zur mechanischen Abrasionsbehandlung und zudem ein Abrasionsmittel als solches sowie einen diesbezüglich behandelten Gegenstand.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Oberflächenbehandlung von festen Gegenständen und insbesondere von Werkstücken (synonym auch als Werkstoffe bezeichnet). In diesem Zusammenhang betrifft die vorliegende Erfindung insbesondere das technische Gebiet der Strahltechnik, d. h. der Behandlung von Oberflächen von Gegenständen bzw. festen Werkstücken unter Verwendung eines Abrasionsmittels bzw. eines Strahlmittels (synonym auch als Strahlgut bezeichnet).
Vor diesem Hintergrund betrifft die vorliegende Erfindung insbesondere das Gebiet der Strahltechnik als Teilgebiet der Oberflächentechnik, bei welcher ein Abrasionsmittel bzw. Strahlmittel zu Zwecken der Oberflächenbehandlung mit insbesondere hoher Geschwindigkeit bzw. hoher kinetischer Energie auf die Oberfläche eines zu behandelnden Gegenstands bzw. Werkstücks einwirken gelassen bzw. geführt wird, beispielsweise mittels eines (Druck-)Luftstrahls oder dergleichen.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von partikulärer Aktivkohle als Abrasionsmittel bzw. insbesondere als Strahlmittel, und zwar insbesondere zur mechanischen Abrasionsbehandlung (abrasiven Behandlung) von Oberflächen von festen Gegenständen und insbesondere von Werkstücken bzw. -stoffen und vorzugsweise als Strahlmittel bzw. Strahlgut.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung auch das Verfahren zur mechanischen Abrasionsbehandlung von Oberflächen von festen Gegenständen, insbesondere Werkstücken bzw. -stoffen, wobei bei dem Verfahren nach der Erfindung partikuläre Aktivkohle als Abrasionsmittel bzw. Strahlmittel eingesetzt wird bzw. auf die zu behandelnden Oberflächen einwirken gelassen wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft zudem das partikuläre Abrasionsmittel, vorzugsweise in Form eines partikulären Strahlmittels, als solches, wobei das partikuläre Abrasionsmittel nach der Erfindung in Form von partikulärer Aktivkohle ausgebildet ist bzw. vorliegt.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch den erfindungsgemäßen und durch das Verfahren nach der Erfindung erhältlichen bzw. erhaltenen Gegenstand als solchen, insbesondere das erfindungsgemäße Werkstück (Werkstoff).
Im Stand der Technik werden Verfahren der Strahltechnik insbesondere zu Zwecken der Oberflächenbehandlung von Werkstücken bzw. -stoffen bzw. von festen Gegenständen eingesetzt, um hierdurch eine gezielte Bearbeitung bzw. Veränderung der Oberfläche des zugrundeliegenden Materials herbeizuführen. Bei den diesbezüglichen Verfahren wird im Allgemeinen ein Strahlmittel bzw. Strahlgut eingesetzt, wobei es sich hierbei maßgeblich um feste Teilchen handelt. Das Strahlmittel wird dabei unter Verwendung von Energieträgern, wie (Druck-)Luft, mit hoher Geschwindigkeit bzw. hoher kinetischer Energie auf die zu bearbeitende Oberfläche geführt. Mit dem Aufprall des Strahlmittels auf die Oberfläche des zu behandelnden Werkstücks geht eine entsprechende mechanische Einwirkung des Strahlmittels auf die Oberfläche einher, so dass hierdurch die gewünschte Wirkung bzw. der gewünschte Effekt, wie z. B. die Entfernung von Verunreinigungen oder von Lackschichten hervorgerufen, werden kann.
Im Allgemeinen beziehen sich die Verfahren der Strahltechnik (umgangssprachlich auch als Sandstrahlen bezeichnet) folglich auf ein Strahlen mit einem festen Strahlmittel zu Zwecken der Oberflächenbehandlung eines Werkstücks durch Einwirkung des Strahlmittels, beispielsweise als abrasives Mittel bzw. Schleifmittel gegen Rost, Verschmutzungen, Farbe, Zunder und gegen andere Verunreinigungen oder zur Oberflächengestaltung, beispielsweise durch Mattierung, oder dergleichen.
Die gewünschte Wirkung bzw. Effekt des Strahlens kann beispielsweise ein gezielter Materialabtrag (beispielsweise von Verunreinigungen, Rost, Lackschichten oder dergleichen), ein Aufrauen oder eine Mattierung der Oberfläche oder eine Verfestigung bzw. Verdichtung der behandelten Oberfläche sein. Die gewünschte Wirkung kann beispielsweise durch die Auswahl des Strahlmittels und weiterer Verfahrensbedingungen, wie Strahldruck, Einwirkzeit bzw. Strahldauer oder dergleichen, unter Berücksichtigung der Eigenschaften des zu behandelnden Werkstücks vorgegeben bzw. beeinflusst werden.
Strahltechniken werden im Allgemeinen somit dafür genutzt, Materialoberflächen von Gegenständen gezielt zu reinigen, aufzurauen, zu glätten, zu entgraten oder zu verfestigen. Bei der Strahlbehandlung kann auch ein gezielter Materialabtrag im Hinblick auf die Oberfläche des Werkstücks erfolgen, und zwar sowohl was zum einen die Entfernung von auf der Oberfläche des Werkstücks vorliegenden Materialien (wie beispielsweise Farb- bzw. Lackschichten, Flugrost sowie anderweitige Verunreinigungen, wie Fett oder Staub („körper- bzw. artfremde Materialien“) als auch was zum anderen den Abtrag des Werkstoff-Grundmaterials selbst (z.B. Metall bei metallbasierten Werkstücken, wie Gusskörpern oder dergleichen oder Holz bei holzbasierten Werkstücken („körper- bzw. artfremde Materialien“)) anbelangt.
Im Allgemeinen werden Verfahren der Strahltechnik beispielsweise in der Bauindustrie sowie insbesondere in der metallverarbeitenden Industrie eingesetzt. Neben dem Entfernen bzw. Abtragen von Farb- bzw. Lackschichten sowie von weiteren dünnen Schichten bzw. Verunreinigungen, wie Putzresten oder dergleichen, beispielsweise auf Metallgegenständen oder Betongegenständen, finden Strahltechnikverfahren darüber hinaus auch Anwendung beispielsweise bei der Reinigung von Kunststoffen oder der Aufarbeitung von Holzkörpern bzw. - konstruktionen, aber auch im dekorativen Bereich, beispielsweise zu Zwecken der Mattierung beispielsweise von Glas, Stein oder ähnlichen festen Materialien.
Mit Verfahren der Strahltechnik bearbeitete Werkstücke weisen somit gezielt vorgegebene bzw. eingestellte Oberflächeneigenschaften auf, die zu einer Aufwertung des Werkstücks selbst bzw. zu einer Zugänglichmachung für nachfolgende Bearbeitungsschritte führen, beispielsweise als Vorbereitung für eine entsprechende Nachbearbeitung des so erhaltenen Werkstücks, wie der Durchführung einer Lackierung, galvanischen Behandlung oder dergleichen.
Die Auswahl des Strahlmittels hat, wie zuvor angeführt, einen großen Einfluss auf den durch die Strahlbehandlung zu erreichenden Effekt bzw. die diesbezügliche (Oberflächen-)Wirkung der Strahlbehandlung. In diesem Zusammenhang kann das Strahlmittel beispielsweise im Hinblick auf dessen Härte, Form, Masse oder dergleichen und vor dem Hintergrund der zu bearbeitenden Oberfläche und der Art der Bearbeitung bzw. des gewünschten Effekts (beispielsweise Anrauen der Oberfläche oder Abtragungen von Verunreinigungen) ausgewählt werden. Das konkret einzusetzende Strahlmittel hat somit einen großen Einfluss auf die nach der Bearbeitung vorliegenden Oberflächeneigenschaften bzw. die Oberflächenstruktur des Werkstücks.
Im Hinblick auf das Strahlmittel werden im Stand der Technik im Allgemeinen teilchenförmige Materialien mit relativ hoher mechanischer Festigkeit und Härte und variabler Formgebung eingesetzt. Hierzu ist im Stand der Technik eine Vielzahl unterschiedlicher Strahlmittel mit jeweils speziellen Eigenschaften bekannt, die sich hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung und den zugrundeliegenden physikalischen Eigenschaften voneinander unterscheiden.
Beispielsweise kommen im Stand der Technik insbesondere in Abhängigkeit von dem jeweiligen Einsatzzweck mit der diesbezüglich gewünschten Wirkung auf den zu bearbeitenden Gegenstand insbesondere Korund, Granatsand, Kunststoff, Glas- bzw. Keramikperlen, Glasgranulat sowie Schlackestrahlmittel und Hartguss- bzw. Stahlgussteilchen als Strahlmittel zum Einsatz. Die vorgenannten Materialien weisen dabei aber auch Nachteile auf, beispielsweise im Hinblick auf ihre Anordnungs- bzw. Einsatzbreite, Entsorgung und Beschaffungskosten.
Die DE 40 03 324 A1 betrifft ein Strahlverfahren, bei dem mittels Druckluft ein Strahlmittel in Richtung auf eine zu behandelnde Oberfläche beschleunigt wird, wobei als Strahlmittel insbesondere Glasperlen eingesetzt werden.
Weiterhin betrifft die DE 29 16 131 A1 eine Vorrichtung zur Behandlung einer Oberfläche, wobei die Vorrichtung eine Pistole zum Lenken von Schleifmitteln auf die abzuschleifende Oberfläche aufweist. Die Pistole ist dabei an eine Druckluftquelle angeschlossen. Als Schleifmittel kann beispielsweise Grit bzw. Streugut verwendet werden.
So kommen im Stand der Technik in diesem Zusammenhang oftmals sogenannte Primärmaterialien, wie beispielsweise Korund, als Strahlmittel zum Einsatz, welche in ihrer Herstellung bzw. Bereitstellung mitunter kostenintensiv sind, zumal ein Einsatz solcher Primärmaterialien in anderen technischen Bereichen oftmals mit einer höheren Wertigkeit verbunden ist. Auch für als Strahlmittel verwendetes Siliziumcarbid liegen sehr hohe Anschaffungskosten vor.
Weiterhin verhält es sich für Strahlmittel des Standes der Technik oftmals auch derart, dass diese durch eigenständige Herstellungsverfahren bereitgestellt werden, d. h. durch solche Verfahren, welche ausschließlich der Herstellung der Strahlmittel dienen, was jedoch ökonomisch und ökologisch mitunter nachteilig ist, da eigenständige Produktionslinien mit eigenständigem Material- und Energieeinsatz bzw. -verbrauch bereitgestellt werden müssen.
Darüber hinaus weisen Strahlmittel des Standes der Technik mitunter undefinierte und wenig reproduzierbare Oberflächeneigenschaften auf, was deren Handhabung in Bezug auf das gewünschte Ergebnis einer Strahlbehandlung erschwert. So handelt es sich beispielsweise bei Korund um ein mitunter sehr scharfkantiges Strahlmittel, was dessen Anwendungs- bzw. Einsatzbereich entsprechend einschränken kann. Weiterhin verhält es sich bei Strahlmitteln des Standes der Technik mitunter auch derart, dass diese nicht optimale Anwendungseigenschaften dahingehend aufweisen, dass bei Durchführung entsprechender Strahlverfahren eine hohe Staubfreisetzung vorliegen kann. So ist beispielsweise der Einsatz von Quarzsand insofern problematisch, als diesbezüglich bei Durchführung der Strahlbehandlung oftmals feine und gesundheitsbeeinträchtigende Stäube freigesetzt werden, welche eine sogenannte Silikose verursachen können. Zudem weisen im Stand der Technik eingesetzte Strahlmittel mitunter nicht optimale Umwelteigenschaften auf, und zwar auch im Hinblick auf deren Entsorgung oder, sofern diese überhaupt möglich ist, deren Rezyklierung nach Einsatz bzw. Verwendung derartiger Strahlmittel. So kann die Entsorgung bzw. Rezyklierung mitunter aufwändig und gleichermaßen kostenintensiv sein kann.
Zusammenfassend ist somit festzustellen, dass die im Stand der Technik für Strahltechnikverfahren eingesetzten Strahlmittel nicht immer optimale Anwendungs-, Bereitstellungs- und Entsorgungseigenschaften aufweisen und unter dem Aspekt der Ökonomie und Ökologie nicht immer zufriedenstellend sind. Dabei besteht im Stand der Technik auch aufgrund der großen Verbreitung mit den vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Strahltechniken und vor dem Hintergrund sich verschärfender umweltspezifischer Anforderungen und Auflagen sowie nicht zuletzt auch unter Kostenaspekten ein großer Bedarf an der Bereitstellung von Strahlmitteln mit diesbezüglich verbesserten Eigenschaften. Insbesondere besteht auch ein großer Bedarf an der Bereitstellung entsprechender Strahlmittel mit verbesserter Nachhaltigkeit, welche zudem ein großes Anwendungs- bzw. Einsatzspektrum im Hinblick auf ihre Verwendung im Bereich der Strahltechnik ermöglichen.
Vor diesem Hintergrund ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin zu sehen, ein weiterführendes Material im Hinblick auf den Einsatz als Strahlmittel aufzufinden bzw. bereitzustellen und einem Einsatz im technischen Bereich der Oberflächenbehandlung bzw. der Strahltechnik zuzuführen, wobei die zuvor geschilderten Nachteile des Standes der Technik zumindest weitgehend vermieden oder aber zumindest abgeschwächt werden sollen.
Insbesondere soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein weiterführendes Strahlmittel aufgefunden bzw. bereitgestellt werden, welches im Bereich der Strahltechnik ein breites Einsatzspektrum und verbesserte bzw. definierte Handhabungs- bzw. Verwendungseigenschaften aufweist und welches somit für eine Vielzahl an möglichen Bearbeitungszielen der Strahltechnik (wie Oberflächenreinigung, Entrosten, Entlacken der Oberfläche, Oberflächenverfestigung, Oberflächenaufrauung oder dergleichen) eingesetzt werden kann.
Gleichermaßen soll das erfindungsgemäß bereitgestellte Material insbesondere in Bezug auf den jeweiligen Anwendungs- bzw. Einsatzhintergrund maßgeschneidert bzw. individuell ausgestaltet sein (beispielsweise im Hinblick auf einen gewünschten Effekt einer gezielten Entschichtung, Reinigung, Aufrauung, Mattierung oder dergleichen eines zugrundeliegenden Werkstücks bzw. -stoffs).
Darüber hinaus ist eine wiederum weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung insbesondere auch darin zu sehen, ein Strahlmittel bereitzustellen bzw. ein Material der Verwendung in Verfahren der Strahltechnik zuzuführen, welches insgesamt auch zu einer verbesserten Kosteneffizienz und somit zu einer verbesserten Ökonomie führt, und zwar auch im Hinblick auf dessen Bereitstellung und Entsorgung.
Insbesondere soll im Rahmen einer weiteren, der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe auch die Nachhaltigkeit von Strahlverfahren bzw. von diesbezüglich bereitgestellten bzw. eingesetzten Strahlmitteln gesteigert werden, und zwar sowohl im Hinblick auf die Bereitstellung bzw. Herstellung solcher Materialien als auch deren Entsorgung bzw. Rezyklierung (also im Hinblick auf eine gezielte technische Verwendung von Rest- bzw. Abfallstoffen), so dass auch eine verbesserte Umweltbilanz und somit eine verbesserte Ökologie vorliegen soll.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist zudem auch in der Bereitstellung von entsprechenden Werkstoffen bzw. -stücken bzw. Gegenständen als solchen zu sehen, welche infolge einer Behandlung mittels Strahltechnik verbesserte bzw. gezielt eingestellte bzw. ausgebildete Oberflächeneigenschaften und somit insgesamt optimierte Produkteigenschaften aufweisen.
In diesem Zusammenhang ist eine nochmals weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung im Speziellen auch darin zu sehen, vorzugsweise partikuläre Produktionsrückstände aus insbesondere industriellen bzw. chemischen Produktionsverfahren weiterführend und effizient nutzbar zu machen und einer weiteren Verwendung zuzuführen, und zwar insbesondere auch unter dem Aspekt der Verbesserung der Wirtschaftlichkeit und Ökologie nicht nur von mit der weiteren Verwendung einhergehenden Verfahren.
Wie die Anmelderin nun in völlig überraschender Weise herausgefunden hat, kann die zuvor angeführte und der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe in nicht erwarteter Weise dadurch gelöst werden, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine spezielle Verwendung von partikulärer Aktivkohle bereitgestellt wird, nämlich als Abrasionsmittel, insbesondere zur mechanischen Abrasionsbehandlung von Oberflächen von festen Gegenständen, insbesondere von Werkstoffen bzw. -stücken, und vorzugsweise als Strahlmittel (Strahlgut), insbesondere im Bereich der Strahltechnik bzw. diesbezüglicher Strahltechnik-Verfahren, wie Druckluftstrahlen oder dergleichen.
Wie nachfolgend noch im Detail angeführt, kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Aktivkohle bzw. das Abrasions- bzw. Strahlmittel in Form eines Aktivkohle-Produktionsrückstands vorliegt, wie es insbesondere bei der Herstellung von Aktivkohle im Rahmen der diesbezüglichen Carbonisierung bzw. Aktivierung in entsprechenden Vorrichtungen anfällt. In diesem Zusammenhang betrifft die DE 10 2006 052 377 A1 einen Drehrohrofen für die Aktivkohleherstellung auf Basis einer Carbonisierung sowie Aktivierung. Bei der diesbezüglichen Herstellung der Aktivkohle fallen mitunter während des Herstellungsverfahrens mit der Carbonisierung und Aktivierung Aktivkohle-Produktionsrückstände an, und zwar insbesondere insofern, als Aktivkohlepartikel aus der Vorrichtung ausgetragen werden, indem sie insbesondere von dem Produktions- bzw. Luftstrom, wie er im Zusammenhang mit eingesetzten Carbonisierungs- bzw. Aktivierungsatmosphären gebildet wird, sozusagen mitgerissen bzw. ausgetragen werden. Derartige Aktivkohle-Produktionsrückstände sind insbesondere aufgrund der vorliegenden Inhomogenitäten und der großen Bandbreite der absorptiven Eigenschaften, die der eigentlichen Verwendung der Aktivkohle als adsorptives Mittel entgegenstehen, bislang keiner weiterführenden technischen Verwendung zugeführt worden, sondern maßgeblich im Rahmen zeit- und kostenintensiver Maßnahmen entsorgt worden.
Insbesondere hat die Anmelderin gleichermaßen in völlig überraschender Weise herausgefunden, dass die vorliegende Aufgabe auch durch die Bereitstellung eines speziellen Verfahrens zur mechanischen Abrasionsbehandlung von Oberflächen von festen Gegenständen unter Verwendung von Aktivkohle als Abrasionsmittel bzw. Strahlmittel gelöst werden kann.
In gleichermaßen nicht erwarteter Weise hat die Anmelderin in diesem Zusammenhang auch gefunden, dass ein spezielles partikuläres Abrasionsmittel bzw. ein partikuläres Strahlmittel als solches, nämlich in Form von partikulärer Aktivkohle, gleichermaßen zur Lösung der vorangehend angeführten Aufgabe der vorliegenden Erfindung herangezogen werden kann.
In entsprechender Weise wird die voranstehende Aufgabenstellung auch durch einen anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens erhältlichen bzw. erhaltenen Gegenstand bzw. Werkstück gelöst.
Zur Lösung der zuvor geschilderten Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung somit - gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung - die erfindungsgemäße Verwendung von partikulärer, insbesondere kornförmiger, vorzugsweise kugelförmiger, Aktivkohle als Abrasionsmittel, insbesondere zur mechanischen Abrasionsbehandlung (abrasiven Behandlung) von Oberflächen von festen Gegenständen, vorzugsweise als Strahlmittel, gemäß Anspruch 1 vor. Weitere, insbesondere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verwendung sind Gegenstand der diesbezüglichen Verwendungsunteransprüche.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist zudem das erfindungsgemäße Verfahren zur mechanischen Abrasionsbehandlung (abrasiven Behandlung) von Oberflächen von festen Gegenständen, insbesondere Werkstücken, gemäß dem diesbezüglichen, das Verfahren nach der Erfindung betreffenden unabhängigen Anspruch. Weitere, insbesondere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der diesbezüglichen Verfahrensunteransprüche.
Darüber hinaus ist weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung - auch das partikuläre Abrasionsmittel, vorzugsweise partikuläre Strahlmittel, insbesondere zur mechanischen Abrasionsbehandlung von Oberflächen von festen Gegenständen, gemäß dem diesbezüglichen und das Abrasionsmittel betreffenden unabhängigen Anspruch.
Darüber hinaus ist weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung - auch der Gegenstand, insbesondere das Werkstück, nach der Erfindung, welcher bzw. welches durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältlich ist bzw. erhalten ist, gemäß dem diesbezüglich unabhängigen Anspruch. Weitere, insbesondere Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstands bzw. Werkstücks sind Gegenstand des diesbezüglichen Unteranspruchs.
Es versteht sich von selbst, dass bei der nachfolgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung solche Ausgestaltungen, Ausführungsformen, Vorteile, Beispiele oder dergleichen, welche nachfolgend - zu Zwecken der Vermeidung unnötiger Wiederholungen - nur zu einem einzelnen Erfindungsaspekt ausgeführt werden, selbstverständlich auch in Bezug auf die übrigen Erfindungsaspekte entsprechend gelten, ohne dass es einer ausdrücklichen Erwähnung bedarf.
Weiterhin versteht es sich von selbst, dass bei nachfolgenden Angaben von Werten, Zahlen und Bereichen die diesbezüglichen Werte, Zahlen und Bereichsangaben nicht beschränkend zu verstehen sind; es versteht sich für den Fachmann von selbst, dass einzelfallbedingt oder anwendungsbezogen von den angegebenen Bereichen bzw. Angaben abgewichen werden kann, ohne dass der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen ist.
Zudem gilt, dass sämtliche im Folgenden genannten Werte- bzw. Parameterangaben oder dergleichen grundsätzlich mit genormten bzw. standardisierten oder explizit angegebenen Bestimmungsverfahren oder aber anderenfalls mit dem Fachmann auf diesem Gebiet an sich geläufigen Bestimmungs- bzw. Messmethoden ermittelt bzw. bestimmt werden können.
Im Übrigen gilt, dass bei sämtlichen nachstehend angeführten relativen bzw. prozentualen, insbesondere gewichtsbezogenen Mengenangaben zu beachten ist, dass diese Angaben im Rahmen der vorliegenden Erfindung vom Fachmann derart auszuwählen bzw. zu kombinieren sind, dass in der Summe - gegebenenfalls unter Einbeziehung weiterer Komponenten bzw. Inhaltsstoffe, insbesondere wie nachfolgend definiert - stets 100 % bzw. 100 Gew.-% resultieren. Dies versteht sich für den Fachmann aber von selbst.
Dies vorausgeschickt, wird im Folgenden die vorliegende Erfindung näher beschrieben.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung - betrifft die vorliegende Erfindung somit die Verwendung von partikulärer, insbesondere kornförmiger, vorzugsweise kugelförmiger, Aktivkohle als Abrasionsmittel, insbesondere zur mechanischen Abrasionsbehandlung (abrasiven Behandlung) von Oberflächen von festen Gegenständen, insbesondere Werkstücken, vorzugsweise als Strahlmittel (Strahlgut).
Diesbezüglich zielt die vorliegende Erfindung insbesondere auf eine diesbezügliche Verwendung der Aktivkohle in bzw. für Verfahren der Strahltechnik ab, wie Druckluftstrahlverfahren oder dergleichen.
Eine grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung ist somit insbesondere darin zu sehen, dass erfindungsgemäß Aktivkohle einer speziellen Verwendung als Abrasionsmittel bzw. Strahlmittel für das technische Gebiet der Oberflächenbehandlung von Werkstücken und insbesondere für das Gebiet der Strahltechnik zugeführt wird.
In diesem Zusammenhang hat die Anmelderin in völlig überraschender Weise gefunden, dass sich Aktivkohle sowohl unter technischen Aspekten als auch unter wirtschaftlichen und umweltspezifischen Aspekten in hervorragender Weise für die erfindungsgemäße Verwendung als Abrasionsmittel bzw. Strahlmittel eignet. So handelt es sich bei der erfindungsgemäß als Strahlmittel verwendeten Aktivkohle um ein Material mit definierten Eigenschaften, welche mit einer besonders guten Handhabung hinsichtlich der erfindungsgemäßen Verwendung als Abrasionsmittel bzw. Strahlmittel einhergehen.
So handelt es sich bei der erfindungsgemäß verwendeten Aktivkohle bzw. dem erfindungsgemäßen Abrasionsmittel auf Basis von Aktivkohle um ein insgesamt sehr gut fließfähiges Material, welches zudem hohe und definierte mechanische Festigkeiten bzw. Härten aufweist. Dies führt zum einen dazu, dass eine kontrollierte und hohe Druckbeaufschlagung im Rahmen der Anwendung in Strahlverfahren möglich ist und dass zum anderen eine definierte Wechselwirkung der als Strahlmittel fungierenden Aktivkohle beim Aufprall auf die zu behandelnden Oberflächen von festen Gegenständen bzw. Werkstücken gewährleistet wird, so dass diesbezüglich auch die gewünschten Effekte in Bezug auf die Oberfläche gezielt vorgegeben werden können.
Aufgrund der hohen mechanischen Stabilität der Aktivkohle kann in diesem Zusammenhang auch eine hohe kinetische Energie des Strahlmaterials realisiert werden, was die Wechselwirkung bzw. Wirkung der Aktivkohle auf die Oberfläche entsprechend verstärken kann. Zudem weisen die erfindungsgemäß als Abrasions- bzw. Strahlmittel eingesetzten Aktivkohlen auch definierte Oberflächeneigenschaften auf, und zwar auch im Hinblick auf die erfindungsgemäß bevorzugte kornförmige und weiter bevorzugte kugelförmige bzw. sphärische Form bzw. Struktur der Aktivkohle, was nämlich zu einer weiterführend definierten und optimierten Wechselwirkung mit der zu behandelnden Oberfläche führt.
Darüber hinaus weisen die Aktivkohlen, wie sie im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt bzw. verwendet werden, insbesondere enge Teilchen- bzw. Korngrößenverteilungen auf, wobei zudem definierte spezifische Dichten vorliegen. Insbesondere in Kombination mit der bevorzugten kornförmigen bzw. sphärischen Ausbildung der Aktivkohle resultiert dabei auch eine materialschonende und gut einstellbare bzw. kontrollierbare Wechselwirkung mit der zu behandelnden Oberfläche von Werkstücken.
Aufgrund der vorgenannten Eigenschaften kann somit eine übermäßige Abrasivität bei der Verwendung als Abrasions- bzw. Strahlmittel in entsprechenden Strahlverfahren vermieden werden.
Auch aufgrund der hohen Härte liegt zudem ein verringerter Abrieb bzw. eine verringerte Staubbildung bei der Verwendung als Abrasions- bzw. Strahlmittel vor, was auch in Bezug auf Gesundheitsaspekte sowie die Ökologie positiv zu werten ist. Dabei wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch eine hohe Umweltverträglichkeit von daher gewährleistet, dass die verwendete Aktivkohle als solche grundsätzlich nicht toxisch ist.
Ein weiterer zentraler Vorteil im Hinblick auf die zugrundeliegende Aktivkohle ist auch darin zu sehen, dass diese zumindest im Wesentlichen chemisch inert ist, so dass unerwünschte Reaktionen mit der zu behandelnden Oberfläche vermieden bzw. verringert werden. Darüber hinaus liegt in Bezug auf die erfindungsgemäß verwendete Aktivkohle eine einfache und insgesamt auch aus ökologischer Sicht vorteilhafte Entsorgung vor, da die Aktivkohle nach ihrer Anwendung beispielsweise thermisch entsorgt bzw. thermisch verwertet werden kann, was der Nachhaltigkeit insgesamt weiterführend zuträglich ist. Grundsätzlich ist dabei auch eine Rezyklierung möglich.
Zudem ist Aktivkohle als solche insbesondere im Hinblick auf die zu behandelnden Werkstücke zumindest im Wesentlichen chemisch inert. Folglich treten im Rahmen der Strahlbehandlung von Oberflächen keine unerwünschten chemischen Oberflächenmodifikationen des Werkstücks durch die Aktivkohle auf. Vielmehr kann es sich erfindungsgemäß derart verhalten, dass, wie nachfolgend noch angeführt, das behandelte Werkstück durch die Verwendung von Aktivkohle als spezielles Abrasions- bzw. Strahlmittel an der Oberfläche mit einer dünnen, insbesondere durchgehenden, Kohlenstoffschicht nach Art bzw. in Form einer Schutz- bzw. Passivschicht belegt wird, was auch zu einer Schutzwirkung des behandelten Werkstücks gegenüber Umwelteinflüssen führt.
Wie nachfolgend noch im Detail angeführt, kann es sich bei der erfindungsgemäß als Abrasions- bzw. Strahlmittel verwendeten Aktivkohle insbesondere auch um eine solche Aktivkohle handeln, welche als bei der Herstellung von Aktivkohle anfallender Aktivkohle-Produktionsrückstand vorliegt. Folglich kann es sich bei der erfindungsgemäß verwendeten Aktivkohle sozusagen um ein bei der Herstellung von Aktivkohle anfallendes und dort überschüssiges Material - also einer Restmenge - handeln, welches bzw. welche bislang keiner weiteren nachhaltigen technischen Verwertung bzw. Verwendung unterzogen werden konnte und welches bislang zeit- und kostenintensiv entsorgt werden musste. Im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung als Abrasions- bzw. Strahlmittel kann somit erstmals eine weiterführende Verwertung einer derartigen Aktivkohle bereitgestellt werden, was mit entsprechenden wirtschaftlichen Vorteilen einhergeht und zudem zu einer verbesserten ökologischen und ökonomischen Nachhaltigkeit auch zugrundeliegender Prozesse bzw. Verfahren der Aktivkohleherstellung selbst führt, da Aktivkohle-Produktionsrückstände weiterführend und effizient genutzt werden können.
Was die Begriffe „Oberflächen“ sowie „Gegenstände“ bzw. „Werkstücke“, wie sie im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, anbelangt, so verhält es sich vorliegend insbesondere derart, dass diese Begriffe auch den jeweiligen Singular umfassen und sich somit insbesondere auch auf (mindestens) eine Oberfläche bzw. (mindestens) einen Gegenstand bzw. (mindestens) ein Werkstück als solche(n) beziehen. Somit betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung von partikulärer, insbesondere kornförmiger, vorzugsweise kugelförmiger, Aktivkohle als Abrasionsmittel, insbesondere zur mechanischen Abrasionsbehandlung (abrasiven Behandlung) (mindestens) einer Oberfläche eines Gegenstands bzw. Werkstücks.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung beziehen sich die Begriffe „Abrasionsmittel“ bzw. „Strahlmittel“ bzw. „Strahlgut“ im Hinblick auf die erfindungsgemäße Verwendung von Aktivkohle und hinsichtlich der zugrundeliegenden Funktion insbesondere auf sämtliche, vorzugsweise durch eine Wechselwirkung mit der Oberfläche eines zu behandelnden Gegenstands auftretenden Effekte, wie sie insbesondere durch ein Aufprallen des Abrasionsmittels bzw. Strahlmittels hervorgerufen werden, und zwar insbesondere im Rahmen der diesbezüglichen Anwendung in Strahltechnik-Verfahren, wie Druckluftstrahlen oder dergleichen. Hierunter fällt beispielsweise und in nicht beschränkender Weise die Entfernung bzw. das Abtragen von körper- bzw. arteigenem Oberflächenmaterial des zugrundeliegenden Werkstücks (beispielsweise im Rahmen eines Anrauens der Oberfläche oder dergleichen), aber auch von körper- bzw. artfremdem Oberflächenmaterial des zugrundeliegenden Werkstoffs (wie beispielsweise Lackschichten, Verunreinigungen, Flugrost oder dergleichen). Gleichermaßen beziehen sich die in Rede stehenden Begriffe in nicht beschränkender Weise auch auf eine Oberflächenverdichtung bzw. Verfestigung sowie eine Ausrüstung bzw. Versehung der Oberfläche mit Kohlenstoff, wie nachfolgend noch ausgeführt.
Was die Aktivkohlepartikel, Aktivkohlekörner bzw. Aktivkohlekugeln (vorliegend auch nur als Aktivkohle bezeichnet) nach der Erfindung als solche anbelangt, so werden die hierzu aufgeführten Parameterangaben mit genormten oder explizit angegebenen Bestimmungsverfahren oder mit dem Fachmann an sich geläufigen Bestimmungsmethoden bestimmt. Insbesondere die Parameterangaben betreffend die Charakterisierung der Porosität (bzw. der Porengrößenverteilung und andere Adsorptionseigenschaften) ergeben sich im Allgemeinen jeweils aus den entsprechenden Stickstoffsorptionsisothermen der betreffenden Aktivkohle bzw. der vermessenen Produkte. Zudem kann die Porenverteilung, insbesondere auch im Hinblick auf den Gehalt an Poren definierter Größe in Bezug auf das Gesamtporenvolumen, bestimmt werden, insbesondere auf Basis der DIN 66135-1.
Was die im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung eingesetzte Aktivkohle anbelangt, so weist diese insbesondere eine definierte Partikelgröße auf: So kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Aktivkohle eine absolute Partikelgröße, insbesondere einen absoluten Teilchendurchmesser, im Bereich von 0,05 mm bis 2,3 mm, insbesondere im Bereich von 0,07 mm bis 2,1 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,09 mm bis 2,0 mm, bevorzugt im Bereich von 0,15 mm bis 1,8 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,2 mm bis 1,6 mm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,25 mm bis 1,5 mm, aufweist. Diesbezüglich kann es insbesondere vorgesehen sein, dass mindestens 80 Gew.-%, insbesondere mindestens 85 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 90 Gew.-%, bevorzugt mindestens 95 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 99 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 100 Gew.-%, der Aktivkohlepartikel, insbesondere der Aktivkohlekörner, vorzugsweise der Aktivkohlekügelchen, Partikelgrößen, insbesondere Teilchendurchmesser, in den vorgenannten Bereichen aufweisen. Die in Rede stehenden Gewichtsangaben beziehen sich dabei insbesondere auf die Gesamtmenge bzw. -masse der Aktivkohlepartikel.
Erfindungsgemäß kann es gleichermaßen vorgesehen sein, dass die Aktivkohle eine mittlere Partikelgröße, insbesondere einen mittleren Teilchendurchmesser, im Bereich von 0,06 mm bis 2,2 mm, insbesondere im Bereich von 0,08 mm bis 2 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,1 mm bis 1,9 mm, bevorzugt im Bereich von 0,2 mm bis 1,7 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,25 mm bis 1,5 mm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,3 mm bis 1,4 mm, aufweist.
Zudem ist es erfindungsgemäß insbesondere vorgesehen, dass die Aktivkohle eine mittlere Partikelgröße (D50), insbesondere einen mittleren Teilchendurchmesser (D50), im Bereich von 0,08 mm bis 2,1 mm, insbesondere im Bereich von 0,1 mm bis 1,9 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,15 mm bis 1,8 mm, bevorzugt im Bereich von 0,25 mm bis 1,6 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,3 mm bis 1,4 mm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,35 mm bis 1,3 mm, aufweist.
Was die vorgenannten absoluten Partikelgrößen bzw. die vorgenannten mittleren Partikelgrößen bzw. Teilchendurchmesser anbelangt, so können die diesbezüglichen Werte insbesondere mittels Siebanalyse oder gemäß der Methode nach ASTM D2862-97/04 bestimmt werden. Bei kugelförmiger Ausbildung der Aktivkohle beziehen sich die Teilchendurchmesser auf den Kugeldurchmesser der zugrundeliegenden Aktivkohleteilchen bzw. -kugeln.
Die erfindungsgemäß als Abrasions- bzw. Strahlmittel verwendete Aktivkohle weist vorzugsweise eine enge Korn- bzw. Teilchengrößenverteilung auf. Dies führt insbesondere zu einer einheitlichen bzw. definierten Wechselwirkung bei der Strahlanwendung hinsichtlich der zu behandelnden Oberfläche, einhergehend mit einer gleichmäßigen bzw. einheitlichen Bearbeitung der zugrundeliegenden Oberfläche. Dies führt auch zu entsprechenden Produkten bzw. bearbeiteten Gegenständen mit verbesserten (Oberflächen-)Eigenschaften.
Darüber hinaus zeichnet sich die erfindungsgemäß verwendete Aktivkohle insbesondere auch durch eine hohe mechanische Festigkeit bzw. Härte auf:

So hat es sich erfindungsgemäß als vorteilhaft erwiesen, wenn die Aktivkohle eine Abriebfestigkeit (ball pan hardness) bzw. Abriebhärte von mindestens 90 %, insbesondere mindestens 97 %, vorzugsweise mindestens 98 %, bevorzugt mindestens 99 %, besonders bevorzugt mindestens 99,5 %, ganz besonders bevorzugt mindestens 99,9 %, weiter bevorzugt von 100 %, aufweist.

Die Abriebfestigkeit bzw. Abriebhärte kann nach der Methode gemäß ASTM D3802-05 oder gemäß CEFIC (Conseil Europeen des Federations des l'Industrie Chimique, Avenue Louise 250, Bte 71, B - 1050 Brüssel, November 1986, European Council of Chemical Manufacturers' Federations, Testmethoden für Aktivkohlen, Ziffer 1.6 „Mechanische Härte“, Seiten 18/19) bestimmt werden. Die Abriebfestigkeit bzw. Abriebhärte kann im Allgemeinen somit gemäß der ASTM D3802-05 oder CEFIC bestimmt werden.
Somit zeichnet sich die erfindungsgemäß eingesetzte Aktivkohle weiterhin durch hervorragende mechanische Eigenschaften aus, was sich auch in der hohen Abriebfestigkeit niederschlägt.
Die hohe mechanische Stabilität der erfindungsgemäß eingesetzten Aktivkohle ist auch mit einer hohen Druck- bzw. Berstfestigkeit (Gewichtsbelastbarkeit pro Akivkohlekorn) verbunden: In diesem Zusammenhang kann es nämlich vorgesehen sein, dass die Aktivkohle eine Druck- und/oder Berstfestigkeit (Gewichtsbelastbarkeit) pro Aktivkohlepartikel, insbesondere pro Aktivkohlekorn, vorzugsweise pro Aktivkohlekügelchen, von mindestens 5 Newton, insbesondere mindestens 10 Newton, vorzugsweise mindestens 15 Newton, bevorzugt mindestens 20 Newton, besonders bevorzugt mindestens 22,5 Newton, aufweist. Insbesondere kann die Aktivkohle eine Druck- und/oder Berstfestigkeit (Gewichtsbelastbarkeit) pro Aktivkohlepartikel, insbesondere pro Aktivkohlekorn, vorzugsweise pro Aktivkohlekügelchen, im Bereich von 5 Newton bis 60 Newton, insbesondere im Bereich von 10 Newton bis 50 Newton, vorzugsweise im Bereich von 15 Newton bis 45 Newton, bevorzugt im Bereich von 20 Newton bis 40 Newton, besonders bevorzugt im Bereich von 22,5 Newton bis 35 Newton, aufweisen. Die Bestimmung der Druck- bzw. Berstfestigkeit kann in einer dem Fachmann an sich bekannten Weise erfolgen, insbesondere anhand der Bestimmung der Druck- bzw. Berstfestigkeit an einzelnen Partikeln bzw. Teilchen über Krafteinwirkung mittels eines Stempels bis zum Bersten des jeweiligen Partikels bzw. Teilchens.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Aktivkohle eine Partikelhärte, insbesondere Kornhärte, bestimmt als Mohs-Härte, von mindestens 1,5, insbesondere mindestens 1,75, vorzugsweise mindestens 2, bevorzugt mindestens 2,25, besonders bevorzugt mindestens 2,5, aufweist. Insbesondere kann die Aktivkohle in diesem Zusammenhang eine Partikelhärte, insbesondere Kornhärte, bestimmt als Mohs-Härte, im Bereich von 1,5 bis 7, insbesondere im Bereich von 1,75 bis 6, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 5,5, bevorzugt im Bereich von 2,25 bis 5,25, besonders bevorzugt im Bereich von 2,5 bis 5, aufweisen.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, wenn die Aktivkohle eine Partikelhärte, insbesondere Kornhärte, bestimmt als Vickershärte, von mindestens 20 HV, insbesondere mindestens 30 HV, vorzugsweise mindestens 40 HV, bevorzugt mindestens 50 HV, besonders bevorzugt mindestens 60 HV, aufweist. In diesem Zusammenhang kann es gleichermaßen vorgesehen sein, dass die Aktivkohle eine Partikelhärte, insbesondere Kornhärte, bestimmt als Vickershärte, im Bereich von 20 HV bis 1.500 HV, insbesondere im Bereich von 30 HV bis 1.000 HV, vorzugsweise im Bereich von 40 HV bis 800 HV, bevorzugt im Bereich von 50 HV bis 650 HV, besonders bevorzugt im Bereich von 60 HV bis 500 HV, aufweist.
Die erfindungsgemäß angegebenen Härtewerte nach Vickers können insbesondere gemäß der DIN EN ISO 6507 bestimmt werden, insbesondere bei einer Durchführung im Makrobereich und/oder insbesondere bei einer Prüfkraft im Bereich von 1 N bis 500 N und/oder insbesondere bei einer Einwirkdauer im Bereich von 5 s bis 30 s und/oder bei einer Prüftemperatur im Bereich von 10 °C bis 35 °C.
Aktivkohle als Abrasionsmittel bzw. Strahlmittel mit den zuvor genannten mechanischen Festigkeiten bzw. Härten eignet sich dabei in besonderem Maße für die erfindungsgemäße Verwendung, nämlich insbesondere dahingehend, dass hierdurch eine hohe Effizienz der Einwirkung auf bzw. Bearbeitung von Oberflächen zugrundeliegender Werkstücke bei der Strahlanwendung gewährleistet wird, und zwar ohne eine Beschädigung oder einen übermäßigen bzw. ungleichmäßigen Materialabtrag am Werkstück zu verursachen.
Darüber hinaus kann die Aktivkohle eine Rüttel- bzw. Stampfdichte im Bereich von 100 g/l bis 1.500 g/l, insbesondere im Bereich von 125 g/l bis 1.000 g/l, vorzugsweise im Bereich von 150 g/l bis 800 g/l, bevorzugt im Bereich von 200 g/l bis 600 g/l, besonders bevorzugt im Bereich von 225 g/l bis 500 g/l, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 250 g/l bis 400 g/l, weiter bevorzugt im Bereich von 255 g/l bis 395 g/l, aufweisen. Zudem kann die Aktivkohle eine Schüttdichte (bulk density) im Bereich von 150 g/l bis 1.000 g/l, insbesondere im Bereich von 250 g/l bis 700 g/l, vorzugsweise im Bereich von 300 g/l bis 600 g/l, bevorzugt im Bereich von 300 g/l bis 550 g/l, aufweisen. Die Rüttel- bzw. Stampfdichte kann insbesondere gemäß der DIN 53194 bestimmt werden. Die Schüttdichte kann insbesondere gemäß der ASTM B527-93/00 bestimmt werden.
Die zuvor angeführten Dichten führen gleichermaßen zu nochmals verbesserten Eigenschaften der Aktivkohle als Abrasions- bzw. Strahlmittel. Insbesondere kann auch hierdurch die Art und Ausprägung der bei der Oberflächenbehandlung zu erzielenden Effekte gesteuert werden. In diesem Zusammenhang kann die erfindungsgemäß eingesetzte Aktivkohle vergleichsweise geringe Dichten aufweisen, was zu einer schonenden und gleichermaßen effizienten Materialbehandlung führt, insbesondere auch in Kombination mit den weiteren speziellen Eigenschaften der erfindungsgemäß verwendeten Aktivkohle.
Insbesondere kann es erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, dass die Aktivkohle eine spezifische BET-Oberfläche im Bereich von 350 m²/g bis 4.000 m²/g, insbesondere im Bereich von 400 m²/g bis 3.500 m²/g, vorzugsweise im Bereich von 500 m²/g bis 3.000 m²/g, besonders bevorzugt im Bereich von 600 m²/g bis 2.750 m²/g, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 700 m²/g bis 2.500 m²/g, weiter bevorzugt im Bereich von 800 m²/g bis 2.250 m²/g, aufweist.
Die Bestimmung der spezifischen Oberfläche gemäß BET ist dem Fachmann grundsätzlich als solche bekannt, so dass diesbezüglich keine weitergehenden Einzelheiten ausgeführt zu werden brauchen. Sämtliche BET-Oberflächenangaben beziehen sich auf die Bestimmung gemäß ASTM D6556-04. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird zur Bestimmung der BET-Oberfläche - im Allgemeinen und sofern nicht ausdrücklich abweichend angegeben - die so genannte MultiPoint-BET-Bestimmungsmethode (MP-BET) in einem Partialdruckbereich p/p₀ von 0,05 bis 0,1 angewendet. Für weitergehende Einzelheiten zu der Bestimmung der BET-Oberfläche bzw. zu der BET-Methode kann auf die vorgenannte ASTM D6556-04 sowie auf Römpp Chemielexikon, 10. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart/New York, Stichwort: „BET-Methode“, einschließlich der dort referierten Literatur, und auf Winnacker-Küchler (3. Auflage), Band 7, Seiten 93 ff. sowie auf Z. Anal. Chem. 238, Seiten 187 bis 193 (1968), verwiesen werden.
Gleichermaßen kann die Aktivkohle ein Gesamtporenvolumen, insbesondere ein Gesamtporenvolumen nach Gurvich, im Bereich von 0,1 cm³/g bis 4 cm³/g, insbesondere im Bereich von 0,2 cm³/g bis 3,5 cm³/g, vorzugsweise im Bereich von 0,3 cm³/g bis 3 cm³/g, bevorzugt im Bereich von 0,4 cm ³/g bis 2,5 cm³/g, besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 cm³/g bis 2 cm³/g, aufweisen.
Was die Bestimmung des Gesamtporenvolumens nach Gurvich anbelangt, so handelt es sich hierbei um eine dem Fachmann auf diesem Gebiet an sich wohlbekannte Mess-/Bestimmungsmethode. Zu weitergehenden Einzelheiten bezüglich der Bestimmung des Gesamtporenvolumens nach Gurvich kann beispielsweise verwiesen werden auf L. Gurvich (1915), J. Phys. Chem. Soc. Russ. 47, 805, sowie auf S. Lowell et al., Characterization of Porous Solids and Powders: Surface Area Pore Size and Density, Kluwer Academic Publishers, Article Technology Series, Seiten 111 ff. Insbesondere kann das Porenvolumen der Aktivkohle auf Basis der Gurvich-Regel gemäß der Formel V_P = W_a/ ρ_l bestimmt werden, wobei W_a die adsorbierte Menge eines zugrundeliegenden Adsorbats und ρ_l die Dichte des eingesetzten Adsorbats darstellt (vgl. auch Formel (8.20) gemäß Seite 111, Kapitel 8.4.) von S. Lowell et al.).
Darüber hinaus kann die Aktivkohle auch einen mittleren Porendurchmesser im Bereich von 0,5 nm bis 100 nm, insbesondere im Bereich von 0,75 nm bis 90 nm, vorzugsweise im Bereich von 1 nm bis 80 nm, bevorzugt im Bereich von 1,5 nm bis 70 nm, besonders bevorzugt im Bereich von 1,75 nm bis 60 nm, aufweisen.
Der mittlere Porendurchmesser kann aus dem Quotienten des vierfachen Volumenwertes einer durch die Aktivkohle aufgenommenen bzw. adsorbierten Flüssigkeit (Adsorbat) bei vollständig gefüllten Poren (V_gesamt) einerseits und der BET-Oberfläche (BET) andererseits bestimmt werden (Porendurchmesser d = 4 • V_gesamt / BET). Diesbezüglich kann auf die entsprechenden Ausführungen gemäß R. W. Magee (loc. cit.) verwiesen werden, insbesondere auf die Formeldarstellung (15) auf Seite 71 der in Rede stehenden Literaturstelle.
Die im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung eingesetzten Aktivkohlen können somit eine definierte Porosität bzw. ein definiert ausgebildetes Porensystem aufweisen. Auch dies führt zu positiven Eigenschaften im Hinblick auf die Verwendung als Abrasions- bzw. Strahlmittel im Rahmen einer Strahlanwendung. Insbesondere führen die vorgenannten Ausbildungen des Porensystems auch zu einer weiterführenden Charakterisierung der strukturellen Eigenschaften der Aktivkohle nicht zuletzt auch im Hinblick auf die Festigkeit und Masse bzw. Dichte.
Erfindungsgemäß hat es sich zudem als vorteilhaft erwiesen, wenn die Aktivkohle einen Wassergehalt bzw. Feuchtigkeitsgehalt im Bereich von 0,05 Gew.-% bis 5 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 4 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,15 Gew.-% bis 3 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,2 Gew.-% bis 2 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,25 Gew.-% bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf die Aktivkohle, aufweist.
Die diesbezügliche Bestimmung erfolgt insbesondere gemäß der ASTM D2862-97/04.
Der definierte Wasser- bzw. Feuchtigkeitsgehalt der erfindungsgemäß verwendeten Aktivkohle geht auch mit einer weiterführenden Charakterisierung der Aktivkohle auch im Hinblick auf die zugrundeliegenden körperlichen Eigenschaften, beispielsweise im Hinblick auf die Masse (z. B. Belegung bzw. Befüllung der Poren) einher. Die vorgenannten Wertebereiche hinsichtlich des Wasser- bzw. Feuchtigkeitsgehalts gehen auch mit einer weiterführenden chemischen Inertisierung einher, da aufgrund des relativ geringen Feuchtigkeitsgehalts eine mitunter nachteilige Beeinflussung der Oberfläche eines zu behandelnden Werkstücks durch Feuchtigkeit verringert wird.
Darüber hinaus hat es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als vorteilhaft erwiesen, wenn die die Aktivkohle einen Aschegehalt von höchstens 1,5 Gew.-%, insbesondere höchstens 1 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 0,9 Gew.-%, bevorzugt höchstens 0,8 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 0,7 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt höchstens 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,3 Gew.-%, bezogen auf die Aktivkohle, aufweist. In diesem Zusammenhang kann die Aktivkohle einen Aschegehalt im Bereich von 0,005 Gew.-% bis 1,5 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,02 Gew.-% bis 0,9 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,03 Gew.-% bis 0,8 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,04 Gew.-% bis 0,7 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,06 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt im Bereich von 0,08 Gew.-% bis 0,3 Gew.-%, und bezogen auf die Aktivkohle, aufweisen. Der Aschegehalt kann insbesondere gemäß der ASTM D2866-94/04 bestimmt werden. Der geringe Aschegehalt führt insbesondere sowohl zu einer verbesserten körperlichen Integrität bzw. Stabilität der Aktivkohle als auch zu einer verringerten Staubbildung bei der Anwendung.
Darüber hinaus kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Aktivkohle eine fraktale Dimension der offenen Porosität von höchstens 2,9 (d.h. ≤ 2,9), insbesondere höchstens 2,89, vorzugsweise höchstens 2,85, bevorzugt höchstens 2,8, besonders bevorzugt höchstens 2,75, ganz besonders bevorzugt höchstens 2,7, aufweist. In diesem Zusammenhang kann es gleichermaßen im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die Aktivkohle eine fraktale Dimension der offenen Porosität im Bereich von 2,2 bis 2,9, vorzugsweise im Bereich von 2,25 bis 2,89, bevorzugt im Bereich von 2,3 bis 2,85, besonders bevorzugt im Bereich von 2,35 bis 2,8, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 2,4 bis 2,75, weiter bevorzugt im Bereich von 2,45 bis 2,7, aufweist.
Was die fraktale Dimension der offenen Porosität als Maß für die Rauigkeit anbelangt, so ist per allgemeiner Definition ein Stoff umso rauer, desto näher der Wert der fraktalen Dimension an den Wert 3 herantritt. Entsprechend kleinere Werte bedeuten demnach eine geringere Oberflächenrauigkeit der Aktivkohle.
Für weitergehende Einzelheiten zur Bestimmung der fraktalen Dimension der erfindungsgemäß eingesetzten Aktivkohle kann auf die Druckschriften DE 102 54 241 A1 , WO 2004/046033 A1 , EP 1 562 855 B1 sowie auf die zu derselben Patentfamilie gehörende US 2006/148645 A1 verwiesen werden, insbesondere auf das in den jeweiligen Druckschriften angeführte Ausführungsbeispiel 4. Der jeweilige Inhalt der angeführten Druckschriften ist hiermit durch Bezugnahme vollumfänglich eingeschlossen. Wie zuvor angeführt, führen die vorgenannten fraktalen Dimensionen zu weiter verbesserten Eigenschaften. Die fraktale Dimension der erfindungsgemäß eingesetzten Aktivkohle kann insbesondere gemäß der Methode nach Frenkel-Halsey-Hill (FHH-Methode) bestimmt werden. Hierzu kann beispielsweise verwiesen werden auf P. Pfeiffer, Y.J. Wu, M.W. Cole and J. Krim, Phys. Rev. Lett., 62, 1997 (1989) und auf A.V. Neimark, Ads. Sci. Tech., 7, 210 (1991) sowie auf P. Pfeiffer, J. Kennter, and M.W. Cole, Fundamentals of Adsorption (Edited by A.B. Mersmann and S.E. Sholl), Engineering Foundation, New York, 689 (1991).
Folglich kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Aktivkohle eine relativ geringe Rauigkeit aufweist, wodurch die Eigenschaften der Aktivkohle hinsichtlich ihrer Verwendung als Abrasions- bzw. Strahlmittel weiterführend eingestellt werden können (beispielsweise im Hinblick auf eine gewünschte Abrasivität oder eine gewünschte Materialschonung).
Was die im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung eingesetzte Aktivkohle zudem anbelangt, so kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Aktivkohle erhältlich ist durch Carbonisierung und gegebenenfalls nachfolgende Aktivierung eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines synthetischen und/oder nicht naturstoffbasierten Ausgangsmaterials, vorzugsweise auf Basis organischer Polymere. Diesbezüglich kann die Aktivkohle aus einem Ausgangsmaterial auf Basis organischer Polymere, insbesondere auf Basis sulfonierter organischer Polymere, vorzugsweise auf Basis von divinylbenzolvernetztem Polystyrol, bevorzugt auf Basis von Styrol/Divinylbenzol-Copolymeren, erhalten werden, insbesondere durch Carbonisierung und nachfolgende Aktivierung des Ausgangsmaterials. In diesem Zusammenhang kann der Gehalt an Divinylbenzol in dem Ausgangsmaterial im Bereich von 1 Gew.-% bis 20 Gew.-%, insbesondere 1 Gew.-% bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 1,5 Gew.-% bis 12,5 Gew.-%, bevorzugt 2 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Ausgangsmaterial, liegen. Insbesondere kann das Ausgangsmaterial ein insbesondere sulfoniertes bzw. Sulfonsäuregruppe enthaltenes lonenaustauscherharz, insbesondere vom Geltyp, sein. Erfindungsgemäß kann es insbesondere vorgesehen sein, dass als Aktivkohle eine polymerbasierte sphärische Aktivkohle (PBSAC; Polymer-based Spherical Activated Carbon) eingesetzt wird und/oder wobei die Aktivkohle eine polymerbasierte sphärische Aktivkohle (PBSAC) ist.
Eine derartige Aktivkohle, welche auf Basis von synthetischen bzw. nicht naturstoffbasierten Ausgangsmaterialien erhalten werden kann, weist besonders definierte Eigenschaften auf, was mit weiteren Vorteilen hinsichtlich der erfindungsgemäßen Verwendung einhergeht. Beispielsweise liegen bei derartige Aktivkohlen hohe Homogenitäten bei gleichzeitig hoher Härte bzw. Festigkeit und definiertem Porensystem vor. Zudem weisen derartige Aktivkohlen oftmals eine ideale sphärische Form auf.
Im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung eignet sich eine polymerbasierte sphärische Aktivkohle (PBSC) im besonderen Maße als Abrasions- bzw. Strahlmittel, da eine derartige Aktivkohle besonders definierte Eigenschaften hinsichtlich ihrer Form aufweist, da diesbezüglich nahezu ideale sphärische Teilchen bzw. Körper vorliegen. Zudem weist eine polymerbasierte sphärische Aktivkohle eine hohe mechanische Belastbarkeit bzw. Stabilität und einen geringen Staubanteil auf.
Was die erfindungsgemäß verwendete Aktivkohle im Allgemeinen anbelangt, so ist diese grundsätzlich auch in den vorliegend angegebenen Spezifitäten kommerziell erhältlich, insbesondere auch von der Blücher GmbH. Darüber hinaus kann zu weiterführenden Einzelheiten zu der erfindungsgemäß verwendeteten Aktivkohle, und zwar insbesondere auch im Hinblick auf die Verfahrensschritte der Carbonisierung und Aktivierung, verwiesen werden auf die internationale Patentanmeldung WO 98/07655 A1 sowie auf die zu derselben Patentfamilie gehörenden Patentanmeldungen DE 196 53 238 A1 , DE 196 50 414 A1 , EP 0 952 960 A1 und US 6 300 276 B1 , deren jeweilige Offenbarung hiermit durch Bezugnahme vollumfänglich eingeschlossen ist. Darüber hinaus kann verwiesen werden auf die DE 43 04 026 A1 und auf die zu derselben Patentfamilie gehörende US 6 184 177 B1 , deren jeweilige Offenbarung hiermit durch Bezugnahme gleichermaßen vollumfänglich eingeschlossen ist. Zudem kann auch verwiesen werden auf die internationale Patentanmeldung WO 2017/097447 A1 sowie auf die parallelen Patentanmeldungen DE 10 2016 101 215 A1 , EP 3 362 407 A1 sowie US 2019/177170 A1 , deren jeweilige Offenbarung hiermit jeweils durch Bezugnahme gleichermaßen vollumfänglich eingeschlossen ist.
Erfindungsgemäß kann es zudem vorgesehen sein, dass die Aktivkohle als Carbonisat bzw. Aktivat vorliegt bzw. eingesetzt wird und/oder ausgebildet ist. Diesbezüglich kann es sich erfindungsgemäß insbesondere derart verhalten, dass auch Aktivkohle auf Basis von Produkten der jeweils zugrundeliegenden Carbonisierung bzw. Aktivierung im Rahmen der erfindungsgemäßen Erfindung eingesetzt werden kann. Hierbei kann es sich beispielsweise um Aktivkohle-Produktionsrückstände oder dergleichen handeln, wie sie beispielsweise auf Basis der oben angeführten Herstellungsverfahren bzw. Ausgangsmaterialien anfallen.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die Aktivkohle aus Aktivkohle-Produktionsrückständen, insbesondere aus bei der Aktivkohleherstellung, vorzugsweise der Carbonisierung und/oder Aktivierung, bevorzugt in insbesondere offenen Aktivkohle-Produktionsvorrichtungen, wie Bandöfen oder Drehrohröfen, anfallenden Aktivkohle-Produktionsrückständen, gebildet ist.
Mit anderen Worten kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Aktivkohle ein Aktivkohle-Produktionsrückstand ist, und zwar insbesondere ein bei der Aktivkohleherstellung anfallender Aktivkohle-Produktionsrückstand. Beispielsweise kann es sich bei der erfindungsgemäß verwendeten Aktivkohle um einen bei der Carbonisierung und/oder Aktivierung, bevorzugt in insbesondere offenen Aktivkohle-Produktionsvorrichtungen, wie Bandöfen oder Drehrohröfen, anfallenden Aktivkohle-Produktionsrückstand handeln.
Bei dem Aktivkohle-Produktionsrückstand kann es sich beispielsweise um während der Aktivkohleherstellung bzw. der zugrundeliegenden Carbonisierung und/oder Aktivierung aus der Produktionsvorrichtung ausgetragenes Aktivkohlematerial handeln, welches beispielsweise über den Luft- bzw. Gasstrom (der insbesondere im Zusammenhang mit der eingesetzten Carbonisierungs- bzw. Aktivierungsatmosphäre steht) in insbesondere unbeabsichtigter Weise aus der Produktionsvorrichtung herausgeführt bzw. mitgerissen wird.
In diesem Zusammenhang ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung gleichermaßen völlig überraschend, dass sich auch eine derartige Aktivkohle für die ziel- und zweckgerichtete Verwendung als Abrasionsmittel bzw. Strahlmittel für Strahlanwendungen eignet. Durch die nachgeschaltete Verwendung der in Rede stehenden Aktivkohle-Produktionsrückstände wird auch die Nachhaltigkeit unter wirtschaftlichen und ökologischen Aspekten der Aktivkohleherstellung selbst deutlich verbessert. Insbesondere entfällt auch die übliche Entsorgung derartiger Aktivkohle-Produktionsrückstände im Rahmen der Herstellung von Aktivkohle. Somit können entsprechende Aktivkohle-Produktionsrückstände effizient einer weiterführenden Verwendung zugeführt werden, wie es im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Fall ist. Dies führt, wie zuvor angeführt, auch zu einer verbesserten Wirtschaftlichkeit bzw. Effizienz des zugrundeliegenden Herstellungsverfahrens für Aktivkohle selbst.
In diesem Zusammenhang ist auch beachtlich, dass bei der Aktivkohleherstellung bis zu 10 % oder mehr Aktivkohle-Produktionsrückstände anfallen können. Auch dies zeigt, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine erhöhte Nachhaltigkeit in Bezug auf derartige Herstellungsverfahren erreicht wird, da entsprechende Aktivkohle-Produktionsrückstände weiterführend verwendet werden können, nämlich im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung als Abrasions- bzw. Strahlmittel.
Im Allgemeinen kann es erfindungsgemäß in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass die Aktivkohle aus sämtlichen Prozessstufen der Herstellung von Aktivkohle stammen bzw. entnommen werden kann. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können somit sämtliche bei dem Herstellungsprozess ausgetragene Aktivkohlematerialien bzw. Aktivkohle-Produktionsrückstände im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung eingesetzt werden.
Aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften mit der herausragenden Eignung für Strahlanwendungen kann die zugrundeliegende Aktivkohle im Hinblick auf eine Vielzahl unterschiedlicher Werkstücke bzw. Gegenstände als Abrasions- bzw. Strahlmittel eingesetzt werden, wobei in diesem Zusammenhang gleichermaßen eine Vielzahl an Effekten bzw. Oberflächenveränderungen realisiert werden kann. Insbesondere können die zugrundeliegenden Gegenstände bzw. Werkstücke, beispielsweise aus Metall, Kunststoff, Glas, Holz, Stein, Beton oder dergleichen gebildet sein bzw. diese Materialien umfassen.
Somit kann es erfindungsgemäß insbesondere vorgesehen sein, dass die Gegenstände bzw. Werkstücke als Metallgegenstände, Kunststoffgegenstände, Glasgegenstände, Holzgegenstände, Steingegenstände oder Betongegenstände vorliegen bzw. in entsprechender Weise ausgebildet sind.
Im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die Oberflächen der Gegenstände bereichs- bzw. abschnittsweise oder aber vollständig bzw. vollflächig behandelt werden.
Gleichermaßen kann es in Bezug auf die erfindungsgemäße Verwendung vorgesehen sein, dass die Aktivkohle mittels eines Energieträgers insbesondere unter Druckbeaufschlagung auf die Oberflächen des Gegenstands einwirken gelassen wird, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet bzw. geführt wird. Erfindungsgemäß kann in diesem Zusammenhang der Energieträger ausgewählt sein aus der Gruppe von gasförmigen Energieträgern, vorzugsweise Luft, und flüssigen Energieträgern, vorzugsweise Wasser. Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, wenn der Energieträger ein gasförmiger Energieträger, bevorzugt Luft, ist. Dies ist insbesondere für (Druck-)Luftstrahlverfahren der Fall.
Was den Energieträger anbelangt, so stellt dieser sozusagen das Medium dar, mit welchem die Aktivkohle als Strahlmittel auf die Oberfläche des zu behandelnden Gegenstands bzw. Werkstücks geführt wird, wobei das Strahlgut dementsprechend durch den Energieträger beschleunigt wird und somit eine entsprechende hohe kinetische Energie aufweist. Beim Aufprallen erfolgt dann eine entsprechende Einwirkung des Strahlmittels auf die Oberfläche des zu bearbeitenden Gegenstands.
Erfindungsgemäß kann die mechanische Abrasionsbehandlung als Druckluftstrahlen, insbesondere als Hochdruckluftstrahlen oder Niedrigdruckluftstrahlen, durchgeführt werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung fungiert die Aktivkohle dabei als festes Strahlmittel bzw. Strahlgut.
Im Hinblick auf die Gewährleistung einer effizienten Oberflächenbehandlung kann dabei insbesondere mit den nachfolgend angeführten Drücken gearbeitet werden, und zwar auch in Abhängigkeit von der konkreten Ausbildung des eingesetzten Strahlmittels in Form der Aktivkohle sowie der Beschaffenheit des zu behandelnden Gegenstands und dem gewünschten Wirkeffekt.
So kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Aktivkohle zur Behandlung der Oberflächen der Gegenstände mit einem Druck, insbesondere Strahldruck, von mindestens 1 bar, insbesondere mindestens 1,5 bar, vorzugsweise mindestens 2 bar, bevorzugt mindestens 2,5 bar, besonders bevorzugt mindestens 3 bar, auf die Oberflächen der Gegenstände einwirken gelassen wird, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet bzw. geführt wird.
Zudem kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Aktivkohle zur Behandlung der Oberflächen der Gegenstände mit einem Druck, insbesondere Strahldruck, von höchstens 20 bar, insbesondere höchstens 15 bar, vorzugsweise höchstens 12 bar, bevorzugt höchstens 10 bar, besonders bevorzugt höchstens 8 bar, auf die Oberflächen der Gegenstände einwirken gelassen wird, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet und/oder geführt wird.
Somit kann es vor diesem Hintergrund im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die Aktivkohle zur Behandlung der Oberflächen der Gegenstände mit einem Druck, insbesondere Strahldruck, im Bereich von 1 bar bis 20 bar, insbesondere im Bereich von 1,5 bar bis 15 bar, vorzugsweise im Bereich von 2 bar bis 12 bar, bevorzugt im Bereich von 2,5 bar bis 10 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 3 bar bis 8 bar, auf die Oberflächen der Gegenstände einwirken gelassen wird, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet und/oder geführt wird.
Gleichermaßen kann die Behandlungsdauer (Strahldauer) in großen Bereichen variieren, wobei die diesbezüglich konkrete Auswahl der Behandlungsdauer gleichermaßen von den vorliegend genannten Faktoren abhängig sein kann.
So kann es erfindungsgemäß insbesondere vorgesehen sein, dass die Aktivkohle Aktivkohle zur Behandlung der Oberflächen der Gegenstände für eine Zeitdauer von mindestens 1 s, insbesondere mindestens 5 s, vorzugsweise mindestens 10 s, bevorzugt mindestens 15 s, besonders bevorzugt mindestens 30 s, auf die Oberflächen der Gegenstände einwirken gelassen wird, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet und/oder geführt wird.
Gleichermaßen kann es vorgesehen sein, dass die Aktivkohle zur Behandlung der Oberflächen der Gegenstände für eine Zeitdauer von höchstens 45 min, insbesondere höchstens 30 min, vorzugsweise höchstens 20 min, bevorzugt höchstens 15 min, besonders bevorzugt höchstens 10 min, auf die Oberflächen der Gegenstände einwirken gelassen wird, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet und/oder geführt wird.
In diesem Zusammenhang kann es erfindungsgemäß somit vorgesehen sein, dass die Aktivkohle zur Behandlung der Oberflächen der Gegenstände für eine Zeitdauer im Bereich von 1 s bis 45 min, insbesondere im Bereich von 5 s bis 30 min, vorzugsweise im Bereich von 10 s bis 20 min, bevorzugt im Bereich von 15 s bar bis 15 min, besonders bevorzugt im Bereich von 30 s bis 10 min, auf die Oberflächen der Gegenstände einwirken gelassen wird, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet und/oder geführt wird.
Die erfindungsgemäße Verwendung kann insbesondere zur Entfernung von auf den Oberflächen der Gegenstände befindlichen Verunreinigungen oder unerwünschten Belägen und/oder Schichten dienen bzw. hierfür herangezogen werden.
Insbesondere kann die erfindungsgemäße Verwendung zur Einstellung, insbesondere zur Erhöhung oder Verringerung, der Oberflächenrauheit der Gegenstände dienen bzw. hierfür herangezogen werden.
Gleichermaßen kann die erfindungsgemäße Verwendung zur Einstellung, insbesondere Erhöhung, der Mattierung und/oder der Strukturierung der Oberflächen der Gegenstände dienen bzw. hierfür herangezogen werden.
Die erfindungsgemäße Verwendung kann zudem zum Reinigen, Entzundern, Entrosten, Entgraten, Entlacken und/oder Entschichten der Oberflächen der Gegenstände dienen bzw. hierfür herangezogen werden.
Zudem kann die erfindungsgemäße Verwendung gleichermaßen zum Entkernen und/oder Entsanden der Oberflächen der Gegenstände, insbesondere wobei die Gegenstände in Form von Gussteilen oder Gussformen vorliegen, dienen bzw. hierfür herangezogen werden.
Zudem kann die erfindungsgemäße Erfindung auch zur Verfestigung und/oder Verdichtung der Oberflächen der Gegenstände bzw. zum Glätten der Oberflächen der Gegenstände dienen bzw. hierfür vorgesehen sein.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform kann es zudem vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Verwendung zur Ausrüstung, insbesondere Belegung und/oder Beschichtung und/oder Dotierung und/oder Versehung, der Oberflächen der Gegenstände mit Kohlenstoff dient bzw. hierfür vorgesehen ist. In diesem Zusammenhang kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Kohlenstoff durch die Aktivkohle bereitgestellt bzw. von der Aktivkohle abgegeben bzw. übertragen wird, vorzugsweise beim Inkontakttreten, insbesondere Aufprallen, der Aktivkohle auf die Oberflächen der Gegenstände.
Somit kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Oberfläche der zu behandelnden Gegenstände in ziel- und zweckgerichteter Weise mit Kohlenstoff versehen wird. Hierdurch können die Oberflächeneigenschaften der behandelten Gegenstände weiterführend eingestellt bzw. modifiziert werden. Beispielsweise kann die Ausrüstung der Oberfläche mit Kohlenstoff mit einem Verschluss insbesondere kleiner Poren oder Fehlstellen auf der Oberfläche einhergehen, so dass hierdurch eine weiterführende Vergleichmäßigung der Oberfläche erfolgen kann. Zudem kann die gezielte Ausrüstung der Oberfläche mit Kohlenstoff bzw. einer Kohlenstoffschicht auch zu einem Schutz gegenüber äußeren Einwirkungen bzw. Umwelteinflüssen, wie gegenüber Feuchtigkeit, chemischen Substanzen oder dergleichen führen. Hierdurch kann beispielsweise eine nachfolgende Korrosion der behandelten Oberfläche vermieden werden.
Der Kohlenstoff kann insbesondere schichtartig und/oder in Form einer Schicht auf der Oberfläche des Materials vorliegen, insbesondere als Passivschlicht und/oder Schutzschicht.
Insgesamt wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung somit erstmalig auf ein Abrasions- bzw. Strahlmittel auf Basis bzw. in Form von Aktivkohle abgestellt, wobei in diesem Zusammenhang auch entsprechende Aktivkohle-Produktionsrückstände eingesetzt werden können. Wie zuvor dargelegt, weisen die diesbezüglichen Materialien hervorragende Eigenschaften hinsichtlich ihrer Verwendung als Abrasions- bzw. Strahlmittel auf, wobei zudem die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit entsprechender Strahlverfahren und darüber hinaus auch von Herstellungsverfahren zur Bereitstellung von Aktivkohle deutlich verbessert werden.
Darüber hinaus kann für weitere Ausführungen zu dem vorliegenden Aspekt auch auf die nachfolgenden Ausführungen zu den weiteren erfindungsgemäßen Aspekten verwiesen werden, wobei die diesbezüglichen Ausführungen vorliegend entsprechend gelten.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist zudem auch das Verfahren zur mechanischen Abrasionsbehandlung (abrasiven Behandlung) von Oberflächen von festen Gegenständen, insbesondere Werkstücken, wobei bei dem Verfahren partikuläre, insbesondere kornförmige, vorzugsweise kugelförmige, Aktivkohle als Abrasionsmittel eingesetzt wird bzw. auf die zu behandelnden Oberflächen einwirken gelassen wird, vorzugsweise unter druckerzeugter Beschleunigung und/oder Bewegung der partikulären Aktivkohle und Aufprallenlassen auf die zu behandelnden Oberflächen, vorzugsweise mittels Druckluftstrahlen.
Im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren kann die als Abrasions- bzw. Strahlmittel eingesetzte Aktivkohle definierte Teilchen- bzw. Partikelgrößen aufweisen, wie nachfolgend angeführt:

- Insbesondere kann die Aktivkohle eine absolute Partikelgröße, insbesondere einen absoluten Teilchendurchmesser, im Bereich von 0,05 mm bis 2,3 mm, insbesondere im Bereich von 0,07 mm bis 2,1 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,09 mm bis 2,0 mm, bevorzugt im Bereich von 0,15 mm bis 1,8 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,2 mm bis 1,6 mm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,25 mm bis 1,5 mm, aufweisen. In diesem Zusammenhang kann die Aktivkohle insbesondere mindestens 80 Gew.-%, insbesondere mindestens 85 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 90 Gew.-%, bevorzugt mindestens 95 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 99 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 100 Gew.-%, der Aktivkohlepartikel Partikelgrößen, insbesondere Teilchendurchmesser, in den vorgenannten Bereichen aufweisen.
- Zudem kann die Aktivkohle eine mittlere Partikelgröße, insbesondere einen mittleren Teilchendurchmesser, im Bereich von 0,06 mm bis 2,2 mm, insbesondere im Bereich von 0,08 mm bis 2 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,1 mm bis 1,9 mm, bevorzugt im Bereich von 0,2 mm bis 1,7 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,25 mm bis 1,5 mm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,3 mm bis 1,4 mm, aufweisen.
- Insbesondere kann die Aktivkohle eine mittlere Partikelgröße (D50), insbesondere einen mittleren Teilchendurchmesser (D50), im Bereich von 0,08 mm bis 2,1 mm, insbesondere im Bereich von 0,1 mm bis 1,9 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,15 mm bis 1,8 mm, bevorzugt im Bereich von 0,25 mm bis 1,6 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,3 mm bis 1,4 mm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,35 mm bis 1,3 mm, aufweisen.

Wie zuvor angeführt, beziehen sich die entsprechenden Teilchengrößen auf die mittels Siebanalyse oder gemäß der Methode nach ASTM D2862-97/04 bestimmten Größen. Zudem beziehen sich die angeführten Teilchendurchmesser auf den Kugeldurchmesser der zugrundeliegenden Aktivkohle.
Gleichermaßen gilt auch für das erfindungsgemäße Verfahren, dass die diesbezügliche Aktivkohle eine hohe mechanische Festigkeit bzw. Härte aufweist:

- Insbesondere kann die Aktivkohle eine Abriebfestigkeit (ball pan hardness) und/oder Abriebhärte von mindestens 90 %, insbesondere mindestens 97 %, vorzugsweise mindestens 98 %, bevorzugt mindestens 99 %, besonders bevorzugt mindestens 99,5 %, ganz besonders bevorzugt mindestens 99,9 %, weiter bevorzugt von 100 %, aufweisen. Für die diesbezügliche Bestimmung nach der Methode gemäß ASTM D3802-05 bzw. nach der CEFIC-Methode kann auch auf die obigen Ausführungen verwiesen werden.
- Zudem kann die Aktivkohle eine Druck- und/oder Berstfestigkeit (Gewichtsbelastbarkeit) pro Aktivkohlepartikel, insbesondere pro Aktivkohlekorn, vorzugsweise pro Aktivkohlekügelchen, von mindestens 5 Newton, insbesondere mindestens 10 Newton, vorzugsweise mindestens 15 Newton, bevorzugt mindestens 20 Newton, besonders bevorzugt mindestens 22,5 Newton, aufweisen. Gleichermaßen kann die Aktivkohle eine Druck- bzw. Berstfestigkeit (Gewichtsbelastbarkeit) pro Aktivkohlepartikel, insbesondere pro Aktivkohlekorn, vorzugsweise pro Aktivkohlekügelchen, im Bereich von 5 Newton bis 60 Newton, insbesondere im Bereich von 10 Newton bis 50 Newton, vorzugsweise im Bereich von 15 Newton bis 45 Newton, bevorzugt im Bereich von 20 Newton bis 40 Newton, besonders bevorzugt im Bereich von 22,5 Newton bis 35 Newton, aufweisen. Auch diesbezüglich kann auf obige Ausführungen verwiesen werden.
- Erfindungsgemäß kann es zudem vorgesehen sein, dass die Aktivkohle eine Partikelhärte, insbesondere Kornhärte, bestimmt als Mohs-Härte, von mindestens 1,5, insbesondere mindestens 1,75, vorzugsweise mindestens 2, bevorzugt mindestens 2,25, besonders bevorzugt mindestens 2,5, aufweist. Gleichermaßen kann die Aktivkohle eine Partikelhärte, insbesondere Kornhärte, bestimmt als Mohs-Härte, im Bereich von 1,5 bis 7, insbesondere im Bereich von 1,75 bis 6, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 5,5, bevorzugt im Bereich von 2,25 bis 5,25, besonders bevorzugt im Bereich von 2,5 bis 5, aufweisen.
- Zudem kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Aktivkohle eine Partikelhärte, insbesondere Kornhärte, bestimmt als Vickershärte, von mindestens 20 HV, insbesondere mindestens 30 HV, vorzugsweise mindestens 40 HV, bevorzugt mindestens 50 HV, besonders bevorzugt mindestens 60 HV, aufweist. Zudem kann die Aktivkohle eine Partikelhärte, insbesondere Kornhärte, bestimmt als Vickershärte, im Bereich von 20 HV bis 1.500 HV, insbesondere im Bereich von 30 HV bis 1.000 HV, vorzugsweise im Bereich von 40 HV bis 800 HV, bevorzugt im Bereich von 50 HV bis 650 HV, besonders bevorzugt im Bereich von 60 HV bis 500 HV, aufweisen. Bezüglich der herangezogenen Bestimmungsverfahren kann gleichermaßen auf die obigen Ausführungen verwiesen werden.

Zudem kann die Aktivkohle eine definierte Dichte, wie nachfolgend definiert, aufweisen:

- So kann die Aktivkohle eine Rüttel- bzw. Stampfdichte im Bereich von 100 g/l bis 1.500 g/l, insbesondere im Bereich von 125 g/l bis 1.000 g/l, vorzugsweise im Bereich von 150 g/l bis 800 g/l, bevorzugt im Bereich von 200 g/l bis 600 g/l, besonders bevorzugt im Bereich von 225 g/l bis 500 g/l, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 250 g/l bis 400 g/l, weiter bevorzugt im Bereich von 255 g/l bis 395 g/l, aufweisen.

Gleichermaßen kann die Aktivkohle eine Schüttdichte (bulk density) im Bereich von 150 g/l bis 1.000 g/l, insbesondere im Bereich von 250 g/l bis 700 g/l, vorzugsweise im Bereich von 300 g/l bis 600 g/l, bevorzugt im Bereich von 300 g/l bis 550 g/l, aufweisen.
Auch diesbezüglich kann hinsichtlich der herangezogenen Bestimmungsverfahren auf obige Ausführungen verwiesen werden.
Darüber hinaus können die erfindungsgemäß eingesetzten Aktivkohlen spezielle Eigenschaften hinsichtlich der Porosität aufweisen:

- So kann es vorgesehen sein, dass die Aktivkohle eine spezifische BET-Oberfläche im Bereich von 350 m²/g bis 4.000 m²/g, insbesondere im Bereich von 400 m²/g bis 3.500 m²/g, vorzugsweise im Bereich von 500 m²/g bis 3.000 m²/g, besonders bevorzugt im Bereich von 600 m²/g bis 2.750 m²/g, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 700 m²/g bis 2.500 m²/g, weiter bevorzugt im Bereich von 800 m²/g bis 2.250 m²/g, aufweist.
- Zudem kann die Aktivkohle ein Gesamtporenvolumen, insbesondere ein Gesamtporenvolumen nach Gurvich, im Bereich von 0,1 cm³/g bis 4 cm³/g, insbesondere im Bereich von 0,2 cm³/g bis 3,5 cm³/g, vorzugsweise im Bereich von 0,3 cm ³/g bis 3 cm³/g, bevorzugt im Bereich von 0,4 cm³/g bis 2,5 cm³/g, besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 cm³/g bis 2 cm³/g, aufweisen.
- Insbesondere kann die Aktivkohle einen mittleren Porendurchmesser im Bereich von 0,5 nm bis 100 nm, insbesondere im Bereich von 0,75 nm bis 90 nm, vorzugsweise im Bereich von 1 nm bis 80 nm, bevorzugt im Bereich von 1,5 nm bis 70 nm, besonders bevorzugt im Bereich von 1,75 nm bis 60 nm, aufweisen.

Hinsichtlich der Bestimmung der spezifischen Oberfläche, dem Gesamtporenvolumen sowie dem mittleren Teilchendurchmesser kann gleichermaßen auf obige Ausführungen verwiesen werden.
Darüber hinaus kann auch die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzte Aktivkohle folgende Eigenschaften aufweisen:

- So kann die Aktivkohle einen Wassergehalt und/oder Feuchtigkeitsgehalt im Bereich von 0,05 Gew.-% bis 5 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 4 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,15 Gew.-% bis 3 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,2 Gew.-% bis 2 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,25 Gew.-% bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf die Aktivkohle, aufweisen.
- Zudem kann die Aktivkohle einen Aschegehalt von höchstens 1,5 Gew.-%, insbesondere höchstens 1 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 0,9 Gew.-%, bevorzugt höchstens 0,8 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 0,7 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt höchstens 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,3 Gew.-%, insbesondere bestimmt gemäß ASTM D2866-94/04 und bezogen auf die Aktivkohle, aufweisen. Diesbezüglich kann die Aktivkohle einen Aschegehalt im Bereich von 0,005 Gew.- % bis 1,5 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,02 Gew.-% bis 0,9 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,03 Gew.-% bis 0,8 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,04 Gew.-% bis 0,7 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,06 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt im Bereich von 0,08 Gew.-% bis 0,3 Gew.-%, insbesondere bestimmt gemäß ASTM D2866-94/04 und bezogen auf die Aktivkohle, aufweisen.
- Erfindungsgemäß ist es auch möglich, dass die Aktivkohle eine fraktale Dimension der offenen Porosität im Bereich von höchstens 2,9 (d.h. ≤ 2,9), insbesondere höchstens 2,89, vorzugsweise höchstens 2,85, bevorzugt höchstens 2,8, besonders bevorzugt höchstens 2,75, ganz besonders bevorzugt höchstens 2,7, aufweist. Insbesondere kann die Aktivkohle eine fraktale Dimension der offenen Porosität im Bereich von 2,2 bis 2,9, insbesondere im Bereich von 2,2 bis 2,9, vorzugsweise im Bereich von 2,25 bis 2,89, bevorzugt im Bereich von 2,3 bis 2,85, besonders bevorzugt im Bereich von 2,35 bis 2,8, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 2,4 bis 2,75, weiter bevorzugt im Bereich von 2,45 bis 2,7, aufweisen.

Auch bezüglich der vorgenannten Parameter kann hinsichtlich deren Bestimmung auf obige Ausführungen verwiesen werden.
Was die Aktivkohle, wie sie im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt wird, weiterhin anbelangt, so kann die Aktivkohle erhältlich sein durch Carbonisierung und gegebenenfalls nachfolgende Aktivierung eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines synthetischen und/oder nicht naturstoffbasierten Ausgangsmaterials, vorzugsweise auf Basis organischer Polymere. Diesbezüglich kann die Aktivkohle aus einem Ausgangsmaterial auf Basis organischer Polymere, insbesondere auf Basis sulfonierter organischer Polymere, vorzugsweise auf Basis von divinylbenzolvernetztem Polystyrol, bevorzugt auf Basis von Styrol/Divinylbenzol-Copolymeren, erhalten sein, insbesondere durch Carbonisierung und nachfolgende Aktivierung des Ausgangsmaterials. Auch diesbezüglich kann der Gehalt an Divinylbenzol in dem Ausgangsmaterial im Bereich von 1 Gew.-% bis 20 Gew.-%, insbesondere 1 Gew.-% bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 1,5 Gew.-% bis 12,5 Gew.-%, bevorzugt 2 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Ausgangsmaterial, liegen. Insbesondere kann das Ausgangsmaterial ein insbesondere sulfoniertes und/oder Sulfonsäuregruppen enthaltendes lonenaustauscherharz, insbesondere vom Geltyp, sein. Erfindungsgemäß kann es dabei insbesondere vorgesehen sein, dass als Aktivkohle eine polymerbasierte sphärische Aktivkohle (PBSAC; Polymer-based Spherical Activated Carbon) eingesetzt wird bzw. die Aktivkohle eine polymerbasierte sphärische Aktivkohle (PBSAC) ist.
Erfindungsgemäß kann es weiterhin vorgesehen sein, dass die Aktivkohle als Carbonisat bzw. Aktivat vorliegt bzw. eingesetzt wird bzw. ausgebildet ist. Dies resultiert insbesondere daraus, dass aus sämtlichen Prozessstufen der Herstellung die Aktivkohle stammen bzw. entnommen werden kann. Insbesondere können sämtliche aus einem Aktivkohle-Herstellungsverfahren, insbesondere im Rahmen der Carbonisierung bzw. Aktivierung, insbesondere aus einer diesbezüglich eingesetzten Produktionsanlage bzw. Herstellungsvorrichtung, wie einem Bandofen oder einem Drehrohrofen, ausgetragenen Aktivkohlematerialien im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden können.
Insbesondere kann es in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass die Aktivkohle aus Aktivkohle-Produktionsrückständen, insbesondere aus bei der Aktivkohleherstellung, vorzugsweise der Carbonisierung und/oder Aktivierung, bevorzugt in insbesondere offenen Aktivkohle-Produktionsvorrichtungen, wie Bandöfen oder Drehrohröfen, anfallenden Aktivkohle-Produktionsrückständen, gebildet ist.
Auch im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren verhält es sich insbesondere derart, dass die Gegenstände als Metallgegenstände, Kunststoffgegenstände, Glasgegenstände, Holzgegenstände, Steingegenstände oder Betongegenstände vorliegen und/oder ausgebildet sind. Somit können die Gegenstände im Allgemeinen aus Metall, Kunststoff, Glas, Holz, Stein, Beton oder dergleichen gebildet sein.
Insbesondere können die Oberflächen der Gegenstände im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bereichs- bzw. abschnittsweise oder aber vollständig bzw. vollflächig behandelt werden.
Erfindungsgemäß kann die Aktivkohle mittels eines Energieträgers insbesondere unter Druckbeaufschlagung auf die Oberflächen des Gegenstands einwirken gelassen werden, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet bzw. geführt werden. In diesem Zusammenhang kann der Energieträger ausgewählt sein aus der Gruppe von gasförmigen Energieträgern, vorzugsweise Luft, und flüssigen Energieträgern, vorzugsweise Wasser, sowie deren Kombinationen. Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass der Energieträger ein gasförmiger Energieträger, vorzugsweise Luft, ist. Insbesondere kann die mechanische Abrasionsbehandlung als Druckluftstrahlen, insbesondere als Hochdruckluftstrahlen oder Niedrigdruckluftstrahlen, durchgeführt werden.
Im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere mit den nachfolgenden Drücken gearbeitet werden:

- Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Aktivkohle zur Behandlung der Oberflächen der Gegenstände mit einem Druck, insbesondere Strahldruck, von mindestens 1 bar, insbesondere mindestens 1,5 bar, vorzugsweise mindestens 2 bar, bevorzugt mindestens 2,5 bar, besonders bevorzugt mindestens 3 bar, auf die Oberflächen der Gegenstände einwirken gelassen wird, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet bzw. geführt wird.
- Gleichermaßen kann es vorgesehen sein, dass die Aktivkohle zur Behandlung der Oberflächen der Gegenstände mit einem Druck, insbesondere Strahldruck, von höchstens 20 bar, insbesondere höchstens 15 bar, vorzugsweise höchstens 12 bar, bevorzugt höchstens 10 bar, besonders bevorzugt höchstens 8 bar, auf die Oberflächen der Gegenstände einwirken gelassen wird, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet bzw. geführt wird.
- In diesem Zusammenhang kann die Aktivkohle zur Behandlung der Oberflächen der Gegenstände mit einem Druck, insbesondere Strahldruck, im Bereich von 1 bar bis 20 bar, insbesondere im Bereich von 1,5 bar bis 15 bar, vorzugsweise im Bereich von 2 bar bis 12 bar, bevorzugt im Bereich von 2,5 bar bis 10 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 3 bar bis 8 bar, auf die Oberflächen der Gegenstände einwirken gelassen werden, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet und/oder geführt werden bzw. einwirken gelassen werden.

Was das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin anbelangt, so kann die Zeitdauer der Behandlung (Strahlbehandlung) insbesondere in den nachfolgend angeführten Bereichen variieren:

- Insbesondere kann die Aktivkohle zur Behandlung der Oberflächen der Gegenstände für eine Zeitdauer von mindestens 1 s, insbesondere mindestens 5 s, vorzugsweise mindestens 10 s, bevorzugt mindestens 15 s, besonders bevorzugt mindestens 30 s, auf die Oberflächen der Gegenstände einwirken gelassen werden, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet und/oder geführt werden.
- Insbesondere kann die Aktivkohle zur Behandlung der Oberflächen der Gegenstände für eine Zeitdauer von höchstens 45 min, insbesondere höchstens 30 min, vorzugsweise höchstens 20 min, bevorzugt höchstens 15 min, besonders bevorzugt höchstens 10 min, auf die Oberflächen der Gegenstände einwirken gelassen werden, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet und/oder geführt werden.
- Erfindungsgemäß kann es somit vorgesehen sein, dass die Aktivkohle zur Behandlung der Oberflächen der Gegenstände für eine Zeitdauer im Bereich von 1 s bis 45 min, insbesondere im Bereich von 5 s bis 30 min, vorzugsweise im Bereich von 10 s bis 20 min, bevorzugt im Bereich von 15 s bar bis 15 min, besonders bevorzugt im Bereich von 30 s bis 10 min, auf die Oberflächen der Gegenstände einwirken gelassen wird, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet und/oder geführt wird.

Erfindungsgemäß kann es sich in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren auch wie folgt verhalten:

- Insbesondere kann das Verfahren zur Entfernung von auf den Oberflächen der Gegenstände befindlichen Verunreinigungen oder unerwünschten Belägen und/oder Schichten durchgeführt werden.
- Gleichermaßen kann das Verfahren zur Einstellung, insbesondere zur Erhöhung oder Verringerung, der Oberflächenrauheit der Gegenstände durchgeführt werden.
- Insbesondere kann das Verfahren zur Einstellung, insbesondere Erhöhung, der Mattierung und/oder der Strukturierung der Oberflächen der Gegenstände durchgeführt werden.
- Erfindungsgemäß kann es zudem vorgesehen sein, dass Verfahren zum Reinigen, Entzundern, Entrosten, Entgraten, Entlacken und/oder Entschichten der Oberflächen der Gegenstände durchgeführt wird.
- Gleichermaßen kann das Verfahren zum Entkernen und/oder Entsanden der Oberflächen der Gegenstände durchgeführt werden. Diesbezüglich können die Gegenstände beispielsweise in Form von Gussteilen oder Gussformen vorliegen.
- Insbesondere kann das Verfahren nach der Erfindung zur Verfestigung bzw. Verdichtung der Oberflächen der Gegenstände durchgeführt werden. Zudem kann das erfindungsgemäße Verfahren auch zum Glätten der diesbezüglichen Oberflächen durchgeführt werden.

Erfindungsgemäß kann das Verfahren zur Ausrüstung, insbesondere Belegung und/oder Beschichtung und/oder Dotierung und/oder Versehung, der Oberflächen der Gegenstände mit Kohlenstoff durchgeführt werden. In diesem Zusammenhang kann der Kohlenstoff durch die Aktivkohle bereitgestellt bzw. von der Aktivkohle abgegeben bzw. übertragen werden, vorzugsweise beim Inkontakttreten, insbesondere Aufprallen, der Aktivkohle auf die Oberflächen der Gegenstände. Somit kann auch auf Basis des erfindungsgemäßen Verfahrens eine entsprechende Ausrüstung bzw. Versehung der Oberfläche eines zu behandelnden Gegenstands mit Kohlenstoff erfolgen, beispielsweise in Form einer Passivschicht bzw. Schutzschicht.
Hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in Ergänzung auch auf die Ausführungen zu den weiteren Aspekten der vorliegenden Erfindung verwiesen werden, welche in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren entsprechend gelten.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist zudem auch das partikuläre Abrasionsmittel, vorzugsweise partikuläres Strahlmittel (Strahlgut), insbesondere zur mechanischen Abrasionsbehandlung (abrasiven Behandlung) von Oberflächen von festen Gegenständen, insbesondere Werkstücken, wobei das partikuläre Abrasionsmittel in Form von partikulärer, insbesondere kornförmiger, vorzugsweise kugelförmiger, Aktivkohle ausgebildet ist bzw. vorliegt bzw. wobei das partikuläre Abrasionsmittel aus partikulärer, insbesondere kornförmiger, vorzugsweise kugelförmiger, Aktivkohle gebildet ist.
Das Abrasionsmittel nach der Erfindung kann insbesondere die nachfolgenden Teilchen- bzw. Partikelgrößen aufweisen:

- Insbesondere kann das Abrasionsmittel eine absolute Partikelgröße, insbesondere einen absoluten Teilchendurchmesser, im Bereich von 0,05 mm bis 2,3 mm, insbesondere im Bereich von 0,07 mm bis 2,1 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,09 mm bis 2,0 mm, bevorzugt im Bereich von 0,15 mm bis 1,8 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,2 mm bis 1,6 mm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,25 mm bis 1,5 mm, aufweisen. In diesem Zusammenhang können mindestens 80 Gew.-%, insbesondere mindestens 85 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 90 Gew.-%, bevorzugt mindestens 95 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 99 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 100 Gew.-%, der Abrasionsmittelpartikel, insbesondere der Abrasionsmittelkörner, vorzugsweise der Abrasionsmittelkügelchen, Partikelgrößen, insbesondere Teilchendurchmesser, in den vorgenannten Bereichen aufweisen.

- Insbesondere kann das Abrasionsmittel eine mittlere Partikelgröße, insbesondere einen mittleren Teilchendurchmesser, im Bereich von 0,06 mm bis 2,2 mm, insbesondere im Bereich von 0,08 mm bis 2 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,1 mm bis 1,9 mm, bevorzugt im Bereich von 0,2 mm bis 1,7 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,25 mm bis 1,5 mm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,3 mm bis 1,4 mm, aufweisen.
- Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass das Abrasionsmittel eine mittlere Partikelgröße (D50), insbesondere einen mittleren Teilchendurchmesser (D50), im Bereich von 0,08 mm bis 2,1 mm, insbesondere im Bereich von 0,1 mm bis 1,9 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,15 mm bis 1,8 mm, bevorzugt im Bereich von 0,25 mm bis 1,6 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,3 mm bis 1,4 mm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,35 mm bis 1,3 mm, aufweist.

Insbesondere weist das Abrasionsmittel auch eine hohe Festigkeit bzw. Härte auf:

- So kann das Abrasionsmittel eine Abriebfestigkeit (ball pan hardness) und/oder Abriebhärte von mindestens 90 %, insbesondere mindestens 97 %, vorzugsweise mindestens 98 %, bevorzugt mindestens 99 %, besonders bevorzugt mindestens 99,5 %, ganz besonders bevorzugt mindestens 99,9 %, weiter bevorzugt von 100 %, aufweisen.
- Insbesondere kann das Abrasionsmittel eine Druck- und/oder Berstfestigkeit (Gewichtsbelastbarkeit) pro Abrasionsmittelpartikel, insbesondere pro Abrasionsmittelkorn, vorzugsweise pro Abrasionsmittelkügelchen, von mindestens 5 Newton, insbesondere mindestens 10 Newton, vorzugsweise mindestens 15 Newton, bevorzugt mindestens 20 Newton, besonders bevorzugt mindestens 22,5 Newton, aufweisen. Zudem kann das Abrasionsmittel eine Druck- bzw. Berstfestigkeit (Gewichtsbelastbarkeit) pro Abrasionsmittelpartikel, insbesondere pro Abrasionsmittelkorn, vorzugsweise pro Abrasionsmittelkügelchen, im Bereich von 5 Newton bis 60 Newton, insbesondere im Bereich von 10 Newton bis 50 Newton, vorzugsweise im Bereich von 15 Newton bis 45 Newton, bevorzugt im Bereich von 20 Newton bis 40 Newton, besonders bevorzugt im Bereich von 22,5 Newton bis 35 Newton, aufweisen.

- Zudem kann das Abrasionsmittel eine Partikelhärte, insbesondere Kornhärte, bestimmt als Mohs-Härte, von mindestens 1,5, insbesondere mindestens 1,75, vorzugsweise mindestens 2, bevorzugt mindestens 2,25, besonders bevorzugt mindestens 2,5, aufweisen. In bevorzugter Weise kann das Abrasionsmittel eine Partikelhärte, insbesondere Kornhärte, bestimmt als Mohs-Härte, im Bereich von 1,5 bis 7, insbesondere im Bereich von 1,75 bis 6, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 5,5, bevorzugt im Bereich von 2,25 bis 5,25, besonders bevorzugt im Bereich von 2,5 bis 5, aufweisen.
- Zudem kann das Abrasionsmittel eine Partikelhärte, insbesondere Kornhärte, bestimmt als Vickershärte, von mindestens 20 HV, insbesondere mindestens 30 HV, vorzugsweise mindestens 40 HV, bevorzugt mindestens 50 HV, besonders bevorzugt mindestens 60 HV, aufweisen. Insbesondere kann das Abrasionsmittel eine Partikelhärte, insbesondere Kornhärte, bestimmt als Vickershärte, im Bereich von 20 HV bis 1.500 HV, insbesondere im Bereich von 30 HV bis 1.000 HV, vorzugsweise im Bereich von 40 HV bis 800 HV, bevorzugt im Bereich von 50 HV bis 650 HV, besonders bevorzugt im Bereich von 60 HV bis 500 HV, aufweisen.

Das Abrasionsmittel kann zudem definierte Dichteeigenschaften aufweisen:

- So kann das Abrasionsmittel eine Rüttel- bzw. Stampfdichte im Bereich von 100 g/l bis 1.500 g/l, insbesondere im Bereich von 125 g/l bis 1.000 g/l, vorzugsweise im Bereich von 150 g/l bis 800 g/l, bevorzugt im Bereich von 200 g/l bis 600 g/l, besonders bevorzugt im Bereich von 225 g/l bis 500 g/l, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 250 g/l bis 400 g/l, weiter bevorzugt im Bereich von 255 g/l bis 395 g/l, aufweisen.
- Zudem kann das Abrasionsmittel eine Schüttdichte (bulk density) im Bereich von 150 g/l bis 1.000 g/l, insbesondere im Bereich von 250 g/l bis 700 g/l, vorzugsweise im Bereich von 300 g/l bis 600 g/l, bevorzugt im Bereich von 300 g/l bis 550 g/l, aufweisen.

Darüber hinaus kann das Abrasionsmittel nach der Erfindung definierte Poreneigenschaften aufweisen:

- So kann das Abrasionsmittel eine spezifische BET-Oberfläche im Bereich von 350 m²/g bis 4.000 m²/g, insbesondere im Bereich von 400 m²/g bis 3.500 m²/g, vorzugsweise im Bereich von 500 m²/g bis 3.000 m²/g, besonders bevorzugt im Bereich von 600 m²/g bis 2.750 m²/g, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 700 m²/g bis 2.500 m²/g, weiter bevorzugt im Bereich von 800 m²/g bis 2.250 m²/g, aufweisen.
- Zudem kann das Abrasionsmittel ein Gesamtporenvolumen, insbesondere ein Gesamtporenvolumen nach Gurvich, im Bereich von 0,1 cm³/g bis 4 cm³/g, insbesondere im Bereich von 0,2 cm³/g bis 3,5 cm³/g, vorzugsweise im Bereich von 0,3 cm ³/g bis 3 cm³/g, bevorzugt im Bereich von 0,4 cm³/g bis 2,5 cm³/g, besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 cm³/g bis 2 cm³/g, aufweisen.
- Insbesondere kann das Abrasionsmittel einen mittleren Porendurchmesser im Bereich von 0,5 nm bis 100 nm, insbesondere im Bereich von 0,75 nm bis 90 nm, vorzugsweise im Bereich von 1 nm bis 80 nm, bevorzugt im Bereich von 1,5 nm bis 70 nm, besonders bevorzugt im Bereich von 1,75 nm bis 60 nm, aufweisen.

Das Abrasionsmittel nach der Erfindung kann sich auch durch folgende Eigenschaften auszeichnen:

- So kann das Abrasionsmittel einen Wassergehalt und/oder Feuchtigkeitsgehalt im Bereich von 0,05 Gew.-% bis 5 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 4 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,15 Gew.-% bis 3 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,2 Gew.-% bis 2 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,25 Gew.-% bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf die Aktivkohle, aufweisen.
- Erfindungsgemäß kann es zudem vorgesehen sein, dass das Abrasionsmittel einen Aschegehalt von höchstens 1,5 Gew.-%, insbesondere höchstens 1 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 0,9 Gew.-%, bevorzugt höchstens 0,8 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 0,7 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt höchstens 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,3 Gew.-%, bezogen auf die Aktivkohle, aufweist. Diesbezüglich kann es insbesondere vorgesehen sein, dass das Abrasionsmittel einen Aschegehalt im Bereich von 0,005 Gew.-% bis 1,5 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,02 Gew.-% bis 0,9 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,03 Gew.-% bis 0,8 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,04 Gew.-% bis 0,7 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,06 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt im Bereich von 0,08 Gew.-% bis 0,3 Gew.-%, bezogen auf die Aktivkohle, aufweist.
- Zudem kann das Abrasionsmittel eine fraktale Dimension der offenen Porosität im Bereich von höchstens 2,9 (d.h. ≤ 2,9), insbesondere höchstens 2,89, vorzugsweise höchstens 2,85, bevorzugt höchstens 2,8, besonders bevorzugt höchstens 2,75, ganz besonders bevorzugt höchstens 2,7, aufweisen. In diesem Zusammenhang kann es erfindungsgemäß insbesondere vorgesehen sein, dass das Abrasionsmittel eine fraktale Dimension der offenen Porosität im Bereich von 2,2 bis 2,9, insbesondere im Bereich von 2,2 bis 2,9, vorzugsweise im Bereich von 2,25 bis 2,89, bevorzugt im Bereich von 2,3 bis 2,85, besonders bevorzugt im Bereich von 2,35 bis 2,8, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 2,4 bis 2,75, weiter bevorzugt im Bereich von 2,45 bis 2,7, aufweist.

Was die vorgenannten Eigenschaften und Parameter des erfindungsgemäßen Abrasionsmittels in Form von Aktivkohle anbelangt, so kann diesbezüglich auch auf die obigen Ausführungen zu der erfindungsgemäßen Verwendung und dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen werden, und zwar auch was die diesbezüglich heranziehbaren Bestimmungsmethoden anbelangt, wobei die dortigen Ausführungen für auf das Abrasionsmittel nach der Erfindung entsprechend gelten.
Erfindungsgemäß kann das Abrasionsmittel erhältlich sein durch Carbonisierung und gegebenenfalls nachfolgende Aktivierung eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines synthetischen und/oder nicht naturstoffbasierten Ausgangsmaterials, vorzugsweise auf Basis organischer Polymere. Diesbezüglich kann das Abrasionsmittel aus einem Ausgangsmaterial auf Basis organischer Polymere, insbesondere auf Basis sulfonierter organischer Polymere, vorzugsweise auf Basis von divinylbenzolvernetztem Polystyrol, bevorzugt auf Basis von Styrol/Divinylbenzol-Copolymeren, erhalten werden, insbesondere durch Carbonisierung und nachfolgende Aktivierung des Ausgangsmaterials. In diesem Zusammenhang kann der Gehalt an Divinylbenzol in dem Ausgangsmaterial im Bereich von 1 Gew.-% bis 20 Gew.-%, insbesondere 1 Gew.-% bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 1,5 Gew.-% bis 12,5 Gew.-%, bevorzugt 2 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Ausgangsmaterial, liegen. Erfindungsgemäß kann das Ausgangsmaterial ein insbesondere sulfoniertes und/oder Sulfonsäuregruppen enthaltendes lonenaustauscherharz, insbesondere vom Geltyp, sein. Erfindungsgemäß kann es insbesondere vorgesehen sein, dass als Abrasionsmittel eine polymerbasierte sphärische Aktivkohle (PBSAC; Polymer-based Spherical Activated Carbon) eingesetzt wird bzw. dass das Abrasionsmittel eine polymerbasierte sphärische Aktivkohle (PBSAC) ist.
Erfindungsgemäß kann es insbesondere auch vorgesehen sein, dass das Abrasionsmittel als Carbonisat bzw. Aktivat vorliegt bzw. eingesetzt wird und/oder ausgebildet ist.
Hinsichtlich des erfindungsgemäßen Abrasionsmittels kann in Ergänzung auch auf die Ausführungen zu den weiteren Aspekten der vorliegenden Erfindung verwiesen werden, welche vorliegend entsprechend gelten.
Weiterhin ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung - auch der Gegenstand, insbesondere das Werkstück, welcher bzw. welches durch das erfindungsgemäße Verfahren, wie zuvor beschrieben, erhältlich ist bzw. erhalten ist.
Diesbezüglich kann der Gegenstad nach der Erfindung als Metallgegenstand. Kunststoffgegenstand, Glasgegenstand, Holzgegenstand, Steingegenstand oder Betongegenstand ausgebildet sein.
Zudem kann der Gegenstand nach der Erfindung an dessen Oberfläche mit Kohlenstoff ausgerüstet, insbesondere belegt bzw. beschichtet bzw. dotiert bzw. versehen, sein.
In Bezug auf weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstands bzw. Werkstücks kann auch auf die Ausführungen zu den weiteren erfindungsgemäßen Aspekten verwiesen werden, welche entsprechend gelten.
Weitere Ausgestaltungen, Abwandlungen und Variationen sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann beim Lesen der Beschreibung ohne Weiteres erkennbar und realisierbar, ohne dass er dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung verlässt.
Die folgenden Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung, jedoch ohne die vorliegende Erfindung hierauf zu beschränken.
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE:

1. Bereitstellung von Aktivkohle:
- Im Hinblick auf das für die nachfolgenden Untersuchungen eingesetzte Abrasionsmittel bzw. Strahlmittel wird auf einen Aktivkohle-Produktionsrückstand zurückgegriffen, wie er beispielsweise in einem Herstellungsverfahren mit diesbezüglicher Carbonisierung und Aktivierung eines Ausgangsmaterials gemäß der WO 98/07655 A1 bzw. gemäß der DE 43 04 026 A1 bzw. gemäß der WO 2017/097447 A1 anfällt. Diesbezüglich wird insbesondere in einem Drehrohrofen, wie in der DE 10 2006 052 377 A1 beschrieben ist, unter entsprechendem Atmosphären- bzw. Gaseintrag verfahren, wobei diesbezüglich spezielle Carbonisierungsatmosphäre und spezielle Aktivierungsatmosphäre vorliegen. Im Rahmen der Verfahrensführung werden kontinuierlich Aktivkohle-Produktionsrückstände aus dem Drehrohrofen ausgetragen, wobei die diesbezügliche Menge bis zu 10 % betragen kann. Die Aktivkohle-Produktionsrückstände werden dabei insbesondere mit dem Atmosphären- bzw. Luftstrom mitgerissen und werden beispielsweise im Bereich der Wärmetauscher oder weiterer Einrichtungen der Herstellungsapparatur aufgehalten. Der entsprechende Aktivkohle-Produktionsrückstand kann gesammelt werden und einer nachfolgenden Verwendung als Abrasionsmittel bzw. als Strahlmittel in entsprechenden Strahlanwendungen bzw. Strahlverfahren zugeführt werden.
- Die entnommene und nachfolgend eingesetzte Aktivkohle ist kugelförmig und weist einen mittleren Teilchendurchmesser D50 von etwa 0,9 mm auf. Die Abriebfestigkeit beträgt nahezu 100 %. Zudem weist die Aktivkohle eine Druck- bzw. Berstfestigkeit im Bereich von 22,5 Newton bis 35 Newton, eine Rüttel- bzw. Stampfdichte im Bereich von 255 g/l bis 395 g/l, eine spezifische BET-Oberfläche im Bereich von 800 m²/g bis 2.250 m²/g, ein Gesamtporenvolumen nach Gurvich im Bereich von 0,5 cm³/g bis 2 cm³/g, einen mittleren Porendurchmesser im Bereich von 1,75 nm bis 60 nm, einen Wassergehalt bzw. Feuchtigkeitsgehalt im Bereich von 0,25 Gew.-% bis 1,5 Gew.-%, einen Aschegehalt im Bereich von 0,08 Gew.-% bis 0,3 Gew.-% sowie eine fraktale Dimension der offenen Porosität im Bereich von 2,2 bis 2,9 auf.
2. Verwendung der Aktivkohle als Strahlmittel in entsprechenden Strahlanwendungen:
- Die vorgenannte Aktivkohle wird hinsichtlich ihrer Eignung als Abrasionsmittel bzw. Strahlmittel untersucht, und zwar auf Basis einer Druckluftstrahlbehandlung entsprechender Gegenstände bzw. Werkstücke, wie nachfolgend angeführt:
  1. a) So werden insgesamt 10 Metallprobestücke (Werkstücke), welche Anhaftungen von Flugrost sowie Fett und Staub aufweisen, einer Strahlbehandlung unter Verwendung der vorgenannten Aktivkohle als Abrasions- bzw. Strahlmittel unterzogen, und zwar bei einem Strahldruck von etwa 4 bar. Die so behandelten Probestücke weisen eine nachhaltig gereinigte, d. h. von Flugrost, Fett und Staub befreite Oberfläche auf, und zwar ohne dass ein übermäßiger Materialabtrag bzw. ohne dass ein übermäßiges Anrauen der Oberfläche vorliegt. Eine mikroskopische Untersuchung der Oberfläche zeigt zudem, dass die Oberfläche nach Strahlbehandlung eine dünne Kohlenstoffschicht aufweist (welche mit bloßem Auge nicht erkennbar ist).
  2. b) Weiterhin werden 10 Metallprobestücke (Werkstücke), welche eine Lackierung aufweisen, einer entsprechenden Strahlbehandlung (Druckbeaufschlagung etwa 5 bar) unterzogen. Auch diesbezüglich zeigt sich eine effiziente Entfernung des aufgetragenen Lacks, wobei behandelte Werkstücke mit von Lack befreiten Oberflächen resultieren. Die diesbezüglichen Oberflächen sind insgesamt glatt, wobei in diesem Zusammenhang auch kein übermäßiger Materialabtrag vorliegt. Unter dem Mikroskop kann eine schichtartige Anhaftung von Kohlenstoff beobachtet werden.
  3. c) Weiterhin werden 5 Holzprobestücke, welche Anhaftungen von altem Lack sowie Harzreste aufweisen, einer entsprechenden Strahlbehandlung unterzogen (Druckbeaufschlagung etwa 3 bar). Auch hier resultiert eine optimale Entfernung der entsprechenden Lack- bzw. Harzbestandteile, und zwar ohne das Holzmaterial als solches zu beschädigen.
- Das verwendete Abrasions- bzw. Strahlmittel in Form der Aktivkohle kann anschließend einer thermischen Entsorgung bzw. Verwertung unterzogen werden.
- Die obigen Ausführungen zeigen insgesamt die hervorragende Eignung von Aktivkohle auch in Form von Aktivkohle-Produktionsrückständen, wie sie bei der Herstellung im Rahmen der Carbonisierung und Aktivierung anfallen, als Abrasions- bzw. Strahlmittel für Strahlanwendungen, wobei diesbezüglich eine Vielzahl an Materialien Oberflächen- bzw. materialschonend behandelt werden kann.

Zusammenfassend wird somit auf Basis der vorliegenden Erfindung ein effizientes und nachhaltiges Konzept für Strahlanwendungen unter Verwendung von Aktivkohle als Strahlmittel bereitgestellt, wobei auch die Wirtschaftlichkeit und die Nachhaltigkeit zugrundeliegender Verfahren zur Aktivkohleherstellung verbessert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4003324 A1 [0016]
DE 2916131 A1 [0017]
DE 102006052377 A1 [0030, 0161]
DE 10254241 A1 [0086]
WO 2004/046033 A1 [0086]
EP 1562855 B1 [0086]
US 2006148645 A1 [0086]
WO 98/07655 A1 [0091]
DE 19653238 A1 [0091]
DE 19650414 A1 [0091]
EP 0952960 A1 [0091]
US 6300276 B1 [0091]
DE 4304026 A1 [0091, 0161]
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WO 2017/097447 A1 [0091, 0161]
DE 102016101215 A1 [0091]
EP 3362407 A1 [0091]
US 2019177170 A1 [0091]
WO 9807655 A1 [0161]

Claims

Verwendung von partikulärer, insbesondere kornförmiger, vorzugsweise kugelförmiger, Aktivkohle als Abrasionsmittel, insbesondere zur mechanischen Abrasionsbehandlung (abrasiven Behandlung) von Oberflächen von festen Gegenständen, insbesondere Werkstücken, vorzugsweise als Strahlmittel (Strahlgut).
Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Aktivkohle eine absolute Partikelgröße, insbesondere einen absoluten Teilchendurchmesser, im Bereich von 0,05 mm bis 2,3 mm, insbesondere im Bereich von 0,07 mm bis 2,1 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,09 mm bis 2,0 mm, bevorzugt im Bereich von 0,15 mm bis 1,8 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,2 mm bis 1,6 mm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,25 mm bis 1,5 mm, aufweist, insbesondere wobei mindestens 80 Gew.-%, insbesondere mindestens 85 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 90 Gew.-%, bevorzugt mindestens 95 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 99 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 100 Gew.-%, der Aktivkohlepartikel, insbesondere der Aktivkohlekörner, vorzugsweise der Aktivkohlekügelchen, Partikelgrößen, insbesondere Teilchendurchmesser, in den vorgenannten Bereichen aufweisen.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Aktivkohle eine mittlere Partikelgröße, insbesondere einen mittleren Teilchendurchmesser, im Bereich von 0,06 mm bis 2,2 mm, insbesondere im Bereich von 0,08 mm bis 2 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,1 mm bis 1,9 mm, bevorzugt im Bereich von 0,2 mm bis 1,7 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,25 mm bis 1,5 mm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,3 mm bis 1,4 mm, aufweist; und/oder wobei die Aktivkohle eine mittlere Partikelgröße (D50), insbesondere einen mittleren Teilchendurchmesser (D50), im Bereich von 0,08 mm bis 2,1 mm, insbesondere im Bereich von 0,1 mm bis 1,9 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,15 mm bis 1,8 mm, bevorzugt im Bereich von 0,25 mm bis 1,6 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,3 mm bis 1,4 mm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,35 mm bis 1,3 mm, aufweist.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aktivkohle eine Abriebfestigkeit (ball pan hardness) und/oder Abriebhärte von mindestens 90 %, insbesondere mindestens 97 %, vorzugsweise mindestens 98 %, bevorzugt mindestens 99 %, besonders bevorzugt mindestens 99,5 %, ganz besonders bevorzugt mindestens 99,9 %, weiter bevorzugt von 100 %, aufweist.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aktivkohle eine Druck- und/oder Berstfestigkeit (Gewichtsbelastbarkeit) pro Aktivkohlepartikel, insbesondere pro Aktivkohlekorn, vorzugsweise pro Aktivkohlekügelchen, von mindestens 5 Newton, insbesondere mindestens 10 Newton, vorzugsweise mindestens 15 Newton, bevorzugt mindestens 20 Newton, besonders bevorzugt mindestens 22,5 Newton, aufweist; und/oder wobei die Aktivkohle eine Druck- und/oder Berstfestigkeit (Gewichtsbelastbarkeit) pro Aktivkohlepartikel, insbesondere pro Aktivkohlekorn, vorzugsweise pro Aktivkohlekügelchen, im Bereich von 5 Newton bis 60 Newton, insbesondere im Bereich von 10 Newton bis 50 Newton, vorzugsweise im Bereich von 15 Newton bis 45 Newton, bevorzugt im Bereich von 20 Newton bis 40 Newton, besonders bevorzugt im Bereich von 22,5 Newton bis 35 Newton, aufweist.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aktivkohle eine Partikelhärte, insbesondere Kornhärte, bestimmt als Mohs-Härte, von mindestens 1,5, insbesondere mindestens 1,75, vorzugsweise mindestens 2, bevorzugt mindestens 2,25, besonders bevorzugt mindestens 2,5, aufweist; und/oder wobei die Aktivkohle eine Partikelhärte, insbesondere Kornhärte, bestimmt als Mohs-Härte, im Bereich von 1,5 bis 7, insbesondere im Bereich von 1,75 bis 6, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 5,5, bevorzugt im Bereich von 2,25 bis 5,25, besonders bevorzugt im Bereich von 2,5 bis 5, aufweist.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aktivkohle eine Partikelhärte, insbesondere Kornhärte, bestimmt als Vickershärte, von mindestens 20 HV, insbesondere mindestens 30 HV, vorzugsweise mindestens 40 HV, bevorzugt mindestens 50 HV, besonders bevorzugt mindestens 60 HV, aufweist; und/oder wobei die Aktivkohle eine Partikelhärte, insbesondere Kornhärte, bestimmt als Vickershärte, im Bereich von 20 HV bis 1.500 HV, insbesondere im Bereich von 30 HV bis 1.000 HV, vorzugsweise im Bereich von 40 HV bis 800 HV, bevorzugt im Bereich von 50 HV bis 650 HV, besonders bevorzugt im Bereich von 60 HV bis 500 HV, aufweist.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aktivkohle eine Rüttel- bzw. Stampfdichte im Bereich von 100 g/l bis 1.500 g/l, insbesondere im Bereich von 125 g/l bis 1.000 g/l, vorzugsweise im Bereich von 150 g/l bis 800 g/l, bevorzugt im Bereich von 200 g/l bis 600 g/l, besonders bevorzugt im Bereich von 225 g/l bis 500 g/l, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 250 g/l bis 400 g/l, weiter bevorzugt im Bereich von 255 g/l bis 395 g/l, aufweist.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aktivkohle eine Schüttdichte (bulk density) im Bereich von 150 g/l bis 1.000 g/l, insbesondere im Bereich von 250 g/l bis 700 g/l, vorzugsweise im Bereich von 300 g/l bis 600 g/l, bevorzugt im Bereich von 300 g/l bis 550 g/l, aufweist.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aktivkohle eine spezifische BET-Oberfläche im Bereich von 350 m²/g bis 4.000 m²/g, insbesondere im Bereich von 400 m²/g bis 3.500 m²/g, vorzugsweise im Bereich von 500 m²/g bis 3.000 m²/g, besonders bevorzugt im Bereich von 600 m²/g bis 2.750 m²/g, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 700 m²/g bis 2.500 m²/g, weiter bevorzugt im Bereich von 800 m²/g bis 2.250 m²/g, aufweist.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aktivkohle ein Gesamtporenvolumen, insbesondere ein Gesamtporenvolumen nach Gurvich, im Bereich von 0,1 cm³/g bis 4 cm³/g, insbesondere im Bereich von 0,2 cm³/g bis 3,5 cm³/g, vorzugsweise im Bereich von 0,3 cm ³/g bis 3 cm³/g, bevorzugt im Bereich von 0,4 cm³/g bis 2,5 cm³/g, besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 cm³/g bis 2 cm³/g, aufweist.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aktivkohle einen mittleren Porendurchmesser im Bereich von 0,5 nm bis 100 nm, insbesondere im Bereich von 0,75 nm bis 90 nm, vorzugsweise im Bereich von 1 nm bis 80 nm, bevorzugt im Bereich von 1,5 nm bis 70 nm, besonders bevorzugt im Bereich von 1,75 nm bis 60 nm, aufweist.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aktivkohle einen Wassergehalt und/oder Feuchtigkeitsgehalt im Bereich von 0,05 Gew.-% bis 5 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 4 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,15 Gew.-% bis 3 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,2 Gew.-% bis 2 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,25 Gew.-% bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf die Aktivkohle, aufweist.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aktivkohle einen Aschegehalt von höchstens 1,5 Gew.-%, insbesondere höchstens 1 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 0,9 Gew.-%, bevorzugt höchstens 0,8 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 0,7 Gew.- %, ganz besonders bevorzugt höchstens 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,3 Gew.-%, bezogen auf die Aktivkohle, aufweist; und/oder wobei die Aktivkohle einen Aschegehalt im Bereich von 0,005 Gew.-% bis 1,5 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,02 Gew.-% bis 0,9 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,03 Gew.-% bis 0,8 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,04 Gew.-% bis 0,7 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,06 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt im Bereich von 0,08 Gew.-% bis 0,3 Gew.-%, bezogen auf die Aktivkohle, aufweist.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aktivkohle eine fraktale Dimension der offenen Porosität im Bereich von höchstens 2,9 (d.h. ≤ 2,9), insbesondere höchstens 2,89, vorzugsweise höchstens 2,85, bevorzugt höchstens 2,8, besonders bevorzugt höchstens 2,75, ganz besonders bevorzugt höchstens 2,7, aufweist; und/oder wobei die Aktivkohle eine fraktale Dimension der offenen Porosität im Bereich von 2,2 bis 2,9, insbesondere im Bereich von 2,2 bis 2,9, vorzugsweise im Bereich von 2,25 bis 2,89, bevorzugt im Bereich von 2,3 bis 2,85, besonders bevorzugt im Bereich von 2,35 bis 2,8, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 2,4 bis 2,75, weiter bevorzugt im Bereich von 2,45 bis 2,7, aufweist.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aktivkohle erhältlich ist durch Carbonisierung und gegebenenfalls nachfolgende Aktivierung eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines synthetischen und/oder nicht naturstoffbasierten Ausgangsmaterials, vorzugsweise auf Basis organischer Polymere.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aktivkohle aus einem Ausgangsmaterial auf Basis organischer Polymere, insbesondere auf Basis sulfonierter organischer Polymere, vorzugsweise auf Basis von divinylbenzolvernetztem Polystyrol, bevorzugt auf Basis von Styrol/Divinylbenzol-Copolymeren, erhalten wird, insbesondere durch Carbonisierung und nachfolgende Aktivierung des Ausgangsmaterials.
Verwendung nach Anspruch 17, wobei der Gehalt an Divinylbenzol in dem Ausgangsmaterial im Bereich von 1 Gew.-% bis 20 Gew.-%, insbesondere 1 Gew.-% bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 1,5 Gew.-% bis 12,5 Gew.-%, bevorzugt 2 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Ausgangsmaterial, liegt.
Verwendung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei das Ausgangsmaterial ein insbesondere sulfoniertes und/oder Sulfonsäuregruppen enthaltendes lonenaustauscherharz, insbesondere vom Geltyp, ist.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei als Aktivkohle eine polymerbasierte sphärische Aktivkohle (PBSAC; Polymer-based Spherical Activated Carbon) eingesetzt wird und/oder wobei die Aktivkohle eine polymerbasierte sphärische Aktivkohle (PBSAC) ist.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aktivkohle als Carbonisat und/oder Aktivat vorliegt und/oder eingesetzt wird und/oder ausgebildet ist.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aktivkohle aus Aktivkohle-Produktionsrückständen, insbesondere aus bei der Aktivkohleherstellung, vorzugsweise der Carbonisierung und/oder Aktivierung, bevorzugt in insbesondere offenen Aktivkohle-Produktionsvorrichtungen, wie Bandöfen oder Drehrohröfen, anfallenden Aktivkohle-Produktionsrückständen, gebildet ist.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Gegenstände als Metallgegenstände, Kunststoffgegenstände, Glasgegenstände, Holzgegenstände, Steingegenstände oder Betongegenstände vorliegen und/oder ausgebildet sind.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Oberflächen der Gegenstände bereichs- und/oder abschnittsweise oder aber vollständig und/oder vollflächig behandelt werden.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aktivkohle mittels eines Energieträgers insbesondere unter Druckbeaufschlagung auf die Oberflächen des Gegenstands einwirken gelassen wird, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet und/oder geführt wird, insbesondere wobei der Energieträger ausgewählt ist aus der Gruppe von gasförmigen Energieträgern, vorzugsweise Luft, und flüssigen Energieträgern, vorzugsweise Wasser, sowie deren Kombinationen und/oder insbesondere wobei der Energieträger ein gasförmiger Energieträger, bevorzugt Luft, ist; und/oder wobei die mechanische Abrasionsbehandlung als Druckluftstrahlen, insbesondere als Hochdruckluftstrahlen oder Niedrigdruckluftstrahlen, durchgeführt wird.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aktivkohle zur Behandlung der Oberflächen der Gegenstände mit einem Druck, insbesondere Strahldruck, von mindestens 1 bar, insbesondere mindestens 1,5 bar, vorzugsweise mindestens 2 bar, bevorzugt mindestens 2,5 bar, besonders bevorzugt mindestens 3 bar, auf die Oberflächen der Gegenstände einwirken gelassen wird, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet und/oder geführt wird; und/oder wobei die Aktivkohle zur Behandlung der Oberflächen der Gegenstände mit einem Druck, insbesondere Strahldruck, von höchstens 20 bar, insbesondere höchstens 15 bar, vorzugsweise höchstens 12 bar, bevorzugt höchstens 10 bar, besonders bevorzugt höchstens 8 bar, auf die Oberflächen der Gegenstände einwirken gelassen wird, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet und/oder geführt wird; und/oder wobei die Aktivkohle zur Behandlung der Oberflächen der Gegenstände mit einem Druck, insbesondere Strahldruck, im Bereich von 1 bar bis 20 bar, insbesondere im Bereich von 1,5 bar bis 15 bar, vorzugsweise im Bereich von 2 bar bis 12 bar, bevorzugt im Bereich von 2,5 bar bis 10 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 3 bar bis 8 bar, auf die Oberflächen der Gegenstände einwirken gelassen wird, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet und/oder geführt wird.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aktivkohle zur Behandlung der Oberflächen der Gegenstände für eine Zeitdauer von mindestens 1 s, insbesondere mindestens 5 s, vorzugsweise mindestens 10 s, bevorzugt mindestens 15 s, besonders bevorzugt mindestens 30 s, auf die Oberflächen der Gegenstände einwirken gelassen wird, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet und/oder geführt wird; und/oder wobei die Aktivkohle zur Behandlung der Oberflächen der Gegenstände für eine Zeitdauer von höchstens 45 min, insbesondere höchstens 30 min, vorzugsweise höchstens 20 min, bevorzugt höchstens 15 min, besonders bevorzugt höchstens 10 min, auf die Oberflächen der Gegenstände einwirken gelassen wird, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet und/oder geführt wird; und/oder wobei die Aktivkohle zur Behandlung der Oberflächen der Gegenstände für eine Zeitdauer im Bereich von 1 s bis 45 min, insbesondere im Bereich von 5 s bis 30 min, vorzugsweise im Bereich von 10 s bis 20 min, bevorzugt im Bereich von 15 s bar bis 15 min, besonders bevorzugt im Bereich von 30 s bis 10 min, auf die Oberflächen der Gegenstände einwirken gelassen wird, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet und/oder geführt wird.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, zur Entfernung von auf den Oberflächen der Gegenstände befindlichen Verunreinigungen oder unerwünschten Belägen und/oder Schichten; und/oder zur Einstellung, insbesondere zur Erhöhung oder Verringerung, der Oberflächenrauheit der Gegenstände; und/oder zur Einstellung, insbesondere Erhöhung, der Mattierung und/oder der Strukturierung der Oberflächen der Gegenstände; und/oder zum Reinigen, Entzundern, Entrosten, Entgraten, Entlacken und/oder Entschichten der Oberflächen der Gegenstände; und/oder zum Entkernen und/oder Entsanden der Oberflächen der Gegenstände, insbesondere wobei die Gegenstände in Form von Gussteilen oder Gussformen vorliegen; und/oder zur Verfestigung und/oder Verdichtung der Oberflächen der Gegenstände.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, zur Ausrüstung, insbesondere Belegung und/oder Beschichtung und/oder Dotierung und/oder Versehung, der Oberflächen der Gegenstände mit Kohlenstoff, insbesondere wobei der Kohlenstoff durch die Aktivkohle bereitgestellt und/oder von der Aktivkohle abgegeben und/oder übertragen wird, vorzugsweise beim Inkontakttreten, insbesondere Aufprallen, der Aktivkohle auf die Oberflächen der Gegenstände.
Verfahren zur mechanischen Abrasionsbehandlung (abrasiven Behandlung) von Oberflächen von festen Gegenständen, insbesondere Werkstücken, wobei bei dem Verfahren partikuläre, insbesondere kornförmige, vorzugsweise kugelförmige, Aktivkohle als Abrasionsmittel eingesetzt wird und/oder auf die zu behandelnden Oberflächen einwirken gelassen wird, vorzugsweise unter druckerzeugter Beschleunigung und/oder Bewegung der partikulären Aktivkohle und Aufprallenlassen auf die zu behandelnden Oberflächen, vorzugsweise mittels Druckluftstrahlen.
Verfahren nach Anspruch 30, wobei die Gegenstände als Metallgegenstände, Kunststoffgegenstände, Glasgegenstände, Holzgegenstände, Steingegenstände oder Betongegenstände vorliegen und/oder ausgebildet sind; und/oder
Verfahren nach Anspruch 30 oder 31, wobei die Oberflächen der Gegenstände bereichs- und/oder abschnittsweise oder aber vollständig und/oder vollflächig behandelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 32, wobei die Aktivkohle mittels eines Energieträgers insbesondere unter Druckbeaufschlagung auf die Oberflächen des Gegenstands einwirken gelassen wird, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet und/oder geführt wird, insbesondere wobei der Energieträger ausgewählt ist aus der Gruppe von gasförmigen Energieträgern, vorzugsweise Luft, und flüssigen Energieträgern, vorzugsweise Wasser, sowie deren Kombinationen und/oder insbesondere wobei der Energieträger ein gasförmiger Energieträger, bevorzugt Luft, ist; und/oder wobei die mechanische Abrasionsbehandlung als Druckluftstrahlen, insbesondere als Hochdruckluftstrahlen oder Niedrigdruckluftstrahlen, durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 33, wobei die Aktivkohle zur Behandlung der Oberflächen der Gegenstände mit einem Druck, insbesondere Strahldruck, von mindestens 1 bar, insbesondere mindestens 1,5 bar, vorzugsweise mindestens 2 bar, bevorzugt mindestens 2,5 bar, besonders bevorzugt mindestens 3 bar, auf die Oberflächen der Gegenstände einwirken gelassen wird, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet und/oder geführt wird; und/oder wobei die Aktivkohle zur Behandlung der Oberflächen der Gegenstände mit einem Druck, insbesondere Strahldruck, von höchstens 20 bar, insbesondere höchstens 15 bar, vorzugsweise höchstens 12 bar, bevorzugt höchstens 10 bar, besonders bevorzugt höchstens 8 bar, auf die Oberflächen der Gegenstände einwirken gelassen wird, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet und/oder geführt wird; und/oder wobei die Aktivkohle zur Behandlung der Oberflächen der Gegenstände mit einem Druck, insbesondere Strahldruck, im Bereich von 1 bar bis 20 bar, insbesondere im Bereich von 1,5 bar bis 15 bar, vorzugsweise im Bereich von 2 bar bis 12 bar, bevorzugt im Bereich von 2,5 bar bis 10 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 3 bar bis 8 bar, auf die Oberflächen der Gegenstände einwirken gelassen wird, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet und/oder geführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 34, wobei die Aktivkohle zur Behandlung der Oberflächen der Gegenstände für eine Zeitdauer von mindestens 1 s, insbesondere mindestens 5 s, vorzugsweise mindestens 10 s, bevorzugt mindestens 15 s, besonders bevorzugt mindestens 30 s, auf die Oberflächen der Gegenstände einwirken gelassen wird, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet und/oder geführt wird; und/oder wobei die Aktivkohle zur Behandlung der Oberflächen der Gegenstände für eine Zeitdauer von höchstens 45 min, insbesondere höchstens 30 min, vorzugsweise höchstens 20 min, bevorzugt höchstens 15 min, besonders bevorzugt höchstens 10 min, auf die Oberflächen der Gegenstände einwirken gelassen wird, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet und/oder geführt wird; und/oder wobei die Aktivkohle zur Behandlung der Oberflächen der Gegenstände für eine Zeitdauer im Bereich von 1 s bis 45 min, insbesondere im Bereich von 5 s bis 30 min, vorzugsweise im Bereich von 10 s bis 20 min, bevorzugt im Bereich von 15 s bar bis 15 min, besonders bevorzugt im Bereich von 30 s bis 10 min, auf die Oberflächen der Gegenstände einwirken gelassen wird, insbesondere auf die Oberflächen der Gegenstände geleitet und/oder geführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 35, wobei das Verfahren zur Entfernung von auf den Oberflächen der Gegenstände befindlichen Verunreinigungen oder unerwünschten Belägen und/oder Schichten durchgeführt wird; und/oder wobei das Verfahren zur Einstellung, insbesondere zur Erhöhung oder Verringerung, der Oberflächenrauheit der Gegenstände durchgeführt wird; und/oder wobei das Verfahren zur Einstellung, insbesondere Erhöhung, der Mattierung und/oder der Strukturierung der Oberflächen der Gegenstände durchgeführt wird; und/oder wobei das Verfahren zum Reinigen, Entzundern, Entrosten, Entgraten, Entlacken und/oder Entschichten der Oberflächen der Gegenstände durchgeführt wird; und/oder wobei das Verfahren zum Entkernen und/oder Entsanden der Oberflächen der Gegenstände durchgeführt wird, insbesondere wobei die Gegenstände in Form von Gussteilen oder Gussformen vorliegen; und/oder wobei das Verfahren zur Verfestigung und/oder Verdichtung der Oberflächen der Gegenstände durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 36, wobei das Verfahren zur Ausrüstung, insbesondere Belegung und/oder Beschichtung und/oder Dotierung und/oder Versehung, der Oberflächen der Gegenstände mit Kohlenstoff durchgeführt wird, insbesondere wobei der Kohlenstoff durch die Aktivkohle bereitgestellt und/oder von der Aktivkohle abgegeben und/oder übertragen wird, vorzugsweise beim Inkontakttreten, insbesondere Aufprallen, der Aktivkohle auf die Oberflächen der Gegenstände.
Partikuläres Abrasionsmittel, vorzugsweise partikuläres Strahlmittel (Strahlgut), insbesondere zur mechanischen Abrasionsbehandlung (abrasiven Behandlung) von Oberflächen von festen Gegenständen, insbesondere Werkstücken, wobei das partikuläre Abrasionsmittel in Form von partikulärer, insbesondere kornförmiger, vorzugsweise kugelförmiger, Aktivkohle ausgebildet ist und/oder vorliegt und/oder wobei das partikuläre Abrasionsmittel aus partikulärer, insbesondere kornförmiger, vorzugsweise kugelförmiger, Aktivkohle gebildet ist.
Gegenstand, insbesondere Werkstück, erhältlich durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 37 und/oder wobei der Gegenstand, insbesondere das Werkstück, durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 37 erhalten ist.
Gegenstand nach Anspruch 39, wobei der Gegenstand als Metallgegenstand, Kunststoffgegenstand, Glasgegenstand oder Holzgegenstand vorliegt und/oder ausgebildet ist; und/oder wobei der Gegenstand an dessen Oberfläche mit Kohlenstoff ausgerüstet, insbesondere belegt und/oder beschichtet und/oder dotiert und/oder versehen, ist.