DE10323337A1

DE10323337A1 - Verfahren zur Herstellung von Mineralfasermatten, -platten oder ähnlichen Gegenständen sowie Mineralfaseradsorber

Info

Publication number: DE10323337A1
Application number: DE2003123337
Authority: DE
Inventors: Helmut Schiwek
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2004-12-09
Also published as: WO2004103544A3; WO2004103544A2

Abstract

Zur Herstellung von Mineralfasermatten oder Gegenständen ist ein Verfahren vorgesehen, bei dem nach dem Aufbringen des Bindemittels dieses so ausgehärtet wird, dass eine Umweltbeeinflussung nicht eintreten kann. Das dafür geeignete Bindemittel wird nach den sogenannten Per-Sol-Gel-Verfahren hergestellt und sorgt dafür, dass die entsprechenden Produkte allen ökologischen Anforderungen in Deutschland und in anderen Ländern genügen. Die hartelastische glatte Bindung verhindert eine Beeinflussung der Umwelt und unterstützt die Kapillarwirkung der entsprechenden Adsorber vorteilhaft.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mineralfaserprodukten, insbesondere zur Aufnahme von Erdöl- und daraus hergestellten Produkten geeignete Adsorberelemente, wobei die Mineralfasern unmittelbar nach der Erzeugung mit einem Bindemittel beaufschlagt und dann zu Formteilen verdichtet und zur Aushärtung des Bindemittels gelagert und/oder erwärmt werden. Die Erfindung betrifft außerdem einen Mineralfaseradsorber bestehend aus Mineralfasern, die aus der Schmelze durch Schleudern oder Düsen erzeugt und mit einem Bindemittel beaufschlagt und dann in die Form von Matten oder Formkörpern gebracht und verdichtet sind.

Mineralfasern, insbesondere Glasfasern werden für die verschiedensten Zwecke eingesetzt, beispielsweise als Dämmmatten im Hausbau. Darüber hinaus ist es auch bekannt, Mineralfasern mit speziellen Bindemitteln kurz nach ihrer Erzeugung zu besprühen und daraus dann sogenannte Adsorberelemente herzustellen, die aufgrund ihrer Formgebung und ihrer Zusammensetzung geeignet sind, Erdöl oder sonstige Ölprodukte aufzunehmen und so lange zu speichern bis sie entsorgt oder weiter verwendet werden können. Als Bindemittel werden Stärke oder vor allem auch Harze eingesetzt, die unter Zusatz von Silikon dafür sorgen, dass Wasser nicht mit von den Adsorberelementen aufgenommen wird. Aufgrund der strengen Umweltschutzvorschriften muss dabei streng darauf geachtet werden, dass diese Bindemittel mit Wasser und insbesondere auch mit Meerwasser oder auch mit den Ölprodukten keine schädliche Verbindung eingehen, die zu einer Verseuchung des Wassers führen könnte. Aus der DE 197 45 598 A1 ist ein Bindemittel bekannt, das aus Phenol-Formaldehyd-Harz besteht und das unter Verwendung eines bestimmten Katalysators hergestellt wird. Auch dieses Bindemittel genügt den ökologischen Anforderungen an Mineralwolleharz nicht, sodass es nicht für die Herstellung insbesondere in diesem kritischen Bereich eingesetzt werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung von zur Adsorbtion von Öl oder ölhaltigen Produkten geeigneten Mineralfaserprodukten zu entwickeln sowie daraus hergestellte Matten oder Formkörper vorzuschlagen.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass auf die Mineralfasern ein Bindemittel und auch Silikon aufgesprüht wird, wozu aus Bindemittel, Silikon und anderen Zusätzen vorher eine sprühfähige Mischung erzeugt wird, dass die Mineralfasern zusammengefasst und vor oder beim Verdichten zu Matten oder strangförmigen Körpern geformt und dann insgesamt bei 150–220 °C ausgehärtet werden, woraufhin eine Endformgebung und Ablängung oder ein Zuschneiden vorgenommen wird.

Gemäß diesem Verfahren werden die Mineralfasern insbesondere die Glasfasern durch Besprühen mit einem Bindemittel in einen Zustand gebracht, der aufgrund der relativ hohen Aushärtetemperatur dafür sorgt, dass nach dem Aushärten Reaktionen zwischen Bindemittel und aufgenommenen Produkten bzw. Wasser nicht mehr auftreten können. Aufgrund dieses Verfahrens ist somit die Möglichkeit gegeben, als Adsorberelemente geeignete Mineralfaserprodukte in beliebiger Menge und beliebiger Form herzustellen und für insbesondere den Umweltschutz zur Verfügung zu stellen.

Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die bei der Endformgebung erzeugten Matten oder strangförmigen Körper vor oder unmittelbar nach dem Aushärten zur Verringerung der Dichte punktuell oder flächenmäßig verstärkt werden. Die entsprechenden Matten oder Formkörper können die notwendige Stabilität somit nicht nur durch die große Menge an Bindemittel gewährleisten, sondern auch durch ein gezieltes Zusammenfassen punktuell aufgebrachten Bindemittels. Aufgrund der reduzierten Dichte ist eine erhöhte Aufnahme von Ölprodukten oder sonstigen Produkten möglich und insbesondere ist die Möglichkeit gegeben, auch kleine Matten beispielsweise Tücher herzustellen, mit denen beispielsweise in Automobilwerkstätten gearbeitet werden kann.

Eine weitere Ausbildung sieht vor, dass die Matten an den Ecken zusätzlich in Bindemittel getaucht und dann ausgehärtet werden, wobei diese Eckenstabilisierung vor allem auch für solche Reinigungstücher oder ähnlichen Formen der Matten vorgesehen sind. Auch diese Eckenstabilisierung führt dazu, dass man insgesamt mit einer geringeren Verdichtung arbeiten kann.

Für eine punktuelle Stabilisierung der Matten oder Formkörper eignet sich insbesondere ein Verfahren, nach dem die Matten mit über ihre Fläche verteilt angeordnete, zylinderförmige Bindemittelpfropfen ausgerüstet und auf eine Dichte von unter 50–60 kg/m³ verdichtet werden. Dabei werden die einzelnen zylinderförmigen Bindemittelpfropfen so verteilt angeordnet, dass sich insgesamt über die gesamte Fläche gesehen der notwendige Zusammenhalt für die Glasfasern einstellt.

Besonders optimal ist das weiter oben beschriebene Verfahren, wenn die zylinderförmigen Bindemittelpfropfen die Oberseite mit der Unterseite der Matte verbindend angebracht und vorzugsweise injiziert werden. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die zylinderförmigen Bindemittelpfropfen auch durchgehen und damit die Ober- mit der Unterseite verbinden. Bei dieser Ausführung kann dann auch der Abstand zwischen den einzelnen Bindemittelpfropfen erhöht werden, weil wie bei einer Steppdecke sich durch diese verteilt angeordneten Bindemittelpfropfen eine hohe Stabilität der Gesamtmatte einstellt. Das Injizieren sorgt dafür, dass praktisch von der Mitte aus das Bindemittel die Bindemittelpfropfen ergebend verteilt wird.

Weiter vorn ist schon erwähnt, dass man nicht nur Matten beispielsweise für die Aufnahme von Öllachen benötigt oder gar größere Formkörper, um sie auf eine große Wasseroberfläche zu werfen und als Adsorberelemente wirken zu lassen, sondern dass man auch Tücher zur Verfügung stellen will, mit denen kleinere Reinigungsarbeiten durchgeführt werden können. Dies erreicht man gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch, dass die Mineralfasern zu Tücher von wenigen Millimetern bis 3 Zentimetern Dicke bildend zusammengefasst und dann zugeschnitten werden, woraufhin punktuelle Senkrechtverbindungen und/oder eine Rundumkantenverbindung durch Schweißen vorgenommen wird. Die Tücher weisen aufgrund der Senkrechtverbindungen eine so hohe Stabilität auf, dass sie bei der Benutzung nicht zerreißen können. Vielmehr werden die Mineralfasern durch diese Senkrechtverbindungen zu einem stabilen Gewebe zusammengebracht, wozu noch die Rundumkantenverbindung oder die Schweißnähte beitragen.

Bei den beschriebenen Tüchern wird durch weitere Verfahrensschritte sichergestellt, dass einzelne Fasern sich aus dem Verbund lösen und dann unter Umständen Probleme herbeiführen, wozu die Erfindung vorsieht, dass die Mineralfasertücher in einer öldurchlässigen Umhüllung und dann mit diese miterfassenden Senkrechtverbindungen oder der Rundumkantenverbindung versehen werden. Die Mineralfasern können dann nicht aus dieser Umhüllung heraustreten, sondern werden vielmehr zusätzlich und ohne Bindemittelzusatz zusammengehalten, wobei schon bei der Dicke von einigen Zentimetern sichergestellt ist, dass eine genügende Menge von Problemstoffen, insbesondere Öl, aufgenommen werden kann.

Auch bei diesen relativ dünnen Tüchern werden die Senkrechtverbindungen und/oder die Rundumkantenverbindungen durch Bindemittel oder Schweißen oder Nähen erreicht. Die Frage, welche Art der Verbindung gewählt wird richtet sich letztlich nach der Dicke des einzelnen Mineralfasertuches, wobei durchaus auch Kombinationen denkbar sind.

Sowohl für die Matten wie für Platten wir für Tücher oder auch für sonstige Formkörper eignen sich besonders feinfaserige Mineralfasern. Hier sieht die Erfindung vor, dass als Mineralfasern Feinstglaswolle eingesetzt wird, die wie beim sogenannten Filtermedium durch Aufschmelzen und Zerfasern von Glasstangen erzeugt wird. Diese Feinstglaswolle hat nicht nur den Vorteil, dass es sich um relativ lange Fasern handelt, sondern vor allem, dass aufgrund der feinsten Fasern ein großes Aufnahmevolumen für Öl und andere Stoffe zur Verfügung gestellt werden kann.

Als Sicherung für Pipelines oder ähnliche Leitungen eignet sich die nach dem Verfahren erzeugte, aus Mineralfasern bestehende Matte optimal. Sie werden um die Pipeline bzw. das Rohr herumgelegt, wobei diese Arbeiten dadurch erleichtert werden, dass gemäß der Erfindung die Mineralfasern auf eine Aluminiumfolie aufgebracht und dann miteinander und mit der Aluminiumfolie verbunden werden oder dass die Mineralfasern zu einer rollfähigen Matte zusammengefügt und dann auf eine Aluminiumfolie aufgebracht, vorzugsweise aufkaschiert werden. Die Aluminiumfolie dient also sowohl als Träger wie als Stabilisierungselement. Darüber hinaus bringt die Aluminiumfolie aber auch noch den Vorteil, dass sie isolierend wirkt, insbesondere zusammen mit den Mineralfasern wärmedämmend. Die Mineralfasern nehmen aber im Falle einer Beschädigung des Rohres oder der Pipeline auch noch die Adsorberfunktion wahr, d. h. sie speichern das austretende Produkt und vermeiden damit jedwede Umweltverschmutzung.

Gemäß Verfahren können aus den Glasfasern bzw. Mineralfasern Formkörper geformt werden, die aufgrund ihrer Formgebung und ihres Inhaltes geeignet sind, als Barriere bei Ölunfällen und Ähnlichem eingesetzt zu werden. Dies erreicht das Verfahren insofern, als es vorsieht, dass die strangförmigen Körper zur Erhöhung der Auflagefläche dreieckig oder quadratisch ausgeführt und eine Öleindämmungsbarriere ergebend aus Teillängen zusammengekoppelt werden. Während man bisher für diese Ölbarrieren einen mehr oder weniger kreisrunden Querschnitt vorgesehen hat und damit nur eine linienförmige Berührung mit der Öl- oder Wasseroberfläche erreichte, ist bei der dreieckigen oder quadratischen Ausführung eine sehr große Auflagefläche vorhanden, die allein schon dadurch ein noch schnelleres und sicheres Aufnehmen des Öles oder sonstigen Schadstoffes sicherstellt und darüber hinaus auch gleichzeitig verhindert, dass bei einer Wellenbewegung das Öl unter der Barriere hindurchschwappt.

Um eine solche Öleindämmungsbarriere leichter transportabel zu machen, ist es bekannt, sie aus Teilstücken zusammenzusetzen. Um dies möglichst elegant zu bewerkstelligen, sieht die Erfindung vor, dass die strangförmigen Körper von einem Netz eingefasst werden, das endseitig mit Kopplungselementen versehen wird oder mit dem Netz des Nachbarkörpers ein solches Kopplungselement zum Beispiel Reißverschluss bildend ausgeführt wird. Auch Zahnscheiben oder ein Ro-Clean mit Steckrohr können als Kopplungselemente vorteilhaft eingesetzt werden, sodass auch im Notfall eine Verlängerung oder Verkürzung der Barriere möglich wird, weil die einzelnen Teillängen leicht und schnell miteinander zu verbinden oder auch von einander zu trennen sind.

Ein Bindemittel, das aufgrund der hohen Aushärtetemperatur sich besonders gut eignet, wird gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt, wenn das Bindemittel nach dem Per-Sol-Verfahren hergestellt wird, wobei zunächst Siliciumtetrahydrid (SiH₄) – Silan – unter Zugabe von Wasser einer Hydrolyse unterzogen und zu einem gießfähigen Gel kondensiert wird, um dann unter Zugabe eines organischen Katalysators, BM-Flotte, mit Festharz aus Phenolharzlösung und Silane, Silikonölemulsion zur gleichzeitigen Staubbindung zu einem sprühfähigen Bindemittel gemischt zu werden. Dieses Per-Sol-Verfahren hat den Vorteil, dass das Siliciumtetrahydrid unter Zugabe von Wasser in die Lage versetzt wird, Atome abzugeben. Dadurch ergeben sich leicht neue Verbindungen und ein Vernetzen auch mit organischen Stoffen wird möglich, sodass sich ein extrem umweltfreundliches Bindemittel ergibt, das auch gleichzeitig so ausgehärtet werden kann, dass spätere Reaktionen mit Öl oder anderen Stoffen nicht eintreten können. Dieses Bindemittel eignet sich zur Herstellung von hydrophobierten, gebundenen Mineralfasermatten sowie zur Herstellung von gebundenen Mineralfasermatten, Mineralfaserpatten, Mineralfaserelementen und ähnlichen Mineralfaserprodukten, die vor allem zur Adsorbtion von Öl Anwendung finden sollen.

Ergänzend sieht das Verfahren vor, dass als organischer Katalysator ein Ammonsulfat in ammoniakalkalischer Lösung 1:1,2 bis 1:2,0 % verwendet und die Lösung leicht alkalisch eingestellt wird.

Neben der Umweltverträglichkeit ist es auch wichtig, dass eventuell freiwerdende Mineralfasern nicht die Bedienungsmannschaften oder sonstige Beteiligte gefährden. Dies erreicht man dadurch, dass als Mineralfasern Ki 40 oder andere krebsverdachtsfreie Fasern eingesetzt werden. Diese Art von Fasern werden auch als biolöslich bezeichnet, was besagt, dass die Mineralfaser sich im Körper nach einer gewissen Zeit durch körpereigene Flüssigkeiten auflösen.

Aus der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Mineralfaserwolle wird ein Mineralfaseradsorber hergestellt, also ein Körper oder eine Matte, die mit Öl oder ölähnlichen Produkten in Verbindung gebracht wird, sodass der Öladsorber wirksam werden kann. Ein solcher Mineralfaseradsorber besteht aus Mineralfasern, die aus der Schmelze durch Schleudern oder Düsen erzeugt und mit einem Bindemittel beaufschlagt und dann in die Form von Matten oder Formkörpern gebracht und verdichtet sind. Das dazu vor allem geeignete Bindemittel ist nach dem Per-Sol-Gel-Verfahren aus Siliciumtetrahydrid und weiteren Zusätzen hergestellt und wird wie schon erwähnt praktisch beim Erzeugen der Glasfasern auf diese aufgebracht. Um möglichst optimale Adsorber zu erhalten, sieht die Erfindung vor, dass die Matten oder Formkörper an den Ecken und/oder über die Fläche verteilt oder an den Enden aus Bindemittel bestehende Koppelstellen aufweisen. Es geht hier nicht darum, die Matten oder Formkörper mit anderen zu verbinden, sondern vielmehr sie zu stabilisieren und dies vor allem an den Ecken und im Bereich der Flächen. Eine optimal geringere Dichte kann bei diesen Adsorbern verwirklicht werden, weil sie diese zusätzlichen Stabilisierungen in den Ecken und über die Fläche verteilt aufweisen. Die Koppelstellen bestehen dabei aus Bindemittel, d. h. es wird konzentriertes Bindemittel genau in diesen Bereichen aufgebracht, beispielsweise durch das Eintauchen der Ecken. Denkbar ist es natürlich auch, durch Kunststoffnieten oder Ähnliches die einzelnen Fasern zusätzlich miteinander zu verbinden bzw. so zu koppeln, dass sich eine durchgängige flächige Matte ergibt.

Die beschriebenen Matten sollen sowohl zum Auflegen auf größere ölverschmutzte Wasserflächen verwendet werden, wie auch zu anderen Arbeiten, beispielsweise dem Säubern einer Automobilwerkstatt, wobei man immer wieder mit Öl in Verbindung kommt. Um dies zu erreichen, sieht die Erfindung vor, dass die Matten eine dem Anwendungsgebiet angepasste Dicke von wenigen Millimetern bis zu 100 und mehr Zentimetern aufweisen. Eine beispielsweise 40 oder 50 Zentimeter dicke Matte bzw. Adsorberplatte verfügt dann gleichzeitig auch über eine Steifigkeit, wenn sie an den Ecken und der Innenfläche verteilt zusätzliche Verbindungspunkte bzw. Koppelstellen aufweist. Solche Platten oder Matten können dann gut gehandhabt und beispielsweise vom Schiff auf die ölverschmutzte Wasseroberfläche geworfen werden, um dann nach dem Vollsaugen wieder aufgenommen und entsorgt zu werden. Die beschriebenen Matten oder stabilisierten Adsorberplatten werden auf die Wasseroberfläche aufgebracht, beispielsweise bei einem Tankerunfall. Zusätzlich muss aber das sich Verbreiten des Ölfilms vermieden werden, wozu Barrieren dienen, die bekannterweise auch aus Glasfasern bestehenden Formkörpern zusammengesetzt sind. Diese Formkörper weisen nach der Erfindung einen dreieckigen oder rechteckigen Querschnitt auf, sodass sie eine sehr große Berührungsfläche mit der Oberfläche bzw. der Öloberfläche sicherstellen. Bei den bekannten Barrieren mit kreisrundem Querschnitt dagegen ist nur eine linienförmige Berührung zwischen Barriere und Wasseroberfläche bzw. Öloberfläche gegeben. Diese besondere Dreieckform oder Rechteckform des Formkörpers, aus dem mit anderen zusammen die Barriere hergestellt wird, sorgt gleichzeitig auch dafür, dass bei bewegtem Wasser der Ölfilm nicht unter der Barriere hindurchschwappen kann. Vielmehr sorgt die große Auflagefläche dafür, dass das Öl genau im vorgesehenen Bereich verbleibt und dort entsorgt werden kann.

Um das Verbinden der einzelnen, die Barriere ergebenden Formkörper zu erleichtern, sieht die Erfindung vor, dass die Formkörper von einem Netz eingefasst sind, das endseitig eine Kopplung mit anderen Formkörpern ermöglichend ausgebildet ist. Würde man das Netz über alle Formkörper ziehen, wäre eine solche Verbindung auch erreicht, nur ist eine Handhabung gerade im oben beschriebenen Unglücksfall ausgesprochen schwierig, weshalb man wohl oder übel die einzelnen Formkörper als solche anliefern und dann am Einsatzort verbinden muss. Dies wird durch die beschriebene Kopplung erleichtert, wobei die Erfindung ergänzend vorsieht, dass das Netz einen Reißverschlussteil oder Zahnscheiben aufweist, die ein Ineinanderfügen bzw. Drüberstülpen durch das Netz ermöglichen, dass sich daraus die beschriebene leichte Verbindung bzw. Kopplung erreichen lässt. Denkbar ist auch die sogenannte Ro-Clean-Verbindung mit Steckrohr, wobei dann ein Abstand zwischen den einzelnen Formkörpern der Barriere verhindert ist, das aber auch beim Reißverschluss oder bei den Zahnscheiben möglich wird, insbesondere wenn das Netz entsprechend eingestellt bzw. nachspannbar ist.

Die beschriebenen Mineralfaseradsorber können auch gezielt als Speicher für Benzin und andere Ölprodukte verwendet werden, wobei sie dann eben in einen Tank oder einen ähnlichen Behälter eingefüllt sind. Bei auftretenden Belastungen soll das Austreten von Benzin oder ähnlichen Produkten verhindert werden, wobei zwar bei den beschriebenen Mineralfaserkomponenten eine gewisse Elastizität vorhanden ist, nicht aber eine, die wirklich verhindert, dass sich beim Verformen des Adsorbers nicht doch Sprit oder Benzin oder Ähnliches aus dem Gesamtadsorber herausdrückt. Dem gesamten Adsorber in einem solchen Tank oder ähnlichen Behältnis wird die notwendige Flexibilität auch bei auftreten entsprechend hoher Drücke von einer Seite gegeben, wenn die Matten oder Formkörper in einen Sack aus rissfestem Kunststoff eingefüllt sind. Bei dann auftretendem Druck ist eine Ausbreitung der Flammenfront auf ein Minimum reduziert, eben weil der Sack mit dem eingefüllten Adsorber sich entsprechend verformen kann, ohne Brennstoffe oder Öl freizusetzen.

Um die beschriebene Wirkung sicher erfüllen zu können, ist vorgesehen, dass der Sack in einen Tank oder ähnlichen Behälter einlegbar ist und dazu eine angepasste Form aufweist. Denkbar ist es, dass er im Verbindungsbereich zwischen den einzelnen Teilen des Sackes verschweißt ist oder dass der Sack mehr oder weniger als Schlauch gewebt oder sonstwie hergestellt ist und dann nur in einem Bereich, nämlich im Bereich der Einfüllöffnung nach dem Einfüllen in den Tank wieder verschlossen werden muss. Sichergestellt ist auf jeden Fall, dass sich der Sack, der mit der Wandung des Tank nicht verbunden werden muss, beim Auftreten entsprechender Belastungen verformen kann, ohne dass Sprit austreten kann. Versuche haben gezeigt, dass der Füllvorgang eines Tanks durch diesen Sack aus rissfestem Kunststoff nicht beeinträchtigt oder nur sehr unwesentlich beeinträchtigt wird. Damit ist die Möglichkeit gegeben, für Flugzeugtanks, für Tankfahrzeuge und Ähnliche einen Explosionsschutz zur Verfügung zu stellen, der die beim Absturz oder bei sonstigen Schäden auftretenden Probleme auf ein Minimum reduziert.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Verfahren zur Verfügung gestellt wird, das die Herstellung eines Öladsorbers bzw. Mineralfaseradsorbers möglich macht, das sowohl vom Verfahren wie vom Produkt her die Sicherheit bietet, allen ökologischen Anforderungen zu genügen, ohne dass es weiterer Zusätze benötigt, als vielmehr der Verwendung eines bestimmten Bindemittels und eine bestimmte Behandlung bei der Herstellung der Öladsorber, d. h. hier des Aushärtens des Bindemittels, sodass das Bindemittel bzw. die entsprechenden Zusätze keine schädlichen Verbindungen eingehen können, sondern sich vielmehr beim nachfolgenden Einsatz als Adsorber ohne Reaktion verhalten. Der Mineralfaseradsorber kann für die verschiedensten Zwecke eingesetzt werden, wobei er bei Matten und Tüchern aber auch bei Formkörpern unter Erhöhung der „Saugfähigkeit" durch gezielte Maßnahmen stabilisiert wird. Hierzu werden die Ecken in Bindemittel getaucht und dann ausgehärtet und/oder es werden aus Bindemittel bestehende Koppelstellen über die Fläche verteilt angebracht, wozu beispielsweise auch Bindemittel injiziert wird, sodass sich zylinderförmige Bindemittelpfropfen ergeben. Dieses Material, d. h. der Mineralfaseradsorber kann auch im Bereich Explosionsschutz eingesetzt werden, insbesondere auch im Flugzeugbau oder im Tankerbau, wobei durch eine besondere Umhüllung in Form eines rissfesten Kunststoffsackes dafür Sorge getragen ist, dass bei auftretender Druckbelastung das aufgenommene Produkt nicht aus dem Adsorber herausgedrückt wird, sondern dieser vielmehr sich so verformt, dass eine Ausbreitung der Flammenfront auf ein Minimum reduziert bleibt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine stabilisierte Matte,
2 eine Draufsicht auf eine stabilisierte Matte oder ein Tuch,
3 die Ausführung der Verbindung und Stabilisierung der Mineralfasern durch Nähte,
4 einen Schnitt durch einen Adsorber gem. 2,
5 einen Schnitt durch einen als Barriere geeigneten Formkörper mit rundem Querschnitt,
6 den Formkörper in dreieckigem Querschnitt,
7 einen Formkörper mit rechteckigem Querschnitt,
8 die Verbindungsstelle zwischen zwei Formkörpern mit verbindendem Reißverschluss,
9 ein Verbindungselement in Form einer Zahnscheibe,
10 einen Schnitt durch einen Tank mit sicherndem Sack und
11 einen Tank in Seitenansicht.
1 zeigt einen Mineralfaseradsorber 1 in Draufsicht, wobei deutlich ist, dass die Ecken 7, 8 durch aus Bindemittel bestehenden Koppelstellen 10', 11' zusätzlich gesichert und verstärkt sind. Die Mineralfasern 2, 3 sind mehr oder weniger ungeordnet zu einer Matte 4 zusammengefasst, wozu ein Bindemittel aufgebracht wird, das aus Siliciumtetrahydrid und Wasser besteht und dem verschiedene Stoffe zugemischt sind. Auf einer Phenolharz-Basis im Mol-Verhältnis 1:1,5 bis 1:3 mit organischem Katalysator wird das gießfähige Gel katalysiert, wobei die Lösung leicht alkalisch eingestellt ist (ph 7–8). BM-Flotte, 100 Festharz aus Phenolharzlösung + 0,1 bis 0,2 % Silane Typ A 1140, Silikonölemulsion zur Hydrophobierung ca. bis 10 % Typ VP1042 der van Wacker Chemie sowie als Staubbinder bis 10 % Öl und mit einem Katalysator Ammonsulfat in ammoniakalkalischer Lösung 1:1,2 bis 1:2,0 % führen zu einem sprühfähigen Bindemittel, das kurz nach der Herstellung der Mineralfasern 2, 3 auf diese aufgebracht wird. Durch entsprechende Formgebung werden Matten, Faserplatten, Faserelemente oder Ähnliches erzeugt, die dann verdichtet werden, um dann bei 180 bis 220 °C je nach Rohdichte in einem Trockenofen ausgehärtet werden.
Durch die besonders hohe Flexibilität der thermischen Belastung des mit dem beschriebenen Bindemittel hergestellten Adsorberelementes kann dieses ebenfalls wie weiter oben erwähnt als Explosionsschutz für Flugzeugtanks und für Tanker verwendet werden. Durch die entsprechende Temperatur entsteht eine hochelastische glatte Bindung. Die daraus entstehende Oberflächenbeschaffenheit beeinflusst die Kapillarwirkung zusätzlich sehr positiv.
Während in den 1 und 2 dargestellt ist, wie mit Hilfe von Koppelstellen 10', 11' bzw. 10, 11 in den Ecken 7, 8 eine Stabilisierung einer Matte 4 erreicht wird, zeigt 3 eine Matte 4, die mit entsprechenden Nähten 14 versehen und stabilisiert ist. Das in 3 dargestellt Mattenprodukt ist ein Tuch 6, das sich insbesondere als Aufwischtuch optimal eignet, weil es Öl und Ölreste sicher aufnimmt und auch für andere Reinigungszwecke vorteilhaft eingesetzt werden kann.
Der in 4 dargestellte Formkörper 5 zeichnet sich dadurch aus, dass die Ecken 7, 8 entsprechende Verstärkungen bzw. Koppelstellen 10', 11' aufweisen. Außerdem sind Koppelstellen 10, 11 für notwendig befunden worden, die sich über die Fläche 9 gleichmäßig verteilen. Diese Koppelstellen 10, 11 in Form von Bindemittelpfropfen verbinden die Ober- und die Unterseite 13, 13', sodass sich insgesamt ein sehr stabiler Formkörper 5 erreichen lässt.
5 zeigt eine Barriere 22 mit einem kreisrunden Querschnitt, während die 6 und 7 eine Barriere 22 mit dreieckigem bzw. rechteckigem Querschnitt wiedergeben. Die Barriere 22 ist jeweils von einem Netz 15 umgeben, das dazu da ist, die einzelnen Matten 4 bzw. Formkörper 5 zusammenzuhalten, aber auch dazu, um an den Enden 12 Koppelelemente anzubringen und zwar in Form einer Zahnscheibe 16 oder eines Reißverschlusses 17. Der Reißverschluss 17 ist nur angedeutet, wobei hier deutlich wird, dass die Enden 12, 12' dadurch so fixiert sind, dass der Abstand zwischen den beiden Formkörpern 5, 5' sehr gering bleibt.
8, die zwei miteinander verbundene Formkörper 5 bzw. Barrieren 22 wiedergibt, zeigt 9 eine Zahnscheibe 16, die mit Zahnelementen 23 und/oder Nadelelementen 24 ausgerüstet ist, um so die Verbindung mit dem Netz 15 auf einfache Art und Weise zu erreichen.
10 und 11 zeigen einen Tank 18, der mit Mineralfaseradsorbern 1 bzw. Mineralfasern 2, 3 gefüllt ist. Dabei sind diese in einen Sack 19 aus reißfestem Kunststoff eingebettet bzw. eingefüllt, sodass bei Druckeinwirkung das einmal aufgenommene und gespeicherte Produkt nicht ohne weiteres herausgedrückt wird, sondern sich der Sack 19 und der gesamte Inhalt entsprechend verformt. Nach 11 ist der Einfüllstutzen dem oberen Teil des Tanks 18 zugeordnet, während der Entleerungsstutzen 21 im Bereich des Bodens vorgesehen ist. Der Brennstoff oder das sonstige Produkt wird dementsprechend über den Einfüllstutzen 20 in den Tank 18 hineingedrückt, wobei eventuell die Luft über den gleichen Stutzen 20 entweichen kann. Der Entleerungsstutzen 21 ist dann verschlossen, sodass sich der innere Kern 25 des Tanks 18 sehr schnell vollsaugt und das einmal aufgenommene Produkt auch „festhält". Erst durch Eindrücken von Luft oder einem Gas oder ähnlichen Maßnahmen kann das eingefüllte Produkt aus dem Sack 19 und den Tank 18 über den Entleerungsstutzen 21 herausgedrückt werden. Damit stellt dieser Sack 19 mit seiner Füllung gleichzeitig einen Explosionsschutz dar, weil durch die Abdichtung und die Formgebung und die Verformungsmöglichkeit die Sicherheit gegeben ist, dass die Flammenfront bei auftretenden Belastungen nicht unnötig und gefährdend ausbreiten kann.
Alle genannten Merkmale, auf die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Mineralfaserprodukten, insbesondere zur Aufnahme von Erdöl- und daraus hergestellten Produkten geeignete Adsorberelemente, wobei die Mineralfasern unmittelbar nach der Erzeugung mit einem Bindemittel beaufschlagt und dann zu Formteilen verdichtet und zur Aushärtung des Bindemittels gelagert und/oder erwärmt werden, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Mineralfasern ein Bindemittel und auch Silikon aufgesprüht wird, wozu aus Bindemittel, Silikon und anderen Zusätzen vorher eine sprühfähige Mischung erzeugt wird, dass die Mineralfasern zusammengefasst und vor oder beim Verdichten zu Matten oder strangförmigen Körpern geformt und dann insgesamt bei 150–220 °C ausgehärtet werden, woraufhin eine Endformgebung und Ablängung oder ein Zuschneiden vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Endformgebung erzeugten Matten oder strangförmigen Körper vor oder unmittelbar nach dem Aushärten zur Verringerung der Dichte punktuell oder flächenmäßig verstärkt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matten an den Ecken zusätzlich in Bindemittel getaucht und dann ausgehärtet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matten mit über ihre Fläche verteilt angeordnete, zylinderförmige Bindemittelpfropfen ausgerüstet und auf eine Dichte von unter 50–60 kg/m³ verdichtet werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zylinderförmigen Bindemittelpfropfen die Oberseite mit der Unterseite der Matte verbindend angebracht und vorzugsweise injiziert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mineralfasern zu Tüchern von wenigen Millimetern bis 3 Zentimetern Dicke bildend zusammengefasst und dann zugeschnitten werden, woraufhin punktuelle Senkrechtverbindungen und/oder eine Rundumkantenverbindung durch Schweißen vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mineralfasertücher in einer öldurchlässigen Umhüllung und dann mit diese miterfassenden Senkrechtverbindungen oder der Rundumkantenverbindung versehen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Senkrechtverbindungen und/oder die Rundumkantenverbindungen durch Bindemittel oder Schweißen oder Nähen erreicht werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Mineralfasern Feinstglaswolle eingesetzt wird, die wie beim sogenannten Filtermedium durch Aufschmelzen und Zerfasern von Glasstangen erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mineralfasern auf eine Aluminiumfolie aufgebracht und dann miteinander und mit der Aluminiumfolie verbunden werden oder dass die Mineralfasern zu einer rollfähigen Matte zusammengefügt und dann auf eine Aluminiumfolie aufgebracht, vorzugsweise aufkaschiert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die strangförmigen Körper zur Erhöhung der Auflagefläche dreieckig oder quadratisch ausgeführt und eine Öleindämmungsbarriere ergebend aus Teillängen zusammengekoppelt werden.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die strangförmigen Körper von einem Netz eingefasst werden, das endseitig mit Kopplungselementen versehen wird oder mit dem Netz des Nachbarkörpers ein solches Kopplungselement zum Beispiel Reißverschluss bildend ausgeführt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel nach dem Per-Sol-Verfahren hergestellt wird, wobei zunächst Siliciumtetrahydrid (SiH₄) – Silan – unter Zugabe von Wasser einer Hydrolyse unterzogen und zu einem gießfähigen Gel kondensiert wird, um dann unter Zugabe eines organischen Katalysators, BM-Flotte, mit Festharz aus Phenolharzlösung und Silane, Silikonölemulsion zur gleichzeitigen Staubbindung zu einem sprühfähigen Bindemittel gemischt zu werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als organischer Katalysator ein Ammonsulfat in ammoniakalkalischer Lösung 1:1,2 bis 2,0 % verwendet und die Lösung leicht alkalisch eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Mineralfasern Ki 40 oder andere krebsverdachtsfreie Fasern eingesetzt werden.
Mineralfaseradsorber bestehend aus Mineralfasern (2, 3), die aus der Schmelze durch Schleudern oder Düsen erzeugt und mit einem Bindemittel beaufschlagt und dann in die Form von Matten (4) oder Formkörpern (5) gebracht und verdichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Matten (4) oder Formkörper (5) an den Ecken (7, 8) und/oder über die Fläche (9) verteilt oder an den Enden (12) aus Bindemittel bestehende Koppelstellen (10, 11) aufweisen.
Mineralfaseradsorber nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Matten (4) eine dem Anwendungsgebiet angepasste Dicke von wenigen Millimetern bis zu 100 und mehr Zentimetern aufweisen.
Mineralfaseradsorber nach Anspruch 16 und/oder Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkörper (5) einen dreieckigen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen.
Mineralfaseradsorber nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkörper (5) von einem Netz (15) eingefasst sind, das endseitig eine Kopplung mit anderen Formkörpern (5) ermöglichend ausgebildet ist.
Mineralfaseradsorber nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz (15) einen Reißverschlussteil oder Zahnscheiben (16) aufweist.
Mineralfaseradsorber bestehend aus Mineralfasern (2, 3), die aus der Schmelze durch Schleudern oder Düsen erzeugt und mit einem Bindemittel beaufschlagt und dann in die Form von Matten (4) oder Formkörpern (5) gebracht und verdichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Matten (4) oder Formkörper (5) in einen Sack (19) aus rissfestem Kunststoff eingefüllt.
Mineralfaseradsorber nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Sack (19) in einen Tank (18) oder ähnlichen Behälter einlegbar ist und dazu eine angepasste Form aufweist.