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Die
Erfindung betrifft ein Bindemittel zur Aufnahme von Flüssigkeiten,
insbesondere von flüssigen Chemikalien.
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Der
Einsatz von absorbierenden Materialien zur Aufnahme von unbeabsichtigt
freigesetzten (z.B. durch Unfälle)
flüssigen
Chemikalien und petrochemischen Produkten, wie Mineralöl, Benzin,
Diesel und dergl., hat unverändert
große
Bedeutung, die mit dem globalen Frachtverkehr stetig zunimmt.
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Es
handelt sich dabei um feste Stoffe, die geeignet sind, Schadstoffe,
die vorwiegend in flüssiger
Form vorliegen, so aufzunehmen, dass damit Gefahren im Sinne des
Arbeits- und Umweltschutzes, hinsichtlich der Verschleppung in Wasser
oder Böden
und damit zu Menschen, Tieren, Pflanzen oder schätzenswerten Gütern gemindert
werden. Zudem ermöglichen
sie die effektive Handhabung und den Transport der Schadstoffe in fester
Form. Absorbierende Materialien, im Folgenden als Bindemittel bezeichnet,
sind aus dem Stand der Technik bekannt.
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So
ist in der
DE 2 229 361 ein
Granulat aus hydrophobem PUR-Hartschaum, das ölige Bestandteile schwammartig
aufsaugt, offenbart.
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In
der
AT 204 967 ist ein
Verfahren zur Bindung von Erdöl,
Erdölderivaten
und Pflanzenölen
auf Wasseroberflächen
mittels Polymeren in Form von Fibriden, Fasern oder Vliesen, beschrieben.
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Gegenstand
der
DE 101 04 259 ist
ein ölabsorbierendes
Bindemittel mit Polypropylen als Basismaterial und 0,5 Gew.-% Popcorn,
wobei Polypropylen und Popcorn als Granulat vorliegen.
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In
der
DE 41 27 823 ist
ein Adsorbens zur Beseitigung gasförmiger und flüssiger chemischer
Schadstoffe, wie Öl,
Benzin oder anderen Kohlenwasserstoffen, offenbart, das aus mechanisch
zerkleinerten und zu einem Flauschstoff aufbereiteten Zigarettenfiltern
und/oder deren festen Ausgangs- und/oder Zwischenprodukten hergestellt
ist. Das Adsorbens wird mit einem Bindemittel gebunden und zu einem
saugfähigen
Formkörper,
insbesondere zu Flocken, Granulat, Körnern oder Pulver verarbeitet.
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Die
DE 44 17 503 betrifft ein
Faserstoffmaterial, das bei der Papierherstellung anfällt und
als Saugmittel für Öle, Lacke
und Farben verwendet werden kann.
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In
der
DE 10 2006 021 525 ist
ein Schwamm offenbart, der an seiner Außenfläche mit einem Wirkstoff beaufschlagt
ist oder aus einem Wirkstoff besteht, der im Wasser schwebende Schadstoffe
aufnimmt und chemisch und/oder physikalisch bindet. Bei dem Wirkstoff
handelt es sich um einen anorganischen Schaum wie z.B. Schaumglas
und/oder Koks und/oder aufgeschäumtes
Aluminium.
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In
der
DE 198 49 427 ist
ein Verfahren zur Entfernung ölartiger
Verschmutzungen auf festen Flächen und
auf Wasseroberflächen
beschrieben, bei dem Lederfasern aus Recyclingmaterial in Form von
Presslingen zur Einsatzstelle transportiert und dort aufgefasert
und auf der ölverschmutzten
Fläche
verteilt und in vollgesogenem Zustand entfernt werden.
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Gemäß der
DE 199 54 643 wird ein Ölbindemittel
aus faserbildenden Proteinen und Mikroorganismen eingesetzt, wobei
die faserbildenden Proteine in Granulatform umgewandelt und mittels
chemischer Verbindungen hydrophobiert worden sind.
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In
der
DE 202 08 950
U1 ist ein Ölbindestoff
aus nachwachsenden Rohstoffen offenbart, der aus zerkleinertem Laub-/Blattabfall
durch ein Agglomerationsverfahren, wie Zusammenpressen, Extrudieren
und/oder Pelletieren erzeugt wird. In einer Ausgestaltung enthält der Ölbindestoff
als Binder bzw. Klebemittel Methyl- oder Carboxymethylcellulose, die die
Pellets in Form hält.
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In
der
DE 297 05 010
U1 ist ein Bindemittel für Öle und flüssige Chemikalien, petrochemische
Produkte, Pflanzenöle,
organische Lösungsmittel,
Lacke, Farben und andere flüssige
Chemikalien offenbart, wobei das Bindemittel aus einer Mischung
aus Gummimehl und zerkleinerten Kunststoffschäumen sowie gegebenenfalls weiteren
saugfähigen
pulver- oder faserförmigen
Materialien besteht, die durch einen Klebstoff zu schwimmfähigem Granulat,
Pellets oder Formteilen vebunden sind. In einer Ausgestaltung enthält das Bindemittel
als Mischungsbestandteile Papier, Pappe oder Textilvlies.
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In
der
DE 10 2004 024 134 ist
eine absorbierende Textilstruktur aus einem Verbundstoff mit umhülltem Saugkern
beschrieben, die eine hohe Absorptions leistung für Öle, Emulsionen, Chemikalien
sowie andere Wasser- und Bodenschadstoffe aufweist und insbesondere
als Saugmatte oder für
Putztücher
verwendet wird. Hierbei besteht der Saugkern aus Mono- oder Bikomponenten-Filamenten, vorzugsweise
aus Polypropylen oder Polyethylen.
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Gegenstand
der
EP 0 649 895 ist
eine Saugmatte zur Aufnahme öliger
und wässriger
Flüssigkeiten, die
einen von einer flüssigkeitsdurchlässigen Umhüllung umgebenen
Kern aus einem saug- und speicherfähigen Werkstoff enthält. Der
Kern besteht aus einem textilen Faser-Vliesstoff aus etwa 70 bis
80 % Polypropylen und 30 bis 20 % Viskose.
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Die
Wirkung von Bindemitteln beruht in der Regel auf Sorption, also
der Anreicherung von Stoffen an den Grenzflächen fester und gas- bzw. dampfförmiger Stoffe
oder an den Grenzflächen
fester und flüssiger Stoffe.
Bei der Absorption wird der Stoff im Volumen eines Bindemittels
(das dann Sorbens genannt wird) intensiv aufgenommen, dies ist im
allgemeinen mit einer Volumenvergrößerung des sorbierenden Mediums
verbunden.
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Das
Absorptionsvermögen
eines Bindemittels ist durch die Größe der äußeren und inneren Oberfläche, sowie
durch die Absorptionskraft für
den jeweiligen Schadstoff bestimmt. So wird z.B. für die Aufnahme von Öl Polypropylen
als Granulat oder in Kissenform eingesetzt. Aber auch Silikate und
Polyurethane werden je nach Anwendungsgebiet als Pulver oder Granulat
verwendet. Die Bindemittel für Öl werden
je nach Anwendungsgebiet in die Klassen I bis IV eingeteilt (Richtlinie
LTwS-Nr. 27 "Anforderungen
an Ölbinder", herausgegebenen
vom deutschen Umweltbundesamt). Bindemittel der Klasse I und IV
sind besonders geeignet für
den Einsatz auf Gewässern,
während
jene der Klasse II im allgemeinen auf Land, aber auch auf kleineren
Gewässern
(z.B. Bächen)
und jene der Klasse III bei Schadensfällen im industriellen und gewerblichen
Bereich eingesetzt werden.
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Zur
Vermeidung von Staubbelästigungen
des Einsatzpersonals sowie Verlusten durch Windverwehung, die zu
einem erschwerten Bergen des mit Öl aufgesogenen Bindemittels
führen,
wurde der Feinkornanteil (Körnung
kleiner 0,125 mm) von Bindemitteln für Öl auf kleiner 10 % festgelegt,
wodurch die äußere Oberfläche begrenzt
wird.
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Bevor
für ein
Bindemittel eine Zulassung erteilt wird, muss seine arbeitsmedizinische
Unbedenklichkeit und Umweltverträglichkeit
nachgewiesen werden. Zudem müssen
Bindemittel folgende Anforderungen erfüllen:
- – Mindesthaltbarkeit
(Lagerstabilität),
- – unter
gewöhnlichen
Lagerbedingungen keine Freisetzung von leicht brennbaren oder entzündlichen
Substanzen,
- – frei
von gesundheitsschädigenden
Bestandteilen,
- – keine
Beeinträchtigung
der physikalischen, chemischen und biologischen Beschaffenheit des
Wassers und des Bodens und
- – frei
von Klumpen und Fremdkörpern.
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Bindemittel
für unpolare
organische Flüssigkeiten,
die auf Wasser aufschwimmen, werden ebenfalls als Öl-Bindemittel
bezeichnet und gemäß der bereits
eingangs erwähnten
Richtlinie LTwS-Nr. 27 den vier Klassen bzw. Typen zugeordnet, wobei
die Menge bzw. das Volumen des Bindemittels auf das Volumen der
aufzunehmenden Flüssigkeit
bezogen ist.
Öl-Bindemittel | Einsatzgebiet | Bedarf
an Ölbindemittel
(bezogen auf Flüssigkeit) |
Typ I | Ölbinder
mit besonderer Eignung für
den Einsatz auf allen Gewässern,
aber auch für
Gewerbe und Industrie. An diesen Typ werden besonders hohe Anforderungen hinsichtlich
Schwimmfähigkeit und Ölbindevermögen gestellt. | max. 350 Vol.-% |
Typ II | Ölbinder
für den
kurzzeitigen Einsatz auf kleineren Gewässern sowie auf festem Land,
auch für
Gewerbe und Industrie. An die Schwimmfähigkeit und das Ölbindevermögen werden
geringere Anforderungen gestellt als bei Typ I. | max. 600 Vol.-% |
Öl-Bindemittel | Einsatzgebiet | Bedarf
an Ölbindemittel
(bezogen auf Flüssigkeit) |
Typ III | Ölbinder
für besonderen
Bedarf auf festem Untergrund und Verkehrsflächen, ebenfalls für Gewerbe
und Industrie geeignet. Dieser Bindertyp muss nicht wasserabweisend
oder schwimmfähig
sein. | max. 350 Vol.-% |
Typ IV
a) trocken
b)wassergesättigt | Ölbinder
mit besonderer Form für den
Einsatz auf Gewässern,
die nach Gebrauch eine vollständige Bergung
erleichtert oder für
vorbeugende Maßnahmen
besonders geeignet ist. Ölbinder
dieses Typs bestehen aus Materialien, deren Leistungsdaten (Ölbindevermögen) denen
des Typs I entsprechen. | a) max 350 Vol.-%
b)
max 385 Vol.-% |
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Bindemittel,
die für
den Einsatz auf Verkehrsflächen
bestimmt sind, müssen
ein definiertes Griffigkeitsmaß haben,
das mit einem SRT-Gerät
(Portable Skid Resistance Tester) bestimmt wird.
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Das
Aufnahmevermögen
der meisten Granulate, die z.B. als Öl-Bindemittel vom Typ III eingesetzt
werden, liegt bei weniger als 100 % ihres Eigengewichts. Um das
Aufnahmevermögen
eines solchen Granulats zu erhöhen,
müsste
die äußere Oberfläche, d.h.
die Feinheit des Granulats, erhöht
werden. Die hiermit einhergehende vermehrte Staubbildung und Beeinträchtigung
für Mensch
und Umwelt schließt
diese Maßnahme
jedoch aus. Alternativ wurde versucht, das Aufnahmevermögen durch
Flächengebilde,
wie Fasern aus Baumrinden, Platten aus Granulat oder Matten aus
Braunkohlengranulat mit Baumwollgewebe, zu erhöhen. Diese Versuche führten jedoch
nicht zum gewünschten
Erfolg. Lediglich mit Rollen-, Schlauchkissen- und Vliesformen aus
Polypropylen gelang es, die Ölaufnahmefähigkeit
auf bis zu 6,5 l pro kg Bindemittel zu erhöhen. Derartige Bindemittel
aus Polypropylen können
allerdings nur durch Verbrennung entsorgt werden. Ein weiterer Nachteil
besteht darin, daß verwehtes
Bindemittel aus Polypropylen nicht verrottet und dementsprechend
die Umwelt langfristig belastet.
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Aufgabe
der Erfindung war es deshalb, ein Material bereitzustellen, das
ein hohes Aufnahmevermögen
für lipophile
Flüssigkeiten
(z.B. Öl),
für flüssige Chemikalien,
wie Alkohole, Lösungsmittel
oder Laugen, sowie für
hydrophile Flüssigkeiten,
wie wasserbasierte Emulsionen, Dispersionen und dergleichen aufweist und
in der Natur verrottet, ohne die Umwelt zu belasten.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein Bindemittel zur Aufnahme von Flüssigkeiten, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß es
Flocken aus cellulosischem Schwammtuchmaterial umfaßt. Vorzugsweise
besteht das Bindemittel zu mehr als 50 Gew.-% aus den Flocken, besonders
bevorzugt zu mehr als 90 Gew.-%, speziell zu 100 Gew.-%.
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Die
Flocken in dem erfindungsgemäßen Bindemittel
weisen ein Aufnahme- und Bindevermögen für Flüssigkeiten von größer 100
Gew.-%, bevorzugt von größer 200
Gew.-% und besonders bevorzugt von größer 400 Gew.-%, bezogen auf
sein Eigengewicht, auf.
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Insbesondere
eignet sich das Bindemittel zur Aufnahme von organischen Kohlenwasserstoffen,
mineralischen und synthetischen Ölen,
Hydrauliköl,
Bremsflüssigkeit,
Dieselkraftstoff, Benzin, Ethanol, Methanol, Ethylenglykol, Triethanolamin,
Natronlauge, Chlorbleichlauge, Ammoniak, Harnstofflösung oder
Dispersionsfarbe.
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Die
Flocken des Bindemittels haben einen mittleren Durchmesser von mindestens
0,5 bis 10 mm, bevorzugt von 0,5 bis 4 mm, wobei 90 % der Flocken
einen äquivalenten
Durchmesser von größer 0,125
mm aufweisen. Hierbei entspricht der äquivalente Durchmesser einer
Flocke dem Durchmesser einer Kugel, die das gleiche Volumen wie
die Flocke einnimmt.
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Die
nachfolgende Tabelle zeigt eine bevorzugte Größenverteilung:
Größenverteilung
der Schwammtuch-Flocken in Gew.% |
> 4,0 mm | 8,3
Gew.-% |
4,0–0,5 mm | 86,8
Gew.-% |
0,5–0,125 mm | 3,7
Gew.-% |
< 0,125 mm | 1,2
Gew.-% |
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Das
cellulosische Schwammtuchmaterial, das in dem erfindungsgemäßen Bindemittel
in Form von Flocken vorliegt, hat in trockenem Zustand eine Dichte
im Bereich von 0,04 bis 0,15 g/cm3, bevorzugt
von 0,05 bis 0,09 g/cm3 und besonders bevorzugt
von 0,06 bis 0,07 g/cm3.
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Wenn
das erfindungsgemäße Bindemittel
neben den Flocken aus dem (gegebenenfalls vorbefeuchteten) cellulosischen
Schwammtuchmaterial noch weitere Bestandteile (die in der Regel
ebenfalls als Bindemittel wirken) enthält, dann sollte deren Größe, Form
und Dichte nicht zu stark abweichen, um ein Entmischen zu vermeiden.
Die weiteren Bestandteile sind bevorzugt ebenfalls organischer Natur,
damit das Bindemittel nach der Aufnahme der Flüssigkeit in einer Müllverbrennungsanlage
vollständig
verbrennt. Sie sollten außerdem
biologisch abbaubar und frei von unerwünschten Elementen, wie Chlor
oder Schwefel, sein. Beispiele für
weitere Bestandteile sind die in der Einleitung genannten Faser-Vliesstoffe
aus Polypropylen und Viskose, Polyurethanschaum-Flocken, Torf- oder Baumrindestücke.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung enthält das cellulosische
Schwammtuchmaterial des Bindemittels ein Verstärkungsmaterial, z.B. in Form
von Fasern oder eines Netzes. Insbesondere handelt es sich bei dem
Verstärkungsmaterial
um Baumwolle, Viskose, Hanf, Flachs, Jute und/oder Kunststoff, wie PET,
PA, PE oder PP.
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Der
Durchmesser der Poren des cellulosischen Schwammtuchmaterials beträgt maximal
1,5 mm, bevorzugt 0,1 bis 1,2 mm, besonders bevorzugt 0,3 bis 1,0
mm. Zudem weist das cellulosische Schwammtuchmaterial eine spezifische
innere Oberfläche
auf, für
die sich ein nomineller Wert im Bereich von 500 bis 4500 cm2/g, bevorzugt von 700 bis 2000 cm2/g, bestimmen läßt (der nominelle Wert läßt sich
z.B. anhand der Korngrößenverteilung
des verwendeten Porenbildners ermitteln).
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In
einer Weiterbildung der Erfindung sind mehr als 10 Gew.-%, bevorzugt
mehr als 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 50 bis 100 Gew.-% der (trockenen)
Flocken mit einem Befeuchtungsmittel imprägniert. Insbesondere wird Wasser
oder eine wässrige
Lösung
eines hygroskopischen Salzes wie MgCl2 als Befeuchtungsmittel verwendet.
Bevorzugt beträgt
die Menge an Befeuchtungsmittel 20 bis 150 Gew.-%, bevorzugt 50
bis 120 Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht des cellulosischen
Schwammtuchmaterials.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist das Bindemittel mit einer oberflächenaktiven
Substanz mit einem HLB-Wert (hydrophilic-lipophilic-balance) im
Bereich von 1 bis 5, bevorzugt von 2 bis 4, imprägniert.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung
des erfindungsgemäßen Bindemittels
bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein Verfahren, das die folgenden drei Schritte umfasst:
- (a) Erzeugen eines Formkörpers aus cellulosischem Schwammtuchmaterial
nach einem Viskose- oder Aminoxid-Verfahren, wobei eine cellulosische
Rohmasse, die eine Celluloselösung,
einen Porenbildner und gegebenenfalls Additive und Verstärkungsmaterial
enthält,
geformt und regeneriert wird;
- (b) optionales Nachbehandeln des Formkörpers; und
- (c) mechanisches Zerkleinern des Formkörpers zu Flocken.
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Cellulosisches
Schwammtuchmaterial ist seit langem bekannt; es wird allgemein nach
dem sogenannten Viskoseverfahren hergestellt. Dabei wird zunächst Zellstoff,
insbesondere Holzzellstoff, mit Natriumhydroxid und Schwefelkohlenstoff
in eine alkalische Cellulosexanthogenatlösung, die sogenannte Viskoselösung, übergeführt. Gegebenfalls
werden der gereiften Viskoselösung
Baumwollkämmlinge,
beigemengt. Das geschieht im allgemeinen mit Hilfe eines Kneters.
Anstelle der Baumwollkämmlinge
bzw. -fasern können
als Verstärkungsmaterialien
auch Viskosefasern dienen. Anschließend wird ein Porenbildner,
insbesondere ein wasserlösliches
anorganisches Salz mit einem Schmelzpunkt unterhalb der Temperatur
des Koagulationsbades, besonders bevorzugt Glaubersalz (= Natriumsulfat-Decahydrat),
hinzugefügt
und gleichmäßig vermischt.
Gegebenen falls kann die Masse durch Zugabe von Farbpigmenten oder
Farbstoffen eingefärbt
werden. Diese Schwammtuch-Rohmasse wird dann auf einen Träger, beispielsweise
ein gelochtes Endlosband, in der gewünschten Schichtdicke aufgetragen.
Die Regenerierung, d.h. die Wiederausfällung, der Cellulose erfolgt dann
im allgemeinen in einem erwärmten,
alkalischen Koagulationsbad. Sie kann auch in einem sauren Medium,
beispielsweise verdünnter
Schwefelsäure,
durchgeführt
werden. Bei der Wiederausfällung
der Cellulose wird die innere Verstärkung in das Schwammtuchmaterial
eingebunden.
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Glaubersalz
hat einen sehr niedrigen Schmelzpunkt. Daher wird es in dem Koagulationsbad,
das typischerweise eine Temperatur von 90 bis 103 °C aufweist,
aufgeschmolzen und herausgelöst.
Anstelle der Salzkristalle bleiben Poren und Hohlräume entsprechender
Größe zurück. Schließlich wird
das Schwammtuch ausgewaschen, um es von Salzresten und anhaftenden
Reaktionsprodukten zu befreien. Nach dem Trocknen wird es in schmale
Bahnen geschnitten, die aufgerollt werden. Die Rollenware kann dann
mechanisch zu Flocken der gewünschten
Größe gehäckselt werden.
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Anstelle
eines nach dem Viskoseverfahren hergestellten cellulosischen Schwammtuches
auf Basis von regenerierter Cellulose kann als Ausgangsmaterial
auch ein nach dem Aminoxid-Verfahren hergestelltes Schwammtuch auf
Basis von gefällter
Cellulose dienen. Dabei wird die Cellulose in wäßrigem Aminoxid, vorzugsweise
in N-Methyl-morpholin-N-oxid (NMMO)-Monohydrat, gelöst. Die
Cellulose wird dabei rein physikalisch gelöst, sie liegt nicht in derivatisierter
Form vor wie beim Viskoseverfahren. Die NMMO/Cellulose kann ebenso
mit Porenbildnern und Verstärkungsmaterialien,
insbesondere Baumwoll-Kämmlingen,
vermischt und zu einer Schicht geformt werden, die dann ein Fällbad durchläuft (das
allgemein eine verdünnte
wäßrige NMMO-Lösung enthält). Wegen
des höheren
Schmelzpunkts wird hierbei als Porenbildner wasserfreies Natriumsulfat
anstelle von Natriumsulfat-Decahydrat
bevorzugt.
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Bekannt
sind auch Schwammtücher,
die aus modifizierter Cellulose und natürlichen und/oder synthetischen
Fasern hergestellt werden, wobei die Cellulose in dekristallisierter
Form vorliegt und ihre Hydroxylgruppen mit Acetylgruppen modifiziert
sind. Der Durchschnittssubstitutionsgrad beträgt 0,2 bis 1,5. Als Lösungsmittel
wird bei der Herstellung der Schwammtücher Dimethylsulfoxid oder ein
Gemisch von Dimethylsulfoxid und Lithiumchlorid, N-Methyl-morpholin-N-oxid
oder ein Gemisch von Dimethylacetamid und Lithiumchlorid eingesetzt.
Diese Schwammtuchmaterialien sind aufgrund des speziellen Cellulosematerials
(Celluloseacetat) vergleichsweise teuer in der Herstellung.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
des Verfahrens werden der cellulosischen Rohmasse oberflächenaktive
Substanzen mit einem HLB-Wert (hydrophilic-lipophilic-balance) im Bereich von 1
bis 5, bevorzugt von 2 bis 4, zugesetzt.
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Gegebenenfalls
wird das cellulosische Schwammtuchmaterial im Schritt (b) mit Wasser
und/oder mit oberflächenaktiven
Substanzen mit einem HLB-Wert (hydrophilic-lipophilic-balance) im
Bereich von 1 bis 5, bevorzugt von 2 bis 4 imprägniert. Dazu geeignet sind
beispielsweise quartäre
Ammoniumsalze mit 8 bis 20 Kohlenstoffatome in jeder Alkylkette,
beispielsweise Didecyl-dimethyl-ammoniumchlorid
(Bardac®),
oder quartäre
Ammoniumsalze mit nur einer Alkylkette und einer Benzylgruppe, wie
Cocosalkyl-dimethyl-benzylammoniumchlorid (Barquat® CB
50).
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Beispiele
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Das
Aufnahmevermögen
des erfindungsgemäßen Bindemittels
aus Schwammtuchmaterial (nachfolgend auch mit STK bezeichnet) wurde
für verschiedene
Flüssigkeiten
ermittelt. Für
einige der Flüssigkeiten wurden
zudem Vergleichsmessungen mit bekannten Bindemitteln durchgeführt.
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Die
Versuchsproben des erfindungsgemäßen Bindemittels
bestanden aus Flocken aus trockenem Schwammtuchmaterial (STK 6T),
aus befeuchtetem Schwammtuchmaterial (STK 6W) oder aus einer Mischung
aus trockenem und befeuchtetem Schwammtuchmaterial (STK 6TW), wobei
der befeuchtete Anteil einen Feuchtigkeitsgehalt von 100 bis 150
Gew.-% (Gewicht des vom Bindemittel absorbierten Wassers, bezogen
auf das Trockengewicht des Bindemittels) aufwies.
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Sowohl
das trockene wie auch das befeuchtete Schwammtuchmaterial weisen
ein Aufnahmevermögen
für die
untersuchten Flüssigkeiten
der Gruppen B, F, H und P auf, das über den in den Richtlinien
LTwS-Nr. 31 bzw. LTwS-Nr. 27 geforderten Werten liegt (LTwS-Nr.
31 "Anforderungen
an Chemikalienbindemittel"; LTwS-Nr.
27 "Anforderungen
an Ölbinder"; jeweils herausgegebenen
vom Umweltbundesamt).
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Bei
Vergleichsmessungen an dem erfindungsgemäßen und kommerziell erhältlichen
Bindemitteln zeigte das erfindungsgemäße, aus trockenem Schwammtuchmaterial
(STK 6T) bestehende Bindemittel für Motor- und Hydrauliköl sowie
Dieselkraftstoff (Gruppe H) ein 5 bis 8-fach höheres Aufnahmevermögen als
die bisher verwendeten, kommerziell erhältlichen Produkte. Für diese
Substanzen konnte das Aufnahmevermögen des erfindungsgemäßen Bindemittels
durch Befeuchten mit Wasser noch erhöht werden. Überraschenderweise hat das
erfindungsgemäße Bindemittel
für Motoröl auch ein
höheres
Aufnahmevermögen
als hydrophobe Materialien, wie Polypropylenvlies. Das hervorragende
Aufnahmevermögen
beruht im wesentlichen auf der Porenstruktur des Schwammtuchmaterials
und kann für
hydrophobe Flüssigkeiten
wie Motoröl
durch Imprägnieren
mit Emulgatoren noch erhöht
werden.
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Aufnahmevermögen für Altöl und Dieselkraftstoff (Gruppe
H)
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Untersuchte
Bindemittel:
Produktbezeichnung |
J | Typ
y-III R für Öle auf Böden; Pr.-Nr.22QQQ
4736 05; Öl-Jaeger
Vertriebs GmbH, Lippstadt |
MA | All
Purpose Floor Absorbent III R; Multi Sorb –Top Quality –; Mostert
Absorbants B.V. Holland |
STK
6T | geschreddertes,
trockenes Schwammtuchmaterial; Kalle GmbH, Wiesbaden |
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Das
Aufnahmevermögen
eines Bindemittels für
Altöl und
Dieselkraftstoff wird in Anlehnung an DIN 53 923 bestimmt. Hierzu
wird die Menge an Altöl/Dieselkraftstoff
ermittelt, die ein Bindemittel unter definierten Bedingungen aufnimmt,
wenn es darin gelagert wird. Dieses Aufnahmevermögen wird in zwei Maßeinheiten
angegeben; zum einen in [Gew.-%], zum anderen in Liter Altöl/Dieselkraftstoff
je kg Bindemittel [l/kg], jeweils bezogen auf das Trockengewicht
des Bindemittels. Die durchschnittliche Dichte von Altöl beträgt 0,873
kg/l, die von Dieselkraftstoff 0,833 kg/l.
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Verwendete Geräte und Instrumente:
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- – Rundsieb
aus Plastik mit Maschenweite 1,5 mm und einem Durchmesser von 140
mm oder mehr
- – Schale
mit Wasser zum Einlegen des mit Bindemittel gefüllten Rundsiebes
- – Schale
mit Altöl/Dieselkraftstoff
zum Einlegen des mit Bindemittel gefüllten Rundsiebes
- – Oberschalenwaage
- – Fotoschale
zum Wiegen des befeuchteten Bindemittels
- – Stoppuhr
- – Scheidetrichter
- – Becherglas
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Messmethode:
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- – leeres
Rundsieb in Fotoschale auf Oberschalenwaage tarieren
- – trockenes
Bindemittel in Rundsieb einwiegen = trockene Einwaage
- – Rundsieb
mit Bindemittel in mit Wasser gefüllte Schale legen, wobei der
Wasserspiegel mindestens 20 mm über
dem Bindemittel steht
- – nach
einer Einwirkzeit von 60±3
Sekunden Rundsieb mit Bindemittel aus dem Wasser entnehmen und für 120±3 Sekunden
zum Abtropfen abstellen
- – Rundsieb
mit befeuchtetem Bindemittel in der tarierten Fotoschale wiegen
= feuchte Einwaage
- – Rundsieb
mit befeuchtetem Bindemittel in die mit Altöl/Dieselkraftstoff gefüllte Schale
legen, wobei der Altöl-/Dieselkraftstoffspiegel
mindestens 20 mm über
dem Bindemittel steht
- – nach
einer Einwirkzeit von 60±3
Sekunden Rundsieb mit dem Bindemittel aus dem Altöl/Dieselkraftstoff entnehmen
für 120±3 Sekunden
zum Abtropfen abstellen
- – Rundsieb
mit dem Bindemittel in der tarierten Fotoschale wiegen = Auswaage
- – Inhalt
der mit Altöl/Dieselkraftstoff
gefüllten
Schale in Scheidetrichter geben, bis zur Phasentrennung warten und
Wasser in tariertes Becherglas abgiessen und wiegen = Wasserabgabe
-
-
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Messergebnisse
für Altöl:
Bindemittel | trockene Einwaage [g] | feuchte
Einwaage [g] | Auswaage [g] | Wasserabgabe
[g] | Aufnahmevermögen [%] | Aufnahmevermögen [l/kg] |
J | 10 | 15,9 | 17,7 | 4,9 | 67 | 0,77 |
MA | 10 | 21,0 | 22,2 | 4,1 | 53 | 0,61 |
STK
6T | 10 | 181,2 | 190,6 | 47,1 | 565 | 6,47 |
Messergebnisse
für Dieselkraftstoff:
Bindemittel | trockene Einwaage [g] | feuchte
Einwaage [g] | Auswaage [g] | Wasserabgabe
[g] | Aufnahmevermögen [%] | Aufnahmevermögen [l/kg] |
J | 10 | 14,3 | 14,7 | 1,5 | 19 | 0,23 |
MA | 10 | 18,2 | 19,5 | 0 | 13 | 0,16 |
STK
6T | 10 | 202,9 | 191,2 | 28,4 | 167 | 1,91 |
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Aufnahmevermögen und Lagerstabilität für Chemikalien
der Gruppen B, F, H, P
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Untersuchte
Bindemittel:
Produktbezeichnung |
STK
6T | geschreddertes,
trockenes Schwammtuchmaterial; Kalle GmbH, Wiesbaden |
STK
6TW | wie
vor, jedoch 50 % trocken und 50 % befeuchtet |
STK
6W | wie
vor, jedoch 100 % befeuchtet |
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Das
Aufnahmevermögen
eines Bindemittels für
Chemikalien wird in Anlehnung an DIN 53 923 bestimmt. Hierzu wird
die Menge der Chemikalie ermittelt, die das Bindemittel bei Lagerung
in der Chemikalie unter definierten Bedingungen aufnimmt. Das Aufnahmevermögen für Chemikalien
wird in zwei Maßeinheiten angegeben;
zum Einen in [Gew.-%] und zum Anderen als Masseverhältnis von
gebundener Chemikalie zu Bindemittel [kg/kg], jeweils bezogen auf
das Trockengewicht des Bindemittels.
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Um
die Lagerstabilität
zu ermitteln, wird das Bindemittel über eine Zeitspanne von 24
h in der Chemikalie ohne Rühren
gelagert, wobei der Flüssigkeitsspiegel
mindestens 15 mm über
der Füllhöhe des Bindemittels
steht. Nach Ablauf von 24 h wird das Bindemittel visuell auf Veränderungen
untersucht. Sofern keine Veränderungen
erkennbar sind, wird die Lagerstabilität als "positiv" bewertet.
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Verwendete Geräte und Instrumente:
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- – Rundsieb
aus Plastik mit Maschenweite 1,5 mm und einem Durchmesser von größer gleich
140 mm
- – Schale
mit Chemikalie zum Einlegen des mit Bindemittel gefüllten Rundsiebes
- – Oberschalenwaage
- – Fotoschale
zum Wiegen des Bindemittels
- – Stoppuhr
- – Becherglas
-
Messmethode:
-
- – trockenes
Bindemittel wiegen = Einwaage
- – Rundsieb
mit Bindemittel in die mit der Chemikalie gefüllte Schale legen, wobei der
Flüssigkeitsspiegel der
Chemikalie mindestens 20 mm über
dem Bindemittel steht
- – nach
einer Einwirkzeit von 60±3
Sekunden Rundsieb mit Bindemittel aus der Chemikalie entnehmen und für 120±3 Sekunden
zum Abtropfen abstellen
- – mit
der Chemikalie gesättigtes
Bindemittel wiegen = Auswaage
-
-
-
Messergebnisse für Chemikalien der Gruppe B
(basische Substanzen):
Chemikalie | Bindemittel | Einwaage | Auswaage | Aufnahmevermögen | Lagerstabilität |
[g] | [g] | [%] | [kg/kg] | 24
h |
Natronlauge (33 %) | STK
6T | 10 | 199,3 | 1893 | 18,93 | positiv |
STK
6TW | 10 | 163,4 | 1534 | 15,34 | positiv |
Wäßrige Ammoniaklösung (25 %) | STK
6T | 10 | 198 | 1880 | 18,80 | positiv |
STK
6TW | 10 | 158,7 | 1487 | 14,87 | positiv |
Triethanolamin (85 %) | STK
6T | 10 | 99,5 | 895 | 8,95 | positiv |
STK
6TW | 10 | 119,1 | 1091 | 10,91 | positiv |
Chlorbleichlauge* | STK
6T | 10 | 210,8 | 2008 | 20,08 | positiv |
STK
6TW | 10 | 178,8 | 1688 | 16,88 | positiv |
- *15 % aktives Chlor; Dan Chlorix Natriumhydrochlorit
28 %
Messergebnisse für Chemikalien der Gruppe F
(feuergefährliche
brennbare Flüssigkeiten): Chemikalie | Bindemittel | Einwaage | Auswaage | Aufnahmevermögen | Lagerstabilität |
[g] | [g] | [%] | [kg/kg] | 24
h |
Normalbenzin DIN EN 228 (bleifrei) | STK
6T | 10 | 32,8 | 228 | 2,28 | positiv |
STK
6TW | 10 | 47,6 | 376 | 3,76 | positiv |
Tetrahydrofuran | STK
6T | 10 | 47,9 | 379 | 3,79 | positiv |
STK
6TW | 10 | 65,1 | 551 | 5,51 | positiv |
Toluol | STK
6T | 10 | 45,4 | 354 | 3,54 | positiv |
STK
6TW | 10 | 59,6 | 496 | 4,96 | positiv |
Ethanol | STK
6T | 10 | 39,1 | 291 | 2,91 | positiv |
STK
6TW | 10 | 57,1 | 471 | 4,71 | positiv |
Chemikalie | Bindemittel | Einwaage | Auswaage | Aufnahmevermögen | Lagerstabilität |
[g] | [g] | [%] | [kg/kg] | 24
h |
Universalverdünnung2 | STK
6T | 10 | 41,3 | 313 | 3,13 | positiv |
STK
6TW | 10 | 58,4 | 484 | 4,84 | positiv |
Spiritus3 | STK
6T | 10 | 44,4 | 344 | 3,44 | positiv |
STK
6TW | 10 | 62,4 | 524 | 5,24 | positiv |
- 2Kluthe Lösin 100
Universal-Verdünnung;
enthält
Xylol (Isomerenmischung)
- 3Kluthe Brennspiritus; Ethylalkohol
denaturiert
Messergebnisse für Chemikalien der Gruppe H
(unpolare organische Flüssigkeiten): Chemikalie | Bindemittel | Ein
waage | Aus
waage | Aufnahmevermögen | Lager
stabilität |
[g] | [g] | [%] | [kg/kg] | 24
h |
Motoröl 15W-40 | STK
6T | 10 | 72,3 | 623 | 6,23 | positiv |
STK
6TW | 10 | 94,9 | 849 | 8,49 | positiv |
STK
6W | 10 | 109,1 | 991 | 9,91 | positiv |
Hydrauliköl HLP 46 | STK
6T | 10 | 69,6 | 596 | 5,96 | positiv |
STK
6TW | 10 | 75,7 | 657 | 6,57 | positiv |
STK
6W | 10 | 109,3 | 993 | 9,93 | positiv |
Dieselkraftstoff
DIN EN 590 | STK
6T | 10 | 57,8 | 478 | 4,78 | positiv |
STK
6TW | 10 | 77,6 | 676 | 6,76 | positiv |
STK
6W | 10 | 93,7 | 837 | 8,37 | positiv |
Normalbenzin DIN EN 226 (bleifrei) | STK
6T | 10 | 36,3 | 263 | 2,63 | positiv |
STK
6TW | 10 | 51,1 | 411 | 4,11 | positiv |
STK
6W | 10 | 73,8 | 638 | 6,38 | positiv |
Gemisch4 | STK
6T | 10 | 54,3 | 443 | 4,43 | positiv |
STK
6TW | 10 | 77,1 | 671 | 6,71 | positiv |
STK
6W | 10 | 88,3 | 783 | 7,83 | positiv |
- 4Mischung aus 20
% Motoröl,
20 % Benzin, 20 % Diesel, 20 % Hydrauliköl, 20 % Kühlerfrostschutz
Messergebnisse für Chemikalien der Gruppe P
(wässrige
und polare Flüssigkeiten): Chemikalie | Bindemittel | Einwaage | Auswaage | Aufnahmevermögen | Lagerstabilität |
[g] | [g] | [%] | [kg/kg] | 24
h |
Monoethylenglykol | STK
6T | 10 | 83,6 | 736 | 7,36 | positiv |
STK
6TW | 10 | 112,3 | 1023 | 10,23 | positiv |
Dispersionsfarbe5 | STK
6T | 10 | 169,4 | 1594 | 15,94 | positiv |
STK
6TW | 10 | 196,3 | 1863 | 18,63 | positiv |
1% wässrige Harnstofflösung | STK
6T | 10 | 169,6 | 1596 | 15,96 | positiv |
STK
6TW | 10 | 134,1 | 1241 | 12,41 | positiv |
- 5Inhaltsstoffe:
Kunststoffdispersion, Titandioxid, Kalkspat, Silikate, Wasser, Additive,
Konservierungsstoffe