DE2123060C3 - Hydrophober ölbinder und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

lumen vergrößert wird. Da die hier gebildeten, zwar verhältnismäßig groBvolumigen Kammern größenmäßig jedoch nicht an das Volumen der Aufnahmekavernen bei Holzwolle etc. herankommen, ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, daß das zu bindende öl in den Kammern nicht nur durch Haftfähigkeit an dem oleophilen Cellulosematerial gehalten wird, sondern auch durch seine eigene Oberflächenspannung in sich zusammenhält. Da die hier gebildeten Kammern strömungsmäßig allenfalls geringfügig miteinander kommunizieren, im übrigen aber weitestgshend gegeneinander abgeschlossen sind, ist auch ein Wandern des einmal aufgenommenen Öls etwa von einer Seite des Formkörpers zur anderen nicht zu befürchten. Die gemäß der Erfindung gleichzeitig vorgesehenen federnden Cellulosefaser!! ergeben nicht nur eine ausgezeichnete Aussteifung des gesamten Kammergebildes, sondern stellen in vorteilhafter Weise eine Wiederaufrichtung des Gebildes nach dem mechanischen Entfernen des aufgenommenen Öls, beispielsweise nach einem Pre- oder Zentrifugiervorgang, sicher. Die erfindungsgemäße Formkörperfüllung kann demnach in vorteilhafter Weise wiederholt zum Einsatz gelangen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist in der extrem großen Affinität zum öl zu sehen. Die vorteilhafte Folge davon ist, daß nicht etwa das auf der Oberfläche des mit einem vom Körper aus dem erfindungsgemäßen Füllmaterial in Berührung kommende öl zwar schnell von den oberflächennahen Bereichen aufgenommen und <Iort gespeichert wird, sondern daß diese aufgenommenen Füllmengen weiter zum Inneren des Füllmaterialkörpers wandern und die oberflächennahen Kammerbereiche für weitere Aufnahme von Umgebungsöl freistellen, und zwar in einem solchen Maße, daß von einer echten Pumpwirkung die Rede sein kann. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen gewährleisten demnach eine ausgezeichnete Wirtschaftlichkeit, und zwar nicht nur auf der Hersteller-, sondern auch auf der Benutzerseite.

Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildung des im Anspruch 1 angegebenen Ölbinders sind in den Ansprüchen 2 bis 8 gekennzeichnet.

Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines derartigen ölbinders besteht darin, daß die zur Herstellung der Pulpe dienende Cellulose durchfeuchtet, mit einem Emulgiermittel und mit wasserabstoßenden Agenzien versetzt und dann in einem Hochgeschwindigkeits-Rührwerk zu einem Pulpeschaum geschlagen wird, dem das ebenfalls mit einem wasserabstoßenden Mittel behandelte Fasermaterial beigemischt wird und aus dem so aufbereiteten Pulpebrei getrocknete Stücke mit entsprechender Größe hergestellt werden.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt die Feinstruktur des erfindungsgemäßen ölbinders.

Die in der Zeichnung dargestellte Feinstruktur besteht aus einer kohäsiven Aggregation von Lufteinschlüsse enthaltenden zellenartigen Kammern 1 mit Wandungen aus Pulpe, welche durch in gleichmäßiger Verteilung eingelagerte Fasern 2 verstärkt ist, wobei das Ganze mit wasserabstoßendem Material behandelt ist, das in der Zeichnung nicht dargestellt ist.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die zur Verwendung kommende Pulpe Abfallpapier, wie beispielsweise alte Zeitungen, und als Fasermaterial werden Holzschnitzel oder als »Excelsior« bekanntes

Material verwandt. Die einzelnen Fasern sind verhältnismäßig lang, und die durchschnittliche Faser durchdringt eine große Anzahl Zellen. Bei der Herstellung wird der Papiervorrat durchfeuchtet, mit Emulgiermittel und wasserabstoßenden Agenzien gemischt, in einem Hochgeschwindigkeits-Rührwerk zu einem Pulpe-Schaum geschlagen, mit dem Fasermaterial, welches gleichfalls mit dem wasserabstoßenden Mittel behandelt worden ist, gemischt und in einzelnen Stükken von etwa 101,6 bis 152,4 mm (4 bis 6 Zoll) Durchmesser getrocknet, wobei diese Stückgröße die normalerweise zu verwendende Größe darstellt, andererseits aber auch jede beliebigen anderen Größen für besondere Zwecke Verwendung finden können. Das Trockengewichtsverhältnis der Pulpe zu dem kombinierten Gewicht von Pulpe und Fasermaterial liegt im Bereich von etwa 75 bis 95%. Die Wirksamkeit bzw. der Wirkungsgrad des Produktes fällt wesentlich ab, wenn dieser Bereich überschritten wird, und zwar mit einem Verlust an ölauf nahmekapazität zur Seite des geringeren Prozentsatzes und mit einem Verlust an Widerstandsfähigkeit und Federungseigenschaften zur Seite des hohen Prozentsatzes hin. Es hat sich überraschend herausgestellt, daß das erfindungsgemäß verwandte wasserabweisende Mittel in überraschend hohem Maße die Eigenschaft aufweist, einerseits das fein aufgeteilte Cellulosebestandteile enthaltende Material wasserdicht zu machen, ohne andererseits die ölaufnahmefähigkeit des Materials zu verringern. Zu diesem Zwecke werden bevorzugt die folgenden Materialien in dem im folgenden als bevorzugte Ausführungsform der Erfindung angegebenen Verhältnissen verwandt:

Prozent vom Gesamtgewicht
des verwandten wasserabstoßenden Mittels

	bevor	Bereich	Gesamt
	zugt		anteil
Silikon	10%	20%- 0%	60%
Paraffin	50%	40%-60%
Stearat	30%	38%-30%	40%
Emulgiermittel	10%	2%-10%

Benetzungs-Hemm-Agenzien auf Silikon-Basis, vorzugsweise Dimethylsilikon-Flüssigkeiten, von denen die Dimethylpolysiloxane Beispiele sind, werden bevorzugt, da sie den ölbinder verhältnismäßig lange schwimmfähig machen. Sie sind aber auch verhältnismäßig teuer. Mehr als 20% bzw. weniger als 10% des oben angegebenen Gesamtanteils erbringen keine nennenswerte Verbesserung mehr.

Paraffin ist billig, in weitem Maße verfügbar und sehr wirksam. Das verwandte Stearat kann ein beliebiges Metallstearat oder eine Mischung von mehreren Metallstearaten sein. Es wird jedoch Calciumstearat bevorzugt, da es bei seinem Zerfall von geringer Giftigkeit für das Leben im Meer ist. Die Stearate bewirken, daß der ölbinder nach der Erfindung unter normalen Einsatzbedingungen eine größere Saugfähigkeit und verbesserte Haft- und Aufnahmeeigenschaften für öl aufweist.

Das Emulgiermittel, vorzugsweise ein öllösliches Emulgiermittel, wird in einer solchen Menge verwandt, die ausreicht, um bei der Herstellung des ölbinders die Kammern aus der Cellulosepulpe zu bilden, jedoch das Material nicht hydrophil macht.

Alkylarylpolyäther-Alkohol oder 3,5-Dimethyl-l-Hexyn-3-01 in dem angegebenen Bereich hat sich besonders zufriedenstellend erwiesen.

Wirtschaftlich und in der Wirkung zufriedenstellend ist ein aus 90 bis 98 Gewichtsprozent Paraffin und einem Rest aus dem vorstehend angegebenen Emulgiermittel bestehendes wasserabstoßendes Mittel.

In beiden Fällen sind im ölbinder, bezogen auf das kombinierte Trockengewicht von Pulpe und Fasermaterial, 0,5 bis 5 Gewichtsprozent des wasserabstoßenden Mittels enthalten. Abweichungen nach oben oder unten erweisen sich als zweckmäßig.

Versuche haben gezeigt, daß der ölbinder in dei vorstehend angegebenen Zusammensetzung das 6,6fache seines Eigengewichtes an öl aufnimmt.

In der Zeichnung sind weiterhin kleine kugelförmige Hohlkörper 3 gezeigt, die wahlweise in die Körner oder Stücke eingelagert sein können. Durch diese Hohlkörper 3 wird die Schwimmfähigkeit erhöht. Die Hohlkörper 3 können aus Harnstofformaldehyd Phenolharzen oder anderen geeigneten Kunststoffmaterialien bestehen. Diese Materialien sind ausreichend gut, um der mit Hochgeschwindigkeit erfolgenden Schlagbeanspruchung während der Herstellung des ölbinders zu widerstehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Hydrophober ölbinder aus Cellulose für die Füllung eines schwimmfähigen, aus einem Netz gebildeten Fonnkörpers zum Entfernen von öl oder ähnlichen Schwimmstoffen von der Oberfläche von Gewässern, dadurch gekennzeichnet, daß der ölbinder aus einem Granulat besteht, dessen einzelne Körner bzw. Stücke eine ι ο Vielzahl von Luft einschließenden Kammern (1) aufweisen und aus einer mit einem wasserabstoßenden Mittel versetzten Cellulose-Pulpe hergestellt und von einer Vielzahl von federnden CeIIulose-Fasern (2) durchsetzt sind, deren durch- '.^r> schnittliche Länge größer ist als die durchschnittlichen Querabmessungen der Kammern (1).

2. ölbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Pulpe-Material

zu Fasermaterial in trockenem Zustand der Cellu- >" lose-Bestandteile enthaltenden Masse im Bereich von etwa 75 zu 25 bis 95 zu 5 Gewichtsprozent liegt.

3. ölbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserabstoßende Mittel r> aus folgenden, in Gewichtsprozenten bezogen auf das Gesamtgewicht des wasserabstoßenden Mittels angegebenen Materialien besteht:

60% Benetzungs-Hemm-Mittel aus Paraffin oder aus Paraffin und Silikon bis zu 20%, Rest »1 bestehend aus Metallstearat und mindestens 2% Emulgiermittel.

4. ölbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserabstoßende Mittel aus 92 bis 98 Gewichtsprozent Paraffin und der r> Rest aus Emulgiermittel besteht, bezogen auf das Gesamtgewicht des wasserabstoßenden Mittels.

5. ölbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in ihn; bezogen auf das kombinierte Trockengewicht von Pulpe und 4ii Fasermaterial etwa 0,5 bis 5 Gewichtsprozent wasserabstoßendes Mittel enthalten sind.

6. ölbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Cellulose-Pulpe wiederaufbereitetes Papier und das Fasermaterial ·τ> zumindest anteilig Holzschnitzel enthält.

7. ölbinder nach einem der Ansprüche 3, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallstearat ein Calciumstearat ist.

8. ölbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, -,» dadurch gekennzeichnet, daß in die Körner oder Stücke eine Vielzahl wasserdichter, Luft enthaltender kugeliger Hohlkörper (3) eingelagert ist.

9. Verfahren zur Herstellung eines ölbinders nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge- r> kennzeichnet, daß die zur Herstellung der Pulpe dienende Cellulose durchfeuchtet, mit einem Emulgiermittel und mit wasserabstoßenden Agenzien versetzt und dann in einem Hochgeschwindigkeits-Rührwerk zu einem Pulpe- _w> Schaum geschlagen wird, dem das ebenfalls mit einem wasserabstoßenden Mittel behandelte Fasermaterial beigemischt wird und aus dem so aufbereiteten Pulpe-Brei getrocknete Stücke nut entsprechender Größe hergestellt werden.

Die Erfindung betrifft einen hydrophoben ölbinder aus Cellulose für die Füllung eines schwimmfähigen, aus einem Netz gebildeten Formkörpers zum Entfernen von öl oder ähnlichen Schwimmstoffen von der Oberfläche von Gewässern und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen ölbinders.

Aus der DE-PS 1634 042 ist ein mit Holzwolle gefüllter Formkörper für den eingangs erwähnten Einsatzzweck bekannt, wobei die Holzwolle so präpariert sein soll, daß sie hydrophobe und oleophile Eigenschaften aufweist. Bei dieser bekannten Anordnung ergeben sich innerhalb des Füllmaterials verhältnismäßig großvolumige Öl-Aufnahmekavernen, die jedoch untereinander verbunden sind, so daß die hierin enthaltene Flüssigkeit praktisch ein zusammenhängendes Kontinuum bildet. Hierbei ist jedoch das in den Kavernen enthaltene öl dem Angriff der Strömungswirkung des Wassers ausgesetzt, so daß es zu Ausspülungen insbesondere dann kommen kann, wenn sehr starke Durchströmungen des Materials oder große Strömungsstöße auftreten, das insbesondere bei Einsatz der bekannten Formkörper in stark strömenden Gewässern oder aber bei stürmischer See der Fall ist. Die nachteilige Folge davon ist, daß mit einer derartigen Formkörperfüllung praktisch keine sichere Einschränkung des treibenden Öls mit der Gewähr zu erstellen ist, daß bei ungünstigen Witterungsund Strömungsbedingungen nicht doch öl auf die andere Seite der Einschränkung gelangt, und zwar dadurch, daß das öl die Einschränkung einfach durchströmt. Das ölbindungsvermögen des bekannten, aus Holzwolle bestehenden Füllmaterials ist daher trotz oleophiler und hydrophober Vorbehandlung relativ schlecht. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung ist darin zu sehen, daß die Holzwollespäne eine verhältnismäßig große Wandstärke aufweisen, was einerseits ein verhältnismäßig großes Volumen und damit auch Gewicht anteilig am Gesamtvolumen bzw. Gesamtgewicht des ölaufsaugenden Materials ergibt und andererseits gleichzeitig einen Ausfall hinsichtlich des zur Bildung von öl zur Verfügung stehenden Volumens bedeutet. Dieser Nachteil schlägt ersichtlich nicht nur auf das ölbindungsvermögen durch, sondern wirkt sich auch negativ auf die Schwimmfähigkeit aus. Ganz abgesehen davon ist das aus präparierter Holzwolle bestehende ölaufsaugende Material für eine Wiederverwendung mit praktisch unveränderten ÖI-aufnahmeeigenschaften ungeeignet.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Füllmaterial eingangs erwähnter Art zu schaffen, das ein erheblich höheres spezifisches ölbindungsvermögen, verbunden mit erhöhter Schwimmfähigkeit, aufweist, wiederholt verwendbar ist und mit Sicherheit gewährleistet, daß einmal aufgenommenes öl nicht wieder an das umgebende Wasser abgegeben wird.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der ölbinder aus einem Granulat besteht, dessen einzelne Körner bzw. Stücke eine Vielzahl von Luft einschließenden Kammern aufweisen und aus einer mit einem wasserabstoßenden Mittel versetzten Cellulosepulpe hergestellt und von einer Vielzahl von federnden CeI-lulosefasern durchsetzt sind, deren durchschnittliche Länge größer ist als die durchschnittlichen Querabmessungen der Kammern.

Hiermit gelingt in erster Linie eine Verringerung der Wandstärke des die Kammern begrenzenden Materials, wodurch nicht nur Gewicht gespart, sondern gleichzeitig auch das für ölaufnahme verfügbare Vo-