DE4312279C2 - Mittel zur Ad- und Absorption von Fluiden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mittel zur Ad- und/oder Absorp­ tion von Fluiden in Granulatform.

Derartige Mittel finden in unterschiedlichsten Bereichen Anwendung und dienen zur Ad- und/oder Absorption verschie­ denster Flüssigkeiten. Hierzu gehören beispielsweise Mittel zum Aufsaugen von Flüssigkeiten nach einer Leckage, Öl- Aufsaugmittel, aber auch Granulate zur Ad- beziehungsweise Absorption von insbesondere flüssigen Exkrementen, vornehm­ lich für die Tierhaltung. Derartige Granulate werden auch als Tierstreu bezeichnet.

Sowohl der Stand der Technik als auch die Erfindung werden nachstehend anhand einer solchen Tierstreu näher beschrie­ ben, ohne hierdurch den Erfindungscharakter in irgendeiner Weise zu beschränken.

Es sind zahlreiche saugfähige Granulate bekannt, die in einem geeigneten Behälter konfektioniert zur Aufnahme ins­ besondere flüssiger Exkremente dienen. Vornehmlich finden diese Mittel für Katzen und andere Haustiere Anwendung.

Bei den bekannten Tierstreu-Produkten handelt es sich im wesentlichen um Produkte auf Basis von Tonmineralen, Bims und Holzmehl oder synthetisch hergestellten Stoffen wie Gasbeton-Abfällen oder porosiertem, gebranntem Ton. Sie werden in unterschiedlicher Fraktionierung angeboten, meist mit Teilchengrößen zwischen 3 und 6 mm. Mit Ausnahme von (ungebranntem) Bentonit und Holzmehl sind diese Pro­ dukte überwiegend von kompakter, steinartiger Konsistenz. Ein erhebliches Problem stellt dabei die Entsorgung dar, weil diese Streumaterialien nur schwer oder überhaupt nicht verwittern bzw. verrotten.

Nach der EP 0 451 928 A1 wird ein hochporöses Granulat aus gebranntem Ton dadurch hergestellt, daß zunächst Ton und andere Substanzen wie Quarzsand und Feldspat mit Wasser unter Beimischung eines Verflüssigers aufbereitet und die Masse danach zu Formkörpern verarbeitet und schließlich gebrannt wird. Das gebrannte Produkt wird anschließend auf die gewünschte Fraktion gebrochen.

Für ein Ad- oder Absorptionsmittel, welches in großen Men­ gen benötigt wird, sind die vorstehend beschriebenen Ver­ fahren zu aufwendig.

Synthetisch hergestellte bzw. gebrannte Produkte weisen insbesondere zur Ad- und Absorption von Fluiden häufig nur eine unzureichende Saugfähigkeit auf.

Insoweit besitzen Mittel auf Bentonitbasis vor allem für den genannten Verwendungszweck als Tierstreu wesentliche Vorteile. Bentonit-Produkte haben aufgrund ihrer extrem hohen Saugfähigkeit den weiteren Vorteil, daß sie in Kon­ takt mit Flüssigkeiten zur Agglomerierung neigen, so daß entsprechende Zonen sofort lokalisierbar sind. Zum Bei­ spiel bei Verwendung als Tierstreu hat dies den Vorteil, daß nach einer gewissen Benutzungsdauer nicht die gesamte Tierstreu verworfen werden muß; vielmehr können die Par­ tien gezielt entfernt und entsorgt werden, die mit flüssi­ gen Exkrementen in Berührung gekommen sind.

Hierdurch werden der Verbrauch und damit die Entsorgungs­ mengen deutlich reduziert.

Ein entscheidender Nachteil der Bentonit-Mittel ist jedoch ihr vergleichsweise hohes Schüttgewicht von ca. 900 bis 1000 g/l.

Demgegenüber liegen die Schüttgewichte von porosierten, gebrannten Tongranulaten um etwa 50% niedriger, ebenso wie verschiedene synthetische Produkte.

Aus der US-PS 4,607,594 ist ein Absorptionsmittel in Gra­ nulatform bekannt, das aus einer Mischung aus absorbieren­ den Teilchen aus Ton, Bentonit oder Montmorillonit und aus absorbierend wirkenden, inerten Körnchen aus Eruptivgestein, insbesondere Perlite, besteht. Damit stellt dieses Absorptionsmittel eine physikalische Mischung eines porösen Materials dar, wobei das poröse granulare Material mit einem neutralisierenden Mittel behandelt ist, um so beispielsweise mit tierischen flüssi­ gen Exkrementen reagieren zu können.

Aus DE 30 21 377 C2 ist ein Absorptionsmittel aus ge­ blähten Perlitkörnern bekannt, deren Oberfläche mit einem Bindemittel, z. B. Silikat oder Sulfat, beschichtet ist. Das dient dazu, um ein Adsorptionsmittel zu schaffen, welches auch im wassergesättigten Zustand eine lockere, nicht klebende Masse darstellt. Sinn und Zweck der Oberflächenbeschichtung ist es, dem Granulat ein höheres Gewicht zu geben. Die Bindemittelbeschichtung soll beispielsweise aus Gips, Zement und dgl. bestehen. Derar­ tige Bindemittel reagieren mit Wasser und binden teils hy­ draulisch, teils nicht hydraulisch ab. In jedem Fall er­ härten sie, was auch angestrebt wird, um eine Penetration der aufgesaugten Flüssigkeit in das Innere des Perlits zu verhindern. Kommt ein solches Absorptionsmittel in Kontakt mit z. B. Urin, so reagiert das oberflächlich aufgebrachte Bindemittel mit der Flüssigkeit und bindet ab, so daß das Material anschließend nicht weiter verwendet werden kann.

Weder optisch noch sonstwie ist erkennbar, welche Anteile des körnigen Materials bereits mit Flüssigkeit in Berührung gelangt sind und welche nicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mittel der gattungsgemäßen Art anzubieten, welches ein möglichst ge­ ringes Schüttgewicht aufweist, eine hohe Ad- und Absorp­ tionsfähigkeit gegenüber Flüssigkeiten aufweist, preiswert und einfach herstellbar ist und im übrigen vorzugsweise auch eine visuelle Lokalisierung von mit Flüssigkeit in Berührung gekommenen Abschnitten ermöglicht.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß dieses Ziel mit einem Granulat erreichbar ist, welches aus einem körni­ gen porösen Trägermaterial besteht, welches auf seiner Ober­ fläche eine selbsttragende Beschichtung aus einem hochquell­ fähigen (ungebrannten) Tonmineral aufweist. Der Begriff "Tonmineral" umfaßt dabei zunächst alle Arten von Tonen und/oder Tonmineralen, also ebenso 2-Schicht wie 3-Schicht- Minerale oder Kombinationen daraus.

Ein solches Granulat läßt sich nicht einfach durch physika­ lische Mischung eines trockenen Tonmineral-Pulvers mit einem porösen Trägermaterial realisieren; vielmehr ist es not­ wendig, um ein staubfreies Produkt zu erhalten, die beiden Komponenten unter Zugabe einer Flüssigkeit homogen mitein­ ander zu vermischen, dann die Granalien zu bilden und diese anschließend zu trocknen, so daß die gewünschte Oberflächen­ bedeckung des porösen Trägermaterials mit dem quellfähigen Tonmineral optimal eingestellt werden kann.

In ihrer allgemeinsten Ausführungsform betrifft die Erfin­ dung danach ein Mittel zur Ad- und/oder Absorption von Fluiden, in Granulatform, wobei das Mittel

• - 50 bis 90 Gew.-Teile mindestens eines hochquellfähigen Tonminerals,
• - 10 bis 50 Gew.-Teile eines körnigen, porösen Träger­ materials

aufweist und die Tonmineralkomponente die Oberfläche der Körner des Trägermaterials bedeckt.

"Bedeckt" heißt, daß der überwiegende Teil der vorzugsweise feinteiligen Tonmineralkomponente auf der Oberfläche des Trägermaterials vorliegt. Die Bedeckung sollte dabei so komplett wie möglich sein, um die Effekte der Erfindung bestmöglich ausnutzen zu können.

Zu den hochquellfähigen Tonmineralen zählen vor allem die 3-Schicht-Tonminerale und hier Bentonit (einschließlich Mont­ morillonit).

Gegenüber reinen Bentonit-Produkten besteht der Vorteil eines erfindungsgemäßen Mittels darin, daß kein pulver­ förmiges Material vorliegt, sondern ein granulatartiges Mittel bereitgestellt werden kann. Ein wesentlicher weiterer Vorteil liegt darin, daß das Schüttgewicht des Mittels deut­ lich niedriger als das von reinem Bentonit liegt.

Je nach Korngröße des verwendeten Tonminerals sowie je nach Art und Fraktion des verwendeten porösen Trägermaterials lassen sich erfindungsgemäß Mittel mit Schüttgewichten zwi­ schen 350 bis 600 g/l herstellen, wobei auch Mittel mit einem Schüttgewicht unter 350 g/l durch einen erhöhten Anteil des körnigen porösen Trägermaterials möglich sind.

Ein bevorzugtes Trägermaterial ist expandierter Perlit.

Der mittlere Durchmesser der Granalien sollte unter 2 mm be­ tragen. Auf diese Weise wird die Lokalisierung befeuchteter Partien durch "Klümpchenbildung" (Agglomeration) der Teil­ chen visuell jederzeit überprüfbar.

Die Granalien können aber auch einen kleineren Durchmesser, beispielsweise < 1 mm, aufweisen.

Nach Ausführungsformen der Erfindung betragen die Massen­ anteile des Tonminerals 70 bis 90 und die des porösen Trä­ germaterials 10 bis 30.

Die Tonmineralkomponente sollte in möglichst feinteiliger Form vorliegen, wodurch die Quellfähigkeit begünstigt wird, weshalb nach einer Ausführungsform die Tonmineralkomponente in einer Fraktion < 100 µ vorliegen soll. Anders ausge­ drückt: die spezifische Oberfläche der Tonmineralkomponente sollte beispielsweise zwischen 300 und 400 m²/g (nach Blaine) betragen.

Expandierter Perlit ist je nach Herstellungsverfahren mit unterschiedlichen Schüttgewichten und Korngrößen erhältlich. Im Sinne der Erfindung sind möglichst niedrige Schüttge­ wichte, beispielsweise < 60 g/l, von Vorteil.

Die Herstellung des Mittels ist denkbar einfach. Das körnige, poröse Trägermaterial und das hochquellfähige Tonmineral werden nach Zugabe einer Flüssigkeit zu einer homogenen Mischung aufbereitet. Beide Komponenten werden danach so­ lange granuliert, bis die Tonmineralkomponente das körnige, poröse Trägermaterial oberflächlich bis zu einem gewünschten Umfang bedeckt hat. Anschließend werden die so gebildeten Granalien getrocknet.

Entscheidend dabei ist, daß während des Trocknungsvorgangs eine hohe Eigenstabilität der Tonmineral-Beschichtung des Trägermaterials erreicht wird. Auf diese Weise erfährt zum Beispiel ein expandierter Perlit, der als Trägerkorn ver­ wendet wird, eine zusätzliche mechanische Stabilisierung.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Produkt leicht und problemfrei entsorgbar ist. Dabei bezieht sich der Be­ griff "leicht" nicht nur auf das niedrige Schüttgewicht, sondern auch auf die problemfreie Entsorgung, da das poröse Granulat zum Beispiel als Bodenverbesserungsmittel Anwendung finden kann. Während es zunächst - aufgrund seines porösen Charakters - zur Bodenauflockerung beiträgt, wird es nach Wassersättigung und Frosteinwirkung zerplatzen und an­ schließend verwittern.

Claims (18)

1. Mittel zur Ad- und Absorption von Fluiden, in Granulat­ form, bestehend aus:

• a) 50 bis 90 Gew.-Teilen mindestens eines hochquell­ fähigen Tonminerals, und
• b) 10 bis 50 Gew.-Teilen eines körnigen, porösen Träger­ materials,

wobei die Tonmineralkomponente die Oberfläche der Körner des Trägermaterials bedeckt.

2. Mittel nach Anspruch 1, bei dem die Tonmineralkomponente ganz oder teilweise aus einem 3-Schicht-Tonmineral be­ steht.

3. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Träger­ material aus expandiertem Perlit besteht.

4. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der mittlere Durchmesser der Granalien unter 2 mm beträgt.

5. Mittel nach Anspruch 4, bei dem der mittlere Durchmesser der Granalien unter 1 mm beträgt.

6. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bestehend aus 70 bis 90 Gew.-Teilen mindestens eines hochquellfähigen Tonminerals und 10 bis 30 Gew.-Teilen eines körnigen porösen Trägermaterials.

7. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einem Schüttgewicht < 600 g/l.

8. Mittel nach Anspruch 7 mit einem Schüttgewicht < 450 g/l.

9. Mittel nach Anspruch 8 mit einem Schüttgewicht < 350 g/l.

10. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Tonmineralkomponente ganz oder teilweise aus Bentonit besteht.

11. Mittel nach Anspruch 10, bei dem der Bentonit einen Montmorillonitgehalt zwischen 60 und 80 Gew.-% aufweist.

12. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die Tonmineralkomponente in einer Teilchengröße < 100 µm vor­ liegt.

13. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem die Tonmineralkomponente eine spezifische Oberfläche von 300 bis 400 m²/g (nach Blaine) aufweist.

14. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem das körnige poröse Trägermaterial ein Schüttgewicht von maximal 60 g/l aufweist.

15. Verfahren zur Herstellung des Mittels nach einem der Ansprüche 1 bis 14 mit folgenden Schritten:

• a) 10 bis 50 Gew.-Teile eines körnigen, porösen Träger­ materials und 50 bis 90 Gew.-Teile mindestens eines hochquellfähigen Tonminerals werden unter Zugabe einer Flüssigkeit zu einer homogenen Mischung aufbe­ reitet,
• b) beide Komponenten werden danach solange granuliert, bis die Tonmineralkomponente das körnige poröse Trä­ germaterial bis zu einem gewünschten Grad oberfläch­ lich bedeckt hat,
• c) anschließend werden die so gebildeten Granalien ge­ trocknet.

16. Verfahren nach Anspruch 15 mit der Maßgabe, daß als Flüssigkeit Wasser verwendet wird.

17. Verwendung des Mittels nach einem der Ansprüche 1 bis 14 als Tierstreu.