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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme und/oder Eingrenzung von nicht mit Wasser mischbaren Flüssigkeiten wie Erdölen, synthetischen Ölen, Schmierstoffen, Brennstoffen, Mineralölen, Kohlenwasserstoffen oder Kohlenwasserstoffgemischen, bevorzugt von Wasseroberflächen oder von Oberflächen fester Böden, umfassend ein Braunkohle enthaltendes Bindemittel, welches in einer Umhüllung aus einem für hydrophile Flüssigkeiten und das Bindemittel undurchlässigen Material angeordnet ist.
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Ausgelaufenes Öl auf Gewässern und Meeren, beispielsweise durch eine Schiffshavarie verursacht, richtet regelmäßig große Schäden an der Natur an. Der hohe Kostendruck in der Transportschifffahrt und der zunehmendes Schiffsverkehr hat in jüngerer Vergangenheit die Anzahl an derartigen Unfällen trotz hoher Sicherheitsauflagen steigen lassen. Wegen Zeitdruck und hoher Entsorgungskosten wird Öl auch teilweise auf hoher See von Schiffen abgelassen.
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Es zeigt sich bei Ölhavarien im Wasser immer wieder, wie schwierig und uneffektiv die Bekämpfung von Ölschäden mit derzeitigen Technologien ist. Trotz der hohen finanziellen Mittel, die in einem solchen Fall zur Verfügung gestellt werden, gibt es bis heute keine wirksamen Methoden der Ölschadensbekämpfung, welche auch bei schlechten Witterungsbedingungen und insbesondere bei Strömungen eingesetzt werden können. So ist die Aufnahme ölhaltiger Flüssigkeiten auf Gewässern mittels loser Ölbinder kaum möglich, was durch die Schwierigkeiten beim Ausbringen und die Wiederaufnahme des Materials bedingt ist. Zusätzlich erschwert wird dies durch frühzeitiges Absinken des Ölbinders nach der Ölaufnahme und durch die verminderte Ölaufnahmefähigkeit solcher losen Ölbinder nach Kontakt mit Wasser.
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Aus diesem Grund wurden Ölbindematten entwickelt, in denen das eigentliche Ölauffangmittel enthalten ist. Aufnahmevorrichtungen dieser Art sind beispielsweise aus der
DE 102 44 122 C1 bekannt. Dort ist eine Ölauffangmatte beschrieben, welche aus einer gewebten Baumwollumhüllung und einem darin enthaltenen Bindemittel besteht. Die gewebte Baumwollumhüllung ist mit einer wasserabweisenden aber öldurchlässigen Beschichtung aus fluorfreien Silikonverbindungen ausgerüstet. Das Bindemittel besteht aus einer Mischung von Braunkohlengranulat und Baumrindengranulat. Die Aufnahmekapazität dieser Ölauffangmatten ist mit 0,15 bis 0,75 Liter Heizöl pro Liter Bindemittel angegeben.
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Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, bei Vorrichtungen der eingangs genannten Art die selektive Ölaufnahmekapazität zu steigern und die gleichzeitige Aufnahme von Wasser durch das Bindemittel weitestgehend zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Bindemittel eingesetzt wird, welches Braunkohlenkoks enthält.
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Überraschenderweise hat sich bei Versuchen, die zu der vorliegenden Erfindung geführt haben, gezeigt, dass durch zumindest teilweisen Ersatz der bislang eingesetzten Braunkohlengranulate durch Braunkohlenkoks die Ölaufnahmekapazität solcher Ölbindematten deutlich gesteigert werden kann. So können bei Verwendung von Braunkohlenkoks als alleinigem Bindemittel bis nahezu 1 Liter Öl pro Liter verwendetes Bindemittel aufgenommen werden. Bei dem im Stand der Technik verwendeten Braunkohlengranulat beträgt die Aufnahmekapazität hingegen nur maximal 0,75 Liter Öl pro Liter verwendetes Bindemittel.
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Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen können beispielsweise in Form von Ölbindematten ausgestaltet sein und zur Aufnahme von Öl auf Meeren oder Binnengewässern verwendet werden. Doch auch als Präventivmaßnahme können diese Matten verwendet werden, in dem sie unter Fahrzeuge gelegt werden, um austretendes Öl aufzufangen und zu absorbieren, bevor dieses ins Erdreich gelangt. Bislang werden hierfür zumeist Ölwannen verwendet, die sich jedoch für den Außeneinsatz nur bedingt eignen, da sie sich leicht mit Niederschlagswasser füllen und damit in ihrer Funktion beeinträchtigt werden. Außerdem behindern die festen Wannen die Fahrzeuge beim Rangieren und können leicht umgestoßen werden. Demgegenüber sind die erfindungsgemäßen Ölbindematten durch die wasserundurchlässige Umhüllung unempfindlich gegenüber Niederschlagswasser. Sie können ferner durch Anpassung der Umhüllung so stabil ausgelegt werden, dass sie selbst beim Überfahren nicht zerstört werden, so dass ein Rangieren der Fahrzeuge weitestgehend ungehindert möglich ist.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, dass nicht nur das Ausbringen, sondern auch das Einsammeln der mit Öl beladenen Vorrichtungen wesentlich einfacher als bei losen Ölauffangmitteln ist. Insbesondere kann eine Kontamination des Bedienpersonals mit dem Öl weitestgehend verhindert werden.
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Aufgrund der hohen Ölaufnahmekapazität des eingesetzten Braunkohlenkokses können die erfindungsgemäßen Vorrichtungen bzw. Ölbindematten nach erfolgter Verwendung ohne weiteres der Verbrennung zugeführt werden. Da der Hauptbestandteil in mit Öl vollgesogenem Braunkohlenkoks besteht, besitzen diese Matten einen sehr hohen Brennwert.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass diese wegen der geringen Dichte des Bindemittels auf Wasser schwimmfähig bleibt. Die wasserundurchlässige Umhüllung verhindert außerdem ein Vollsaugen des Bindemittels mit Wasser und stellt somit die Aufrechterhaltung der Schwimmfähigkeit sicher. Der erfindungsgemäß als Bindemittelbestandteil eingesetzte Braunkohlenkoks hat außerdem die Eigenschaft, aufgenommenes Öl auch bei Druckbelastung zu halten, so dass ein Herauspressen von absorbiertem Öl beim Einsammeln der Vorrichtung vom Wasser beispielsweise durch Aufrollen nicht befürchtet werden muss.
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Aufgrund der besonders guten Ölaufnahmekapazitäten des erfindungsgemäß verwendeten Braunkohlenkokses besteht nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform das Bindemittel zu wenigstens 50 Gew.-%, vorzugsweise zu wenigstens 80 Gew.-%, besonders bevorzugt vollständig aus Braunkohlenkoks. Bei ausschließlicher Verwendung von Braunkohlenkoks als Bindemittel können Ölaufnahmen aus Wasser in Größenordnungen von 0,3 bis nahezu 1 Liter Öl pro Liter Bindemittel erzielt werden.
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In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass der Braunkohlenkoks einen Teilchendurchmesser von bis zu 5 mm aufweist, wobei insbesondere mehr als 85 Gew.-%, bevorzugt mehr als 90 Gew.-% der Braunkohlenkoks-Teilchen einen Durchmesser von 1,0 bis 4,0 mm aufweist. Die Verwendung von Braunkohlenkoks in den angegebenen Teilchendurchmessern ist von Vorteil, da solcher Koks rieselfähig ist und deshalb leicht in die Umhüllung eingefüllt werden kann. Außerdem bleibt der Koks auch nach dem Einfüllen – vergleichbar zu Styropoorkugeln in einem Kissen – beweglich, so dass die Vorrichtungen beispielsweise in Mattenform hergestellt und aufgerollt werden können.
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Der im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzte Braunkohlenkoks besitzt vorzugsweise eine spezifische Oberfläche von mehr als 200 qm/g, insbesondere vom mehr als 250 qm/g, bevorzugt von 280 qm/g oder mehr. Die spezifischen Oberflächen können hierbei über an sich bekannte Methoden ermittelt werden, beispielsweise über BET-Adsorbtionsmessungen mit Stickstoff. Die Verwendung von Braunkohlenkoks der zuvor genannten spezifischen Oberflächen liefert besonders hohe Ölaufnahmekapazitäten.
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Die Schüttdichte des eingesetzten Braunkohlenkokses kann von 0,3 bis 0,7 kg/l, vorzugsweise von 0,35 bis 0,6 kg/l, insbesondere von 0,40 bis 0,50 kg/l betragen.
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In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das Bindemittel weitere Bestandteile aufweisen wie Braunkohle, Holzkohle, Aktivkohle, Baumrindengranulat, Holzgranulat oder -spähne, Torf, Pflanzenfasern und/oder mineralische Bindemittel, wobei das Verhältnis der verschiedenen Bestandteile des Bindemittels vorzugsweise so eingestellt ist, dass die spezifische Dichte des Bindemittels maximal 0,8 g/cm3 beträgt. Diese weiteren Bindemittel können beispielsweise einer weiteren Steigerung der Ölaufnahmekapazität dienen und/oder die Schwimmfähigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf Wasser verbessern. Hierzu sollte darauf geachtet werden, dass die spezifische Dichte des Bindemittels bzw. Bindemittelgemischs maximal 0,8 g/cm3 beträgt, um die schwimmfähigkeit auf Wasser zu gewährleisten. Als mineralische Bindemittel kommen beispielsweise Tonerde oder andere silikatische Materialien wie pyrogene Kieselsäure oder Fällungskieselsäure zum Einsatz.
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Die Bindemittel werden insbesondere so ausgewählt, dass bei der Entsorgung der erfindungsgemäßen Vorrichtung über eine Verbrennungsanlage nach erfolgter Benutzung, d. h. im ölbeladenen Zustand, keine unnötige zusätzliche Schadstoffbelastung durch das verwendete Bindemittel entsteht. Deshalb wird zweckmäßigerweise auf halogenierte Zusätze wie PVC und dergleichen verzichtet.
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Die das Bindemittel umgebende Umhüllung kann ein- oder mehrlagig ausgebildet sein, wobei die Verwendung zwei- oder dreilagiger Umhüllungen bevorzugt ist. Die Umhüllung kann außerdem auf der Außenseite beispielsweise mit Signalfarben markiert oder auch vollständig eingefärbt werden, um eine bessere Sichtbarkeit zu gewährleisten.
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Die Umhüllung kann aus gewobenem und/oder nicht gewobenem Material, wie beispielweise einem Fliesmaterial, aufgebaut sein. Außerdem können auch Gelege zum Einsatz kommen und gewünschtenfalls mit den vorgenannten Materialien in beliebiger Weise kombiniert werden.
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Als Material können für die Umhüllungen natürlicher Stoffe oder Kunststoff verwendet werden, insbesondere Wolle, Baumwolle, Polyester, Polyethylen, Polypropylen oder andere Polyolefine, insbesondere Poly-α-olefine, Polyamide, Polyurethane und/oder Polycarbonate.
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In bevorzugter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Umhüllung eine hydrophobe Oberflächenmodifizierung auf, insbesondere in Form einer Silikonisierung. Bei mehrlagiger Ausgestaltung der Umhüllung befindet sich die hydrophobe Oberflächenmodifizierung vorzugsweise auf der jeweils äußeren Lage der Umhüllung, welche beim Einsatz mit Wasser in Berührung kommt. Es ist jedoch ebenso möglich, jede Lage der Umhüllung einzeln mit einer hydrophoben Oberflächenmodifizierung zu versehen. Die Oberflächenmodifizierung kann beispielsweise durch Tränken, Einpinseln oder Aufsprühen mit geeigneten Mitteln erzeugt werden. Es können jedoch auch Gewebe oder nicht gewobene Materialien aus bereits mit einer wasserabweisenden Oberflächenmodifizierung versehenen Fäden verwendet werden.
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Besonders bevorzugte Umhüllungen zeichnen sich durch eine Kombination von gewobenen und nicht-gewobenen Lagen aus. Die gewobene Lage kann in Leinwand-, Köper- oder Atlasbindung vorliegen. Die Garndichte liegt hierbei vorzugsweise zwischen 20 und 28, bevorzugt bei 24 Kettfäden bezogen auf 16 bis 24, vorzugsweise 20 Schussfäden. Die Verwendung von Baumwolle als Gewebematerial ist hierbei besonders bevorzugt. Diese Baumwollgewebeschicht kann mit einer hydrophobierenden Beschichtung versehen sein. Das Flächengewicht der gewobenen Baumwoll-Lage liegt vorzugsweise bei 220 bis 320 g/qm, insbesondere bei 270 g/qm.
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Diese Baumwollgewebelage wird weiter bevorzugt zur Ausbildung einer zweilagigen Umhüllung mit einer innenliegenden Schicht aus nicht gewobenen Polypropylenfasern kombiniert, welche ein Flächengewicht von 150 bis 250 g/qm, vorzugsweise von 200 g/qm aufweist. Die beiden Lagen können beispielsweise durch Nähen aneinander fixiert werden.
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Die Umhüllung kann insgesamt flächig oder walzenförmig ausgestaltet sein und gewünschtenfalls eine umlaufende Randverstärkung, insbesondere in Form eines umlaufenden Gewebebandes aufweisen. Beispiele für eine flächige Ausgestaltung ist die Bildung von Kissen oder Matten. Hierfür können entweder zwei gleich große Stücke von beispielsweise zweilagigem Umhüllungsmaterial deckungsgleich aufeinander gelegt werden. Alternativ wird ein Stück beispielsweise zweilagigen Umhüllungsmaterials in gewünschter Länge und doppelter Breite in der Hälfte parallel zur Längskante einmal aufeinander gefaltet. In beiden Fällen wird die Umhüllung dann an den Randseiten beispielsweise durch Vernähen bis auf eine Einfüllöffnung für das Bindemittel verschlossen, das Bindemittel eingefüllt und die Umhüllung vollständig verschlossen.
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In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Umhüllung wenigstens zwei miteinander verbundene oder voneinander getrennte Kammern in vorzugsweise kassettenartiger oder paralleler Anordnung aufweisen, wobei die Kammern jeweils mit dem Bindemittel befüllt sind. Die Einteilung in Kammern kann beispielsweise über das Einbringen von Trennnähten vorgenommen werden und verhindert bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein zu starkes Verrutschen des Bindemittels.
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Auch wenn es im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich ist, die erfindungsgemäße Vorrichtung mit zusätzlichen Schwimm- oder Auftriebseinrichtungen zu versehen, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer vorteilhaften Ausgestaltung derartige Einrichtungen nicht auf. Dies wird dadurch ermöglicht, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung aufgrund ihres Aufbaus und der verwendeten Materialien ausreichende Schwimmeigenschaften besitzt.
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Die Vorrichtung kann außerdem wenigstens eine Kopplungseinrichtung aufweisen, die eine ketten- und/oder flächenartige Verbindung mehrerer Vorrichtungen erlaubt, so dass beispielsweise längliche Barrieren ohne großen Aufwand erstellt werden können, mit denen ausgetretenes Öl auf der Wasseroberfläche an der Ausbreitung gehindert und gleichzeitig aufgenommen werden kann. Die Kopplungseinrichtung kann außerdem das spätere Einsammeln erleichtern. Als Kopplungseinrichtungen kommen beispielsweise Ösen zum Einsatz, die über Seile, Metall- oder Kunststoffringe mit Ösen anderer erfindungsgemäßer Vorrichtungen verbunden werden können. Auch die Verwendung von Klettverschlüssen als Kopplungseinrichtung ist möglich.
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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In der einzigen Figur ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Form einer Ölbindematte 1 dargestellt. Die Ölbindematte 1 besteht aus einer Umhüllung 2, in der ein Bindemittel in Form von Braunkohlenkoks eingeschlossen ist, der eine Schüttdichte von 450 g/l besitzt. Die Umhüllung 2 besitzt einen zweilagigen Aufbau aus einer äußeren Gewebeschicht aus Baumwolle und einer innenliegenden Schicht aus nicht-gewobenen Polypropylenfasern.
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Das Baumwollgewebe weist ein Flächengewicht von 270 g/qm bei einer Garndichte von 24 Kettfäden auf 20 Schussfäden auf, ist gebleicht und mit einer hydrophobierenden Oberflächenbeschichtung versehen. Die innenliegende Schicht aus Polypropylenfasern besitzt ein Flächengewicht von 200 g/qm.
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Die Umhüllung 2 ist über längs verlaufende Nähte 3 in längliche Kammern 4 unterteilt, wodurch ein Verrutschen des Bindemittels, welches sich in den länglichen Kammern 4 befindet, verhindert wird. Durch die Nähte 3 sind außerdem die einzelnen Lagen der Umhüllung 2 aneinander fixiert. Die Ölbindematte 1 ist mit einer randseitigen umlaufenden Verstärkung aus einem Gewebeband 5 versehen.
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Die in der Figur dargestellte Ölbindematte besitzt eine Länge von 1200 mm bei einer Breite von 800 mm. Die Breite des umlaufenden Gewebebandes 5 beträgt 50 mm. Die Ölbindematte enthält etwa 11,8 kg Braunkohlenkoks, was die Aufnahme von bis zu 25 l Öl pro Matte ermöglicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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