DE2301176A1

DE2301176A1 - Hydrophobes, oleophiles absorptionsmittel und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2301176A1
Application number: DE19732301176
Authority: DE
Inventors: Jun George Otto Orth
Original assignee: Isomo P V B A
Current assignee: Isomo P V B A
Priority date: 1972-01-12
Filing date: 1973-01-11
Publication date: 1973-07-26
Also published as: FR2168085A2; BE793878A; FR2168085B2; ES410195A1; NL7300113A

Description

Andrejewski, Honke & Gesthuysen Patentanwälte Diplom-Physiker Dr. Waiter Andrejewski Dr.-lng. Manfred Henk«

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Pateiitajpeldung
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Wittestraat: 1
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Hydrophobes, oleophiles Absorptionsmittel und Verfahren zu seiner Herstellung.

Die Erfindung bezieilt sieh auf Absorptionsmittel (sorbents} und insbesondere auf Absorptionsmittel zur Aufnahme von Flüssigkeiten mit gegenüber dem Absorbens geringerer Oberflächenspannung (non polar liquids) von festen Oberflächen sowie von der Oberfläche polarer'Flüssigkeiten wie Wasser. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf Verfahren zur Herstellung derartiger Absorptionsmittel,

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Auf dem Gebiete des Umweltschutzes ist vor allem die Wasservers ehmutzung aus zahlreichen Quellen ein zunehmend schwerwiegendes Problem. Man kennt bereits zahlreiche Stoffe und Einrichtungen zur Verminderung oder Verhinderung der Wasserversohmutzung durch öle, schleimige Produkte, Gele und dgl., doch sind diese im allgemeinen relativ kostspielig in ihrer Herstellung und Verwendung und außerdem vielfach nicht besonders wirkungsvoll« In fast jedem bedeutenden Hafen und seiner Umgebung ist die Wasseroberfläche von mehr oder weniger großflächigen öligen Hockständen bedeckt, die von der Ballastabgabe von Frachtschiffen, von der Reinigung der Bilgen von Handels- oder Sportbooten sowie davon herrühren, daJß beim Umgang mit Öl nicht immer die nötige Sorgfalt verwendet wurde, wie dies beispielsweise beim Löschen von öltankern oft genug der Fall ist, Besonders schwerwiegende ölVerschmutzungen der Meeresoberfläche entstanden beim Lecks anlagen von Öltankern sowohl auf hoher See wie nahe der Küste« Zur Bekämpfung größerer und kleinerer ölversehmutzungen der Wasseroberfläche wurde Sägemehl, Stroh, Torfmoos, Talkum und Vermiculit verwendet.. Die besten Ergebnisse wurden gewöhnlich mit Stroh erzielt. Oft ergeben sich jedoch große Schwierigkeiten bei dem Wiedereinsammeln und: der Beseitigung des mit Öl.durchtränkten Strohes,

Entfernung von Öl aus dem Wasser wurde eine große Anzahl von Produkten vorgeschlagen und hergestellt, wie sie beispielsweise In den US-Patentschriften 2 367 384, 3 464 920 und 5 $&&- Ö15 beschrieben sind. Alle bisher vorgeschlagenen Absorptionsmittel für den eingangs genannten Zweck sind jedoch nach wie vor entweder in ihrer Herstellung zu kostspielig,- im Einsatz mit Schwierigkeiten verbunden, oder aber ihre ülaufnahrne fihigkeit ist nur gering.

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Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen und ein Absorptionsmittel angeben, welches eine hohe Ölaufnahmefähigkeit hat, in der Herstellung und im Einsatz relativ preiswert ist, in den für den Transport, die Verteilung, zum Einsammeln nach Gebrauch und zur Beseitigung der aufgenommenen Flüssigkeiten am besten geeigneten Formen und Abmessungen herstellbar ist, welches lange Zeit hindurch nicht vom Wasser durchfeuchtet und infolgedessen auf der Wasseroberfläche schwimmen kann, welches für pflanzliches, tierisches oder menschliches Leben ungiftig ist und infolgedessen ohne besondere Sicherheitsmaßnahmen behandelt werden kann, welches eine Rückgewinnung des aufgenommenen Öles erlaubt, welches wie ein Docht das 01 ansaugt und dadurch dessen Verbrennung erlaubt, während es auf der Wasseroberfläche schwimmt und welches biologisch abgebaut werden kann.

erfindungsgemäßes Absorptionsmittel eignet sich zur Aufnahme unterschiedlichster nichtpolarer Flüssigkeiten von der Oberfläche polarer Flüssigkeiten sowie von festen Oberflächen, zum Ausscheiden von Schleimen, Gelen und anderen suspendierten Stoffen aus V/asser und insbesondere zur Reinigung großer Wasserflächen, welche durch Rohöl oder auch raffinierte öle verschmutzt sind.

Gekennzeichnet ist ein erfindungsgemäßes Absorptionsmittel im wesentlichen dadurch, daß es aus formfesten Körpern verschiedenster Form und Abmessung, wieBahnen, Platten, Stangen, Zylindern und dgl. mit einer Raumdichte von etwa 32 - l60 kg/nr besteht und jeder Einzelkörper aus einer Vielzahl von Holzzellulosefaserbündeln mit ausgefaserten Enden zusammengesetzt ist, und

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daß die Pasern mit einem feinverteilten hydrophoben oleophilen Material, wie beispielsweise Kohlenwasserstoffwachsen, Fetten, Schwerölen und Bitumenen in einer Menge von 3-10 Gewichts-Prozent, bezogen auf das Trockengewicht der Fasermasse., überzogen sind.

Diese Menge des hydrophoben Materials reicht völlig aus, um die Fasermasse praktisch hydrophob, d.h. vom Wasser nicht durchfeuchtbar zu machen, sodai3 der Faserkörper für lange Zeit im Wasser schwimmen kann. Die Dichte, die Porosität und die Absorptionsfähigkeit des faserigen Körpers ergibt eine Aufnahme von mehr als dem Vierfachen seines Gewichtes an ül in auf dem Wasser schwimmendem Zustande. Vorzugsweise besteht der größte Teil der Fasermasse aus mechanisch zerkleinerten Holzfasern, welche beispielsweise aus dem Abfall von Holzverkleidungen oder dgl, Holzabfall gebildet sein können. Ein kleinerer Teil der Fasern kann auch aus Zeitungspapier bestehen.

Das erfindungsgemäße Absorptionsmittel eignet sieh aber auch zur Aufnahme öliger Stoffe von der Oberfläche fester oder flüssiger Nahrungsmittel. Die Körper müssen hier naturgemäß aus ungiftigen Stoffen in der Nahrungsmittelindustrie entsprechender Reinhe|.t hergestellt sein. Zur Entfernung von überschüssigem öl oder Fett von der Oberfläche flüssiger Nahrungsmittel für den Hausgebrauch, wie beispielsweise von Suppen und Soßen, kann der Absorptionskörper beispielsweise die Abmessung eines Zuckerwürfels haben. Zum Einsatz in Restaurants und in der Nahrungsmittel verarbeitenden Industrie, so größere Mengen flüssiger Nahrungsmittel in Betracht kommen, können die Absorptionskörper auch in größeren Abmessungen eingesetzt werden.

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Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Absorptionsmittels besteht darin, daß es in unterschiedlichsten Formen und Abmessungen hergestellt werden kann. Die vorzugsweise formfesten Körper haben wenigstens zwei Abmessungen von jeweils 2,5 cm oder darüber und haben einen Rauminhalt von wenigstens etwa 8 cm . Falls dies aus besonderen Gründen sich als wünschenswert erweisen sollte, können sie naturgemäß auch kleinere Abemssungen haben. Kleine Kugeln, Vielflächner, unregelmäßige Klumpen und dgl. eignen sich besonders dann, wenn die aufzunehmende Flüssigkeit sich auf einer festen Oberfläche oder auf einer anderen Flüssigkeit in einer begrenzten Fläche einer derartigen Abmessung befindet, daß die mit der zu absorbierenden Flüssigkeit getränkten Absorptionskörper ohne Schwierigkeiten eingesammelt werden können. Größere Körper wie Planen, Platten, Stangen und Blöcke eignen sich dagegen eher für den Einsatz auf großen Wasserflächen, wo eine bequeme Handhabung, Verteilung und Wiederaufnahme größere Bedeutung haben. Außer den vorgenannten Formen sind für das erfindungsgemäße Absorptionsmittel aber auch alle möglichen anderen Formen denkbar. So können beispielslange Bahnen aus dem erfindungsgemäßen Absorptionsmittel um Ketten, Seile oder Kabel herumgewunden werden, um eine Ölsperre zu errichten. Des weiteren kann das erflndungsgemäße Absorptionsmittel als dünne Folie mit sehr geringer Raumdichte von beispielsweise nur etwa j52 kg/nr hergestellt und mit Verstärkungsschichten aus gelochtem Papier oder anderem bahnenartigen Versteifungsmaterial beschichtet werden.

Die meisten der bisher vorgeschlagenen Absorptionsmittel zur Entfernung von ölVerschmutzungen auf dem Meer, Binnengewässern usvi. bestehen meist aus sehr kleinen Teilchen in Pulverform,

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sodaß die Arbeiter gewöhnlich Staubbrillen und Atemfilter tragen müssen, wenn sie mit diesen Absorptionsmitteln umgehen,- welche staubartig fein sind oder infolge Zerfalls der größeren Teilchen Staub enthalten. Peinteilige Absorptionsmittel sind oft auch nur unter Schwierigkeiten zu verteilen und wieder aufzusammeln, insbesondere wenn sie unter der Einwirkung von Wind und Wellen weit verstreut werden. Außerdem bilden diese feinteiligen Absorptionsmittel, wenn sie einmal mit Öl gesättigt sind,' oft Schichten auf dem Wasser, welche mehr Schwierigkeiten machen als das öl allein. Ein Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Absorptionsmittels über die meisten der bisher vorgeschlagenen ölabsorptionsmittel oder ölbindemittel besteht darin, daß es ohn Schwierigkeiten in Abmessungen und Formen herstellbar ist, welche seinen Transport, seine Verteilung beim Einsatz und sein Widereinsammeln sehr erleichtern. Große Planen oder Platten von beispielsweise 120x120x2,5 cm haben sich als äußerst wirkungsvoll erwiesen. Derartige Platten und selbst solche kleinerer Abmessungen können bequem wieder aufgenommen und von.der Wasseroberfläche entfernt werden, indem Fischnetze oder andere Fangvorrichtungen eingesetzt werden. Auch wenn die Platten oder andere Formkörper an die Küsten oder Strände treiben sollten, können sie dort von Hand oder mit Gabeln oder sonstigen Werkzeugen sehr leicht eingesammelt werden.

Die Möglichkeit, das erfindungsgemäße Absorptionsmittel in Form großer glatter Bahnen herzustellen, ist in vielfacher Hinsicht sehr bedeutend, und zwar nicht zuletzt dadurch, daß diese Bahnen auf Paletten gestapelt oder transportiert v/erden können und in dieser Form oder in unmittelbar vor dem Aufbringen

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auf die ölverschmutzte Fläche verkleinerten Abmessungen verteilt werden können. Derartige Bahnen oder Platten brauchen außerdem für die Lagerung oder den Transport nicht in Kisten sonstige Behältern verpackt zu werden.

Außer dem großen Vorteil, daß es praktisch in jeder gewünschten Form herstellbar ist, hat das erfindungsgemäße Absorptionsmittel eine ganze Anzahl weiterer Vorteile, die bei den bisher üblichen Mitteln zur Entfernung von Ölverschmutzungen vermißt wurden. Insbesondere hat das erfindungsgemäße Absorptionsmittel eine große ülaufnahmefähigkeit vom vier- bis zum siebenfachen seines Gewichtes und sogar darüber* je nach der Dichte und der Art der verwendeten Fasern. Das erfindungsgemäße Absorptionsmittel ist hydrophob, d.h. praktisch vom Wasser nicht durchfeuchtbar, sodaß es nicht sinken kann, es ist ungiftig, es kann aus Abfallprodukten hergestellt werden, es ist in seiner Handhabung völlig ungefährlich, leicht zu transportieren, zu verteilen und wieder einzusammeln^ und es erlaubt die Rückgewinnung des aufgenommenen Üles_A indem das Absorptionsmittel zusammengepresst werden kann, sodaß es anschließend mit etwa 50^-iger Wirksamkeit wiederverwendet werden kann, μηα es läßt sich schließlich aus Bestandteilen herstellen, welche biologisch zersetzbar sind.

Neben der Bekämpfung von ülverschmutzungen auf Wasseroberflächen, kann das erfindungsgemäße Absorptionsmittel aber auch für viele anderen Zwecke eingesetzt werden. So kann es beispielsweise in Form von absorbierenden Matten verschiedener Formen und Abmessungen hergestellt werden, welche in Service-Stationen, Fabriken und Schiffen zur Aufnahme von Öl von den

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Fußböden und anderen festen Oberflächen eingesetzt werden kann. Das erfindungsgemäße Absorptionsmittel läßt sich auch mit großen Nutzen als Unterlegmatte unter Autos oder anderen Einrichtungen zum Auffangen von Tropföl und dgl. verwenden, als Filter zur Entfernung von öl aus den Abwässern von Handelsschiffen, Fabrikations- und Verarbeitungsbetrieben, Restaurants oder dgl., zur Aufnahme von Öl aus den Bilgen von Schiffen und Booten und als Filter zur Entfernung von bakterienhaltigen Schleimen, organischen und anorganischen Gelen und anderen suspendierten Stoffen aus dem Wasser. Als äußerst wirkungsvoll hat sich das erfindungsgemäße Absorptionsmittel aber auch zur Aufnahme von Verschmutzungen von Beton, Asphalt und ähnlichen Flächen durch Treibstoffe der verschiedensten Art erwiesen. In diesem Zusammenhang darf darauf hingewiesen werden, daß das erfindungsgemäße Absorptionsmittel nicht auf die Absorption von ölen beschränkt ist, sondern daß es auch zur Aufnehme der verschiedensten nicht-polaren Flüssigkeiten geeignet ist, welche eine geringere Oberflächenspannung haben als das Absorptionsmittel. So wurden beispielsweise erfindungsgemäße Absorptionsmittel, welche Wachs enthielten, zur Aufnahme von Benzin, Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Zj^clohexan, Toluol, Chlorbenzin, N-Oktan, Okty!alkohol und Phenol verwendet. ""'·" =

Als Zellulosefasern eignen sich für das erfindungsgemäße Absorptionsmittel vor allem Holzzellulosefasern von Holzstämmen, Zuckerrohr und anderen faserigen Pflanzen, Baumwollfasern und dgl. . Abfallprodukte wie als Ausschuß oder dgl. anfallende Isolierplatten aus Holzfasern sowie nicht mehr gebrauchsfähige Pappkartons und Papier ergeben preiswerte Quellen für den Hauptbestandteil des erfindungsgemäßen Absorptionsmittels.

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Vorzugsweise wird der größte Teil der Fasern relativ lang gewählt, d.lu in einer I>änge von wenigstens 5-10 nun, da derart lange Fasern für eine gegebene Raumdichte Produkte ergeben, welche in sich fester sind als die mit einer großen Menge kurzer Fasern«

Holzzellulosefasern in der Form "besenartiger" Faserbündel ergeben nachgewiesenermaßen Körper, welche für eine gegebene Baumdichte fester sind und ©in größeres ölhaltevermögen besitzen als Körper der gleichen Raumdichte, welche aus reinen Zellulosefasern hergestellt sind, Derartige besenartige Fasern sind in Jedem ungebleichten faserigen Holzmaterial vorhanden, welches durch mechanische Zerkleinerung- oder Zerfaserungsmaschinen hergestellt wird, und sie sind in einer großen Anzahl faseriger Holzprodukte vorhanden, wie beispielsweise Holzfaserplatten und Isolierplatten. Diese "besenartigen" Fasern bestehen aus Bündeln von Kolzzellulosefasem, deren Enden in einzelne Fäserchen zerteilt oder "ausgefasert* sind. Es kann davon ausgegangen werden, daß die erreichte ölhaltefahigkeit der erfindungsgemäSen AbsaptionsJcörp.er, welche beträchtliche Mengen derartiger besenartiger Fasern enthalten, eine Folge der "Chelatierungs"-Wirkung ("chelating effect¹¹} der Enden der Faserbündel ist, d.h. daß die einzelnen Faser-. chen an den Enden der Faserbündel dicht beieinander gehalten werden, sodaß das ül zwischen ihnen etwa in der gleichen Weise festgehalten wird, wie Wasser zwischen den Zähnen eines Kammes. Es muß auch angenommen werden, daß die Ungleichmäßigkeit der besenartigen Faserbündel ein Grund dafür ist, daß die Fasern nicht fest aneinander anliegen, sodaß Zwischenräume entstehen, in denen das Ol festgehalten wird.

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Bei Benetzung einzelner Zellulosefasern mit öl tritt eine gewisse ölnienge in die Boren der Faser, während weiteres Öl sich auf der Faseroberfläche absetzt» Demgegenüber kann eine lose Fasennasse- mehr öl aufnehmen als die einzelnen Fasern der Masse* und zwar allein deswegen, weil in der Masse Zwischenräume vorhanden sind, welche infolge der Kapillarwirkung mehr öl festhalten können. Lose Fasermassen sind jedoch zur Aufnahme von ölverschmutzungen auf Wasserflächen unpraktisch, da derartige Massen keinen festen Zusammenhang besitzen und daher beim Aufbringen auf das Wasser sehr schnell auseinanderfallen und infolgedessen nur schwer wieder eingesammelt werden können« Sehr dichte Faserkörper sind demgegenüber deswegen unpraktisch, weil es ihnen an einer ausreichenden Menge von Hohlräumen oder Zwischenräumen mangelt, um eine hohe Aufnahmefähigkeit zu erreichen. Die erfindungsgemäßen Äbsorptionskörper hesitzen eine derartige Raumdichte, daß sie ihren Zusammenhalt bewahren, d.h. daß sie formfest bleiben, und dennoch mindestens das Vierfache ihres Gewichtes in öl aufnehmen ketonen.

Die Aufnahmefähigkeit des erfindungsgemäßen AbsoEPtionsmittels foezw« Absorptionskörpers steigt mit abnehmender Raumdichte, und zwar infolge einer raummäßigen Zunahme der Zwischenräume, welche infolge der Kapillarwirkung mit öl angefüllt werden können. Wenn die Äbsorptionskörper jedoch eine zu geringe Baumdiehte besitzen, und zwar praktisch unter J52 kg/m , dann liegen die einzelnen Fasern so weit auseinander, daß die Zwischenräume zu groß werden, um durch Kapillarwirkung gefüllt werden zu können, sodaß die praktische Absorptionsfähigkeit wird.

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Als hydrophobes Material eignet sich für die Herstellung des aus formfesten Körpern bestehenden erfindungsgemäßen Absorptionsmittels beispielsweise 1) Wachse, wie Paraffinwachs, Karnaubawachs, Erdwachs, Petroleumwachs und chorinierte Wachse; 2) Bitumene wie Asphalt, Asphaltide, asphaltische Pyrobitumene, Mineralwachse und Kohlenteerpech; 5) Fette und hochmolekulare Öle, wie Petroleumfette und -öle, synthetische Fette und öle wie Polybutan und ähnliche Kohlenwasserstoffe; und Silikonfette und Öle; H-) Colophonium, wie Holzcolophonium; 5) Elastomere wie synthetische Gitter von Butadien, Isopren und Acrylnitryl und 6) thermoplastische Harze wie Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyacrylate, Polymetacrylate, natürliche Gummis und Schellacks und andere natürliche thermoplastische Harze. Es eignen sich aus Mischungen der vorgenannten und anderer hydrophober, oleophiler Stoffe. Eine Mischung aus einem bei Wärme aushärtenden Harz, beispielsweise Phenoplast und Aminoplastharze, und einem hydrophoben Stoff, wie beispielsweise Kohlenwasserstoff wachs, ergibt Absorptionskörper mit einer wesentlich höheren Festigkeit, als sie bei Körpern vorhanden ist, welche lediglich das Wachs enthalten.

Infolge ihrer hohem Affinität zu nicht-polaren Flüssigkeiten werden vorzugsweise für das erfindungsgemäße Absorptionsmittel als hydrophobe Stoffe Kohlenwasserstoffwachse, Fette Schweröle und deren Mischungen verwendet, wobei Kohlenwasserstoffwachsen der größte Vorzig gegeben wird. Die Menge, welche erforderlich ist, um die Absorptionskörper praktisch wasserfest zu machen, kann von jedem Fachmann ohne weiteres bestimmt werden und hängt von dem speziellen hydrophoben Stoff ab, welcher verwendet wurde, sowie von der Art und Weise der Verteilung dieses

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hydrophoben Stoffes im gesamten Absorptionskörper. Bei Verwendung von Wachsen wurde festgestellt, daß die Verwendung von 3 Gewichtsprozent Wachs, bezogen auf das Trockengewicht der zelluloseartigen Pasern, im allgemeinen ausreicht, um die Körper praktisch wasserfest zu machen. Wachsmengen über "J% verbessern gewöhnlich die Qualität des Absorptionskörpers nicht. Die Absorptionskörper sollten auf Temperaturen erhitzt werden, welche einwandfrei über dem Schmelzpunkt des verwendeten Wachses liegen, sodaß dieses flüssig wird und infolgedessen sich gleichmäßiger auf den einzelnen Pasern verteilen kann, als dies sonst der Fall wäre. Eine Erwärmung der Körper auf die erwähnten Temperaturen ergibt, wie die Erfahrung gezeigt hat, auch nachgiebigere und biegsamere Körper, d.h. weniger zerbrechliche Körper, als dies beim Lufttrocknen des Körpers bei Raumtemperatur erreicht werden kann.

Das erfi'ndungsgemäße Absorptionsmittel kann zwar auf verschiedene Weise hergestellt werden, doch ist die Erfindung in verfahrensmäßiger Hinsicht im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß aus Holzzellulosefasern bestehender Abfall von Holztäfelungen und dgl. in einem Holländer oder dgl. mit Wasser vermengt und zu einer gleichmäßigen Brühe mit einer Konsistenz von etwa 2^/Peststoffgewicht verarbeitet wird, daß der pH-Wert der Brühe auf etwa 7 eingestellt wird, der Brühe dann J5-7 Gewichtsprozent an Paraffinwachs, bezogen auf das Trockengewicht der Pssermasse, zugesetzt und der pH-Wert anschließend zwecks Ablagerung des Wachses auf den Fasern auf etwa 4,5 eingestellt wird, und aus dieser Brühe dann mit einer Säugformmaschine oder dgl. formfeste Körper hergestellt und abschließend getrocknet werden.■

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Zur Formgebung der Brühe kann jede übliche Formmaschine zur Weiterverarbeitung einer derartigen Brühe verwendet werden, wie beispielsweise eine abgewandelte Fourdrinier-Maschine, eine Zylindermaschine oder irgendeine andere geeignete Formeinrichtung. Die aus der Formeinrichtung herauskommenden nassen Formlinge enthalten zumeist 25-35$ Feststoffe und werden dann in einem geeigneten Ofen getrocknet. Da die Aufnahmefähigkeit oder Absorptionsfähigkeit der erfindungsgemäßen Absorptionskörper im allgemeinen mit abnehmender Dichte ansteigt, sollten Drücke in der Größenordnung vermieden werden, wie sie bei der Herstellung von Faserplatten, Isolierplatten und derartigen Produkten aus Holzfasern üblich sind.

In Abwandlung das vorbeschriebenen Verfahrens kann das hydrophobe Material auch statt bereits der Brühe zugesetzt zu v/erden, erst der:i bereits getrockneten filzartigen Formkörper zugesetzt werden, indem man ihn durch Besprühen mit Lösungsmittellösungen des hydrophoben Materials mit diesem tränkt oder indem man das Material direkt aufsprüht. Wenn dies im Vakuum geschieht, kann der Sprühnebel in den Formkörper eingesogen werden. Die hydrophoben Stoffe können auch während oder im Anschluß an die Bearbeitung im Holländer den Fasern zugesetzt werden. Die so behandelten Fasern v/erden zweekmäßigerweise dann zu Formkörpern der gewünschten Abmessung, Form und Raumdichte zusammengepreßt.

Weitere Besonderheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beispielen:

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Beispiel 1

5785 1 Wasser wurden 20,5 kg Zeitungspapier und 152,4 kg aus Holzzellulosefasern bestehende Plattenabfälle zugesetzt. Das Ganze wurde dann in einem Holländer gründlich durchgemischt, bis ein gleichmäßiger Brei entstand. Diesem Brei wurde dann ausreichend Wasser und Natriumhydroxydflocken in einer Menge von etwa 1,4 kg zugesetzt, sodaß sich eine Gesamtmenge von 7570 1 und ein pH-Wert von etwa 7,0 ergab. Die Konsistenz des Breies betrug etwa 2$/Feststoffgewicht. Etwa I7 leg einer V/asser-Paraffinwachsemulsion mit 50$ Wachs-Peststoffen ("Paracol 505-N", ein Produkt der Hercules Powder Go. Inc.) wurden unter ständiger Vermischung dem Brei zugesetzt. Die Wachsmenge betrug 5$, bezogen auf das Trockengewicht der Pasermasse. Der pH-Wert des Breies vrurde dann auf etwa 4,5 durch Zusatz von annähernd 5,4 i;g Alaun eingestellt, um das Wachs auf den Pasern niederzuschlagen. Unter Verwendung einer Saugkastenformmaschine wurde dann aus diesem Brei eine feuchte Tafel in einer Größe von 6IO χ 510 χ IJ ram hergestellt und auf einem endlosen Förderband abgelegt. Die Tafel enthielt etwa 25$ Feststoffe und wog annähernd 1,8 kg.

Die Tafel wurde dann durch einen Dreistufen-Trockner hindurchgeleitet, dessen erste Stufe auf etwa 4j5O°C, dessen zweite Stufe auf etwa 320°C und dessen dritte Stufe auf etwa 149°C gehalten wurde. Die durchgetrocknete Tafel wog etwa 0,45 kg und hatte

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eine Raumdichte von etwa 128 kg/m . Die Abmessungen der durchgetrockneten Platte v/aren im wesentlichen die gleichen wie bei der feuchten Platte. Die Platte war steif, nahm praktisch kein VJasser auf und absorbierte in schwimmenden Zustande auf einer

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Viasseroberfläche mehr als das sechsfache Ihres Gewichtes an öl. Das Zeitungspapier wurde zugesetzt, um die Lockerheit des Breies herabzusetzen und dadurch eine saubere Formgebung in der Saugformmaschine zu erreichen.

Beispiel 2

Es wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 vorgegangen, wobei jedoch dem Brei weder Wachs noch Alaun zugesetzt wurden. Aus diesem Brei wurde eine Platte in der gleichen Weise hergestellt und getrocknet wie im Beispiel 1. Während sich die Platte noch in heißem Zustande befand, wurde ein luftloser Sprühnebel aus einer homogenen Schmelzmischung von 50$ Paraffinwachs und 50$ Palmbutter durch Unterdruck durch die Platte hindurchgesaugt. Die Menge des in der Platte zurückbleibenden Wachses betrug etwa 7 Gewichtsprozent. Die fertige Platte war steif, praktisch wasserfest und absorbierte mehr als das sechsfache ihres Gewichtes an öl, während sie auf einer verschmutzten Wasseroberfläche schwamm.

Beispiel

Einer Menge von I89 kg einer wässrigen Brühe mit 10,^1 kg mechanisch zerfaserter Holzfasern wurden 0,45 kg einer Wachsemulsion "Paracol 505-N" zugesetzt. Nach guter Vermischung wurden 68I g einer 10$-igen wässrigen Lösung von Alaun zugesetzt, um den pH-Wert auf annähernd 4,5 einzustellen, sodaß sich das Wachs niederschlagen konnte. Nach guter Durchmischung wurden etwa I5 1 dieser Brühe in eine Vakuumform gegossen und überschüssiges Wasser entfernt, bis eine 305 χ 305 χ 25 mm große feuchte Tafel mit einem Peststoffgehalt von annähernd 25$ entstand. Diese feuchte Tafel wurde dann auf 104° erhitzt,

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um das Restwasser zu entfernen. Während die getrocknete Rafel abkühlt, nimmt sie 6-8 % an Luftfeuchtigkeit auf. Die trockene Tafel besaß eine Dichte von etwa 128 kg/m, war hydrophob und absorbierte mehr als das sechsfache ihres Gewichtes von Öl, während sie auf einer Wasseroberflache schwamm.

Beispiel 4

Das Absorptionsmittel aus dem Beispiel j5 wurde verwendet, um Dieselöl aufzunehmen, welches den Eingang von Puget Sound verschmutzte. Die erfindungsgemäßen Absorptionstafeln in einer Größe von 305 x 505 x ²5 mm wurden auf die verschmutzte Wasseroberfläche geworfen und saugten sehr schnell das auf der Wasseroberfläche treibende Dieselöl auf. Die mit Dieselöl gesättigten Platten ließen sich unter Verwendung von Fangnetzen sehr leicht wieder von der Viasseroberfläche entfernen.

Beispiel 5

Gemäß dem Verfahren vom Beispiel 3 hergestelltes Absorptionsmittel wurde verwendet, um annähernd 8-9,5 hl Turginenöl aus dem Sumpf eines thermoelektrischen Stromwerks zu entfernen.

■ ο Der Sumpf besaß eine Oberfläche von annähernd 16,75 m . Das Öl war stark emulsioniert als stark viskose gelbe Luft-Wasser-Ölmischung und schwamm auf der Oberfläche des Sumpfes. Auf diese Ölemulsionsschicht aufgebrachtes Absorptionsmittel zeigte eine recht langsame Sorptionsgeschwindigkeit der emulsionierten Mischung.

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Ein 200 1 Paß Kerosen (annähernd 1 Teil Kerosen zu 6 Teilen emulsioniertem Öl) wurde in den Sumpf entleert, um die Viskosität herabzusetzen und die Emulsion teilweise aufzubrechen. Nach gründlicher Vermischung des Kerosens mit der Emulsion wurden etwa 127 kg erfindungsgemäßes Absorptionsmittel in Stangenform von 25 χ 25 χ 305 mm gleichmäßig über die Oberfläche des Sumpfes verteilt. Das Öl wurde sehr schnell aufgenommen und das Absorptionsmittel wurde die Nacht über auf dem- Sumpf belassen und dann entfernt. Nach Entfernung des ölgetränkten Absorptionsmittels verbleib nur noch ein dünner Ölfilm von weniger als 4 kg auf der Oberfläche des Sumpfes. Es wurden nahmals 45 kg des stangenförmigen Absorptionsmittels auf der Oberfläche des Sumpfes verteilt, um dieses Restöl aufzunehmen und außerdem fortlaufend geringe Ölmengen ö.ufzunehmen, Vielehe von Zeit zu Zeit vom Boden des Maschinenraumes oder anderen Stellen nachliefen.

Beispiel 6

Das Absorptionsmittel vorn Beispiel J wurde verwendet, um öl von einer verdünnten Metallätzlösung eines Druckplatten-Gravierbetriebes zu trennen und zu entfernen. Die verdünnte Lösung betrug etwa I89 1 und enthielt annähernd 10$ Salpetersäure und 10$ Öl, während der Rest aus Wasser und geringen Mengen entsprechender Chemikalien bestand. Wenn die Lösung benutzt wird und abgegossen werden soll, muß die Säure mit Natriumhydroxyd neutralisiert werden. Das Vorhandensein von öl erschwert dieses Verfahren jedoch sehr, so daß wesentlich

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mehr Natriumhydroxyd für die Neutralisation erforderlich ist. Um das Öl zu entfernen, wurden annähernd 4,5 kg des Absorptionsmittels aus Beispiel 5 in Stangenform von 25 χ 25 χ 305 rom auf dieser verdünnten Athlösung ausgebreitet. Das Stangenmaterial wurde über Nacht in dem Behälter belassen und dann von Hand entfernt. Es ergab sich eine praktisch ölfreie Lösung.

Beispiel 7

(a) Ein Harnstoff-Formaldehyd-Harz wurde durch Vermischung nachstehender Bestandteile in einem 3000 ml fassenden Kolben hergestellt, welcher mit einem Thermometer, einem Rührwerk und einem wassergekühlten Kondenser ausgestattet war. Die Bestandteile waren: 1030,0 g 50$ Formaldehyd, l40,0 g Methanol und 27ΟΟ V/asser. Der pH-Wert der entstehenden Lösung wurde dann auf 50⁰C erwärmt und durch die Reaktionswärme stieg die Temperatur innerhalb einer 1/2 Stunde auf etwa 80⁰C. Die Reaktionsmischung wurde dann auf 95-98 C erhitzt und dann auf 85 C abgekühlt. Dieser Mischung wurden dann löOg Borsäure zugesetzt und die entstandene Lösung wurde im Rückfluß 1/2 Stunde lang auf 95-98^OC erhitzt. Die Reaktionsmischung wurde dann abgekühlt und 184 g kaltes Wasser und 136g an 10$-igem Natriumhydroxyd .zugesetzt. Die Mischung wurde dann auf 30°C abgekühlt und der pH-Wert auf 7*0 eingestellt. Die entstandene Harzlösung wog 2390g und hatte einen Feststoffgehalt von 44$. Das Harz schlug sich bei Verdünnung mit VJasser nieder.

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(b) Einer Menge von 5000g eines 2^o-igen mechanisch zerfaserten Holzfaserbreies mit einem eingestellten pH-Wert von 7*0 wurden 20g der unter a) hergestellten 44$-igen Harnstoff-Formaldehydharzlösung und 10,0g einer "Paracol 505-N" Paraffinwachs-Emulsion zugesetzt. Nach gründlicher Vermischung wurde der pH-Wert des Breies auf 4,5 mit Hilfe von Alaun eingestellt. Auf die im Beispiel 5 beschriebene Art wurden aus diesem Brei dann Platten hergestellt und bei 105 G durch und durch getrocknet. Die Platten waren wasserfest und besaßen eine Dichte von annähernd 12ö kg/nr bei hoher Festigkeit, während die ülaufnahmefähigkeit etwa gleich der des Absorptionsmittels aus Beispiel j5 war.

Beispiel 8

In gleicher 'ieise wie in Beispiel j5 wurde ein Absorptionsmittel hergestellt, wobei jedoch die Wachsemulsion durch eine Styrol-Butadien-Latexmischung in einer Menge von 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die trockene Holzfaser, ersetzt wurde. Die entstandenen Tafeln besaßen eine gute Festigkeit, waren wasserfest und nahmen mehr als das vierfache ihres Gewichtes an öl auf.

Beispiel 9

In gleicher Weise wie im Beispiel j> wurde ein Absorptionsmittel hergestellt, wobei jedoch die Wachsemulsion durch einen Kaltasphalt oder Verschnittasphalt in einer derartigen

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Menge ersetzt wurde, daß sich ein Anteil von 5 Gewichtsprozent des Verschnittasphalts, bezogen auf das Trockengewicht der Holzfasern, ergab. Die fertigen Tafeln besaßen eine gute Festigkeit, waren praktisch wasserfest und vermochten mehr als das Vierfache ihres Gewichtes an Öl aufzunehmen.

Ansprüche:

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Claims

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Patentansprüche ;

1) Hydrophobes, oleophiles Absorptionsmittel zur Aufnahme von Flüssigkeiten mit gegenüber dem Absorbens geringerer Oberflächenspannung von festen Oberflächen oder von der Oberfläche polarer Flüssigkeiten wie Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß es aus formfesten Körpern mit einer Raumdichte von etwa 52 - l6o kg/nr besteht und jeder Einzelkörper aus einer Vielzahl von Holzzellulosefaserbündeln mit ausgefaserten Enden zusammengesetzt ist, und daß die Fasern mit einem feinverteilten hydrophoben oleophilen Material in einer Menge von 3-10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Trockengewicht der Fasermasse überzogen sind.

2) Absorptionsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Teil der Fasermasse aus mechanisch zerkleinerten Holzfasern besteht.

3) Absorptionsmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hauptteil der Fasern aus dem Abfall von Holztäfelungen oder dgl. Holzabfall gebildet ist.

4) Absorptionsmittel nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß ein kleinerer Teil der Fasern aus Zeitungspapier gebildet ist,

5) Absorptionsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrophobe, oleophile Material aus Wachs, Fett oder Schweröl oder auch deren Mischungen besteht.

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β) Absorptionsmittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrophobe, oleophile Material ein Paraffinwachs ist.

7) Verfahren zur Herstellung eines Absorptionsmittels'· gemäß den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß aus Holzzellulosefasern bestehender Abfall von Holztäfelungen und dgl. in einem Holländer oder dgl. mit Wasser vermengt und zu einer gleichmäßigen Brühe mit einer Konsistenz von etwa 2$/Peststoffgewicht verarbeitet wird, daß der pH-Wert der Brühe auf etwa 7 eingestellt wird, der Brühe dann 5-7 Gewichtsprozent an Paraffinwachs, bezogen auf das Trockengewicht der Fasermasse, zugesetzt und der pH-Wert anschließend zwecks Ablagerung des Wachses auf den Pasern auf etwa 4,5 eingestellt wird und aus dieser Brühe dann mit einer Saugformmaschine formfeste Körper hergestellt und diese abschließend getrocknet werden.

8) Verfahren nach Anspruch Y, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Holländer eingefüllt Pasermenge zu 12 - 13 Gewichtsprozent aus Zeitungspapier besteht.

9) Verfahren nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die formfesten Körper in einem Dreistufentrockner bei Temperaturen von etwa 4^0 bezw. 320 bezw. 149°C für die einzelnen Stufen getrocknet werden.

Patentanwalt.

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