Die Erfindung betrifft einen Bodenverbesserer zur Erhöhung der Flüssigkeitsspeicherkapazität von Böden aus einem ausgehärteten Kunststoffschaum, wobei der Kunststoffschaum zumindest überwiegend offene Zellen aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffschaums.

Für die Bewässerung von Pflanzen wird oftmals deutlich mehr Flüssigkeit verbraucht, als die Pflanzen effektiv benötigen. Dies stellt insbesondere in ohnehin schon trockenen Gebieten ein großes Problem dar. Ein maßgeblicher Grund für die ineffiziente Bewässerung sind unter anderem schlechte Flüssigkeitsspeicherkapazitäten von Böden. Insbesondere steinige und sandige Böden, wie sie oftmals in ariden und semiariden Gebieten vorkommen, weisen eine sehr geringe Flüssigkeitsspeicherkapazität auf, sodass ein Großteil der Flüssigkeit durch Abfluss, Verdunstung oder Versickerung nicht nutzbar ist. Zusätzlich werden dadurch für Pflanzen wichtige Nährstoffe aus dem Boden ausgeschwemmt.

Zur Erhöhung der Flüssigkeitsspeicherkapazität eines Bodens sind verschiedene Produkte bekannt. So nehmen beispielsweise auf Gel basierende Wasserspeicher das Wasser durch eine chemische Reaktion auf, wobei sie ihr Volumen verändern. Die Volumenänderung des Gels kann zu unerwünschten Hohlräumen im Boden führen.

Andere Wasserspeicher basieren auf Blähton. Allerdings ist die Erhöhung der Wasserspeicherkapazität eines Bodens durch die Hinzugabe von Blähton ineffektiv, da selbst ein hoher Materialeintrag in den Boden nur mit einer vergleichsweise geringen Erhöhung der Flüssigkeitsspeicherkapazität einhergeht.

Ferner sind zur Erhöhung der Flüssigkeitsspeicherkapazität auch ausgehärtete, hydrophile Schäume bekannt. Aus der DE 10 2004 004 856 B3 ist ein gattungsgemäßer Flüssigkeitsspeicher zur Versorgung von Pflanzen mit einem porösen Speichermaterial bekannt, das aus einem durch ein Harnstoffharz und ein Tensid gebildeten Schaumstoff mit einer Dichte von 15 kg/m ³ - 60 kg/m ³ besteht. Der Schaumstoff kann als Schaumstoffformkörper oder vorzugsweise in Form von Flocken vorliegen und zur Speicherung einer Flüssigkeit, insbesondere von Wasser oder auch einer wässrigen Düngemittellösung dienen. Er soll als Schicht im Boden bzw. in Pflanzerde eingelagert sein und die Wurzeln der zu versorgenden Pflanze im Wesentlichen aufnehmen. Der Schaumstoff wird vorzugsweise als geschlossene Schicht in den Boden eingebracht, wobei die Schicht von den Schaumstoffflocken oder von einem oder mehreren plattenförmigen Schaumstoffformkörpern gebildet wird. Auch ist es möglich, den Schaumstoff in Form von Flocken mit dem Boden, welcher die Wurzel der jeweils zu versorgenden Pflanze umgibt, zu vermischen, bzw. in diesem verteilt anzuordnen. Der Schaumstoff weist offene Zellen auf, wodurch er hydrophile Eigenschaften erhält. Dadurch kann er Flüssigkeit speichern und allmählich an seine Umgebung, beispielsweise an den das Wurzelwerk umgebenden Boden oder direkt an die Pflanzenwurzel abgeben. Mit diesem Schaumstoff soll ein Flüssigkeitsspeicher bereitgestellt werden, der großflächig einsetzbar ist.

Mit der vorliegenden Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, einen Bodenverbesserer mit verbesserten Eigenschaften zur Speicherung von Flüssigkeiten in Böden sowie mit einer verbesserten Eignung für die großflächige Verwendung bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch einen Bodenverbesserer aus einem ausgehärteten Kunststoffschaum mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der ausgehärtete Kunststoffschaum eine Rohdichte von 5 bis 15 kg/m ³ aufweist. Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß des Anspruchs 9 gelöst.

Wenn hier und im Folgenden von einem Kunststoffschaum oder einem ausgehärteten Kunststoffschaum die Rede ist, beziehen sich die mit diesem in Verbindung stehenden Begrifflichkeiten auf das nachfolgend dargelegte Verständnis zu der Struktur und dem Aufbau eines Kunststoffschaums. Kunststoffschäume bestehen aus einer Vielzahl an Zellen mit Zellräumen, die durch Gaseinschlüsse gebildet werden, wobei die Zellen in ihrer Größe und Form deutlich variieren können. Bei sogenannten offenzelligen Kunststoffschäumen weisen die Zellen geöffnete Zellwände auf, sodass die Gaseinschlüsse ein miteinander verknüpftes Netzwerk bilden. Die Öffnungen in den Zellwänden werden als Poren bezeichnet und ermöglichen, dass der Kunststoffschaum permeabel für Gase und Flüssigkeiten ist. Offene Zellen bestehen aus einer Vielzahl an Zellstegen, die um die Poren herum ausgebildet sind und als Gerüst die äußere Kontur einer Zelle bilden.

Die Rohdichte des ausgehärteten Kunststoffschaums des erfindungsgemäßen Bodenverbesserers beträgt 5 bis 15 kg/m ³ , sodass die Zellstege der einzelnen Zellen sehr dünn ausgebildet sind. In Verbindung mit den überwiegend offenen Zellen wird ein Zerfall des Kunststoffschaums in einzelne Fasern, insbesondere Mikrofasern, ermöglicht. Ferner weist auch der Kunststoffschaum selbst aufgrund der geringen Rohdichte eine hohe Flüssigkeitsspeicherkapazität auf, sodass dieser, sofern er neben Fasern auch teilweise in größere Fragmente zerfällt, die mehrere zumindest teilweise intakte offene Zellen aufweisen, bis zu 90 % Flüssigkeit in Bezug auf das eigene Volumen aufnehmen kann. Darüber hinaus kann der intakte Kunststoffschaum große Mengen einer einmal aufgenommenen Flüssigkeit, insbesondere Wasser, dauerhaft über mehrere Monate speichern. Dabei verbleiben 55 bis 65 % der ursprünglich aufgenommenen Flüssigkeit im Kunststoffschaum.

Es wurde überraschend festgestellt, dass der erfindungsgemäße Kunststoffschaum mit geringerer Dichte deutlich mehr Flüssigkeit dauerhaft aufnehmen kann als der aus der DE 10 2004 004 856 B3 bekannte Schaumstoff. Dadurch lässt sich die Flüssigkeitsspeicherkapazität eines Bodens über große Flächen signifikant verbessern, wenn der Bodenverbesserer in den Boden eingearbeitet wird. Außerdem wurde überraschend festgestellt, dass der erfindungsgemäße Bodenverbesserer auch unmittelbar mit dem Boden zusammenwirkt und die Flüssigkeit durch das Zusammenwirken im Boden gehalten wird. Wesentlich dafür ist, dass der Bodenverbesserer mit dem Boden zumindest teilweise ein Faser-Boden-Gemisch bildet, indem der Kunststoffschaum durch mechanische Krafteinwirkung vor und/oder bei der Einbringung in den Boden und/oder mittels Einwirkung im Boden über die Zeit zumindest teilweise in einzelne Fasern und Mikrofasern zerfällt. Der Bodenverbesserer bildet durch die Vermischung der einzelnen Fasern in dem Boden eine sehr große Kontaktfläche mit diesem aus. Die große Kontaktfläche führt dazu, dass mit der Einbringung einer Flüssigkeit innerhalb des Faser-Boden-Gemischs eine Kapillarwirkung erzeugt wird, mittels derer eine große Menge Flüssigkeit im Boden gehalten werden kann. Insbesondere ist der Bodenverbesserer dazu geeignet, Wasser im Boden zu speichern.

Der aus der DE 10 2004 004 856 B3 bekannte Flüssigkeitsspeicher speichert die Flüssigkeit ausschließlich direkt im Schaumstoff selbst, sodass die Flüssigkeitsspeicherkapazität durch das Schaumvolumen definiert ist. Folglich kann mit diesem Flüssigkeitsspeicher im Boden gesamthaft nur die Menge an Flüssigkeit zusätzlich gespeichert werden, die unmittelbar durch den Flüssigkeitsspeicher aufnehmbar ist.

Der erfindungsgemäße Bodenverbesserer weist ferner den Vorteil auf, dass er im Boden über die Zeit von natürlich im Boden vorkommenden Mikropilzen abgebaut und anschließend von ebenfalls natürlich vorkommenden Bakterien in Stoffe umgewandelt wird, die eine düngende Wirkung für den Boden aufweisen und als Nährstoffe für Pflanzen dienen können. Dabei kann der Bodenverbesserer vorteilhaft bis zu seinem vollständigen Abbau, der beispielsweise über einen Zeitraum von 6-8 Jahren erfolgen kann, als Dünger wirken.

Vorzugsweise weist der ausgehärtete Kunststoffschaum eine Rohdichte von 8 bis 14,5 kg/m ³ , vorzugsweise von 9 bis 12 kg/m ³ , auf.

Die Druckfestigkeit des erfindungsgemäßen Kunststoffschaums beträgt vorzugsweise 150 bis 350 g/cm ² , insbesondere 200 bis 300 g/cm ² oder besonders bevorzugt 225 bis 275 g/cm ² . Dadurch ist der ausgehärtete Kunststoffschaum vergleichsweise instabil, sodass er bereits bei einer geringen mechanischen Krafteinwirkung in einzelne Fasern und Mikrofasern zerfällt. Die Druckfestigkeit des Kunststoffschaums kann zwischen einer Oberfläche und einem Innenbereich derselben Kunststoffschaumprobe geringfügig anders sein. Die Angaben zur Druckfestigkeit des beanspruchten Bodenverbessers beziehen sich auf sämtliche Bereiche des Kunststoffschaums. Vorliegend ist die Druckfestigkeit als das Ende des linear-elastischen Bereiches bei einer Druckbeanspruchung definiert, bei dem einzelne intakte Zellen des Kunststoffschaums derart versagen, dass der Bodenverbesserer irreversibel verformt wird.

Damit der Kunststoffschaum in möglichst viele einzelne Fasern und Mikrofasern zerfallen und auf diese Weise die Kontaktfläche des erfindungsgemäßen Bodenverbesserers mit dem Boden maximiert werden kann, ist es vorteilhaft, wenn der Kunststoffschaum möglichst viele Zellen mit entsprechend vielen Zellstegen aufweist, wobei der Anteil des Materials zwischen den Zellräumen möglichst gering sein sollte. Daher beträgt die Zelldichte des Kunststoffschaums vorzugsweise 45 bis 90 Zellen/cm, insbesondere 50 bis 75 Zellen/cm.

Die Größe der Fasern und Mikrofasern ist durch die Größe des Zelldurchmessers beeinflussbar. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Fasern ausreichend groß sind, sodass sich in Zusammenwirkung mit dem Boden die Kapillarkräfte optimal ausbilden können. In einer bevorzugten Ausführung des Bodenverbesserers ist der Zelldurchmesser aller Schaumzellen mit einem Durchmesser von mindestens 40 pm bei 5-15 % dieser Zellen < 80 pm, bei 25-35 % dieser Zellen 81-100 pm, bei 35-45 % dieser Zellen 101-140 pm, bei 10-20 % dieser Zellen 141-200 pm, bei 1-10 % dieser Zellen 201- 600 pm und bei < 1 % dieser Zellen > 601 pm. In einer weiteren bevorzugten Ausführung des Bodenverbesserers sind Kohlenstoffpartikel in den Kunststoffschaum eingebettet. Durch den Zusatz von Kohlenstoffpartikeln können die durch mechanische Einwirkung oder Einwirkung im Boden herauslösenden Fasern länger sein, als Fasern eines vergleichbaren Bodenverbesserers ohne den Zusatz von Kohlenstoffpartikeln. Außerdem hat der eingebettete Kohlenstoff bei der Zersetzung des Bodenverbesserers im Boden eine düngende Wirkung.

Die Kohlenstoffpartikel können insbesondere Kohlenstofffasern und/oder Ruß sein. Sie sind im Kunststoffschaum vorzugsweise mit einem Anteil von > 0,1 Gew.-%, insbesondere mit einem Anteil von > 0,5 Gew.-% enthalten. Ferner beträgt der Anteil der Kohlenstoffpartikel im Kunststoffschaum vorzugsweise < 10 Gew.-%, insbesondere < 5 Gew.-%.

Soll der erfindungsgemäße Bodenverbesserer in der Landwirtschaft eingesetzt werden, ist es grundsätzlich vorteilhaft, wenn er selbst nicht toxisch ist und bei seiner Zersetzung im Boden auch keine toxischen Stoffe entstehen, die eine schädliche Wirkung auf Lebewesen und Pflanzen haben.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffschaums, insbesondere des im Vorstehenden beschriebenen erfindungsgemäßen Bodenverbesserers, ist gemäß Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Flüssigkeit A, die zumindest Wasser und ein Prepolymer enthält, und einer Flüssigkeit B, die zumindest Wasser, eine oberflächenaktive Substanz und einen Härter enthält, durch die Einbringung eines Gases, insbesondere atmosphärischer Luft, in die jeweilige Flüssigkeit ein Vorschaum A und ein Vorschaum B gebildet wird und beide Vorschäume anschließend vermischt werden, wobei das Mischungsverhältnis von Vorschaum A und Vorschaum B zwischen 40 Vol.-% zu 60 Vol.-% und 60 Vol.-% zu 40 Vol.-%, vorzugsweise zwischen 45 Vol.-% zu 55 Vol.-% und 55 Vol.-% zu 45 Vol.- % oder insbesondere 47,5 Vol.-% zu 52,5 Vol.-% und 52,5 Vol.-% zu 47,5 Vol.-% beträgt.

In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt das Mengenverhältnis von Flüssigkeit A zu Flüssigkeit B zwischen 75 Vol.-% zu 25 Vol.-% und 50 Vol.-% zu 50 Vol.-%.

Durch die Einbringung des Gases in die Flüssigkeiten A und B ist es möglich, die

Zeilenzahl und den Zelldurchmesser des nach dem Vermischen entstehenden

Kunststoffschaums des erfindungsgemäßen Bodenverbesserers zu steuern und die Zellstruktur zu beeinflussen. Das Gas wird jeweils in die Flüssigkeit A und die Flüssigkeit B eingebracht, wodurch in den Flüssigkeiten eine hohe Anzahl Blasenkeime bereitgestellt wird. Auf diese Weise werden zwei Vorschäume gebildet, die bei Vermischung aufgrund der hohen Anzahl an Blasenkeimen einen Kunststoffschaum mit einer hohen Zellendichte ausbilden.

Der Vorschaum A und der Vorschaum B reagieren vorzugsweise durch Vermischung in einer rohrförmigen Reaktionskammer miteinander. Die Reaktionskammer weist vorteilhaft mindestens ein offenes Ende auf, durch das der durch die Reaktion entstehende Kunststoffschaum austreten und anschließend aushärten kann. Ferner kann die Reaktionskammer in Längserstreckungsrichtung eine Reaktionskammerlänge sowie einen im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt mit einem Reaktionskammerdurchmesser aufweisen. Dabei beträgt das Verhältnis von Reaktionskammerdurchmesser zu Reaktionskammerlänge vorzugsweise zwischen 1 zu 50 und 1 zu 200, vorzugsweise zwischen 1 zu 80 und 1 zu 120 und besonders bevorzugt 1 zu 100. Der Reaktionskammerdurchmesser beträgt insbesondere weniger als 200 mm, vorzugsweise zwischen 10 und 50 mm.

Der Volumenstrom der Flüssigkeiten kann jeweils zwischen 50 und 150 ml pro mm des Reaktionskammerdurchmessers, vorzugsweise 100 ml pro mm des Reaktionskammerdurchmessers, betragen.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens können der Vorschaum A und der Vorschaum B der Reaktionskammer jeweils über einen separaten Zuführkanal zugeführt werden. Dabei weisen die Zuführkanäle eine bestimmte Kanalquerschnittsfläche auf, deren Verhältnis zur Reaktionskammerquerschnittsfläche vorteilhaft zwischen 1,0 zu 2,0 und 1,0 zu 0,5, vorzugsweise 1 zu 1, beträgt. Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn das Verhältnis einer Kanallänge der Zuführkanäle zu dem Reaktionskammerdurchmesser zwischen 2 zu 1 und 4 zu 1, vorzugsweise 3 zu 1, beträgt. Durch die Geometrie und die Maße der Reaktionskammer und der Zuführkanäle wird erreicht, dass ein Kunststoffschaum mit den erforderlichen Zelldurchmessern und der erforderlichen Zelldichte ausgebildet wird, bevor dieser aus der Reaktionskammer austritt.

Das Vermischen des Vorschaums A und des Vorschaums B sowie die Förderung der miteinander reagierenden Vorschäume und des entstehenden Kunststoffschaums kann vorzugsweise selbsttätig durch die nachströmenden Vorschäume erfolgen. Dies ist von Vorteil, da auf diese Weise zur Durchführung dieser Prozesse keine weiteren Vorrichtungen erforderlich sind, die einen unerwünschten Einfluss auf die Herstellung des Bodenverbesserers haben können. Dabei kann das Gas, das vorzugsweise mit einer Druckluftvorrichtung in die Flüssigkeiten eingebracht wird, für ein stabiles Ablaufen des Schaumbildungsprozesses mit einem Druck von 1 bis 2,5 bar, insbesondere 1 bis 2,25 bar oder besonders bevorzugt 1 bis 2 bar in die Flüssigkeiten eingebracht werden.

Das in der Flüssigkeit A enthaltene Prepolymer ist chemisch und/oder thermisch vernetzbar, sodass ein Bodenverbesserer aus einem ausgehärteten Kunststoffschaum gebildet werden kann. In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Prepolymer ein Harnstoff-Formaldehyd sein, das als Trägermaterial dient und in einem ausgehärteten Zustand sicherstellt, dass der Kunststoffschaum seine Struktur beibehält. Es ist von Vorteil, wenn der Anteil des Harnstoff-Formaldehyds in Bezug auf das in der Flüssigkeit A enthaltene Wasser vorzugsweise > 10 Gew.-%, insbesondere > 15 Gew.-% oder besonders bevorzugt

> 22 Gew.-% beträgt. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn der Anteil des Harnstoff- Formaldehyds in Bezug auf das in der Flüssigkeit A enthaltene Wasser vorzugsweise

< 35 Gew.-%, insbesondere < 30 Gew.-% oder besonders bevorzugt < 27 Gew.-% beträgt.

Ferner kann die Flüssigkeit A weitere Stoffe enthalten, mit denen beispielsweise die Dichte und die Druckfestigkeit des ausgehärteten Kunststoffschaums beeinflussbar ist. Als bevorzugtes Beispiel ist der Flüssigkeit A ein Harnstoff beigemischt. Es ist von Vorteil, wenn der Anteil des Harnstoffs in Bezug auf das in der Flüssigkeit A enthaltene Wasser vorzugsweise > 0,5 Gew.-%, insbesondere > 0,75 Gew.-% oder besonders bevorzugt > 1 Gew.-% beträgt. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn der Anteil des Harnstoffs in Bezug auf das in der Flüssigkeit A enthaltene Wasser vorzugsweise

< 5 Gew.-%, insbesondere < 3 Gew.-% oder besonders bevorzugt < 2 Gew.-% beträgt.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die oberflächenaktive Substanz in der Flüssigkeit B ein Tensid, das die Schaumbildung ermöglicht. Als Tenside kommen insbesondere, aber nicht ausschließlich, anionische Tenside wie Alkylbenzolsulfonate, Fettalkoholethersulfate oder Fettalkoholsulfate in Betracht. Es ist von Vorteil, wenn der Anteil des Tensids in Bezug auf das in der Flüssigkeit B enthaltene Wasser vorzugsweise > 5 Gew.-%, insbesondere

> 7,5 Gew.-% oder besonders bevorzugt > 10 Gew.-% beträgt. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn der Anteil des Tensids in Bezug auf das in der Flüssigkeit B enthaltene Wasser vorzugsweise < 20 Gew.-%, insbesondere < 15 Gew.-% oder besonders bevorzugt < 12 Gew.-% beträgt.

Außerdem ist es bevorzugt, wenn der in der Flüssigkeit B enthaltene Härter ein Säurekatalysator ist, der die Vernetzung des Prepolymers und damit die Stabilisierung des Kunststoffschaums bewirkt. Als Säurekatalysator kommen beispielsweise, aber nicht ausschließlich, Phosphorsäure, Zitronensäure und p-Toluolsulfonsäure in Betracht. Es ist von Vorteil, wenn der Anteil des Säurekatalysators in Bezug auf das in der Flüssigkeit B enthaltene Wasser vorzugsweise > 15 Gew.-%, insbesondere > 20 Gew.-% oder besonders bevorzugt > 25 Gew.-% beträgt. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn der Anteil des Säurekatalysators in Bezug auf das in der Flüssigkeit B enthaltene Wasser vorzugsweise < 40 Gew.-%, insbesondere < 35 Gew.-% oder besonders bevorzugt < 30 Gew.-% beträgt.

Darüber hinaus kann die Flüssigkeit B in einer bevorzugten Ausgestaltung als weiteren Katalysator Resorcin enthalten. Es ist von Vorteil, wenn der Anteil des Resorcin in Bezug auf das in der Flüssigkeit B enthaltene Wasser vorzugsweise > 0,5 Gew.-%, insbesondere > 1 Gew.-% oder besonders bevorzugt > 2 Gew.-% beträgt. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn der Anteil des Resorcin in Bezug auf das in der Flüssigkeit B enthaltene Wasser vorzugsweise < 10 Gew.-%, insbesondere < 5 Gew.-% oder besonders bevorzugt < 3 Gew.-% beträgt.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Prozesstemperatur des erfindungsgemäßen Verfahrens zwischen 30 °C und 55 °C, insbesondere 35 °C und 50 °C oder besonders bevorzugt 40 °C und 45° C beträgt.

Im Folgenden wird ein Beispiel zur Herstellung des erfindungsgemäßen Bodenverbesserers aus dem ausgehärteten Kunststoffschaum beschrieben.

Die Eigenschaften des Bodenverbesserers wurden mit den folgenden Methoden bestimmt:

• Bestimmung der Rohdichte: Die Rohdichte p ist die Dichte des ausgehärteten Kunststoffschaums basierend auf der Masse und dem gesamten Volumen, das sich aus der Summe des Volumens der festen Materialbestandteile Vfest und des Volumens der Zellräume Vzei des Kunststoffschaums ergibt. Die Rohdichte wurde nach der folgenden Formel berechnet: p = m / (Vfest + Vzei) .

• Bestimmung der Druckfestigkeit: Die Druckfestigkeit des ausgehärteten Kunststoffschaums wurde bestimmt, indem eine quaderförmige Probe des Kunststoffschaums an einer ihrer Oberflächen unter Druckbeanspruchung bis zur plastischen Verformung belastet wurde. Dabei wurde die Schaumprobe mit einem kreisrunden Stempel mit einer Fläche von 1 cm ² belastet, wobei die Oberfläche des Kunststoffschaums, die mit dem Stempel belastet wurde, wesentlich größer als die Stempeloberfläche war.

• Bestimmung der Zelldichte: Die Zelldichte wurde bestimmt, indem in zehn Bildaufnahmen unterschiedlicher Abschnitte einer Schaumoberfläche einer Größe von etwas mehr als 3 * 4 mm, die mit einer Mikroskop-Kamera mit einer Auflösung von 48 Megapixel aufgenommen wurden, jeweils ein Linienraster aus vier horizontalen und fünf vertikalen Linien gelegt wurde, deren Abstand zueinander einem Abstand von jeweils 1 mm auf der Oberfläche des aufgenommenen Schaums entspricht. Die aufgenommenen Schaumoberflächen sind Oberflächen von aus dem Inneren eines erzeugten Kunststoffschaums herausgeschnittenen Schaumstücken. Die Orientierung der Schnittfläche des herausgeschnittenen Schaumstücks innerhalb des erzeugten Kunststoffschaums ist für die Bestimmung der Zelldichte irrelevant. Die äußere Oberfläche des erzeugten Kunststoffschaums wird bei der Bestimmung der Zelldichte nicht berücksichtigt. Entlang jeder Linie wurden die Zellen gezählt, die die Linie zumindest teilweise geschnitten haben. Dabei wurden ausschließlich Zellen berücksichtigt, deren Zelldurchmesser größer gleich 40 pm war. Mit den derart ermittelten Zeilenzahlen wurde über alle Linien sämtlicher Bildausschnitte eine mittlere Zeilenzahl berechnet. Die mittlere Zeilenzahl wurde unter Hinzunahme der bekannten Länge der Linien in Anzahl Zellen pro Zentimeter umgerechnet, die vorliegend als Zelldichte definiert ist. Schaumfehler, wie beispielsweise Hohlräume, die durch mehrere Zellwände und Zellstege verliefen, wurden nicht als Zellen betrachtet.

• Bestimmung des Zelldurchmessers: Für die Bestimmung des Zelldurchmessers wurde der Durchmesser geschätzt, indem der Mittelwert aus der größten und der kleinsten durch den ungefähren Flächenschwerpunkt der Zelle verlaufenden Strecke zweier sich gegenüberliegenden Zellwänden als Zelldurchmesser berechnet wurde. Der Fehler, der beim Schätzen entsteht, ist aufgrund der wenigen Zellen, deren mittlerer Durchmesser bei etwa 40 pm liegt, vernachlässigbar. Alternativ lässt sich der mittlere Durchmesser dadurch bestimmen, dass die Fläche einer Zelle per Bildauswertungssoftware bestimmt wird und aus der Fläche unter der Annahme, dass die Fläche die einer idealen Kreisfläche ist, der Durchmesser abgeleitet wird. Um den Bodenverbesserer aus einem ausgehärteten Kunststoffschaum zu erhalten, wurden Flüssigkeit A und Flüssigkeit B zunächst getrennt voneinander hergestellt und in Behältern bereitgehalten.

Flüssigkeit A wurde durch das Vermischen von destilliertem Wasser mit, in Bezug auf die Menge des destillierten Wassers, 25 Gew.-% Harnstoff-Formaldehyd (Basopor® 293) und 1 Gew.-% Harnstoff hergestellt.

Flüssigkeit B wurde durch das Vermischen von destilliertem Wasser mit, in Bezug auf die Menge des destillierten Wassers, 11 Gew.-% eines anionischen Tensids, 27 Gew.- % Phosphorsäure und 2 Gew.-% Resorcin hergestellt.

Zunächst wurde aus jeder Flüssigkeit jeweils ein Vorschaum gebildet, indem mittels einer Druckluftvorrichtung atmosphärische Luft unter einem Volumenstrom von 90 l/min und mit 1,5 bar in die Flüssigkeiten eingebracht wurde. Dabei wurden die Flüssigkeiten in einem Mengenverhältnis von 50 Vol.-% zu 50 Vol.-% und mit einem Volumenstrom von jeweils 3 l/min zugeführt.

Anschließend wurden der Vorschaum A und der Vorschaum B einer Reaktionskammer in einem Verhältnis von 50 Vol.-% zu 50 Vol.-% zugeführt. Innerhalb der Reaktionskammer wurden die Vorschäume vermischt und zum Aushärten aus der Reaktionskammer hinaus gefördert. Entscheidend war, dass die Flüssigkeit B bzw. der Vorschaum B bereits den Härter und das Tensid enthielt, sodass die Bildung des Kunststoffschaumes unmittelbar bei der Vermischung mit dem Vorschaum A begann, wobei die Aushärtung gleichzeitig einsetzte. Während der Herstellung betrug die Prozesstemperatur ungefähr 42 °C.

Das Verhältnis der Länge der Zuführkanäle, in denen die Flüssigkeiten vorgeschäumt wurden, und des Reaktionskammerdurchmessers betrug 3 zu 1. Ferner betrug das Verhältnis aus Zuführkanalquerschnitt und Reaktionskammerquerschnitt 1 zu 1, wobei der Zuführkanaldurchmesser und der Reaktionskammerdurchmesser jeweils 20 mm betrug. Das Verhältnis aus Reaktionskammerdurchmesser zu Reaktionskammerlänge betrug 1 zu 100. Die Zuführkanäle und die Reaktionskammer können als Schläuche ausgeführt sein.

Der mit dem beispielhaft beschriebenen Verfahren hergestellte ausgehärtete Kunststoffschaum des erfindungsgemäßen Bodenverbesserers wies eine Rohdichte von 12,3 kg/m ³ , eine Druckfestigkeit von 249,3 g/cm ² , gemessen an einer Oberfläche des Kunststoffschaums, und eine Zelldichte von 59 Zellen/cm auf. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des ausgehärteten

Kunststoffschaums, insbesondere des erfindungsgemäßen Bodenverbesserers, kann beispielsweise mit einer in Figur 1 dargestellten Vorrichtung durchgeführt werden.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung 1 weist eine Reaktionskammer 2 auf, der über die Dosierpumpe 3.1 eine Flüssigkeit A aus dem Behälter 4.1 und über die Dosierpumpe 3.2 eine Flüssigkeit B aus dem Behälter 4.2 zugeführt wird. Zwischen der Reaktionskammer 2 und den Dosierpumpen 3.1, 3.2 ist eine Druckluftvorrichtung 5 angeordnet, die atmosphärische Luft über den Gaskanal 6.1 in die Flüssigkeit A und über den Gaskanal 6.2 in die Flüssigkeit B einbringt und die Flüssigkeiten dadurch vor der Zuführung in die Reaktionskammer 2 vorschäumt, wobei ein Vorschaum A und ein Vorschaum B gebildet wird. Anschließend strömen die Vorschäume durch den Druck der Druckluftvorrichtung 5 und der nachströmenden Flüssigkeiten und Vorschäume über die Zuführkanäle 7.1 und 7.2 in die Reaktionskammer 2. Dort vermischen sich die Vorschäume derart, dass sie miteinander reagieren, wodurch die Bildung eines Kunststoffschaums beginnt. Der entstehende Kunststoffschaum tritt durch ein offenes Ende 8 der Reaktionskammer 2 aus und härtet anschließend aus. Die miteinander reagierenden Vorschäume sowie der aus der Reaktion resultierende Kunststoffschaum werden in der Reaktionskammer 2 selbsttätig durch die nachströmenden Vorschäume in Richtung des offenen Endes 8 bewegt, sodass keine Vorrichtung für die Förderung des Kunststoffschaumes erforderlich ist.

Die Reaktionskammer 2 weist eine Reaktionskammerquerschnittsfläche auf, die beispielsweise der jeweiligen Kanalquerschnittsfläche der Zuführkanäle 7.1, 7.2 entsprechen kann. Ferner weist die Reaktionskammer 2 eine Reaktionskammerlänge L auf, wobei das Verhältnis eines Reaktionskammerdurchmessers RD zu der Reaktionskammerlänge L beispielsweise 1 zu 100 betragen kann. Auch kann ein Verhältnis einer Zuführkanallänge ZKL zu dem Reaktionskammerdurchmesser RD beispielsweise 3 zu 1 betragen. Auf diese Weise kann sich in der Reaktionskammer 2 ein Kunststoffschaum mit einer Zellstruktur ausbilden, der zu dem erfindungsgemäßen Bodenverbesserer führt. Bezugszeichenhste

1 Vorrichtung

2 Reaktionskammer

3.1 Dosierpumpe

3.2 Dosierpumpe

4.1 Behälter

4.2 Behälter

5 Druckluftvorrichtung

6.1 Gaskanal

6.2 Gaskanal

7.1 Zuführkanal

7.2 Zuführkanal

8 offenes Ende

L Reaktionskammerlänge

RD Reaktionskammerdurchmesser

ZKL Zuführkanallänge