DE2129713A1 - Method and substance for collecting and removing leaked or spilled oil - Google Patents

Description

D?G Verfahren dieser Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine auf Kohlenwasserstoffbasis eingestellte Ferrofluid-Subntrnz die nachstehend angeführten Wirkstoffe aufweist: ein öllcsliches, jedoch nicht wasserlösliches, oberflächenaktives A^ons - (Detergentien etc.) - sowie ein stabiles Kolloid aus magnetischen Feststoffen oder magnetischen Schwebestoffen beispielsweise Magnetit oder Magneteisenstein. Das vorerwähnte Verfahren ist aber auch dadurch gekennzeichnet, daß die zuvor beschriebene Ferrofluid-Substanz in den Ölschlick eini dispersiert oder eingestreut wird, woraufhin dann das nun magnetisch ansprechbare verschüttete Öl angezogen, unter der Wirkung eines Magnetfeldes, und entfernt werden ksnn.The method of this invention is characterized in that a hydrocarbon-based ferrofluid sub-company has the active ingredients listed below: an oil-soluble, but not water-soluble, surface-active one A ^ ons - (detergents, etc.) - as well as a stable colloid magnetic solids or magnetic suspended solids, for example Magnetite or magnetic iron stone. The aforementioned method is also characterized in that the the previously described ferrofluid substance in the oil silt is dispersed or sprinkled, whereupon the now magnetically responsive spilled oil is attracted, under the Effect of a magnetic field, and be removed ksnn.

Diese .Erfindung befaßt sich somit einmal mit der Entfernung von Ölschlick in allen Formen und von ausgelaufenem Öl oder ölVerseuchungen in offenen Gewässern und bietet somit, die Möglichkeit der Umweltverschmutzung auf einem wichtigen Gebiete entgegenzutreten. Diese Erfindung befaßt sich aber auch mit einer Ferrofluid-Substanz, die derart eingestellt und ausgelegt ist, daß sie Ölschlicks oder Ölversouchungen in offenenen Gewässern durch ein Aufbrechen der Emulsionsbildungen zwischenThis invention thus deals once with the distance of oil silt in all forms and of spilled oil or oil contamination in open waters and thus offers that Opportunity to counter pollution in an important area. But this invention is also concerned with a ferrofluid substance that is set and designed in such a way is that they have oil silt or oil contamination in open waters by breaking up the emulsions between

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Ölen auf Kohlenwasserstoffbasis und Wasser entfernen kann.Can remove hydrocarbon-based oils and water.

Um eine ausführliche Erörterung dieser Patentanmeldung zu ermöglichen - dieser Patentanmeldung,die sich unter Ariderem mit einer Ferrofluid-Substanz zum Aufbrechen von Emulsionen aus Kohlenwasserstoffölen und Wasser befaßt, sei auf eine hiermit verbundene Patentanmeldung mit der Überschrift: "Verfahren zum Aufbrechen von iSmulsionen aus Kohlenwasserstoffen und Wasser" verwiesen, die unter der Nummer gleichzeitig mit dieser Patentanmeldung eingereicht worden ist.For a detailed discussion of this patent application too enable - this patent application, which is located under Ariderem concerned with a ferrofluidic substance for breaking emulsions of hydrocarbon oils and water, see one associated patent application with the heading: "Process for breaking up iSmulsions from hydrocarbons und Wasser ", filed under the number concurrently with this patent application is.

Der weltweit ständig anwachsende Verbrauch an Erdölprodukten,ist auch die Ursache dafür, daß die Anzahl der zufälligen oder beabsichtigten Ölaustrxtte oder ÖlVerseuchungen in offenen Gewässern, beispielsweise in Flüssen, Häfen, Seen, Ozeanen oder Meeren, proportional auch immer größer geworden ist. Größere Ölaustrxtte oder ÖlVerseuchungen, die beispielsweise durch Schiffsunglücke verursacht werden und sich a.uf die Flora und Fauna des Meeres sowie auf die Meeresstrände katastrophal auswirken können, finden weltweite Beachtung. Unglücklicherweise werden diese größeren Ölaustritte oder ÖlVerseuchungen nur nach ihrer Größe erkannt und unterschieden. Die üblicheren kleineren Ölsustritte oder Ölverseuchungen aber, die kaum weniger schädlich sind, finden nur geringe Beachtung. Auch die Reinigungsbemühungen sind in einem derartigen Falle geringer. Typisch sind solche (zufälligen oder beabsichtigten) Ölaustritte oder Ölverseuchungen, bei denen 500 Gellaner. bis 100.000 Gallonen (= 1.900 Liter bis 3.800 Liter) eines Erdölproduktes in ein offenes Gewässer gelangen. Bei den Stoffen, die am meisten eine ÖlverseuchungThe worldwide constantly increasing consumption of petroleum products is also the reason why the number of accidental or intended oil extracts or oil contamination in open waters, for example in rivers, ports, lakes, Oceans or seas, proportionally, has become larger and larger. Larger oil extracts or oil contamination, which are caused, for example, by ship accidents and themselves a. on the flora and fauna of the sea as well as on the sea beaches catastrophic effects attract worldwide attention. Unfortunately, these will be major oil spills or Oil contamination is only recognized and differentiated according to its size. The more common minor oil spills or oil spills but that are scarcely less harmful, find only minor ones Attention. The cleaning efforts are also less in such a case. Typical are those (accidental or intended) oil spills or oil contamination which 500 Gellans. up to 100,000 gallons (= 1,900 liters up to 3,800 liters) of a petroleum product get into open water. The substances that are most likely to be oil contaminated

herbeiführen handelt ep sich um schweres Heizöl Nr. 6 (sogenanntesep is heavy fuel oil No. 6 (so-called

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Bunker-C-Heiaöl), Rohöl und schweres Dieselöl. Solche Ölaustritte oder ClVerseuchungen schwimmen oft für längere Zeit auf dem Wasser, und ihre Rückstände spülen oft an die Strände sn. Nur» 3-7,-dierr.. j «doch die schwereren Kohlenwesserstoffe wie Rohöl oder reagieren BaC sndero Weise mit Luft und WPscfr, 30 d?2 sie imr.er mehr die Form von Teer annehmen. 2in vollständig entwickelte Lcche sus Erdölprodukten - diese bildet dünnen Schlick oder einen unterbrochenen FiIn mit einer Dicke von 1,5 aim oder weniger -ist ein teerförmiges Material £?hr hoher Viskosität mit einem spezifischem Gewicht von ungeflhr 0,fi bis 1,0. Diese L?¹ cha Sus Erdölprodukten treibt denn frei auf dem Wasser und wird von Wind, den Wellen und der Strömung rriitgenonmen;Bunker-C-Heiaöl), crude oil and heavy diesel oil. Such oil spills or Cl contamination often float on the water for long periods of time, and their residues often wash onto the beaches. Only "3-7, -dierr .. j" but the heavier hydrocarbons such as crude oil or BaC react sndero with air and WPscfr .30 d? 2 they imr.er more take the form of tar. 2in fully developed holes in petroleum products - this forms thin silt or an intermittent fiin with a thickness of 1.5 am or less - is a tarry material of high viscosity with a specific gravity of about 0.5 to 1.0. This L? ¹ cha Sus oil products then floats freely on the water and is rriitgenonmen by wind, waves and currents;

Solche ölaustritte, 01l8chen, 01Verseuchungen sind zumindest bösartige Schmitzstoffe oder ernsthafte Verschmutzungen. Qroi3e Ölsustritte o^er öl Verseuchungen können sich zwangsläufig katastrophal auf des Leben der Seevögel und auf des Leben im Meor auswirken. Selbst klein*? ölaustritte oder Öl Verseuchungen können Srrände verschmutzen und unbrauchbar mPchen. Die Entfernung solcher Ölaustritte oder Öllechen ist schon lange, als wünschenswert und notwendig erkannt worden. Die Durchführung ist leider oft sehr schwierig, wenn nicht unmöglich, auch dort, wo Kosten keine Rolle spielen.Such oil leaks, 01l8chen, 01contamination are at least malignant abrasives or serious soiling. Qroi3e Oil spills o ^ er oil contamination can inevitably occur have a catastrophic effect on the life of seabirds and on life in the sea. Even small *? oil leaks or oil contamination can contaminate edges and make them unusable. The removal of such oil leaks or oil spots has long been, recognized as desirable and necessary. Unfortunately, implementation is often very difficult, if not impossible, too where costs are irrelevant.

Und es handelt sich tatsächlich um eine Schwierigkeit. Dee öl hat sich über einen großen Bereich ausgedehnt, ist ein dünner Film Tit einer Dicke von oft weniger als ein Viertel Zoll, weist die Närsse des Wassers auf und kann soger in Form einer ßänulsion vorhanden sein. Die Entfernung von Ölsustritten oder Clinchen von offenen Gev.^räcsem ist oin schwieriges und sehr kostspieliges Unterfangen.And it really is a difficulty. The oil has spread over a large area, is a thin film of titanium, often less than a quarter of an inch thick, has the wetness of water, and may even be in the form of an emulsion. The removal of oil spills or clinching of open joints. ^r äcsem is oin difficult and very expensive endeavor.

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Im Rahmen dieser Erfindung sollen die Öleustritte, die Öllachen oder die Ölverseuchungen in Gewässern in einer von der einschlägigen Fachwelt bisher noch nicht berücksichtig» ten Weise angegangen werden. So soll nach der Absicht dieser Erfindung magnetisches Material in den Ölausjtritt oder in die auf dein Wasser schwimmende Öllsche eindispersiert oder eingestreut werden, wobei das magnetische Material^dann eine stsbile Suspension oder Aufschlämmung im Ölaustritt oder in der Öllache bildet, wobei diese Aufschlämmung so stabil ist, daß die magnetischen Stoffe durch die Schwerkraft oder durch das magnetische Feld nicht ausgeschieden " werden. Nach dem Bindispersieren oder Einstreuen der magnetischen Stoffe wird das Öl denn unter Anwendung einer auf das Öl wirkenden Magnetkr?ft gesammelt und entfernt.In the context of this invention, the oil leaks, the oil pools or the oil contamination in waters in one of the relevant experts not yet taken into account » be approached in the best way. Thus, the intention of this invention is to include magnetic material in the oil outlet or dispersed into the oil floating on your water or interspersed, the magnetic material ^ then a stable suspension or slurry in the oil outlet or forms in the puddle of oil, this slurry being so stable that the magnetic substances by gravity or not excreted by the magnetic field ". After the binding dispersion or scattering of the magnetic The oil is then collected and removed using a magnetic force acting on the oil.

Die zuvor gegebene leicht verständliche Beschreibung der praktischen Anwendung dieser Erfindung setzt jedoch voraus, daß ein angemessenes Eindipersieren oder Einstreuen von magnetischem Material in den teerförmigeri Stoff der gewöhnlichen Öllsche oder des gewöhnlichen Olaustrittes möglich und anwendbar ist. Vorausgesetzt wird darüber hinaus such, daß Magnetfelder, die für den Zweck adäquat sind, Verwendung finden und auf den Ölschlick einwirken können.The foregoing, readily understandable description of the practical application of this invention, however, assumes that adequate dispersion or sprinkling of magnetic material into the tarry matter of the common oil or oil spill is possible and applicable. It is also assumed that magnetic fields that are adequate for the purpose are used and can act on the oil silt.

Sine damit verbundene Annahme ist die, daß die Belastung des Ölfilmes oder der Ölschieht mit den Magnetpartikeln ( auch dies in der Annahme,, dßß es möglich ist) - das Gewicht des Ölschlickes nicht derart erhöht, daß er 2um Absinken gebracht wird» Tatsächlich ist das Absinken oder dss Versenken eines Ölaustrittes oder einer auf dem Wasserschwimmenden Öllsche von der einschlägigen Fachwelt bereite bedacht und vorgeschlagen worden, wird aber im ZusammenhangIts associated assumption is that the load on the oil film or the oil layer with the magnetic particles ( also assuming that it is possible) - the weight of the oil silt does not increase to such an extent that it sinks is brought »In fact is the sinking or sinking of an oil spill or one floating on the water Öllsche has been considered and suggested by the relevant experts, but is in context

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mit dieser Erfindung nicht für wünschenswert gehalten. Ziel dieser Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren für die gesamte Entfernung eines Ölaustrittes oder einer euf dem Wasser schwimmenden Ölleche zu schaffen, nicht aber, diese Öllaehe auf den Grund des Gewässers zu versenken.not found desirable with this invention. It is an object of this invention, therefore, to provide a method for the total removal of an oil spill or an oil spill from the water floating oil puddle, but not this oil puddle to sink to the bottom of the water.

Diese Erfindung befaßt sich nun aber auch mit einer Ferrofiuid-Substanz, die derart eingestelllt und ausgelegt ist, daß sie die Entfernung von Ölschlick oder Ölaustritten/Öllachen aus offenen Gewässern ermöglicht, desgleichen aber auch das Aufbrechen von Emulsionen aus Kohlenwasserstoffölen und Wasser.However, this invention is also concerned with a ferrofluid substance which is adjusted and designed in such a way that it the removal of oil silt or oil leaks / oil puddles in open waters, but also the breaking up of emulsions of hydrocarbon oils and water.

Bin Problem, des damit in enger Verbindung steht, ist die Verhinderung von Ölaustritten od*?r Öllachen auf offenen Gewässern, d.h. Ablassen von ölhaltigem Ballastwasser aus Tankern. Die Ferrofluid-Substanz kann dabei in da« im Ballast enthaltene Öl eindispersiert oder eingestreut werden, woraufhin dann das Öl unter Aufwendung von Magnetkraft noch vor dem Ablassen des Ballastwassers aus der Kohlenwssserstofföl/Wasser-Sxulsion entfernt werden kenn.A problem that is closely related to it is the prevention of oil leaks or oil puddles on open waters, i.e. discharge of oily ballast water from tankers. the Ferrofluid substance can be contained in the ballast Oil can be dispersed or sprinkled in, whereupon the Oil can be removed from the hydrocarbon oil / water emulsion using magnetic force before the ballast water is drained off.

Ziel dieser firfindung ist somit auch die Schaffung einer Ferrofluid-Substenz, die sich mit einer weiten Pallette von Kohlⁿnwasserstoffölen vermischen läßt, in Wasser jedoch unlösbar ist. Sine derartige Substanz läßt sich für das magietische Trennen der Kohlenwasserstofföle vom Wasser gut einstellen und anpassen.The aim of this firfindung is thus the creation of a ferrofluid Substenz which can be ⁿ nwasserstoffölen mix with a wide pallet of carbon, but is insoluble in water. Such a substance can be easily adjusted and adapted for the magical separation of the hydrocarbon oils from the water.

Dies· Erfindung basiert zu einem großen Teil auf dem Vorhandensein der Ferrofluide, einer erst kürzlich entdeckten Gruppe von Stoffen. Ura es kurz anzufUhrent ein Ferrofluid ist eine stabile Suspension oder stabile Aufschwämmung feinverteilter Msgnetpertikel in einer Trägerflüssigkeit. Unter dem Einfluß der Schwerkraft oder sogar eines Magnetfeldes kommt es auThis invention is based in large part on the presence of the ferrofluids, a recently discovered group of fabrics. A ferrofluid is one stable suspension or stable suspension of finely divided Msgnet particles in a carrier liquid. Under the influence the force of gravity or even a magnetic field arises

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keinem Absetzen oder Ausfällen der Suspension oder der kolloidalen Dispersion. Im Rahmen dieser Erfindung können die raagnetisierbaren und feinverteilten Partikel aus Stoffen bestehen, die für gewöhnlich als magnetisch bekannt sind, beispielsweise aus Magnetit oder Magneteisenstein, aus Gammaiäisenoxyd, aus metallischem Eisen und dergleichen mehr.Die vorerwähnten Partikel können aber auch aus solchen Stoffen bestehen, deren Sättigungsmagnetisierung bei Raumtemperatur größer als 1.000 Gauss ist. Zu dieser Stoffgruppe gehören auch: KobBlt, Nickel, Gadolinium, Ssmarium-KobPld und ähnli-" ehe Legierungen, Chromdioxyd, Ferrite - beispielsweise Man-no settling or precipitation of the suspension or the colloidal Dispersion. In the context of this invention, the magnetizable and finely divided particles can consist of substances commonly known as magnetic, for example from magnetite or magnetic iron stone, from gamma iron oxide, made of metallic iron and the like. The above-mentioned particles can also consist of such substances exist whose saturation magnetization is greater than 1,000 Gauss at room temperature. Belong to this group of substances also: KobBlt, Nickel, Gadolinium, Ssmarium-KobPld and similar- " before alloys, chromium dioxide, ferrites - for example man-

gsn-Zink-Ferrite, Nickelferrite - sowie viele andere Stoffe. Die für die Durchführung dieser Erfindung bevorzugten Materialien oder Stoffe sind Magnetit und Gamma-Sisenoxyd.gsn zinc ferrites, nickel ferrites - as well as many other substances. The preferred materials or substances for practicing this invention are magnetite and gamma-iron oxide.

Die in den Ferrofluiden enthaltenen Schwebestoffe sind sehr klein. Die Partikelgrößer ist normalerweise kleiner als rund 300 S₁ sie wird im Durchschnitt ungefähr 100 ^-Einheiten betragen. Hiermit sei wiederholt: Ferrofluide sind heute in der Fachwelt gut bekannt und sind in ausführlicherer Weise in iehlreichen Patenten und Publik*tionen beschrieben worden. Für die Durchführung dieser Erfindung ist aber eine sorgfältig xus8B«engestellte Spezitlgruppe von Ferrofluiden erforderlich. The suspended solids contained in the ferrofluids are very small. The particle size is usually less than around 300 S ₁ and will average around 100 ^ units. It should be repeated: Ferrofluids are now well known in the specialist world and have been described in more detail in numerous patents and publications. To carry out this invention, however, a carefully selected group of ferrofluids is required.

Die besonderen oder speziellen Ferrofluide, die für die Durchführung dieser Erfindung Verwendung finden sollen, müssen bestimmte physikalische Eigenschaften aufweisen. Diese Ferrofluide müssen sich insbesondere mit einer breiten Palette von Ölen, die auf Erdölbasis hergestellt sind, ganz besonders aber mit den schweren teerförmigen Kohlenwasserstcffen vonThe particular or specific ferrofluids that are to be used in the practice of this invention must be specific have physical properties. These ferrofluids In particular, need to be very particular with a wide range of oils that are made on the basis of petroleum but with the heavy, tarry hydrocarbons of

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typischen ÖlPustritten oder Olli¹ eher., die puf offenen Gewässern schwimmen. Wünschenswert wäre eine geringere Dichte der· Ferrfluide gegenüber Frischwasser oder gegenüber Meereswasser, dies ist aber nicht unbedingt erforderlich, (Auf Wasser) miesen die Ferrofluide einen geringen Ausbreitungswert haben, darüber hir.cus müssen sie eine hohe magnetische Suszeptibilität aufweisen. Aus Sicherheitsgründen wären auch Ungiftigkeit und ein hoher Flammpunkt zu wünschen. Viele der zuvor erwähnten wünschenswerten und erforderlichen Eigenschaften beeinträchtigen jedoch auch die fügenscheften der Trägerflüssigkeit, dementsprechend ist auch nur eine relativ kleine Gruppe von Stoffen für die Verwendung eis Trägerflüssigkeit geeignet.typical ÖlPustitten or Olli ¹ rather., the puf open waters swim. A lower density of the ferrofluids compared to fresh water or seawater would be desirable, but this is not absolutely necessary, (on water) the ferrofluids have a low dispersion value; For safety reasons, non-toxicity and a high flash point would also be desirable. Many of the above-mentioned desirable and required properties, however, also impair the joining forces of the carrier liquid, and accordingly only a relatively small group of substances is suitable for use as a carrier liquid.

Für Trägerflüssigkeiten besonders geeignete Stoffe sind:« parsffinbesisehe Kohlenwasserstoffe sowie naphthenbasisch« Kohlenwasserstoffe - das sind Pliphatische und gesättigte aromatische Ringkohlenwps^erstoffe - vat ein«n; Siedepunkt, der über loo°C liegt» jedoch nicht mit einem derart hohen Molekulargewicht und mit einer Viskosität, die bei 30⁰C 5 Centistokes beträgt. Unter Wahrung einer strengeren ehe» ndsch-Technischen Teradnologie können diese Trägerflüssigkeiten Ppraffin-Kohlenwaaeerstoffe (oder Aliphaten) von ungefähr Cq _. beieichnet werden, die aromatischen Ringkohlenwasserstoffe hingegen als gesättigte Naphthen-Kohlenwaseerstoffe von ungefähr C„ - C.g. Geeignet Find euch eile Iedmerformen, beiepielaweiee einfpche Ketten, verzweigte Ketten, Sinzelring-Formen, Doppelring-Formen und dergleichen mehr. Derartige Stoffe sind eher als Kohlenwasserstoffmischungen verfügbar - beispielsweise W©ißöl, de»»-»ls reine Substanzen. Tatsächliche werden gegenüber den reinen Kphlenwasser-Substances particularly suitable for carrier liquids are: "Parsffin-based hydrocarbons and naphthene-based" hydrocarbons - these are pliphatic and saturated aromatic ring carbon substances - vat one; Boiling point but above loo ° C "not having such a high molecular weight and having a viscosity, which is 5 centistokes at 30 ⁰ C. While maintaining a stricter marriage-technical teradnology, these carrier fluids can contain prepaffin carbons (or aliphatics) of approx. The aromatic ring hydrocarbons, on the other hand, are suitable as saturated naphthenic hydrocarbons of approximately C "- Cg. Such substances are more readily available as hydrocarbon mixtures - for example, white oil, de »» - »ls pure substances. Actual are compared to the pure Kphlenwasser-

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stoffsubstsnzen Kohlenwasserstoffgemische bevorzugt. Diese Kohlenwasserstoffgemische haben einen niedrigeren Fließpunkt oder Stockpunkt, dsrüber hinaus ksnn euch deren VerdPmpfungsgeschwindigkeit besser unter Kontrolle geholten werden. Gemische sind zudem such noch viel billiger 8ls reine Substanzen.Substances Hydrocarbon mixtures preferred. These Hydrocarbon mixtures have a lower pour point or pour point, and you can also see their evaporation rate be better brought under control. Mixtures are also much cheaper than pure substances.

Es ist jedoch überraschend, daß selbst damit eng verbundene Stoffe nicht geeignet sind und somit im Rahmen der Durchführung dieser Erfindung für einen geeigneten Träger nicht verwendet werden können. So sind bei sm. eisweise die (Äthylenreihe gehörenden) Olefine C_{0 5}, weniger stabil und mehr weseerlöslich. Diese Olefine breiten sich auf dem Wasser darüber hinaus such noch leichter aus, eis dies bei den Paraffinen und Nsphthenen der Fall ist. Besonders unerwünscht sind aromatische Kohlenwasserstoffe oder Ringkohlenwasserstoffe, weil sie für das Leben im Wasser oder das Leben im Meer giftig sind und für diejenigen, die mit der Ferrofulid zu tun heben, eine Gefahr darstellen. Flüssigkeiten suf der Bssis ?romatischer Kohlenwasserstoffe haben eine zu hohe Dichte, um in zufriedenstellender Weise eingesetzt werden zu können. Aromatische Kohlenwasserstoffe haben darüber hiaaus euch noch den Nachteil, daß sie sich zu leicht ausbreiten. Chlor-Kohlenwasserstoffe haben eine zu hohe Dichte, sind zu giftig und können sich zu leicht ausbreiten. Für eine mögliche Verwendung sind auch noch andere Lösungsmittelsysteme untersucht und erforscht worden, beispielsweise die von Äther, Estern, Aminen, heterozyklische Systeme, sie heben sich jodoch sus dem einen oder dem anderen Grunde als ungeeignet erwiesen. Somit ist die Durchführung dieser Erfindung ausdrücklich auf solche Ferrofluid-Substanzen beschränkt, deren Trägerflüssigkeit aus der zuvor beschriebenen Gruppe der paraffinessisehen Kohlenwasserstoffe, derIt is surprising, however, that even substances closely associated therewith are unsuitable and thus cannot be used for a suitable carrier in the practice of this invention. So with sm. _{Ice-wise the olefins C 0 5} (belonging to the ethylene series), less stable and more water-soluble. In addition, these olefins spread even more easily on the water if this is the case with the paraffins and nephthenes. Aromatic hydrocarbons or ring hydrocarbons are particularly undesirable because they are toxic to aquatic life or marine life and represent a danger to those who deal with the ferrofulide. Liquids containing aromatic hydrocarbons have too high a density to be able to be used in a satisfactory manner. Aromatic hydrocarbons also have the disadvantage that they spread too easily. Chlorine hydrocarbons have too high a density, are too toxic and can spread too easily. Other solvent systems have also been investigated and explored for possible use, for example those of ethers, esters, amines, heterocyclic systems; they have proven to be unsuitable for one reason or another. Thus, the implementation of this invention is expressly limited to those ferrofluid substances whose carrier liquid is from the group of paraffinic hydrocarbons described above, the

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nephthenbasisehen Kohlenwasserstoff und deren Gemische «uegewählt wird.Nephthene-based hydrocarbons and their mixtures are selected will.

Die richtige oder zweckentsprechende Auswahl der Trägerflüesigkeit bietet für sich alleine nicht die Getfähr, daß ein Fertduid geschaffen wird, das alle die für den Zweck dieser Erfindung notwendigen physikalischen Eigenschaften aufweist. Einige Eigenschaften basieren eben euf dfcr richtigen Auswahl des Kolloidstabiliaiprungsmittels, also der oberflächenaktiven Substanz und deren relative Verteilung im Ferrofluid.The correct or appropriate selection of the carrier liquid does not offer the risk of that on its own Fertduid is created that does all of the for the purpose of this Invention has necessary physical properties. Some properties are based on the correct selection of the colloid stabilizer, i.e. the surface-active Substance and its relative distribution in the ferrofluid.

Die spezifischen Probleme, die dann sufkomen, wenn ein Qlaustritt oder eine auf dem Wasser schwimmende Öllashe unter Kontrolle zu halten ist, stellen an das oberflächenaktive Mittel oder an das oberflächenaktive Ageas, das sur Stabilisierung der Suspension oder Aufschläimaung feinverteilter magnetisierbarer Partikel in der Trägerflüssigkeit vorhanden ist, bestimmte physikalische Anforderungen, so wie sie auch bestirnte physikalische Anforderungen an die Trägerflüssigkeit selbst stellen. So nuß das oberflächenaktive Agens oder oberflächenaktive Mittel in Öl löslich sein, darf sich aber im Wasser nioht lösen. Eine Wasserlöslichkeit von weniger als 0,5 $ ist das für die Wasserunlöslichkeit iwecknäßige zahlenmäßige Kriterium. Darüber hinaus darf das oberflächenaktive Mittel oder das oberflächenaktive Agens nicht zur außergewöhnlichen Ausbreitung dee Ferrofluid 8uf de« Wasser führen, desgleichen auch nicht zu einer außergewöhnlichen Ausbreitung des Ql-Ferrofluidgemisches suf dem Wasser. Das oberflächenaktive Mittel oder das oberflächenaktive Agens sollte wünsehenswelrterweise selber auch nicht giftig sein.The specific problems that arise when a leak or an oil bottle floating on the water has to be kept under control relate to the surface-active agent or the surface-active ageas, which is present to stabilize the suspension or to sludge finely divided magnetizable particles in the carrier liquid , certain physical requirements, as they also make certain physical requirements on the carrier liquid itself. Thus, the surface-active agent or surfactants must be soluble in oil, but must not dissolve in water. A water solubility of less than $ 0.5 is the numerical criterion for water insolubility. In addition, the surface-active agent or the surface-active agent must not lead to an extraordinary spread of the ferrofluid in the water, nor to an extraordinary spread of the ferrofluid mixture in the water. The surfactant or agent should also desirably not be toxic by itself.

DLe Kriterien der Öllöalichkeit und der Wasserunlöslichkeit sind bereits wohlbekannte physik» Ii sehe eigenschaften, dieDLe criteria of oil solubility and water insolubility are already well-known physics »I see properties that

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keiner Erklärung, Diskussion oder Erörterung bedürfen. Bine Erklärung, vielleicht auch eine definitive Beschreibung ist jedoch im Hinblick auf die Forderung nach einer in Rahmen dieser Erfindung so wichtigen begrenzten Ausbreitungsfähigkeit erforderlich. do not require any explanation, discussion or discussion. Bine Explanation, perhaps also a definitive description, is however with regard to the requirement for a framework This invention required the limited spreadability of this invention.

Zur Bildung einer Emulsion aus zwei miteinender unvemischbaren Flüssigkeiten gehört die Bildung einer großen Zwischenflächenzone zwischen den beiden Phasen. Durch Zusetzen irgendwelcher Mittel oder Stoffe, die die Zwischenschicht-Oberflächenspannung zwischen den beiden Phasen beträchtlich verringern, wird die Sinulsionsbildung gefördert. Oberflächenaktive Wirkstoffe verringern die Zwischenschichtenspannung zwischen Öl und Wasser, erleichtern dsdurch die Bildung von ÖH-/Wass6r-5knulsionen und stabilisieren diese schließlich noch. Viele Stebilisierungswirkstoffe, die -(wes schließlich ein Ferrofluid ausmacht)- für die Bildung einer stabilen kolloidalen Suspension von magnetischen feststoffen oder Schwebestoffen geeignet sind, sind ebenso gut als Wirkstoffe zur Herbeiführung von Öl-Wasser-iinulsionen geeignet. Weil nun die Ferrofluid-Substsnzen dieser Srfindung zum Aufbrechen von Kohlenwasserstofföl-/Wasser-iinuldionen Verwendung finden sollen, sollte der Zusatz von Ferrofluiden in diese ßknulsionen gerade das Aufbrechen dieser Emulsionen nicht noch schwieriger machen, beispielsweise durch ein weiteres Verringern der Zwischenschi chtenspannung.To form an emulsion from two immiscible ones Liquids include the formation of a large interfacial zone between the two phases. By adding any Agents or substances that reduce the interlayer surface tension If it is considerably reduced between the two phases, the formation of sinulsions is promoted. Surface active ingredients reduce the interlayer tension between oil and water, facilitate the formation of OH / water emulsions and finally stabilize them. Many stabilizing agents, which - (which ultimately makes a ferrofluid) - for the formation of a stable colloidal suspension Magnetic solids or suspended solids are just as good as induction agents suitable for oil-water emulsions. Because now the ferrofluid substances this Srfindung to break down hydrocarbon oil / water iinuldionen Are to be used, the addition of ferrofluids in these knulsions should do just that Do not make breaking these emulsions even more difficult, for example by further reducing the interlayer tension.

Die gewöhnliche ifohlenwssserstofföl-/W3sser-Hs!ulsion entsteht insbesondere bei Rohölen durch natürlich vorkommende oberflächenaktive Wirkstoffe, die die Öl-ZWesser-Zwischenschichtenspsnnung geringer werden lassen. Fir viel« Rohölprodukte, beispielsweise für schwere Ereile, liegt die Öl-/Waseer>-The usual hydrocarbon oil / water emulsion is produced especially in the case of crude oils through naturally occurring surface-active ingredients that make the oil-ZWesser interlayer separation let it decrease. For a lot of «crude oil products, For example, for heavy events, the oil / water> -

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Zwischenschichtspannung unter 2C Dyn^s/cn:, (l Dyne = 1 cü g/sec =l/9?l pond). Im Vergleich dazu haben die für Trägerfliissigkeit dieser Erfindung geeignsten saturierter, oder gerättigt^n Koh-1envx"rr^rctoff^rt cine Öl-ZW^sser-Zwiechenschichtsoannung von ungefähr 50 + 5 Dyn^ps/cm. Die Zwischenschicht spannung zwischen der Ferrofluid und Wasser rollte bei j odor in Rahmen ..dieser Erfindung in Betracht gezogenen Ferrofluid sicherlich höher liebGn»slc jene des Kohlenwasserstofföles in der Emulsion. Ist die Zwischenschichtspannung <ier Ferrofluid höher als die des Kohlenwssserstofföles, dann ist nicht zu erwarten, daß sich die Probleme der Smulsionsstabilität noch erhöhen, wenn das Ferrofluid der Emulsion zugegeben wird.Interlayer tension under 2C Dyn ^ s / cn :, (l Dyne = 1 cü g / sec = l / 9? L pond). In comparison, the geeignsten for Trägerfliissigkeit this invention sated, or device Untitled ^ n Koh-1envx "rr ^ rctoff ^rt cine oil ZW ^ ter-Zwiechenschichtsoannung of about 50 + 5 dynes ^p s / cm. The interlayer stress between the ferrofluid and Water rolled with jodor in the context of the ferrofluid under consideration of this invention is certainly more fond of that of the hydrocarbon oil in the emulsion. If the interlayer tension of the ferrofluid is higher than that of the hydrocarbon oil, then the problems of the Increase the stability of the emulsion even further if the ferrofluid is added to the emulsion.

Wird einem bus Kohlenwasserstoffen bestehenden Öl ein kleiner Anteil oder eine kleine Menge eine oberflächenaktiven Agens oder oberflächenektiven Wirkstoffes zugegeben, dann Verringert sich die Zwischenschichtspannung des Öles gegen Wasser deshalb, weil sich der oberflächenaktive Wirkstoff in der Grenzschicht oder Zwischenschicht zwischen dem Öl und dem Wasser konientriert. Weil nun die kontinuierliche Phese - d.h. die Phase des Dispersionsmediums - einer auf ölbasis eingestellten oder sufgebauten Ferrofluid eine Kohlenwasserstofföllösung des oberflächenaktiven Wirkstoffes oder oberflächenaktiven Agens ist, wird »on der !wischen der Ferrofluid und dem Wasser vorhandenen Zwischenschichtspannung oder Grenzschientspannung das Vorhandensein des oberflächenaktiven Agens oder oberflächenaktiven Wirkstoffes reflektiert. Dies ist dann eine Funktion dafür, wieviel an freiem oberflächenaktiven Wirkstoff in dem aus Kohlenwasserstoffen bestehenden Trägeröl vorhsnden ist. Glücklicherweise werden viele oberflächenaktive Wirkstoffe von den Oberflächen der MagnetpartikelIf an oil made up of hydrocarbons becomes a small one A portion or a small amount of a surface-active agent or surface-active agent is added, then the interlayer tension of the oil against water is reduced This is because the surfactant is in the interface or intermediate layer between the oil and the water conceived. Because now the continuous phase - i.e. the phase of the dispersion medium - one adjusted on an oil base or built-up ferrofluid is a hydrocarbon oil solution of the surface-active agent or surface-active agent, the wipe of the ferrofluid and interlayer stress or boundary rail stress present in the water reflects the presence of the surfactant or surfactant. This is then a function of how much free surfactant is in the hydrocarbon carrier oil is present. Fortunately, many become surfactants Active ingredients from the surfaces of the magnetic particles

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so stark adsorbiert oder so fest angezogen, daß das Konzept des freien oberflächenaktiven Wirkstoffe? bedeutsam wird, wobei dann dss Ferrofluid eis eine Kohlenwssserstofföl-Lösung des oberflächenaktiven Wirkstoffes behandelt wurden kann.so strongly adsorbed or so tightly attracted that the concept of free surfactants? becomes significant, whereby Then the ferrofluid is a hydrocarbon oil solution of the surfactant may have been treated.

Bei sehr geringen Konzentrationen des oberflächenaktiven Wirkstoffes nimmt die anfängliche Veränderung in der Zwischenschichtensppnnung oder in der Grenzschichtenspsnnung fi * OfV/ einer Kohlenwasserstofföl-Lösung eines oberflächenaktiven Wirkstoffes gegen Wasser dann als eine lineare Funktion der Konzentration des oberflächenaktiven Wirkstoffes im Öl ab, also der Konzentration des oberflächenaktiven Wirkstoffes c , ( für die die Bfcnheit Mol/Liter eingesetzt wird). Dieser Zusammenhang läßt sich mathematisch wie folgt ausdrucken:-In the case of very low concentrations of the surface-active agent, the initial change in the interlayer voltage or in the boundary layer voltage of a hydrocarbon oil solution of a surface-active agent against water then decreases as a linear function of the concentration of the surface-active agent in the oil, i.e. the concentration of the surface-active agent Active ingredient c, (for which the mol / liter unit is used). This relationship can be expressed mathematically as follows: -

d/f¹ o/w = -A" d / f ¹ o / w = -A "

dede

c ——-5r 0c -—- 5r 0

VJeIe oberflächenaktive Wirkstoffe, die sich in ihrem chemischen Aufbau oder in ihrer chemischen Struktur sehr unterscheiden, heben für A ähnliche Werte. Weil nun das Zwischenschichtspannungsverhalten oder das Grenzsehichtspennungsverhalton der Ferrofluide in erster Linie berücksichtigt werden muß, lassen sich aufgrund dieser Eigenschaften die für die Ferrofluide geeigneten oberflächenaktiven Wirkstoffe wie folgt definieren:-VJeIe surface-active ingredients that are in their chemical Structure or in their chemical structure differ greatly, raise similar values for A. Because now the interlayer stress behavior or the border view behavior Ferrofluids must be taken into account in the first place, because of these properties can be the most suitable for the ferrofluids Define surface-active agents as follows: -

a) Der Wert A des oberflächenaktiven Wirkstoffesa) The value A of the surface-active agent

beträet A "i TQ⁵ Dvn«g /- cm
betragt a - ι© ΗοΓ / Literamounts to A "i TQ ⁵ Dvn« g / - cm
amounts to a - ι © ΗοΓ / liter

b) Des Ferrofluid insgesamt hat gegenüber Wasser eine Zwischenschichtenspannung oder Grenzschichtenspannung, die nicht kleiner ist eis ungefähr 25 Etynes/cm.b) The ferrofluid as a whole has an interlayer tension or boundary layer tension compared to water, which is not less ice about 25 Etynes / cm.

Bei eingehenderer Betrachtung der Freche der Zwi sehenschichten epannung oder der Grenzschichtenspannung ist derauf zu achten, wenn euch die Zugabe kleinerer Mengen oder kleinerer AnteileA closer look at the cheekiness of the intermediate layers voltage or the boundary layer voltage must be taken into account if you like the addition of smaller amounts or smaller proportions

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des oberflächenaktiven Wirkstoffes dip Ztri. sehenschichtspannung oder die Grenzschichtspannung von Öl gegen Wasser tatsächlich beeinflußt, nur eine geringe oder UVrhaupt keine Auswirkung auf die Zwischen schicht spannung oder die Grenzschichtspannung von Öl gegen Luft zu verzeichnen ist. Daraus ergibt sich denn, daJ3 das Ausbreitungsverhslten des Ferrofluid auf Wasser als ein zweckraäSiges ΜεΙ2 oder eine zweckmäßige Größe für dio Zwischenschichtspannung oder die Grenzschicht spannung von Ferrofluid gegen Wasser genommen werden kann.of the surfactant dip Ztri. visual layer tension or actually influences the interfacial tension of oil against water, only slightly or none at all Effect on the interlayer stress or the boundary layer stress of oil against air. From this it follows that the behavior of the ferrofluid in spreading over water is considered to be an appropriate ΜεΙ2 or an appropriate one Size for the interlayer stress or the boundary layer voltage of ferrofluid against water can be taken.

Wird eine bestimmte Menge eines Öles, das ja eine dichtere und unverwischbare Flüssigkeit ist, derprt ?uf dir "asseroberfläche gegeben, daß es in einer Schicht von erkennbarer Dicke vorhanden 13t, dann gibt es für das, wss sich in der Folge ereignen könnte, mehrere Möglichkeiten. Diese Phänomene lassen sich am besten mit dem Begriff "des Ausbreitungskoeffizienten angehen und betrachten. Bei diesen Begriff des "Ausbreitungskoeffizienten¹¹ handelt es sich um eine Konzipier rung, die ursprünglich von Harkins vorgeschlagen worden ist. Definitionsgernäß ergibt sich die nachstehend angeführte mathematische Darstellung:-If a certain amount of an oil, which is a denser and indelible liquid, is placed on the surface of the water in such a way that it is present in a layer of discernible thickness, then there are several for what might subsequently occur Possibilities These phenomena can best be approached and viewed with the term "the coefficient of dispersion. This term " ^{coefficient of dispersion 11"} is a concept originally proposed by Harkins. According to the definition, the following mathematical representation results:

OWOW

In dieser Formel ist:In this formula:

S o/w ■ Ausbreitungskoeffizient dos Öles auf dem Wasser (Einheit! Dynes/cm)S o / w ■ Coefficient of dispersion of the oil on the water (Unit! Dynes / cm)

=* Oberflächenspannung von Wasser gegen Luft (fiinheit: Dynes/cm)= * Surface tension of water against air (fineness: Dynes / cm)

= Oberflächenspannung von Öl gegen Luft (fiinheit: Dynes/cm)= Surface tension of oil against air (fineness: Dynes / cm)

■ Zwischenschicht spannung oder Grenz schicht spannung ^OW von Öl gegen Wssser (fcünheit: Dynes/cm).■ interlayer tension or interfacial tension of oil against ^OW Wssser (fcünheit: dynes / cm).

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Sin positiver Wert von S o/w weist nun dsr?uf hin, daß das Ausbreiten des Öles auf dem Wasser mit einer Verringerung freier Energie des Systems, verbunden ist, so daß sich das Öl solange spontan euf der V/asser fläche ausbreitet, bis d"ß es dort als dünner Film oder als dünne Schicht von molekularen Abmessungen vorhanden ist. Im Gegensatz dazu weist ein negativer Wert von S o/w darauf hin, daß das Auebreiten des Öles auf dem Wasser mit einer Erhöhung der freisn Energie des'Systemes verbunden ist. Das Öl wird sich deshalb denn nicht ausbreiten, sondern sich auf dem Was3er 'iie eine stabile Lache oder eine stabile Linse verhalten, deren Gleichgewichtszustand von den Grenzschichtspannungen bestimmt wird, desgleichen aber auch von der potentiellen Schwerkraftenergie der Volumenelemente sowie von der Druckdifferenz an der gebogenen Oberfläche. Die im Rahmen dieser Erfindung verwendeten Trägerflüssigkeiten haben gegenüber destilliertem Wasser bei Raumtemperatur einen Ausbreitungskoeffizienten, der entweder Null oder negativ ist.A positive value of S o / w now indicates that the Spreading the oil on the water with a decrease free energy of the system, so that the Oil spreads spontaneously on the surface of the water until d "ß it is present there as a thin film or as a thin layer of molecular dimensions. In contrast, one has negative value of S o / w indicates that the spreading of the Oil on the water with an increase in free energy of the system is connected. The oil is therefore going to be do not spread out, but rather become stable on the water Behave in a pool or a stable lens, the equilibrium state of which is determined by the boundary layer stresses, but also from the potential energy of gravity of the volume elements as well as from the pressure difference at the curved surface. The carrier liquids used in this invention have over against distilled water at room temperature a coefficient of expansion that is either zero or negative.

Sine ähnliche Definition des Ausbreitungskoeffizienten (S¹ o/w) gilt auch für ein Öl, das eine oberflächenaktive Lösung enthält, die (y· ) die Oberflächenspannung des Öles gegen Luft verändert, die aber auch (TT¹ ) die Zwischenschichtspannung oder Grenzschichtspannung des Öles gegen Wasser verändern kann.A similar definition of the expansion coefficient (S ¹ o / w) also applies to an oil that contains a surface-active solution which (y) changes the surface tension of the oil against air, but which also (TT ¹ ) changes the interlayer tension or boundary layer tension of the oil can change against water.

Hier oder in diesem Falle hat die umführung einer kleinen Menge oder eines kleinen Anteiles eines oberflächenaktiven Wirkstoffes in das Öl keinen Hünfluß auf die Zwischenschichtspannung oder die Grenzschichtspannung des Öles gegen Luft, so daß*» = Of ist. Selbst geringe Konzentrationen einesHere or in this case has to bypass a small one The amount or a small amount of a surface-active agent in the oil does not affect the interlayer tension or the boundary layer tension of the oil against air, so that * »= Of. Even low concentrations of one

»0*0 a°»0 * 0 a °

oberflächenaktiven Wirkstoffes, die in die Zwischonschicht oder Grenzschicht zwischen Öl und Wasser adsorbieren eder ein-surface-active agent, which is in the intermediate layer or the boundary layer between oil and water adsorb every single

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dringen, können in bemerkenswerter Weis« Ήc Cb^r^üch^r.cprnruiiifc,- ά^ηζ Öles herabsetzen, (ν¹ / S v- /.), damit aber wird der Ausbreitungskoeffizient e'er Lösung, also S¹ / t grö-penetrate, can in a remarkable way «Ήc Cb ^ r ^ üch ^ r.cprnruiiifc, - ά ^η ζ reduce oil, (ν ¹ / S v- /.), but this increases the coefficient of dispersion of the solution, i.e. S ¹ / t largest

o/wo / w

3er sein sls der Ausbreitungskoöffizier.\. der Tri;;r-rflüssigkeit. Wird (y_o/v - ^'_o/w = S _o/k\ denn bildet die Öllösung nicht rmhv länger cine stebile Lfch·: odnr eine strM-le Linc-o, ccr.dern \ή.τά sich spontrn über die VJpsserflrichc ausbreiten, !üne Du^chrrbeitung der unfan^rpi ohen LiterPtur,(in diesen Zusanrn^nhe.if; ?ei ?jch ?-if Beispiel Nr. 2 verwiesen), betreffend die M^r-Gungen der /-UFbreii.ijn£neig<?nschäften und der Z^-asch'.?r.°chichtst^firinun_t' oder der Ir^irschj cht.Spannung an Ül-/Was5er-Sy.jtcnei] v^r^ieist dsrsuf, d?ß sich bei sehr geringen Konzentrationen des cberflKcher.sktiven V/i rk.^t off er die F-nfh'ngliche Veränderung i⁷". Aurbrei tungskoeffizienten einer Kohlenwrsserstofföl-/oberflächenfiktives Mittel-Losung ^pls linesre Funktion der Konzentration c des bberflachenfktiven Wirkstoffes - (diese Konzentration in ^er iünheit Mol/Liter) - in Kohleniiasserrtofföl verändert, wobei die Zusammensetzung des Kohlenwasserstofföles selber nur wenig Einfluß hat. Mathematisch läßt sich die? wie folgt ausdrücken:-3er his sls the expansion co-officier. \. the tri ;; r-liquid. (Y _{o / v} - ^ _{'o / w} = S _{o / k} \ for forming the oil solution does not rmhv longer cine stebile Lfch ·: ODNR a strM-le Linc-o, ccr.dern \ ή.τά spontrn about the VJpsserflrichc spread,! Üne thou ^ chreworking the unfan ^ rpi ohen literPtur, (in this connection ^ nhe.if;? Ei? Jch? -If example no. ijn £ neig <? nschften and the Z ^ -asch '.? r. ° chichtst ^ firinun _t ' or the Ir ^ irschj cht. Tension an Ül- / Was5er-Sy.jtcnei] v ^ r ^ ieist dsrsuf, d? ß at very low concentrations of cberflKcher.sktiven V / i rk. ^ t he off the F-nfh'ngliche change i ⁷ ". Aurbrei coefficients a Kohlenwrsserstofföl- / oberflächenfiktives agent solution ^p ls linesre function of the concentration c of the active ingredient bberflachenfktiven - (this concentration in units of mol / liter) - changed in carbonate mineral oil, whereby the composition of the hydrocarbon oil itself has little influence. Mathematically, the? can be expressed as follows: -

dS'dS ' o/w Jo / w J = _A= _A dede JJ c. c. > 0> 0

Literatür-Verweisungen:Literature references:

1) Harlans, W.D., J. Ghem.. Phys.. 9. 5521) Harlans, WD, J. Ghem. . Phys. . 9. 552

2) Zisinan, W.A., J. Chem. Phys. 729, Vol. 92) Zisinan, W.A., J. Chem. Phys. 729, Vol. 9

3) Gillap, W.R., Meiner, N.D. s_nd Qibsldi, M. Aa. Oil Soc, ¥l, 71 (1967). 3) Gillap, WR, Meiner, N.D. s _n d Qibsldi, M. Aa. Oil Soc, ¥ l, 71 (1967).

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Weil es nun viele oberflächenaktive Wirkstoffe gibt, die sich in ihrem chemischen Aufbau oder in ihrer chemischen Struktur sehr unterscheiden, die eber für A ähnliche Werte aufweisen, weil nun darüber hinaus für die Erfindung die Ausbreitungseigenschaften primär berücksichtigt werden, l3^ser. sich die oberflächenaktiven Wirkstoffe, die für diese Erfindung Verwendung finden können, so definieren, dp 13 sie für A den nachstehend Angeführten Wert aufweisen:-Because there are now many surfactants that can differ greatly in their chemical structure or in their chemical structure, which eber have similar values for A, because now, in addition, for the invention the propagation properties are primarily taken into account, l3 ^ ser. the Surfactants that can be used for this invention are defined as dp 13 for A den below Have the listed value: -

A - _in5 Dvnes7 cmA - _in 5 dvnes7 cm

" ^XU MoT/ Liter" ^XU MoT / liter

Um nachweisen zu können, ob ein gegebener oberflächenaktiver Wirkstoff den Anforderungen für die Durchführung dieser Erfindung entspricht und diese Anforderungen erfüllt, könnte ein Siebtest vorgenommen werden. Unter Anwendung dieses Siebtests würde dann die Konzentration des oberflächenaktiven Wirkstoffes in einem sich nicht ausbreitenden psraffinbasi sehen Kohlenwasserstoff öl, dSs dann zu einer Lösung wird, die sich bei Raumtemperatur auf destilliertem Wasser ausbreitet, nschgewiesen werden können. Weil nur. der Ausbreitungskoeffizient für des reine Öl bekannt ist, also für dss unvermischte Öl, läßt sich A leicht bestimmen. Sine für solche Tests repräsentetive Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit ist Tetradecan ( mit einem S / = -6,^ Dynes/cm), für Decahydronaphthalin liegt dieser Wert bei -11 Dynes/cm.To be able to prove whether a given surface active Active substance meets the requirements for the implementation of this invention and meets these requirements, a could Sieve test can be made. Using this sieve test would then determine the concentration of the surfactant see hydrocarbon in a non-spreading psraffin basi oil, which then becomes a solution which spreads on distilled water at room temperature can be. Because only. the coefficient of dispersion is known for the pure oil, i.e. for the unmixed oil, A can be determined easily. Sine representative of such tests Hydrocarbon liquid is tetradecane (with an S / = -6, ^ Dynes / cm), which is for decahydronaphthalene this value at -11 Dynes / cm.

JSs sei hier nochmals wiederholt: Die Kriterien, ob die oberflächenaktiven Wirkstoffe für die Durchführung dieser Erfindung geeignet sind, sind solche physikalischen Eigenschaften, wie Öllöslichkeit, Wasserunlöslichkeit und Ausbreitungskoeffttient. Ausgedehnte Testreihen haben nachgewiesen, daß es für die Auswahl der zum Herstellen von Ferrofluiden 8m bestenJSs should be repeated here: The criteria, whether the surface-active Active ingredients are suitable for the practice of this invention are those physical properties such as oil solubility, water insolubility and coefficient of dispersion. Extensive series of tests have shown that it is best for the selection of the 8m for the production of ferrofluids

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*-, 20.5.1971* -, May 20, 1971

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geeigneten oberflächenaktiven Wirkstoffe keine sdäquate chemische Basis gibt. Dies gilt auch für das Auswählen der oberflächenaktiven Wirkstoffe, die insbesondere bei den zur Durchführung dieser Erfindung erforderlichen Ferrofluiden Verwendung finden sollen. Glücklicherweise ist das Gebiet der oberflächenaktiven Wirkstoffe sehr umfangreich, ist die Literatur in Sachen oberflächenaktive Wirkstoffe such sehr umfangreich , gibt es zahllose Substanzen, die oberflächenaktive Wirkstoffe sind. Jane ungeheure Anzahl der verschiedensten Stoffe oder Materialien hat oberflächenaktive Sigenschäften und kann somit als oberflächenaktive Wirkstoffe identifiziert werden, beispielsweise Fettsäuren, Alkohole, Amine, Amide, Alkylphenole, sonstige organische Säuren, Polyacrylate, um nur einige anzuführen, i&ne durch Tests oder Versuche und durch theoretische Arbeiten an den Ferrofluiden aufgedeckte mögliche chemische Zuordnung liegt darin, daß der oberflächenaktive Wirkstoff wahrscheinlich eine Kohlenstoffkette mit mindestens 12 Kohlenstoff atomen haben muß. Diese Notwendigkeit bezieht sich jedoch eher auf die Kolloid-Stabilisierung in allen Ferrofluiden, als auf die im Rahmen dieser Erfindung an die Ferrofluide gestellten speziellen Anforderungen. Nochmals sei an dieser Stelle wiederholt: ein bestinmter oberflächenaktiver Wirkstoff, der in der Lege ist, eine bestimmte Ferofluid-Substanz zu bilden, kann nur 8uf der Basis der nachstehend angeführten physikalischen Ά genschaften akzeptiert oder zurückgewiesen werdenj Bei dieeen physikalischen fiügeneften handelt es sich um: Löslichkeit in Kohlenwasserstofföl, Wssserunlöslichkeit sowie um den Auebreitungskoeffiaienten.suitable surface-active agents do not have an adequate chemical basis. This also applies to the selection of the surface-active ingredients which are to be used in particular in the ferrofluids required for carrying out this invention. Fortunately, the field of surfactants is very extensive, the literature on surfactants is so extensive, there are countless substances that are surfactants. Jane has an enormous number of different substances or materials and can therefore be identified as surface-active agents, for example fatty acids, alcohols, amines, amides, alkylphenols, other organic acids, polyacrylates, to name just a few, i & ne through tests or experiments and through theoretical ones Work on the ferrofluids uncovered possible chemical assignment is that the surfactant must probably have a carbon chain with at least 12 carbon atoms. However, this need relates more to the colloid stabilization in all ferrofluids than to the special requirements placed on the ferrofluids in the context of this invention. Again be repeated here: a bestinmter surface active agent which is in the laying to form a certain Ferofluid substance, only 8UF the basis of the listed below physical Ά can accept properties or werdenj rejected In dieeen physical fiügeneften is around: Solubility in hydrocarbon oil, insolubility in water and the expansion coefficient.

Das aber ist zumindest für die bevorzugte Durchführung wich-, tigi die Adsorption des oberflächenaktiven Wirkstoffes an dieBut this is important at least for the preferred implementation, tigi the adsorption of the surface-active agent to the

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Oberfläche der magnetischen Partikel sollte irreversible sein. Bei den für die Durchführung dieser Erfindung geeigneten oberflächenaktiven Wirkstoffen könnte eine denkbare irreversible Adsorption zu einer notwendigen physikalischen Hügenschpft werden. Dafür aber, um dies mit Bestimmtheit postulieren zu können, stehen noch nicht genügend Batten zur Verfügung.Magnetic particle surface should be irreversible. Among those useful in practicing this invention Surface-active agents could be a conceivable irreversible adsorption to a necessary physical Become a hilltop. But to do so with certainty to be able to postulate, there are not yet enough batteries available.

Mehr aber ist an dioser Stelle im Hinblick auf den Ausbreitungskoeffizienten zu sagen. Des sinngemäße oder rationale h Unterlegen einer zahlenmäßigen fünschränkung für den Ausbrei-But there is more to it than that with regard to the coefficient of dispersion accept. The analogous or rational h subordinate a numerical limitation for the expansion

tungskoeffiaientten ist in den Verhalten oder in den Bigencchef^.en der in den Ölschlicks enthaltenen Kohlenwasserstoffe begründet. Für die meisten auf Bfcsis Erdöl ei. gestellten oder aufgebauten Öle liegt der Ausbreitungskoeffizient etwas höher als 20 Bynes/cm und dürfte für gewöhnlich im Bereich von 25 - *5" Dynes je Zentimeter liegen.is in the behavior or in the big bosses of the hydrocarbons contained in the oil silt. For most on Bfcsis petroleum egg. posed or built-up oils, the coefficient of dispersion is slightly higher than 20 Bynes / cm and should usually be in the range of 25 - * 5 "dynes per centimeter.

Srdölprodukte weisen einen beträchtlichen - aber variablen Anteil an Schwefel, Sauerstoff^oder Stickstoffsubstanzen auf, die oberflächenaktiv sind und dazu neigen, daß sich der 01-schlick dann ausbreitet, wenn er sich einmal gebildet hat. In welchem Ausmaße diese Ausbreitung stattfindet, df»s hängt " von der Menge und von der Art der im Öl enthaltenen oberfläPetroleum products have a considerable - but variable share of sulfur, oxygen, or nitrogen substances, which are surface active and have a tendency for the oil silt to spread once it has formed. The extent to which this expansion takes place depends "on the amount and type of surface contained in the oil

chenaktiven Bestandteile ab. Ss sei jedoch derauf hingewiesen, daß die Eigenschaften und die Ehtstehungsgeschichte des Ölsohltcks das Ausbreitungsverhalten oder die Ausbreitungseigenschaften gerade dieses Ölschlicks weit mehr bestimmen oder beeinfluss«!, als ob es sich bei der Wasseroberfläche um Süßwasser oder Sjelzwasser/Meere^wasser handele. Dieseractive ingredients. However, it should be noted that that the properties and the history of marriage of the Ölsohltcks determine the spreading behavior or the spreading properties of this particular oil silt much more or influence! as if the surface of the water were fresh water or fresh water / sea water. This

Gerret, W.D. and Barger, W.R., EfrwironneiatBl Science St Technology, Vo. 4, No. 2, 12^ (Feb. 1970).Gerret, WD and Barger, WR, EfrwironneiatBl Science St Technology, Vo. 4, No. 2, 12 ^ (Feb. 1970).

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Unterschied zwischen Salzwasser und Sü3w3sser würde beim Ausbreitungskoeffizienten nur zu ein^r Veränderung von weniger als 1-2 Dynes/cm führen. Wird dem Ölschlick ein Ferrofluid zugegeben, dessen oberflächenaktiver Wirkstoff, dessen Ausbreitungskoeffizient gleich demjenigen <*^es 0.1.schlicks ist, oder sogPr noch einen höheren Wert ?ls dieser ρufweist, dann wird von dem vorhandenen Schlick nur noch einρ weitere Ausbreitung den Ülschlicks verenleßt, so cl*:i -imn die Entfernung des Ölschlicks noch viel schwieriger vird. Dennoch muß d°s Ferrofluid in des Öl eindispersieren cd°r eindringen können. Des Ferrofluid ksnn nun wie folgt in <i?s Öl ^indinpersieren oder eindringen: ?ls iirgebnis eines norraelen, aber langsamen, Diffusionsprozesses, durch die natürliche Mischwirkung der Wellen oder dadurch, daß es sn der Zwischenschicht oder der Grenzschicht zwischen ölschlick und Wasser verteilt wird. Aus diesem Grunde wird auch irgendeine Oberflächenaktivität verlangt.The difference between salt water and fresh water would only lead to a change in the coefficient of spread of less than 1-2 dynes / cm. If a ferrofluid is added to the oil silt whose surface-active agent, whose ^{coefficient of expansion is equal to that of <* it} 0.1.schlick, or so-called Pr even has a higher value, then only a further spread of the existing silt will reduce the oil silt, see above cl *: i -imn the removal of the oil silt becomes even more difficult. Nevertheless, the ferrofluid dispersed into the oil must be able to penetrate. The ferrofluid can now infiltrate or penetrate into the oil as follows: As a result of a normal, but slow, diffusion process, through the natural mixing effect of the waves, or through the fact that it is distributed in the intermediate layer or the boundary layer between oil slurry and water will. For this reason, some surface activity is also required.

Nun folgt der Teil der physikalischen Kriterien für dp ε Ferrofluid, wobei jener, der sich auf den oberflächenaktiven Wirkstoff bezieht, eine wesentliche und wirkliche BregrenEung itixr lnnnmnirnnrtrun" derfteilt. Dps in den Rahmen dieser Erfindung fellende Ferrofluid enthält einen sorgfältig kontrollierten Mindestanteil des oberflächenaktiven Wirkstoffes. Auf Prsxis bezogen handelt es sich hierbei um einen geringeren Anteil an oberflächenaktivem Wirkstoff, ?ls dies bei den derzeit vorhandenen Ferrofluiden üblich ist.Now follows the part of the physical criteria for dp ε ferrofluid, the one that relates to the surface-active agent dividing a substantial and real limitation of the inside out. Dps ferrofluid falling within the scope of this invention contains a carefully controlled minimum proportion of the surface-active agent. In practice, this involves a lower proportion of surface-active agent than is usual with the ferrofluids currently available.

Auch hier mag eine Erarbeitung erforderlich sein. Ein Ferrofluid ist eine kolloidale Dispersion von Msgnetpsrtikeln in einer Trägerflüssigkeit, die durch den oberflächenaktiven Wirkstoff stabilisiert wird. Oberflächenaktiver Wirkstoff und Mag-Here, too, some elaboration may be necessary. A ferrofluid is a colloidal dispersion of metal particles in a carrier liquid, which is stabilized by the surface-active agent. Surface active agent and mag-

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netpertikel können els miteinander verbunden, sogar als ein Reaktionsprodukt, betrechtet werden. Das System ist jedoch dynamisch mit einem Teil des oberflächenaktiven Wirkstoffes in freier Lösung, mit einem Teil des oberflächenaktiven Wirkstoffes in fester Verbindung sowie mit einem Teil des oberflächenaktiven Wirkstoffes in loser Verbindung, der zu allen Zeiten teilhat an der Adsorption sn der Oberfläche der magnetischen Partikel und en der freien Lösung in dar Trägerflüssigkeit. (Der als freie Lösung vorhandene oberflächenaktive Wirkstoff steht für die Oberflächenwirkung an der Zwischenschicht oder Grenzschicht zwischen Öl und Wasser dann zur Ver- W fügung, wenn sich das Ferrofluid im Kontakt mit dem WasserNetperticles can elsewhere be considered linked, even as a reaction product. However, the system is dynamic with part of the surface-active agent in free solution, with part of the surface-active agent in solid connection and with part of the surface-active agent in loose connection, which at all times takes part in the adsorption of the surface of the magnetic particles and in the free solution in the carrier liquid. (The known as free solution comprises surface-active agent is available for surface effect at the interface or boundary layer between oil and water then for encryption W addition, if the ferrofluid in contact with the water

befindet.) Bei der Herstellung der gewöhnlichen Ferrofluid-Substanz ist die Erzielung einer Kolloid-Stabilität das primäre und wichtigste Anliegen, wobei ein beträchtlicher Überschuß an oberflächenaktiven Wirkstoff als selbstverständlich in Kauf genommen wird. Hier ist es aber sehr wichtig, daß ein Überschuß an oberflächenaktivem Wirkstoff vermieden wird. Der oberflächenaktive Wirkstoff ist somit nur in dem Anteil vorhanden, als er für die Kolloid-Stabilität erforderlich ist.Located.) In the manufacture of the ordinary ferrofluid substance Achieving colloidal stability is the primary and most important concern, with a substantial excess of surface-active agent as a matter of course is accepted. Here, however, it is very important that an excess of surface-active agent is avoided. Of the Surface-active agent is therefore only present in the proportion that is necessary for colloid stability.

Sollte der oberflächenaktive Wirkstoff eine irreversible Adsorption an der Oberfläche der Megnetpartikal aufweisen, danr. k kann fast der gesamte oberflächenaktive Wirkstoff, der sichThe surfactant should have irreversible adsorption have on the surface of the megnetpartikal, danr. k can contain almost all of the surface-active agent that is

in der Ferrofluid-Substanz befindet, als gebundener oberflächenaktiver Wirkstoff vorhanden sein, und dies, ohne daß es notwendig ist, daß zur Begegnung von Verdünnungsfaktoren oder Übergangsfaktoren genügend oberflächenaktiver Wirkstoff zur Verfugung steht, d.h. für das Zusetzen von Ferrofluid in einen Ölschlick, desgleichen aber auch,um den Auswirkungen an der Zwischenschicht oder Grenzschicht zwischen Öl und Wspr^r zu begegnen.located in the ferrofluid substance, as bound surface-active Active ingredient be present, and this without it being necessary to encounter dilution factors or Transition factors there is sufficient surfactant available, i.e. for the addition of ferrofluid into one Oil silt, but also to the effects the intermediate layer or boundary layer between oil and Wspr ^ r to meet.

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Um festzustellen, ob der oberflächenaktive Wirkstoff geeignet ist, kann (gegen destilliertes Wasser bei Raumtemperatur) der zuvor erwähnte Ausbreitungskoeffizient zum Testen des Ferrofluids Verwendung finden. In diesem Falle sollte der Ausbreitungskoeffizient nicht größer sein als 20 Dynes/Zentimeter.To determine if the surfactant is suitable can (against distilled water at room temperature) the previously mentioned coefficient of dispersion for testing the ferrofluid use. In this case, the coefficient of dispersion should be not be larger than 20 dynes / centimeter.

Der Ausbreitungskoeffizient des zu prüfenden oberflächenaktiven Wirkstoffes für ein Ferrofluid kann unter Anwendung der üblichen oder standardgemäßen analytischen Verfahren dadurch bestimmt werden, daß vermittels der vorerwähnten analytischen Verfahren die Oberflächenspannung des Ferrofluids sowie dessen Zwischenschichtspannung oder Grenzschichtspannung gegen Wesser direkt geraessen werden. (Die vorerwähnten Verfahren sind jedoch zeitraubend und erfordern zudem auch noch große Geschicklichkeit). Im Rahmen eines einfachen Siebtests oder einer einfachen Siebprobe, mit dem/der die gleichen Ziele erreicht werden können, wird ein Ferrofluid mit einem vorgegebenen oder bestimmten Anteil eines sich nicht ausbreitenden Lösungsmittel cuf Kohlenwasserstoffe sis verdünnt und dann festgestellt, ob sich ein Tropfen der derart entstandenen Mixture auf destilliertem Wasser ausbreitet. Wird nun angenommen, daß S / - S¹ / proportional den Konzentrationen o/w o/v The coefficient of dispersion of the surface-active agent to be tested for a ferrofluid can be determined using the usual or standard analytical methods by directly measuring the surface tension of the ferrofluid and its interlayer tension or boundary layer tension against Wesser by means of the aforementioned analytical methods. (However, the aforementioned methods are time consuming and also require great skill). As part of a simple sieve test or a simple sieve sample, with which the same goals can be achieved, a ferrofluid is diluted with a predetermined or specific proportion of a non-spreading solvent cuf hydrocarbons and then it is determined whether there is a drop of the resulting Spreading mixture on distilled water. It is now assumed that S / - S ¹ / is proportional to the concentrations o / w o / v

des freien oberflächenaktiven Wirkstoffes ist, denn wird dss Verhältnis zwischen dem Ferrofluid und dom zur Verdünnung gewählten Lösungsmittel durch den Grenzwert von 20 Dynes/cm bestimmt, der für das Ferrfluid und dem Ausbreitungskoeffizienten des reinen Verdünnenslösungsmittels auf Kohlwnwasserstoffbasis gewählt worden ist. Wird Tetradecan als Testflüssigkeit verwendet, dann sollte ein Tropfen des Gemisches aus 1 Anteil des zu prüfenden Ferrofiuides, welches mit 3 Anteilen von reinem Tetradecan verdünnt worden ist, sich bei Raum-of the free surface-active agent, because dss Ratio between the ferrofluid and dom to dilute solvent chosen by the limit of 20 dynes / cm that is determined for the ferrofluid and the coefficient of dispersion of the pure diluting solvent based on carbohydrates has been chosen. If tetradecane is used as the test liquid, then one drop of the mixture should come out 1 part of the ferrofluid to be tested, which with 3 parts has been diluted by pure tetradecane,

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temperatur auf destilliertem Wssser nicht ausbreiten, wenn dieses Ferrofluid die Anforderungen dieser Erfindung erfüllen soll.temperature on distilled water do not spread if this ferrofluid is intended to meet the requirements of this invention.

Vorbehaltlich sei darauf hingewiesen, daß beim-Ferrofluid mehr als eine vernachlässigbare Konzentration des oberflächenaktiven Wirkstoffes in der Trägerflüssigkeit für gewöhnlich enthalten ist, daß aber im wesentlichen der gesamte oberflächenaktive Wirkstoff an die Μεgnetpartikel gebunden ist. Und der Ausbreitungskoeffizient-Test weist in der Tat nsch, daß wirklich kein freier oberflächenaktiver Wirkstoff -(typiscIt should be noted that the ferrofluid usually more than a negligible concentration of surfactant in the carrier liquid is contained, but that essentially all of the surface-active agent bound to the Μεgnetpartikel is. And the coefficient of dispersion test does indeed show nsch, that really no free surfactant - (typisc

ten ist.ten is.

-(typisch weniger als 10" Mol/Liter)- im Ferrofluid enthalWenn such nur die zuvor erwähnten physikalischen Eigenschaften für den oberflächenaktiven Wirkstoff von Ferrofluiden entscheidend sind, so können die für die Durchführung dieser Erfindung bevorzugten oberflächenaktiven Wirkstoffe jedoch auch in chemischer Hincicht identifiziert und gekennzeichnet werden. Es handelt sich hierbei um die Karbonsäuren C₁₂ und höher, diese gesättigt oder ungesätigt, von natürlichem oder synthetischem Ursprung, daring eingeschlossen beispielsweise ?uch die die Ölsäure. Zu den Ksrbonsäuren können sogar solche Karbonsäuren mit einem sehr hohon Molekulargewicht gehören, ρ wie beispielsweise die mit dem British Paten 1.075·121 beschriebenen Polyisobutyiensäuren). Die bevorzugte Eignung der C₁₉₊- Karbonsäuren als eine Gruppe ohne Obergrenze weist fernerauch auf das Ausmaß hin, in dem der oberflächenaktive Wirkstoff nich nach der chemischen Terminologie definiert werden kann. Die wirkliche Obergrenze für die Anzahl der Kohlenstoff a tome in der Karbonsäurenkette ist wiederum auch ein physikalischer Parameter, dss aber ist die ÖlunlÖsIichkeit von- (typically less than 10 "mol / liter) - contained in the ferrofluid If only the aforementioned physical properties are decisive for the surface-active agent of ferrofluids, the surface-active agents preferred for the implementation of this invention can, however, also be identified and characterized in chemical terms These are _{carboxylic acids C 12} and higher, saturated or unsaturated, of natural or synthetic origin, including for example oleic acid. The carboxylic acids can even include carboxylic acids with a very high molecular weight, ρ such as The preferred suitability of the C _{19+ carboxylic} acids as a group without an upper limit also indicates the extent to which the surface-active agent cannot be defined according to the chemical terminology Upper limit for the number of carbon atoms in the carboxylic acid chain is also a physical parameter, but this is the oil insolubility of

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Ktrbonsäuren mit sehr hohem Molekulargewicht. Bevorzug werden euch Fettelkohole und Alkohoester von C^₂ und höher. Eine weitere Kennzeichnung oder Identifizierung der bevorzugten oberflächenaktive Wirkstoffe erscheint sls nicht gerechtfertigt wegen der t»ftbe»ertnZehl en Fachliteratur in Sachen öllösliche und weεserunlösliche oberflächenaktive Wirkstoffe,desgleichen aber auch wegen der tatsächlich unendlich großen Anzahl an oberflächenaktiven Wirkstoffen, dio hergestellt werden können.Very high molecular weight carbonic acids. You will prefer fatty alcohols and alcohol esters of C ^ ₂ and higher. Further labeling or identification of the preferred surface-active ingredients does not appear to be justified because of the frequent lack of specialist literature on oil-soluble and insoluble surface-active ingredients, but also because of the actually infinite number of surface-active ingredients that can be produced.

Was den Anteil oder die Proportion der megnetisehen Partikel im Ferrofluid betrifft, so ist eine Diskussion oder eine Erörterung erforderlich. Dies ist wahrscheinlich die beste Möglichkeit, weil der obere Grenzwert einer realistischen Ferrofluid-Substanz durch des spezifische Gewicht der Ferrofluid-Substanz festgelegt ist. Ferrofluide, die sich in den zuvor beschriebenen psrfffinbasischen Kohlenwasserstoffen und in den zuvor beschriebenen naphthenbasischen Kohlenwasserstoffen bilden, können derart aufgebeut sein, daß deren spezifisches Gewicht viel größer ist als das von Seewasser, beispielsweise spezifisches Gewicht 1,5 und Partikelgehalt von 15 $ Gewientsenteilen. Was den Trensport betrifft, so ist die höchstmögliche Konzentration an Mögnetpartikel sicherlich ein Vorteil, aus praktischen Gründen aber ist jeweils für den Meereswasser-Einsatz und euch für den Süßwasser-Einsatz die üichtegrenze des Meereswassers und des Süßwassers vorhanden. Was die Gewichtsanteile der magnetischen Pertikel je Anteil der Trägerflüssfcgkeit betrifft, so sind die Konzentrationswertbereiche von der jeweiligen Trägerflüssigkeit abhängig, so daß selbst der bevorzugte Bereich ungenau und nahezu zufällig ist. Im allgemeinen sollte die Konzentration der Magnetpartikel in der Trägerflüssigkeit un-Discussion or discussion is required as to the proportion or proportion of the magnetic particles in the ferrofluid. This is probably the best option because the upper limit of a realistic ferrofluid substance is determined by the specific gravity of the ferrofluid substance. Ferrofluids, which are formed in the previously described psrfffinbasischen hydrocarbons and in the above-described naphthenic hydrocarbons, can such be aufgebeut that their specific gravity is much greater than that of seawater, for example, specific gravity 1.5, and particle content of 15 $ Gewientsenteilen. As far as gymnastics is concerned, the highest possible concentration of Mögnetpartikel is certainly an advantage, but for practical reasons the limit of seawater and freshwater is available for seawater use and you for freshwater use. As far as the proportions by weight of the magnetic particles per proportion of the carrier liquid are concerned, the concentration value ranges depend on the particular carrier liquid, so that even the preferred range is imprecise and almost random. In general, the concentration of the magnetic particles in the carrier liquid should

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gefähr 3 56 bis 10 i Gewichtssnteile betrpgen. Der tatsächliche obere Grenzwert für das spezifische Gewicht, d.h. für eine Dichte von gersde unter 1 gr/cm^ oder 1,03 gr/cm , wird jeweils abhängen von der Dichte der Trägerflüssigkeit, von der Dichte des oberflächenaktiven Wirkstoffes sowie von der Dichte des magnetischen M?terisls. Wenn such - um dies zu wiederholen - Ferrofluide , die bis zu 20 i> Gewichtssntei-Ie sn raagnetisierbaren Materialien oder rasgnetisierb?ren Stoffen enthalten, in diesen Trägerflüssigkeiten auf Kohlenwasserstoffbasis hergestellt worden sind, so ist doch ein Anteil von 40 % theoretisch,möglich. Wenn dies erwähnt wird, so sollte doch* auch noch derauf hingewiesen werden, daß Ferrofluide mit einem hohen Megnetpartikelanteil dazu neigen, relativ viskos oder zähflüssig zu sein. Bei Ferrofluiden mit einem relativ geringen Megnetpartikelanteil, der einem spezifischen Gewicht von ungefähr 1 entspricht, heben sich VBskositätsbetrachtungen als unwesentlich erwiesen.3 dangerous 56-10 i Gewichtssnteile betrpgen. The actual upper limit for the specific gravity, ie for a density of gersde below 1 gr / cm ^ or 1.03 g / cm, will depend on the density of the carrier liquid, the density of the surface-active agent and the density of the magnetic M? Terisls. If such - to this repeat - ferrofluids that up to 20 i> Gewichtssntei-Ie sn raagnetisierbaren materials or rasgnetisierb contain ren substances have been prepared in these transfer fluids on hydrocarbon basis, then at least a share of 40% is theoretically possible. If this is mentioned, it should be pointed out that ferrofluids with a high proportion of megnetic particles tend to be relatively viscous or viscous. In the case of ferrofluids with a relatively low proportion of mega-particles, which corresponds to a specific weight of approximately 1, considerations of viscosity have proven to be insignificant.

Ein viel realistischer Grenzwert für das spezifische Gewicht existiert für die endgültige Konzentration von magnetischen Pertikeln im eigentlichen Ölschlick. Des aber bedeutet: das spezifische Gewicht des endgültigen Gemisches von Ferrofluid und Öl im Schlick kann nioht größer sein als das spezifische Gewicht des Wassers oder der Wassersäule, auf dem/der der Ölschlick schwimmt. Bei einem höheren spezifischem Gewicht würder Ölschlick untergehen oder versinken, was im Zusammenhang mit dieser Erfindung höchst unerwünscht wäre. Sin Versinken des Ölechlicks wird dedarch vermieden, daß Ferrofluide zur Anwendung kommen, die selbst schwimmen. Das spezifische Gewicht eines typischen Ölechlicke liegt für gewöhnlich zwischen 0.80 (Heizöl Nr. 2 * leichtes Heizöl) und 1.0. KIn Öl-A much more realistic limit for specific gravity exists for the final concentration of magnetic Perticles in the actual oil silt. But that means: that specific gravity of the final mixture of ferrofluid and oil in the silt cannot be greater than the specific gravity Weight of the water or column of water on which the oil silt is placed swims. With a higher specific weight, oil silt would sink or sink, which is related would be highly undesirable with this invention. Sin sinking of the oil silt is avoided that ferrofluids to Application that swim by themselves. The specific gravity of a typical oil slick is usually between 0.80 (heating oil No. 2 * light heating oil) and 1.0. KIn oil

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•chlick ist üblicherweise ein teerförmiger Stoff, dessen spezifisches Gewicht swisehen 0,90 und 0,95 liegt. Wird im Ferrofluid der maxieele Anteil der Magnetpartikel so eingestellt, dsß sich ein Ferrofluid ergibt, dessen spezifisch";: Gewicht unter dem des Wassers liegt, d?nn wird nieasls eine Versenkung des Ölschlicks herbeigeführt oder verurs?cht werden.• Slick is usually a tar-shaped substance, its specific Weight is between 0.90 and 0.95. Used in ferrofluid the maximum proportion of magnetic particles is set so that that results in a ferrofluid whose specific ";: weight below that of the water, thin will never sink brought about or caused by the oil silt.

Aus Kplkulctionsgründen und aus wirtschaftlichen Gründen ist es höchst wünschenswert, dsß einer bestimmten Öl-/Wasser-Snulsion oder einem Ölschlick so wenig Ferrofluid wie möglich zugegeben wird. Die zur Erzielung guter Resultate erforderliche Mindestmenge eines Ferrofluids kann so ausgelegt sein, daß von ihr gerede ungefähr 0.01 # Gewichtssnteile an magnetischen Pertikeln in das endgültige Gemisch aus Öl und Ferrofluid-Substanz eingebracht wird. Bei einer solch geringen Konzentration sind aber große Magnetkräfte erforderlich. Sollten nun von der Praxis her die Kosten für das Zugeben einer Ferrofluid-Substanz in eine Öl-/Wasser-Braulsion oder in einen Ölschlick durch dan jeweiligen Umstand die Kosten gerechtfertigt sein, dann sollte, um ein Abscheiden durch Megnetkräfte zu erleichtern, genug davon zugegeben werden. Bevorzugt wird ein Magnetpartikelanteil von ungefähr 0.5 % Gewichtsenteilen. Der Anteil an Msgnetpertikeln in dem für die bevorzugte Durchführung dieser Erfindung beabsichtigten Gemisch aus Öl und Ferrofluid-Substanz liegt im wesentlichen im Bereich von 0,5 bis 3»0 % Gewichtsanteilen an Magnetpartikeln im endgültigen Gemisch. In einigen Fällen kann eine Konzentration von bis zu ungefähr ^,0 ji Verwendung finden.For coupling reasons and for economic reasons, it is highly desirable that as little ferrofluid as possible be added to a given oil / water emulsion or oil slurry. The minimum amount of ferrofluid required to achieve good results can be designed in such a way that about 0.01 parts by weight of magnetic particles are introduced into the final mixture of oil and ferrofluid substance. At such a low concentration, however, large magnetic forces are required. If, in practice, the cost of adding a ferrofluid substance to an oil / water brewing emulsion or to an oil sludge is justified by the respective circumstances, then enough of it should be added in order to facilitate separation by magnetic forces will. A magnetic particle content of approximately 0.5 % parts by weight is preferred. The proportion of magnetic particles in the mixture of oil and ferrofluid substance intended for the preferred practice of this invention is essentially in the range from 0.5 to 3 % by weight of magnetic particles in the final mixture. In some cases, a concentration of up to about ^, 0 ji can be used.

Di e Mind«itkonzentration von 0,01 1» Gewichtfnteilen Megnetpartikel im Öl ist euf Überlegungen zurückzuführen, die sich damit befassen, wie wenig magnetisches Material vorhandenDi e Mind "itkonzentration 0.01 1" Gewichtfnteilen Megnetpartikel in oil is due euf considerations that deal with how little magnetic material available

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zu sein braucht, um bestimmten Drücken oder Kräften, die normalerweise in Ölschlick oder in einer Öl-/Wasser-Emulsion vorhanden sind, vermittels Magnetkräften, die Verwendung finden können, entgegenwirken zu können.needs to be around certain pressures or forces that are normally in oil silt or in an oil / water emulsion are available to be able to counteract by means of magnetic forces that can be used.

Ferrofluid-Substanzen sind - dies ist bereits zuvor beschrieben worden - vorteilhaft für dss Aufbrechen von Emulsionen, dies ist ganz besonders bei Ballastwasser von Tankern der FsIl. Die vorerwähnten Ferrofluid-Substanzen sind im wesentlichen wasserunlöslich, wohingegen sie in Öl löslich sind. Dem Ballastwpsser können sie dadurch zugesetzt werden, daß sie in den leeren Tank gepumpt werden, noch besser aber dadurch, indem sie in den leeren-. Tank eingestreut werden, welche Ölphase auch immer noch in diesem Tank vorhanden sein mag. D^s Ferrofluid dringt sehr schnell in die Ölphase ein, insbesondere aber dann, wenn es sich um eine Wasser-Öl-Emulsion handelt,! d.h. bei. einer Wasser-in-Öl-Emulsion. Bei einer Öl-Wasser-Emulsion, d.h. bei einer Öl-in-Wasser-Emulsion, kann ein Verrühren erfordex-lich werden, um das Ferrofluid mit den dispersierten Ölkügolchen zu vermischen. Dieser Rührvorgang kann vermittels eines Mischers vorgenommen werden oder sogar dadurch, daß das Wasser von einem Tank in einen anderen gepumpt wird» Glücklicherweise läßt für gewöhnlich die mechanischa Einrichtung von Öltsnkern einen leichten Übergang ψ der Ferrofluid-Substanz in dss Öl zu_T Öl-/Wasser-EmulsionenFerrofluid substances are - this has already been described - advantageous for the breaking up of emulsions, this is particularly important in the case of ballast water from tankers of the FsIl. The aforementioned ferrofluid substances are essentially insoluble in water, whereas they are soluble in oil. They can be added to the ballast water by pumping them into the empty tank, but even better by adding them to the empty tank. Tank are interspersed, which oil phase may still be present in this tank. The ferrofluid penetrates the oil phase very quickly, but especially when it is a water-oil emulsion! ie at. a water-in-oil emulsion. In the case of an oil-water emulsion, ie an oil-in-water emulsion, stirring may be necessary in order to mix the ferrofluid with the dispersed oil globules. This stirring can by means of a mixer to be made or even by the fact that the water is pumped from one tank to another "Fortunately, can usually the mechanischa means of Öltsnkern an easy transition ψ of the ferrofluid substance in dss oil _T oil / water Emulsions

entstehen dort für gewöhnlich aus der Einführung von relativ sauberen Ballastwasser in die ölverschmutzten Tanks. Wird nun das Ferrofluid noch vor dem Einfüllen des Ballastwassers in die Tanks eingegeben, dann wird auch das Ferrofluid noch in das RestaL eindispersieren, und zwar noch bevor sich feine Öl-in Wasser-Emulsion bilden kann.usually arise from the introduction of relative clean ballast water in the oil-contaminated tanks. If the ferrofluid is added to the tanks before the ballast water is filled, then the ferrofluid is also used Disperse into the residue before a fine oil-in-water emulsion can form.

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Durch des vollständige i&ndispersieren des Ferrofluids in die Ölphese wird diese Ölphsse gersde in ein verdünnteres Ferrofluid überführt, in der die magnetischen Partikel in einer stabilen Kolloid-Dispersion enthalten sind. Wird nun die (XU/Wssser-itoulsion durch ein starkes Magnetfeld geführt,denn wirkt dieses Mpgnetfeld nur auf das Öl, nicht *ber auf das Wesser.ein . Dabei wird des Öl tatsächlich eus der Wasserphase herausgezogen, während das Wasser pus der Ölphese herausgedrückt wird. By completely dispersing the ferrofluid into the Oil phase is this oil phase gersde in a more dilute ferrofluid transferred, in which the magnetic particles in a stable colloid dispersion are included. Will now the (XU / Wssser-itoulsion guided by a strong magnetic field, because this magnetic field only affects the oil, not the water. In doing so, the oil actually becomes eus of the water phase pulled out while the water pus the oil phesis is pushed out.

Bei einem Ferrofluid aiit der Mpgnetisisrung M resultiert die Anwendung ein^s Magnetfeldes mit der Größe H zu einer Msgnetkrpft oder zu einem Msgnetdruck P, die/der sich in einer raathenetisehen Formel wie folgt ausdrücken läßt» -In the case of a ferrofluid with the Mpgnetisrung M the results Application of a magnetic field of size H to a magnetic force or to a magnetic pressure P, which can be seen in a raathenetis The formula can be expressed as follows »-

MdH (Dynes/cm²)MdH (Dynes / cm ² )

Auch die Magnetisierung M des Ferrofluids läßt sich in einer mathematischen Formel wie folgt ausdrucken:-The magnetization M of the ferrofluid can also be in a print out the math formula as follows: -

M - € M Uj (x)
K dM - € M Uj (x)
K d

(x) = coth χ _ 1(x) = coth χ _ 1

_{χ =χ =}

In diesen Formeln ist;In these formulas is;

M^ = Sigen*³ Magnetisierung der Magnetoartikel (in Gsuss), „ = MPgnet-Kolloidanteil in der Suspension.M ^ = Sigen * ³ magnetization of the magnetoarticles (in cast), „= MPgnet colloid content in the suspension.

V„ = Durchschnittlicher Anteil an Mrgnetpsrtikeln.V "= Average proportion of Mrgnet articles.

k = BoI⁴ zmfinn-Konstsntek = BoI ⁴ zmfinn constants

T = Absolut, Tempers tür/Kelvin¹ 09^887/1-^1A2 T = absolute, Tempers door / Kelvin ¹ 09 ^887/1 - ^1A2

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- £ 28"- - £ 28 "-

Bei Magnetfeldern geringer Stärke (χ l):-With magnetic fields of low strength (χ l): -

_ _ 12 TT kT_ _ 12 DD kT

Bei Magnetfeldern hoher Stärke ( χWith magnetic fields of high strength (χ

M, = Ms
dM, = Ms
d

Unter diesen Bedingungen ist di.° Magnetisierung vom Magnetfeld unabhängig und gleich der Saturierungsmsgnetisierung Ms des Ferrofluids. Für eine Magnetitsuspension (mit Md = 56ΟΟ Gauss) und einem durchschnittlichen Partikelvolumen oder Par-Under these conditions di. ° is magnetization from the magnetic field independent and equal to the saturation compensation Ms of the ferrofluid. For a magnetite suspension (with Md = 56ΟΟ Gauss) and an average particle volume or par-

tikelanteil von ? = 5 x 10 cm-' - (d.h. mit P?rtikeln, ta ■article share of? = 5 x 10 cm- '- (ie with particles, ta ■

deren Abmessung 100 Α-Einheiten beträgt)- liegt der sich auf "starke Msgnetfeider" beziehende Näherungswert bei allen Feldern höher eis 500 Oersted. So kann beispielsweise mit einem Megnetfeld von 1000 Oersted, das auf eine 1$ Magnetitsuspension einwirkt, ein Megnetdruck oder eine Magnetkraft von ^5OO Dynes/cm erzielt werden. Die Suspension von 1 ^ Volumenteilen Magnetit hat ein (Ms = 56 Grurs). whose dimensions are 100 Α units) - the approximate value relating to "strong Msgnetfeider" is higher than 500 Oersted for all fields. For example, with a megnet field of 1000 oersted, which acts on a 1 $ magnetite suspension, a megnet pressure or a magnetic force of ^ 500 dynes / cm can be achieved. The suspension of 1 ^ parts by volume of magnetite has a (Ms = 56 Grurs).

Diese Kraft liegt beträchtlich höher als der Schwerkrsftdruck und die Oberflächenausbreitungskräfte, die normalerweise im Ölschlick anzutreffen sind. Unter Berücksichtigung ^ines ausreichenden Unterschiedes oder einer ausreichenden Differenz von 0,1 gr/cm in der Dichte von Öl und Wasser beträgt der gleichwertige oder äquivalente Schwerkraftdruck 100 Dynes/cm je cm Dicke des Ölschlicks. Wrdl die Dicke der meisten 01-schlicks wesentlich kleiner als 5 <™*> ist, liegt der obere Wert für den Schwerkraftdruck bei 5OO Dynes/cm . Der bus den Oberfläohenspsnnungskräften resultierende Ausbreitung»-This force is considerably higher than the gravitational pressure and surface propagation forces normally found in oil silt. Taking into account a sufficient difference or a sufficient difference of 0.1 gr / cm in the density of oil and water, the equivalent or equivalent gravity pressure is 100 dynes / cm per cm of thickness of the oil slurry. If the thickness of most 01-silts is significantly less than 5 <™ *>, the upper value for gravity pressure is 500 Dynes / cm. The propagation resulting from the surface tension forces »-

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- ξ r- ξ r

druck kann den durch die Dickte des Ölschlicks dividierten Ausbrei tungslceffizienten gleichgesetzt werden. Bei einem typischen Ölschlick mit einem Ausbreitungskoeffizienten von 30 Dynes/cm und einer Dicke von 1 ram würde der gleichwerti-pressure can divide this by the thickness of the oil slurry Propagation efficiency can be equated. For a typical oil silt with a coefficient of dispersion of 30 dynes / cm and a thickness of 1 ram would be the equivalent

9 ge oder äquivalente Oberflächendruck 3OO Dynes/cm" betragen. 9 ge or equivalent surface pressure 3OO Dynes / cm ".

Um einen Ölschlick dieser Größenordnung untor Kontrolle halten zu können, müßte also suf diesen Ölschlick eine reale Mindest-Msgnetkraft oder ein realer Mindest-Magnetdruc* von 5OO Dynes/cm einwirken» wenn auch bei dünnen und nicht nässenden Ölschlicks schon viel geringerer Kräfte oder viel geringere Drück*? wirksam sein würden. Nun lassen sich aber Magnetfelder erzeugen, die beträchtlich stärker als 1000 Oersted sind - Elektromagneten von 100.000 Oersted sind heute nicht ungewöhnlich, so daß nur eine sehr geringe Magnetpartikelkonzentration im Ölschlick erforderlich ist, um einen Druck oder oine Kraft von 500 Dynes/cm erreichen zu können. Werden nun 10 Oersted als realer Oberwert für die Magneten berücksichtigt, die unter den beabsichtigten Feldbedingungen zur Anwendung koianen könnten, dann kann die Konzentration der Magnetpartikel auf einen so geringen Volu^nenwert wie 0,01 # eingestellt werden.To keep an oil silt of this magnitude under control To be able to do this, it would have to be a real one Minimum magnetic force or a real minimum magnetic pressure * of Act 5OO Dynes / cm »even if the skin is thin and not weeping Oil silt already with much lower forces or much lower pressure *? would be effective. But now magnetic fields that are considerably stronger than 1000 Oersted - electromagnets of 100,000 Oersted are not today unusual, so that only a very low concentration of magnetic particles is required in the oil silt to achieve a pressure or force of 500 dynes / cm. Will now 10 Oersted is considered as the real upper value for the magnets that are used under the intended field conditions Koianen could, then the concentration of the magnetic particles set to a volume value as small as 0.01 # will.

In einer Art ist es überraschend, daß die Aufnahmebedingungen und die Prozentperameter für den Magnetpartikelanteil vorgesehen werden können, und zwar im Hinblick auf die verschiedenen Eigenschaften der ausgetretetenen und auf dem Wasser schwimmenden Öle. Zu diesen Ölen gehören beispielsweise des Heizöl Nr. 2, ein leichtes Heizöl, das sehr dünnflüssig ist, und reduziertes Rohöl, dfs sehr viskos oder zähflüssig ist, und dies unberiicKaiehtigt der Tatsache, ob der Ölaustritt frisch oder verwittert ist. ICs scheint bestimmte Kompensation»-In one way it is surprising that the recording conditions and the percentage parameters are provided for the magnetic particle content can be, in terms of the various properties of the trodden and on the water floating oils. These oils include, for example, des Heating oil No. 2, a light heating oil that is very thin, and reduced crude oil, which is very viscous or viscous, and this does not matter whether the oil is leaking is fresh or weathered. ICs seems certain compensation »-

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faktoren zu geben. Hat der Ölaustritt oder das auf dem Wasser schwimmende Öl eine niedrige Viskosität, dann kann das Ferrofluid sßhr schnell eindiffundieren, so daß such «in gleichmäßiger Mfgnetpartikalgehalt sehr schnell erzielt wird. Ist das ausgetretene Öl jedoch polymerisiert, oxydiert oder derart in eine iSmulsion übergegPngen, daß sich das teerfömdge Material eines verwitterten Ölsustrittes oder einer auf dem Wasser schwimmenden Öllache ergeben hat, dann wird das Ferrofluid nur sehr langsam in diesen teerfcraigen Stoff eindringen. Nun werden aber in entsprechender Weise die auf einpn Bereich mit fe einer Msgnetpertikelkonzentrstion einwirkenden megnetisehenfactors to give. Has the oil leak or that on the water Floating oil has a low viscosity, then the ferrofluid can diffuse in very quickly, so that it is more even Mfgnetpartikalgehalt is achieved very quickly. Is this However, any leaked oil polymerizes, oxidizes, or something like that into an emulsion that the tarry material of a weathered oil spill or one on the water swimming pool of oil, then the ferrofluid will only very slowly penetrate this tarry material. so but will in a corresponding manner see the megnetis acting on one area with a concentration of particles

Kräfte gerade diesen Teil des Ölschlicks anziehen und mit ihm auch beträchtliche Mengen des nichtmagnetischen teerförmigen Stoffes, dem die Megnetpartikel fehlen, der.eber mit dem magnetisierten Teil in Verbindung steht. lter vorerwähnte nichtmagnetische Teil wird wegen der Kohäsion des Öles auch angezogen. Forces attract precisely this part of the oil slurry and with it considerable amounts of the non-magnetic tar-shaped material The substance that lacks the megnet particles, the liver with the magnetized Part is related. The aforementioned non-magnetic part is also attracted because of the cohesion of the oil.

In diesem Zusammenhang ist es beachtenswert, daß das Vermischen des niedrigviskosen Ferrofluids mit dem Ölaustritt oder der 8uf dem Wasser schwimmenden Öllache keine großen Schwierigkeiten bereitet. DLe als Träger verwendeten Kohlenwasserstoffe lassen sich mit der Öllache und deit in ihr befindlichen ψ Kohlenwasserstoffen vermischen. Darüber hinaus ist eine aufIn this connection it is noteworthy that the mixing of the low-viscosity ferrofluid with the oil outlet or the puddle of oil floating on the water does not cause great difficulties. The hydrocarbons used as carriers can be mixed with the oil pool and the ψ hydrocarbons in it. In addition, one is on

dem Wasser schwiiwiende Öllache auch noch relstiv dünn - diese Öllache ist niemals dickeer als niehrore Zoll, ^ies gilt sogar für den Fell eines frischen Ölaustrittes. Normaleerweise sind dies bei einem frischen Ölsustritt weniger als ein Zentimeter und bei einem verwitterten Ölsustritt Millimeter.The puddle of oil floating over the water is also relatively thin - this one The puddle of oil is never thicker than a small inch, it is even true for the fur of a fresh oil leak. Usually If there is a fresh oil spill, this is less than one centimeter and millimeters in the case of a weathered oil leak.

Aus diesem Grunde kann ein frei fließendes Ferrofluid, das in die Oberfläche einer auf dem Wssser schwimmenden ÖllacheFor this reason, a free flowing ferrofluid that into the surface of a puddle of oil floating on the water

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eingestreut oder anderweitig' eingebracht wird, leicht und in einer sehr kurzen Zeit in den Ölschlick eindringen und sich dann in mehreren Stunden gewiß so stark verteilen, daß der Ölschlick insgesamt in eine magnetisierbar? M»sse verv:sndelt wirH, das aber heißt nichts snd°res als in ein noch mehr verdünnteres Ferrofluid. Die durch Wind und Wellen verursachte Rührwirkung wird d«=nn die Di.3p°rsion des Ferrofluids im ganzen Ölschlick noch unterstützen.interspersed or otherwise 'introduced, easily and in penetrate into the oil silt for a very short time and become then surely distribute it so strongly in several hours that the oil silt altogether becomes magnetizable? M »sse verv: sndelt wirH, but that means nothing less than something that is still more dilute Ferrofluid. The stirring effect caused by wind and waves becomes the distribution of the ferrofluid as a whole Still support oil silt.

Alle ölschlicks sind natürlichen Kräften unterworfen, die den jeveils vorhandenen Ölschlick 3us°insndertreiben wollen, beispielsweise durch die Einwirkung von Wind und Wollen, durch die Strömungen sowie durch gewisse (Gravitations-) Kräfte,die "as den Dicfct^^t^rcckirdm zwischen Ö\ und WPrser sowie aus der Zwischenschichtspannung oder der Grenzschichtspannung an der Grenzschicht zwischen Cl und Wasser resultieren. Frühere Versuche, dir» Öl schlick s unter fcntrolle zu bekommen, wPren im wesentlichen DSseive Bemühungen, d^r. N^r*urkräften entgegenzuwirken. Zu diesen früheren Versuchen gehörten Ausleger zum Festhalten d»s Ölschlicks sowie die adsorpition des Öles auf Stroh oder auf Feststoffpartikel. Alle diese früheren Versuche basierten jedoch euf den unmittelbaren physikalischen Kontakt zwischen der Abschöpfvorrichtung und dem Ölschlick. Eine Abschöpfvorrichtung kann jedoch nur soviel Öl einsammeln oder abschöpfen, wie dies im Rahmen des physikalischen Kontaktes möglich ist, wobei sogar einiges Öl zurück in den ölschlick rutschte. Nur wenige dieser frühereren Verfahren - wenn es überhaupt welche gibt - befassen sich mit der Zugabe von Ferrofluid in den Ölschlick,(ur. dadurch den Ölschlick insgesamt in ein Ferrofluid umzuwandeln). Nun besteht die Mögli chkeit , die Magnetkräfte entweder für, sich alleine oder in Verbindung mit irgendwelchen anderen Verfahren einzusetzen.All oil silts are subject to natural forces that want to drive the oil sludge that is present in each case, for example by the action of wind and will, by currents and by certain (gravitational) forces, which "as the Dicfct ^^ t ^ rcckirdm between Ö \ and and result WPrser from the interlayer voltage or the interfacial tension at the interface between Cl and water. Previous attempts thee "oil schlick s under fcntrolle to get wPren essentially DSseive efforts d ^ r. N ^r * elemental forces counteract. these Earlier attempts included cantilevers to hold the oil silt and adsorption of the oil onto straw or solid particles. All of these earlier attempts, however, were based on the direct physical contact between the skimmer and the oil slurry. how this is possible in the context of physical contact, with so quite a bit of oil slipped back into the oil sludge. Few of these earlier processes - if any - deal with the addition of ferrofluid to the oil sludge, (primarily thereby converting the oil sludge into a ferrofluid as a whole). Now there is the possibility to use the magnetic forces either alone or in connection with any other method.

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Aber ira Gegensatz au der passiven Art der bisherigen Verfahren können die Magnetkräfte aktiv als Gegenkräfte gegen solche Nstarkräfte eingesetzt werden, die den Ölschlick beeinflussen, darüber hinaus such noch als Gegenkräfte gegen die zuvor erörterten ßra'vitstionskräfte und Oberfläsheneffekte. Di·? xfirkliche Größe der Nsturkräfte, denen entgegengewirkt werden muß ksnn dadurch bestirnt werden, -daß der Driftgeechwindigkeit des Ölschlicks ein bestimmter Faktor zugegeben wird, woraufhin dann der gleichwertige oder resultierende Stagnations= druck errechnet werden kann. Es ist i/2^V2 , wobei ^= Dichte des Öles = I₀O gr/cnr ist.But in contrast to the passive nature of the previous methods, the magnetic forces can be used actively as counter-forces against those forces that influence the oil sludge, and also as counter-forces against the previously discussed traction forces and surface effects. Di ·? The real magnitude of the structural forces which must be counteracted can be determined by adding a certain factor to the drift speed of the oil sludge, whereupon the equivalent or resulting stagnation pressure can be calculated. It is i / 2 ^ V2, where ^ = density of the oil = I ₀ O gr / cnr.

Die Geschwindigkeit wird von einer Reihe von Faktoren beeinflußt. Zu diesen Faktoren gehören:-The speed is influenced by a number of factors. These factors include: -

a) Die Strömung? - ISine Strömung von 0,5 Knoten ergibt beispielsweise einen Stagnationsdruck von 300 Dynes/em.a) The current? For example, a current of 0.5 knots gives a stagnation pressure of 300 Dynes / em.

b) Dar Winds = Se ist nachgewiesen worden, dpß die vom Wind verursachte ÖlSchlickgeschwindigkeit ungefähr J % der Windgeschwindigkeit beträgt. Eternit Pber führt eine Windgeschwindigkeit von 20 aph (Meilen je Stunde) zu einer Ölschlickgeschwindigkeit von O₉6 mph oder von 0_e5 Knoten, was-wiederum einen Stsgnationsdruck vonb) Dar Winds = Se has been shown that the oil slick speed caused by the wind is approximately J% of the wind speed. Eternit Pber leads to a wind speed of 20 aph (miles per hour) to an oil silt speed of 0 ₉ 6 mph or 0 _e 5 knots, which-in turn, a stagnation pressure of

^ 300 Dynes/cm ergibt.^ 300 Dynes / cm results.

c) Der Wellengang oder die Wellenbewegung: - In Übereinstimmung mit der vom Wellengang hervorgerufenen Drift^c) The swell or the wave motion: - In accordance with the drift caused by the waves ^

Ijitera tür-Verwei sungIjitera door reference

Midy, G.M. and Plete, K.J.,Midy, G.M. and Plete, K.J.,

Journal of Fluid Mechanics
26^ 653 (1966)Journal of Fluid Mechanics
26 ^ 653 (1966)

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oo 20.5.1971oo May 20, 1971

SoSo _ κ 33,-_ κ 33, -

die nach Hoult¹ bei 4< (1,20 in) hohen Wellen mit 0,6 Knoten nachgewiesen worden ist, was dann wiederum zu einem äquivalenten oder resultierenden Druck vonwhich according to Hoult ¹ has been proven at 4 <(1.20 in) high waves with 0.6 knots, which in turn leads to an equivalent or resulting pressure of

Dyne s/cm führt.Dyne s / cm leads.

In dem zuvor erwähnten Beispiel wird nit eineTi Ferrofluid, das 1 i» Gewichtsteile Fe„O enthält (und ein MS = 56 Gauss hat) bei Sinwirkung eines magnetischen Feldes von 1000 Oersted ein magnetischer Druck oder eine magnetische Kraft von ^5OO Dynes/cm erzielt, was in diesem Felle die kumulative Wirkung aller zuvor angefahrten Naturkräfte übersteigt. Weil der vom Wind herbeigeführten Geschwindigkeit, der Strömung und der vom Wellengang beeinflußten Drift durch das aufnehmende Schiff entgegengewirkt werden kann_t müssen nur noch die Gravitationskraft und die Zwischenschichtenspannung oder die Grenzschichtspannung überwanden werden. Um dieser Gr?vit·- '„ionskreft und der Zwischen schichten spannung entgegenwirken zu können, genügen schon ein Msgnetpartikelsnteil von 0,01 #- im Ölschlick und ein starkes Magnetfeld, das beispielsweise eine Feldstärke von 1000 Oersted haben kann. Das aber bedeutet, daß ein Gemisch aus Ölschlick und Ferrofluid, bei dem der Magnetpartikelanteil größer ist als 0,01 # mit genügender Festigkeit an einem starken Magneten hängen bleibt, auch dann noch, wenn dieser Magnet aus dem Wpsser herausgehoben wird. Bei dem bevorzugten Magnetpartikelanteil von 0,5 - 3|0 £ kann mit schwächeren Magnetfeldern gearbeitet werden, kann den iäinflüssen von Wind und Wellengang mit diesen Feldern entgegengewirkt werden, kann schließlich ganz einfach der ölschlick besser und wirksamer unter Kontrolle gehalten werden.In the aforementioned example, the 1 contains i "parts by weight of Fe" O nit eineTi ferrofluid (and a MS = 56 Gauss) obtained in Sinwirkung a magnetic field of 1000 oersteds, a magnetic pressure or a magnetic force of ^ 5OO dynes / cm which in this case exceeds the cumulative effect of all natural forces previously approached. Because the wind-induced speed, the current and the drift influenced by the swell can be counteracted by the receiving ship _t only the gravitational force and the interlayer tension or the boundary layer tension have to be overcome. In order to be able to counteract this large ionic force and the interlayer tension, a proportion of brass particles of 0.01 # in the oil silt and a strong magnetic field, which can for example have a field strength of 1000 Oersted, are sufficient. However, this means that a mixture of oil sludge and ferrofluid, in which the magnetic particle content is greater than 0.01 #, remains attached to a strong magnet with sufficient strength, even if this magnet is lifted out of the water. With the preferred proportion of magnetic particles of 0.5-3.0 £, weaker magnetic fields can be used, the influences of wind and waves can be counteracted with these fields, and finally the oil silt can be kept under better and more effective control.

Hoult, D.P. "Containment and Collection Devices for Oil Slicks (Behälter und Abschöpfvorrichtungen für Ölechlicke)» ρ 65-80., in OIL ON THß SEA, Hoult, D.P., fdltor, Plenum Preae New York 1969.Hoult, DP "Containment and Collection Devices for Oil Slicks" ρ 65-80., In OIL ON THß SEA, Hoult, DP, fdltor, Plenum Preae New York 1969.

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Wenn¹ zur Durchführung dieser Erfindung auch keine spezielle Magnetanlage, die den magnetisierten Ölschlick abzuschöpfen und unter Kontrolle zu halten hat, gehört, so können zum weiteren Verstehen dieser Erfindung jedoch einige für das Abschöpfen gedachte Systeme kurz angedeutet werden. Typische Ölsustritte oder Ölschlicks in Häfen oder auf der. Meeren können beispielsweise derart"angegangen werden, daß zunächst einmal das Ferrofluid darübergestreut wird, woraufhin dann nach einer kurzen Zeitdauer - beispielsweise nach einer Stunde - diese Ölaustritte oder Ölschlicks magnetisch gesammelt und. abgeschöpft werden. Zwischen den Bootskörpern eines, So can, however, some thought for skimming systems are briefly indicated as ^one to practice this invention no special magnetic system, which siphon off the magnetized oil slick, and has to keep it under control is part of the further understanding of this invention. Typical oil spills or silts in ports or on the. Seas can, for example, be approached in such a way that the ferrofluid is first sprinkled over it, whereupon after a short period of time - for example after an hour - these oil leaks or oil silts are magnetically collected and skimmed off

P Katamaran oder irgendeines anderen Doppelkörpsrschiffes werden ein oder «ehrere rot&tierende Magnete (Elektromagnete oder Permanentmagnete) montiert. Fährt nun das Boot durch den Ölschliek, dann zieht jeder rotierende Magnet das magnetisierte Öl aus der Wasserfläche heraus, wobei sich dieses Öl dann ringsum den Magneten ansammelt. Von einem Schaber oder von irgendeiner anderen Abstreifvorrichtung wird das Öl sodann von der Oberfläche des rotierenden Magneten abgewischt und einer Ölsammelkammer zugeführt. Durch den vorerwähnten Schaber ist gewährleistet, daß für »inen erneuten Kontakt mit dem noch im Wasser befindlichem Öl eine saubere Mpgnet-Oberfläche in den Ölschliek eintaucht. Mit einer der-P catamaran or any other twin-hull ship one or more rotating magnets (electromagnets or permanent magnets). If the boat now drives through the oil lock, every rotating magnet pulls the magnetized one Oil from the surface of the water, whereby this oil then collects around the magnet. From a scraper or some other scraper device then wipes the oil from the surface of the rotating magnet and fed to an oil collection chamber. The above-mentioned scraper ensures that there will be renewed In contact with the oil that is still in the water, a clean Mpgnet surface is immersed in the oil trap. With one of the

L· artigen Magnetvorrichtung zum Abschöpfen des Ölschlicks braucht nur wenig Wasser mit aufgenommen zu werden, <ii«ui*Vön Magneten sngezogen wird ja nur der Ölschliek. L- like magnetic device for skimming off the oil silt only needs to be taken up with a little water, since only the oil flask is drawn from magnets.

Bei einem anderen Verfahren, das ganz besonders für größere Ölaustritte oder Ölschlicks geeignet ist, wird das Ferrofluid nur an der Peripherie des Ölaustrittes oder des Ölschlicks zugegeben. Dann wird vermittels magnetischer Aueleger der Öl-Another method, which is particularly suitable for larger oil leaks or oil silts, is the ferrofluid only added to the periphery of the oil outlet or the oil silt. Then, by means of magnetic levers, the oil

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schlick fecigehalten, während dfs Abechöpfer. des im Ölschlick enthaltenen Öles durch andere Vorrichtungen sowie unt^r Anwendung sndorer Verfahren durchgeführt wird.silt fecigehalten while dfs skimmer. des in the oil silt contained oil by other devices as well as by application sndorer procedure is carried out.

riun kenn .-.Th betont '..'crd^r., r*aß die Zugabe vcn Ferrofluid deswegen so sehr vorteilhaft ist, weil alle-, dem Ölschlick zugegebene Material zusammen mit, dem Ölschlick such visder entfernt wird. Wird der Öl ε chi ick auf dem Wasser abgebrannt oder wird er nech dem Abschöpfen abgebrannt, dann'bronr.t ?uch das F^QrroflTiid mit, zurückbleiben nur di^a Ksgnetpartikel als ein Teil der Acche, und nicht mehr als das weniger als 3,0 i» GewichtsPnteile zurückbleiben, was such immer dem Ölschlick zugegeben werden ist. ·The reason why the addition of ferrofluid is so advantageous is that all material added to the oil sludge is removed together with the oil sludge. If the oil ε chi ick burned on the water or it is burned nech skimming, dann'bronr.t? Uch the F ^Q rroflTiid with, leaving only ^a di Ksgnetpartikel as part of Acche, and no more than the less than 3 , 0 i » parts by weight remain, whatever has been added to the oil sludge. ·

Durch ein im rfpsser zurückbleibendes Ferrofluid wird keine ernsthafte oder schwerwiegende Umweltverschmutzung horbeigeführt. So können beispielsweise biologisch abbaubare oberflächenaktive Wirkstoffe - beispielsweise Oleinsäure Verwendung finden. Der einzig wirkliche Rückstand sind die Magnetpartikel, doch diese bilden eine nahezu unbedeutende (und ungiftige Zugabe),anorganische Zugab» ini Schlimm des Meeres, der Seen odor auf dem Boden der Flüsse.If a ferrofluid remains in the rfpsser, there will be no caused serious or serious environmental pollution. For example, biodegradable surfactants - for example oleic acid - can be used Find. The only real residue is the magnetic particles, but these form an almost insignificant (and non-toxic addition), inorganic addition »in the bad of the sea, the lakes odor on the bottom of the rivers.

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Diese Erfindung soll nachstehend nun unter Verweisung euf einige SOezifisch^; Beispiele näher erläutert werden.This invention is now considered hereinafter by reference some SOezifisch ^; Examples are explained in more detail.

Beispiel 1example 1

Sine Reihe von Ferrofluiden, die für die Behandlung von 01-schli cks geeignet, sind, wurden dPdurch hergestellt, d?fi feinverteilter Magnetit, die Trägerflüssigkeit unr¹ da5 Stabilisierungsmittel, (der oberflächenaktive Wirkstoff) in der Kugelmühle verarbeitet wurden. Details betreffend die einzelnen Ferrofluide sind in der Tabelle 1 engeführt.Sine series of ferrofluids that are suitable for the treatment of 01-schli ck s, were prepared dPdurch, d? Fi finely divided magnetite, the carrier liquid UNR ¹ DA5 stabilizing agent (surface active agent) were processed in the ball mill. Details regarding the individual ferrofluids are given in Table 1.

Bei eilen mit Tabelle 1 beschriebenen Ferrofluid°n k?n es zu keinem Ausbreiten des Tronfens auf destilliertem Wasser. Alle Ferrofluide, die in der Tabelle 1 angeführt sind, haben den Ausbreitungstest durchlaufen, v/obei nachgevriss^n worden ist, daß nur sehr wenig öoirrlächenaktiver Wirkstoff in der Lösung vorhanden wer. Im.wesentlichen der gesamte oberflächenaktive Wirkstoff, der zur Stabilisierung der kolloidalen Suspension zugesetzt worden ipt, ist auf der Oberfläche der Magnetitp?rtikel adsorbiert und somit nicht frei, um zwischen der Grenzschicht zwischen Öl und Wasser wirksam zu werden. Drs Ferrofluid 1109 (Durchlauf 1-6) enthält 11 $ Vclumenanteile en Oleinsäure, äquivalent zu einer Konzentration von 0,35 Mol/Liter der Lösung, dennoch zeigt ein Durchlaufen des Ausbreitungstests eine Konzentration Bn freier Oleinsäure von weniger sls 0,01 Mol/Liter en, und vielleicht sogⁿr noch viel weniger.In the case of ferrofluids described in Table 1, there is no spread of dripping on distilled water. All ferrofluids listed in Table 1 have passed the spreading test, although it has been verified that only very little surface-active substance is present in the solution. Essentially all of the surface-active agent added to stabilize the colloidal suspension is adsorbed on the surface of the magnetite particles and is therefore not free to become effective between the interface between oil and water. Drs ferrofluid 1109 (run 1-6) containing 11 $ Vclumenanteile en oleic acid, equivalent to a concentration of 0.35 mol / liter of the solution, but a passage through shows the propagation test a concentration Bn free oleic acid of less sls 0.01 mol / liter s, and maybe so-called r ⁿ much less.

Um zu demonstrieren, daß der Anteil des Trägers sehr st?rk schwanken kann, ohne dabei die Stabilität des Ferrofluid^ zu beeinträchtigen, wurden die Ferrofluide 1102 und 1103 dadurch hergestellt, daß aus dem Ferrofluid 1101 durch Vakuumdestillation die Trägerflüssigkeit herausgezogen vIn order to demonstrate that the proportion of the carrier can fluctuate very strongly without impairing the stability of the ferrofluid ^, the ferrofluids 1102 and 1103 were produced in that the carrier liquid was extracted from the ferrofluid 1101 by vacuum distillation

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PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER- D. GROSSE 4 DÜSSELDORF 1 0 · HOM BE R G E R STR ASSE 5PATENT LAWYERS F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER- D. GROSSE 4 DÜSSELDORF 1 0 · HOM BE R G E R STR ASSE 5

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i&GiäiSCHAFTBJJ DSR ZUR HERSTELLUNG DER T5ST-F5RR0FLUIDE VERWENDBTSNi & GiäiSCHAFTBJJ DSR USED TO MANUFACTURE THE T5ST-F5RR0FLUIDE

STABIL! SI ERUNGSMITTELSTABLE! SI DETECTION EQUIPMENT

Oleinsäure (gereinigt)Oleic acid (purified)

Polyi sobutylensäure (PIBA) Polyi sobutylen Subzinylsäure (PIBSA) Polyisobutylene acid (PIBA) polyisobutylene subzinyl acid (PIBSA)

Herkunftorigin

-Fisher Scientific Co. iJhjay Chemical Co-Fisher Scientific Co. iJhjay Chemical Co

MolekulsrgewichtMolecular weight

Säiire-K ¹OKCTe r (ASTM EU06^) (wo anwendbar) Säiire-K ¹ OKCTe r (ASTM EU06 ^) (where applicable)

198198

lOOC SpitzenwertlOOC peak value

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1000 Spitzenwert1000 peak value

105 - 20 105-20

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(D.A.)(THERE.)

Fisher Scientific Co,Fisher Scientific Co,

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20.5.1971 - G 5 -May 20, 1971 - G 5 -

In einem anderen Fall xiurde ein Ferrofluid, dss ursprünglich mit einem beträchtlichen Überschuß an oberflächenaktiven Wirkstoff hergestellt xtforden war, dadurch auf °inen Ausbreitungskoeffizienten von 20.Dynes/cm gebracht oder eingestellt, daß eis mit aktivierter Holzkohle oder Adsorptionskohle in Kontakt gebracht wurde. (Dieses Ferrofluid wurd« dsn:i steter zum Ferrofluid 1109)*In another case, a ferrofluid was used, dss originally with a substantial excess of surfactant produced xtforden, thereby brought or adjusted to a coefficient of expansion of 20.Dynes / cm that ice in contact with activated charcoal or adsorption charcoal was brought. (This ferrofluid became more and more ferrofluid 1109) *

Die voererwähnten Ferrofluide waren natürlich so aufgebaut und so eingestellt, daß sie alle bei Raumtemperatur gegen de- ^ stilliertes Wasser einen Ausbreitungskoeffizienten von weni-The aforementioned ferrofluids were of course structured in this way and adjusted so that they all at room temperature against the ^ still water has a coefficient of dispersion of less

ger als 20 Dynes/cm aufwiesen.-Ob nun aber .ein Prüf-Ferofluid dieses Kriterium erfüllt, das kann vermittels der relativ einfachen und nachstehend erwähnten Fehlerprobe ermittelt werden.had less than 20 dynes / cm - but whether it was a test ferofluid this criterion can be met by means of the relatively simple and failure sample mentioned below can be determined.

EiLn kleiner Anteil eines Ferrofluids viird in einem sich nicht ausbreitenden Öl, dessen negativer Ausbrei tungsko^ffiziervt bekannt ist, gelöst, wobei das Auflösungsverhältnis vom Aupbreitungskoeffizienten des Öles abhängt, (?0/S mit S als Aus-.A small portion of a ferrofluid does not work in one spreading oil, whose negative spreading coefficient is known is solved, where the resolution ratio is from the spreading coefficient of the oil depends, (? 0 / S with S as Aus.

° P-° P-

breitungskoeffizient des Öles). Bei den an den vorerwähnten Ferrofluiden durchgeführten Tests wurde ein Volumenanteil des Ferrofluids mit 12,5 Volumenanteilen von vermischten Cis- und Trans-Decshydronaphthalin {von Fisher Scientific Co.), das einen Ausbreitungskoeffizienten von 1,4 Dynes/cm gegen destilliertes Wasser hatte, £ri?ch ASTM-Methodo D-I33I (196expansion coefficient of the oil). In the tests performed on the aforementioned ferrofluids, a volume fraction of the ferrofluid with 12.5 volumes of mixed cis- and trans-decydronaphthalene (from Fisher Scientific Co.), which had a coefficient of dispersion of 1.4 dynes / cm against distilled water, was found to be £ ri? ch ASTM Method D-I33I (196

Ein Tropfen dieser Mixture oder diesoc Go*ni. ?ch°r wurde dann in einem Gl£sg°fäß, -das zuvor, mit Chromsäure gereinigt und dann sorgfältig mit destilliertem W?soer nachgespült worden war, suf eine Wasseroberfläche"gebracht. Breitet sich der Tropfen auf dem Wasser nicht r.us, ^a.ir. hr t. d?s Criginrl-FerrofluiH einen so geringen Ausbreitungskopffizienten, daß dieses für die ihm zugedachter. Aufgab:r. ^'UhT.⁰' irt-. Brei-"A drop of this mixture or diesoc Go * ni. It was then placed on the surface of the water in a glass jar that had previously been cleaned with chromic acid and then carefully rinsed with distilled water. If the drop does not spread on the water , ^ a.ir. hr t. d? s Criginrl-FerrofluiH such a low propagation head coefficient that this is necessary for the. Task: r. ^ 'UhT. ⁰ ' irt-. Brei- "

109887/1142109887/1142

BAD ORfGlNALBAD ORfGlNAL

tet sich der Tropfen aber auf de^ Wasser aus, dann liegt der Ausbreitungskoeffizient des Ferrofluids höher als 20 Dynes/cm, so daß das Ferrofluid für die Durchführung dieser Erfindung als ungeeignet ausscheiden muß.But if the drop settles on the water, then it lies Coefficient of diffusion of the ferrofluid higher than 20 dynes / cm, so that the ferrofluid for the practice of this invention must be eliminated as unsuitable.

Beispiel IIExample II

Auch Ferrofluide anderer Ferrofluid-Hersteller wurden nach der zuvor beschriebenen Ausbreitungstestmsthods gerauft,um deren i&gnung festzustellen. Keines dieser Ferrofluide wurde als geeignet befunden. Diese Ferrofluide werden mit Tabelle IV beschrieben.Ferrofluids from other ferrofluid manufacturers were also after of the previously described spreading testmsthods in order to their validity to be determined. None of these ferrofluids have been found suitable. These ferrofluids are with table IV described.

Das Ferrofluid 1059 unterscheidet sich vom Ferrofluid 11C9 prinzipiell oder im wesentlichen in der Konzsr.tretion an fraier Qleinsäuro. Durch das Filtrieren des Ferrofluids 1059 durch ein säulenartiges und mit aktivierter Holzkohle oder mit Adsorpitonskohle gefülltes Gefäß wurden alle freien Oleinsäurenanteile entfernt, woraufhin dann das Ferrofluid zur Herstellung des Ferrofluids 1109 verwendet wurde.The ferrofluid 1059 differs from the ferrofluid 11C9 in principle or essentially in the Executive Committee fraier Qleinsäuro. By filtering the ferrofluid 1059 Through a column-like vessel filled with activated charcoal or with adsorptive charcoal, all free oleic acid components were released removed, whereupon the ferrofluid was used to make the ferrofluid 1109.

Dps· Ferrofluid 1088 zeigt, daß der oberflächenaktive Wirkstoff fest mit den Oberflächen der Magnetpartikel verbunden sein muß, eine reversible Adsorption ist nicht wünschenswert. Ten-Io 70, das in diesem Felle als oberflächenaktiver Wirkstoff verwendet worden ist, wird vom Hersteller -(der Diamond Shamrock Corp.)- als nicht-Ionisch und b'llöslich beschrieben, üs handelt sich dabei um ein Kondensationsprodukt eines Aminoesters einer Fettsäure. Mit diesem oberflächenaktiven Wirkstoff (und Kerosin als Trägerflüssigkeit) wer ein beträchtlicher Anteil an oberflächenaktivem Wirkstoff erforderlich, um eine stabilBvDlspersion an kolloidalem Magnetit zu erhalten.Dps · Ferrofluid 1088 shows that the surfactant be firmly connected to the surfaces of the magnetic particles must, reversible adsorption is not desirable. Ten-Io 70, which is used in these skins as a surface-active ingredient has been used is described by the manufacturer - (the Diamond Shamrock Corp.) - as non-ionic and soluble, üs is a condensation product of an amino ester a fatty acid. With this surfactant (and kerosene as the carrier liquid) who required a significant amount of surfactant in order to to obtain a stable BVDl dispersion on colloidal magnetite.

Neben dem Versagen beim Ausbreitungokoeffiziententest zeigte d83 Ferrofluid 1088 auch noch eine demit verbundene Unfähigkeit,In addition to the failure of the spread coefficient test showed d83 Ferrofluid 1088 also an inability associated with it,

1 0 9 8 8 7/ 1 U 2 BAD ORIGINAU 1 0 9 8 8 7/1 U 2 BAD ORIGINAU

PATENTANWÄLTE F.W. H EMM ER ICH · G E RD M Ü LLE R - D . G ROSSE 21 989 2 I 2971 PATENTANWÄLTE FW H EMM ER ICH · GE RD MÜ LLE R - D. G ROSSE 21 989 2 I 2971

4 DÜSSELDORF 10 ■ HOMBERGER STRASSE 5 - bh -4 DÜSSELDORF 10 ■ HOMBERGER STRASSE 5 - bh -

U^ 20.5.1971 U ^ 20.5.1971

-W _ G 7 --W _ G 7 -

TABlSLLS IVTABlSLLS IV

UNG3EIGNBTS FSRROFLUIDSUNG3EIGNBTS FSRROFLUIDS

—- 2-1
(1112)2-1
(1112) BeispieleExamples 2-2
(1083)2-2
(1083) 2-3
(1059)2-3
(1059) 88 R
12,288 R
12.2 87 R
3,687 R
3.6 80 S.
2,080 pp.
2.0 Magnetit
Größe
KonzentrationMagnetite
size
concentration .PIBSA
46.5.PIBSA
46.5 Tenlo 70
8.7Tenlo 70
8.7 Oleinsäure
^ 0Oleic acid
^ 0 ^Stcblisierungsmittel
Konzentration**"^ Stabilizing agents
Concentration**" Kerosin
ΊΟ Kerosene
ΊΟ Kerosin
38Kerosene
38 Kerosin
91Kerosene
91 Trägerflüssi'gkeit
Konzentration"¹*Carrier liquid
Concentration " ¹ * 1,271.27 0,8940.894 0,8750.875 Dichte, gm/enr³ (25°C)Density, gm / enr ³ (25 ° C) 6800 GS6800 GS 2,5 CS2.5 CS 1,7 CS1.7 CS Kinematische ViskositätKinematic viscosity

Anfsngsmagnetisierung Initial magnetization

0,780.78

0,270.27

0,070.07

Sättigungsmsgnetisierung , GeussSaturation treatment, pouring

Ausbreitungskoeffizient gegen destilliertes WasserCoefficient of dispersion against distilled water

368368

Test bestandenPassed the test

108108

Test nicht
bestandenTest not
passed

5555

Test nicht bestandenTest failed

Durehschnittlicher Pa rtikeldurchmesser, Anström-SinheitenAverage particle diameter, inflow sinities

8888

8080

Prozent VolumenBnteilePercentage by volume

109887/1142
BAD ORIGINAL109887/1142
BATH ORIGINAL

- bh -- bra -

20.5.1971May 20, 1971

-08--08-

dsbei handelte es sich insbesondere im wesentlichen um eine durch di ε Verdünnung herbeigeführte Flockenbildung oder Ausflockung der Mp^etitpsrtikel. Vfes die Behandlung von 01-schlicks betrifft, so ist eine beträchtliche Verdünnung des Ferrcfluids (im Ölschlick) beabsichtigt, >.-obei dss Ferrofluid ir. fest jeder Hinsicht verdünnbar sein polite, ohne daß es debei zu einer Flockenbildung oder Ausflockung irgendwelcher Art kommt.In particular, it was essentially a matter of the formation of flakes or flocculation of the particulate matter caused by the dilution. Vfes relates to the treatment of 01-Schlick, so is intended (in the oil mud) a considerable dilution of the Ferrcfluids,> .- obei dss ferrofluid ir fixed polite be capable of dilution. Every respect without the Debei comes to a flocculation or flocculation of any kind.

Des Ferrofluid 1112 wurde hereingenommen, um zu demonstrieren, daß der Pfrtikelenteil praktisch bis zu einem Grad vergrößert werden kenn, daß sich ein in wesentlichen unbrauchbarer Zuptand ergibt, ohne daß dabei die K^lloidstabilität oder die Einstellung bzw. der Aufbau de? Auebreitungskoeffiziententests gestört wird. Des Ferrofluid 1112 wurde dadurch hergestellt, dsß die Träge~flüssigkeit des Ferrofluids 1059 im Vakuum verdampft oder evarjoriert wurde.The 1112 ferrofluid was taken in to demonstrate that the particle part increases practically up to a degree will know that an essentially unusable Zuptand results without affecting the colloid stability or the setting or the structure de? Spreading coefficient tests is disturbed. The ferrofluid 1112 was produced by the inert fluid of the ferrofluid 1059 was evaporated or evolved in vacuo.

Beispiel IIIExample III

Dieses Beispiel zeigt, deß die Durchführung dieser iSrfindung im Hinblick suf die Ferrofluide eingecshrrnkt ist, d.h. euf stabile Kolloiddispersionen der Magnetpartikel. Diese Magnetpartikel mit einem extrem kleinen Abmessungsbereich von weniger alü 30C K.This example shows how this invention is carried out with regard to the ferrofluids is restricted, i.e. euf stable colloidal dispersions of the magnetic particles. These magnetic particles with an extremely small dimensional range of less alü 30C K.

Ein h=ndelrübliches Megnetitpulver - (MO '+332 dor Minerals end Metals Divieon von Charles Pfizer & Co.) wurde in eine Lösung SUS Oleinsäure und Decsh-'-dronc.rhthaliin eindispersiert, und zwar in den nechstehend rngeführten Voliimpnanteilen;-A customary megnetite powder - (MO '+332 dor Minerals end Metals Divieon by Charles Pfizer & Co.) was transformed into a Solution of SUS oleic acid and Decsh -'- dronc.rhthaliin dispersed in, namely in the volume proportions listed below; -

Megnetit 0,030Megnetite 0.030

Olein 0,00'JOlein 0.00'J

DecPhydror.sphthelin 0,966.DecPhydror.sphthelin 0.966.

Γα«? mapieti sehen Partikel heben e:. « spezifische Fläche von 12,5 m /gm. Dien ist ein v: o) ^ringcHT W^rt air, 7.¹J m /gmΓα «? mapieti see particles lift e :. «Specific area of 12.5 m / gm. Dien is a v: o) ^ ringcHT W ^ rt air, 7. ¹ J m / gm

109887/1142 BAD ORIGINAL109887/1142 ORIGINAL BATHROOM

- bh -- bra -

- bh 20.5.1971 - bh 5/20/1971

-G9--G9-

der in den Fcrroiluiden enthaltenen P?rtikel„ Die vorerwähnte Oleinsäuren-Konzentration entspricht ungefähr monolekul?rer Oleinsäurenschicht auf den Oberflächen der Partikel.of the articles contained in the Fcrroiluiden “The aforementioned Oleic acid concentration corresponds approximately to more monolecular Oleic acid layer on the surfaces of the particles.

50 cc-Muster der vorerwähnten Mixtur oder des vorerwähnten Gemisches wurde in einem Prüfröhrchen durch einen reziprokierenden Rüttler für eine Stunde mit 280 Schwingungen/Minute geschüttelt,Dfnn wurde ein sehr kleiner Teil der (schwarzen Suspension dem Prüfröhrchen entnommen und(in einer Perti-50 cc samples of the aforementioned mixture or the aforementioned Mixture was in a test tube through a reciprocal Vibrator shaken for one hour at 280 vibrations / minute, Dfnn became a very small part of the (black Suspension removed from the test tube and (in a perti-

^ Schüssel) Pls Tropfen ?uf die Oberfläche von destilliertem^ Bowl) Pls drop? On the surface of distilled

fc -fc -

^w Messer aufgetragen« Der Tropfen breitete sich nicht aus. Eine ^w knife applied «The drop did not spread. One

zusätzliche Suspension von ungefähr 0,5 cc wurde noch hinzugefügt „ Von der Suspension wurde wurde eine auf dem W?sser schvännnende linsenähnliche Tropfenfora gobildet₉ wobei der Magnetit in der Ölphsse oder im Ülanteil blieb. Dann irarde ein Handmagnet (mit einer Magnetspalt-Feldst-irke von 2000 Oersted) dicht an die Suspension herangeführt, was dann wiederum eine Agglomeration des Magnetits und deas«« Anziehung an den Magneten VRrursschte₉ wobei ein seub^re Linse vor. suf dem Wssser schwimmenden Öl zurückblieb. Nur ein kleiner Teil des Öles wurde durch den Magneten mit den Msgnetpartik^ln aufgenommen und aus der Schüssel entfernt. ·An additional suspension of about 0.5 cc was added. “A lens-like drop shape floating on the water was formed from the suspension ₉ with the magnetite remaining in the oil phase or in the oil part. Then, a hand magnet irarde (with a magnetic gap-field strength-irke from 2000 Oersted) close to the suspension introduced, which in turn agglomeration of the magnetite and DEAS "" attraction to the magnet VRrursschte ₉ wherein a Seub ^ re lens before. when there was oil floating on the water. Only a small part of the oil was picked up by the magnet with the magnet particles and removed from the bowl. ·

Beispiel IVExample IV

Mit diesem Beispiel wird n?chgowiesen, daß It wesentlicher. f*lle Ferrofluide aus einem weiten Bereich v;üsseriger Unterschichten entfernt x^erden können.This example shows that it is more essential. fill ferrofluids from a wide range of fluid sub-layers away x ^ can ground.

Sine Reihe von Tests wurden jeweils mit einer tarierten .!*» era-Petrischüasel durchgeführt. Diese Schüssel wsr mit Wasser gefüllt und sur Feststellung des Wassprgewioh+^s mit einer WpJage, deren Jimpfindü chkeit 0,1 gr. betrug, ^vogen worden. ΙΆη kleiner Anteil an Ferrofluid wuri?¹ nuf iie V/asreroberflächPHis series of tests were each carried out with a tared.! * »Era Petri dish. This bowl was filled with water and, in order to determine the water level, was weighed with a hunt, the sensitivity of which was 0.1 gram. ΙΆη small proportion of ferrofluid wuri? ¹ only the V / asr surfaceP

109887/1U2109887 / 1U2

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

, ^ 20.5.1971, ^ 20.5.1971

45 - G ίο -45 - G ίο -

getropft und dessen Gewicht dann bestimmt. Nach ungefähr 2 Minuten wurde der ßurchmesser des Ferrofluidschlick geschätzt, geschätzt wurde aber such gleichzeitig dessen Dicke.dripped and then determined its weight. After about 2 Minutes the diameter of the ferrofluid silt was estimated, but its thickness was estimated at the same time.

Daraufhin wurde dann ein Hufeisenmagnet - Magnetspslt-Feldstärke ^300 Oersted, Spaltvolumen 1,5 cm , (und dies bei einer Spaltbreite von 0,76 cm, einer länge von 0,63 cm und einer Tiefe von 3fl cm) - gsnz dicht an die Oberfläche des Schlicks herangebracht, wobei der Ferrofluid-Schlick angezogen und aus dem Wasser entfernt wurde.. Die Änderung des Bruttogewich~ tes der Petri schüssel wurde dann bestimmt.Then a horseshoe magnet - Magnetspslt field strength ^ 300 Oersted, gap volume 1.5 cm, (and this with a Gap width of 0.76 cm, a length of 0.63 cm and a depth of 3 cm) - very close to the surface of the silt brought up with the ferrofluid silt attracted and removed from the water .. The change in gross weight ~ tes of the Petri bowl was then determined.

Bei den getesteten Ferrofluiden handelte es sich um die Ferrofluide 1102, 1104, 1105 und 1108. Als Wasserfläche wurde destilliertes Wasser, Leitungswasser aus Lowell (Mass.) sowie standardmäßige Pufferlösungen mit einem pH-Wert von pH 6, pH 7t pH 8 - diese Pufferlösungen aus Molaren Lösungen von 0,05 ilononnatriumphosphat und Natriumhydroxyd (der Fisher Scientific Co.). Meereswasser stand zum Zeitpunkt der Testdurchführung nicht zur Verfügung, (wurde aber für die mit Beispiel 6 beschriebenen Tests verwendet).The ferrofluids tested were the ferrofluids 1102, 1104, 1105 and 1108. Distilled water, tap water from Lowell (Mass.) And standard buffer solutions with a pH value of pH 6, pH 7t pH 8 - these buffer solutions from molar solutions of 0.05 ilonon sodium phosphate and sodium hydroxide (the Fisher Scientific Co.). Sea water was at the time the test was carried out not available, (but was used for the tests described with Example 6).

Bei allen Tests wurden im wesentlichen jedes Ferrofluid dadurch von der Wasserfläche entfernt, daß der Magnet dicht über die Oberfläche der Flüssigkeit gehalten wurde. Dies sogar auch dann, wenn der Ferrofluid-Schlick sehr dünn war, (l mm bis etwas weniger als 0,1 mm). Die Menge des vom Magneten abgenommenen Materials hatte ein größeres Gewicht als das dem Wasser zugegebene Ferrofluid, weil mit dem Ferrofluid vom Magneten auch Wasser aufgenommen wurde. Das Ferrofluid wurde fast vollständig von der Wasseroberfläche entfernt. Zurückblieb in allen Fällen nur ein (mehr oder weniger unterbrochener) transparenter brauner Film. Die Dicke dieses zurückbleiben-In all tests, essentially any ferrofluid was removed from the surface of the water by placing the magnet closely above it the surface of the liquid was held. Even if the ferrofluid silt was very thin (1 mm to a little less than 0.1 mm). The amount of material removed from the magnet weighed more than that of the water added ferrofluid because water was also absorbed by the magnet with the ferrofluid. The ferrofluid was almost completely removed from the water surface. In all cases there was only one (more or less interrupted) transparent brown film. The thickness of this lagging-

109887/1 U2 < BAD ORIGINAL109887/1 U2 <BAD ORIGINAL

- bh -- bra -

n -n -

den Filmes wurde auf nicht mehr als einige Mikron geschätzt.the film was estimated to be no more than a few microns.

Dsrait ist alles über das Verhalten des Ferrofluids, über das magnetische Aufnehmen des Ferrofluids und über die Dicke des Ferrofluids auf dem Wasser gesagt (in Mikron). Was einen unzurückgewinnbaren Rest betrifft, so konnte von Wasserschicht zu Wesserschicht sowie auch bei den verschiedenen Ferrofluiden ein -wesentlicher Unterschied nicht festgestellt werden.Dsrait is all about the behavior of the ferrofluid, about the Magnetic absorption of the ferrofluid and said about the thickness of the ferrofluid on the water (in microns). What an irrecoverable one As for the rest, it was possible from water layer to water layer as well as with the various ferrofluids a significant difference cannot be determined.

Beispiel VExample V

Mit diesem Beispiel wird gezeigt, daß sehr verdünnte oder sehr dünnflüssige Ferrofluide vermittels magnetischer Kräfte unter Kontrolle gehalten werden können. Nachgewiesen wird weiterhin auch, daß es möglich ist_fdie Ferrofluide in einem sehr starkem Ausmaße zu verdünnen, ohne daß dabei die Kolloidstabilität beeinträchtigt wird.This example shows that very dilute or very thin ferrofluids can be kept under control by means of magnetic forces. Is further demonstrated also that it is possible to thin the _f ferrofluids in a very strong extent, without causing colloid stability is impaired.

Zur Versuchsanordnung gehörten eine 1^f cm-Petrischüssel und ein Elektromagnet mit einem Spalt von 1,5 Zoll (3,81 cm). Das magnetische Feld längs einer den Spalt halbierenden Horizontallinie war bekannt als Funktion der aufgeschalteten Stromstärke und des Abstandes vom Mittelpunkt des Magneten. Die Petrischüssel wurde mit (destilliertem) Wasser gefüllt und derart in der Nähe der Magnetpolstücke angeordnet, daß deren Wasserspiegel mit dem Mittelpunkt des Magneten in der gleichen horizontalen Ebene lag.The experimental set-up included a 1 ½ cm Petri dish and an electromagnet with a 1.5 inch (3.81 cm) gap. The magnetic field along a horizontal line bisecting the gap was known as a function of the applied Amperage and the distance from the center of the magnet. The Petri bowl was filled with (distilled) water and so arranged in the vicinity of the magnetic pole pieces that their water level with the center of the magnet in the same horizontal plane lay.

Nun würde also ein auf, die Wasserfläche gebrachter Ferrofluidtropfen entlang der den Spalt halbierenden Mittellinie einer einachsigen oder uniaxialen Magnetkraft,(deren Stärke bekannt ist) unterworfen, wobei die Magnetkraft dann versucht, den Tropfen zum Magneten hin anzuziehen.So now a ferrofluid drop would be brought onto the surface of the water along the center line bisecting the gap of a uniaxial or uniaxial magnetic force (its strength is known), whereby the magnetic force then tries to attract the drop to the magnet.

Die in einer äntfernung X. auf den Tropfen einwirkende Meg-The acting in a äntfernung X. on the drop Meg

;h€
H, ; h €
H,

netkraft, tatsächliche Magnetkraft, F ist:-net force, actual magnetic force, F is: -

2 ^F _m * ^V . ) 2 ^F _m * ^V. ) MdHMdH

m ^y m ^ y ^Mdli ν = Volumen des Tropfens ^Mdli ν = volume of the drop

^Hl ^Xl " Entfernung vom Magneten ^H l ^Xl "distance from the magnet

109887/1U2109887 / 1U2

BADBATH

x:
οx:
ο

CDCD

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•Η Φ• Η Φ

λ:λ:

1010

KlKl

β.'β. '

TJ •ΗTJ • Η

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0)
O ΌOW
0)
O Ό

U Γ"! U Γ "!

U Φ U Φ

φ Vlφ Vl

(** -P
Φ(** -P
Φ

-ρ α-ρ α

Q)Q)

•Η• Η

QiQi

f-H COf-H CO

t
O t
O

•Η T) U rH ■Η Φ -P Ix₄ • Η T) U rH ■ Η Φ -P Ix ₄

co ß β Φ co ß β Φ

«0«0

-μ-μ

«SS«SS

φ Hφ H

O COO CO

O CD Φ φO CD Φ φ

K +><HK +> <H

TS r-4TS r-4

φ -φ -

Φ τ4 P S$ £ π 22 Φ τ4 P S $ £ π 22

Φ OΦ O

φ φ •ρ S φ φ • ρ S

■Η CO■ Η CO

Λ χ! οΛ χ! ο

ö cc Ε-ιö cc Ε-ι

CO PCO P

«η w m c U κ«Η wmc U κ

C £> φ φ Φ φC £> φ φ Φ φ

α (η J3 -P O COα (η J3 -P O CO

Φ U ω φΦ U ω φ

Vh +j ^l ΦVh + j ^ l Φ

»φ τ)»Φ τ)

P ·Η Φ HP · Η Φ H

OO-P Ti ΉOO-P Ti Ή

•Η Φ Ο (Π• Η Φ Ο (Π

•Ρ β M μ ro ρ Sb β ^.• Ρ β M μ ro ρ Sb β ^.

:π) λ : π) λ ρ Φ ro ρ Φ ro

co ε C fr, eico ε C fr, ei

Ö C CÖ C C

M O Φ MO Φ

P «Hri Φ ^ O ·ΗP «Hri Φ ^ O · Η

SP > Φ β P Λ Φ C C SC N ·Η CBSP> Φ β P Λ Φ C C SC N · Η CB

T)T)

- 21 O ~- 21 O ~

- qq 686- qq 686

Ο CvJΟ CvJ

COCO

CM OsCM Os

CMCM

4- -3- -3-4- -3- -3-

¹O Ό Ό ¹ O Ό Ό

t~it ~ i r~i ρ™ίr ~ i ρ ™ ί

NONO

CMCM

CS- Ö «Λ «ΛCS- Ö «Λ« Λ

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NONO

O OO O

rH •4- rH • 4-

r-i K ri K

CMCM

VTS CV- C^-VTS CV- C ^ -

CM CMCM CM

Ό ΌΌ Ό

K f-l K fl

11 11 O
r-4 O
r-4 33 CP
Cvi CP
Cvi 2-C2-C 2-C2-C CMCM CVjCVj OO OO OO OO 33 OO
r-lr-l r-Hr-H
r-fr-f ■-Η■ -Η <h<h
p-tp-t 1—I1-I

ΓΜ OΓΜ O

iH rH rH rH r-HiH rH rH rH r-H

rH rH <H rHrH rH <H rH

9 3SSVH±S H30b38WOH Ol 3SSObO O ■ HSnnW Qb30 ■ H0rb3WW3H^-Md 3nVMNVJ.N3J.Vd9 3SSVH ± S H30b38WOH Ol 3SSObO O ■ HSnnW Qb30 ■ H0rb3WW3H ^- Md 3nVMNVJ.N3J.Vd

U 6-1 U 6-1

CM OCM O

Ό CΌ C

ο α ti* ο α ti *

(X) CO(X) CO

φ ■Ο αφ ■ Ο α

a as »asa as »as

U U < < U Ü3 <! UU <<U Ü3 <!

5Β a <-» ¹O Z! 35 -a5Β a <- » ¹ OZ! 35 -a

NriHHNoiHH

οοοοοοοοοοοοοοοο

IHrHrHrHrHrHrHrHYourHrHrHrHrH

»η ο cn" οο*»Η ο cn" οο *

ρ-4ρ-4

K CMK CM

109887/1 U2 BAD ORIGINAL109887/1 U2 BAD ORIGINAL

-on--on-

^LIP 20.5.1971 ^L IP 5/20/1971

- G 13 Einige Anmerkungen zur Tabelle V:- G 13 Some comments on Table V:

⁺ Ferrofluid 1102 verdünnt mit Tetradecan. Magnetit-Volumenkongentration im Ferrofluid 1102 = 0,015. ⁺ Ferrofluid 1102 diluted with tetradecane. Magnetite volume concentration in ferrofluid 1102 = 0.015.

SsturierungsiGSipietisierung beim Ferrofluid 1102 = 43 Gauss.SsturierungsiGSipietisierung with ferrofluid 1102 = 43 Gauss.

ν.ν.

Die systeastisohe Verdünnung einer kleinen Menge des Farrofluids 1102 mit Tetradeean führte zu Ferrofluiden mt abnehmender Magpetitkonzentration. Die Msgnetitkonzentrstionen und die magnetischen Eigenschaften wurden anhand des Verdünnungsverhältnisses errechnet«, Bei diesen Testreihen wurde ein Tropfen mit einem Volumen von 0,025 ml auf die Wasserfläche gebracht , wobei ein jeder dieser Tropfen auf der Wasserfläche eine Linse mit einem Durchmesser (D) von ungefähr O₈5 s® bildete „ Die Resultate der Experimente werden zusammen mit Tabelle V nachgewiesen. The systemic dilution of a small amount of the Farrofluid 1102 with Tetradeean resulted in ferrofluids with decreasing magpetite concentration. The Msgnetitkonzentrstionen and the magnetic properties were calculated from the dilution ratio, "In these tests, a drop having a volume of 0.025 was brought ml on the water surface, each of these drops on the water surface, a lens having a diameter (D) of about O ₈ 5 s® formed “The results of the experiments are shown together with Table V.

Die in dieser Tabelle angeführten Werte demonstrieren, daß auch Ferrofluide,, die in extremer Weise verdünnt worden sind, msgpetissh angezogen werden. Gegenüber dem Ausgangsferrofluid 1102 ist das Ferrofluid 1102-C 10 . mal dünner.The values given in this table demonstrate that even ferrofluids, which have been extremely diluted, msgpetissh be attracted. Compared to the starting ferrofluid 1102 is the ferrofluid 1102-C 10. times thinner.

Sine bedeutende Feststellung war, daß sogar die am meisten verdünnten Ferrofluide stabil waren. Die Tropfen bewegten sich auf den Magneten zu, der auf eine konsistente und gleichförmige Dispersion des Mpgnetit darin hindeutete, wobei eine Segregation oder Agglomeration der Magnetitpartikel nicht visuell su erkennen war.His significant finding was that even the most diluted ferrofluids were stable. The drops moved towards the magnet, which was consistent and uniform Dispersion of the mpgnetite in it indicated, being a Segregation or agglomeration of the magnetite particles could not be seen visually.

Die in einer Entfernung X. vom Magneten auf den Tropfen tatsächlich einwirkende Magnetkraft F läßt sich mathematischThose at a distance X. from the magnet on the drop actually acting magnetic force F can be mathematically

rait der nachstehend angeführten Formel wiedergeben:-rait the formula below: -

^Fm ^{= v} 1 ^{MdH v =} Volumen des Tropfens ^F m ^{= v} 1 ^{MdH v =} volume of the drop

109887/1142 BAD ORIGINAL¹ 109887/1142 BATH ORIGINAL ¹

- bh -20.5.1971 - bh - 5/20/1971

- G lh -- G lh -

In dieser Formel ist:In this formula:

H₁ = Magnetfeld bei X + D/2.H ₁ = magnetic field at X + D / 2.

H₂ ■ Magnetfeld bei X - D/2H ₂ ■ magnetic field at X - D / 2

M = Fluid-Magnetisierung bei Feld H.M = fluid magnetization at field H.

In einer ersten Annäherung, (bei der X. * X ist), wird die vorerwähnte Gleichung gleich:-In a first approximation (where X. * X), the the aforementioned equation is the same: -

F- ν (M — F- ν (M -

ra ' dXra 'dX

Wird das Volumen des Tropfens konstant gehalten,(bei diesen Tests also auf 0,025 ml), dann ist die auf den Tropfen eines gegebenen Ferrofluids nur eine Funktion des lokalen Magnetfeldes, das seinerseits wiederum abhängt von der auf den Elektromagneten aufgescheiteten Stromstärke sowie von der Entfernung oder dem Abstand des Tropfen-Mittelpunktes vom Magneten.If the volume of the drop is kept constant (in these tests at 0.025 ml), then the one on the drop is one The given ferrofluid is only a function of the local magnetic field, which in turn depends on the one on the electromagnet current intensity as well as the distance or the distance between the drop center and the magnet.

Weil der Widerstand gegen eine einsetzende Bewegung im wesentlichen auf der Adhäsion des Tropfens auf dem Wasser, (auf den Grenzschichtenkräften) sowie auf den Beharrungskräften beruht, zeigen die mit verdünnten Ferrofluiden erzielten Resultate zunächst einmal, ob es sich bei dem Tropfen noch um ein Ferrofluid (mit gleichförmiger M8gnetitpartikelverteilung) handelt. Jede beträchtliche Segregation des Tropfens des Fluids würde das Verhalten dieses Fluids beeinträchtigen. Dprüber hinaus wird im Rahmen dieses Tests auch noch nachgewiesen, wie sehr oder in welchem Ausmaße eine Verdünnung vorgenommen werkann, bevor die Anfangsmagnetisierbarkeit 8uf einen Punkt abfällt, an de« «in magnetisches Ansprechen nicht mehr möglich ist.Because the resistance to an incipient movement is essentially due to the adhesion of the drop on the water (on the boundary layer forces) as well as the inertia forces show the results obtained with dilute ferrofluids First of all, whether the drop is still a ferrofluid (with a uniform distribution of M8gnetite particles) acts. Any significant segregation of the drop of fluid would affect the behavior of that fluid. Dpr addition this test also demonstrates how much or to what extent a dilution can be carried out, before the initial magnetizability drops to a point at which magnetic response is no longer possible is.

Mit der gleichen Versucheanordnung wurde eine zweite Testreihe durchgeführt. Bei jedem Test wurde ein Tropfen eines (un-A second series of tests was carried out using the same test set-up carried out. For each test, a drop of one (un-

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magnetischen) Öles wurde 7 3/^" (^s 17_t15 cm)vom Magneten entfernt auf die Wasseroberfläche gebracht, gleichzeitig wurde dem Magneten ein Strom von 50 A aufgescheltet. Zu diesem Zeitpunkt hatte das Magnetfeld (H) eine Stärke von 550 Oersted, während dar locale Horizontalfeldgradient 75 oe/cm betrug.magnetic) oil was placed 7 3 / ^ "( ^s 17 _t 15 cm) away from the magnet on the water surface, at the same time a current of 50 A was applied to the magnet. At this point the magnetic field (H) had a strength of 550 Oersted, while the local horizontal field gradient was 75 oe / cm.

Während des ersten Tests wurde ein 0,025 ml-Tropfen Tetradecan auf die Wasseroberfläche gegeben. Eine Bewegung setzte nicht ein. Dann wurde ein gleich großer Tropfen an Ferrofluid 1102-A dem nichtausbreitungsfähigen Tropfen Tetradecan zugegeben, woraufhin sich dann der große Tropfen der kombinierten Flüssigkeit aoroft insgesamt auf den Magneten zu bewegte.During the first test, a 0.025 ml drop of tetradecane was used given on the surface of the water. There was no movement. Then there was an equal drop of ferrofluid 1102-A added to the non-spreadable drop of tetradecane, whereupon the large drop of the combined liquid aoroft moved towards the magnet.

Anläßlich eines zweiten ähnlichen Tests wurden rund 0,5 ml von Heizöl Nr. 6 - d.h. von mittelerem und/oder schwerem Heizöl sorgfältig auf die Wasseroberfläche gegeben, (die zuvor mit dem Öl in Kontakt war). Die Probe breitete sich nicht aus, statt dessen bildete sich ein nichtausbreitungsfähiger Tropfen mit einem Durchmesser von ungefähr 1,5 cm. Auf diesen Tropfen hatte das Magnetfeld keinen Einfluß, (auch nicht auf das Tetradecan). Nun wurde ein 0,025 ml-Tropfen Ferrofluid 1102 dem Tropfen aus Heizöl Nr. 6 , also dem Tropfen aus mittlerem oder schwerem Heizöl, zugesetzt, woraufhin dieser Kombinationetropfen sofort zweiner Bewegung auf den Magneten hin ansetzte, On the occasion of a second similar test, around 0.5 ml of heating oil no. 6 - that is, of medium and / or heavy heating oil - was carefully placed on the surface of the water (which was previously in contact with the oil). The sample did not spread, instead a non-spreadable drop approximately 1.5 cm in diameter formed. The magnetic field had no influence on this drop (not even on the tetradecane). Now a 0.025 ml drop of Ferrofluid 1102 was added to the drop of heating oil No. 6, i.e. the drop of medium or heavy heating oil, whereupon this combination drop immediately started two movements on the magnet,

und zwar in seiner Qesamthext.
Beispiel· VI namely in his Qesam hex.
Example VI

Dieses Beispiel zeigt die Einwirkung von Ferrofluiden und von Magnetkräften auf simulierte Ölaustritte oder simulierte Ölschlicka kleineren Ausmaße«. Bei den betroffenen ölen handelt es sich um Heizöl Nr. 2 oder leichtes Heizöl, um Schmieröl SAE 30 sowie um Heizöl Nr. 6 (mittleres oder schweres Heizöl). This example shows the effect of ferrofluids and magnetic forces on simulated oil leaks or simulated oil slips of smaller dimensions «. The oils concerned are heating oil No. 2 or light heating oil, lubricating oil SAE 30 and heating oil No. 6 (medium or heavy heating oil).

Auch hier wurde die im Zusammenhang mit Beispiel IV beaohrie- Here, too, was used in connection with Example IV

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ηβ Versucheanordnung verwendet, nämlich die mit Wasser gefüllt· und austarierte 14 c»-Petrischüssel, die auf einer *utgti"zdt einer Empfindlichkeit von 0,1 gr abgestellt war. Nach der Bestimmung des Wassergewichtes, wurde das Öl zunächst einaal Tropfen für Tropfen auf die Oberfläche des sers gegeben, um qualitativ die Ausbreitungseigenschaften des Öles zu beetinnen. Dann aber wurde das Öl inner schneller zugegeben, bis daß schließlich die gesamte Oberfläche des Wassers nit Öl bedeckt war. Nun wurde das Gewicht des zugegebenen Öles bestiant. Das dann den Öl zugegebene Ferrofluid durfte während einer Zeit von rund 10 Minuten in das Öl eindiffundieren, zur Unterstützung dieses Vorganges wurde zwischenzeitlich sanft über das Öl und seine Oberfläche hinweggeblaaen, un eine Ölzirkulation herbeizuführen. Bei den leichteren Heizöl sowie bei den Schnieröl konnte durch in Augenscheinnabne eine konplette Dispersion des Ferrofluid· festgestellt werden« wohingegen das Ausnaß der Vemischung bei den schwarzen und undurchsichtigen Heizöl Mr. 6, also bei den schweren Heizöl, nicht so festgestellt werden konnte.ηβ experimental set-up, namely the 14 c »petri bowl filled with water and tared, which is placed on a * utgti "zdt a sensitivity of 0.1 gr was turned off. After determining the water weight, the oil was first applied drop by drop onto the surface of the oil sers given to qualitatively the propagation properties of the oil. But then the oil was added more quickly inside, until it finally covered the entire surface the water was covered with oil. Now the weight of the added oil was determined. The ferrofluid then added to the oil was allowed to enter the Diffuse in oil, to support this process, meanwhile, gently over the oil and its surface blown away to induce oil circulation. With the lighter heating oil as well as with the Schnieröl could through a complete dispersion of the ferrofluid be ascertained «whereas the extent of the mixture in the case of the black and opaque heating oil Mr. 6, i.e. the heavy heating oil, could not be determined in this way.

Maoh einer Zeitvorgabe für das Mischen wurde der in Zui hang nit Beispiel IV verwendete Hufeisennagnet dicht auf die Oberfläche des Öles gebracht, wobei das Öl geradezu buchstäblich inner dann aus den Wasser heraussprang, wenn der Magnet sich bis auf rund 2 on der Flüssigkeitsoberfläohe genähert hatte. Der Magnet wurde sodann zurückgezogen, das Öl wurde aus den Spalt des Magneten, den es vollständig ausfüllte, und von Matteten abgewischt, woraufhin dann der Vorgang solange wiederholt wurde, bis daß kein zusätzliches Öl nehr entfernt werden konnte. Mach jeden Durchgang des MagnetenMaoh of a timing for mixing became the one in Zui The horseshoe magnet used in Example IV was placed tightly on the surface of the oil, the oil literally jumping out of the water inside when the magnet had approached the liquid surface up to around 2 on. The magnet was then withdrawn, the oil turned from the gap in the magnet, which it completely filled, and wiped it off by Matteten, whereupon the process was repeated until there was no additional oil could be removed. Do each pass of the magnet

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wurde die Petrischüseel schließlieh zur Feststellung des entnononenen Materials gewogen.The Petri dish was finally used to determine the drained Materials weighed.

Beim Heizöl Nr, 2, also beim leichten Heizöl,, (Durchgang 6-1), sowie beim Schmieröl, (Durchgang 6-2), wurde im wesentlichen eine komplette Entfernung des Öles von der Oberfläche des Wassers herbeigeführt, wobei der größte Teil des restlichen Öles an den Seiten oder Seitenwandungen der Petri.schüssel klebte. Auf dem Wasser zurück bliebt nur eine dünne, fest transparente, Schicht des Öles, deren Dicke auf einige Mikron geschätzt wurde. Die Anzahl der Durchgänge des Magneten, die zur Ehtfer» nung des Öles erforderlich war, schien vom Volumen des Mßgnetspaltes abzuhängen« Mit Ausnahme der wenigen letzten Durchgänge, die auf den restlichen Ölfilm gerichtet waren, desgleichen aber auch auf das an den Seitenwandungen der Petrisehüeeel klebende Material, war der Spalt des Magneten immer mit Öl gefüllt.With heating oil No. 2, i.e. with light heating oil, (passage 6-1), as well as the lubricating oil, (pass 6-2), became essentially a complete removal of the oil from the surface of the water is brought about, with most of the remaining oil stuck to the sides or walls of the petri dish. All that remains on the water is a thin, solidly transparent, Layer of oil estimated to be a few microns thick. The number of times the magnet passes through The amount of oil required seemed to depend on the volume of the magnet gap to hang out «With the exception of the last few passes, which were aimed at the rest of the oil film, the same but also on the side walls of the Petrisehüeeel adhesive material, the gap of the magnet was always filled with oil.

Die Testresultete sind mit Tabelle VI wiedergegeben.The test results are shown in Table VI.

Aus diesen Tegtresultaten, die in Tabelle VI wiedergegeben sind, ist zu erkennen, daß das bei den Testdurchgängen 6-1 und 6-2 entfernte Material mehr wog, als der Originalanteil ßn Öl und Ferrofluid, und dies deshalb, weil beim Testdurchgang 6-1 weniger als 1$ Waeser mitgenommen worden war, beim Testdurchi gang 6-2 weniger als 7$ Wasser.From these harvest results, which are shown in Table VI, it can be seen that the material removed in test runs 6-1 and 6-2 weighed more than the original proportion of oil and ferrofluid, and this is because in test run 6-1 Less than $ 1 water had been taken along, and less than $ 7 water in the test run 6-2.

Was das viskose oder schwere Heizöle Nr. 6 betrifft, so führte der gleiche Mischvorgang nicht su einer vollständigen Di*_ pereion des Ferrafluides. Bei mehrfachen Megnetdurchgängen wurde nur ein Teil de· Öles weggenommen - und dies trots Zugabe von soviel Ferrofluid, daß gegenüber den Ölechlicks der Testdurchläufe 6-1 und 6-2 eine höhere durchschnittliche SsLttigiuifsm*gnetiaierung veranlaßt worden war, (40 Gaues). Wäh-As for the viscous or heavy fuel oil No. 6, the same mixing process did not result in a complete di * _ pereion of ferrafluid. With multiple megnet passes only a part of the oil was taken away - and this despite the addition of so much ferrofluid that compared to the oil silt the Test runs 6-1 and 6-2 a higher average SsLttigiuifsm * gnetiaierung had been caused (40 Gaues). Select

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rend des ersten Durchganges wurde mehr Material weggenommen als während der dann folgenden Magnetdurchgänge, dabei-schien das Öl weniger viskos zu sein als bei den dann folgenden Magnetdurchgängen· Nach 7 Megnetdurchgängen wurde zusätaliches Ferrofluid zugegeben, wobei das Material sur Förderung des Miachvorganges einige Minuten mit einem dünnen Stab verrührt wurde. Dann wurde der Test alg Durcnlauf 6-3B fortgesetit, wobei das Öl im wesentlichen vollständig von der Oberfläche des Wassere entfernt wurde.At the end of the first run, more material was removed than it seemed during the subsequent magnetic passages the oil to be less viscous than in the subsequent magnet passes Ferrofluid added, the material sur promoting the Mixing process for a few minutes with a thin stick became. Then the test was continued as run 6-3B, the oil being essentially completely removed from the surface of the water has been removed.

Bei den tuvor geschilderten Tests -(also bei den Durchgängen 6-1, 6-2 und 6-3)- waren die Ölschichten dünn, alle hatten eine Dicke von weniger als 2 mm. Ölschlicki, die so dünn sind, die also eine derart geringe Dicke heben, lassen sich bei Anwendung nichtmagnetischer Verfahren nur »ehr schwer entfernen.In the tests described above - (i.e. in the rounds 6-1, 6-2 and 6-3) - the layers of oil were thin, all had a thickness of less than 2 mm. Oil silts that are so thin those that have such a small thickness can only be removed with great difficulty using non-magnetic methods.

Bei»Diel VIIAt »Diel VII

An simulierten Ölaustritten oder Ölschlicke wurde in einem mit Lowell-Leitungswasser gefüllten Testtank eine Reihe von Test» vorgenommen. Der vorerwähnte Teettank hatte einen Durchmesser von 145 cm.Simulated oil leaks or oil slips were all in one test tank filled with Lowell tap water a number of Test »made. The aforementioned tea tank had a diameter of 145 cm.

Zur Erzeugung des Magnetfeldes diente eine Spule von 48 Windungen, die auf ein Kupferrohr von l/4"' (=6,35 mm) gewickelt waren. Diese Spule hatte einen Außendurchmesser von 6" (=15,24 ent), einen Innendurchmesser von 2" (^a5»O8 ca) und eine Länge von 3" (» 7|62 cm). Bei einer Spannung von 11 Volt Gleichstrom wurde mit eines Strom von 400 Ampere ein Magnetfeld von 1400 Oersted erieugt. Ungefähr in der Mitte der Spule wurde ein l/4" (»6,35 cm) Ansaugrohr montiert, dessen Anaaugöffnung turn Abliehen «lies auf magnetische Weise in die Spule gesogenen Öles sich dicht über der Wasserfläche befindet.A 48-turn coil wound on a 1/4 "'(= 6.35 mm) copper tube was used to generate the magnetic field. This coil had an outside diameter of 6" (= 15.24 ent) and an inside diameter of 2 "( ^a 5» O8 ca) and a length of 3 "(» 7 | 62 cm). At a voltage of 11 volts direct current, a magnetic field of 1400 oersted was generated with a current of 400 amperes. Approximately in the middle of the coil a 1/4 "(" 6.35 cm) suction pipe was mounted, the suction opening turn "read the oil sucked into the coil magnetically is located just above the water surface.

Beim ersten Durchlauf wurden 556 g von Heiiöl Nr. 6 -(von sonne«In the first run, 556 g of Heii Oil No. 6 - (from sun «

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rem Heizöl)- sowie 50 g des Ferrofluid.·; 1111 sorgfältig miteinander vermischt, worauf diese Mischung dann sorgfältig auf die Oberfläche des in dem lk$ cm-Tsnk befindlichen Wassers derart gegossen wurde, daß sich ein Ölschlick τοη 15" (* 38» 1 ^cni) Durchmesser und einer Dicke von ungefähr 0,5 cm bildete. Die nächstgelegene Ecke dieses ülscnlicks befand sich ungefähr V (= 0,30 ra) von der Öffnung der Spule entfernt, (die sich nahe der Kante der Flüssigkeit befand). Nach der Aufschaltung des Stromes auf die Spule schien sich zunächst einmal keine bemerkbare Auswirkung auf den Ölschlick zu ergeben. Nachdem dann aber die Kante bis auf 5" (=12,7 cm) an die Spule herangedriftet oder angezogen worden war, wurdas 01 schnell und kontinuierlich in die Spule hereingezogen. Innerhalb von 20 Sekunden war dann in unmittelbarer Umgebung der Spule der Ölschlick eingesammelt worden.rem heating oil) - as well as 50 g of the ferrofluid. ·; 1111 carefully mixed with one another, whereupon this mixture was then carefully poured onto the surface of the water in the lk $ cm-Tsnk in such a way that an oil slurry τοη 15 "(* 38» 1 ^cni ) diameter and a thickness of about 0.5 The nearest corner of this click was about V (= 0.30 ra) away from the opening of the coil (which was near the edge of the liquid.) After the current was applied to the coil, none appeared at first noticeable effect on the oil sludge. But after the edge had drifted to within 5 "(= 12.7 cm) of the bobbin or was attracted, the oil was drawn into the bobbin quickly and continuously. The oil sludge was then collected in the immediate vicinity of the coil within 20 seconds.

Nun wurde die Vakuumpumpe eingeschaltet, die dann das Öl durch das Ansaugrohr in einen Behälter saugte oder pumpte. Aufgenommen wurden insgesamt 682 Gramm, darin eingeschlossen im wesentlichen das gesamte raagnetisierte 01 und ungefähr 20 ^ Wasser. £in Teil dee Wassere wurde rein zufällig aufgenommen. Vom Teil des Öles, der nicht aufgenommen werden konnte, klebte ein Teil an der Wandung des Testtanke, während ein anderer Teil als ä Now the vacuum pump was switched on, which then sucked or pumped the oil through the suction pipe into a container. A total of 682 grams was absorbed, including essentially all of the magnetized oil and approximately 20% water. £ in part of the water was added purely by chance. Of the part of the oil that could not be absorbed, a part stuck to the wall of the test tank, while another part than the like

transparenter Film mit einer Dicke τοη rund 25 Micron noch auf dem Wasser vorhanden war.transparent film with a thickness τοη around 25 microns still was present on the water.

Bei einem zweiten Test wurde ein 68 om-Ring derart in der Mitte des 1^5 ca-Tanks angeordnet, deß sich ein ringförmiger Darch- In a second test, a 68 om ring was placed in the middle of the 1 ^ 5 ca tank in such a way that a ring-shaped darch-

flnßkanel mit einer Breite von ^5 cw ergsbj während das darin befindliche Wasser mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 5 ce/eec (■ 0,1 Knoten/h) ringsum diesen Kanal gepumpt wurde. In das Zentrum dieses Kanals wurde dann die gleiche elektro-Flnßkanel with a width of ^ 5 cw ergsbj while that in it water at a surface velocity of 5 ce / eec (0.1 knots / h) was pumped around this channel. The same electro-

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magnetische Spule derart eingesetst, deß deren Eintrittsöffnung in Richtung des Durchfluss·* ausgerichtet war. Auch hier war dae Ane&ugrohr in der Mitte der Spule nahe der Wag» seroberfläche angeordnet.magnetic coil inserted in such a way that its inlet opening was aligned in the direction of the flow · *. Here, too, there was an ane & ugrohr in the middle of the coil near the wagon. arranged water surface.

•v.• v.

Dem Wasser wurden 228 Gramm Heizöl Nr. 6, (schweres Heizöl) augegeben, und in dem sieh bewegenden Wasser bildete sieh ein länglieher Ölsohliek dessen Dicke geringer· als 0,5 c^ffi war. Der Elektromagnet, der sofort in Betrieb genommen wurde, hatte keinen Einfluß auf diesen Ölsehlick_e Rand eine Mi-= nute naeh Zugabe τοη 55 Gramm des Ferrofluid® 1111 su diesem Öl wurden drei Minuten für dag Versa sehen Eugelßssent (bei 2,5 Umdrehungen des Ölsehlicks). Nun wurde deF Strom auf die Magnetspule aufgeechaltet, während geehs Minuten später die Absauganlage eingeschaltet wurde und für 11 Minuten eingeschaltet blieb. Während dieser Zeit wurde das Öl in einen austarierten Behälter gepumpt. Insgesamt 336 Grame an ölhaltigem Material wisrden dabei entfernt. Dae Material wurde analysiert. Das Resultat dieser Analyse war eine Wasser-in-Öl-Emulsion - mit 68 Gewichtsprosenten Öl und 32 Gewiehteprosenten Wasser.228 grams of heating oil No. 6 (heavy heating oil) were added to the water, and in the moving water an elongated oil pool was formed, the thickness of which was less than 0.5 ^cm . The electromagnet, which was put into operation immediately, had no influence on this Ölsehlick _s edge a micro nute = Naeh addition τοη 55 grams of Ferrofluid® 1111 su this oil was seen three minutes dag Versa Eugelßssent (at 2.5 revolutions of the Oil seepage). Now the current was switched on to the magnetic coil, while minutes later the suction system was switched on and remained switched on for 11 minutes. During this time the oil was pumped into a tared container. A total of 336 grams of oily material was removed in the process. The material was analyzed. The result of this analysis was a water-in-oil emulsion - with 68 parts by weight of oil and 32 parts by weight of water.

Bs handelte eich BAerbei nicht um eine komplette Rückgewinnung, sie betrug für Öl und Ferrofluid 82 $, für das Öl alleine aber 78 #. Eine sichtmäßige Überprüfung ergab, daß das surückgebliebene Öl magnetisch nicht ansprechbar war, das aber bedeutete, daß die Vermischung von Öl und Ferrofluid unvollständig war. Daraus muß aber gefolgert werden, daß bei Ölaustritten großen Ausmaßes die Verraischungeperiode mehrere Stunden betragen seilte, daß mehr Ferrofluide sugegeben werden «eilten, daß schließlich beides kombiniert werden sollte.It was not a question of a complete recovery, it was $ 82 for oil and ferrofluid, but $ 78 for oil alone. A visual inspection showed that the remaining oil was not magnetically addressable, but that meant that the mixing of oil and ferrofluid was incomplete. But from this it must be concluded that in the case of large-scale oil spills, the period of screeching It took several hours to allow more ferrofluids to be added «to hasten to combine the two should be.

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Bei diesem Test wurde sin »waiter Durchlauf durch das Abiehöpfeyetea Tergenonmien, Dem übriggebliebenen ulsohliek wurden weitere 5 üraam dee Ferrofluid* zugesetzt, das »ich dann 35 Minuten lang reran achen könnt«, JJ&nn wurden der Elektromagnet und das Absaugsyatea für 9 Minuten eingeschaltet. Nun wurde das öl, deesen dünne Schicht jetzt 0,05 cm dick war, zum Magneten angezogen und d>treh Absaugen aufgenommen, wobei jedooh der Wasseranteil fiel höher lag, In den flehälter gelangten 52 g ülphase und }·+5 öraana freies dekantierbare* Wasser,In this test there was a single pass through the Abiepfeyetea Tergenonmien, the remaining ulsohliek were further 5 üraam dee Ferrofluid * added, that "I then 35 minutes long reran achen «, JJ & nn became the electromagnet and the suction system switched on for 9 minutes. Now that became oil, the thin layer of which was now 0.05 cm thick, to the magnet tightened and the suction added, but the Water content fell higher, 52 g got into the container ülphase and} · + 5 öraana free decantable * water,

Wird diese gleiche Wasser~ln"Ol-i'iiulsLori augrunde galegt, dann bedeutet lan, siajj )5 (iraüsa »u JL und Ferrofluid aufge-iimman wonlaii sind, und zwar für eine gesamte Öl-und Ferrufluldaufnahfflö yon 2t-W Grauen der 2uge.ji3titen ?.ti) Grau«, waa iingdTihr )2 jb entspricht, cine Ma 3 hu da α itlaht aufgenoaiaenen ')len klebhe jedoch an fieri Jeiten dot .iandis, einiges 01 *»gar in d«n //Jiüohrlumeii dar Mangstspulo, Auf dem Wasser aber schwant nur ein dünner (und onterbr.joherj^r) FiLm an ölhAlti.^sij Matorial, and »war auf der Ot«rflüi»h*i des im Te st tank enthaltenen Wn*3«rj. Dieser Film wurrle aiiilaiui mit^r Verwandung «in^a Ab» 3ori)tionefiltertuchee durch Filtern entfernt, wobei das filtertuch alle sichtbaren Spuren J⁸Ja Öles durch Ausfilteruug entfernte. Auf diene Welse wurden abar nur 0,85 Gramm Ul λα-riieirgewonnen, J-O dai3 naohgawieeen war, tiaiJ dar Ölfilm einen Wert von rund 7 κ 10 cn hatt-s» Naohf5ewiejen war abs^r auch, daü rmnd 97 & dee »uf der KanHl-fbarfiäehe frei sohwlaetanden van dlejsa Kanal in rwei i*arohgängen entfernt wo 1 den war.If this same water ~ ln "Ol-i'iiulsLori augrunde galegt, then lan means siajj) 5 (iraüsa» u JL and ferrofluid up-iimman are wonlaii, namely for an entire oil and Ferrufluldaufnahfflö yon 2t-W horror of 2uge.ji3titen ? .Ti) gray ", waa iingdTihr ) 2 jb corresponds, cine Ma 3 hu da α itlaht aufgenoaiaenen ') len stick to fieri Jeiten dot .iandis, some 01 *" even in d "n // Jiüohrlumeii Mangstspulo, But on the water there is only a thin (and onterbr.joherj ^ r) film of oil-holding. ^ Sij Matorial, and "was on the other side of the water contained in the test tank. this film wurrle aiiilaiui with ^ r Verwandung "in ^ a from" 3ori) tionefiltertuchee removed by filtering, the filter cloth all visible traces J ⁸ Yes oil serve by Ausfilteruug away. on catfish were abar only 0.85 grams Ul λα- riieirgewonnen, JO dai3 naohgawieeen was, tiaiJ dar oil film a value of around 7 κ 10 cn hatt-s »Naohf5ewiejen was abs ^ r also, daü rmnd 97 & dee» uf der KanHl-fbarfiähe fr ei sohwlaetanden van dlejsa canal in two corridors away where 1 was.

VIIIVIII

Üei Durchführung einer Teitreiha wurdKi 5 (»ran» Wasser und 2 ÜraiBi Ol jeweil» in zwei 15 al-MeOiantrifagenrohren gegeben. Himaeefügt wurden 2 Uraie eine» Ferrofluidi auf Methyl- When performing a Teitreiha, Ki 5 (»ran» water and 2 ÜraiBi Ol each »placed in two 15 al-MeOiantrifagen tubes. 2 ureas a »ferrofluid to methyl-

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- bh 20.5.1971 - bh 5/20/1971

- G 23 -- G 23 -

Zyklohexan basierenden Ferrofluids - (Ferrofluid 1105 mit .einer Dichte von 1,0ό9, mit einer Viskosität von 54 Gentipoisen bei 3O⁰ sowie bei einer Feldstärke von 10.000 0eratad mit ainar Magnetisierung von 173 Gauss) - in das eine Hshr_a während in dam sweita Rohr eine gleiche Menge des Torerärähnten Methyl-Zyklohexan sageaetzt wurde« Die Röhrchen wurden dann für 20 Minuten mechanisch geschüttelt. Schließlich wurde der äaulaionsgrad festgestellt. Rohr 1 wurde 30» dann in einem starken magnetischen Faldgradianten von rund 4· Kilo-Oersted/em -(und dies bei einer Feldstärke iron -ungefähr 12 Kila-Oeratsd) - für I5 Minuten angeordnet. Das dabei magnetisch heraufequetsehte Wasser wurde mit einer Pipette dem Rohr entnommen und göaogen. Das gleiche Rohr uurde dann 15 Minuten lang einer Zentrifugalkraft bis rund L?00 g unteriiorfen, woraufhin dann die zusätzliche Menge an zurückga» wonnanem Wasser geaejsen wurde» Aueh das aweite Rohr wurde einer Zentrifugierung oder einer Zentrifugalwirkung unterworfen und das τ·η ihm zurüokgöwonnane Wasser be*tiasit₅ Cyclohexane-based ferrofluids - (Ferrofluid 1105 with a density of 1.0ό9, with a viscosity of 54 Gentipoisen at 30 ⁰ and a field strength of 10,000 0eratad with ainar magnetization of 173 Gauss) - in the one Hshr _a while in the dam sweita tube An equal amount of the TORERARY-like methylcyclohexane was added. The tubes were then mechanically shaken for 20 minutes. Finally, the degree of aaulaion was determined. Tube 1 was then placed in a strong magnetic field gradient of around 4 · kilo-oersted / em - (and this with an iron field strength - about 12 kilo-oersted) - for 15 minutes. The water that was magnetically equated was removed from the pipe with a pipette and göaogen. The same tube was then subjected to a centrifugal force of up to about 100 g for 15 minutes, after which the additional amount of recovered water was then expelled be * tiasit ₅

Dia au diaaaia Beispiel gehörenden Tabellen VIII, IX and X sallan wiederspiagalns dia Eliganachaften der Öle, die fsat» rasultate und die Kentrollresultate,Dia au diaaaia example belonging to Tables VIII, IX and X sallan wiederspiagalns dia Eliganachaften of the oils, the fsat »rasultate and the Kentroll results,

Taits 1 and k wurden alt dem glaichan Heiaöl Nr, 6,(also alt 3shäfarBm Heizöl) durchgeführt. Inagaaamt aber vei3en die Teats nash, daß bai Erdöl-Raffinatianspradukten, beispialsw-siae bei Sehraieröl und bei Heizöl Nr. 2,(also bei leiehtara Haiaöl), eins TOllkosiaen v/asaarfreis Rückgewinnung nach den M»gnetTerfahren erwartet werden kann. Zentrifugieren mit hoher Geichwindigkeit (l?00 g) könnte etwas mehr Wasser entfernen, und dies entweder bei der Kontrolle ader beim Test, der auf die aegnetieche Bhtfernung folgt. Die Teste im Zuiajeienhang mit sohwerea fleixöl Nr. 6 1eigen, dafl das zurückgewennene 01 Wasser enthalten kann, daß as aber in einem beträchtlichen luwfle eöglich ist, unter Anwendung des MagnetTer- fahren· sogar riskeee Öle su entfernen ader aufiuneheen. Taits 1 and k were carried out using glaichan Heiaöl No. 6, (i.e. old 3shäfarBm heating oil). Inagaaamt, however, the Teats deny that in the case of petroleum raffinate products, for example in the case of Sehraieröl and heating oil No. 2 (i.e. in the case of leichtara shark oil), a TOllkosiaen v / asaarfreis recovery according to the magnetism can be expected. Centrifuge with high Geichwindigkeit (l? 00 g) could be a bit more remove water, and this the test that follows either in the control wheels on the aegnetieche Bhtfernung. The tests in Zuiajeienhang with sohwerea fleixöl No. 6 show that the recovered oil can contain water , but that this is possible in a considerable amount of time , using the magnet method - even removing risky oils or accumulating.

109887/1142109887/1142

Ma«hit«h«nd feigen n«n die Tabellen VIII- X. Ma «hit« and figs n «n Tables VIII-X.

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

CJCJ

O HO H

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- qq (Z - qq (Z

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CO -HCO -H

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CO KCO K

K U K U

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j«:j «:

0)0)

ISSOHO U H 3 Tl M 1ISSOHO U H 3 Tl M 1

1 S S V H 1 S H 3 O H i B W O H O I J b O O Ί 3 S P M C] f (.1 U 3 D H 3 I H 3 W W 3 H " M d 3 J T V M N V i N 3 J V d 1 SSVH 1 SH 3 OH i B WOHOIJ b OO Ί 3 SPMC] f (.1 U 3 DH 3 IH 3 W W 3 H "M d 3 JTVMNV i N 3 JV d

109887/1U2 BAD ORIGINAL^109887 / 1U2 BAD ORIGINAL ^

TABSLLE IXTABSLLE IX

Experjaente zum magnetischen Aufbrechen τοη EhmlaisnenExperjaente for magnetic breaking up τοη Ehmlaisnen

· CNJ· CNJ

Jm · ΟJm · Ο

JD QJD Q

(Λ(Λ O cc οO cc ο

ZUM TEST OLTO TEST OL

O _x O _x
tO ujtO uj 1.1. .Heizöl Nr.Heating oil no.
(schweres(heavy CO jCO j
co Ξco Ξ 2.2. Heizöl Nr.Heating oil no.
(leichtes(easy ***, Q lj
_» ^Ε '■"
-» ο <
BO J cn ***, Q lj
_ » ^Ε '■"
- »ο <
BO J cn 3.3. . 6. 6th
Heizöl)Heating oil) , 2, 2
Heizöl)Heating oil) Schaieröl/MotorenölSchaieröl / engine oil
20-2Q-W20-2Q-W

5 k. Heizöl Nr.5 k. Heating oil no.

(schweres Heizöl)(heavy fuel oil)

Magnetische Wasserw rückgewinnung Wasserzugabe i> Magnetic water recovery Water addition i>

73 9773 97

106106

Wasserruekgewin» nung durch dann folgendes Zentrifugleren 1» Water recovery through the following centrifugal 1 »

Nicht surüekge» wonnenes WasserNot surüekge »reclaimed water

Saulsiens» bildungSaulsiens » education

1212th

2525th

keinesnone

-10-10

MäßigModerate OO N)N) GeringSmall amount 12971297 StarkStrong

StarkStrong

ζ -ζ -

< -¹ <- ¹

·- v. Z · - v. Z

•Η• Η

•Η• Η

C W)C W)

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CCCC

ρ ορ ο

92 O92 O

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Ί CiiVtU!. H lOH-tUnOH Ol J U O U I 1SS Π 0 frΊ CiiVtU !. H lOH-tUnOH Ol JUOUI 1SS Π 0 fr

■JSSOHO'd ■ H I ΓΙΟ« (IH 13 ■ HJIH !WH IH MJ Ή IVMNVlNUVd■ JSSOHO'd ■ H I ΓΙΟ «(IH 13 ■ HJIH! WH IH MJ Ή IVMNVlNUVd

109887/11A2 BAD ORIGINAL 109887 / 11A2 BAD ORIGINAL

Claims (1)

ein nachstehend nach zn definierendes Ferrofluid in derartigen Mengen zugesetzt wird, daß schließlich in den Gead sch aus Öl und Ferrofluid ein Volumenanteil von 0,01 bis ^,0 # magnetisierbarer Partikel enthalten ist, worauf. hin dann sur Kontrolle und zum Aufnehmen des Ölaustrittes oder des Ölschlicke Magnetkräfte Anwendung finden; zu dem Torerwähnten Ferrofluid eine stabile Kolloid-Diispersion Ton Magnetpartikel in einem auf Kohlenwasserstoffbasis eingestellten oder aufgebauten Träger gehört, wobei die Torerwähnte Trägerfliissigkeit aus der Gruppe der Cq -C₂₁-Aliphatenkohlenwaeserstoffe sowie aus der Gruppe dera ferrofluid, which is defined below according to zn, is added in such amounts that finally a volume fraction of 0.01 to ^, 0 # magnetizable particles is contained in the Gead sch of oil and ferrofluid, whereupon. magnetic forces are then used to control and absorb the oil leak or the oil slurry; to the ferrofluid mentioned a stable colloid dispersion clay magnetic particles in a hydrocarbon-based adjusted or built-up carrier belongs, the carrier liquid mentioned from the group of the Cq -C ₂₁ -aliphatic carbons as well as from the group of ^C7 * ^18 ~ ^NaP^{hthenkehlenwa8ser8t#ife und} deren Gemieehe ausgewählt worden ist; schlieBlich die Magnetpartikel-Dispersion stabilisiert wird durch einen im Wasser unlöslichen, in Kohlenwasserstoffen aber löslichen, oberflächenaktiven Wirkstoff, wobei dieser oberflächenaktive Wirkstoff in einer solchen Konzentration im Ferrofluid enthalten ist, daß dieses Ferrofluid bei Raumtemperatur auf destilliertem Wasser insgesamt einen Ausbreitungskoeffizienten γόη weniger als 20 Dynes/cm aufweist. ^C 7 * ^ 18 ~ ^Na P ^{hthenkehlenwa8ser8t # ife and} whose community has been selected; Finally, the magnetic particle dispersion is stabilized by a surface-active agent which is insoluble in water but soluble in hydrocarbons, this surface-active agent being contained in the ferrofluid in such a concentration that this ferrofluid at room temperature in distilled water has a total coefficient of dispersion γόη less than 20 dynes / cm. 109887/1 U2 BAD ORIGINAL109887/1 U2 BAD ORIGINAL - bh -20.5.1971 Cl - A 2 -- bh -20.5.1971 Cl - A 2 - 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß2. The method according to claim 1, characterized in that τ«! oberflächenaktiven Wirkstoff der Ausbreitungekoeffizient des auf Kohlenwasserstoffbasis eingestellten oder aufgebauten Trägeröles um nicht mehr als 10 Djmes/em je Mol/Liter-Lösung des oberflächenaktiven Wirkstoffes erhöht wird.τ «! Surfactant the spread coefficient of the adjusted hydrocarbon or built-up carrier oil by no more than 10 Djmes / em per mole / liter solution of the surface-active agent is increased. 3. Verfahren nach Anspruch 1,3. The method according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß "characterized in that " das Ferrofluid dem Öl in solchen Mengen zugegeben wird, daß schließlich im Gemisch aus dem Ferrofluid und den 01 magnetisierbare Partikel in einem Volumenenteil von 0,5 bis 3,0 1» enthalten sind.the ferrofluid is added to the oil in such amounts that finally the mixture of the ferrofluid and the oil contains magnetizable particles in a volume part of 0.5 to 3.0 1 » . k_m Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß k _m Method according to Claim 1, characterized in that das Ferrofluid über den Olsustritt, die auf dem Wasser schwimmende Öllache oder dem Ölschlick gestreut wird.the ferrofluid over the oil outlet that is on the water floating oil pool or the oil silt is sprinkled. 5. Verfahren nach Anspruch 1,5. The method according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß A characterized in that A das Ferrofluid eine Dichte aufweist, die gerade unter der Dichte liegt, auf der der Ölaustritt, die Öllache •der der Ölschlick schwiert.the ferrofluid has a density that is just below the density at which the oil leak, the oil puddle • that the oil silt swells. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß6. The method according to claim 1, characterized in that es sich bei dem oberflächenaktiven Wirkstoff um eine öllösliche, nicht aber wasserlösliche, Karbonsäure ■it mindestens 12 Kohlenstoffatomen handelt.the surfactant is a Oil-soluble, but not water-soluble, carboxylic acid ■ with at least 12 carbon atoms. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß7. The method according to claim 6, characterized in that als oberflächenaktiver Wirkstoff Oleinsäure verwendetoleic acid is used as a surfactant wird.will. 109887/11 kl 109887/11 kl BAD ORIGINAL,BATH ORIGINAL, - bh -- bra - 20.5.1971May 20, 1971 -A₃--A ₃ - 8. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß8. The method according to claim 6,
characterized in that das oberflächenaktive Mittel als eine Polyisobutylen-Karbonsäure mit einem hohen Molekulargewicht ausgeführt ist.the surfactant as a polyisobutylene carboxylic acid is designed with a high molecular weight. 9. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß9. The method according to claim 1,
characterized in that das im Olaustritt oder im 01schlick befindliche 01 vermittels Magnetkräfte aus dem Olschlick herausgehoben und dann entfernt wird.the 01 located in the ole outlet or in the 01 silt lifted out of the oil silt by means of magnetic forces and then removed. 10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß10. The method according to claim 9,
characterized in that die Magnetkräfte im Zusammenhang mit einer Ehtfernung von unmagnetischem Öl Verwendung finden.the magnetic forces associated with a distance find use of non-magnetic oil. 11. Bin Ferrofluid,11. Am ferrofluid, dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that zu ihm gehören: eine stabile Magnetpartikel-Dispersion -M&gnetpartikelabmessung rund 300 ^-Einheiten - in einem auf Kohlenwasseretoffbasis eingestellten oder aufgebauten Trägeröl aus der Gruppe der aliphatischen Kohlenwasserstoffe Cq _?1 sowie aus der Gruppe der gesättigten Naphthenkohlenwasserstoffe C_{7 1R} und deren Gemische; desgleichen aber auch ein öllöslicher, jedoch wasserunlöslicher,oberflächenaktiver Wirkstoff, dessen Konzentration - dieser Wirkstoff soll die MagnetDartikeldispersion stabilisieren - so eingestellt ist, daß das Ferrofluid bei Raumtemperatur und auf destilliertem Wasser einen Ausbreitungskoeffizienten von weniger als ungefähr 20 Dynes/cm aufweist.it includes: a stable magnetic particle dispersion -M & gnetpartikelabverbindungen around 300 ^ units - in a hydrocarbon-based carrier oil from the group of aliphatic hydrocarbons Cq _{? 1} as well as from the group of saturated naphthenic _{hydrocarbons C 7 1R} and mixtures thereof; but also an oil-soluble, but water-insoluble, surface-active ingredient, the concentration of which - this active ingredient is intended to stabilize the magnetic article dispersion - is set so that the ferrofluid at room temperature and on distilled water has a coefficient of dispersion of less than approximately 20 dynes / cm. 109887/1142 BAD ORIGINAL109887/1142 ORIGINAL BATHROOM - bh 20.5.1971 - bh 5/20/1971 12. Sin Ferrofluid nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daQ der oberflächenaktive Wirkstoff selber gegen Wasser eine Zwischenschichtspannung oder eine Grenzschichtspannung von nicht weniger als rund 25 Dynes/era hat.12. Sin ferrofluid according to claim 11, characterized in that daQ the surface-active agent itself has an interlayer tension or an interlayer tension against water of no less than around 25 Dynes / era. 13. £in Ferrodluid oder eine Zusaraaensetzung nach Anspruch \\% dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem oberflächenaktiven Wirkstoff um eine öllösliche, nicht aber wasserlösliche, Karbonsäure mit mindestens 12 Kohlenstoffatomen handelt,13. £ in ferrodluid or a composition according to claim \\% characterized in that the surface-active agent is an oil-soluble, but not water-soluble, carboxylic acid with at least 12 carbon atoms, 14. Sin Ferrofluid oder eine Zusammensetzung nach Anspruch 11,14. Sin ferrofluid or a composition according to claim 11 dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem oberflächenaktiven Wirkstoff um Oleinsäure handelt.characterized in that the surfactant is oleic acid acts. 15. Kin Ferrofluid oder eine Zusammensetzung nach AnepruchCL,15. Kin Ferrofluid or a composition according to AnepruchCL, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem oberflächenaktiven Wirkstoff um eine Polyieobutylen-Karbonsäure ndt hohem Molekulargewicht handelt.characterized in that the surfactant is a High molecular weight polyobutylene carboxylic acid acts. Ib. Kin Ferrofluid oder eine Zusammensetzung nach Anspruch 11,Ib. Kin ferrofluid or a composition according to Claim 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Magnetpartikel Magnetit verwendet worden ist; schließ-Lich die Magnetitkonzentration mehr i»ls 0,01 ^ Volumenanteile beträgt.characterized in that magnetite has been used as the magnetic particle; in the end the magnetite concentration is more than 0.01% by volume amounts to. 109887/ 1109887/1 21969 ^Z 1*3/1421969 ^Z 1 * 3/14 - bh 20.5.1971 - bh 5/20/1971 - A 5 -- A 5 - 17. Ein Ferrofluid oder eine Zusammensetzung nach Anspruch 11,17. A ferrofluid or a composition according to Claim 11, dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that als Magnetpartikel Gamma-Eisenoxyd verwendet wird; schließlich die Konzentration dieses Oxydes größer ist als 0,01 $> Volumenanteile.gamma iron oxide is used as the magnetic particle; finally the concentration of this oxide is greater than $ 0.01> parts by volume. 18. Ein Verfahren zum Kontrollieren und Entfernen ron Olaustritten oder Olschlicks von Gewässern. Das Verfahren18. A method of controlling and removing oil leaks or silts from bodies of water. That procedure - dadurch gekennzeichnet, daß- characterized in that dem ÖlBttitritt oder dem 01schlick ein mit einem wasserunlö «liehen und öllö suchen/kohl enwas se rstefflöslichen eberflächenaktiven Wirkstoff stabilisiertes Ferrofluid derart zugegeben wird, daß es sich mit dem Öl vermischen kann; dann schließlich unter Anwendung von Magnetkräften das Gemisch Öl-Ferr·- fluid angezogen wird.the oil infiltration or the oil silt with one Lent water-insoluble and look for oil-oil / cabbage that is self-soluble Surface-active agent stabilized ferrofluid is added in such a way that it is can mix with the oil; then finally, using magnetic forces, the mixture of oil and ferr - fluid is attracted. - Ende -- End - 109887/1 U2109887/1 U2