EP0999998A1 - Method for colouring building materials and asphalt - Google Patents

Method for colouring building materials and asphalt

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Publication number
EP0999998A1
EP0999998A1 EP98936429A EP98936429A EP0999998A1 EP 0999998 A1 EP0999998 A1 EP 0999998A1 EP 98936429 A EP98936429 A EP 98936429A EP 98936429 A EP98936429 A EP 98936429A EP 0999998 A1 EP0999998 A1 EP 0999998A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
building materials
mixed
pigment
granules
asphalt
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP98936429A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Adolf M. Veit
Heinz F. Zoch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chemische Werke Brockhues AG
Original Assignee
Chemische Werke Brockhues AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chemische Werke Brockhues AG filed Critical Chemische Werke Brockhues AG
Publication of EP0999998A1 publication Critical patent/EP0999998A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/04—Physical treatment, e.g. grinding, treatment with ultrasonic vibrations
    • C09C3/045—Agglomeration, granulation, pelleting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch

Definitions

  • the invention relates to processes for coloring building materials and asphalt using pigment granules. More particularly, the invention relates to such processes for coloring concrete using pigment granules which contain inorganic pigments such as iron oxide pigments.
  • DE-Al 36 19 363 describes pigment granules which are useful for the coloring of building materials for the first time which may include pigments other than carbon.
  • microgranules are produced from such pigments by mixing with binders and subsequent spray drying.
  • the binding agent is essentially an organic binding agent, such as lignin sulfonate.
  • Binder inorganic compounds in particular oxides and / or hydroxides and corresponding hydrates used. Such products are often not without problems in practice and lead to incomplete dispersion when incorporated into concrete and the like.
  • EP-AI 0 567 882 describes build-up, compacting and spray granules with binders such as, in particular, machine oil, wax, paraffin and the like, which are intended for coloring asphalt.
  • binders such as, in particular, machine oil, wax, paraffin and the like, which are intended for coloring asphalt.
  • Binders should be able to use substances such as lignin sulfonate, molasses, starch and the like. According to this disclosure, substances such as lignin sulfonate cannot be used alone as binders.
  • Granules with very good color strengths and easy to disperse are often too soft and disintegrate even before incorporation into the building material or asphalt, which leads to increased dust formation and residues in the Packaging, can lead to reduced fluidity and correspondingly frequent incorrect dosing.
  • Spray granulation has established itself in practice among the many possibilities of structure granulation, whereas, for example, fluid bed granulation, which is theoretically completely comparable, has so far not produced any usable granules.
  • a first essential aspect of the invention is concerned with the production of pressed granules which are suitable for the processes according to the invention.
  • a pigment granulate is used for coloring building materials and asphalt, which is actually a press granulate.
  • These granules comprise at least one powdery pigment, in particular an iron oxide pigment, and at least one wetting agent, binder and / or disintegrant with which the pigment powder is mixed.
  • the mixture is then subjected to a compacting step at line forces (as defined and described in EP 0 650 939) of more than 15 kN / cm, preferably by using a conventional press granulation method.
  • line forces as defined and described in EP 0 650 939
  • the compacting step or pressing step can also be carried out with the device mentioned in EP 0 650 939, provided that the pressing pressure is set accordingly high.
  • the resulting flakes are crushed, preferably by grinding on a sieve granulator. Similar to the prior art mentioned, this grinding is carried out so thoroughly that the flakes are broken down into small granule nuclei or powder.
  • the comminution product can then be granulated, in particular by re-rolling on a turntable, otherwise also in a rotating drum, as is known in the prior art. This creates a build-up granulate, which is then mixed with the building material or asphalt to color it.
  • the wetting agent or binder or disintegrant for this granulate is selected so that the build-up granulate disintegrates with the desired dispersing action.
  • Water-soluble wetting agents and binders such as, in particular, lignin sulfonate and the like, are particularly suitable; binders with an explosive effect or real explosives are also suitable.
  • These are mostly highly hydrophilic polymers with a correspondingly high absorption capacity for water, for example certain cellulose derivatives, dextrans, crosslinked polyvinylpyrrolidone and the like.
  • hydrophilizing agents such as PEG fatty acid esters and the like can be used.
  • Certain inorganic constituents such as gas-reactive systems under the influence of water, can also be used.
  • dry binders such as lactose, sugar and the like will be used less preferably.
  • wetting agent binder and / or disintegrant
  • binder / or disintegrant
  • disintegrant is such that the pressed granulate is dissolved sufficiently quickly and completely.
  • the type of pigment powder, the pressure and the aftertreatment also play a role here, so that each one suitable mixture is determined by appropriate simple experiments.
  • pigment granules are used for the coloring of building materials and asphalt, which in addition to at least one powdery pigment in turn contains at least one wetting agent, binder and / or disintegrant, these also being selected as already defined above.
  • Pigment powder and wetting, binding or disintegrating agents are mixed thoroughly, and the mixture is then subjected to a compacting or pressing step.
  • this method step can be carried out from a slight compacting, with minimal line forces, to a real compression at line forces well above 15 kN / cm.
  • the flakes obtained in this way are granulated with partial comminution, in particular by grinding on a sieve granulator to build up a granulate. The remaining fines are separated; the granules thus obtained can be mixed directly with the building materials.
  • a pigment granulate is used for coloring building materials and asphalt, which is obtained from a pigment powder and at least one wetting agent, binder and / or disintegrant by pelletizing the corresponding powder mixture by extrusion and subsequent cutting. The pellets are then mixed as finished pigment granules with the building materials.
  • a multi-component extruder is preferably used for the extrusion, and in order to avoid abrasion during filling, transport and the like, the pellets obtained in this way are preferably produced using a rounding unit rounded.
  • Processing in a ring die press which has variable slip between the ring die and the corrugated disc is particularly suitable for the production of such strand granules.
  • cylindrical strands can be pressed, which can then be crushed in the usual manner and then rounded to spherical granules in the rounding unit.
  • a perforated roller device can also be used in extrusion, the press pellets being produced by stripping on the inside of the roller. Even in the case of such initially elongated pellets, spherical granules can be produced by post-processing in the rounding unit and can be further processed practically without abrasion.
  • building materials and asphalt are colored with pigment granules which are obtained from suitable powdery pigments, again in particular iron oxide pigments, and at least one release agent.
  • the release agent can be inorganic or organic; it can be, for example, very finely divided silicon dioxide (“Aerosil”), or else an organic release agent such as talc. It is preferred not to use hydrophobic release agents.
  • Pigment powder and release agent are mixed and briquetted according to this aspect of the invention. The pigment briquettes thus obtained can be mixed directly with the building materials.
  • the size of the briquettes is dimensioned such that disintegration times and dispersion are set appropriately for the application.
  • small and not too compact briquettes will be used, i.e. keep the pressure as low as possible during the briquetting step.
  • suitable pressed products can be produced by tableting, using appropriate release agents, wetting agents, binders and / or disintegrants.
  • building materials and asphalt are colored with pigment granules, which in turn are obtained from a pigment powder, in particular an inorganic pigment such as an iron oxide pigment, and a wetting agent, binder, disintegrant and / or release agent.
  • a pigment powder in particular an inorganic pigment such as an iron oxide pigment
  • a wetting agent, binder, disintegrant and / or release agent According to this aspect of the invention, however, these are processed with a liquid to form a flowable intermediate product.
  • the liquid can be water or an organic solvent.
  • the consistency of the flowable intermediate product is preferably set pasty.
  • the intermediate product is then reduced in size and dried in the form of fine droplets, for example by contact heating.
  • the particles obtained in this way can be used directly for mixing with the building materials.
  • handling and incorporation can be carried out according to the invention in the building material or asphalt, the dispersing properties, the color density and the like are advantageously further influenced in that the granules are treated on the surface before being mixed with the building materials.
  • the granulate can be coated with a release agent and / or a wetting agent. These agents will be chosen so that they do not lead to clumping and caking of the granules in the packaging, so that they are not too hygroscopic. On the other hand, a wetting-promoting effect is desired.
  • the granules according to the invention can correspond to the known products with regard to the granule size.
  • the water content of the granules will preferably be below 5% by weight, in particular below 3% by weight. Such water contents can easily be adjusted on the production side.

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Abstract

The invention relates to a method for colouring building materials and asphalt by means of pigment granules, whereby different compressed and built-up granules are used.

Description

Verfahren zur Einfärbung von Baustoffen und Asphalt Process for coloring building materials and asphalt
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Einfärbung von Baustoffen und Asphalt durch Pigmentgranulate. Spezieller betrifft die Erfindung solche Verfahren zur Einfärbung von Beton durch Pigmentgranulate, die anorganische Pigmente wie Eisenoxidpigmente enthalten.The invention relates to processes for coloring building materials and asphalt using pigment granules. More particularly, the invention relates to such processes for coloring concrete using pigment granules which contain inorganic pigments such as iron oxide pigments.
Zur Einfärbung von Baustoffen wie zum Beispiel Beton werden gegenwärtig überwiegend anorganische Pigmente, insbesondere auf der Basis verschiedener Eisenoxide eingesetzt. Granulate haben gegenüber Pulvern und Pasten sehr erhebliche Vorteile, insbesondere bei der Handhabung, aber auch bei der Vermeidung von Staub und dergleichen.For the coloring of building materials such as concrete, predominantly inorganic pigments are currently used, especially those based on various iron oxides. Granules have very considerable advantages over powders and pastes, particularly when it comes to handling, but also in avoiding dust and the like.
Aus der DE-Al 29 08 202 ist es bekannt, wasserhaltige Kohlenstoffpräparate (mit 30 % bis 80 % Wasser) als Perlgranulate zum Färben in der Zementindustrie einzusetzen. Diese Technik ist für andere Pigmente nicht verwendbar, und Grnaulate mit solchen Wassergehalten sind grundsätzlich nachteilig.From DE-Al 29 08 202 it is known to use water-containing carbon preparations (with 30% to 80% water) as pearl granules for coloring in the cement industry. This technique cannot be used for other pigments, and granules with such water contents are fundamentally disadvantageous.
Aus der DE-Al 29 40 156 ist es bekannt, Pigmente zusammen mit Bindemitteln durch Sprühgranulation zu granulieren. Die so erzeugten Pigmentgranulate finden Einsatz für die Herstellung von Farbtinten, die Färbung von Kunststoffen, Lacken und dergleichen. Ein Bezug zur Einfärbung von Baustoffen, Asphalt und dergleichen besteht nicht.From DE-Al 29 40 156 it is known to granulate pigments together with binders by spray granulation. The pigment granules produced in this way are used for the production of color inks, the coloring of plastics, paints and the like. There is no relation to the coloring of building materials, asphalt and the like.
Aus der EP-A2 0 191 278 sind Farbgranulate mit über 5 Gew.- % bis zu 50 Gew.-% Wasser bekannt. Gemäß dieser technischen Lehre sind Granulate mit geringeren Wassergehalten für Baustoffe nicht brauchbar.Color granules with over 5% by weight up to 50% by weight water are known from EP-A2 0 191 278. According to this technical teaching, granules with a low water content cannot be used for building materials.
In der DE-Al 36 19 363 sind zum erstenmal für die Färbung von Baustoffen brauchbare Pigmentgranulate beschrieben worden, die andere Pigmente als Kohlenstoff umfassen können. Nach diesem Stand der Technik werden Mikrogranulate aus solchen Pigmenten durch Vermischung mit Bindemitteln und nachfolgende Sprühtrockung erzeugt. Bei den Binde- mittein handelt es sich im wesentlichen um organische Bindemittel, wie zum Beispiel Ligninsulfonat . Diese Granulate haben kommerziellen Erfolg.DE-Al 36 19 363 describes pigment granules which are useful for the coloring of building materials for the first time which may include pigments other than carbon. According to this prior art, microgranules are produced from such pigments by mixing with binders and subsequent spray drying. The binding agent is essentially an organic binding agent, such as lignin sulfonate. These granules have commercial success.
In der DE-Al 39 18 694 sind Mikrogranulate ohne organische Bindemittel vorgeschlagen worden. Hier werden alsDE-Al 39 18 694 has proposed microgranules without organic binders. Here are considered
Bindemittel anorganische Verbindungen, insbesondere Oxide und/oder Hydroxide und entsprechende Hydrate verwendet. Solche Produkte sind in der Praxis oft nicht unproblematisch und führen zu unvollständiger Dispergierung beim Einarbeiten in Beton und dergleichen.Binder inorganic compounds, in particular oxides and / or hydroxides and corresponding hydrates used. Such products are often not without problems in practice and lead to incomplete dispersion when incorporated into concrete and the like.
Die EP-AI 0 567 882 beschreibt Aufbau-, Kompaktierungs- und Sprühgranulate mit Bindemitteln wie insbesondere Maschinenöl, Wachs, Paraffin und dergleichen, die zum Färben von Asphalt dienen sollen. Zusätzlich zu denEP-AI 0 567 882 describes build-up, compacting and spray granules with binders such as, in particular, machine oil, wax, paraffin and the like, which are intended for coloring asphalt. In addition to the
Bindemitteln sollen Stoffe wie Ligninsulfonat, Melasse, Stärke und dergleichen eingesetzt werden können. Stoffe wie Ligninsulfonat lassen sich alleine, gemäß dieser Offenbarung, als Bindemittel nicht verwenden.Binders should be able to use substances such as lignin sulfonate, molasses, starch and the like. According to this disclosure, substances such as lignin sulfonate cannot be used alone as binders.
Aus der EP-Al 0 650 939 ist es bekannt, Eisenoxidpigmente mit Bindemitteln unter Vermeidung von wesentlichen Preßdrucken zu kompaktieren, wobei Linienkräfte von 15 kN/cm nicht überschritten und Dichten zwischen 0,5 g/cm3 und 3 g/cm3 eingestellt werden sollen. Diese leicht kompaktierten Pulverprodukte werden dann zu Keimen und Pulver geschrotet, und es schließt sich eine Aufbau- granulierung herkömmlicher Art an. Der Kompaktierungs- schritt scheint nach den experimentellen Angaben in dieser Veröffentlichung keinen wesentlichen Einfluß zu haben; es handelt sich grundsätzlich um eine herkömmliche Aufbau- granulierung. Als Bindemittel werden anorganische oder organische Stoffe, hauptsächlich Öle und dergleichen eingesetzt.From EP-Al 0 650 939 it is known to compact iron oxide pigments with binders while avoiding substantial pressing pressures, line forces not exceeding 15 kN / cm and densities between 0.5 g / cm 3 and 3 g / cm 3 being set should. These slightly compacted powder products are then crushed into germs and powders, followed by conventional granulation. According to the experimental data in this publication, the compaction step does not appear to have any significant influence; it is basically a conventional build-up granulation. Inorganic or organic substances, mainly oils and the like, are used as binders.
Aus der EP-Al 0 657 511 ist es bekannt, Pigmentgranulate mit Laktose als Bindemittel durch Sprühtrocknung bei Restfeuchten unterhalb von 2,5 Gew. -% herzustellen.From EP-Al 0 657 511 it is known to produce pigment granules with lactose as a binder by spray drying at residual moisture levels below 2.5% by weight.
Wegen der erheblichen Vorteile, im Vergleich mit Pulvern, Pasten und dergleichen, werden Granulate seit Jahrzehnten industriell in größtem Umfang verwendet. Auch für die Verarbeitung von Pigmenten ist die Granulierung seit langem durchgesetzt .Because of the considerable advantages compared to powders, pastes and the like, granules have been used industrially on a large scale for decades. Granulation has also been used for processing pigments for a long time.
Jedoch lassen sich Erfahrungen, die mit Pigmentgranulaten in anderen Gebieten gemacht werden, auf das Färben von Baustoffen, Asphalt und dergleichen nicht einfach übertragen. In der Praxis erweisen sich Granulate, die theoretisch fast perfekt geeignet sein sollten, oft als unzureichend, weil sie nicht alle erforderlichen Eigenschaften miteinander kombinieren.However, experiences made with pigment granules in other areas cannot simply be transferred to the coloring of building materials, asphalt and the like. In practice, granules, which theoretically should be almost perfectly suitable, often prove to be insufficient because they do not combine all the required properties.
So wird zwar oft eine gute Festigkeit des Granulates erreicht, was dessen Zerstörung bei Verpackung undSo often a good strength of the granulate is achieved, which means its destruction in packaging and
Transport entgegenwirkt und die Staubbildung zurückhält; dadurch kann aber auf der anderen Seite die Dispergierbar- keit beeinträchtigt werden, und es kommt nicht zu der gewünschten homogenen Färbung und der benötigten Farbstärkeentwicklung.Counteracts transport and retains the formation of dust; on the other hand, this can impair the dispersibility and does not result in the desired homogeneous coloring and the required color strength development.
Granulate mit sehr guten Farbstärken und leichter Disper- gierbarkeit sind andererseits oft zu weich und zerfallen bereits vor der Einarbeitung in den Baustoff bzw. Asphalt, was zu vermehrter Staubbildung, zu Rückständen in den Verpackungen, zu verringerter Fließfähigkeit und entsprechend häufigen Fehldosierungen führen kann.Granules with very good color strengths and easy to disperse, on the other hand, are often too soft and disintegrate even before incorporation into the building material or asphalt, which leads to increased dust formation and residues in the Packaging, can lead to reduced fluidity and correspondingly frequent incorrect dosing.
Von den grundsätzlich bekannten Verfahren, Preßgranulation einerseits und Aufbaugranulation andererseits, haben sich daher bisher nur Aufbaugranulate praktisch durchsetzen können. Es sind bisher keine praktisch verwendbaren Preßgranulate bekannt geworden.Of the basically known methods, press granulation on the one hand and build-up granulation on the other hand, only build-up granules have so far been able to gain acceptance in practice. So far, no practical granules have become known.
Von den vielfältigen Möglichkeiten der Aufbaugranulation hat sich in der Praxis die Sprühgranulation durchgesetzt, während zum Beispiel die theoretisch völlig vergleichbare Wirbelbettgranulation bislang keine brauchbaren Granulate hergegeben hat.Spray granulation has established itself in practice among the many possibilities of structure granulation, whereas, for example, fluid bed granulation, which is theoretically completely comparable, has so far not produced any usable granules.
In jüngster Zeit sind Vorschläge bekannt geworden, auf Granulate ganz zu verzichten und statt dessen beschichtete Pulver zu verwenden. Als Beispiel sei die WO 97/20892 genannt. Es bleibt abzuwarten, ob sich auf diese Weise breite Teilchengrößenverteilungen durch Verklumpungen usw. vermeiden lassen und ob sich solche beschichteten Pulver verwenden lassen, ohne die Staubprobleme zu erzeugen, wie sie für den Stand der Technik vor Einführung der Pigmentgranulate typisch waren.In recent times, proposals have become known for completely dispensing with granules and instead using coated powders. WO 97/20892 may be mentioned as an example. It remains to be seen whether broad particle size distributions by clumping, etc. can be avoided in this way and whether such coated powders can be used without generating the dust problems that were typical of the prior art prior to the introduction of pigment granules.
Es ist eine wesentliche Aufgabe der Erfindung, vor diesem Hintergrund alternative Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die die genannten Nachteile wenigstens teilweise überwinden.Against this background, it is an essential object of the invention to propose alternative methods of the type mentioned at the outset which at least partially overcome the disadvantages mentioned.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die in den unabhängigen Ansprüchen definierten Merkmale.The features defined in the independent claims serve to solve this problem.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in Unteransprüσhen beschrieben. Ein erster wesentlicher Aspekt der Erfindung beschäftigt sich mit der Herstellung von Preßgranulaten, die sich für die erfindungsgemäßen Verfahren eignen.Advantageous configurations are described in subclaims. A first essential aspect of the invention is concerned with the production of pressed granules which are suitable for the processes according to the invention.
Gemäß der schon genannten EP 0 650 939 wird das Gemisch aus Pigment und Bindemittel leicht kompaktiert, dann aber sofort wieder pulverisiert, worauf sich eine bekannte Aufbaugranulierung mit einem herkömmlichen Tellergranulator anschließt. In dieser Vorveröffentlichung wird hervorge- hoben, daß es entscheidend ist, die Kompaktierung bei geringstmöglichen Drucken durchzuführen, weil sonst zu sehr verfestigte, nicht mehr ausreichend auflösbare Granulate entstehen. Dies ist auch tatsächlich der Fall, wenn man gemäß der Lehre der EP 0 650 939 Öle, Wachse und derglei- chen als Bindemittel verwendet. Dies führt tatsächlich schon bei geringen Kompaktionsdrucken zu sehr harten Granulaten mit unzureichender Dispergierung im Baustoff.According to EP 0 650 939 already mentioned, the mixture of pigment and binder is lightly compacted, but then immediately pulverized again, which is followed by a known build-up granulation with a conventional plate granulator. In this prior publication it is emphasized that it is crucial to carry out the compaction with the lowest possible pressures, since otherwise granules which are too solid and cannot be dissolved sufficiently are formed. This is actually the case if, according to the teaching of EP 0 650 939, oils, waxes and the like are used as binders. In fact, even at low compaction pressures, this leads to very hard granules with insufficient dispersion in the building material.
Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird zur Einfärbung von Baustoffen und Asphalt ein Pigmentgranulat verwendet, das tatsächlich ein Preßgranulat ist. Dieses Granulat umfaßt wenigstens ein pulvriges Pigment, insbesondere ein Eisenoxidpigment, sowie wenigstens ein Netzmittel, Bindemittel und/oder Sprengmittel, mit dem das Pigmentpulver vermischt wird. Die Mischung wird dann einem Ko paktierschritt bei Linienkräften (wie in EP 0 650 939 definiert und beschrieben) von mehr als 15 kN/cm unterworfen, vorzugsweise durch die Anwendung eines konventionellen Preßgranulierverfahrens. Entsprechende Verfahren sind im Stand der Technik beschrieben, und geeigneteAccording to an essential aspect of the invention, a pigment granulate is used for coloring building materials and asphalt, which is actually a press granulate. These granules comprise at least one powdery pigment, in particular an iron oxide pigment, and at least one wetting agent, binder and / or disintegrant with which the pigment powder is mixed. The mixture is then subjected to a compacting step at line forces (as defined and described in EP 0 650 939) of more than 15 kN / cm, preferably by using a conventional press granulation method. Corresponding methods are described in the prior art and suitable ones
Einrichtungen sind im Handel erhältlich. Der Kompaktierschritt bzw. Preßschritt läßt sich auch mit dem in der EP 0 650 939 genannten Gerät durchführen, sofern der Preßdruck entsprechend hoch eingestellt wird. Die entstehenden Schülpen werden zerkleinert, vorzugsweise durch Schroten auf einem Siebgranulator . Ähnlich wie im genannten Stand der Technik wird diese Schrotung so durchgreifend durchgeführt, daß die Schülpen in kleine Granulat- keime bzw. Pulver zerlegt werden. Das Zerkleinerungsprodukt kann dann aufgranuliert werden, insbesondere durch Nachrollen auf einem Drehteller, anderenfalls auch in einer Drehtrommel, wie im Stand der Technik bekannt. So entsteht ein Aufbaugranulat, das dann zum Einfärben des Baustoffes bzw. Asphalts mit diesem vermischt wird.Facilities are commercially available. The compacting step or pressing step can also be carried out with the device mentioned in EP 0 650 939, provided that the pressing pressure is set accordingly high. The resulting flakes are crushed, preferably by grinding on a sieve granulator. Similar to the prior art mentioned, this grinding is carried out so thoroughly that the flakes are broken down into small granule nuclei or powder. The comminution product can then be granulated, in particular by re-rolling on a turntable, otherwise also in a rotating drum, as is known in the prior art. This creates a build-up granulate, which is then mixed with the building material or asphalt to color it.
Das Netzmittel bzw. Bindemittel bzw. Sprengmittel für dieses Granulat wird so gewählt, daß das Aufbaugranulat mit der gewünschten Dispergierwirkung zerfällt. Insbesondere eignen sich wasserlösliche Netz- und Bindemittel, wie insbesondere Ligninsulfonat und dergleichen; es eignen sich weiterhin Bindemittel mit Sprengwirkung bzw. echte Spreng- mittel. Hierbei handelt es sich meist um stark hydrophile Polymere mit einem entsprechend großen Absorptionsvermögen für Wasser, beispielsweise bestimmte Zellulosederivate, Dextrane, quervernetztes Polyvinylpyrrolidon und dergleichen. Statt dessen oder zusätzlich können Hydrophilierungs- mittel eingesetzt werden, wie beispielsweise PEG-Fettsäure- ester und dergleichen. Auch bestimmte anorganische Bestand- teile wie unter der Einwirkung von Wasser gasbildend reaktive Systeme können verwendet werden.The wetting agent or binder or disintegrant for this granulate is selected so that the build-up granulate disintegrates with the desired dispersing action. Water-soluble wetting agents and binders, such as, in particular, lignin sulfonate and the like, are particularly suitable; binders with an explosive effect or real explosives are also suitable. These are mostly highly hydrophilic polymers with a correspondingly high absorption capacity for water, for example certain cellulose derivatives, dextrans, crosslinked polyvinylpyrrolidone and the like. Instead or in addition, hydrophilizing agents such as PEG fatty acid esters and the like can be used. Certain inorganic constituents, such as gas-reactive systems under the influence of water, can also be used.
Hingegen wird man Trockenbindemittel wie Laktose, Zucker und dergleichen weniger bevorzugt verwenden.On the other hand, dry binders such as lactose, sugar and the like will be used less preferably.
Die Wahl des Netzmittels, Bindemittels und/oder Sprengmittels erfolgt so, daß das Preßgranulat ausreichend schnell und ausreichend vollständig aufgelöst wird. Hier spielen auch die Art des Pigmentpulvers, der Preßdruck und die Nachbehandlung eine Rolle, so daß man das jeweils geeignete Gemisch durch entsprechende einfache Versuche festlegen wird.The choice of the wetting agent, binder and / or disintegrant is such that the pressed granulate is dissolved sufficiently quickly and completely. The type of pigment powder, the pressure and the aftertreatment also play a role here, so that each one suitable mixture is determined by appropriate simple experiments.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird für das Einfärben von Baustoffen und Asphalt ein Pigmentgranulat verwendet, das neben wenigstens einem pulverförmigen Pigment wiederum wenigstens ein Netzmittel, Bindemittel und/oder Sprengmittel enthält, wobei auch diese wie vorstehend schon definiert gewählt werden. Pigment- pulver und Netz-, Binde- bzw. Sprengmittel werden gründlich vermischt, und die Mischung wird dann einem Kompaktier- oder Preßschritt unterworfen. In dieser Alternative der Erfindung kann dieser Verfahrensschritt von einer leichten Kompaktierung, mit geringfügigsten Linienkräfen, bis zu einer echten Verpressung bei Linienkräften deutlich oberhalb von 15 kN/cm erfolgen. Die so erhaltenen Schülpen werden unter teilweiser Zerkleinerung granuliert, insbesondere durch Schroten auf einem Siebgranulator unter Aufbau eines Granulates . Die verbleibenden Feinanteile werden abgetrennt; das so erhaltene Granulat kann unmittelbar mit den Baustoffen vermischt werden.In another preferred embodiment of the invention, pigment granules are used for the coloring of building materials and asphalt, which in addition to at least one powdery pigment in turn contains at least one wetting agent, binder and / or disintegrant, these also being selected as already defined above. Pigment powder and wetting, binding or disintegrating agents are mixed thoroughly, and the mixture is then subjected to a compacting or pressing step. In this alternative of the invention, this method step can be carried out from a slight compacting, with minimal line forces, to a real compression at line forces well above 15 kN / cm. The flakes obtained in this way are granulated with partial comminution, in particular by grinding on a sieve granulator to build up a granulate. The remaining fines are separated; the granules thus obtained can be mixed directly with the building materials.
In einer anderen Ausführungsform dieses Aspektes der Erfindung wird zur Einfärbung von Baustoffen und Asphalt ein Pigmentgranulat verwendet, das aus einem Pigmentpulver und wenigstens einem Netzmittel, Bindemittel und/oder Sprengmittel dadurch erhalten wird, daß die entsprechende Pulvermischung durch Strangpressen und nachfolgendes Zerteilen pelletisiert wird. Die Pellets werden dann als fertiges Pigmentgranulat mit den Baustoffen vermischt.In another embodiment of this aspect of the invention, a pigment granulate is used for coloring building materials and asphalt, which is obtained from a pigment powder and at least one wetting agent, binder and / or disintegrant by pelletizing the corresponding powder mixture by extrusion and subsequent cutting. The pellets are then mixed as finished pigment granules with the building materials.
Vorzugsweise wird für das Strangpressen ein Mehrstoffextruder verwendet, und um Abrieb beim Abfüllen, Transport und dergleichen zu vermeiden, werden die so erhaltenen Pellets vorzugsweise mittels eines Rundungsaggregates abgerundet.A multi-component extruder is preferably used for the extrusion, and in order to avoid abrasion during filling, transport and the like, the pellets obtained in this way are preferably produced using a rounding unit rounded.
Besonders eignet sich für die Herstellung solcher Strang- Granulate die Verarbeitung in einer Ringmatritzenpresse, die einen variablen Schlupf zwischen Ringmatritze und Riffelscheibe aufweist. So können zylinderförmige Stränge gepreßt werden, die dann in der üblichen Weise zerkleinert und anschließend im Rundungsaggregat zu kugelförmigen Granulaten gerundet werden können.Processing in a ring die press which has variable slip between the ring die and the corrugated disc is particularly suitable for the production of such strand granules. In this way, cylindrical strands can be pressed, which can then be crushed in the usual manner and then rounded to spherical granules in the rounding unit.
Statt ebener Matritzen läßt sich beim Strangpressen auch eine Lochwalzeneinrichtung einsetzen, wobei die Preß- Pellets durch Abstreifung an der Innenseite der Walze anfallen. Auch bei solchen, zunächst länglichen Pellets läßt sich durch Nachbearbeitung im Rundungsaggregat ein kugelförmiges Granulat erzeugen, das praktisch abriebfrei weiterbehandelt werden kann.Instead of flat matrices, a perforated roller device can also be used in extrusion, the press pellets being produced by stripping on the inside of the roller. Even in the case of such initially elongated pellets, spherical granules can be produced by post-processing in the rounding unit and can be further processed practically without abrasion.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung werden Baustoffe und Asphalt mit Pigmentgranulat eingefärbt, die aus geeigneten pulvrigen Pigmenten, wiederum insbesondere Eisenoxidpigmenten, und wenigstens einem Trennmittel erhalten werden. Das Trennmittel kann anorganisch oder organisch sein; es kann sich beispielsweise um feinst- verteiltes Siliciumdioxid ("Aerosil"), oder auch um ein organisches Trennmittel wie beispielsweise Talkum handeln. Vorzugsweise wird man keine hydrophoben Trennmittel verwenden. Pigmentpulver und Trennmittel werden gemäß diesem Aspekt der Erfindung vermischt und brikettiert. Die so erhaltenen Pigmentbriketts können unmittelbar mit den Baustoffen vermischt werden.According to another aspect of the invention, building materials and asphalt are colored with pigment granules which are obtained from suitable powdery pigments, again in particular iron oxide pigments, and at least one release agent. The release agent can be inorganic or organic; it can be, for example, very finely divided silicon dioxide ("Aerosil"), or else an organic release agent such as talc. It is preferred not to use hydrophobic release agents. Pigment powder and release agent are mixed and briquetted according to this aspect of the invention. The pigment briquettes thus obtained can be mixed directly with the building materials.
Alternativ kann zum Einfärben ein Produkt verwendet werden, das aus pulverigem Pigment und einem Netzmittel, Binde- mittel und/oder Sprengmittel der vorstehend schon genannten Art durch Vermischen und Brikettieren erhalten wird.Alternatively, a product can be used for coloring, which consists of powdery pigment and a wetting agent, binder and / or disintegrant of those already mentioned Kind is obtained by mixing and briquetting.
Bei beiden vorstehenden Ausführungsformen wird man die Größe der Briketts so bemessen, daß Zerfallzeiten und Dispersion zum Anwendungszweck passend eingestellt sind. Man wird also insbesondere kleine und nicht zu kompakte Briketts verwenden, also beim Brikettierschritt den Druck möglichst klein halten.In both of the above embodiments, the size of the briquettes is dimensioned such that disintegration times and dispersion are set appropriately for the application. In particular, small and not too compact briquettes will be used, i.e. keep the pressure as low as possible during the briquetting step.
Ahnlich den hier genannten Brikettierverfahren lassen sich geeignete gepreßte Produkte durch Tablettieren herstellen, wobei entsprechende Trenn-, Netz-, Binde- und/oder Sprengmittel eingesetzt werden.Similar to the briquetting processes mentioned here, suitable pressed products can be produced by tableting, using appropriate release agents, wetting agents, binders and / or disintegrants.
Geht man grundsätzlich von der Preßgranulation zur Aufbaugranulation über, gelangt man zu einem anderen Aspekt der Erfindung. Diesem zufolge werden Baustoffe und Asphalt mit Pigmentgranulaten eingefärbt, die wiederum aus einem Pigmentpulver, insbesondere einem anorganischen Pigment wie etwa einem Eisenoxidpigment, und einem Netzmittel, Bindemittel, Sprengmittel und/oder Trennmittel erhalten werden. Diese werden gemäß diesem Aspekt der Erfindung jedoch mit einer Flüssigkeit zu einem fließfähigen Zwischenprodukt verarbeitet. Bei der Flüssigkeit kann es sich um Wasser oder ein organisches Lösungsmittel handeln. Die Konsistenz des fließfähigen Zwischenproduktes wird vorzugsweise pastös eingestellt.If one basically goes from press granulation to build-up granulation, one arrives at another aspect of the invention. According to this, building materials and asphalt are colored with pigment granules, which in turn are obtained from a pigment powder, in particular an inorganic pigment such as an iron oxide pigment, and a wetting agent, binder, disintegrant and / or release agent. According to this aspect of the invention, however, these are processed with a liquid to form a flowable intermediate product. The liquid can be water or an organic solvent. The consistency of the flowable intermediate product is preferably set pasty.
Das Zwischenprodukt wird dann verkleinert und in Form feiner Tröpfchen getrocknet, beispielsweise durch Kontaktheizung. Die so erhaltenen Partikel können unmittelbar zum Vermischen mit den Baustoffen eingesetzt werden.The intermediate product is then reduced in size and dried in the form of fine droplets, for example by contact heating. The particles obtained in this way can be used directly for mixing with the building materials.
Bei allen vorgenannten Ausführungsformen der Erfindung können, erfindungsgemäß, die Handhabung, die Einarbeitung in den Baustoff bzw. Asphalt, die Dispergiereigenschaften, die Farbdichte und dergleichen vorteilhaft weiter dadurch beeinflußt werden, daß das Granulat, vor der Vermischung mit den Baustoffen, oberflächig behandelt wird. Insbesondere kann das Granulat mit einem Trennmittel und/oder einem Netzmittel beschichtet werden. Man wird diese Mittel so wählen, daß sie nicht zu Verklumpungen und Verbackungen des Granulats in der Verpackung führen, also nicht etwa allzu sehr hygroskopisch sind. Andererseits ist eine benetzungsfördernde Wirkung erwünscht.In all of the aforementioned embodiments of the invention, handling and incorporation can be carried out according to the invention in the building material or asphalt, the dispersing properties, the color density and the like are advantageously further influenced in that the granules are treated on the surface before being mixed with the building materials. In particular, the granulate can be coated with a release agent and / or a wetting agent. These agents will be chosen so that they do not lead to clumping and caking of the granules in the packaging, so that they are not too hygroscopic. On the other hand, a wetting-promoting effect is desired.
Die erfindungsgemäßen Granulate können, soweit es sich nicht um Briketts, Tabletten oder ähnliche Sonderformen handelt, hinsichtlich der Granulen-Größe den bekannten Produkten entsprechen. Der Wassergehalt der Granulate wird vorzugsweise unter 5 Gew.-%, insbesondere unter 3 Gew.-% liegen. Solche Wassergehalte lassen sich produktionsseitig ohne weiteres einstellen.Unless briquettes, tablets or similar special shapes are involved, the granules according to the invention can correspond to the known products with regard to the granule size. The water content of the granules will preferably be below 5% by weight, in particular below 3% by weight. Such water contents can easily be adjusted on the production side.
Die Verwendung der Granulate, beim Vermischen mit denThe use of the granules when mixing with the
Baustoffen bzw. dem Asphalt, entspricht den bekannten und üblichen Vorgehensweisen. Building materials or the asphalt corresponds to the known and usual procedures.

Claims

P A T E NT AN S P R Ü C H E PATE NT TO SPEECH
1. Verfahren zur Einfärbung von Baustoffen und Asphalt durch Pigmentgranulate, dadurch gekennzeichnet, daß Pigmentpulver mit wenigstens einem Netzmittel, Bindemittel und/oder Sprengmittel vermischt wird, diese Mischung einem Kompaktierschritt bei Linienkräften von mehr als 15 kN/cm unterworfen wird, die dabei entstehenden Schülpen zerkleinert werden und das Zerkleinerungsprodukt durch Aufbaugranulierung vollständig aufgranuliert und mit den Baustoffen vermischt wird.1. A process for coloring building materials and asphalt by pigment granules, characterized in that pigment powder is mixed with at least one wetting agent, binder and / or disintegrant, this mixture is subjected to a compacting step at line forces of more than 15 kN / cm, the resulting scales be crushed and the comminution product is completely granulated by granulation and mixed with the building materials.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerung durch Schroten der Schülpen auf einem Siebgranulator erfolgt, wobei die Schülpen in Keime und Pulver zerlegt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the comminution is carried out by grinding the flakes on a sieve granulator, the flakes being broken down into germs and powder.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbaugranulierung durch Nachrollen auf einem Drehteller oder in einer Drehtrommel erfolgt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the build-up granulation is carried out by rolling on a turntable or in a rotating drum.
4. Verfahren zur Einfärbung von Baustoffen und Asphalt durch Pigmentgranulate, dadurch gekennzeichnet, daß Pigmentpulver mit wenigstens einem Netzmittel, Bindemittel und/oder Sprengmittel vermischt wird, diese Mischung einem Kompaktierschritt unterworfen wird, die dabei entstehenden Schülpen granuliert und nach Abtrennung der Feinanteile mit den Baustoffen vermischt werden.4. A method for coloring building materials and asphalt by pigment granules, characterized in that pigment powder is mixed with at least one wetting agent, binder and / or disintegrant, this mixture is subjected to a compacting step, the resulting scraps are granulated and after separation of the fine particles with the building materials be mixed.
5. Verfahren nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, daß die Granulierung durch Schroten der Schülpen auf einem Siebgranulator erfolgt. 5. The method according to claim 4, characterized in that the granulation is carried out by grinding the flakes on a sieve granulator.
6. Verfahren zur Einfärbung von Baustoffen oder Asphalt durch Pigmentgranulate, dadurch gekennzeichnet, daß Pigmentpulver mit wenigstens einem Netzmittel, Bindemittel und/oder Sprengmittel vermischt wird, die Mischung durch Strangpressen und Teilen pelletisiert wird und die Pellets mit den Baustoffen vermischt werden.6. Process for coloring building materials or asphalt by pigment granules, characterized in that pigment powder is mixed with at least one wetting agent, binder and / or disintegrant, the mixture is pelletized by extrusion and parts and the pellets are mixed with the building materials.
7. Verfahren nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung in einem Mehrstoffextruder verarbeitet wird.7. The method according to claim 6, characterized in that the mixture is processed in a multi-extruder.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7 , dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets auf einem Rundungsaggregat gerundet werden.8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that the pellets are rounded on a rounding unit.
9. Verfahren nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, daß Pigmentpulver mit wenigstens einem Netzmittel, Bindemittel und/oder Sprengmittel vermischt wird, diese Mischung in einer9. The method according to claim 6, characterized in that pigment powder is mixed with at least one wetting agent, binder and / or disintegrant, this mixture in one
Ringmatritzenpresse, die einen variablen Schlupf zwischen Ringmatritze und Riffelscheibe aufweist, zu zylinderförmigen Strängen verpreßt wird, wobei die Stränge nachfolgend zerkleinert und das Zerkleinerungsprodukt in einem Rundungsaggregat zu kugelförmigen Granulaten gerundet und mit den Baustoffen vermischt wird.Ring die press, which has a variable slip between the ring die and the corrugated disc, is pressed into cylindrical strands, the strands subsequently being comminuted and the comminution product being rounded off in a rounding unit to spherical granules and being mixed with the building materials.
10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Strangformung eine ebene Matritze oder eine Lochwalze verwendet wird, wobei die durch die Walzenlöcher geformten Pellets im Walzeninneren abgestreift werden.10. The method according to claim 6, characterized in that a flat die or a perforated roller is used for strand forming, the pellets formed by the roller holes being stripped off inside the roller.
11. Verfahren zur Einfärbung von Baustoffen und Asphalt durch Pigmentgranulate, dadurch gekennzeichnet, daß Pigmentpulver mit wenigstens einem Trennmittel vermischt und brikettiert, und die Briketts mit den Baustoffen vermischt werden.11. Process for coloring building materials and asphalt using pigment granules, characterized in that pigment powder is mixed with at least one release agent and briquetted, and the briquettes are mixed with the building materials.
12. Verfahren zur Einfärbung von Baustoffen und Asphalt durch Pigmentgranulate, dadurch gekennzeichnet, daß Pigmentpulver mit wenigstens einem Netzmittel, Bindemittel und/oder Sprengmittel vermischt und brikettiert, und die Briketts mit den Baustoffen vermischt werden.12. A process for coloring building materials and asphalt by pigment granules, characterized in that pigment powder is mixed and briquetted with at least one wetting agent, binder and / or disintegrant, and the briquettes are mixed with the building materials.
13. Verfahren zur Einfärbung von Baustoffen und Asphalt durch Pigmentgranulate, dadurch gekennzeichnet, daß Pigmentpulver mit wenigstens einem Netzmittel, Bindemittel, Sprengmittel und/oder13. A method for coloring building materials and asphalt by pigment granules, characterized in that pigment powder with at least one wetting agent, binder, disintegrant and / or
Trennmittel und einer Flüssigkeit zu einer fließfähigen Masse verarbeitet werden, wobei insbesondere eine pastöse Konsistenz eingestellt wird, und die Masse anschließend in Form feiner Tröpfchen, insbesondere durch Kontaktheizung, getrocknet und mit den Baustoffen vermischt wird.Release agents and a liquid are processed to a flowable mass, in particular a pasty consistency is set, and the mass is then dried in the form of fine droplets, in particular by contact heating, and mixed with the building materials.
14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat vor der Vermischung mit den Baustoffen mit einem Trennmittel und/oder einem Netzmittel beschichtet wird.14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the granules are coated with a release agent and / or a wetting agent before mixing with the building materials.
15. Pigmentgranulat, -brikett oder -tablette, erzeugbar nach einem der Ansprüche 1 bis 14.15. pigment granules, briquette or tablet, producible according to one of claims 1 to 14.
16. Pigmenterzeugnis nach Anspruch 15, mit einem16. The pigment product according to claim 15, having a
Wassergehalt von weniger als 5 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 3 Gew.-%. Water content of less than 5% by weight, preferably less than 3% by weight.
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