JPH0662324B2 - コンクリートの着色方法 - Google Patents

コンクリートの着色方法

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JPH0662324B2 JP62503438A JP50343887A JPH0662324B2 JP H0662324 B2 JPH0662324 B2 JP H0662324B2 JP 62503438 A JP62503438 A JP 62503438A JP 50343887 A JP50343887 A JP 50343887A JP H0662324 B2 JPH0662324 B2 JP H0662324B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコンクリートの着色方法に関する． 本発明のために，コンクリートは，コンクリートブロッ
ク及びコンクリートスラブ，コンクリートルーフタイ
ル，複合ブロック，及び繊維セメントモルタル及び／又
はセメントモルタルを製造するためのセメント含有物質
である． コンクリートは立証された構造材料であり，露出コンク
リートとして装飾目的にも役立つ．着色コンクリート混
合物からつくられた露出コンクリートはメインテナンス
の必要がなく永年にわたり色を有する． 他方，塗料で装飾されたコンクリート表面は短い時間間
隔で更新しなければならない．着色コンクリートは，例
えば正面，石板，舗装ブロック，ルーフタイル，防音
壁，堤安定構造，橋及び類似構造，及び例えば前面装飾
用着色モルタルの形態でも用いられる． コンクリートは無機顔料及び最近では有機顔料でも着色
される． コンクリートに適当であり，長期間満足であることが分
った顔料は，例えば，酸化マンガン，酸化鉄及び炭素で
ある．特に炭素又は酸化鉄をベースとする顔料は実際上
極めて満足できることが分った． 然しながら，着色コンクリートの製造に問題が生じた．
顔料粉末から塵が生じその使用が人間，機械及び建物の
汚染を生じる． 顔料は，その小粒径のため貯蔵中に特に湿分の存在下で
ブリッジを形成する欠点がある． このため顔料粉末は短時間のサイロ貯蔵後は自由には流
動しない． その結果サイロから取出すことが困難で人力及び設備に
高い費用を要する． そのため，スクリューコンベヤーで計量したり，コンベ
ヤーで振動することも困難となる． 従来から，塵の発生及びサイロ貯蔵及び自動計量におけ
る顔料粉末に生じる問題を解決するための努力がされ，
その目的で水性顔料ペーストの形態の顔料がコンクリー
トに用いられた． これらのペーストの多くは表面活性物質と共にビヒクル
として約７０〜３０％の水を含む． この水性顔料ペーストは乾燥顔料粉末より利点を有する
が，ペーストの使用によるかなりの欠点もある． 実際上ペーストをサイロ又は他の高容量容器に長期間貯
蔵することは不可能である．ペーストは沈澱で凝集し部
分的に固体沈澱を形成するからである． 高水含量のため，水性顔料ペーストの包装及び輸送の費
用は２倍になる．他の重要な欠点は，コンクリート製造
に用いる砂及び粗い凝集体の当初水含量が高く水性コン
クリートペーストの形態でも水の添加がコンクリートの
コンシステンシィを許容できない程減少させる場合には
このようなペーストを使用できないことである． 塗料及びプラスチックスを着色する場合，最後にあげた
欠点はペースト又は粉末ではなく粒[granules]の形態で
顔料を用いると原則的に回避できる． とくに健康に有害な顔料はプラスチックス工業では永年
に亙り粒状の形態で用いられている． 一般に粒の製造及び使用は多くの分野で長年の伝統を有
している[H.Rumpf,Chemie-Ing.-Technik,30,1958,NO.3,
NO.4,NO.5,Ｗ．Ｃ．Peck,Chemistry and Industry,issu
e of December 12,1958,pages 1674FF参照，及び融解物
質からの粒の製造についてはＵ．Ａ．Ｗ．Boretzky,Fet
te-,Seifen-,Anstrichmittel,NO.4,1967参照］． 例えば，ブリケットの使用は石炭及び鉱物分野で通常で
ある。マイクロカプセルは複写紙で用いられる．圧縮粒
[compact granules]からなる動物飼料は農業用サイロで
見出だされる。ニトロセルロース顔料濃縮物は塗料の製
造において溶媒に良く溶解する．カーボン ブラック
ペレットはゴムの製造に用いられる．ＰＶＣは噴霧でつ
くられたビーズ粒の形態で用いられる． 他方，当該技術で顔料粒でコンクリートを着色すること
は知られていない．当該技術で知られる顔料粒は着色工
程で用いた場合に欠点を示すからである． 混合サイクルにおいてコンクリートで粒に働く剪断力は
顔料を分散させるのに充分ではない．その結果として， １ コンクリートにおいて，顔料粒はスポット及びカラ
ーネストを形成しコンクリートの表面を損う． ２ 顔料は混合サイクルの間コンクリートミキサ中で顔
料粉末より効率良く分散しないので，粒の着色粉末は適
当に用いられず顔料粒はコンクリートミックスに所定の
色合いを与えるために顔料粉末より大量に用いなければ
ならない． ３ 結合剤含有顔料粒では，望ましくない分散特性が改
良されないので異物質をコンクリートに導入する． ４ コンクリートの含水量及び利用できる時間は結合剤
含有粒を溶解するのに充分ではない． これらの欠点のためコンクリートの着色に用いる前に粉
末に変えるため噴霧乾燥顔料でさえ粉砕するのが現在は
通常である． このため，本発明の目的は，水性顔料ペースト又は既知
の顔料粒の着色粉末の使用に関連する欠点を避ける方法
をコンクリートの着色のために提供することである． 本発明によれば，この目的はコンクリートの着色に用い
られる着色物質が顔料，及びコンクリートに顔料を分散
するのを助長する１以上の結合剤から本質的になる粒か
らなることによって達成される．適当な顔料粒は当該技
術で既知の数多くの方法にうち任意の方法でつくられる
が，ブリケッティイング及び圧縮[compacting]方法でつ
くられた粒は本発明の方法に用いることができない．分
散させることが極めて困難であるからである． ペレットは用いることができる． 顔料，結合剤，液体，好ましくは水，及び場合によって
他の物質からなる混合物の乾燥によってつくられる微粒
子粒を用いることも可能である． ビーズ粒は特に適している． 上述した粒がコンクリート混合物に効率的に溶解するこ
とを見出だしたことは驚くべきことである． この理由でこれらは実際上良好に用いることができる． これらはコンクリートに均一に分布するので露出コンク
リートはスポット及びカラー ネストを形成することな
く満足に着色できる． これらの使用は経済的である．所定の色飽和度までの着
色が粉末形態の顔料と同量の粒状の顔料でできるからで
ある． 本発明に用いる粒はサイロから自由に流動し空気移送が
できる． 実際に粒を取扱うときに塵が発生しない．この点でビー
ズ粒は他の形態の粒より取扱い特性が優れている． この理由で本発明の方法はコンクリートのクリーン自動
着色に適している． 適当な顔料は例えば酸化マンガン，酸化鉄，有機顔料及
び／又は炭素である． 好ましい顔料は炭素顔料である． 微細粉砕石炭は着色力が極めて低いのでそれ程好ましく
はない． 数種の顔料の混合物も使用できる． 本発明に使用する粒子では，ビーズ粒からなるものが好
ましいが，顔料はコンクリートへの顔料の分散を助長す
る結合剤とともに混合する． 所望により，コンクリートに妨げとならない他の結合剤
を更に使用することもできる． 次にあげるコンクリートへの顔料の分散を助長する市場
で入手できる結合剤が着色に用いる粒に配合できる． アルキルフェノール，例えばイゲパルＣR； 蛋白−脂肪酸縮合生成物，例えば ランペオンR； アルキルベンゼンスルフォネート，及びその塩の形態，
例えばマーロンR； アルキルナフタリンスルフォネート，例えばネカルＢＸ
ＲR； リグニンスルフォネート，例えば廃サルファイト液，例
ワルドホフラウゲR； 硫酸化ポリグリコールエーテル，例えば脂肪アルコール
又はアルキルフェノールのもの，又はその塩； メラミン−フォルムアルデヒド縮合物，ナフタリン−フ
ォルムアルデヒド縮合物；グルコン酸，コンクリートに
無害の他のポリヒドロキシ化合物，スチレン−無水マレ
イン酸共重合体の低分子量部分エステル及び酢酸ビニル
とクロトン酸の共重合体の塩． 特に好ましい結合剤はリグニンスルフォネート，例えば
アンモニウムリグニン スルフォネートである． 本発明方法に用いることができる粒は任意の多くの方法
でつくることができる．ペレットの形態ではエイリヒか
ら入手できるような通常の回転する適当なペレタイズ板
によってつくることが好ましい．これでは，顔料粉末は
スクリューコンベヤで計量，供給され，水に溶解した結
合剤は板に滴加され，約１mmの大きさのペレットがオー
バーフローして分離された後に乾燥される． ペレタイズ板の代わりに，デルタグラニュリエテヒニク
から入手できるもののような傾斜回転ペレタイズドラム
を用いることができる．顔料粒はペレタイズ板又はドラ
ムで転がり凝集し固まる． 他の具体例では，本発明方法に用いる粒は，結合剤，顔
料及び液体，好ましくは水，及び場合により他の添加物
の混合物を乾燥することによって得ることができる． 例えば，このような混合物はペーストとしてロールドラ
イヤへ薄膜に適用することができ，次いで乾燥し微細粒
に減少できる． あるいは，このような混合物はベルトドライヤ上で薄膜
として乾燥することができ，そこで微細粒に減少でき
る． 本発明に用いる粒は好ましくはビーズ粒からなる． ビーズ粒は，顔料，結合剤及び液体，好ましくは水，及
び場合により他の添加物の混合物から，１物質又は複数
物質を放出するノズルを用いる又は噴霧塔の噴霧ディス
クを用いる噴霧乾燥機によって製造される． ビーズ粒は，マイクログラニュールとして得られるので
９０％の顔料粒子は２０〜５００ミクロン，特に５０〜
３００ミクロンの大きさを有する． コンクリートへの顔料の分散を助長する結合剤は粒の
０．１〜１５重量％，好ましくは１〜８重量％，特に２
〜６重量％の量で用いる． 本発明を例によって詳細に説明する． 例１ 黒酸化鉄を含むビーズ粒の製造 ５３重量％の黒酸化鉄及び２．０重量％の結合剤［Hans
a Am,Lignin Chemie Waldhof-Holmen GmbHから入手でき
るアンモニウム リグニン スルフォネート粉］，残り
は水のスラリーを加圧下噴霧ノズルを備えた噴霧乾燥装
置で向流／並流操作で噴霧乾燥する． 噴霧圧力は１３〜１８バール，乾燥空気の入口温度は２
８０〜３２５℃，及び排出空気温度は１１５〜１３０℃
である． 得られる生成物は自由流動性の粗いビーズ粒であり，塵
がなく，残留水分含量が０．３〜１．３％であり，見掛
け密度は８１０〜８２０ｇ／である． このビーズ粒は平均粒子径１５０〜２５０μｍ及び高い
機械的安定性を有する． 例２ 炭素含有ビーズ粒の製造 例１と同様の方法で，３３重量％の炭素顔料及び１．５
重量％のアンモニウムリグニンスルフォネート［Lignin
-CemieWoldhof-Holmen GmbHから入手できるＡＭ２５０H
ansa］を結合剤として含む水性スラリーからビーズ粒を
つくった． 噴霧ノズルは噴霧圧力１０〜１６バール，乾燥空気の入
口温度３２０〜４００℃，及び排出空気温度１２５〜１
５０℃で操作した． 自由流動性の粗いビーズ粒が得られた．これは，塵含量
が低く残留水分含量１．２〜４．２％及び見掛け密度３
７０〜４００ｇ／を有した． このビーズ粒は平均粒子径１５０〜２００μｍで，例１
で得られた酸化鉄顔料を含むビーズ粒より高い安定性を
有した． 例３ 酸化鉄及び炭素を含む顔料分散液からのビーズ粒の製造 例１と同様の方法で，次のものからなる水性スラリーか
らビーズ粒をつくった． １．３部 アンモニウムリグニンスルフォネート ４．７部 炭素顔料 ２２ 部 黄色酸化鉄 ２２ 部 赤色酸化鉄，及び ５０ 部 水． 噴霧圧力は１１〜１６バール，乾燥空気の入口温度は２
８０〜３００℃で排出空気温度は９０〜１１０℃であっ
た． 生成ビーズ粒は粗く，自由流動性で，塵を含まない． 残留水分含量は２〜２．２％である． 見掛け密度は約６００〜６５０ｇ／である． 例４ 容量が１m3のコンクリートミキサ［Schlosserタイプ］
で１，５６０kgの砂と１８kgの例１で得られたビーズ粒
の形態の本発明の黒酸化鉄顔料を１５分間混合した．次
いで４４０kgのポルトランドセメントを加え，前に得ら
れた混合物と１５分間均質化した．ミキサを空にし混合
物をコンクリートルーフタイルを製造するのに用いた． 比較例１ この方法は例４と同様である． 本発明のビーズ粒の代わりに同量［１８kg］の黒酸化鉄
を粉末形態で用いる． 湿潤コンクリート及び２４時間硬化したルーフタイルを
色で比較した．格別の差異は観察されなかった． 例５ この方法は例４と同様である． 然し例２で得られた炭素ビーズ粒の７kgを着色に用い
た． 比較例２ この方法は例５と同様である． 粉末形態の炭素顔料７kgを着色に用いた． 湿潤コンクリート及び２４時間硬化したルーフタイルを
比較した． 色における格別の差異は観察されなかった． 例６ この方法は例４と同様である． 例３で得られた褐色ビーズ粒の２０kgを着色に用いた． 比較例３ この方法は例４と同様である． 例３で用いた顔料の個々の成分からなる２０kgの混合粉
末を着色に用いた． 比較例４ この方法は例４と同様である． 例３で噴霧粒状化した４０kgの顔料スラリーを着色に用
いた．添加した顔料スラリーの水含量を考慮してコンク
リートミックスに加える水の量を１００kgから８０kgに
減少した． 例６及び比較例３及び４の結果 例６及び比較例３及び４で得られた，湿潤コンクリート
及び２４時間硬化したルーフ タイルを色で比較した． 本発明によって着色したコンクリートと比較例４で得ら
れたコンクリートとの間には差異が認められなかった． 比較例３で得られたコンクリートは明らかに均一性の低
い着色であった． 例７ １m3のコンクリートミキサ［Draisタイプ］で９７５kg
の砂，５８０kgの砂利及び，８０kgの本発明の例１で得
られたビーズ粒の形態の黒酸化鉄を１０秒間混合した．
２００kgのポルトランドセメントを次いで混合物に加え
た後，１５秒間均質化した．コンクリートミックスを複
合コンクリート舗装をつくるのに用いた． 比較例５ この方法は例７と同様である． 本発明のビーズ粒の代わりに粉末形態の黒酸化鉄１０kg
を加えた． 例７及び比較例５の結果 湿潤コンクリート及び２８日間硬化した複合ブロックを
色で比較した．本発明によってつくられたブロックは，
酸化鉄粉末で着色されたブロックより若干暗くより均一
に着色された． 例８ この方法は例７と同様であった． 例２で得られた炭素ビーズ粒３．３kgを本発明に従って
着色剤として用いた． 比較例６ この方法は例７と同様であった． 例２の炭素顔料粉末３．３kgを着色剤として用いた． 例８及び比較例６の結果 湿潤コンクリート及びコンクリートからつくり２８日間
硬化した複合ブロックを比較した． 差異は認められなかった． 例９ この方法は例７と同様であった． 本発明に従い，例３で得られたビーズ粒１１kgを着色に
用いた． 比較例７ この方法は例７と同様であった． 従来技術に従って，例３でビーズ粒をつくるのに用いた
スラリーの２２kgを着色に用いた．スラリーによってコ
ンクリートに導入される水を考慮して１００kgの代わり
に８９kgの水を使用した． 例９及び比較例７の結果 この２の湿潤コンクリートミックス及び２８日間硬化し
たブロックを比較しても，色の品質に差異は認められな
い．

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】着色剤として圧縮及びブリケット粒ではな
    い顔料粒を用い、該粒は１以上の顔料、コンクリートに
    顔料を分散させるのを助長する１以上の結合剤、及び場
    合により他の添加物からなるコンクリートの着色方法に
    おいて、該顔料粒を４．２％を超えない水含量で用いる
    ことを特徴とするコンクリートの着色方法。
  2. 【請求項２】該顔料が炭素及び酸化鉄からなる群から選
    ばれる物質であることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項に記載の方法。
  3. 【請求項３】コンクリート着色剤への顔料の分散がアル
    キルベンゼンスルフォネート、アルキルナフタリンスル
    フォネート、リグニンスルフォネート、硫酸化ポリグリ
    コール エーテル、メラミン−フォルムアルデヒド縮合
    物、ナフタリン−フォルムアルデヒド縮合物、グルコン
    酸、スチレン−無水マレイン酸共重合体の低分子量部分
    エステル及び／又は酢酸ビニル及びクロトン酸の共重合
    体の塩を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
    記載の方法。
  4. 【請求項４】結合剤がリグニンスルフォネートである特
    許請求の範囲第１項に記載の方法。
  5. 【請求項５】該粒を形成粒状化でつくることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の
    方法。
  6. 【請求項６】該粒が顔料、結合剤、液体好ましくは水、
    及び場合により他の添加剤からなる混合物の乾燥によっ
    てつくられることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
    記載の方法。
  7. 【請求項７】該粒が顔料、結合剤、液体好ましくは水、
    及び場合により他の添加剤からなる混合物の噴霧粒状化
    によってつくられることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項に記載の方法。
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