JPH07187736A - 建築材料を着色する方法 - Google Patents
建築材料を着色する方法Info
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Abstract
またはアスファルトを粒状無機顔料により着色する方法
に関する。 【効果】 本発明の方法によれば、すぐれた分散性を有
する、十分に安定な、投与可能な、低いダストの粒状化
物質が得られる。さらに、大き過ぎる物質および小さ過
ぎる物質の再循環を必要としない。
Description
トまたはアスファルトを粒状無機顔料により着色する方
法に関する。
理は顔料を一次粒子に粉砕することを必要とする。この
結果形成する粉末はダストを非常に強く発生し、そして
微細な分割状態のために接着し、そして投与系に粘着す
る傾向がある。したがって、毒物学的に危険な物質の場
合において、処理の間に形成したダストにより人間およ
び環境が危険にさらされるのを回避しなくてはならな
い。しかしながら、完全に無害である、不活性な物質、
例えば、酸化鉄顔料、場合においてさえ、ダストの妨害
の回避の要求が市場において増加している。
は、ダストの回避および建築材料における使用時の定性
的に均一な色効果を達成するためにすぐれた流れ特性に
基づいて改良された投与である。この目的は顔料への粒
状化の適用により多少達成される。一般に、ペレット化
または噴霧粒状化がこれに関して使用されている。圧縮
法はそれにより得られた粒状化物質の分散性が制限され
るので、現在まで適当さに劣る。
基本的には対立する2つの性質が顔料に要求される:粒
状化物質の機械的安定性およびすぐれた分散性。機械的
安定性はすぐれた輸送性、製造業者とユーザーとの間の
輸送性および顔料の使用の間の投与および流れの両者の
原因となる。それは高い接着力により生じそして、例え
ば、結合剤の量またはまた形状の変化の間の圧縮圧に依
存する。分散性は、他方において、粒状化(湿式または
乾式粒状化)前のすぐれた粉砕、装入(剪断力)の間の
機械的エネルギーおよび分散助剤(これはメジウムの中
への装入の間の乾式粒状化物質中の接着力を直ちに減少
する)により影響を受ける。しかし、顔料において、か
なり大量の分散助剤の使用は添加剤/顔料のコスト比の
ために制限される。さらに、高い比率の添加剤は着色力
または散乱力の対応する減少を引き起こす。着色力の変
動は一般に±5%以下であるので、添加剤の使用は、そ
れらが接着促進剤および分散助剤として同時に作用する
ときでさえ、また、制限される。添加剤は、また、着色
すべきメジウムの使用性質、例えば、コンクリートの場
合において強度または固化の挙動あるいはアスファルト
の場合において圧縮力または磨耗抵抗性を悪く変化させ
てはならない。
可能な方法は、噴霧粒状化(ディスクまたはノズルによ
る噴霧乾燥)およびペレット化(ミキサー、流動床のグ
ラニュレーター、パンまたはドラム)である。
顔料懸濁液から出発する。水溶性結合剤をこれに関して
使用する。こうして、ドイツ国特許出願(DE−A)第
3619 363号、欧州特許出願公開(EP−A)第
0 268 645号および欧州特許出願公開(EP−
A)第0 365 046号における出発点は有機物
質、例えば、リグニンスルホン酸塩、ホルムアルデヒド
凝縮物、グルコン酸および硫酸化ポリグリコールエーテ
ルであるが、ドイツ国特許出願(DE−A)第3 91
8 694号および米国特許第5 215 583号に
従うと、出発点は無機塩、例えば、ケイ酸塩およびリン
酸塩である。噴霧乾燥とペレット化との組み合わせは、
また、欧州特許出願公開(EP−A)第0 507 0
46号に記載されている。
9 363号(第3欄、第44行)および欧州特許出願
公開(EP−A)第0 268 645号(第7欄、第
18、19行)において、圧縮法の適用を除外すること
が強調されている。この方法において、強い凝集性は圧
力の適用により達成されるので、輸送のすぐれた安定性
は確かに達成されるが、分散性はまた同時に減少する。
限される。噴霧粒状化はすぐれた流動性、したがって滴
の形成による低い粘度の懸濁液の使用を必要とする。し
たがって、乾燥法のためには、頻繁に使用することがで
きる、高度に圧力乾燥した顔料フィルターペーストから
の流動床乾燥におけるより多い量の水を蒸発させなくて
はならない。これはエネルギーコストをいっそう高くす
る。焼成により前以て製造された顔料の場合において、
噴霧粒状化はエネルギーコストが高い追加の工程を意味
する。さらに、噴霧粒状化の間に、多少大きい比率の微
細物質が噴霧フィルターの中に蓄積し、そして再び製造
に再循環しなくてはならない。
る。顔料粉末から出発すると、ペレット化は高い乱流を
有するミキサー中で、流動床法において、あるいはまた
パンおよびドラム粒状化により実施することができる。
これらのすべての方法は共通して大きい量の結合剤、通
常水を有するので、乾燥を追加の工程として実施しなく
てはならない。
て不十分な結合剤が使用されるか、あるいは電流分布が
最適でないとき、異なる大きさの粒状化物質がまた得ら
れる。次いである比率の物質が粒状化物質として大き過
ぎるようになることがあるが、他方において小さ過ぎ
る、したがってなおダスト状である成分が存在する。し
たがって、形成した粒状化物質の分類が必要であり、大
き過ぎる物質および小さ過ぎる物質を再循環する。
粒状化物質に導く。大き過ぎる粒子の劣った分散性のた
めに、これが望ましくない場合、粒状化に引き続いて徹
底的な個人的な管理および核の量のマニュアルコントロ
ールにより最適化された粒状化物質の製造を実施しなく
てはならない。通常、分類、大き過ぎる物質および小さ
過ぎる物質の再循環が、また、この方法において必要で
ある。
料に対する噴霧粒状化またはペレット化の適用における
それらの前述の欠点を回避し、そして従来使用されてい
る粉末と等しくすぐれた分散性を有する、十分に安定
な、投与可能な、低いダストの粒状化物質を提供する方
法を提供することであった。さらに、大き過ぎる物質お
よび小さ過ぎる物質の再循環を伴う分類は回避すべきで
ある。
ン粒状化およびパン粒状化の方法の段階の多段階組み合
わせにより達成できることが発見された。
凝集粉末を形成し、この凝集粉末を0.1〜15kN/
cmの線力の圧縮段階にかけて0.5〜3.0g/cm
3の密度を有するフレークを形成し、次いで前記フレー
クをスクリーングラニュレーターにより核および粉末に
破壊し、そしてこれらを回転パン上であるいは回転ドラ
ム中で再ローリングすることによって完全にペレット化
し、次いでこれを建築材料と混合することを特徴とす
る、粒状無機顔料により建築材料、例えば、コンクリー
トまたはアスファルトを着色する方法を提供する。
のd50において困難なく建築材料の中に混入することが
できる粒状化顔料を得るすることができる。
は、酸化鉄顔料、二酸化チタン顔料、酸化第二クロム顔
料および/またはルチル混合相顔料である。
として使用する。水および水溶液はそのまま使用するこ
とができる。水性建築材料系、例えば、セメントモルタ
ルおよびコンクリートの中に混入するために、驚くべき
ことには、水中に可溶性の物質を使用することができる
ばかりでなく、かつまた水不溶性物質、例えば、油を有
利に結合剤として適用することができる。同時に、異な
る起源の油を使用することができる。工業用油または合
成油、例えば、マシン・オイル(Machine Oi
l)V100に加えて、植物および動物起源の生物分解
性油、例えば、菜種油、大豆油、トーモロコシ胚芽油、
オリーブ油、ヤシ油、ヒマワリ油または魚油を、また、
使用することができる。
る。
1段階においてミキサーの中に結合剤を添加することに
よって十分に凝集性の均質な材料を製造することが必須
である。第2段階において、圧縮を実施する。
圧縮力(kN)/ロールの幅(線力)である。圧縮にお
ける圧縮力の線状移動を仮定する。なぜなら、圧縮の面
積を定めることができず、したがって圧力(kN/cm
2)を計算することができないからである。
べきである。使用する線力は一般に商業的に入手可能な
装置の最低の範囲、例えば、0.5〜10kN/cmで
ある。フレーク内の接着力は、引き続くスクリーングラ
ニュレーター(例えば、フレーククラッシャー、製造会
社:ベペックス社(Bepex GmbH)、D−74
211レイガルテンまたはフレウィット(Frewit
t)社、フリボウルグ/スイス国)における条件と一緒
に、予備粒体(核)の大きさおよび核と粉末との間の比
を決定する。線力は好ましくは0.5〜10kN/cm
である。
は、この比および引き続くペレット化における滞留時間
により設定される。同時に、予備粒体と粉末との間の正
しい比の結果、事実上顔料の全量は自由流動性の、低い
ダストの粒状化物質に変換される。大き過ぎる物質およ
び小さ過ぎる物質の再循環は省略される。
行技術に従うがいかなる問題もなく当業者により、通常
商業的回転パン、糖剤ドラムまたは回転ドラムで実施す
ることができる。
法に従いセメントモルタル中で実施する:コンクリート
において、試験は次のデータに従い白色セメントを使用
して調製したプリズムについて着色力を測定することに
よって実施される:セメント/石英砂比1:4;水−セ
メント値0.35;顔料着色レベル1.2%、セメント
に基づく;使用したミキサー、製造会社:RKトニ・テ
クニク(RK Toni Technik)、ベルリ
ン、5−1混合ボウル、1551型、回転速度140r
pm、セメントの供給量500g。100秒後、混合物
の3つの試料(300g)を採り、そして試験片(5×
10×2.5cm)を圧力(300バール)下に調製す
る。試験片の硬化:30℃および95%の相対大気湿度
において24時間、引き続いて60℃において4時間乾
燥する。データフラッシュ(Dataflash)20
00データカラー・インターナショナル(Dataco
lor International)、ケルン、によ
る色データの測定、4測定点/れんが、12測定点/顔
料混合物。得られた平均値を参照試料の値と比較する。
色の差Eabおよび着色力(参照試料=100%)を評価
する(DIN 5033、DIN 6174)。分散性
は参照試料と比較して5%の着色力の差についてすぐれ
ると表示し、そして10%までの差について満足である
と表示する。
により試験する:顔料/粒状化顔料を加熱可能な実験室
ミキサー[レゴ−ミッシェル(Rego−Mische
r)]中でB80型の道路舗装用ビチューメン[シェル
社(Shell AG)の商品]と一緒に混合し、そし
て180℃において60秒間凝集させる。マーシャル
(Marshall)試験片をこの混合物を使用して調
製する(「The Shell Bitumen Ha
ndbook」、Shell BitumenU.
K.、1990、p.230−232)。マーシャル試
験片と規定する参照標本との間の色の差を赤色値a*の
比較により測色的に評価する[ミノルタ・クロマメータ
ー(Minolta Chromameter)II、
Standard Illuminant C、Cie
lab System、DIN 5033、DIN 6
174]。0.5単位より小さいa*値の差は視的に区
別不可能である。
m)社の投与ユニット(NW 150ねじをもつPB
650)で試験する。この場合における手順は、粒状化
物質がもはや輸送することができなくなるまで、ユニッ
トを経て100kgの粒状化物質を反復して連続的に投
与することである。すぐれた流動性およびすぐれた輸送
可能性の粒状化物質はユニットを1回通過後磨耗した物
質をほとんど示さないので、2回を困難なく付加するこ
とができる;したがって、安定な粒状化物質は記載する
ユニットにおいて2回またはそれ以上輸送することがで
きる。
の開口を有する漏斗から出る流れの挙動を検査すること
によって、流れの挙動を試験する。物質が自由に流れ出
る場合、流れの挙動はすぐれると表示する。物質が流れ
ない場合、流れの挙動を不適切と考える。
装置は、個々の方法として既知であり、特定の順序で互
いに特別に共同して連続的に使用される(図1)。これ
らはミキサー(1)、圧縮装置(2)、粗い粉砕装置
(3)および回転パン(4)である。これらの個々の方
法は、単独であるいは他の組み合わせにおいて、収量
(事実上ダスト成分を含まない)、流れの挙動、輸送
性、分散性および製造の間のコントロールをほとんど必
要としないことに関して有利な性質を有する本発明によ
る粒状化物質に導かない。これは次の表において明らか
となり、ここで実際的な性質の概要を考察すべきである
(表1)。
明する。これらの実施例は本発明を限定しない。
rrox)130(バイエル社の商品)を3%(3k
g)のマシン・オイル(Machine Oil)V1
00(DIN 51 562に従い潤滑油、40℃にお
ける動粘度(DIN 51 562)100mm2/
s)とともにミキサーに供給し、そしてよく混合物し
た。この混合物を圧縮装置[ファーマパクトール・ベペ
ックス(Pharmapaktor Bepex)20
0/50)中で<3kN/cmの線力で圧縮した。厚さ
2〜3mmの形成したフレークを、2mmのメッシュ幅
のスクリーンを有するスクリーングラニュレーター中で
粗い粉砕した。この予備粒体を、直径70cmのパング
ラニュレーター上で5〜10分の滞留時間で、粗い粉砕
の間に生ずる力で粒状化した。得られた粒状化物質は粒
度が0.2〜2mmであり、d50は0.69mmであっ
た。それは事実上ダスト不含であり、注入可能でありそ
して輸送において十分に安定であった。
粉末と比較して98%の相対着色力を生じた。
色効果は粉末を使用して得られた色彩に視的に相当し
た。粉末の標準と比較した赤の色彩a*の差は0.0単
位であった。
(バイエル社の商品)を、実施例1に記載するように3
%(3kg)のマシン・オイル(MachineOi
l)V100で処理した。顔料粉末の粒体の形態への完
全な変換は0.53mmのd50に導いた。
物質と比較して99%の相対着色力を生じた。
実施例1に従い2.5%の植物油(ヒマワリ油、40℃
における動粘度23mm2/s)で粒状化した。
粉末と比較して97%の相対着色力を生じた。
rox)130(バイエル社の商品)を実施例1に従い
粒状化し、そしてアスファルトの中に混入した。アスフ
ァルトにおいて得られた色効果は、粉末を使用して得ら
れた色彩に視的に相当した。粉末状態と比較した赤の色
彩a*の差は−0.3単位であった。
rox)130を3%のマシン・オイル(Machin
e Oil)V100と、高速ミキサー[銅で作られた
レディゲ(Loedige)PM50、レディゲ社、D
−4790、パデルボーン(Paderborn)中で
130rpmにおいて10分間混合した。この過程にお
いて、一部分のみが粒状化し、そして大部分はダストと
して存在した。
rox)130を、実施例1に従い粒状化し、さらに3
00g(3%)の溶融したパラフィンで糖剤ドラム中で
コーティングした。アスファルトにおいて得られた色効
果は粉末を使用して得られた色彩に視的に相当した。粉
末の標準と比較した赤の色彩a*の差は−0.2単位で
あった。
ox)130を、エイリヒ(Eirich)社[D−6
9693、ハードハイム(Hardheim)]のミキ
サー−グラニュレーター中で、5、10および20%の
マシン・オイル(Machine Oil)V100と
混合した。ミキサーの回転速度は84rmpであり、そ
してスピンナーのそれは1500rpmであった。5お
よび10%の油の添加量において、一部分のみが粒状化
し、そして大部分はダストとして存在した。20%の油
の添加量において、全体の物質ははじめてペレット化し
た。20%の油の添加量において、技術的および経済的
理由(結合剤のコスト、着色力の損失、強度)で許容さ
れえない。
た。得られた色効果は粉末を使用して得られた色彩に視
的に相当した。粉末の標準と比較した赤の色彩a*の差
は−0.1単位であった。
rox)130(バイエル社の商品)を実施例1に従
い、1%のヘキサメタリン酸ナトリウム(グレアム塩)
を20%の溶液として添加して粒状化した。得られた粒
状化物質は0.2〜2mmの粒度を有した。セメントモ
ルタルの中に混入すると、顔料粉末と比較して95%の
相対着色力を生じた。粒状化物質を乾燥炉中で後乾燥し
た。乾燥した顔料粉末と比較して94%の相対着色力を
生じた。
rrox)130を接触装置中で25kN/cmの線力
において圧縮し、そして粗く粉砕した。ダストの部分を
除去し、そして0.2〜1mmのチップの粒状化物質を
セメントモルタル中で試験した。相対着色力はわずかに
70%であった。
である。
を形成し、この粉末を0.1〜15kN/cmの線力に
おいて圧縮段階にかけて0.5〜3.0g/cm3の密
度を有するフレークを形成し、次いで前記フレークを引
き続く粗い粉砕またはスクリーングラニュレーターによ
り核および粉末に破壊し、そしてこれらを回転パン上で
あるいは回転ドラム中で再ローリングすることによって
完全にペレット化して粒状化顔料を形成し、次いでこれ
を建築材料と混合する、粒状無機顔料により建築材料、
例えば、コンクリートまたはアスファルトを着色する方
法。
る、上記第1項記載の方法。
第二クロム顔料および/またはルチル混合相顔料を無機
顔料として使用する、上記第1項記載の方法。
アルミン酸塩およびホウ酸塩から成る群より選択される
少なくとも1種の塩の水溶液および多糖類、セルロース
エーテル、生物学的成長の油、精製されたパラフィンに
基づく原油、精製されたナフテンに基づく原油および合
成油から成る群より選択される少なくとも1種の物質の
水溶液から成る群より選択される、上記第1項記載の方
法。
用する、上記第1項記載の方法。
て使用する、上記第1項記載の方法。
ルロースエーテルを有する0.1〜10重量%の水溶液
を使用する、上記第1項記載の方法。
物学的成長または技術的または合成的製造からの油から
本質的に成る、上記第1項記載の方法。
40℃において1.6〜1500mm2/sの動粘度動
粘度をもつ油から本質的に成る、上記第1項記載の方
法。
ン顔料、酸化第二クロム顔料および/またはルチル混合
相顔料から成る群より選択される少なくとも1種の物
質、およびリン酸塩、ケイ酸塩、アルミン酸塩、ホウ酸
塩、多糖類、セルロースエーテル、生物学的成長の油、
精製されたパラフィンに基づく原油、精製されたナフテ
ンに基づく原油および合成油から成る群より選択される
少なくとも1種の物質の水溶液を含有する混合物または
乳濁液から本質的に成る、上記第1項記載の方法。
乾燥する、上記第1項記載の方法。 12.酸化鉄顔料、二酸化チタン顔料、酸化第二クロム
顔料および/またはルチル混合相顔料を無機顔料として
使用する、上記第2項記載の方法。
塩、アルミン酸塩およびホウ酸塩から成る群より選択さ
れる少なくとも1種の塩の水溶液および多糖類、セルロ
ースエーテル、生物学的成長の油、精製されたパラフィ
ンに基づく原油、精製されたナフテンに基づく原油およ
び合成油から成る群より選択される少なくとも1種の物
質の水溶液から成る群より選択される、上記第2項記載
の方法。
塩、アルミン酸塩およびホウ酸塩から成る群より選択さ
れる少なくとも1種の塩の水溶液および多糖類、セルロ
ースエーテル、生物学的成長の油、精製されたパラフィ
ンに基づく原油、精製されたナフテンに基づく原油およ
び合成油から成る群より選択される少なくとも1種の物
質の水溶液から成る群より選択される、上記第3項記載
の方法。
合剤を0.01〜6重量%の量で使用する、上記第1項
記載の方法。
使用する、上記第3項記載の方法。 17.0.1〜10重量%の水を結合剤として使用す
る、上記第3項記載の方法。
Claims (1)
- 【請求項1】 無機顔料を結合剤と混合して凝集粉末を
形成し、この粉末を0.1〜15kN/cmの線力にお
いて圧縮段階にかけて0.5〜3.0g/cm3の密度
を有するフレークを形成し、次いで前記フレークを引き
続く粗い粉砕またはスクリーングラニュレーターにより
核および粉末に破壊し、そしてこれらを回転パン上であ
るいは回転ドラム中で再ローリングすることによって完
全にペレット化して粒状化顔料を形成し、次いでこれを
建築材料と混合することを特徴とする、粒状無機顔料に
より建築材料、例えば、コンクリートまたはアスファル
トを着色する方法。
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