CN102417317B

CN102417317B - 着色粒状物及其制造方法

Info

Publication number: CN102417317B
Application number: CN 201110220931
Authority: CN
Inventors: 小池文男
Original assignee: KMEW BEAUCERA Co Ltd; KMEW Co Ltd
Current assignee: KMEW BEAUCERA Co Ltd; KMEW Co Ltd
Priority date: 2010-09-28
Filing date: 2011-07-27
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2031-07-27
Also published as: CN102417317A; JP2012072242A

Abstract

本发明涉及一种着色粒状物以及其制造方法。将包含玻璃粉的涂料C和芯粒子B混合。通过将上述涂料C和上述芯粒子B的混合物M煅烧，将上述涂料C熔合于上述芯粒子B的表面，由此得到在上述芯粒子B的表面形成有着色层T的着色粒状物A。仅将上述芯粒子中使用的粒状物煅烧时，煅烧后的上述粒状物内的在L*a*b色度图中的色差为3以下。能够减少将涂料C和芯粒子B的混合物M煅烧时的热导致的芯粒子B变色，减少芯粒子B变色对着色层T显色的影响。

Description

着色粒状物及其制造方法

技术领域

本发明涉及用作涂料的着色(骨状物)材料等的着色粒状物及其制造方法。

背景技术

一直以来，作为在建筑材料等水泥成型品等的着色中使用的着色粒状物，提出了在硅砂的表面设置着色层的方案。在制造该着色粒状物时，对作为芯粒子的硅砂进行热处理，通过混合使含耐碱性玻璃粉的涂料附着在热处理后的硅砂表面，然后，通过煅烧，使涂料熔合(熔融粘合)在硅砂的表面，然后进行骤冷(例如参照日本专利公表52-39410号公报)。

但是，上述着色粒状物的一部分有时会因煅烧时的热而发生变色，存在产生颜色不均的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供颜色不均少的着色粒状物及其制造方法。

本发明的着色粒状物是将芯粒子和含玻璃粉的涂料混合，将上述涂料和上述芯粒子的混合物煅烧，使上述涂料熔合于上述芯粒子的表面，由此在上述芯粒子的表面形成了着色层。仅将上述芯粒子中使用的粒状物煅烧时，煅烧后的上述粒状物内的色差(ΔE)在L*a*b色度图中为3以下。

根据本发明，即使将涂料和芯粒子的混合物煅烧时的热使得芯粒子变色，也能够减少其对着色层显色的影响，能够减少颜色不均。

另外，本发明的着色粒状物是将含玻璃粉的涂料和芯粒子混合，将上述涂料和上述芯粒子的混合物煅烧，使上述涂料熔合于上述芯粒子的表面，由此在上述芯粒子的表面形成了着色层。上述芯粒子中使用的粒状物的氧化铁的含量为0.1质量％以下。

另外，本发明的着色粒状物的制造方法是将含玻璃粉的涂料和芯粒子混合，将上述涂料和上述芯粒子的混合物煅烧，使所述涂料熔合于上述芯粒子的表面，由此在上述芯粒子的表面形成着色层。另外，具备：仅对上述芯粒子中使用的粒状物进行试验性地煅烧的工序、和测定试验性地煅烧后的上述粒状物内的色差(ΔE)的工序。并且，如果上述色差(ΔE)在L*a*b色度图中为3以下，则将没有煅烧的上述粒状物作为上述芯粒子与上述涂料混合。

另外，本发明的着色粒状物的制造方法是将包含玻璃粉的涂料和芯粒子混合，将上述涂料和上述芯粒子的混合物煅烧，将上述涂料熔合于上述芯粒子的表面，由此在上述芯粒子的表面形成着色层。具备测定上述芯粒子中使用的粒状物的氧化铁含量的工序。如果上述含量为0.1质量％以下，则将上述粒状物作为上述芯粒子与上述涂料混合。

更详细地说明本发明的优选实施方式。结合以下详细内容及附图进一步充分理解本发明的其他特征及优点。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的着色粒状物的一例的示意图。

图2是表示本发明实施方式中使用的制造装置的一例的示意图。

图3是表示本发明实施方式中使用的管状干燥机的机体的一例的截面图。

图4是表示本发明实施方式中使用的煅烧机的机体的一例的截面图。

图5是表示本发明实施方式中使用的煅烧机的机体的其他例的截面图。

图6是表示本发明实施方式中使用的管状冷却机的机体的一例的截面图。

具体实施方式

以下参照图1～图6说明本发明的实施方式。

如图1所示，着色粒状物A是在芯粒子B的表面设置着色层T而形成。着色层T被覆芯粒子B的整个表面，且将涂料C熔合(熔融粘合)在芯粒子B的表面而形成。

作为芯粒子B，例如使用硅砂、熟料等无机粒状物。另外，芯粒子B优选热导致的变色不均小的物质。

此处，作为本实施方式的着色粒状物的制造方法，具备：仅对芯粒子B中使用的粒状物进行试验性地煅烧的工序，和测定试验性地煅烧后的上述粒状物内的色差(ΔE(日本工业规格JIS Z 8730))的工序。并且，如果上述色差(ΔE)在L*a*b色度图(日本工业规格JIS Z 8729)中为3以下，则将没有煅烧的上述粒状物作为芯粒子B与涂料C混合。即，作为芯粒子B，使用仅将粒状物进行煅烧时整体的色差在L*a*b色度图中为3以下的粒状物。如果上述色差ΔE比该值大，则芯粒子B的变色不均会影响着色层T，可能导致着色粒状物A发生颜色不均。应予说明，上述色差ΔE越小越理想，涂料C的颜色越淡，越容易对芯粒子B的变色不均产生影响，所以优选为2以下。应予说明，“仅将粒状物煅烧”是指不将用作芯粒子B的粒状物与涂料C混合，直接进行试验性素烧。实际制造着色粒状物A时与涂料C混合的不是上述素烧后的粒状物，而是没有进行素烧的粒状物。

另外，优选芯粒子B使用氧化铁的含量为0.1质量％以下的粒状物，由此减少着色粒状物A的颜色不均。氧化铁在煅烧时的热的作用下由黄色变为茶褐色。其结果是，如果氧化铁的含量大于0.1质量％，则有时对芯粒子B本身的颜色、着色层T的颜色有较大影响，可能产生一部分变色为与目标色不同的颜色的着色粒状物A。特别是涂料C的颜色越淡，越容易对芯粒子B本身在煅烧后的颜色产生影响。因此，从变色方面考虑，氧化铁的含量越少越理想，优选为0.05质量％以下。

另外，上述芯粒子B使用粒径大体一致的粒状物，由此能够提高煅烧时对芯粒子B施加的热的均一性。因此，热过程的不均变少，一部分芯粒子B或一部分着色层T变为与目标色不同的颜色的情况减少，能够减少着色粒状物A的颜色不均。芯粒子B优选调整成使用罗太普(Ro-tap)试验机进行筛分时在规定的筛上至少残存40质量％的芯粒子B。在上述筛上残存的芯粒子B不足40质量％时，则可能使得各芯粒子B的热过程的不均变大、着色粒状物A的颜色不均变大。另外，芯粒子B的粒径根据用途而不同，为0.05～2mm左右。

作为涂料C，使用玻璃粉和颜料的混合物。作为玻璃粉，使用公知材料，例如一直使用以Na₂O、K₂O等碱金属氧化物、CaO₃等碱土金属氧化物、SiO₂等硅酸或它们的盐类等为主原料，除此之外，还使用以ZnO、PbO、Al₂O₃等为原料而得到的材料。另外，玻璃粉优选具有耐碱性，更优选大小为0.2～10μm的粉末。作为颜料，使用公知颜料，例如使用氧化铁、氧化铬、氧化钴、氧化锰、氧化钛、氧化锡、氧化铜、氧化锌等无机颜料(着色用金属氧化物)中的一种或多种。作为颜料，优选大小为0.2～10μm的粉末。

图2表示着色粒状物A的制造装置。该装置具备混合机2、干燥机3、煅烧机4以及冷却机5。混合机2混合芯粒子B和涂料C。涂料C以涂满的状态附着在芯粒子B的表面，混合物M由该状态的芯粒子B和涂料C构成。作为混合机2，例如使用混砂机。

干燥机3以在煅烧机4煅烧前对由芯粒子B和涂满地附着在其表面的涂料C构成的混合物M进行干燥。作为本实施方式的干燥机3，使用旋转式的管状干燥机。此时，旋转式的管状干燥机具备构成为在没有图示的驱动源作用下旋转的管状机体3a。该管状机体3a以从其一端的材料投入口3b向另一端的材料排出口3c朝下倾斜的方式倾斜地配设。符号3d是用于加热混合物M的加热部。加热部3d具备例如燃烧器。加热部3d配置在材料投入口3b侧，从材料投入口3b向机体3a内吹入热风将混合物M干燥。通过这样地从材料投入口3b侧吹入热风，可以利用热风将混合物M快速加热，能够防止由涂料C的结晶化导致的白浊。从材料投入口3b侧吹入的热风从材料排出口3c排出。

另外，如图3所示，在本实施方式的机体3a的内表面设置多个搅拌用凸片18。搅拌用凸片18从机体3a的内表面向中心方向突出而形成。另外，搅拌用凸片18在机体3a的圆周方向排列地设置。利用该搅拌用凸片18，升起的着色粒状物A在下落时可以效率良好地暴露于热风而被加热。

煅烧机4构成为将干燥后的混合物M煅烧。具体而言，煅烧机4将涂料C熔合(熔融粘合)在芯粒子B的表面，由此在芯粒子B的表面对着色层T进行煅烧，形成着色粒状物A。作为本实施方式的煅烧机4，使用回转窑。该回转窑具备以在没有图示的驱动源的作用下旋转的方式构成的管状机体4a。该管状机体4a以从其一端的材料投入口4b向另一端的材料排出口4c朝下倾斜的方式倾斜配设。另外，如图4所示，机体4a具备金属制的外筒体20和由耐火砖等耐火物形成的且设置在外筒体20的整个内表面的耐火层19。符号4d是用于加热混合物的加热部。加热部4d例如具备燃烧器。加热部4d被配置在材料排出口4c侧，从材料排出口4c向机体4a内发射火焰进行煅烧。热风从材料投入口4b排出。此处，煅烧机4的机体4a优选以其内径从材料投入口4b侧向材料排出口4c侧逐渐增大的方式形成，在本实施方式的情况下，在其内表面设置有多个台阶部7。例如，如图4所示，外筒体20具备由内径不同的多个管状体11a、11b、11c。管状体11a、11b、11c按内径变大的顺序在长度方向连接，通过覆盖相邻的管状体11a、11b或11b、11c的连接部分的耐火层19而形成台阶部7。应予说明，对机体4a各部分的尺寸没有特别限定，例如可以设为L1＝2000～2500mm、L2＝1000～5000mm、L3＝2000～2500mm、L＝5000～10000mm、d1＝400～600mm、d2＝500～700、d3＝600～850mm。通过这样地设置多个台阶部7，能够提高搅拌效率。另外，通过使机体4a的材料投入口4b侧的内径比其他部分的内径小，在刚刚附着了涂料C后的芯粒子B因机体4a的旋转而在机体4a内下落并被搅拌时，能够将该下落使得芯粒子B受到的冲击抑制在较小程度。因此，涂料C难以从芯粒子B上剥离脱落。并且，可以减小材料投入口4b侧的机体4a内的温度分布，能够减少煅烧不均。另一方面，通过使机体4a的材料排出口4c侧的内径比其他部分的内径大，能够大幅度搅拌芯粒子B以使形成有着色层T的多个芯粒子B(着色粒状物A)相互间不会因熔融粘合而成为块状。另外，可以使着色粒状物A的温度向材料排出口4c侧缓慢升高，能够使煅烧不充分难以发生。

另外，如图5所示，机体4的内周面的截面形状可以形成为八边形等多边形。此时，上述多边形的各边的接合部分形成为台阶部9。由此可以适度搅拌被涂料C被覆的芯粒子B(着色粒状物A)，难以发生显色不均、多个芯粒子B彼此熔融粘合成块状的情况。

冷却机5被构成为冷却着色粒状物A(形成有着色层T的芯粒子B)。作为本实施方式的冷却机5，使用旋转式的管状冷却机。此时，旋转式的管状冷却机具备以在没有图示的驱动源作用下旋转的方式构成的管状机体5a。该管状机体5a以从其一端的材料投入口5b向另一端的材料排出口5c朝下倾斜的方式倾斜配设。另外，冷却机5中设置有冷风供给部6。冷风供给部6配置在材料投入口5b侧，从材料投入口5b向机体5a内吹入供给冷风。通过这样地从材料投入口5b侧吹入冷风，能够利用冷风将形成有着色层T的芯粒子B骤冷，可以使着色层T的显色性大致均匀且鲜明。进而，因为没有附着在芯粒子B上的涂料C、芯粒子B破裂等而产生的不需要的微粉比正常的着色粒状物A(着色层T没有剥离脱落的物质)轻，所以可以通过供给冷风而从材料排出口5c比正常的着色粒状物A吹得远。结果能够容易地分开正常的着色粒状物A和不需要的微粉。进而通过从材料排出口5c排出气体，能够流动性良好地顺利排出着色粒状物A。

另外，如图6所示，在本实施方式的机体5a的内表面设置多个搅拌用凸片8。搅拌用凸片8从机体5a的内表面向中心方向突出而形成。另外，搅拌用凸片8在机体5a的圆周方向排列设置。通过该搅拌用凸片8，升起的着色粒状物A在下落时可以效率良好地暴露于冷风而被冷却。另外，可以通过下落的冲击使得稍微熔融粘合成为块状的多个着色粒状物A分散。

应予说明，可以在上述机体5a的外侧散布水进行冷却。

另外，本实施方式的制造装置中，为了从混合机2向干燥机3供给混合物M，设置有具备输送管30a、罐30b以及输送带30c的干燥机供给机构30。从混合机2排出的混合物M经过输送管30a暂时储存在罐30b内。储存在罐30b内的混合物M每次排出一定量，由输送带30c搬送，投入干燥机3中。

另外，本实施方式的制造装置中，为了将混合物M从干燥机3供给到煅烧机4，设置有具备输送管40a、罐40b以及输送带40c的煅烧机供给机构40。从干燥机3排出的混合物M经过输送管40a被暂时储存在罐40b内。储存在罐40b内的混合物M每次排出一定量，由输送带40c搬送，投入煅烧机4中。

进而，本实施方式的制造装置中，为了将着色粒状物A从煅烧机4供给到冷却机5，设置有由振动式加料器构成的冷却机供给机构50。振动式加料器形成由内管50a和外管50b构成的管状双层结构。从煅烧机4排出的着色粒状物A在振动式加料器的内管50a内移动，被投入冷却机5中。另外，也可以在内管50a和外管50b之间形成的空间内通入冷却水。由此至少也能预先冷却被投入冷却机5的着色粒状物A。

并且，使用上述制造装置制造着色粒状物A时如下进行。首先，通过混合机2将芯粒子B和涂料C混合。此时，为了提高涂料C对芯粒子B的附着性、或为了进行粘度调整，在涂料C中配合硅酸钠(水玻璃)等粘合剂(糊剂)、水。此时，配合比相对于100质量份芯粒子B，涂料C为1～3质量份，粘合剂为1～3质量份，水为0.3～1质量份，但并不限定于此。然后调制包含芯粒子B、涂料C、粘合剂以及水的大致均匀的混合物M。该混合物M由芯粒子B和以涂满的状态附着在其表面的涂料C构成。

接下来，经过干燥机供给机构30，将上述混合机2中调制的混合物M从混合机2连续且定量地供给至干燥机3。混合物M边通过机体3a的旋转而被搅拌，边从材料投入口3b沿着斜度被搬运至材料排出口3c。另外，混合物M在机体3a内被来自加热部3d的热量加热而干燥。加热部3d构成为材料排出口3c的干燥温度为90～150℃，此时干燥时间(通过机体3a的时间)为5～10分钟，但并不限定于此。通过该干燥可以使混合物M的含水率例如为1％以下。另外，机体3a的转速被设定为例如4～7rpm。

然后，经过煅烧机供给机构40，将被上述干燥机3干燥的混合物M从干燥机3连续且定量地供给至煅烧机4。混合物M边通过机体4a的旋转而被搅拌，边从材料投入口4b沿着斜度被搬运至材料排出口4c。另外，混合物M在机体4a内被来自加热部4d的热量煅烧。加热部4d构成为材料排出口4c的煅烧温度为400～450℃，此时煅烧时间(通过机体4a的时间)为15～20分钟，但并不限定于此。通过该煅烧可以在芯粒子B的表面熔合(熔融粘合)涂料C而形成着色层T，得到着色粒状物A。另外，机体4a的转速被设定为例如4～7rpm。应予说明，仅将用作芯粒子B的粒状物煅烧时的条件也可以采用将上述混合物M煅烧时的条件。

然后，经过冷却机供给机构50，将被上述煅烧机4煅烧的着色粒状物A(形成有着色层T的芯粒子B)连续地从煅烧机4供给到冷却机5中。着色粒状物A边因机体5a的旋转而被搅拌，边从材料投入口5b沿着斜度被搬运至材料排出口5c。另外，着色粒状物A在机体5a内被来自冷风供给部6的冷风冷却。冷却供给部6构成为材料排出口5c的冷却温度为100～130℃，此时冷却时间(通过机体5a的时间)为5～10分钟，但并不限定于此。通过该冷却可以将着色层T固化。另外，机体5a的转速被设定为例如4～7rpm。应予说明，冷却供给部6可以直接供给外部气体作为冷风。

上述制造装置通过具备干燥机2能够尽可能地减少芯粒子B和涂料C的混合物中包含的水分。因此，在煅烧机4中，多数芯粒子难以以块的状态煅烧。因此，能够容易地制造粒径大体一致的均匀的着色粒状物A，且不需要冷却后的粉碎工序。

然后，如上所述，本实施方式中仅将用作芯粒子B的粒状物煅烧时，该粒状物内的色差(ΔE)在L*a*b色度图中为3以下、或者该粒状物中包含的氧化铁的含量为0.1质量％以下。其结果是，使用该粒状物作为芯粒子B来制造着色粒状物A时，能够抑制煅烧导致的芯粒子B变色的影响波及到着色层T，能够减少颜色不均。另外，通过使作为芯粒子B使用的粒状物的粒径大体一致，能够抑制煅烧导致的热过程不均，难以发生煅烧导致的芯粒子B的变色不均而能够减少着色粒状物A的颜色不均。

(实施例1)

作为芯粒子B中使用的粒状物，使用在日本岐阜县惠那郡山冈町地区采集的粒状物。该粒状物由含量为0.03质量％的氧化铁(Fe₂O₃)、含量为96.6质量％的氧化硅(SiO₂)、剩余部分为氧化铝(Al₂O₃)等构成。另外，通过使用罗太普试验机的筛分的累积法，该粒状物的18目为1质量％、26目为25质量％、50目为90质量％。

涂料C将玻璃粉和颜料混合进行调制。作为玻璃粉，使用0.17质量份Takara-standard制的产品。作为颜料，分别使用0.22质量份碳酸钙(CaCO₃)、0.06质量份氧化锌(ZnO)、0.23质量份三氧化二铁(α-Fe₂O₃)、0.82质量份三氧化铬(Cr₂O₃)、0.17质量份二氧化钛(TiO₂)、0.04质量份铁·锰的复合氧化物((Fe，Mn)(Fe，Mn)₂O₄)。

然后，分别使用100质量份芯粒子B、上述配比的涂料C、1.5质量份硅酸钠、0.5质量份水，用混合机2混合，调制大致均匀的混合物M。接下来，将混合物M用干燥机3在干燥温度为250℃、干燥时间为8分钟的条件下干燥至含水率为1％以下。应予说明，上述干燥温度是材料投入口3b周边的温度。然后，将干燥后的混合物M用煅烧机4在煅烧温度为870℃、煅烧时间为18分钟的条件下煅烧。应予说明，上述煅烧温度是材料投入口4b周边的温度。然后，将着色粒状物A用冷却机5在26℃(室温)、冷却时间为8分钟的条件下冷却。由此得到绿色的着色粒状物A。

另外，不混合涂料C，仅将芯粒子B中使用的粒状物在与上述相同的条件下进行干燥、煅烧、冷却而得到芯粒子B的素烧。

(实施例2)

除了作为芯粒子B中使用的粒状物使用在日本岐阜县瑞浪地区1采集的物质之外，以与实施例1相同的方式制造着色粒状物A。

(实施例3)

除了作为芯粒子B中使用的粒状物使用在日本岐阜县瑞浪地区2采集的物质之外，以与实施例1相同的方式制造着色粒状物A。

(实施例4)

除了作为芯粒子B中使用的粒状物使用在日本爱知县八草地区采集的物质之外，以与实施例1相同的方式制造着色粒状物A。

(比较例1)

除了作为芯粒子B中使用的粒状物使用在日本岐阜县东浓地区采集的物质之外，以与实施例1相同的方式制造着色粒状物A。

[变色评价]

对于实施例1、实施例2、实施例3、实施例4及比较例1的各产品，测定仅将粒状物煅烧而得到的素烧后的芯粒子B内的在L*a*b色度图中的色差(ΔE)(参照表1中的“素烧状态”栏)。色差的测定中使用Minolta制的色彩色差计(型号CR-310)。在4处进行测定，计算每2处的色差平均值。

另外，目测确认各实施例以及比较例的芯粒子着色后的状况(着色粒状物的颜色不均等)，良好的评价为◎，实用上没有问题的评价为○，实用上略有问题的评价为×。将结果示于表1。

表1

如表1所示，L*值在任一芯粒子B中都几乎没有不均，a*值及b*值根据产地而显示不同的结果。并且，色差为3以下且氧化铁含量为0.1质量％以下时，变色评价均为◎或○，能够制造颜色不均不显著的着色粒状物A。

另外，实施例2那样色差超过2时，如果靠近观察，则有时发生颜色不均。另外，实施例3那样氧化铁含量超过0.05质量％时，芯粒子B的颜色变深，所以如果作为涂料C使用淡色的材料，则少量的话难以掩蔽芯粒子B的颜色，需要增加涂料C的混合量等处置。

描述了本发明的几个优选实施方式，但在不脱离本发明本来的基本宗旨及范围、即要求保护范围的前提下，本领域技术人员可进行各种修正及变形。

Claims

1.一种着色粒状物，其特征在于，是通过将芯粒子和含玻璃粉的涂料混合，将所述涂料和所述芯粒子的混合物煅烧，将所述涂料熔合于所述芯粒子的表面而得的在所述芯粒子的表面形成有着色层的着色粒状物，所述玻璃粉为大小为0.2～10μm的粉末，仅将所述芯粒子中使用的粒状物煅烧时，所述粒状物内的色差ΔE在L*a*b色度图中为3以下。

2.一种着色粒状物，其特征在于，是通过将芯粒子和含玻璃粉的涂料混合，将所述涂料和所述芯粒子的混合物煅烧，将所述涂料熔合于所述芯粒子的表面而得的在所述芯粒子的表面形成有着色层的着色粒状物，所述玻璃粉为大小为0.2～10μm的粉末，所述芯粒子中使用的粒状物的氧化铁含量为0.1质量％以下。

3.一种着色粒状物的制造方法，其特征在于，是将芯粒子和含玻璃粉的涂料混合，将所述涂料和所述芯粒子的混合物煅烧，将所述涂料熔合于所述芯粒子的表面，由此在所述芯粒子的表面形成有着色层的着色粒状物的制造方法，

具备以下工序：

仅对所述芯粒子中使用的粒状物进行试验性地煅烧的工序，以及

测定试验性地煅烧了的所述粒状物内的色差ΔE的工序；

所述玻璃粉为大小为0.2～10μm的粉末，

如果所述色差ΔE在L*a*b色度图中为3以下，则将没有煅烧的所述粒状物作为所述芯粒子与所述涂料混合。

4.一种着色粒状物的制造方法，其特征在于，是将芯粒子和含玻璃粉的涂料混合，将所述涂料和所述芯粒子的混合物煅烧，将所述涂料熔合于所述芯粒子的表面，由此在所述芯粒子的表面形成有着色层的着色粒状物的制造方法，

具备测定所述芯粒子中使用的粒状物的氧化铁含量的工序，

所述玻璃粉为大小为0.2～10μm的粉末，

如果所述含量为0.1质量％以下，则将所述粒状物作为所述芯粒子与所述涂料混合。