CZ209697A3 - Způsob výroby briketovaných a lisovaných granulátů a jejich použití - Google Patents

Description

Tento vynález se týká způsobu výroby briketovaných a lisovaných granulátů a jejich použití při barvení staviví,'2 jako je beton a asfalt, a organických prostředí, jako”j”sou například lakové systémy, plasty a barevné pasty.

Dosavadní stav techniky

Zpracování granulátů pigmentů vyžaduje k docílení optimálního barevného vjemu rozemletí granulátu na primární částice. Takto vzniklé prášky velmi silně práší a v důsledku své jemnosti mají sklon k ulpívání a nalepování v dávkovačích zařízeních. U toxikologicky nebezpečných látek se proto musejí při zpracování přijímat opatření k zábraně ohrožení lidí a prostředí vznikajícím prachem. Ale též u nezávadných inertních látek, jako jsou například pigmenty z oxidů železa, je trhem stále více požadováno odstranění obtěžování prachem.

Zábrana prášení a zlepšené dávkování v důsledku dobrých sypkých vlastností pro docílení kvalitativně stejnoměrného barevného vjemu při použití ve stavivech a v organickém prostředí je proto cílem při zacházení s pigmenty. Tento cíl je více nebo méně dosahován použitím granulačních postupů pro pigmenty. Při tom se obecně používá granulace sbalováním nebo rozprašováním. Způsoby zhutňování jsou dosud méně vhodné v důsledku omezené dispergovatelnosti takto získaných granulátů.

U pigmentů trh v zásadě požaduje při použití granulátů pigmentů dvě protichůdné vlastnosti: mechanickou stabilitu granu látu a dobré dispergační vlastnosti. Mechanická stabilita odpovídá za dobré transportní vlastnosti, jak při dopravě od výrobce ke spotřebiteli, tak i za dobré dávkování a sypkost při používání pigmentů. Ta je vyvolávána vysokou soudržností a závisí například na množství pojivá, nebo též na lisovacím tlaku při vytváření. Na druhé straně je dispergovatelnost ovlivňována dobrým mletím před granulací (mletí za mokra a za sucha), mechanickou energií při vpravováni (střižné síly) a pomocnými dispergačními látkami, které soudržnost v suchém granulátu při vpravováni do prostředí ihned sníží.U pigmentů je ovšem použití větších množství dispergačních pomocných prostředků omezeno v důsledku poměrů nákladů na přísadu a na pigment. Vysoký podíl přísady kromě toho vyvolává odpovídající snížení intenzity barvy, případně rozptýlitelnosti. Protože kolísáni intenzity barvy leží obecně pod ± 5 %, je také použití přísad omezené, i když tyto současně působí jako prostředky pro zvýšení přilnavosti a dispergovatelnosti. Přísady též nesmějí nepříznivě ovlivňovat užitné vlastnosti hotového výrobku, jako na příklad u staviv, plastů a laků, příkladně u betonu pevnost a chování při tuhnutí, u asfaltu pevnost v tlaku a odolnost proti otěru a u plastů pevnost nebo vrubovou houževnatost, u elastomerů (polymerů) elastické vlastnosti.

Při současném stavu techniky jako výrobní postupy přicházej í v úvahu například pro granulací pigmentů granulace rozstřikováním (rozprašovací sušení pomocí kotouče nebo trysky) a sbalovací granulace (míchačky, vibrační granulátory, talíře, případně bubny).

Granulace rozprašovacím sušením vychází ze suspenzí pigmentů s použitím pojiv. Odpovídající postupy jsou popsány v různých patentových spisech. Při tom se používají pojivá rozpustná ve vodě. Tak se v DE-A 3 619 363, EP-A 0 268 645 a EP-A 0 365 046 vychází z organických látek, jako jsou například ligninsulfonáty, kondenzáty formaldehydu, kyseliny glukonové, sulfatované polyglykolethery, zatím co se podle DE-A 3 918 694 a US-A 5 215 583 vychází z anorganických solí, jako jsou například silikáty a fosfáty. V EP-A 0 507 046 byla popsána kombinace rozprašovací a sbalovací granulace. V DE-A 3 619 363 (sloupec 3, řádek 44-47) a v EP-A 0 268 645 (sloupec 7, řádek 18,19) je vyloučeno použití zhutňovacího postupu. Při tomto postupu se použitím tlaku dosahuje silné soudržnosti částic, takže se vyvolá sice dobrá transportovatelnost, ale současně se též snižuje dispergovatelnost.

V EP-A 0 257 423 a DE-A 3 841 848 je popsána granulace rozprašováním ze použití polyorganosiloxanů jako hydrofobni, lipofilní přísady. Uvedená rozprašovací sušárna obecně vede k příliš malým velikostem částic, to je k vysokému podílu jemných částic. To znamená, že podstatný podíl materiálu se ze sušárny nezískává jako přímo použitelný granulát, ale nejprve se zachycuje na filtru jako jemný podíl a pak se musí vracet do procesu. Hydrofobizovaná úprava granulátů z rozprašovacího sušení vede k velmi dobře sypkému, ale mimořádně silně prášícímu granulátu.

EP-A 0 434 896 zveřejňuje výrobu jemných granulátů, chudých na prach, v jednom výrobním kroku ve známých intenzivních míchačkách. Při tom se používá nízký obsah vosků v kombinaci s emulgátorem a smáčedly, nanášených ve vodné disperzí. Při tom se získává obsah vody obecně od 20 až přes 50 %. Tyto granuláty se musejí potom sušit a oddělit od příliš velkých a příliš malých částic.

DE-A 31 32 303 popisuje sypké granuláty anorganických pigmentů s nízkým obsahem prachu, které se míchají s pojivý, ztekucovanými působením tepla, a granuluj i proséváním za využití prosévací pomůcky (tlaku). Při tom připadá asi 10 až 20 % z výrobku na jemný podíl < 0,1 mm.

EP-A 0 144 940 popisuje granuláty pigmentu, chudé na prach, kde se z výchozí filtrační kalu s asi 50 % vody míchá při 50 až 200° C s přídavkem 0,5-10 % povrchově aktivních látek a s dodatečným minerálním olejem, nebo ztekucujícím se voskem, až do dosaženi mazlavosti. Pochod probíhá v intenzivních míchačkách, případně se ještě dodatečně granuluje a dosouší. V konečném výrobku je voda v množství od 10 do 15 %, což je nevýhodou pro zpracování do plastů.

Též ostatní postupy jsou co do svého využití omezené. Granulace rozprašováním vyžaduje vzhledem k tvorbě kapek používání dobře tekoucích, tedy řídkých suspenzí. Při sušení se tedy musí vypařit větší množství vody, než při velmi často používaném sušení vysoce vylisovaných koláčů pigmentů ve fluidní vrstvě. To vede k vyšším nákladům na energii.

U pigmentů, před tím vyrobených kalcinací, znamená granulace rozprašováním další výrobní krok s vysokými náklady na energii. Při rozprašovací granulaci kromě toho vzniká menší či větší podíl jemných částic, zachycovaných v prachových filtrech, který se musí do výroby vracet.

Sbalovací granulace má též často nevýhody. Může se provádět - vycházeje z pigmentových prášků - v míchačkách za vysoké turbulence, ve fluidních vrstvách, nebo též granulací na talířích nebo v bubnech. Pro všechny tyto způsoby je společné, že spotřeba pojivá, většinou vody, je velká, takže jako dodatečný krok postupu musí následovat sušení. Při tom se též získávají granuláty o rozličné velikosti, zejména když pro množství prášku není k disposici dostatek pojivá, nebo když skutečné rozdělení není optimální. Pak může být část granulátu příliš velká, zatímco na druhé straně vznikají příliš malé a tedy ještě prášící podíly. Proto je nutné třídění vznikajícího granulátu s vracením příliš velkých nebo příliš malých zrn.

Granulace na talíři vede k širokému spektru velikostí částic granulátu. Tam, kde pro špatnou dipergovatelnost nejsou žádoucí příliš velké částice, musí se postup granulace osobně intensivně sledovat a výroba granulátu se musí optimalizovat manuálním řízením množství zárodků. Při tom též obvykle následuje třídění s vracením příliš velkých a příliš malých zrn.

Způsob vytlačování z past vede při sušení k relativně pevným granulátům. které pro svou velikost též nezaručuj í optimální dispergovatelnost.

V DE-A 42 14 195 je popsán způsob barvení asfaltu granuláty anorganických pigmentů, při němž se jako pojivo používají oleje. Při tom se jedná o jednoduchý způsob granulace.

V DE-A 4 336 613 a DE-A 4 336 612 jsou vyráběny granuláty pigmentů z anorganických pigmentů smícháním s poj ivy, zhutňováním, drcením a granulováním, Tyto takto vyráběné granuláty se špatně pneumaticky dopravuj í; při dopravě vzniká mnoho prachu, což je nežádoucí.

Podstata vynálezu

Úkolem tohoto vynálezu proto bylo, naj ít způsob, který odstraňuje dosud popisované nedostatky granulace rozprašováním, granulace extrusí nebo granulace sbalováním v jejich aplikaci na anorganické pigmenty, a poskytuje dostatečně stabilní, dávkovatelné granuláty s nízkým obsahem prachu s pokud možno stejně dobrou dispergovatelností, jakou mají dosud používané prášky.

Nyní bylo zjištěno, že tato úloha může být vyřešena vícestupňovou kombinací kroků míchání, zhutňování, dělení a případně zaoblování.

Předmětem vynálezu je způsob výroby lisovaných nebo briketovaných granulátů z anorganických pigmentů s pomocnými přípravky, který se vyznačuje tím, že se

a) anorganický pigment, nebo více pigmentů, smíchá s jedním pomocným přípravkem, nebo s více pomocnými přípravky, které podporují zpracovatlnost,

b) tato směs podrobí kroku lisování, nebo briketování,

c) tento lisovaný, nebo briketovaný produkt rozmělní,

d) rozmělněný produkt rozdělí na dvě nebo více frakcí,

Ί

e) frakce, v níž je nejméně 85 % částic větších než 80 μιη, výhodně větších než 100 μπι, nebo které leží mezi 80 a 2.000 μιη, výhodně mezi 100 μιη a 1.000 μιη, odebere jako produkt a případně se v dalším kroku zaoblí, při čemž se další frakce z procesu vyřadí nebo vrací zpět.

Před krokem c) se může briketovaný nebo lisovaný produkt výhodně rozdělit na dvě frakce (mezikrok x), aby se pak hrubá frakce, v níž je nejméně 85 % částic větších než 500 μιη, výhodně 600 μιη, v kroku c) rozmělnila a druhá, jemná frakce se v kroku d) odděleně od produktu z kroku c), nebo spolu s ním opět rozdělila na dvě frakce, nebo více frakcí.

Přednost se dává pouze jemné frakci z mezikroku x), rozdělené v kroku d) na dvě nebo více frakcí, zatímco hrubá frakce z mezikroku x) se v kroku c) rozmělní a pak jako produkt vychází z procesu.

Mezikrok x) se může výhodně provádět tříděním nebo prosévánim (mechanické oddělování). Výhodně se používají prosévací stroj e.

Zvláště výhodně se rozmělněný produkt rozdělí v d) na dvě frakce, při čemž se jemný podíl menší než 80 μπι z procesu vyřadí, nebo se do procesu vrátí, a hrubá frakce větší než 80 μπι se případně v dalším kroku zaoblí.

Rozmělněný produkt se rovněž může výhodně v kroku d) rozdělit na tři frakce, při čemž se jemný a hrubý podíl z procesu vyjmou nebo se do procesu vrátí a střední frakce mezi 80 a 2.000 μπι, výhodně mezi 100 a 1.000 μπι, ještě výhodněji mezi 100 a 500 μπι, se případně v další kroku zaoblí .

Granuláty výhodně vykazuj í zbytkový obsah vody pod 4 % hmotnostní, výhodněj i pod 2 % hmotnostní. To se může dodržet případně dosoušením.

Krok zaoblování pod e) se výhodně provádí s odstraněním prachového podílu.

Produkt, vzniklý zaoblením v kroku e), se ještě může výhodně potáhnout pomocnými prostředky.

Když se provede krok zaoblování e), tak se ještě může výhodně oddělit hrubý podíl s částicemi >1.500 μιη a případně se může vrátit do procesu.

Jako anorganické pigmenty se výhodně používají oxidy železa, oxid titaničitý, oxid chrómu, pigmenty ze směsných fází rutilu a směsi těchto pigmentů s pigmenty ze sazí.

Granuláty anorganických pigmentů vykazuj í výhodně sypné a hustoty mezi 0,5 a 4,0 g/cm , výhodněji mezi 0,5 až

2,0 g/cm . Směsné granuláty s pigmentem ze sazí mají výhodně a sypnou hustotu od 0,3 do 1,5 g/cm .

Jako pomocné prostředky se mohou používat jak anorganické, tak i organické látky.

Jako pomocné prostředky se výhodně používají voda, soli ze skupiny fosforečnanů, uhličitanů, dusičnanů, síranů, chloridů, křemičitanů, hlinitanů a boritanů, mravenčanů, oxalátů, citrátů a vinanů, polysacharidy, deriváty celulosy, jako jsou na příklad ethery celulosy, estery celulosy, kyseliny fosfonkarbonové, modifikované silany, silikonové oleje, oleje z biologických surovin (například olej řepkový, sojový, z kukuřičných klíčků, olivový, kokosový, slunečnicový), rafinované minerální oleje na parafinické nebo naffénické bázi, synteticky vyrobené oleje, alkylfenoly, glykoly, polyethery, polyglykoly, deriváty polyglykolů, kondenzační produkty bílkovin s mastnými kyselinami, alkylbenzensulfonáty, alkylnaftalensulfonáty, ligninsulfonát, sulfatovaný polyglykolether, melaminformaldehydové kondenzáty, naftalenformaldehydové kondenzáty, glukonová kyselina, polyhydroxysloučeniny nebo jejich vodné roztoky.

Při míchání se mohou výhodně přidat emulgátory, smáčedla a dispergační prostředky v množství od 0,01 do 5 % hmotnostních, výhodně od 0,01 do 3 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost použitých pigmentů.

Jako emulgátory pro použití ve stavívěch s vodnými systémy, jako je například beton, přicházejí v úvahu zejména emulgátory s hodnotami HLB od 7 do 40, zejména s hodnotami od 8 do 18, tvořené skupinami alkylu a akrylu a hydrofilními meziskupinami a koncovými skupinami, jako jsou například skupiny amidu, aminu, etheru, hydroxylu, karboxylátu, síranu, sulfonátu, fosforečnanu, solí aminu, polyetheru, polyamidu, polyfosfátu. Tyto látky se mohou podle své hodnoty HLB použít jednotlivě, nebo v kombinaci.

Jako smáčedla jsou zvláště vhodné alkylbenzensulfonáty, sírany mastných alkoholů, sírany etherů mastných alkoholů, ethoxyláty mastných alkoholů, alkylfenolethoxylát, a sulfonáty alkanů a olefinů.

Jako dispergační pomocné prostředky se výhodně používají melaminsulfonáty, naftalensulfonáty, kovová mýdla, polyvinylalkoholy, polyvinylsulfáty, polyakrylamidy, sírany mastných kyselin.

Pro zvýšení stability, případně jako pomůcka pro zpracování granulátů, může být výhodné, granuláty nakonec obalit dodatečnou vrstvou. Tato vrstva se může vytvořit nanesením anorganických solí v roztoku, polyolů, olejů nebo vosků, případně polyetherů, polykarboxylátů nebo derivátů celulosy, výhodně karboxymethylcelulosy.

Ke granulátům se mohou při míchání též dodatečně přidat konzervační látky v koncentraci od 0,01 do 1 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost pigmentu. Jako příklady se mohou uvést sloučeniny, odštěpující formaldehyd, fenolické sloučeniny nebo izothiazolinové přípravky.

Překvapivě se do lisovaných, nebo briketovaných granulátů, zejména pokud jsou určeny pro vpravení do vodných systémů staviv, jako je cementová malta nebo beton, mohou přidat jako pomocné látky nejen ve vodě rozpustné látky, ale též látky ve vodě nerozpustné, jako jsou například oleje.

Pomocné přípravky se přidávají výhodně v množstvích od 0,001 do 10 % hmotnostních, výhodněji od 0,01 do 5 % hmotnostních, nejvýhodněji od 0,1 do 3 % hmotnostních, vztaženo na použitý pigment.

Pomocné přípravky se mohou výhodně použít ve spojení s dalšími přísadami, jako jsou například emulgátory, smáčedla, kovová mýdla atd.

Krok lisování, nebo briketováni b) se s výhodou provádí válcovými nebo matricovými lisy a výhodně při liniovém tlaku od 0,1 do 50 kN/cm, výhodně od 0,1 do 20 kN/cm

Při lisováni nebo briketování (zhutňování, krok b)) je důležitým ukazatelem lisovací tlak (kN) na cm šířky válce (liniový tlak). Při zhutňování mezi válci se vychází z liniového přenosu lisovacího tlaku, protože lisovací plocha se nemůže definovat a proto nelze vypočítat tlak (kN/cm^).

Zhutňování výhodně probíhá při nižších liniových tlacích. Použité liniové tlaky leží obecně výhodně ve spodní oblasti obchodně dostupných strojů, výhodně mezi 0,1 a 50 kN/cm. Výhodněji činí liniové tlaky 0,1 až 20 kN/cm.

K obchodně dostupným strojům patří například Pharmakompaktor 200/50 firmy Bepex, GmbH, Leingarten/SRN.

Dodatečný krok třídění x) probíhá výhodně na prosévacích strojích, jako jsou například bubnová síta, kmitavá šita a vibrační síta.

Rozmělňování se může provádět pomocí všech běžných rozmělňovacích strojů, jako jsou drtiče, ježkové válce, válce s třecím ústrojím a sítové granulátory.

Krok rozmělňování c) se výhodně provádí pomocí sítových granulátorů, nebo sítových mlýnů, u nichž se materiál protlačuje protlačovacím sítem s velikostí ok od 0,5 do 4 mm, výhodněj i od 0,5 do 2,5 mm, nej výhodněj i od 1 do 2 mm (tzv. jemná drtička). Jak je obecně známo, rotory se pohybují oběžně, nebo oscilačně, s obvodovou rychlostí od 0,05 m/sec do 5 m/sec. Odstup mezi rotorem a sítem, nebo děrovanou deskou, činí 0,1 až 15 mm, výhodně od 0,1 do 5 mm, výhodněj i od 1 do 2 mm.

Jako rozměInovací stroj se může například použít Flake Crusher firmy Frewitt, Fribourg, Švýcarsko.

Po rozmnělnění se oddělí jemný podíl pod 80 pm.

Množství tohoto jemného podílu činí výhodně 10 až 50 % hmotnostních, výhodněji 10 až 30 % hmotnostních. Jemný podíl se výhodně zavádí zpět do kroku b). Zbývající podíl je sypký, dávkovatelný, chudý na prach a dobře dispergovatelný. Další optimalizace se může docílit dodatečným zaoblením.

Krok zaoblováni podle e) probíhá výhodně na otáčivém talíři, v otáčivém bubnu nebo v dražírovacím bubnu, na bubnových sítech nebo podobných zařízeních, nebo ve vířivém nebo fluidním loži, nebo v sítovém zařízení. Při tom se může výhodně odsávat prachový podíl nebo se může z fluidního lože vynášet vzduchem.

Výhoda způsobu podle vynálezu spočívá mimo j iné v tom, že se může vycházet ze sušeného, případně mletého práškového pigmentu. To je zvláště hospodárné zejména tehdy, když byl pigment vyroben kalcinací. Při granulací rozprašováním je například nutné nové rozplavení a pak dodatečný krok sušení. Kromě toho je energeticky velmi nákladné vodu použitou k rozplaveni opět odstaňovat vypařením.

Způsob podle DE-A 43 36 613 nebo DE-A 43 36 612 pomocí sbalovací granulace vede sice ke kulatým částicím, které j sou však nehomogenní. J sou tvořeny kompaktním j ádrem a nabalenou vnější vrstvou, nebo vrstvami, které se mohou odírat. Tyto produkty tedy zejména při pneumatické dopravě práší a sypkost není zvláště dobrá. Produkty, vyrobené způsobem podle tohoto vynálezu tyto nevýhody nemaj í, protože jsou tvořeny homogenními kompaktními částicemi jednotné hustoty a pevnosti.

Granuláty, vyrobené způsobem podle vynálezu, se používají k barveni staviv, jako je například beton, cementové malty a omítky, a k barvení organických prostředí, jako jsou například laky, plasty a barevné pasty a k výrobě disperzních barev a past.

Granuláty, vyrobené podle vynálezu, jsou zvláště vhodné k vpravování do suchých směsi cementových malt a omítek.

Ve vícestupňovém postupu podle vynálezu je podstatné, aby se v prvém kroku přídavkem pomocných prostředků v míchačce vyrobil dostatečně soudržný homogenní materiál.

V druhém kroku pak následuje briketování nebo lisování.

Dalším předmětem vynálezu je způsob barvení staviv, jako je beton, anorganickými pigmenty, který se vyznačuje tím, že se briketované nebo lisované granuláty z anorganických pigmentů a pomocných prostředků, vyrobené způsobem podle vynálezu, smíchají se stavivém v množství od 0,1 do 10 % hmotnostních, výhodně od 1 do 5 % hmotnostních, vztaženo na cement.

Granuláty, vyrobené podle vynálezu, se rovněž mohou výhodně použít v disperzních barvách a pastách.

Dalším předmětem vynálezu je způsob barvení organických prostředí, jako jsou lakové systémy, plasty a barevné pasty, anorganickými pigmenty, který se vyznačuje tím, že se anorganické briketované nebo lisované granuláty z anorganických pigmentů, vyrobené podle vynálezu, míchají s organickým prostředím v množství od 0,1 do 10 % hmotnostních, vztaženo na organické prostředí.

Zkoušeni dispergovatelnosti pro staviva se provádí na cementové maltě měřením barevné intensity proti hranolům, zhotoveným z bílého cementu.

Poměr cementu ke křemičitému písku 1:4, hodnota voda-cement 0,35, pigmentace 1,2 %, vztaženo na cement, použitá míchačka firmy RK Toni Technik, Berlín, s míchací nádobou 5 1, typ 1551, počet otáček 140 otáček/min., násada 500 g cementu. Po 100 s se odebraly 3 vzorky míchání (300 g), a zhotovilo se zkušební tělísko (5 x 10 x x2,5 cm) za tlaku (2,07 kPa). Tvrdnutí zkušebního tělíska: 24 hodin při 30° Ca při relativní vlhkosti vzduchu 95 % s následným sušením 4 hodiny při 60° C. Měřeni barevných hodnot pomocí přístroje Dataflash 2000 Datacolor International, Kolín, 4 měřicí body pro kámen, pro pigmentovanou směs 12 měřicích bodů. Získané střední hodnoty se srovnávaly s hodnotami referenčního vzorku. Posuzovala se barevná odchylka a barevná intenzita (referenční vzorek = 100 %) (DIN 5033, DIN 6174). Dispergovatelnost se označila jako dobrá při odchylce barevné intenzity do 5 % proti referenčnímu vzorku a jako uspokojivá při odchylce do 10 %.

Zkoušení dispergovatelnosti v asfaltu probíhalo následujícím způsobem. Pigment/granulát pigmentu se míchal 60 sekund při 180° C ve vytápěné laboratorní míchačce (Rego-Mischer) spolu se silničním bitumenem typu B 80 (výrobek Shell AG) a s přísadami. Ze směsi se zhotovila zkušební tělíska podle Marshallla (The Shell Bitumen

Handbook, Shell Bitumen U.K., 1990, s 230-232). Rozdíly v barvě tělíska dle Marshalla proti určenému zkušebnímu vzorku se stanovily kolorimetricky (Minolta Chromameter, Normlichtart C, Cielab-System, DIN 5033,DIN 6174) porovnáním hodnot červené a*. Rozdíly hodnot a* menší než 0,5 jednotky nejsou vizuálně rozlišitelné.

Sypkost se zkoušela posuzováním chování při sypání z nálevky s objemem 100 ml s otvorem 6 mm podle testu ASTM D 1200-88. Sypkost se označila jako dobrá, když se materiál sypal volně. Když k sypání materiálu nedošlo, nebo když se materiál sypal jen za klepání, označila se sypkost jako nedostatečná.

Stanovení jemného podílu jako zbytku na sítě probíhalo na sítě VA podle DIN 4188 s velikostí ok 80 gm na prosévacím stroji s proudem vzduchu typu Alpina 200 LS. Použilo se 20 g zkoušeného vzorku. Jemný podíl se odsával v průběhu 5 minut a množství hrubého podílu na sítě se odvážilo.

Zkoušení dispergovatelnosti v plastech probíhalo podle předpisu z DIN 53 775, díl 7: Prufung von Farbmitteln in weichmacherhaltigen Póly vinylchlorid (PVC-P)-Formmassen; Bestimung der Dispergierharte durch Walzen.

Zkoušený pigment se disperguje v PVC při 160 ± 5° C na míchací válcové stolici. Získaná vrstva na válci se rozdělila a jedna polovina se pak vystavila zvýšenému střihovému namáhání válcováním při teplotě místnosti. Jako měřítko pro dispergovatelnost platí u pestrých pigmentů barevný odstup delta E podle CIELAB (DIN 5033, 6174) mezi vrstvou PVC, válcovanou za horka a vrstvou, válcovanou za studená. Dobře dispergovatelný pigment je již plně dispergován při nízkých střižných silách, zatím co pro plné dispergování těžko dispergovatelného pigmentu jsou nutné při válcování při nízké teplotě zvýšené střižné síly. Proto platí: čím menší je barevná odchylka delta E, případně rozdíl normalizované barevné hodnoty Y, tím je pigment lépe dispergovatelný. Dispergovatelnost má velký význam zejména u granulátů, protože se nejprve musejí rozdělit částice granulátu, které se pak mají dispergovat v plastu. Pro granuláty je žádoucí stejně dobrá dispergovatelnost, jako u odpovídajícího práškového pigmentu, takže hodnoty delta E, případně Y, pro prášek a granulát se nemají podstatně lišit.

Měření jemného prachu pro zjištění pevnosti granulátů probíhá podle DIN 55 992. Prášivost granulátů se může měřit pomocí přístroje Heubach Dustmeter. Vynášený jemný prach z otáčivého bubnu, jímž proudí vzduch o definované síle, se určuje vážkově na filtru ze skleněných vláken. Měřením po různých dobách zatíženi se rovněž může zaznamenat průběh vývoje prachu j ako funkce mechanického namáhání.

V dalším se tento vynález na příkladech blíže vysvětluje, aniž by se v těchto příkladech spatřovalo omezení.

Příklady provedení vynálezu

Porovnávací příklad 1 kg železité červeni Bayerferrox 130 (výrobek Bayer AG) se s 1 % ligninsulfonátu a 1 % strojního oleje V 100 míchalo v míchačce 10 minut. Směs se lisovala na zhutňovači 299/50 (Bepex, Leingarten) při asi 10 kN (2 kN/cm) a pak se rozmělnila na jemné drtičce (Frewitt, Fribourg, Švýcarsko) se sítem s velikostí ok 1,5 mm. Podíl nad 80 gm činil asi 95 %. Dispergovtelnost v betonu ve srovnání s výchozím práškem činila 100 %. Sypná hustota činila 1,07 g/cm . Materiál silně prášil a nesypal se z nálevky s otvorem 6 mm

Příklad 2

0,6 kg rozdrceného (viz příklad 1) a pak prosátého materiálu (hrubý podíl na sítě s velikostí ok 300 gm) se zaoblovalo ve fluidní vrstvě. Jako přístroj se použila skleněné trubka o průměru 90 mm a výšce 665 mm se skleněnou fritou G 0 jako rozdělovačem vzduchu. Naplněné množství (podíl 4 % o velikosti pod 80 gm) se udržovalo ve fluidnim stavu množstvím vzduchu 22 Nm /h po 10 minut, případně po 30 minut. Jako jemný podíl bylo vyneseno 20 %, případně 30 % materiálu. Dispergovatelnost ve stavivu byla dobrá při relativní intenzitě barvy 95 %, případně 94 %. Materiál se sypal dobře. Podíl prachu (měřeni prachu pomocí přístroje Dustmeter dle Heubacha podle DIN 55 992) je velmi malý, sypná hustota vyšší než u výchozího materiálu. Při kontrolním prosévání bylo 100 % materiálu větší než 125 gm. Střední velikost částic byla asi 600 gm. Množství, oddělené jako jemný podíl, činilo 34 %, případně 42 %.

Příklad 3 kg materiálu po rozdrcení na jemné drtičce (viz příklad 1) bylo vloženo do bubnového síta o průměru 220 mm a délce 310 mm s velikostí ok 300 gm s 10 otáčkami za minutu, které bylo v uzavřeném plášti. Plášť o objemu asi 35 litrů byl shora odsáván. Po době běhu 10 minut, případně minut, se odsálo 30 %, případně 37 %. Materiál vykazoval při nepravidelné formě znatelné zaoblení. Dispergovatelnost a sypkost byly dobré. Sklon k prášeni byl malý. Další převalování (zaoblování) na otáčivém talíři (průměr 40 cm, otáček za minutu, sklon 47°) další zlepšení nepřineslo.

Srovnávací příklad 4

Rozdrcený materiál (viz příklad 1) se dodatečně převaloval 15 minut na otáčivém talíři (průměr 40 cm, 42 otáček za minutu, sklon 47°) za odsávání. Výtěžek činil 95 %. Dispergovatelnost byla dobrá. Materiál se sypal dobře. Podíl přes 80 gm činil 100 %. Avšak chování v Dustmetru bylo s asi 300 mg špatné. Prachové hodnoty granulátů z příkladu 2 a 3 v Dustmetru proti tomu činily asi 100 mg.

Příklad 5

250 g sazí Corasol C30 (výrobek fy. Degussa), případně 250 g sazí Monarch 800 (výrobek fy Cabot Corp.) a 250 g železité černi Bayerferrox 330 (výrobek fy. Bayer AG) se 18 minut míchalo v míchačce s různými množstvími ligninsulfonátu amonného a strojního oleje V 100. Směs se jednou nebo dvakrát lisovala na zhutňovači typu VP50N (Alexanderwerk, Remscheid) při různých liniových tlacích a pak se drtila v jemném granulátoru RFG (alexanderwerk, Remscheid) se sítem s oky 1,5 mm. Rozmělněný produkt se rozdělil na dvě frakce na sítu s velikostí ok 250 gm. Frakce nad 250 gm se odzkoušela a vykázala dobrou sypkost (odpovídající směs výchozích prášku měla špatnou sypkost). Ostatní údaje o frakci, jakož i o výchozím prášku jsou v tabulce 2. Relativní intenzita barvy se měřila proti odpovídající směsi výchozího prášku.

Tabulka 1

Vzorek	Poznámka	Výtěžek [%]	Dispergovalielnosl; *	Prach [mg]
Příklad 1 (srov.)	Lisován a rozmělněn	100	100
Příklad 2	Prosát; 10 min, ve fluid, loži	66	95	104
Prosát; 30 min. ve fluid, loži	58	94	85
Příklad 3	10 min.v sítovém bubnu	70	96	95
30 min. v sítovém bubnu	63	94	71
10 min. v sítovém bubnu, 15 min. na ot talíři	70	95	96
Příklad 4 (srov.)	neprosát, 15 min. na ot talíři	95	98	304

ve stavívu, relativní intenzita barvy

Tabulka 1 (pokračování)

Vzorek	Doba výtoku [s]	Sypná hustota [g/om3]	Sítová analýza >80 μπι]
Příklad 1 (srov.)	Nesype se	1,07	95
Příklad 2	32	1,14	100
32	1,17	100
Příklad 3	32	1,10	100
30	1,11	100
30	1,11	100
Příklad 4 (srov.)	29	1,22	100

Tabulka 2

	Přísada	Liniový tlak [kN/cm]	Sypná hustota [g/U
Saze Monarch 800	-	-	0,20
Bayerferrox 330: Monarch 800 50:50, granulát	2 % LS+ 1 % olej	7	0,6
Saze Corasol C30	-	-	0,40
Bayerferrox: Corasol 50:50, granulát	8 % LS+ 1 % olej	5	0,6
Práškový oxid Fe Bayerferrox 330		-	0,7

Tabulka 2 (pokračování)

	Výtěžek [%]	Doba výtoku {sek.]	Rel. imtemzita barvy v bet.[%]
Saze Monarch 800	-	nesype se	100
Bayerferrox 330: Monarch 800 50:50, granulát	61	34	83
Saze Corasol C30	-	nesype se	100
Bayerferrox: Corasol 50:50, granulát	54	31	96
Práškový oxid Fe Bayerferrox 330	-	nesype se	100

Claims (15)

1. Způsob výroby anorganických lisovaných nebo briketovaných granulátů z anorganických pigmentů s pomocnými pří]3ravBý§,0Q který se vyznačuje tím, že se !

9 i z t e o

a) anorganický pigment, nebo více anorganických pigmentů.

I O * ^Λ smíchá s jedním pomocným přípravkem, nebo s pomocnými přípravky, které podporují zpracovatelnost,

b) tato směs podrobí kroku lisování, nebo briketování,

c) tento lisovaný, nebo briketovaný produkt rozmělní,

d) rozmělněný produkt rozdělí na dvě nebo více frakcí,

e) frakce, v níž je nejméně 85 % částic větších než 80 pm, výhodně větších než 100 pm, nebo leží mezi 80 a

2.000 pm, výhodně mezi 100 pm a 1.000 pm, odebere jako produkt a případně se v dalším kroku zaoblí, při čemž se další frakce z procesu vyřadí nebo vrací zpět.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se před krokem c) briketovaný nebo lisovaný produkt z kroku b) rozdělí na dvě frakce, hrubá frakce, v níž je nejméně 85 % částic větších než 500 pm, výhodně větších než 600 pm, předá do kroku c) a rozmělní se a druhá, jemná frakce se zavede do kroku d), aby se v kroku d) odděleně od produktu z kroku c) nebo společně s ním rozdělila.

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se rozmělněný produkt rozdělí v d) na dvě frakce, při čemž se jemný podíl menší než 80 pm z procesu vyřadí, nebo se do procesu vrátí, a hrubá frakce větší než 80 μια se případně v dalším kroku zaoblí.

4. Způsob podle nároku 1. vyznačující se tím, že rozmělněný produkt se v kroku d) rozdělí na tři frakce, při čemž se jemný a hrubý podíl z procesu vyjmou nebo se do procesu vrátí a střední frakce mezi 80 a 2.000 pm se případně v další kroku zaoblí.

5. Způsob podle jednoho nebo více nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že se krok zaoblování e) provede s odstraněním prachového podílu.

6. Způsob podle jednoho nebo více nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že se produkt, získaný v kroku d), případně vzniklý zaoblením podle kroku e), povrství pomocnými prostředky.

7. Způsob podle jednoho nebo více nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že se jako anorganické pigmenty použijí pigment oxidu železa, pigment oxidu titaničitého, pigment oxidu chrómu, pigment ze směsných fází rutilu nebo směsi těchto pigmentů se sazemi.

8. Způsob podle jednoho nebo více nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že se jako pomocné prostředky používají voda, soli ze skupiny fosforečnanů, uhličitanů, dusičnanů, síranů, chloridů, křemičitanů, hlinitanů a boritanů, polysacharidy a deriváty celulosy, oleje z biologických surovin, rafinované minerální oleje na parafinické nebo naftenické bázi, synteticky vyrobené oleje, alkylfenoly, glykoly, polyethery, polyglykoly, deriváty polyglykolů, kondenzační produkty bílkovin s mastnými kyselinami, alkylbenzensulfonáty, alkylnaftalensulfonáty, ligninsulfonát, sulfatovaný polyglykolether, melaminformaldehydové kondenzáty, naftalenformaldehydové kondenzáty, glukonová kyselina, polyhydroxysloučeniny nebo jejich vodné roztoky.

9. Způsob podle jednoho nebo více nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že se pomocný prostředek použije v množství 0,001 až 10 % hmotnostních, vztaženo na použitý pigment.

10. Způsob podle jednoho nebo více nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že se krok lisování, nebo briketováni b) provádí válcovými nebo matricovými lisy a při liniových tlacích od 0,1 do 50 kN/cm, výhodně od 0,1 do 20 kN/cm

11. Způsob podle jednoho nebo více nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že se krok rozmělňování c) provádí prosévánim přes protlačovací síto s velikosti ok od 0,5 do 4 mm, výhodně od 0,5 do 2,5 mm, výhodněj i od 1 do 2 mm.

12. Způsob podle jednoho nebo více nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že se krok zaoblování e) provádí na otáčivém talíři, v otáčivém bubnu, v prosévacím zařízení nebo ve fluidním loži.

13. Použití granulátů, vyrobených způsobem podle nároků 1 až 12, k barvení stavív, jako je například beton, cementová malta a omítka, a k barvení organických prostředí, jako jsou například laky, plasty a barevné pasty, a k výrobě disperzních barev a past.

14. Způsob barvení staviv anorganickými pigmenty, vyznačující se tím, že se anorganické briketované nebo lisované granuláty, vyrobené podle nároků 1 až 12, smísí se stavivý v množství od 0,1 do 10 % hmotnostních, vztaženo na cement.

15. Způsob barvení organických prostředí anorganickými pigmenty, vyznačující se tím, že se anorganické briketované nebo lisované granuláty, vyrobené podle nároků 1 až 12, smísí s organickým prostředím v množství od 0,1 do 10 %, vztaženo na organické prostředí.