CZ9904368A3 - Způsob barvení stavebních hmot a asfaltu - Google Patents

Abstract

Způsob barvení stavebních hmot a asfaltu pigmentovými granuláty se provádí tak, že práškový pigment se smísí s nejméně jedním smáčedlem, pojivém a/nebo bubřidlem, tato směs se podrobí zhutňování při lineárních silách více než 15kN/cm, vzniklé šupinky se rozmělní a rozmělněný produkt se nabalovací granulaci plně zgranuluje a smísí se se stavebními hmotami.

Description

Způsob barvení stavebních hmot a asfaltu

Oblast techniky

A^y nález se týká způsobu barvení stavebních hmot a asfaltu pigmentovými granuláty. Vynález se zvláště týká takových postupů pro barvení betonu pigmentovými granuláty, které obsahují anorganické pigmenty jako například pigmenty na základě oxidů železa.

Dosavadní stav techniky

Pro barvení stavebních hmot, jako například betonu, se v současné době používají převážně anorganické pigmenty, zejména na základě různých oxidů železa. V porovnání s prášky a pastami mají granuláty velmi výrazné přednosti, zejména při manipulaci, ale též při potlačování prášení a podobně.

Z patentového dokumentu DE-Al 29 08 202 je známo použití uhlíkatých přípravků obsahujících vodu (s 30 % až 80 % vody) jako perličkových granulátů v průmyslu cementu. Tato technika není pro jiné pigmenty použitelná a granuláty s takovými obsahy vody jsou zásadně nevýhodné.

Z patentového dokumentu DE-Al 29 40 1 56 je znám postup granulace pigmentů spolu s pojivý rozstřikovací granulací. Takto připravené pigmentové granuláty nacházejí použití při výrobě barevných inkoustů, pro barvení plastů, laků a podobně. Vztah k barvení stavebních hmot, asfaltu a podobně neexistuje.

·*·· · ·

Z patentového dokumentu EP-A2 0 191 278 jsou známy barevné granuláty s obsahem vody nad 5 % hm. Podle tohoto stavu techniky nejsou granuláty s nízkými obsahy vody pro stavební hmoty použitelné.

V patentovém dokumentu DE-A1 36 19 363 byly poprvé popsány pigmentové granuláty použitelné pro barvení stavebních hmot, které mohou obsahovat jiné pigmenty než uhlík. Podle tohoto stavu techniky se mikrogranuláty z takových pigmentů připravují smísením s pojivý a následujícím rozstřikovacím sušením. U pojiv se jedná zejména o organická pojivá, jako například ligninsulfonát. Tyto granuláty mají obchodní úspěch.

V patentovém dokumentu DE-A1 39 18 694 jsou navrženy mikrogr anuláty bez organického pojivá. Zde byly jako pojivá použity anorganické sloučeniny, zejména oxidy a/nebo hydroxidy a odpovídající hydratované formy. Takové produkty nejsou v praxi často neproblematické a vedou k nedokonalému dispergování při zapracování do betonu a podobně.

Patentový dokument EP-A1 0 567 882 popisuje granuláty připravené nabalováním, stlačováním a rozstřikováním s pojivý jako zejména strojní olej, vosk, parafin a podobně, které mohou sloužit pro barvení asfaltu. Doplňkově mohou být s pojivý použity látky jako ligninsulfonát, melasa, škrob a podobně. Podle tohoto dokumentu se látky jako ligninsulfonát nemohou použít jako pojivo samostatně.

Z patentového dokumentu EP-A1 0 650 939 je znám postup pojivové tlakové granulace pigmentů na bázi oxidů železa s vyloučením příliš velkých tlaků, kde lineární síla nemá překročit 15 kN/cm a kde se hustoty nastaví mezi 0,5 g/cm³ a 3 g/cm³. Tyto lehce zhutněné práškové produkty se pak rozdrtí na očkovací zárodky a prášek, načež se podrobí nabalovací granulací obvyklého typu. Podle experimentálních údajů v tomto dokumentu však zhutňovací krok nevykazuje žádný významný vliv; v podstatě se jedná o běžnou nabalovací granulací. Jako pojivo se používají anorganické nebo organické látky, jako například oleje a podobně.

Z patentového dokumentu EP-A1 0 657 5 1 1 je znám postup přípravy pigmentových granulátů s íaktosou jako pojivém rozstřikovacím sušením při zbytkové vlhkosti pod 2,5 % hm.

Podstata vynálezu

Vzhledem ke značným výhodám v porovnání s prášky, pastami a podobně se granuláty používají průmyslově ve velkém rozsahu již po desítky let. Také při zpracovávání pigmentů se granulace již dlouho prosazuje.

Zkušenosti získané s pigmentovými granuláty v jiných oborech však nelze jednoduše přenést na barvení stavebních hmot, asfaltu a podobně. V praxi se projevují granuláty, které by teoreticky měly být téměř dokonale vhodné, často jako nepostačující, neboť vzájemně nekombinují všechny potřebné vlastnosti.

Tak se často dosáhne dobré pevnosti granulátu, která zabraňuje jeho znehodnocování při balení a přepravě a omezuje tvorbu prachu; tím se však na druhé straně může ovlivnit dispergovatelnost, čímž nedojde k potřebnému homogennímu probarvení a dosažení žádoucí barvivosti.

.: :

• « 9 · • · · · · · 1 • · • · · · • · · · • · · · • · · * ·· ··

Granuláty s velmi dobrou barvivosti a snadnou dispergovatelností jsou však často příliš měkké a rozpadají se již před zapracováním do stavební hmoty resp. asfaltu, což může vést ke zvýšené tvorbě prachu, k nedokonalému vyprazdňování obalů, ke snížené tekutosti a jí způsobenému častému chybnému dávkování.

Z běžně známých postupů, na jedné straně tlakové granulace a na druhé straně nabalovací granulace, se dosud prakticky dokázaly prosadit pouze granuláty připravené nabalovací granulací. Dosud nejsou známy žádné prakticky použitelné granuláty připravené tlakovou granulací.

Z četných možností nabalovací granulace se v praxí prosadila rozstřikovací granulace, zatímco například teoreticky plně srovnatelná granulace ve fluidní vrstvě dosud neposkytla žádné použitelné granuláty.

V novější době byly zveřejněny návrhy zcela ustoupit od granulátů a místo nich používat po vrstvené prášky. Jako příklad budiž uveden patentový dokument WO 97/20892. Je však třeba vyčkat, zda lze tímto způsobem předejít širokému rozdělení velikosti částic vyvolanému vznikem shluků a podobně a zda lze takto po vrstvené prášky používat a vyrábět bez problémů s prachem, které • 9 byly typické pro stav techniky před zavedením pigmentových granulátů.

Podstatným úkolem vynálezu je na pozadí dosud známého stavu techniky navrhnout alternativní postup, který uvedené nedostatky přinejmenším částečně překoná.

K řešení tohoto úkolu slouží znaky definované v nezávislých nárocích.

Výhodná provedení jsou popsána ve vedlejších nárocích.

Příklady provedení vynálezu

První významné hledisko vynálezu se zabývá přípravou tlakových granulátů, které jsou vhodné pro postup podle vynálezu.

Podle již uvedeného patentového dokumentu EP 0 650 939 se směs pigmentu a pojivá lehce zhutňuje, avšak poté se ihned znovu drtí, po čemž následuje známá nabalovací granulace pomocí běžného talířového granulátoru. V tomto předběžném zveřejnění se zdůrazňuje, že je rozhodující, aby se zhutňování uskutečňovalo při nejmenších možných tlacích, neboť jinak vznikají příliš zpevněné granuláty, které se již posléze dostatečně nerozpadají. Podle poznatků patentového dokumentu EP 0 650 939 to je zároveň věcným důvodem pro použití olejů, vosků a podobně jako pojiv. Skutečně to vede jíž při velmi nízkých zhutňovacích tlacích k příliš pevným granulátům s nevyhovující dispergovatelností ve stavebních hmotách.

• · · · ···· · · · • · · · «· · · · ·

Podle významného hlediska vynálezu se pro barvení hmot a asfaltu používá pigmentový granulát, který je skutečně tlakový granulát. Tento granulát zahrnuje nejméně jeden práškový pigment, zejména pigment na základě oxidů železa, a dále nejméně jedno smáčedlo, pojivo a/nebo bubřidlo, s nímž je práškový pigment smí sen. Směs se pak podrobí zhutňování při lineárních silách (jak je definováno a popsáno v patentovém dokumentu EP 0 650 939) větších než 15 kN/cm, s výhodou použitím běžného způsobu tlakové granulaee. Odpovídající postupy jsou popsány ve stavu techniky a vhodná zařízení jsou dostupná v obchodě. Zhutňování lze provádět i pomocí zařízení uvedeného v patentovém dokumentu EP 0 650 939, pokud se lisovací tlak nastaví na příslušně vysokou hodnotu.

Vzniklé šupinky se rozmělní, s výhodou drcením v třídicím sítovém granulátoru. Podobně jako ve známém stavu techniky se toto drcení provede tak důkladně, aby se šupinky rozpadly na malé zárodky granulí, popřípadě na prášek. Produkt rozmělňování se pak může zgranulovat, zejména nabalováním na otáčejícím se talíři, popřípadě v otáčejícím se bubnu, jak je známo ze stavu techniky. Tak vznikne nabalovaný granulát, který se posléze pro barvení stavebních hmot popřípadě asfaltu s nimi promísí.

Smáčedlo popřípadě pojivo popřípadě bubřidlo pro tento granulát se volí tak, aby se nabalovaný granulát rozpadl s požadovaným dispergačním účinkem. Zvláště vhodná jsou vodorozpustná smáčedla a pojivá, jako zejména ligninsulfonát a podobně; vhodná jsou dále pojivá s bubřivým účinkem, popřípadě pravá bubřidla. Zde se jedná hlavně o silně hydrofilní polymery s odpovídající velkou absorpční mohutností pro vodu, například určité deriváty stavebních * · celulosy, dextrany, příčně zesíťovaný polyvinylpyrrolidon a podobně. Místo těchto nebo doplňkově mohou být použita hydrofilizaění činidla, jako například polyethylen gly kole stery mastných kyselin a podobně. Rovněž mohou být použity určité anorganické složky jako například re aktivní soustavy vytvářejí cí působením vody plyny.

Naproti tomu se méně přednostně používají suchá pojivá jako laktosa, cukr a podobně.

Volba smáčedla, pojivá a/nebo bubřidla se provádí tak, aby tlakový granulát se postačujícím způsobem rychle a úplně rozptýlil. Roli zde hraje druh práškového pigmentu, lisovací tlak a konečná úprava, takže vždy lze příslušným jednoduchým pokusem stanovit vhodnou směs.

V dalším přednostním způsobu provedení vynálezu se pro barvení stavebních hmot a asfaltu používá pigmentový granulát, který vedle nejméně jednoho práškového pigmentu opět zahrnuje nejméně jedno smáěedlo, pojivo a/nebo bubřidlo, přičemž i tyto přísady jsou vybrány tak, jak bylo již definováno výše. Pigmentový prášek a smáěedlo, pojivo a popř. bubřidlo se důkladně promísí a směs se pak podrobí zhutňování nebo lisování. V této alternativě vynálezu může tento procesní krok znamenat rozmezí od lehkého zhutnění s co nejmenší lineární silou až po pravé slisování lineárními silami výrazně nad 15 kN/cm. Takto získané šupinky se za částečného rozmělňování granulují, zejména drcením v sítovém granulátoru za tvorby granulátu. Zbytkové jemné podíly se oddělí; takto získaný granulát se může bezprostředně mísit se stavebními hmotami.

• 0 · « · · 0 ••••00 ·· ·· • · · * • ·0 · « « 0 0 0 • · · * • · · ·

V dalším způsobu provedení tohoto hlediska vynálezu se pro barvení stavebních hmot a asfaltu používá pigmentový granulát, který se připraví z práškového pigmentu a nejméně jednoho smáčedla, pojivá a/nebo bubřidla tak, že se příslušná prášková směs peletizuje protlačovacím lisováním následovaným rozmělňováním. Pelety se pak jako hotový pigmentový granulát mísí se stavebními hmotami.

Pro pro tlač ovací lisování se přednostně používá vícesložkový extrudér a pro zamezení otěru při plnění, přepravě a podobně se takto získané pelety zaoblí pomocí zaoblovacího zařízení.

Pro výrobu takových protlačovaných granulátů je zvláště vhodné zpracování v lisu s kruhovou matricí, který má proměnlivý prokluz mezi kruhovou matricí a žebrovaným kotoučem. Tak mohou být vylisovány válcovité výtlačky, které mohou být obvyklým způsobem rozmělněny a následně v zaoblovacím zařízení zaobleny na kulovité granuláty.

Místo rovných matric lze při protlačovacím lisování použít také zařízení s děrovaným válcem, v němž vylisované pelety odpadají stíráním na vnitřní stěně válce. I z takových zprvu podlouhlých pelet lze při dokončovacím opracování v zaoblovacím zařízení získat kulovité granuláty, s nimiž lze dále nakládat prakticky bez otěru.

Podle dalšího hlediska vy nálezu se stavební hmoty a asfalt bar ví pigmentovým granulátem, který se připraví z vhodných práškových pigmentů, zejména pigmentů na základě oxidů železa, a nej9

A · • Φ ·* • · · « · · · · • · • « · · ·· ·· méně jednoho separačního činidla. Separační činidlo může být anorganické nebo organické; může se jednat například o velmi jemný oxid křemičitý (Aerosil), nebo také o organické separační činidlo jako například práškový talek. Přednostně se nepoužívají hydrofobní separační činidla. Práškový pigment a separační činidlo se podle tohoto hlediska vynálezu smísí a briketují. Takto získané pigmentové granuláty mohou být bezprostředně smí seny se stavebními hmotami.

Alternativně může být pro barvení použit výrobek, který se připraví z práškového pigmentu a smáčedla, pojivá a/nebo bubřidla již výše uvedeného druhu smísením a briketováním.

Při obou předcházejících formách provedení má velikost briket takové hodnoty, aby doba jejich rozpadu a dispergace byla v souladu s účelem jejich použití. Používají-li se zvláště malé a nepříliš kompaktní brikety, je nutno při briketování udržovat co nejmenší možný tlak.

Podobně jako uvedeným brikeíovacím postupem lze vhodné lisované produkty připravit tabletováním, přičemž se použijí odpovídající separační činidla, smáčedla, pojivá a/nebo bubřidla.

Přejde-li se zásadně od tlakové granulace k nabalovací granulaci, jedná se o další hledisko vynálezu. Podle něj se stavební hmoty a asfalt barví pigmentovým granulátem, který se opět připraví z práškového pigmentu, zejména anorganického pigmentu jako například pigmentu na základě oxidů železa, a smáčedla, pojivá, bubřidla a/nebo separačního činidla. Tyto složky se však podle tohoto hlediska vynálezu zpracují pomocí kapaliny na tekutý me• · • ♦ · · • · · · « « · · ·

ziprodukt. V případě kapaliny se může jednat o vodu nebo organické rozpouštědlo. Konzistence tekutého meziproduktu se s výhodou volí pastovitá.

Meziprodukt se pak rozptýlí a ve formě jemných kapek vysuší, například kontaktním ohřevem. Takto získané částice mohou být bezprostředně použity pro míšení se stavebními hmotami.

Ve všech výše uvedených způsobech provedení vynálezu mohou podle vynálezu být manipulace, zapracování do stavební hmoty popřípadě asfaltu, dispergačním vlastnosti, sytost barvy a podobně výhodně ovlivněny tím, že granulát je před smísením se stavební hmotou povrchově upraven. Granulát může být zejména povrstven separaěním činidlem a/nebo smáěedlem. Tato činidla se volí tak, aby nedocházelo k hrudkovatění a spékání granulátu v obalech a aby rovněž nebyla příliš hygroskopická. Jinak je ovšem smáčivost žádoucí.

Granuláty podle vynálezu mohou, pokud se nejedná o brikety, tablety nebo podobné zvláštní tvary, z hlediska velikosti granulí odpovídat známým produktům. Obsah vody v granulátu má být přednostně pod 5 % hm., zejména pod 3 % hm. Takových obsahů vody lze ve výrobě dosáhnout bez dalšího.

Použití granulátů při míšení se stavebními hmotami popřípadě asfaltem odpovídá známým a běžným postupům.

Claims (16)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob barvení stavebních hmot a asfaltu pigmentovými granuláty, vyznačující se tím, že práškový pigment se smísí s nejméně jedním smáčedlem, pojivém a/nebo bubřidlem, tato směs se podrobí zhutňování pří lineárních silách více než 15 kN/cm, takto vzniklé šupinky se rozmělní a rozmělněný produkt se nabalovaeí granulací plně zgranuluje a smísí se se stavebními hmotami.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že rozmělňování se provádí drcením šupinek v třídicím sítovém granulátoru, čímž se šupinky rozpadnou na zárodky a prášek.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že nabalovací granulace se provádí na otáčejícím se talíři nebo v otáčejícím se bubnu.
4. 4. Způsob barvení stavebních hmot a asfaltu pigmentovými granuláty, vyznačující se tím, že práškový pigment se smísí s nejméně jedním smáčedlem, pojivém a/nebo bubřidlem, tato směs se podrobí zhutňování, takto vzniklé šupinky se zgranulují a po oddělení jemného podílu se smísí se stavebními hmotami.
5. 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že granulace se provádí drcením šupinek v třídicím sítovém granulátoru.
6. 6. Způsob barvení stavebních hmot a asfaltu pigmentovými granuláty, vyznačující se tím, že práškový pigment se smísí s nejméně jedním smáčedlem, pojivém a/nebo bubřidlem, tato směs se peletizuje protlačovacím lisováním a dělením a pelety se smísí se stavebními hmotami.
7. 7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že směs se zpracovává ve vícesložkovém extrudéru.

   ·· ····*· 9

   9 · · • · ·

   9 9 9

   99 99
8. 8. Způsob podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že pelety se zaoblí v zaoblovacím zařízení.
9. 9. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že práškový pigment se smísí s nejméně jedním smáčedlem, pojivém a/nebo bubřidlem, tato směs se v lisu s kruhovou matricí, který má proměnlivý prokluz mezi kruhovou matricí a žebrovaným kotoučem, vylisuje na válcovité výtlačky, které se pak rozmělní, rozmělněný produkt se následně v zaoblovacím zařízení zaoblí na kulovité granuláty a smísí se stavebními hmotami.
10. 10. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že k protlačovacímu lisování se použije rovná matrice nebo děrovaný válec, přičemž vytvarované pelety se stírají uvnitř válce.
11. 11. Způsob barvení stavebních hmot a asfaltu pigmentovými granuláty, vyznačující se tím, že práškový pigment se smísí s nejméně jedním separačním činidlem a zbriketuje a brikety se smísí se stavebními hmotami.
12. 12. Způsob barvení stavebních hmot a asfaltu pigmentovými granuláty, vyznačující se tím, že práškový pigment se smísí s nejméně jedním smáčedlem, pojivém a/nebo bubřidlem a zbriketuje a brikety se smísí se stavebními hmotami.
13. 13. Způsob barvení stavebních hmot a asfaltu pigmentovými granuláty, vyznačující se tím, že práškový pigment se smísí s nejméně jedním smáčedlem, pojivém, bubřidlem a/nebo separaěním činidlem a kapalinou na tekutou hmotu, přičemž se volí zejména pastovitá konzistence, hmota ve formě jemných kapek se následně usuší, zejména kontaktním ohřevem, a smísí se stavebními hmotami.
14. 14. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že granulát se před smísením se stavebními hmotami povrství separačním činidlem a/nebo smáčedlem.
15. 15. Pigmentové granuláty, brikety nebo tablety vyrobitelné podle jednoho z nároků 1 až 14.
16. 16. Pigmentový výrobek podle nároku 15 s obsahem vody méně než 5 % hm., přednostně méně než 3 % hm.