JP2012527870A - Hydrophobic sand, its production method and use - Google Patents
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Abstract
本発明の主題は、疎水性砂の製造方法、疎水性砂自体及びその使用である。砂粒径2000μm未満の粒子径の各砂は、本発明によるシラン化剤−エマルションで撥水性に仕上げられる。このために、内部表面積m2あたり0.19・10-2〜5・10-2gのシラン化剤が本発明により使用される。The subject of the present invention is a method for producing hydrophobic sand, the hydrophobic sand itself and its use. Each sand having a particle size of less than 2000 μm is finished to be water repellent with the silanizing agent-emulsion according to the present invention. To this end, 0.19 · 10 −2 to 5 · 10 −2 g of silanizing agent per internal surface area m 2 is used according to the invention.
Description
世界は荒廃及び水不足にますます見舞われている。しかし、まさに農業及び園芸の適用においては、それぞれの植物の成長に十分な量の水が必要とされる。したがって、農業又は園芸上の利用地には十分な量の水を供給することが欠くことができない。従来利用されていない大地の開墾のためにも十分な量の水が必要とされる。 The world is increasingly suffering from devastation and water shortages. However, in agricultural and horticultural applications, a sufficient amount of water is required for the growth of each plant. Accordingly, it is indispensable to supply a sufficient amount of water to agricultural or horticultural land. A sufficient amount of water is also required for the land reclamation, which has not been used in the past.
水路、灌水設備、人工散水機又は類似手段を用いて、予定される位置に水を輸送し、まくことができる。但し、経済上十分な植物成長を達成するために、この灌水された土壌は所定の水量を可能な限り長い時間蓄えなくてはならない。 Water can be transported to the planned location and watered using waterways, irrigation equipment, artificial sprinklers or similar means. However, in order to achieve economically sufficient plant growth, this irrigated soil must store a predetermined amount of water for as long as possible.
水留保能力を改善するための一手段は、水の浸透が妨げられるように土壌自体を変更することである。DE 4325692に記載のように、このためには、撥水特性を有する人工土壌構造が作成されることができる。言及した出願の欠点は、ここで使用されるシリコーン変性された砂が酸性及びアルカリ性媒体中で十分な貯蔵安定性を有さず、その一方で、このフッ素化された物質で処理した砂はこのようなフッ素化化合物の生分解性が不足しているために環境上懸念がないわけではないことである。 One means to improve water retention capacity is to modify the soil itself so that water penetration is impeded. For this purpose, an artificial soil structure with water-repellent properties can be created, as described in DE 4325692. The disadvantage of the mentioned application is that the silicone-modified sand used here does not have sufficient storage stability in acidic and alkaline media, while sand treated with this fluorinated material does not The lack of environmental concerns due to the lack of biodegradability of such fluorinated compounds.
WO 0232213、US 6060557及びEP 1591476には、農業のために土壌に水留保層を備えるための有機ポリマー(特に架橋したアクリラート)の使用が記載されている。但し、このような層の砂マトリックスへの化学的結合が欠失し、並びに、有機ポリマー(B. Ranby, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 1989, 15, 237-247.)のUV安定性が不足しているために、一般的に、この処理の持続性は疑わしい。 WO 0232213, US 6060557 and EP 1591476 describe the use of organic polymers (especially cross-linked acrylates) to provide a water retention layer on soil for agriculture. However, this layer lacks chemical bonding to the sand matrix and lacks the UV stability of organic polymers (B. Ranby, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 1989, 15, 237-247.). In general, the persistence of this process is questionable.
JP 2000-023559には、アルキド樹脂又はシリコーンで処理した砂の製造及び使用が記載されている。多数の有機反応樹脂及び架橋剤、並びにSi含有出発材料が必要とされることが欠点である。加えて、有機樹脂で接着した砂土壌中で植物はもはや根をはることができず、したがって、植物成長が制限されている。ここに記載の砂は相応して「non−grass」土壌と呼ばれる。 JP 2000-023559 describes the production and use of sand treated with alkyd resins or silicones. The disadvantage is that a large number of organic reaction resins and crosslinkers and Si-containing starting materials are required. In addition, plants can no longer root in sand soils glued with organic resins, thus limiting plant growth. The sand described here is correspondingly referred to as “non-glass” soil.
WO 9841408には、蜜ろう含有剤で変性された砂の製造及び使用が記載されている。このように得られた材料の欠点は、蜜ろうにより引き起こされ、そして、モデリング目的には適するものの農業適用にはじゃまな接着性にある。 WO 9841408 describes the production and use of sand modified with beeswax-containing agents. The disadvantages of the material thus obtained are caused by beeswax and are inadequate adhesion for agricultural applications while being suitable for modeling purposes.
無論、土壌粒子を撥水性(以下、疎水性とも呼ぶ)に仕上げる手段も利用される。 Of course, means for finishing the soil particles to be water repellent (hereinafter also referred to as hydrophobic) is also used.
JP 07-048559には、シラン化した無機材料の製造が記載される。この欠点は、この記載の材料の製造に有機溶媒中のクロロシランの使用が必要であることである。 JP 07-048559 describes the production of silanized inorganic materials. The disadvantage is that the production of the described material requires the use of chlorosilane in an organic solvent.
JP 07-194286には、シラン化合物で処理された砂材料の製造及び使用が記載されている。この得られた砂は、雑草の成長の防止のために使用されることができる。この刊行物では、この処理された砂の作用が、この処理された砂がもはや水を蓄えることができず、これによって飛行種子が根付くことが妨げられることに基づくことを前提としている。記載の材料の欠点は、植物の成長が妨げられ、そして、有用植物の成長により好ましい条件が達成されないことにある。加えて、試験により必要な計量供給量が算出されなくてはならず、かつ、処理すべき砂の特性に基づいて定めることができない。 JP 07-194286 describes the production and use of sand materials treated with silane compounds. This resulting sand can be used for the prevention of weed growth. In this publication, it is assumed that the action of this treated sand is based on the fact that this treated sand can no longer store water, thereby preventing the flying seeds from taking root. The disadvantages of the described materials are that plant growth is hindered and favorable conditions are not achieved by growth of useful plants. In addition, the required metering quantity must be calculated by testing and cannot be determined based on the characteristics of the sand to be treated.
したがって、本発明の課題は、少量のシラン化剤の使用下で、容易に製造することができる、撥水性砂を提供することである。この課題は、独立請求項により解決され、以下詳細に説明される。 Accordingly, an object of the present invention is to provide water-repellent sand that can be easily produced using a small amount of silanizing agent. This problem is solved by the independent claims and is described in detail below.
意外なことに、水性Si含有化合物の少量の使用でもって砂を撥水性に仕上げることができ、その際、この必要量はこの砂粒子の平均粒径に依存することが見出された。 Surprisingly, it has been found that sand can be made water-repellent with the use of small amounts of aqueous Si-containing compounds, the required amount depending on the average particle size of the sand particles.
この砂粒子は、本発明により、適した疎水化剤で撥水性にされる。本発明による疎水化剤は、Si含有化合物、例えばシラン、シロキサン及び/又はシリコーンである。これらは以下シラン化剤と呼ばれる。このシラン化剤の水性エマルション又は水溶液は以下シラン化剤−エマルションと呼ばれる。 The sand particles are rendered water repellent with a suitable hydrophobizing agent according to the present invention. The hydrophobizing agents according to the invention are Si-containing compounds such as silanes, siloxanes and / or silicones. These are hereinafter referred to as silanizing agents. This aqueous emulsion or aqueous solution of silanizing agent is hereinafter referred to as silanizing agent-emulsion.
つまり、本発明の主題は、次の工程:
(a)砂を調製する工程、
(b)砂平均粒径>2000μmを有する粗含分を除去する工程、及び、引き続き、
(c)工程(b)により得られた砂のかさ密度、砂粒子の平均粒径及び内部表面積砂を測定する工程、及び、引き続き、
(d)工程(c)により得られた砂をシラン化剤−エマルションと一緒に混合装置中で、
0.19・10-2〜5.0・10-2(gシラン化剤)/(m2内部表面積砂)の量で、
回転数500rpm〜4000rpmで、
1〜10分間の間混合する工程、及び、引き続き、
(e)0.5〜2時間の間30〜90℃の温度で乾燥する工程
を含む疎水性砂の製造方法である。
That is, the subject of the present invention consists of the following steps:
(A) a step of preparing sand;
(B) removing the coarse content having an average sand particle size> 2000 μm, and subsequently
(C) the step of measuring the bulk density of the sand obtained by step (b), the average particle size of the sand particles and the internal surface area sand , and subsequently
(D) the sand obtained by step (c) together with the silanizing agent-emulsion in a mixing device,
0.19 · 10 −2 to 5.0 · 10 −2 (g silanizing agent) / (m 2 internal surface area sand )
At a rotational speed of 500 rpm to 4000 rpm,
Mixing for 1 to 10 minutes, and subsequently
(E) It is a manufacturing method of hydrophobic sand including the process of drying at the temperature of 30-90 degreeC for 0.5 to 2 hours.
砂としては全ての種類の砂、例えば珪砂、川砂若しくは海砂、飛砂(Flugsand)、又は岩粉が考慮されることができる。適した砂は、150μm〜2000μm、好ましくは200μm〜2000μm、特に好ましくは300μm〜1800μmの粒サイズを有することができる。 All types of sand can be considered as sand, such as quartz sand, river sand or sea sand, Flugsand, or rock dust. Suitable sand can have a particle size of 150 μm to 2000 μm, preferably 200 μm to 2000 μm, particularly preferably 300 μm to 1800 μm.
請求された方法によれば、これに応じて、シラン化剤が砂の撥水性仕上げのために使用される。このようなシラン化剤は、一般構造I
のアルキル置換されたシランを有することができる。
According to the claimed method, a silanizing agent is accordingly used for the water-repellent finish of sand. Such silanizing agents have the general structure I
Of alkyl-substituted silanes.
好ましい例は、基:
を有するものである。
Preferred examples are groups:
It is what has.
このようなシラン化剤は、さらに、理想化した一般構造II
シランオリゴマーの好ましい例は、基:
を有するものである。
Preferred examples of silane oligomers are groups:
It is what has.
最後に、このようなシラン化剤は、理想化された一般式III
このシラン化剤は本発明により水性エマルションとして又は水溶液として使用される。 This silanizing agent is used according to the invention as an aqueous emulsion or as an aqueous solution.
本発明により使用されるシラン化剤−エマルションは、シラン化剤含有量0.5〜99.9w%、好ましくは1〜99w%、特に好ましくは2.5〜99w%、特にとりわけ好ましくは5〜80w%を有する。w%の単位は、この処方物の全質量に対する。 The silanizing agent-emulsion used according to the invention has a silanizing agent content of 0.5 to 99.9 w%, preferably 1 to 99 w%, particularly preferably 2.5 to 99 w%, particularly particularly preferably 5 to 5 w. 80% by weight. Units in w% are based on the total mass of the formulation.
本発明によるシラン化剤−エマルションが水性エマルションとして付加的に少なくとも1の乳化剤を含むことが好ましくあることができ、これは好ましくはC8〜C18−アルキルを有するアルキルスルフェート、C8〜C18−アルキルを疎水性基中有に有し、かつ、1〜40個のエチレンオキシド(EO)−又はプロピレンオキシド(PO)−単位を有するアルキル−及びアルカリールエーテルスルフェート、C8〜C18−アルキルを有するアルキルスルホナート、C8〜C18−アルキルを有するアルカリールスルホナートであり、及び、スルホンコハク酸と炭素原子5〜15個を有する一価アルコール又はアルキルフェノールとの半エステル、次のもののアルカリ−及びアンモニウム塩;8〜20個の炭素原子をアルキル−、アリール−、アルカリール−又はアラルキル基中に有するカルボン酸、有機基中に8〜20個の炭素原子を有するアルキル−及びアルカリールホスフェート、アルキル−又はアルカリール基中に8〜20個の炭素原子を有し、かつ1〜40個のEO単位を有するアルキルエーテル−又はアルカリールエーテルホスフェート、8〜40個のEO単位を有し、かつ、アルキル−又はアリール基中にC8〜C20−炭素原子を有するアルキルポリグリコールエーテル及びアルカリールポリグリコールエーテル、8〜40個のEO−又はPO−単位を有するエチレンオキシド/プロピレンオキシド(EO/PO)−ブロックコポリマー、C8〜C22−アルキル基を有するアルキルアミンとエチレンオキシド又はプロピレンオキシドの付加生成物、線状又は分枝鎖状の飽和又は不飽和C8〜C24−アルキル基を有し、かつ1〜10個のヘキソース−又はペントース単位を有するオリゴグリコシド基を有するアルキルポリグリコシド、ケイ素官能性界面活性剤、又はこれらの乳化剤の混合物の系列から選択されている。 It may be preferred that the silanizing agent emulsion according to the invention additionally comprises at least one emulsifier as an aqueous emulsion, which is preferably an alkyl sulfate with C 8 -C 18 -alkyl, C 8 -C 18 - alkyl a has a hydrophobic group Chuu, and 1 to 40 ethylene oxide (EO) - or propylene oxide (PO) - alkyl having units - and alkaryl ether sulfates, C 8 -C 18 - Alkyl sulfonates with alkyl, alkaryl sulfonates with C 8 -C 18 -alkyl, and half esters of sulfosuccinic acid with monohydric alcohols with 5 to 15 carbon atoms or alkylphenols, Alkali- and ammonium salts; 8-20 carbon atoms alkyl-, aryl- A carboxylic acid in the alkaryl- or aralkyl group, an alkyl- and alkaryl phosphate having 8-20 carbon atoms in the organic group, an 8-20 carbon atom in the alkyl- or alkaryl group. And an alkyl ether or alkaryl ether phosphate having 1 to 40 EO units, 8 to 40 EO units, and a C 8 to C 20 carbon atom in the alkyl or aryl group. alkyl polyglycol ethers and alkaryl polyglycol ethers having, ethylene oxide / propylene oxide having 8 to 40 amino EO- or PO- units (EO / PO) - block copolymers, C 8 -C 22 - alkyl amine having an alkyl group And ethylene oxide or propylene oxide addition products, linear or branched Saturated or unsaturated C 8 -C 24 - having an alkyl group, and 1-10 hexose - alkylpolyglycosides having or oligoglycoside radical having a pentose units, silicon-functional surfactants or these emulsifiers Is selected from a series of mixtures.
乳化剤含有量はこのような本発明により使用される組成物中で好ましくは、エマルションの全質量に対して0.01〜5質量%である。 The emulsifier content is preferably 0.01 to 5% by weight relative to the total weight of the emulsion in the composition used according to the invention.
さらに、本発明により使用されるシラン化剤−エマルションは少なくとも1の加水分解−又は縮合触媒であって次の系列からのもの:錯体化合物、例えばハロゲン化物、酸化物、水酸化物、イミド、アルコラート、アミド、チオラート、カルボキシラート及び/又はこれら置換基の組み合わせであって元素の周期表(PSE)第3及び第4主族の並びにPSEの副族II、III、IV、V、VI、VII及びVIIIa、VIIIb及びVIIIcの元素のもの、特にチタナート又はジルコナート、例えば、テトラ−n−ブチルオルトチタナート又はテトラ−n−プロピルオルトジルコナートを含む。さらに、酸化物、水酸化物、ヒドロゲンホスフェート、ヒドロゲンスルフェート、スルフィド、ヒドロゲンスルフィド、カーボナート又はヒドロゲンカーボナートであってPSEの第1及び第2主族のもの及び/又はアルコラート、好ましくはナトリウムメタノラート又はナトリウムエタノラート及び/又はアミノアルコール、好ましくは2−アミノエタノール又は2−(N,N−ジメチル)アミノエタノールが使用されることができる。 Furthermore, the silanizing agent-emulsion used according to the invention is at least one hydrolysis- or condensation catalyst from the following series: complex compounds such as halides, oxides, hydroxides, imides, alcoholates Amides, thiolates, carboxylates and / or combinations of these substituents of the Periodic Table of Elements (PSE) 3rd and 4th main groups and subgroups of PSE II, III, IV, V, VI, VII and Of the elements of VIIIa, VIIIb and VIIIc, in particular titanate or zirconate, for example tetra-n-butyl orthotitanate or tetra-n-propyl orthozirconate. Furthermore, oxides, hydroxides, hydrogen phosphates, hydrogen sulfates, sulfides, hydrogen sulfides, carbonates or hydrogen carbonates of the first and second main groups of PSE and / or alcoholates, preferably Sodium methanolate or sodium ethanolate and / or amino alcohols, preferably 2-aminoethanol or 2- (N, N-dimethyl) aminoethanol can be used.
最後にカルボン酸、例えばギ酸、酢酸又はプロピオン酸並びに鉱酸、例えば塩酸又はリン酸が使用されることができる。 Finally, carboxylic acids such as formic acid, acetic acid or propionic acid and mineral acids such as hydrochloric acid or phosphoric acid can be used.
さらに、本発明により使用されるシラン化剤−エマルションは好ましくはさらに、無機酸又は有機酸、緩衝物質、殺菌剤、殺細菌剤、殺藻剤、殺微生物剤、匂い物質、腐食防止剤、保存剤、レオロジー助剤から選択された通常の助剤を含むことができる。 Furthermore, the silanizing agent-emulsion used according to the present invention is preferably further supplemented with inorganic or organic acids, buffer substances, bactericides, bactericides, algicides, microbicides, odor substances, corrosion inhibitors, storage. Conventional aids selected from agents and rheology aids can be included.
本発明により使用されるシラン化剤−エマルションは好ましくはその使用前に更に水で希釈されることができる。この場合に、原則的には全ての種類の水、例えば脱イオン水、飲料水、廃水又は海水が適する。本発明により使用可能な希釈は、1部のシラン化剤−エマルション及び0〜99部の水、好ましくは1部のシラン化剤−エマルション及び0.1〜49部の水、特にとりわけ好ましくは1部のシラン化剤−エマルション及び1〜9部の水を含む。 The silanizing agent-emulsion used according to the invention can preferably be further diluted with water before its use. In this case, all types of water are suitable in principle, for example deionized water, drinking water, waste water or sea water. The dilutions that can be used according to the invention are 1 part silanizing agent-emulsion and 0-99 parts water, preferably 1 part silanizing agent-emulsion and 0.1-49 parts water, particularly preferably 1 Part of silanizing agent-emulsion and 1 to 9 parts of water.
本発明の方法の工程(b)においては、砂平均粒径>2000μmを有する粗含分を取り除くため、処理すべき砂はまず篩分される。 In step (b) of the process according to the invention, the sand to be treated is first sieved in order to remove the coarse content having an average sand particle size> 2000 μm.
この砂の粒サイズは、砂の風簸(Windsichten)、分級、篩分又はこれら方法の組み合わせにより区別されることができる。 The grain size of the sand can be distinguished by sand windsten, classification, sieving or a combination of these methods.
引き続き工程(c)において当業者に知られている方式でこの砂粒子のかさ密度及び平均粒径が測定される。本発明の方法においてはシラン化剤−エマルションが0.19・10-2〜5.0・10-2(gシラン化剤)/(m2内部表面積砂)の量で使用される。 Subsequently, the bulk density and the average particle size of the sand particles are measured in a manner known to those skilled in the art in step (c). In the method of the present invention, the silanizing agent-emulsion is used in an amount of 0.19 · 10 −2 to 5.0 · 10 −2 (g silanizing agent) / (m 2 internal surface area sand ).
「内部表面積砂」との概念には、この箇所及び以下においては、この砂の使用体積と砂粒子の平均体積からの商を、0.74及びこの砂粒子の平均表面積で乗したものが理解される。砂粒子の平均体積及び平均表面積は同様に当業者に知られている方式で、近似的に球状の砂粒子を想定して決定される。これによって、この内部表面積砂は、この砂の砂平均粒径及びかさ密度から、及び、個々の砂粒子の体積及び表面積を介して算出されることができる。 The concept of “internal surface area sand ” is understood here and below as the quotient of the volume of sand used and the average volume of sand particles multiplied by 0.74 and the average surface area of the sand particles. Is done. The average volume and surface area of the sand particles are determined in the same manner as is known to those skilled in the art, assuming approximately spherical sand particles. Thereby, the internal surface area sand can be calculated from the sand average particle size and bulk density of the sand and via the volume and surface area of the individual sand particles.
本発明の方法の工程(d)においては、工程(c)により得られた砂をシラン化剤−エマルションと、0.19・10-2〜5.0・10-2(gシラン化剤)/(m2内部表面積砂)の量で500pm〜4000rpmの回転数で1〜10分間の期間の間に混合される。 In step (d) of the method of the present invention, the sand obtained in step (c) is converted into a silanizing agent-emulsion and 0.19 · 10 −2 to 5.0 · 10 −2 (g silanizing agent). / (M 2 internal surface area sand ) in an amount of 500 pm to 4000 rpm and mixed for a period of 1 to 10 minutes.
本発明の方法において好ましくは0.5・10-2〜3.5・10-2、特に好ましくは1.0・10-2〜3.0・10-2(gシラン化剤)/(m2内部表面積砂)が使用されることができる。 In the method of the present invention, preferably 0.5 · 10 −2 to 3.5 · 10 −2 , particularly preferably 1.0 · 10 −2 to 3.0 · 10 −2 (g silanizing agent) / (m 2 internal surface area sand ) can be used.
この処理すべき砂は工程(d)において回転数500rpm〜4000rpmでシラン化剤−エマルションと適した混合装置中で混合される。これは、この回転数で1〜10分間の期間の間に混合される。 The sand to be treated is mixed in step (d) with a silanizing agent-emulsion in a suitable mixing device at a rotational speed of 500 rpm to 4000 rpm. This is mixed for a period of 1 to 10 minutes at this speed.
混合装置として、内部混合機、例えばLoedige混合機、コーンミキサー、撹拌槽、ニーダー、ミキサー(単に例示を挙げたに過ぎない)が使用されることができる。適した混合装置は好ましくは、この混合過程の間に砂粒子がより小さい粒子に破砕しないようなものである。好ましくは、砂及びシラン化剤−エマルションから構成される組成物へのエネルギー導入が化学的変換も、物理的変換も砂粒子の体積中に引き起こさない混合装置を選択すべきである。 As a mixing device, an internal mixer, such as a Loedige mixer, a corn mixer, a stirring tank, a kneader, a mixer (only examples are given) can be used. A suitable mixing device is preferably such that the sand particles do not break into smaller particles during this mixing process. Preferably, a mixing device should be selected in which the introduction of energy into the composition composed of sand and silanizing agent-emulsion does not cause chemical or physical conversion in the volume of sand particles.
さらに、回転数を1〜10分の期間t1後に1.5〜4倍だけ高め、そして、このようにして達成された回転数を0.5〜120分の期間t2の間維持することが好ましいことができる。 Furthermore, it is preferable to increase the rotational speed by 1.5 to 4 times after a period t1 of 1 to 10 minutes and maintain the rotational speed thus achieved for a period t2 of 0.5 to 120 minutes. be able to.
このようなやり方は、本発明により使用されるシラン化剤−エマルションが、砂と又は砂粒子の表面と完全に反応し、これによって、この砂の疎水性の持続性が高められるという利点を有する。 Such an approach has the advantage that the silanizing agent-emulsion used according to the invention reacts completely with the sand or the surface of the sand particles, thereby increasing the hydrophobic persistence of the sand. .
工程(d)により得られた砂は、引き続き、本発明の方法の工程(e)において、0.5〜2hの間温度30〜90℃、好ましくは40〜80℃で乾燥される。この場合に、この熱供給は、炉、熱ランプによって又は太陽光照射によっても実現されることができる。 The sand obtained by step (d) is subsequently dried at a temperature of 30-90 ° C., preferably 40-80 ° C. for 0.5-2 h in step (e) of the process of the invention. In this case, this heat supply can also be realized by means of a furnace, a heat lamp or by sunlight irradiation.
特に、太陽光照射による乾燥のための手段は、特に砂漠の領域において、エネルギー節約に関する実質的な適用において大きな利点を提供する。
好ましくは工程(d)により得られた砂は、工程(a)〜(d)により処理された砂粒子の可能な限り多くの量を同じ時間でこの太陽光照射に供するために、広域表面で分散されることができる。
この選択肢によって、本発明による方法は特に経済的であり、この両方の選択肢を一緒に考慮すると最も経済的に実施可能である。
In particular, the means for drying by solar radiation offer great advantages in substantial applications for energy savings, especially in desert areas.
Preferably, the sand obtained by step (d) is applied on a large area surface in order to subject this solar irradiation to as much as possible the amount of sand particles treated by steps (a) to (d) at the same time. Can be distributed.
With this option, the method according to the invention is particularly economical and is most economically feasible when both options are considered together.
請求される方法の利点は、砂粒子とシラン化剤との、知られている必要な計量供給量での緊密な混合にある。この本発明の方法により、この砂が最大限の撥水作用を最小限に使用すべき量のシラン化剤で得ることが確実にされる。 The advantage of the claimed method lies in the intimate mixing of the sand particles and silanizing agent with known required metering. This method of the present invention ensures that the sand is obtained with the amount of silanizing agent to be used with minimal water repellency.
したがって、本発明の主題は、同様に、本発明の方法により得られる疎水性砂である。 The subject of the invention is therefore likewise the hydrophobic sand obtained by the process of the invention.
同様に、本発明の主題は、水の浸透が減少しているか又は起こらない疎水性砂である。 Similarly, the subject of the present invention is hydrophobic sand with reduced or no water penetration.
最後に、本発明の主題は、土壌構造における、並びに、景観造形の際の、園芸における、土壌層のエロージョン保護における、土壌水の蒸発防止手段としての、有用−及び/又は観賞用植物の灌水のための水の浸透に対する防止層としての、農業における、本発明による疎水性砂の使用でもある。 Finally, the subject of the present invention is a useful-and / or ornamental plant irrigation as a means to prevent soil water evaporation in soil structure and in horticulture during landscape shaping, in erosion protection of soil layers It is also the use of the hydrophobic sand according to the invention in agriculture as a barrier against water penetration for.
本発明の使用に関する利点は、本発明により処理され、かつ乾燥された疎水性砂が、このために予定される表面の全てにまかれ、かつ容易に同程度に分散されることである。まず、処理すべき表面の1又は複数の層を撤去し、次いで撥水性砂をまくことも、可能であり、かつ多くの場合には有用であり得る。最後に、このまかれる、処理された砂を1又は複数の土壌層で再度覆うことも好ましくできる。このようにして、好ましくは、風又は水によるこの処理された砂のエロージョンを回避することができる。 An advantage with respect to the use of the invention is that the hydrophobic sand treated and dried according to the invention is spread over all of the surfaces intended for this purpose and is easily dispersed to the same extent. It is also possible and may be useful in many cases to first remove one or more layers of the surface to be treated and then sew water repellent sand. Finally, it can also be preferred to re-cover the treated sand that has been sowed with one or more soil layers. In this way, preferably erosion of this treated sand by wind or water can be avoided.
以下に、本発明は実施例に基づき詳説される。 Below, the present invention will be described in detail based on examples.
実施例1:
珪砂H 32(CAS:14808−60−7、平均粒サイズ:0.32mm、DIN EN 1097−3に応じたかさ密度:1.515g/cm3)をLoedige混合機中で、エトキシ置換したプロピルシロキサン(平均モル質量500〜900g/mol、シロキサン含分約50%、以下Eと呼ぶ)の希釈した水性エマルションで処理した。
このために珪砂2.5kgをLoedige混合機中に装入した。
この水性エマルションEを1部のE:9部の水の比で希釈し、その際、シラン化剤−エマルションが得られた。6.6mlのこの希釈したエマルションを、引き続きピペットで滴加した。10分間1575rpmで混合し、次に5分間2800rpmで混合した。このようにして処理された珪砂を引き続き2時間80℃で乾燥させた。引き続き以下に記載の水沈下試験を実施した。
Example 1:
Silica sand H 32 (CAS: 14808-60-7, average grain size: 0.32 mm, bulk density according to DIN EN 1097-3: 1.515 g / cm 3 ) ethoxy-substituted propylsiloxane in a Loedige mixer It was treated with a diluted aqueous emulsion (average molar mass 500-900 g / mol, siloxane content about 50%, hereinafter referred to as E).
For this purpose, 2.5 kg of silica sand was charged into the Loedige mixer.
This aqueous emulsion E was diluted with a ratio of 1 part E: 9 parts water, whereby a silanizing agent-emulsion was obtained. 6.6 ml of this diluted emulsion was subsequently added dropwise with a pipette. Mix at 1575 rpm for 10 minutes, then mix at 2800 rpm for 5 minutes. The silica sand thus treated was subsequently dried at 80 ° C. for 2 hours. Subsequently, the water settlement test described below was conducted.
実施例2:
実施例1と同様にしたが、シラン化剤−エマルションを、Eをより高い濃度(1部のE:4部の水)で使用することにより得た。この疎水化の作用を、以下に記載のように、水沈下試験により検証した。
Example 2:
As in Example 1, but the silanizing agent-emulsion was obtained by using E at a higher concentration (1 part E: 4 parts water). This hydrophobizing action was verified by a water subsidence test as described below.
比較例:
微細砂(ドバイからの砂漠の砂、平均粒サイズ:100μm、かさ密度:1.541g/cm3)を、Loedige混合機中でEで処理した。
このために1.5kgの微細砂をLoedige混合機中に装入し、3.82gのシラン化剤−エマルション(1部のEを9部の水で希釈して得たもの)を添加した。
10分間1575rpmで混合した。このようにして処理した微細砂を引き続き2時間80℃で乾燥させた。
この疎水化の作用を、以下に記載のように、水沈下試験により検証した。このように処理した砂はこの文脈においては疎水性でない。
Comparative example:
Fine sand (desert sand from Dubai, average grain size: 100 μm, bulk density: 1.541 g / cm 3 ) was treated with E in a Loedige mixer.
To this end, 1.5 kg of fine sand was charged into a Loedige mixer and 3.82 g of silanizing agent-emulsion (obtained by diluting 1 part E with 9 parts water) was added.
Mix for 10 minutes at 1575 rpm. The fine sand thus treated was subsequently dried at 80 ° C. for 2 hours.
This hydrophobizing action was verified by a water subsidence test as described below. Sand treated in this way is not hydrophobic in this context.
実施例3:
比較例と同様に実施したが、本発明により200gの微細砂を2.11gのシラン化剤−エマルション(1部のEを9部の水で希釈したEから得たもの)で処理し、引き続き、水沈下試験を実施した。
Example 3:
Performed as in the comparative example, but according to the invention, 200 g of fine sand was treated with 2.11 g of silanizing agent-emulsion (obtained from E diluted with 9 parts of water with 1 part of E) and subsequently A water settlement test was conducted.
実施例4:
比較例と同様に実施したが、本発明により1000gの粗性砂(ドバイからの砂漠の砂、平均粒サイズ:500μm、かさ密度:1.64g/cm3)を2.48gのシラン化剤−エマルション(1部のEを9部の水で希釈したEから得たもの)で処理し、引き続き、水沈下試験を実施した。
Example 4:
According to the present invention, 1000 g of rough sand (desert sand from Dubai, average grain size: 500 μm, bulk density: 1.64 g / cm 3 ) was added to 2.48 g of silanizing agent according to the present invention. Treatment with an emulsion (obtained from E diluted with 9 parts of water with 1 part of E) followed by a water settlement test.
水沈下試験
砂をアルミニウムカップ中に約1cmの高さで充填し、手でかるく固めて押し、このようにして、砂は水平に伸びる表面を有する。次に、この表面上の2箇所で蒸留水の水滴2つを5mmの液滴直径でもってピペットを用いてまく。この水滴は少なくとも液滴直径の間隔を有する。この試験配置を周囲条件(20℃、1013hPa)下で開放系で放置し、この液滴を数時間の期間にわたり観察した。両方の液滴がそれぞれこの砂中に完全に沈下するまでに経過する期間を測定した。この期間からは算術的平均値が形成され、これは以下滞留時間と呼ばれる。
Water subsidence test Sand is filled into an aluminum cup at a height of about 1 cm, hardened and pressed by hand, and thus the sand has a horizontally extending surface. Next, two drops of distilled water are sprinkled on the surface with a pipette with a drop diameter of 5 mm. The water droplets have at least a droplet diameter interval. The test arrangement was left in an open system under ambient conditions (20 ° C., 1013 hPa) and the droplets were observed over a period of several hours. The period of time that elapses before both droplets each subsided completely in the sand was measured. From this period an arithmetic average value is formed, which is hereinafter referred to as residence time.
以下第1表はこの結果の概要を示す。
第1表及び実施例1、2、3及び4からの結果は、各粒径の砂は本発明によるシラン化剤−エマルションで撥水性に仕上げられることができるという結論が導かれる。このためには、本発明により0.19・10-2〜3.0・10-2gのシラン化剤が内部表面積砂1m2あたり使用される。 The results from Table 1 and Examples 1, 2, 3 and 4 lead to the conclusion that each particle size sand can be made water repellent with a silanizing agent-emulsion according to the present invention. To this end, according to the invention, 0.19 · 10 −2 to 3.0 · 10 −2 g of silanizing agent is used per 1 m 2 of internal surface area sand .
Claims (12)
(a)砂を調製する工程、
(b)砂平均粒径>2000μmを有する粗含分を除去する工程、及び、引き続き、
(c)工程(b)により得られた砂のかさ密度、砂粒子の平均粒径及び内部表面積砂を測定する工程、及び、引き続き、
(d)工程(c)により得られた砂をシラン化剤−エマルションと一緒に混合装置中で、
0.19・10-2〜5.0・10-2(gシラン化剤)/(m2内部表面積砂)の量で、
回転数500rpm〜4000rpmで、
1〜10分間の間混合する工程、及び、引き続き、
(e)0.5〜2時間の間30〜90℃の温度で乾燥する工程
を含む疎水性砂の製造方法。 Next step:
(A) a step of preparing sand;
(B) removing the coarse content having an average sand particle size> 2000 μm, and subsequently
(C) the step of measuring the bulk density of the sand obtained by step (b), the average particle size of the sand particles and the internal surface area sand , and subsequently
(D) the sand obtained by step (c) together with the silanizing agent-emulsion in a mixing device,
0.19 · 10 −2 to 5.0 · 10 −2 (g silanizing agent) / (m 2 internal surface area sand )
At a rotational speed of 500 rpm to 4000 rpm,
Mixing for 1 to 10 minutes, and subsequently
(E) The manufacturing method of hydrophobic sand including the process of drying at the temperature of 30-90 degreeC for 0.5 to 2 hours.
1<t1<10分、及び
0.5<t2<120分、及び
500rpm≦D1<D2≦4000rpm
であることを特徴とする請求項5又は6記載の方法。 In the step (d), first, mixing is carried out at the rotational speed D1 during the time 1 to t1, and subsequently at the rotational speed D2 during the time t2,
1 <t1 <10 minutes, and 0.5 <t2 <120 minutes, and 500 rpm ≦ D1 <D2 ≦ 4000 rpm
The method according to claim 5 or 6, wherein:
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