PL203334B1 - Sposób wytwarzania sadzy kulkowej, sadza kulkowa i zastosowanie sadzy kulkowej - Google Patents

Sposób wytwarzania sadzy kulkowej, sadza kulkowa i zastosowanie sadzy kulkowej

Info

Publication number
PL203334B1
PL203334B1 PL351156A PL35115601A PL203334B1 PL 203334 B1 PL203334 B1 PL 203334B1 PL 351156 A PL351156 A PL 351156A PL 35115601 A PL35115601 A PL 35115601A PL 203334 B1 PL203334 B1 PL 203334B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
carbon black
ball
oil
bead
additive
Prior art date
Application number
PL351156A
Other languages
English (en)
Other versions
PL351156A1 (en
Inventor
Karin Otto
Heinz Zoch
Jan Kopietz
Original Assignee
Degussa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Degussa filed Critical Degussa
Publication of PL351156A1 publication Critical patent/PL351156A1/xx
Publication of PL203334B1 publication Critical patent/PL203334B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/08Ingredients agglomerated by treatment with a binding agent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44Carbon
    • C09C1/48Carbon black
    • C09C1/56Treatment of carbon black ; Purification
    • C09C1/58Agglomerating, pelleting, or the like by wet methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12Surface area
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/19Oil-absorption capacity, e.g. DBP values

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Adornments (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania sadzy kulkowej, sadza kulkowa i zastosowanie sadzy kulkowej.
Przy przetwarzaniu sadzy przemysłowych stosuje się korzystnie produkty granulowane, które zwane są często sadzą kulkową. Do tworzenia kulek sadzy w dużej skali technicznej stosuje się dwa różne sposoby: mokre wytwarzanie kulek w maszynie kulkującej, z następującym potem suszeniem tych kulek i suche wytwarzanie kulek w bębnie kulkującym. Oba sposoby mają wyraźnie odmienne parametry procesowe, które wiążą się ściśle z procesami fizycznymi danej aglomeracji i z własnościami powstałych kulek, (Ullmanns - Encyklopedia chemii technicznej, 4. wydanie, tom 14, strona
639-640 (1977)).
Z europejskiego opisu patentowego 0 924 268 znana jest sadza kulkowa, zawierająca przynajmniej jeden naturalny i/lub syntetyczny wosk, uzyskiwana przez tworzenie kulek z sadzy wyjściowej w postaci proszku, przy czym zawartość wosków w sadzy kulkowej wynosi 1 do mniej niż 10%, w odniesieniu do ciężaru całkowitego sadzy kulkowej, zaś twardość poszczególnych kulek sadzy kulkowej jest większa niż 0,15 N.
Wadą znanych sadzy kulkowych jest zła dyspergowalność przy określonej twardości kulek.
Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania sadzy kulkowej o ulepszonej dyspergowalności, odporności na szorowanie, właściwościach przepływowych, trwałości podczas transportu oraz zastosowanie sadzy kulkowej o właściwościach według wynalazku.
Sadza kulkowa, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera przynajmniej jeden naturalny lub syntetyczny wosk jako kulkowy dodatek modyfikujący i przynajmniej jeden olej syntetyczny, przy czym zawartość kulkowego dodatku modyfikującego wynosi 0,1 do mniej niż 10% wag., zaś zawartość oleju wynosi 1 do 12% wag. w odniesieniu do jej całkowitego ciężaru.
Korzystnie, sadza wyjściowa ma adsorpcję DBP między 40 a 250 ml/100 g i powierzchnię azotu od 5 do 500 m2/g.
Kulkowe dodatki modyfikujące stanowią mieszaniny wosków albo mieszaniny wosków i żywic.
Korzystnie, oleje syntetyczne stanowią oleje mineralne.
Sposób wytwarzania sadzy kulkowej, w którym miesza się sadzę proszkową i mieszaninę oleju i kulkowego dodatku modyfikującego, przy czym stosuje się maszynę kulkującą z wałem kolczastym, mającą obszar wlotowy, obszar mieszania oraz obszar granulowania i obszar wylotowy, w której doprowadza się sadzę proszkową do obszaru wlotowego maszyny kulkującej i odbieranie sadzy w sposób ciągły z wylotu maszyny kulkującej, rozpyla się mieszaninę oleju i kulkowego dodatku modyfikującego przed maszyną kulkującą lub w początkowej jednej trzeciej długości maszyny kulkującej, na proszkową jeszcze sadzę wyjściową, według wynalazku charakteryzuje się tym, że mieszaninę oleju i kulkowego dodatku modyfikującego rozpyla się za pomocą 1 do 6 dysz ponad proszkową jeszcze sadzą wyjściową, przy czym dysze umieszczone są w jednej płaszczyźnie prostopadłej do osi wału kolczastego.
Czas przebywania sadzy w mieszaninie kulkującej nastawia się na wartość między 20 a 600 sek.
Korzystnie, w sposobie według wynalazku do sadzy proszkowej domieszywa się do 60% sadzy kulkowej tego samego rodzaju sadzy, jako materiał zarodkowy.
Sadzę proszkową przed granulacją zagęszcza się wstępnie do gęstości nasypowej od 150 do 350 g/l.
Zastosowanie sadzy kulkowej jako wypełniacz i/lub pigment w wyrobach z gumy i tworzywa sztucznego oraz jako pigment do wytwarzania farb drukarskich.
Zastosowanie sadzy kulkowej do polepszenia odporności na szorowanie farb drukarskich.
Zawartość kulkowego dodatku modyfikującego wynosi 0,1 do mniej niż 10% wag., korzystnie 1 do 5% wag., zaś zawartość oleju wynosi 1 do 12% wag., korzystnie 4 do 8% wag., w odniesieniu do jej ciężaru całkowitego. Twardość poszczególnych kulek frakcji kulek 0,5 mm - 0,71 mm może być większa niż 2 g.
Kulkowy dodatek modyfikujący może być rozpuszczalny w olejach. Kulkowymi dodatkami modyfikującymi stosowanymi przy wytwarzaniu sadzy mogą być zarówno naturalne, jak i syntetyczne woski. Dobry przegląd wosków nadających się do stosowania według wynalazku podaje Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, t. A28, str. 103 do 163, z 1996r., Karsten, Lackrohstoff-Tabellen, 9. wydanie, Wydawnictwo Vinzenz, rozdział 33, strony 558-569 (1992), Rompp Lexikon „Lacke und Druckfarben”, Wydawnictwo Georg Thieme, strony 157-162 (1998) i „The Printing Ink Manual”, 4. wyd., VNR International, rozdział 4, sekcja VII „Waxes”, strony 249-257 (1988). Korzystnie można stosować takie
PL 203 334 B1 woski, które są zwyczajowo stosowane do wytwarzania gotowych produktów, w które wprowadza się sadzę kulkową. Sposób pozwala na jednorodne rozprowadzenie również mniejszych ilości wosku i zatem na lepsze działanie w porównaniu do zastosowania jednakowych ilości czystego wosku. Udział wosku wprowadzanego przez sadzę kulkową do gotowego produktu może być zazwyczaj utrzymywany jako mniejszy ze względu na jego jednorodne rozmieszczenie na powierzchni sadzy, co uwarunkowane jest rozcieńczeniem olejem kulkowym, niż byłoby to możliwe przy konwencjonalnej obróbce. Tak więc sadza kulkowa minimalnie ogranicza swobodę doboru zawartości wosku w gotowym produkcie. Korzystnie, jako wosk można stosować wosk parafinowy albo mieszaninę rafinowanych wosków KW.
Ponadto, jako kulkowe dodatki modyfikując stosować można żywice, korzystnie roztwory bitumiczne. Przegląd żywic nadających się do stosowania według wynalazku podaje Karsten, Lackrohstoff-Tabellen, 9. wydanie, Wydawnictwo Vinzentz, rozdział 1-32, strony 55-558 (1992), Rompp Lexikon „Lacke und Druckfarnben”, Wydawnictwo Georg Thieme, strony 157-162 (1998) i „The Printing Ink Manual”, 4. wyd., VNR International, rozdział 4, sekcja IV „Resins”, strony 192-224 (1988) i Printing Materials: Science and Technology, Bob Thompson Pira International, Vehicles, Oils, Resins, strony 338-340 (1998).
Ponadto jako kulkowe dodatki modyfikujące stosować można mieszaniny wosków, mieszaniny żywic i mieszaniny wosków i żywic.
Jako olej syntetyczny stosować można olej mineralny, korzystnie olej naftenowy. Przegląd olei nadających się do stosowania według wynalazku, podaje Karsten, Lackrohstoff-Tabellen, 9. wydanie, Wydawnictwo Vinzentz, rozdział 37, strony 601-620 (1992), Rompp Lexikon „Lacke und Druckfarnben”, Wydawnictwo Georg Thieme, strony 157-162 (1998), „The Printing Ink Manual”, 4. wyd., VNR International, rozdział 4, sekcja III „Oils”, strony 188-191 (1988) i sekcja V „Solvents”, strony 225-243 i Printing Materials: Science and Technology, Bob Thompson Pira International, Vehicles, Oils, Resins, strony 342 (1998).
Całkowita twardość kulek sadzy kulkowej według wynalazku może być większa niż 6 kg, korzystnie większa niż 7 kg. Wytrzymałość kulek frakcji kulek 0,5 mm - 0,71 mm może być większa niż 70 KPa, korzystnie większa niż 80 KPa. Wytrzymałość kulek frakcji kulek 0,71 mm - 1,00 mm może być większa niż 60 KPa, korzystnie większa niż 68 KPa. Średnia wartość twardości poszczególnych kulek frakcji kulek 0,71 mm - 1,00 mm może być większa niż 3 g.
Jako sadzę wyjściową stosować można sadzę płomieniową, sadzę kenelską, sadzę gazową albo sadzę piecową. Korzystnie, stosować można sadze wyjściowe o adsorpcji DBP między 40 a 250 ml/-100 g i powierzchni azotu wynoszącej od 5 do 500 m2/g. Szczególnie korzystnie, jako sadze wyjściowe można stosować Corax N 330, Printex 3, Printex 30, Printex 300 i Printex 35 firmy Degussa-Hiils.
Mieszanie w sposobie według wynalazku przeprowadza się w maszynie kulkującej, można także zastosować mieszalnik pracujący w sposób ciągły lub przerywany albo młyn, na przykład młyn powietrzny strumieniowy albo młyn młotkowy.
Maszyna kulkująca może być ogrzewana (zgodnie z wynalazkiem stosować można urządzenie według opisu DE 196 23 198.)
Do wytwarzania sadzy kulkowej według wynalazku można tak nastawić prędkość obrotową wału kolczastego, że prędkość obwodowa ostrzy kolcy przyjmuje wartości między 1 a 30 m/s. Średni czas przebywania sadzy w maszynie kulkującej nastawia się na wartość wynoszącą między 20 a 600 sek., korzystnie między 20 a 180 sek.
Rodzaj dodatku mieszaniny oleju i kulkowego dodatku modyfikującego ma duży wpływ na jakość gotowej sadzy kulkowej. Żądaną twardość kulek o zawartości sadzy kulkowej mniejszej niż 10% wag. kulkowego dodatku modyfikującego można otrzymać wtedy, gdy mieszaninę oleju i kulkowego dodatku modyfikującego rozpyla się ponad proszkową sadzą wyjściową w postaci bardzo drobnych kropelek o średniej wielkości mniejszej niż 50 μm.
W celu rozpylenia mieszaniny oleju i kulkowego dodatku modyfikującego ogrzewa się ją najpierw do temperatury, wynoszącej między temperaturą topnienia a temperaturą rozkładu kulkowego dodatku modyfikującego, roztapia się ją a następnie doprowadza się do dyszy rozpylającej. Jako nadające się do celów wynalazku okazało się rozpylanie mieszaniny oleju i kulkowego dodatku modyfikującego za pomocą rozpyłowej dyszy pneumatycznej. Wskutek rozpylania mieszaniny oleju i kulkowego dodatku modyfikującego przy zastosowaniu sprężonego powietrza o wartości 6105Pa można uzyskać średnie wielkości kropelek wynoszące około 20 μm. Ponadto rozpylanie można przeprowadzać za pomocą rozpylania ciśnieniowego.
PL 203 334 B1
Oprócz rodzaju rozpylania mieszaniny oleju i kulkowego dodatku modyfikującego, na jakość tworzącej się sadzy kulkowej ma również istotny wpływ miejsce rozpylania. Maszyna kulkująca stosowana według wynalazku składa się z leżąco usytuowanej nieruchomej rury (stator) z obracającym się w niej kolczastym wałem (rotor). Maszyna kulkująca posiada obszar wlotowy, do którego doprowadza się proszkową sadzę wyjściową. W obszarze tym znajduje się przenośnik ślimakowy, który doprowadzanej sadzy nadaje składową ruchu w kierunku osiowym. Do obszaru wlotowego przylega właściwy obszar mieszania i granulacji, w którym sadzę najpierw pokrywa się mieszaniną oleju i kulkowego dodatku modyfikującego i aglomeruje się w zależności od parametrów nastawczych, na skutek mechanicznego działania obracających się kolców i toczenia się po wewnętrznej ścianie statora.
Zależnie od konstrukcji maszyny kulkującej, poszczególne jej obszary mogą posiadać różne wielkości. W każdym przypadku, obszar wlotowy i wylotowy powinny być możliwie małe na korzyść obszaru granulacji. Aby uzyskać możliwie jednorodny rozkład mieszaniny oleju i kulkowego dodatku modyfikującego na całym przekroju poprzecznym kulek sadzy konieczne jest, aby mieszaninę oleju i kulkowego dodatku modyfikującego rozpylić na sadzę przed maszyną kulkującą lub w pierwszej 1/3 długości maszyny kulkującej. Wprowadzanie mieszaniny oleju i kulkowego dodatku modyfikującego w późniejszym stadium tworzenia się kulek prowadzi do niejednorodnej budowy kulek sadzy, a tym samym do zmniejszonej twardości kulek.
Istotną poprawę jednorodności wmieszania mieszaniny oleju i kulkowego dodatku modyfikującego w sadzę uzyskuje się, jeżeli do rozpylania stosuje się kilka dysz rozpylających, które rozmieszczone są na obwodzie statora, w jednej płaszczyźnie prostopadłej do kolczastego wału. Liczba dysz wynosi 1 do 6. Dysze te są umieszczone w jednej płaszczyźnie prostopadłej do osi wału kolczastego, aby zapewnić dobrą jednorodność zmieszania.
Wskutek osiowego przesunięcia olej i kulkowy dodatek modyfikujący można wmieszywać w różnych stadiach aglomeracji.
Sadzę proszkową można doprowadzać do obszaru granulacji maszyny kulkującej za pomocą przenośnika ślimakowego. Zdolność przepustowa sadzy względnie ilościowa zdolność przerobowa maszyny kulkującej jest więc równa zdolności przepustowej przenośnika ślimakowego i może być zatem regulowana w szerokim zakresie. Ilość wypełnienia i czas przebywania mogą być przedłużane przez podniesienie obszaru wylotowego względem obszaru wlotowego. Powstający przy tym kąt pomiędzy osią maszyny kulkującej i linią poziomą może być zmieniany zasadniczo między 0 a 15°.
Na ilość wypełnienia i czas przebywania może wpływać także prędkość obrotowa wału kolczastego. Przy niezmiennym dopływie sadzy (stała zdolność przepustowa sadzy) wraz z wzrastającą prędkością obrotową, ilość wypełnienia i czas przebywania zmniejszają się proporcjonalnie względem siebie.
Korzystne czasy przebywania przy wytwarzaniu sadzy kulkowej według wynalazku znajdują się w zakresie między 20 a 180 sek. Poniż ej 20 sek. przebieg aglomeracji może być mniej lub bardziej niekompletny. Agregat pełni w tym przypadku funkcję mieszalnika, dostarcza jednakże pewną ilość zarodków kulek, które wspomagają granulację w bębnie kulkującym. Czasy przebywania większe niż 600 sek. ze względu na ograniczoną górną granicę wypełnienia, możliwe są zazwyczaj tylko przy małej zdolności przepustowej sadzy.
Do zapoczątkowania aglomeracji może być celowe domieszanie do sadzy proszkowej sadzy kulkowej jako zarodków aglomeracji (zwanej dalej również materiałem zarodkowym). Korzystnie stosować można sadzę kulkową z tego samego rodzaju sadzy, która ma być przetwarzana na kulki. Zależnie od właściwości sadzy użytej do tworzenia kulek można do niej domieszać do 60% wag. sadzy kulkowej. Korzystnie, do sadzy proszkowej można domieszywać sadzę kulkową w ilości 5 do 40% wag. Przy sadzach podlegających łatwo kulkowaniu można całkowicie zaniechać dodawania sadzy kulkowej, lub zakończyć jej dodawanie w krótkim czasie po rozpoczęciu aglomeracji.
Dalsze poprawienie tworzenia się kulek można uzyskać, jeżeli proszkową sadzę zagęści się do gęstości nasypowych w zakresie między 10 a 350 g/l przed doprowadzeniem jej do maszyny kulkującej. Wstępne zagęszczenie można przeprowadzić w znany sposób, np. za pomocą próżniowych walców filtracyjnych.
Sadza kulkowa według wynalazku nadaje się korzystnie do stosowania jako wypełniacz i/lub pigment w wyrobach z gumy i tworzywa sztucznego oraz jako pigment do wytwarzania farb drukarskich.
Wskutek swej korzystnej twardości kulek posiada ona dobre własności wymagane do transportu i dozowania i daje się jednakże łatwo dyspergować .
Polepszoną twardość kulek oraz wytrzymałość kulek można uzyskać przy zachowaniu dobrej dyspergowalności granulatów. Przy dyspergowaniu ściernym sadza według wynalazku wykazuje jedPL 203 334 B1 nakowo dobrą dyspergowalność jak sadza proszkowa i posiada ponadto transportowo-techniczne zalety sadzy kulkowej. Sadze kulkowe według wynalazku mają większą odporność na szorowanie w farbach drukarskich niż sadze porównawcze kulkowane przy pomocy oleju albo wosku.
Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia granulator z wałem kolczastym do wytwarzania sadzy kulkowej według wynalazku, a fig. 2 przedstawia schematycznie przebieg sposobu wytwarzania sadzy kulkowej według wynalazku.
Według fig. 1 sadzę kulkową według wynalazku można wytwarzać w maszynie kulkującej. Budowa takiej maszyny kulkującej przedstawiona jest schematycznie na fig. 1. Maszyna kulkująca składa się z leżąco usytuowanej nieruchomej rury 1, tzw. statora i z osiowo w niej umieszczonego obrotowego wału kolczastego 2 ze spiralnie rozmieszczonymi kolcami 3. Pomiędzy wałem kolczastym 2 i statorem 1 znajduje się przestrzeń kulkująca 4 maszyny kulkującej. Sadzę proszkową doprowadza się do granulatora poprzez wlot 5. W obszarze wlotu na wale kolczastym usytuowany jest przenośnik ślimakowy 6, który przemieszcza sadzę proszkową w kierunku osiowym do wylotu 7. Stator 1 wykonany jest jako dwuściankowy i umożliwia termostatowanie ściany statora za pomocą cieczy albo pary 8. Na początkowej jednej trzeciej długości obszaru granulacji statora znajdują się przelotowe otwory, przez które można wprowadzać dysze rozpyłowe 9 służące do dodawania mieszaniny oleju i kulkowego dodatku modyfikującego.
Na fig. 2 przedstawiony jest schematycznie przebieg sposobu wytwarzania sadzy kulkowej według wynalazku. Maszyna kulkująca 10 może mieć swą oś nachyloną względem linii poziomej pod kątem od 0 do 15°, w celu nastawienia czasu przebywania sadzy w maszynie. W tym celu wylot maszyny podniesiony jest odpowiednio względem wlotu. Sadzę proszkową 11 i ewentualnie materiał zarodkowy 13 doprowadza się z zasobników 12 i 14 do wlotu 15 maszyny kulkującej 10 albo bębna kulkującego. Stator maszyny kulkującej za pomocą termostatu 16 utrzymywany jest w żądanej temperaturze.
P r z y k ł a d y
Jako sadzę wyjściową stosuje się Printex 30 proszek (tabela 1).
T a b e l a 1
Printex 30 P Jednostka
Gęstość nasypowa (ASTM D 1513-99) g/l 174
Substancje lotne (DIN 53552) % 1,3
Liczba jodowa (DIN 53582) m/g 86
CTAB (ASTM D-3765) m2/g 74
DBP (DIN 53601) ml/100 g 105
Zestawienia doświadczeń przedstawione są w tabeli 2.
T a b e l a 2
Kulkowanie przy pomocy oleju Przykład porównawczy 1 Kulkowanie przy pomocy wosku Przykład porównawczy 2 Kulkowanie przy pomocy oleju i wosku Przykład 3
1 2 3 4
Sadza Fluffy
-Typ Printex 30 P Printex 30 P Printex 30 P
-Zdolność przerobowa [kg/h] 40 40 40
PL 203 334 B1 cd. tabeli 2
1 2 3 4
Materiał zarodkowy
-Typ Printex 30 kulkowany przy pomocy oleju Printex 30 kulkowany przy pomocy wosku Printex 30 kulkowany przy pomocy oleju i wosku
-Ilość [kg/h] 2 2 2
Dodatek modyfikujący
-Udział wosk/olej [%] 0/6 3/0 3/6
-Typ Gravex Ol Protektor G35 Gravex O/Protektor G35
-Ilość (Dodatek modyfikujący) [kg/h] 2,4 1,2 3, 6
Stacja dozująca
-Suw pompy [mm] 4,4 2,6 6,9
-Rodzaj dyszy Rozpyłowa pneumatyczna Rozpyłowa pneumatyczna Rozpyłowa pneumatyczna
-Dysza [mm] 0,8 0,8 0,8
-Zdolność przerobowa -Powietrze dyszowe [Nm3/h] 1,5 1,5 1,5
-Pozycja wtryskiwania [cm] od środka wlotu 5 80 80 80
Wstępne zagęszczanie
-Prędkość obrotowa (wał) [UpM] 3 3 3
-Próżnia [mbar] 890 889 884
-Szczelina [mm] 3 3 3
Maszyna kulkująca
-Prędkość obrotowa [min-1] 285 285 285
-Pobór energii elektrycznej [A] 18 18 18
-Kąt nachylenia [°] 10 10 10
-Temperatura osłony [°C] 110 110 110
-Czas przebywania [s] 76 76 76
-Prędkość obwodowa [m/s] 2,98 2,98 2,98
-Gęstość nasypowa [g/l] 276 260 284
Granulacja wtórna
-Aparat Bęben grudkujący Bęben grudkujący Bęben grudkujący
-Prędkość obrotowa bębna [min'1] 20 20 20
-Średnica bębna [mm] 400 400 400
PL 203 334 B1 cd. tabeli 2
1 2 3 4
-Temperatura [°C] 70 70 70
-Czas [godz.] 2 2 2
-Gęstość nasypowa [g/l] 288 290 300
Wyniki analityczne przedstawione są w tabeli 3.
T a b e l a 3
Dane analityczne Kulkowanie przy pomocy oleju Przykład porównawczy 1 Kulkowanie przy pomocy wosku Przykład porównawczy 2 Kulkowanie przy pomocy oleju i wosku Przykład 3 Printex 30 P Sadza wyjściowa
Całkowita twardość kulek [kg] (Granulacja wtórna) 6 5 9 -
Twardość poszczególnych kulek
0,5-0,71 mm
Wartość średnia [g] 1,81 1,27 2,44 -
Odchylenie standard.[g] 0,71 0,42 0,87 -
5 najtwardszych kulek [g] 2,61 1,81 3,52 -
Min. twardość [g] 0,61 0,6 0,94 -
Maks. twardość [g] 2,82 2,06 4,49 -
Wytrzymałość [kPa] 60, 89 46,46 89,2 -
0,71-1,00 mm
Wartość średnia [g] 2,60 2,93 4,31 -
Odchylenie standard.[g] 1,09 1,08 1,10 -
5 najtwardszych kulek [g] 3,86 4,22 5,58 -
Min. twardość [g] 0,67 0,96 1,92 -
Maks. twardość [g] 4,37 4,52 6,38 -
Wytrzymałość [kPa] 47,59 46,37 75,26 -
1,0-1,4 mm
Wartość średnia [g] 4,44 4,89 6,95 -
Odchylenie standard. [g] 1,77 1,47 2,91 -
5 najtwardszych kulek [g] 6,77 6,91 10,64 -
Min. twardość [g] 2,17 3,25 2,60 -
Maks. twardość [g] 7,91 8,74 13,83 -
Wytrzymałość [kPa] 41,66 49,64 67,2 -
Dyspergowanie wstępne 45' [μιτι] 180 180 180 50
Dyspergowanie ścierne 15' [μιτι] 10 15 8 8
Dyspergowanie ścierne 30* [μιτι] < 5 < 5 < 5 < 5
Płytka pływająca 90°10' Płynność farby drukarskiej 130 129 170 99
PL 203 334 B1
Określenie dyspergowalności sadzy pigmentowych kulkowanych przy pomocy oleju (Dyspergowanie wstępne)
Przyrządy i odczynniki
- dissolver, Dispermat firmy Getzmann o maksymalnej prędkości obrotowej wynoszącej
000 U min-1;
- tarcza dissolvera jako tarcza zębata o średnicy 25 mm;
- cylinder stalowy jako zbiornik do dyspergowania o następujących wymiarach; d = 55 mm,
H = 200 mm;
- grindometr według DIN 53 203
- roztwór bitumiczny 169 firmy Haltermann,
- Gravex 942 firmy Stell.
Wykonanie
- skład i wytwarzanie pokostu testowego
W rolce kasowej odważa się i homogenizuje następujące składniki:
500,0 g roztworu bitumicznego 169
500,0 g Gravex 942
W celu zbadania nowowytworzonego pokostu testowego korzysta się z wzorów odniesienia dla sadzy ze znanym przebiegiem dyspergowania .
- przeprowadzenie testu dyspergowania
W naczyniu do dyspergowania odważa się następujące składniki:
20,0 g sadzy pigmentowej
80,0 g pokostu
Sadzę pigmentową wprowadza się ostrożnie przez powolne mieszanie do środka wiążącego i zwilża się. Następnie przeprowadza się test dyspergowania bez chłodzenia przy prędkości obrotowej tarczy dissolvera wynoszącej 15,300 U min-1 = około 20 m/s w etapach dyspergowania wynoszących 15 min. Po każdym etapie dyspergowania pobiera się małą próbkę i bada się ją za pomocą grindometru pod względem osiągniętego stanu rozprowadzenia sadzy. Całkowity czas dyspergowania wynosi 45 min.
Wyniki:
Jako wynik zarejestrowano takie wartości grindomertu, które zmierzone zostały po poszczególnych etapach dyspergowania aby móc w ten sposób przedstawić przebieg dyspergowania. Za miarę dyspergowalności służy ta wartość grindiometru, jaka została zmierzona po 45 min czasu dyspergowania.
Określenie techniczno-drukarskiej wydajności sadzy pigmentowych w farbie drukarskiej (dyspergowanie ścierne)
- waga laboratoryjna, zakres ważenia 0,1 - 5500,0 g,
- dissolver laboratoryjny, na przykład Pendraulik, średnica tarczy zębatej 60 mm,
- atritor względnie młyn kulowy z mieszadłem, który powinien odpowiadać następującym wymaganiom:
Mieszadło z 3 umieszczonymi niewspółśrodkowo pod sobą elementami pierścieniowymi, każdorazowo przesuniętymi o 120°;
Prędkość obrotowa mieszadła: 2800 U min-1
Pojemnik mielący - -> zawartość: brutto 500 ml, średnica 90 mm - - > pojemność użyteczna 300 ml
Kulki stalowe jako korpus mielący o średnicy 3 mm;
- potrzebna do zastosowania ilość kulek stalowych: 1,250 g;
- grindometr według DIN 53 203;
- densytometr Macbeth RD 918;
- papier gazetowy 52 g/m2
- sito szybkie 280 μ firmy Drekopf,
- Albertol KP 172, żywica kalafoniczna modyfikowana fenolem, firmy Hoechst AG,
- Albertol KP 111, żywica kalafoniczna modyfikowana fenolem, firmy Hoechst AG,
- Gilsonite EWC 7214, żywica asfaltowa, firmy Worlee,
- Gravex 917, olej mineralny, firmy Shell,
Wykonanie
- Skład pokostu offsetu rolowego
PL 203 334 B1
W rolce kasowej odważono następujące składniki:
120 g Albertol KP 172
120 g Albertol KP 111
160 g Gilsonite
600 g Gravex
1000 g
Celowo wybrano ciekły komponent Gravex. Następuje dodanie stałych żywic Albertol KP 172, Albertol KP 111 i Gilsonite, które rozpuszcza się mieszając je w temperaturze 170°C. Strata oleju mineralnego powstała wskutek parowania zostaje wyrównana. Gotowy pokost przepuszcza się przez sito (280 μ) . Po ostygnięciu pokost jest gotowy do użycia.
- Wytwarzanie farby drukarskiej
Skład farby drukarskiej jest następujący:
48,0 g sadzy pigmentowej
201,0 g pokostu
51,0 g Gravex
300,0 g
Pokost i Gravex homogenizuje się. Dodanie sadzy pigmentowej następuje porcjami. Za pomocą dissolvera dysperguje się wstępnie 10 min przy 4000 U min-1. W atritorze bez chłodzenia przeprowadza się dyspergowanie w etapach dyspergowania wynoszących każdorazowo 15 min. Po każdym etapie dyspergowania pobiera się małą próbkę w celu określenia stanu rozprowadzenia za pomocą grindometru. Dyspergowanie jest zakończone, jak tylko zmierzona wartość grindometru wyniesie < 5 μ. Potrzebny czas dyspergowania rejestruje się.
Określenie właściwości przepływowych farby drukarskiej przez płytkę pływającą.
Badaną sadzę przerabia się w zwyczajową farbę drukarską.
Odmierzoną ilość farby drukarskiej nakłada się na płytkę szklaną, a płytkę szklaną ustawia się pionowo (90°). Po ustalonym czasie mierzy się odcinek przebiegu farby drukarskiej w mm. Wynika z tego określenie płynności farby drukarskiej.
Całkowitą twardość kulek mierzy się zgodnie z ASTM D 1937-98 a twardość poszczególnych kulek zgodnie z ASTM D 5230-99.
Sadza kulkowa według wynalazku (przykład 3) ma zalety w porównaniu z sadzami kulkowanymi przy pomocy oleju (przykład porównawczy 1) i sadzami kulkowanymi przy pomocy wosku (przykład porównawczy 2). Całkowita twardość kulek, twardość poszczególnych kulek i wytrzymałość kulek frakcji kulek 0,5 m - 0,71 mm i 0,71 mm - 1,00 mm sadzy według wynalazku są wyraźnie podwyższone.
Polepszenie twardości kulek oraz wytrzymałości kulek w porównaniu z przykładami porównawczymi 1 i 2 można osiągnąć przy zachowaniu dobrej dyspergowalności granulatów.
Dyspergowalność w dyspergowaniu ściernym oraz właściwości przepływowe są polepszone w porównaniu do sadzy porównawczych kulkowanych przy pomocy oleju względnie wosku.
W dyspergowaniu ściernym, sadza według wynalazku wykazuje jednakowo dobrą dyspergowalność jak stosowana sadza proszkowa i ma ponadto cechy transportowo-techniczne sadzy kulkowej.
Przy jednakowej albo większej twardości kulek sadzy z olejem i kulkowym dodatkiem modyfikującym w porównaniu z sadzami według stanu techniki otrzymuje się polepszoną dyspergowalność.
Gravex Ol Shell AG wysoko rafinowany olej mineralny
Protektor G35 Paramelt B.V.
Mieszanina rafinowanych wosków KW.

Claims (10)

1. Sadza kulkowa, znamienna tym, że zawiera przynajmniej jeden naturalny lub syntetyczny wosk jako kulkowy dodatek modyfikujący i przynajmniej jeden olej syntetyczny, przy czym zawartość kulkowego dodatku modyfikującego wynosi 0,1 do mniej niż 10% wag., zaś zawartość oleju wynosi 1 do 12% wag. w odniesieniu do jej całkowitego ciężaru.
PL 203 334 B1
2. Sadza według zastrz. 1, znamienna tym, że sadza wyjściowa ma adsorpcję DBP między 40 a 250 ml/100g i powierzchnię azotu od 5 do 500 m2/g.
3. Sadza według zastrz. 1, znamienna tym, że kulkowe dodatki modyfikujące stanowią mieszaniny wosków albo mieszaniny wosków i żywic.
4. Sadza według zastrz. 1, znamienna tym, że oleje syntetyczne stanowią oleje mineralne.
5. Sposób wytwarzania sadzy kulkowej, w którym miesza się sadzę proszkową i mieszaninę oleju i kulkowego dodatku modyfikującego, przy czym stosuje się maszynę kulkującą z wałem kolczastym, mającą obszar wlotowy, obszar mieszania oraz obszar granulowania i obszar wylotowy, w którym doprowadza się sadzę proszkową do obszaru wlotowego maszyny kulkującej i odbiera się sadzę w sposób ciągły z wylotu maszyny kulkującej, zaś mieszaninę oleju i kulkowego dodatku modyfikującego rozpyla się przed maszyną kulkującą lub w początkowej jednej trzeciej długości maszyny kulkującej, na proszkową jeszcze sadzę wyjściową, znamienny tym, że mieszaninę oleju i kulkowego dodatku modyfikującego rozpyla się za pomocą 1 do 6 dysz ponad proszkową jeszcze sadzą wyjściową, przy czym dysze umieszczone są w jednej płaszczyźnie prostopadłej do osi wału kolczastego.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że czas przebywania sadzy w mieszaninie kulkującej nastawia się na wartość między 20 a 600 sek.
7. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że do sadzy proszkowej domieszywa się do 60% sadzy kulkowej tego samego rodzaju sadzy, jako materiał zarodkowy.
8. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że sadzę proszkową przed granulacją zagęszcza się wstępnie do gęstości nasypowej od 150 do 350 g/l.
9. Zastosowanie sadzy kulkowej według zastrz. 1 - 4 jako wypełniacz i/lub pigment w wyrobach z gumy i tworzywa sztucznego oraz jako pigment do wytwarzania farb drukarskich.
10. Zastosowanie sadzy kulkowej według zastrz. 1 - 4 do polepszenia odporności na szorowanie farb drukarskich.
PL351156A 2000-12-16 2001-12-12 Sposób wytwarzania sadzy kulkowej, sadza kulkowa i zastosowanie sadzy kulkowej PL203334B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10062942A DE10062942A1 (de) 2000-12-16 2000-12-16 Perlruß

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL351156A1 PL351156A1 (en) 2002-06-17
PL203334B1 true PL203334B1 (pl) 2009-09-30

Family

ID=7667550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL351156A PL203334B1 (pl) 2000-12-16 2001-12-12 Sposób wytwarzania sadzy kulkowej, sadza kulkowa i zastosowanie sadzy kulkowej

Country Status (16)

Country Link
US (1) US7112618B2 (pl)
EP (1) EP1215249B1 (pl)
JP (1) JP3893278B2 (pl)
KR (1) KR100818064B1 (pl)
AT (1) ATE265500T1 (pl)
BR (1) BR0106145B1 (pl)
CA (1) CA2365161A1 (pl)
CZ (1) CZ300863B6 (pl)
DE (2) DE10062942A1 (pl)
DK (1) DK1215249T3 (pl)
ES (1) ES2215841T3 (pl)
HU (1) HU224121B1 (pl)
MX (1) MXPA01012975A (pl)
PL (1) PL203334B1 (pl)
PT (1) PT1215249E (pl)
TR (1) TR200401253T4 (pl)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10145860A1 (de) * 2001-09-18 2003-04-10 Degussa Pigmentrusspräparationen
SG128490A1 (en) * 2005-06-07 2007-01-30 Nanomaterials Tech Pte Ltd Process for forming dispersant-coated carbon particles
EP2139953B1 (en) * 2007-04-24 2014-04-16 Cabot Corporation Low structure carbon black and method of making same
WO2008147711A1 (en) * 2007-05-17 2008-12-04 Riverside Technologies, Inc. Pelletization of pyrolyzed rubber products
DE102008043641A1 (de) * 2008-11-11 2010-05-20 Evonik Degussa Gmbh Rußgranulat, Verfahren zur Herstellung von Rußgranulat und dessen Verwendung
EP2471877A1 (de) * 2010-12-30 2012-07-04 LANXESS Deutschland GmbH Öl- und wachshaltige Mittel in stückiger Form mit bestimmten Wachsmischungen für die Asphalt- und Bitumeneinfärbung
EP2471878A1 (de) * 2010-12-30 2012-07-04 LANXESS Deutschland GmbH Öl- und wachshaltige Mittel in stückiger Form für die Asphalt- und Bitumeneinfärbung
CN103834198B (zh) * 2014-03-20 2015-04-22 龙星化工股份有限公司 一种湿法造粒制备炭黑的方法
CN115386249B (zh) * 2022-09-19 2023-10-31 邹平元润炭黑科技有限公司 一种炭黑造粒装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH635862A5 (de) * 1977-10-15 1983-04-29 Ciba Geigy Ag Verfahren zur granulierung von pigmenten.
US4162997A (en) * 1978-03-02 1979-07-31 Hercules Incorporated Heat-fusible pastes for printing inks, adhesives and moldings
JPS62123026A (ja) * 1985-11-25 1987-06-04 Nippon Zeon Co Ltd 鉄化合物含有粉体組成物
DE3935815A1 (de) * 1989-10-27 1991-05-02 Degussa Staubarmes pigment- bzw. farbstoff-feingranulat
US5654357A (en) * 1994-07-12 1997-08-05 Cabot Cororation Dispersible carbonblack pellets
ES2156213T3 (es) * 1994-07-12 2001-06-16 Cabot Corp Granulos dispensables de negro de humo.
DE19649756B4 (de) * 1996-04-18 2005-05-25 Bayer Chemicals Ag Verfahren zur Herstellung von Brikettier- und Preßgranulaten aus Rußpigmenten und deren Verwendung
DE19623198A1 (de) 1996-06-11 1997-12-18 Degussa Verfahren zur kontinuierlichen Trockengranulation von Pulverruß
DE19756501A1 (de) * 1997-12-18 1999-06-24 Degussa Perlruß und Verfahren zu seiner Herstellung
DE19811553A1 (de) * 1998-03-18 1999-09-23 Bayer Ag Rußgranulate

Also Published As

Publication number Publication date
ES2215841T3 (es) 2004-10-16
JP3893278B2 (ja) 2007-03-14
MXPA01012975A (es) 2002-08-06
TR200401253T4 (tr) 2004-07-21
PL351156A1 (en) 2002-06-17
KR100818064B1 (ko) 2008-03-31
US7112618B2 (en) 2006-09-26
BR0106145B1 (pt) 2012-02-22
HUP0105342A2 (hu) 2003-07-28
BR0106145A (pt) 2002-08-13
CZ300863B6 (cs) 2009-08-26
KR20020048870A (ko) 2002-06-24
DE10062942A1 (de) 2002-07-11
HU0105342D0 (en) 2002-02-28
EP1215249A1 (de) 2002-06-19
CZ20014440A3 (cs) 2003-04-16
PT1215249E (pt) 2004-08-31
HU224121B1 (hu) 2005-05-30
US20020112646A1 (en) 2002-08-22
DK1215249T3 (da) 2004-07-26
DE50102114D1 (de) 2004-06-03
ATE265500T1 (de) 2004-05-15
JP2002256171A (ja) 2002-09-11
CA2365161A1 (en) 2002-06-16
EP1215249B1 (de) 2004-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5797988A (en) Process for producing briquetted and pressed granular material and use thereof
CA2229086C (en) Inorganic pigment pellets for coloring plastics, lacquers and building materials and a process for the production thereof
EP0481034B1 (en) Easily dispersible carbon blacks
PL203334B1 (pl) Sposób wytwarzania sadzy kulkowej, sadza kulkowa i zastosowanie sadzy kulkowej
AU712127B2 (en) Process for continuous dry granulation of powdered carbon black
US7497929B2 (en) Pyrolytic conversion of scrap tires to carbon products
CA2256639C (en) Carbon black pellets and a process for the production thereof
US7172652B2 (en) Carbon black granules
DE4113318A1 (de) Verfahren zur herstellung von leicht dispergierbaren pigmentgranulaten
DE10062598B4 (de) Verfahren zur gezielten Agglomeration von Düngemitteln
CN118185373A (zh) 一种高耐磨油墨用蜡浆及其制备方法
CN121794055A (zh) 用于使基于碳纳米管的组合物成珠和干燥的工艺

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20091212