RS67710B1 - Postupak za proizvodnju obloženog mineralnog granulata za krovove zgrada - Google Patents

Description

[0001] Opis

[0003] Predmetni pronalazak odnosi se na postupak za proizvodnju obloženog mineralnog granulata pogodnog za izradu pokrovnih artefakata koji imaju bitumensku podlogu ili podlogu koja sadrži adheziv vinilnog ili akrilnog tipa, za pokrivanje zgrada (na primer krovovi), kao što su na primer kanadske pločice (Canadian tiles), bitumenske trake itd.

[0004] Danas je poznato da se krovovi zgrada oblažu pokrovnim artefaktima, na primer kanadskim pločicama ili bitumenskim trakama, koji uključuju podlogu bitumenskog tipa ili podlogu koja sadrži adheziv vinilnog ili akrilnog tipa, prekrivenu mineralnim granulatom.

[0005] Glavna svrha ovih pokrovnih artefakata je zaštita pokrivača (krovova) zgrada od delovanja vremenskih uslova.

[0006] Grubi mineralni granulat se obično boji neorganskim pigmentima kako bi se dobili pokrovni artefakti željene boje.

[0007] Treba napomenuti da u ovom tekstu izraz "grubi mineralni granulat" označava granulat sačinjen od grupe malih fragmenata određenog minerala (ili grupe minerala) onakvog kakav je u svom prirodnom stanju, tj. koji prethodno nije bio podvrgnut tretmanima prekrivanja drugim supstancama i/ili površinskim tretmanima koji menjaju njegova hemijska i/ili fizička svojstva.

[0008] Da bi se grubom mineralnom granulatu dala svojstva protiv obrastanja i time sprečila pojava algi, buđi, lišajeva itd. na pokrovnim artefaktima, poznato je da mu se dodaju aditivi kao što su metalni oksidi (na primer, oksidi bakra i/ili cink oksid i/ili srebro oksid) ili metalne čestice (na primer, bakar i/ili cink) u obliku finog praha; takvi aditivi se obično dodaju u granulat tokom procesa bojenja.

[0009] Ovim procesima se dobija granulat, koji će se u daljem tekstu nazivati "obloženi mineralni granulat". Poznato je takođe tretiranje mineralnog granulata obloženog ugljovodoničnim uljem ili smešom ugljovodoničnih ulja, koji sadrže hidrofobizujuće molekule (tj. molekule sposobne da površinu njima obloženog mineralnog granulata učine hidrofobnom) i molekule koji promovišu adheziju za podlogu; primeri molekula koji se koriste kao hidrofobizujuća sredstva i sredstva za promociju adhezije su organo-siloksani, silani i silikoni sa alkil lancima dužine između 1 i 25 ugljenikovih atoma (C1-C25).

[0010] Ovi molekuli koje nosi ugljovodonično ulje (ili smeša ulja), ukotvljavaju se za površinu granulata, formirajući hemijske veze sa atomima te površine.

[0011] Alkil grupe ovih molekula, hemijski vezane za površinu granulata, imaju nizak hemijski afinitet za molekule vode; interpozicija ovih alkil grupa između moguće prisutnih molekula vode i površine obloženog mineralnog granulata čini ovu površinu hidrofobnom.

[0012] Alkil grupe, sa druge strane, imaju visok hemijski afinitet za organske molekule kao što su oni bitumena koji se koristi kao podloga za pokrovne artefakte; ovaj afinitet rezultuje sposobnošću ovih molekula da poboljšaju adheziju između mineralnog granulata i bitumenske podloge.

[0013] Međutim, ovaj poznati tip postupka za dobijanje obloženog mineralnog granulata ima neke nedostatke.

[0014] U stvari, visok hemijski afinitet između ugljovodoničnog ulja (ili smeše ugljovodoničnih ulja) koje se koristi za nošenje hidrofobizujućih molekula i molekula koji promovišu adheziju, i alkil grupa ovih molekula, ometa formiranje stabilnih hemijskih veza između ovih molekula i površine obloženog mineralnog granulata.

[0015] Hidrofobizujući molekuli i molekuli koji promovišu adheziju, prema tome, imaju tendenciju da ostanu dispergovani u ugljovodoničnom ulju (ili smeši ugljovodoničnih ulja) tako da, kada se pokrovni artefakti sa takvim granulatom poznatog tipa polože, ovi molekuli se brzo speru usled vremenskih prilika, zajedno sa uljem ili smešom ulja.

[0016] Kao rezultat toga, takav obloženi mineralni granulat poznatog tipa, tokom vremena, teži da izgubi svoju hidrofobnost.

[0017] US2011257295A1 objavljuje postupak za oblaganje mineralnih granula radi poboljšanja vezivanja za supstrat na bazi ugljovodonika i bojenja istih; posebno objavljuje kompozicije koje sadrže granule peska od jalovine umetnute u asfalt, pri čemu granule peska od jalovine sadrže silansku oblogu. Objavljuje i postupke za pravljenje peska od jalovine obloženog silanom, postupci uključuju kombinovanje granula peska od jalovine i rastvora silana da bi se formirala smeša, i sušenje te smeše. Objavljuje još i postupke za pokrivanje površine, postupci uključuju kombinovanje čestica obloženih silanom i asfalta da bi se dobila smeša, i distribuciju te smeše po površini.

[0018] Glavni zadatak predmetnog pronalaska je da reši gore navedene probleme i, prema tome, da proizvede obloženi mineralni granulat za pokrovne artefakte za krovove zgrada, koji je hidrofoban, otporan na obrastanje, koji ima visoku adhezivnost za bitumenske podloge i podloge koje sadrže adheziv vinilnog ili akrilnog tipa, posebno za primenu u spoljašnjem okruženju, i koji održava ove karakteristike nepromenjene relativno dugo vremena čak i ako je izložen atmosferskim događajima ili značajnim mehaničkim naprezanjima.

[0019] Kao deo ovog zadatka, jedan od ciljeva pronalaska je dobijanje obloženog mineralnog granulata za pokrovne artefakte za krovove zgrada, uz relativno niske troškove proizvodnje.

[0020] Podnosilac je shvatio da je moguće na grubi mineralni granulat naneti oblogu koja sadrži organo-siloksane i/ili silane korišćenjem vode umesto ugljovodoničnog ulja (ili više ulja) kao nosača, čime se eliminiše gore pomenuti problem spiranja koji postoji u stanju tehnike, i dobija obloženi mineralni granulat sa visokim i postojanim hidrofobnim i protivobrastajućim svojstvima, koji ima visoku adhezivnost za bitumenske podloge ili podloge koje sadrže adheziv vinilnog ili akrilnog tipa, i koji održava ove karakteristike nepromenjene relativno dugo vremena čak i ako je izložen atmosferskim događajima ili značajnim mehaničkim naprezanjima.

[0021] Posebno, zadatak i ciljevi prema predmetnom pronalasku postižu se postupkom za proizvodnju obloženog mineralnog granulata za izradu oblažućih elemenata sa bitumenskom podlogom ili podlogom koja sadrži adheziv vinilnog ili akrilnog tipa, za krovove zgrada, koji obuhvata sledeće korake:

[0023] - aranžiranje grubog mineralnog granulata;

[0024] - posle aranžiranja grubog mineralnog granulata, ubacivanje navedenog grubog mineralnog granulata u sredstvo za mešanje zajedno sa prvom smešom za tretman koja sadrži vodu, pigmente, natrijum silikat i/ili kalijum silikat, kaolin i, poželjno, ali ne nužno, jedan ili više aditiva sa svojstvima protiv obrastanja, kao što su na primer oksidi bakra i/ili cink oksid i/ili srebro oksid i/ili metalni bakar i/ili metalni cink;

[0025] - posle umetanja ovog grubog mineralnog granulata u sredstvo za mešanje, mešanje grubog mineralnog granulata i prve smeše za tretman dok se ne dobije obloženi mineralni granulat

[0026] - posle mešanja grubog mineralnog granulata i prve smeše za tretman, zagrevanje obloženog mineralnog granulata do unapred određene temperature pečenja;

[0027] - posle zagrevanja obloženog mineralnog granulata, hlađenje obloženog mineralnog granulata do unapred određene intermedijarne temperature hlađenja.

[0029] U postupku prema pronalasku, prva smeša za tretman sadrži jedan ili više organosiloksana i/ili silana koji se, dakle, nanose na grubi mineralni granulat pomoću vodenog rastvora.

[0030] [0021] Pogodno, u slučaju u kojem postupak prema pronalasku uključuje nanošenje jednog ili više organo-siloksana i/ili silana na mineralni granulat na obloženi mineralni granulat, ovaj postupak uključuje, posle ili istovremeno sa hlađenjem obloženog mineralnog granulata, dodatni korak stavljanja obloženog mineralnog granulata u kontakt sa drugom smešom za tretman koja sadrži vodu i jedan ili više organo-siloksana i/ili silana.

[0031] Pogodno, prva smeša za tretman uključuje jedan ili više aditiva sa svojstvima protiv obrastanja.

[0032] Pogodno, jedan ili više aditiva sa svojstvima protiv obrastanja uključuju okside bakra i/ili cink oksid i/ili srebro oksid i/ili metalni bakar i/ili metalni cink.

[0033] Pogodno, temperatura pečenja je ispod 480 °C.

[0034] Poželjnije, temperatura pečenja je između 300°C i 350°C.

[0035] Pogodno, korak grejanja obloženog mineralnog granulata na prethodno određenoj temperaturi pečenja traje između 10 i 25 minuta.

[0036] Ova vremena pečenja su skraćena u poređenju sa vremenima pečenja poznatih rešenja, koja su oko 30-40 minuta; ovo skraćenje vremena pečenja je prednost jer smanjuje rizik od razgradnje organo-siloksana i/ili silana samim pečenjem.

[0037] Pogodno, intermedijarna temperatura hlađenja je između 280 i 390 °C.

[0038] Pogodno, postupak prema pronalasku uključuje, posle, ili istovremeno sa hlađenjem obloženog mineralnog granulata na intermedijarnoj temperaturi hlađenja, korak stavljanja obloženog mineralnog granulata u kontakt sa trećom smešom za tretman koja sadrži ugljovodonični rastvarač na bazi polialkilbenzena u kojem su dispergovani fosforni i/ili silanski estri etoksilisanih masnih kiselina.

[0039] Pogodno, postupak prema pronalasku uključuje, posle aranžiranja grubog mineralnog granulata, a pre ubacivanja grubog mineralnog granulata u sredstvo za mešanje, korak prethodnog zagrevanja u kojem se grubi mineralni granulat greje do unapred određene temperature prethodnog zagrevanja.

[0040] Pogodno, unapred određena temperatura prethodnog zagrevanja je između 60 i 70 °C.

[0041] Pogodno, tokom koraka prethodnog zagrevanja, grubi mineralni granulat se zagreva na temperaturu prethodnog zagrevanja tokom unapred određenog vremena, koje može biti između 5 i 10 minuta.

[0042] Pogodno, postupak prema pronalasku uključuje, istovremeno ili posle koraka prethodnog zagrevanja i pre ubacivanja grubog mineralnog granulata u sredstvo za mešanje, korak mehaničkog mešanja grubog mineralnog granulata.

[0043] [0034] Pogodno, u postupku prema pronalasku, između koraka prethodnog zagrevanja i koraka ubacivanja grubog mineralnog granulata u sredstvo za mešanje, grubi mineralni granulat se nalazi u peći za zagrevanje, pri čemu postupak poželjno uključuje, istovremeno ili posle koraka prethodnog zagrevanja, i pre ubacivanja grubog mineralnog granulata u sredstvo za mešanje, korak uklanjanja vazduha prisutnog u oblasti peći za prethodno zagrevanje koja sadrži grubi mineralni granulat.

[0044] Pogodno, grubi mineralni granulat ima veličinu zrna između 100 i 10 meša.

[0045] Pogodno, granulat može biti sastavljen od zrna različitih veličina; na primer, granulat može biti sastavljen od manje od 10% granula sa mešom 10 (prosečan prečnik oko 2 mm), od 55 do 75% granula sa mešom 14 (prosečan prečnik 1.41 mm), od 15 do 30% granula sa mešom 20 (prosečan prečnik 0.84 mm), od 5 do 15% granula sa mešom 30 (prosečan prečnik 0.59 mm), manje od 10% granula sa mešom 35 (prosečan prečnik 0.5 mm).

[0046] Pogodno, grubi mineralni granulat sadrži bazalt i/ili škriljac i/ili kristobalit i/ili olivinski granulat ili, uopštenije, jednu ili više stena i/ili minerala tipa koji se uobičajeno koriste za izradu građevinskih artefakata.

[0047] Odlike i prednosti predmetnog pronalaska biće očiglednije iz opisa koji sledi, koji treba shvatiti kao primer, a ne kao ograničenje, uz pozivanje na priložene šematske crteže, gde:

[0048] - slika 1 predstavlja šematski prikaz pogodnog primera izvođenja postrojenja za realizaciju postupka prema pronalasku;

[0049] - slika 2 predstavlja šematski prikaz preseka primera mogućeg zrna obloženog mineralnog granulata, tokom koraka postupka prema pronalasku;

[0050] - slika 3 predstavlja šematski prikaz preseka zrna sa slike 2 posle izlaganja dodatnom pogodnom koraku postupka prema pronalasku;

[0051] - slika 3a predstavlja uvećani detalj slike 3;

[0052] - slika 4 predstavlja izgled preseka zrna sa slike 3 u dodatnom pogodnom koraku postupka prema pronalasku;

[0053] - slika 4a predstavlja uvećani detalj slike 4.

[0055] Postupak za proizvodnju obloženog mineralnog granulata prema pronalasku uključuje početni korak u kojem se grubi mineralni granulat aranžira, pogodno u prvom sredstvu za skladištenje 1, na primer jednom ili više silosa.

[0056] Pogodno, grubi mineralni granulat može da sadrži bazalt i/ili škriljac i/ili kristobalit i/ili olivinski granulat ili, uopštenije, jednu ili više stena i/ili minerala tipa koji se uobičajeno koriste za izradu građevinskih artefakata.

[0057] Pogodno, distribucija veličine zrna grubog mineralnog granulata je suštinski ujednačena i poželjno je između 100 i 10 meša

[0058] Alternativno, grubi mineralni granulat može sadržati mnoštvo zrna sa različitim mešom.

[0059] Treba napomenuti da je "meš" jedinica mere koja se koristi u industriji granulata, koja označava broj okaca rešetke po linearnom inču (1 inč = 25.40 mm) te vrste "sita" koje se formira kada se čestice postave jedna pored druge u ravni; uobičajena sita se klasifikuju na osnovu "broja okaca sadržanih u linearnom inču (meš)", a na isti način se mogu klasifikovati i dimenzije čestica koje čine praškove ili granulate. U praksi se broje razmaci između čestica postavljenih duž linearnog inča.

[0060] Posle koraka u kojem se aranžira grubi mineralni granulat, postupak prema pronalasku uključuje korak u kojem se grubi mineralni granulat ubacuje u sredstvo za mešanje 2 (na primer, mešalicu za beton ili drugu rotacionu mešalicu poznatog tipa) zajedno sa smešom koja će se u daljem tekstu nazivati "prva smeša za tretman", koja sadrži vodu, pigmente, natrijum silikat i/ili kalijum silikat, kaolin i, poželjno, ali ne nužno, aditive sa svojstvima protiv obrastanja.

[0061] Aditivi sa svojstvima protiv obrastanja mogu pogodno sadržati okside bakra (Cu<2>O i CuO), i/ili cink oksid (ZnO) i/ili srebro oksid (Ag<2>O) i/ili metalni bakar (Cu(M)) i/ili metalni cink (Zn(M)), pogodno u obliku praškova.

[0062] Pogodan primer izvođenja postupka prema pronalasku uključuje, posle koraka u kojem se aranžira grubi mineralni granulat, a pre koraka u kojem se grubi mineralni granulat ubacuje u sredstvo za mešanje 2, korak prethodnog zagrevanja u kojem se grubi mineralni granulat greje do željene temperature prethodnog zagrevanja Tpr tokom unapred određenog vremena tpr, poželjno između 5 i 10 minuta.

[0063] Poželjno, temperatura prethodnog zagrevanja Tpr je između 60 i 70 °C.

[0064] Prethodno zagrevanja se poželjno vrši unutar peći za prethodno zagrevanje 3, poželjnije rotacione, koja pogodno sadrži rotirajući bubanj, nije prikazano, unutar kojeg se meša grubi mineralni granulat kako bi se osiguralo njegovo ravnomerno grejanje.

[0065] Pogodno, peć za prethodno zagrevanje 3 sadrži prvo sredstvo za detekciju temperature, nije prikazano, na primer termoelemente postavljene u njoj tako da mogu da detektuju temperaturu grubog mineralnog granulata; na primer, u pogodnom slučaju termelemenata, oni mogu biti postavljeni na takav način da budu u kontaktu sa grubim mineralnim granulatom kada se on nalazi unutar peći za prethodno zagrevanje 3.

[0066] Grejanje i istovremeno mešanje grubog mineralnog granulata, pogodno unutar peći za prethodno zagrevanje 3, obično uzrokuje stvaranje praha koji ostaje suspendovan u vazduhu koji okružuje grubi mineralni granulat unutar peći za prethodno zagrevanje 3.

[0067] [0051] U pogodnom primeru izvođenja, istovremeno ili posle koraka u kojem se grubi mineralni granulat greje na unapred određenu temperaturu prethodnog zagrevanja Tpr, postupak prema pronalasku poželjno obezbeđuje uklanjanje vazduha prisutnog u oblasti peći za prethodno zagrevanje 3 koja sadrži grubi mineralni granulat (na primer, iz rotirajućeg bubnja, ako je obezbeđen); uklanjanje ovog vazduha omogućava istovremeno uklanjanje u njemu suspendovanog praha, čime se sprečava da se ovaj prah taloži na granulatu, sa rizikom od ugrožavanja njegovog kasnijeg optimalnog oblaganja.

[0068] U nastavku su navedene poželjne koncentracije različitih elemenata uključenih u prvu smešu za tretman, izražene kao procentni udeo po masi u odnosu na ukupnu masu, koja može biti masa grubog mineralnog granulata, označena sa m<g>, ili masa ugljovodoničnog rastvarača na bazi polialkilbenzena, označena sa m<s>.

[0069] Poželjno, procentna koncentracija pigmenata po masi u prvoj smeši za tretman je između 0.3 i 1.8% m/m<g>(tj. masa pigmenata u prvoj smeši za tretman je između 0.3% i 1.8% ukupne mase grubog mineralnog granulata na koji će se prva smeša za tretman naneti).

[0070] Pogodno, procentna koncentracija vode po masi u prvoj smeši za tretman je između 0.6 i 1.1 %m/m<g>.

[0071] Pogodno, procentna koncentracija kaolina po masi u prvoj smeši za tretman je između 0.7 i 1.2 %m/m<g>.

[0072] Pogodno, procentna koncentracija natrijum silikata i/ili kalijum silikata po masi u prvoj smeši za tretman je između 3.2 i 4.0%m/m<g>.

[0073] U pogodnom primeru izvođenja postupka prema pronalasku, aditivi sa svojstvima protiv obrastanja uključuju okside bakra (CuO, Cu<2>O) i/iil cink oksid (ZnO) i/ili srebro oksid (Ag<2>O).

[0074] Poželjno, procentna koncentracija oksida bakra (CuO, Cu<2>O) po masi u prvoj smeši za tretman je između 0.4 i 0.6%m/m<g>.

[0075] Poželjno, procentna koncentracija cink oksida (ZnO) po masi u prvoj smeši za tretman je između 0.4 i 0.6%m/m<g>.

[0076] Poželjno, procentna koncentracija srebro oksida (Ag<2>O) po masi u prvoj smeši za tretman je između 0.4 i 0.6%m/m<g>.

[0077] U još jednom pogodnom primeru izvođenja postupka prema pronalasku, aditivi sa svojstvima protiv obrastanja uključuju metalni bakar (Cu(M)) i/ili metalni cink (Zn(M)), dodate prvoj smeši za tretman u obliku fino dispergovanih čestica, veličina čestica je poželjno manja od 50 meša.

[0078] Poželjno, procentna koncentracija metalnog bakra (Cu(M)) po masi u prvoj smeši za tretman je između 0.4 i 0.6%m/m<g>.

[0079] Poželjno, procentna koncentracija metalnog cinka (Zn(M)) po masi u prvoj smeši za tretman je između 0.4 i 0.6%m/m<g>.

[0080] Posle koraka ubacivanja grubog mineralnog granulata u sredstvo za mešanje 2, postupak prema pronalasku uključuje, unutar sredstva za mešanje 2, korak u kojem se grubi mineralni granulat i prva smeša za tretman mešaju dok se ne dobije granulat koji se u ovom tekstu naziva "obloženi mineralni granulat", koji sadrži (ili se sastoji od) grubi mineralni granulat čija su zrna prekrivena prvom smešom za tretman, poželjno suštinski ravnomerno, tokom koraka mešanja.

[0081] Obloženi mineralni granulat sadrži zrna 8, na primer tipa šematizovanog na slici 2, koja sadrže jezgro 9, poželjno od bazalta, škriljca ili kristobalita, i/ili olivina ili, uopštenije, od jedne ili više stena i/ili minerala tipova koji se obično koriste za proizvodnju građevinskih artefakata, obložena prvim slojem 10 koji ima kompoziciju prve smeše za tretman.

[0082] Prva smeša za tretman uključuje još i jedan ili više organo-siloksana i/ili silana.

[0083] Pogodno, procentna koncentracija organo-siloksana po masi, koja je dodata grubom mineralnom granulatu, preko prve smeše za tretman, iznosi između 0.010 i 0.030 %m/mg.

[0084] Pogodno, funkcionalne grupe organo-siloksana su alkil lanci sa brojem ugljenikovih atoma koji iznosi između 1 i 5 (C1-C5).

[0085] Dodavanje organo-siloksana i/ili silana u prvu smešu za tretman dovodi do toga da oni ostanu inkorporisani u prvom sloju 10, čime se posledično povećava njegova hidrofobnost, što rezultuje obloženim mineralnim granulatom sa hidrofobizujućim molekulima.

[0086] Visoka hidrofobnost koju daju organo-siloksani i/ili silani skraćuje zadržavanje vode na površini obloženog mineralnog granulata, čime se sprečava proliferacija algi, plesni, gljiva itd. na ovoj površini i ometa da se na ovoj površini talože čvrste rezidue (krečnjak, fini prah itd.) prisutne u vodi.

[0087] Postupak prema pronalasku obezbeđuje, posle koraka u kojem se grubi mineralni granulat i prva smeša za tretman mešaju, korak grejanja obloženog mineralnog granulata do unapred određene temperature pečenja Tc.

[0088] Grejanje se pogodno vrši unutar peći za pečenje 4, poželjno rotacione, koja sadrži rotirajući bubanj, nije prikazano, unutar kojeg se obloženi mineralni granulat poželjno meša kako bi se osiguralo ravnomerno grejanje.

[0089] Pogodno, peć za pečenje 4 sadrži drugo sredstvo za detekciju temperature, nije prikazano, na primer termoelemente postavljene u njoj tako da mogu da detektuju temperaturu obloženog mineralnog granulata; na primer, u povoljnom slučaju termoelemenata, oni mogu biti postavljeni na takav način da budu u kontaktu sa obloženim mineralnim granulatom kada se on nalazi unutar peći za pečenje 4.

[0090] Pogodno, temperatura pečenja Tc je ispod 450°C, poželjno između 450°C i 480°C ili između 300°C i 380°C; pogodno, takvo pečenje uključuje bar delimičnu (poželjno potpunu) vitrifikaciju prve smeše za tretman na spoljnoj površini grubog mineralnog granulata.

[0091] Utvrđeno je da grejanje obloženog mineralnog granulata na temperaturu ispod 480°C ne razgrađuje silane ili organo-siloksane prisutne u oblozi ovog mineralnog granulata, dok bi više temperature mogle razgraditi ove komponente.

[0092] Pogodno, korak grejanja obloženog mineralnog granulata na prethodno određenoj temperaturi pečenja traje između 10 i 25 minuta.

[0093] Ova vremena pečenja su skraćena u poređenju sa vremenima pečenja poznatih rešenja, koja su oko 30-40 minuta; ovo skraćenje vremena pečenja je pogodno jer smanjuje (zajedno sa snižavanjem temperature pečenja) rizik od razgradnje organo-siloksana i/ili silana samim pečenjem.

[0094] Postupak prema pronalasku obezbeđuje da se, posle koraka u kojem se greje obloženi mineralni granulat, obloženi mineralni granulat hladi na unapred određenu intermedijarnu temperaturu hlađenja Tri, pogodno, unutar prvog hladnjaka 5.

[0095] Pogodno, intermedijarna temperatura hlađenja Tri je između 290°C i 380°C.

[0096] Pogodno, prvi hladnjak 5 može biti hladnjak rotacionog tipa, na primer u kojem se rotirajući bubanj, nije prikazano, okreće, muteći i mešajući obloženi mineralni granulat koji izlazi iz peći za pečenje 4. Kontinuirano kretanje obloženog mineralnog granulata unutar prvog hladnjaka 5 dovodi do njegovog hlađenja jednostavnim kontaktom sa vazduhom prisutnim unutar prvog hladnjaka 5.

[0097] Pogodno, prvi hladnjak 5 sadrži treće sredstvo za detekciju temperature, nije prikazano, na primer termoelemente, postavljene u njemu tako da mogu da detektuju temperaturu obloženog mineralnog granulata; na primer, u pogodnom slučaju termoelemenata, oni mogu biti postavljeni na takav način da budu u kontaktu sa obloženim mineralnim granulatom kada se on nalazi unutar prvog hladnjaka 5.

[0098] Pogodan primer izvođenja postupka prema pronalasku uključuje, posle ili istovremeno sa hlađenjem obloženog mineralnog granulata, korak u kojem se obloženi mineralni granulat stavlja u kontakt sa drugom smešom za tretman, koja sadrži vodu i organo-siloksane i/ili silane; ovaj korak se poželjno izvodi unutar prvog hladnjaka 5 i doprinosi hlađenju obloženog mineralnog granulata.

[0099] Treba napomenuti da je korak u kojem se obloženi mineralni granulat stavlja u kontakt sa drugom smešom za tretman, koja sadrži vodu i organo-siloksane i/ili silane opcion.

[0100] Pogodno, druga smeša za tretman može se dispenzovati kroz poseban prvi dispenzer, šematski prikazan na slici 1 i označen brojem 20.

[0101] Pogodno, procentna koncentracija organo-siloksana i/ili silana po masi, sa kojima se obloženi mineralni granulat dovodi u kontakt preko druge smeše za tretman je između 0.010 i 0.030% m/m<g>.

[0102] Pogodno, funkcionalne grupe organo-siloksana su alkil lanci sa brojem ugljenikovih atoma koji iznosi između 1 i 5 (C1-C5).

[0103] Pogodno, kao na primer u pogodnom primeru izvođenja ilustrovanom na slici 1, u slučaju u kojem se u prvom hladnjaku 5 druga smeša za tretman nanosi na obloženi mineralni granulat, na izlazu iz navedenog prvog hladnjaka 5, dobija se obloženi mineralni granulat koji na svojoj spoljašnjoj površini ima hidrofobizujuće molekule čija zrna 8 imaju drugi sloj 111, kao na primer zrno 8 prikazano šematski i na preseku na slikama 3 i 3a gde su hidrofobizujući molekuli predstavljeni punim linijama koje se projektuju iz prvog sloja 10.

[0104] Pogodno, u slučaju u kojem prva smeša za tretman sadrži jedan ili više organo-siloksana i/ili silana, spoljašnja površina zrna obloženog mineralnog granulata već sadrži hidrofobizujuće molekule organo-siloksana i/ili silana čak i bez podvrgavanja navedenog obloženog mineralnog granulata koraku u kojem se obloženi mineralni granulat stavlja u kontakt sa drugom smešom za tretman, što time postaje opciono.

[0105] U pogodnom primeru izvođenja postupka prema pronalasku, posle ili istovremeno sa hlađenjem obloženog mineralnog granulata na intermedijarnu temperaturu hlađenja Tri, obloženi mineralni granulat se stavlja u kontakt sa trećom smešom za tretman koja sadrži ugljovodonični rastvarač na bazi polialkilbenzena u kojem su dispergovani fosforni i/ili silanski estri etoksilisanih masnih kiselina.

[0106] Fosforni i/ili silanski estri etoksilisanih masnih kiselina su organski molekuli koji se sastoje od polarnog dela i nepolarnog dela, pri čemu se ovaj drugi sastoji od alkil lanaca različite dužine.

[0107] Preko polarnog dela, ovi molekuli se vezuju za površinu obloženog mineralnog granulata, a samim tim i za prvi sloj 10, a preko nepolarnih alkil lanaca interaguju sa bitumenskim ili vinilnim/akrilnim nosačem pokrovnih artefakata.

[0108] Takvi molekuli poboljšavaju adheziju obloženog mineralnog granulata za nosače bitumenskog tipa ili nosače koji sadrže adheziv vinilnog ili akrilnog tipa.

[0109] [0093] Pogodno, procentna koncentracija fosfornih i/ili silanskih estara etoksilisanih masnih kiselina po masi, u drugoj smeši za tretman je između 0.2 i 0.4%m/m<s>(tj. masa fosfornih i/ili silanskih estara etoksilisanih masnih kiselina u drugoj smeši za tretman je između 0.2% i 0.4% ukupne mase ugljovodoničnog rastvarača na bazi polialkilbenzena prisutnog u smeši).

[0110] U jednom pogodnom primeru izvođenja postupka prema pronalasku, kao što je onaj ilustrovan na slici 1, obloženi mineralni granulat, tretiran hidrofobizujućim molekulima (organo-siloksanima i/ili silanima) pomoću druge smeše za tretman, izlazeći iz prvog hladnjaka 5, stavlja se u kontakt sa trećom smešom za tretman unutar drugog hladnjaka 6; u ovom pogodnom slučaju, na izlazu iz drugog hladnjaka 6, dobija se obloženi mineralni granulat tretiran hidrofobizujućim molekulima (organo-siloksanima i/ili silanima) i molekulima koji promovišu adheziju, čija zrna 8 imaju drugi sloj 111 koji ima i hidrofobizujuće molekule, predstavljene na slici 4a punim linijama, i molekule koji promovišu adheziju, predstavljene na slici 4a linijama crta-tačka, u oba slučaja koji se projektuju iz prvog sloja 10.

[0111] Pogodno, u još jednom pogodnom primeru izvođenja, korak u kojem se na izlazu iz prvog hladnjaka 5 obloženi mineralni granulat stavlja u kontakt sa trećom smešom za tretman unutar drugog hladnjaka 6 može se takođe izvršiti bez prethodnog izlaganja obloženog mineralnog granulata tretmanu drugom smešom za tretman; u ovom pogodnom slučaju, hidrofobizujući molekuli se ugrađuju u prvi sloj 10, a molekuli koji promovišu adheziju projektuju se ka spolja iz ovog drugog.

[0112] Pogodno, treća smeša za tretman može se dispenzovati pomoću posebnog drugog dispenzera, šematski predstavljenog na slici 1 i označenog brojem 30.

[0113] Pogodno, drugi hladnjak 6 može biti hladnjak rotacionog tipa u kojem se rotirajući bubanj, nije prikazano, okreće, muteći i mešajući mineralni granulat obložen na izlazu iz prvog hladnjaka 5.

[0114] Kontinuirano kretanje obloženog mineralnog granulata unutar drugog hladnjaka 6 uzrokuje njegovo dodatno hlađenje jednostavnim kontaktom sa vazduhom prisutnim unutar drugog hladnjaka 6.

[0115] Pogodno, drugi hladnjak 6 sadrži četvrto sredstvo za detekciju temperature, nije prikazano, na primer termoelemente, postavljene u njemu tako da mogu da detektuju temperaturu obloženog mineralnog granulata; na primer, u pogodnom slučaju termoelemenata, oni mogu biti postavljeni na takav način da budu u kontaktu sa obloženim mineralnim granulatom kada se on postavi unutar drugog hladnjaka 6.

[0116] Treba napomenuti da, za potrebe predmetnog pronalaska, moguća lokalna odstupanja temperature granulata u različitim koracima postupka u odnosu na naznačene temperaturne opsege nisu suštinski relevantna.

[0117] U pogodnom primeru izvođenja postupka prema pronalasku ilustrovanom na slici 1, obloženi mineralni granulat se konačno skladišti u drugom sredstvu za skladištenje 7, na primer jednom ili više silosa.

[0118] Pogodno, postupak prema pronalasku obezbeđuje da se grubi mineralni granulat obrađuje prema procesu kontinuiranog toka, dakle bez potrebe za intermedijarnim skladištenjem granulata između različitih koraka.

[0119] Obrada mineralnog granulata procesom kontinuiranog toka čini proces jednostavnijim, bržim jer se ne prekida, i jeftinijim.

[0120] Zatim je utvrđeno da postupak prema pronalasku rešava gore navedeni zadatak i cilj, jer se, zahvaljujući upotrebi vode za prenos molekula jednog ili više organo-siloksana i/ili silana do mineralnog granulata, može postići formiranje većeg broja hemijskih veza između ovih molekula i granulata, što otežava njihovo ispiranje usled vremenskih uslova, garantujući efekat površinske hidrofobnosti koji traje tokom vremena.

[0121] Pored toga, postupak prema pronalasku omogućava dobijanje obloženog granulata uz relativno niske troškove proizvodnje i kratko vreme rada.

[0122] Pored toga, postupak prema pronalasku omogućava tretiranje grubog mineralnog granulata na takav način da mu se daju određena boja, visoka površinska hidrofobnost i visoka adhezija za bitumenske podloge ili podloge koje sadrže akrilni ili vinilni adheziv, jednim procesom kontinuiranog toka, dakle bez intermedijarnih prekida i bez potrebe za skladištenjem granulata između jednog i drugog koraka ovog procesa.

[0123] Treba istaći da visoka površinska hidrofobnost daje granulatu dobijenom postupkom prema pronalasku značajan efekat protiv obrastanja/algi/gljiva, jer se sprečavanjem taloženja vode na granulatu, a time i na pokrovnom artefaktu koji je njime obložen, na njegovoj spoljašnjoj površini stvara okruženje nepovoljno za razmnožavanje biljaka, algi i gljiva.

[0124] Pored toga, korišćenjem različitih funkcionalnih grupa molekula silana/siloksana (u nepolarnom delu koji ostaje prema spoljašnjosti granulata) moguće je proširiti opseg podloga na koje se nanosi granulat; na primer, ako je epoksidna funkcionalna grupa prisutna u organosilanima, postoji reaktivnost prema akrilnim/poliuretanskim smolama/adhezivima i mogu se dakle uspostaviti jake i trajne veze sa podlogom na koju se nanosi tretirani granulat ako je bazirana na akrilnim/poliuretanskim smolama/adhezivima.

[0125] Pored toga, primena aditiva koji promovišu adheziju, tj. fosfornih i/ili silanskih estara etoksilisanih masnih kiselina na granulat omogućava značajno poboljšanje adhezije granulata za bitumenske podloge ili podloge koje sadrže akrilni ili vinilni adheziv, smanjujući ukupnu količinu upotrebljenih aditiva i posledično smanjujući konačnu cenu pokrovnih artefakata.

[0126] Konačno, u nastavku ovog teksta izneti su rezultati nekih uporednih testova koje je sproveo Podnosilac na nekim primerima bitumenskih pločica prekrivenih granulatom dobijenim postupkom prema pronalasku, i na istom tipu bitumenskih pločica prekrivenih poznatim granulatom koji uvek proizvodi Podnosilac.

[0127] Posebno, korišćene su kanadske pločice tipa poznatog pod zaštićenim nazivom "premijum pravougaone" (Premium rectangular) koje je za kanadske pločice na tržište plasirao Podnosilac.

[0128] Granulat poznatog tipa koji se koristi u testovina je bazaltni granulat obojen neorganskom oblogom dobijenom sledećim postupkom: mineralni materijal se ubacuje u mešalicu zajedno sa oblogom (sa procentnom kompozicijom po masi kao u Tabeli 1 koja sledi, u odnosu na masu m<g>grubog mineralnog granulata); zatim, granulat se "vitrifikuje" u rotacionoj peći na temperaturi u rasponu 450-480°C, i zatim hladi pomoću dva kontinuirana rotaciona cilindra. Unutar prvog cilindra, mineralni materijal se hladi vodom dok ne dostigne temperaturu od 130-150°C pomoću sistema za prskanje. Posle toga, u drugom cilindru, materijal se tretira rastvorom na bazi polialkilbenzena (ugljovodonično ulje) koji sadrži promotere adhezije (sa masenim procentom po masi ulja između 0.2-0.4% m/m<ulja>), organo-siloksane (sa masenim procentom po masi ulja između 2-3% m/m<ulja>), katalizatore i specifične rastvarače (sa masenim procentom po masi ulja između 1.5-2% m/m<ulja>) i konačno se gotov proizvod šalje u silose za skladištenje.

[0130] Tab.1

[0133]

[0135] Ovaj granulat poznatog tipa nema zrna određene veličine, već grupu zrna različitih veličina, prema procentima prikazanim u sledećoj Tab. 2 (koja prikazuje vrednosti meša, odgovarajući prosečan prečnik granule i procenat zrna u granulatu sa određenim mešom/prosečnim prečnikom).

[0137] Tab.2

[0138]

[0140] Testovi su sprovedeni i na primeru granulata dobijenog postupkom prema pronalasku, a posebno sa granulatom opisanim u sledećem primeru, koji se naziva Novi granulat 1.

[0141] Novi granulat 1: to je granulat dobijen postupkom prema pronalasku, u kojem je grubi mineralni granulat bazaltnog tipa, prva smeša za tretman se sastoji od komponenti ilustrovanih u sledećoj Tab. 3; organo-siloksan je organo-siloksan sa C1 alkil bočnim lancima (polidimetilsiloksan), nanet na grubi mineralni granulat u vodenom rastvoru unutar prve smeše za tretman. Zrna granulata nisu jedne veličine, već je granulat sačinjen od kombinacije zrna različitih veličina navedenih u Tab.1.

[0143] Tab.3

[0146]

[0148] Treba napomenuti da je upotrebljeni pigment isti za oba testirana granulata.

[0149] Pločice tipa "premijum pravougaone", prekrivene sa gornja dva granulata, izložene su sledećim testovima.

[0151] Test biološkog rasta

[0152] Test ubrzanog biološkog starenja u bioreaktorima sa mešavinom cijanobakterija i algi na uzorcima kanadskih pločica prekrivenih granulatom 50x50 mm u ravni.

[0153] Uzorci pločica prekrivenih granulatom poznatog tipa pokazali su vidljiv i obilan rast/proliferaciju algi i cijanobakterija na svojoj površini.

[0154] Vizuelni pregled uzoraka pločica prekrivenih Novim granulatom 1 pokazao je da na površini nije primećen rast algi i cijanobakterija ili je on bio minimalan (posebno mnogo niži nego kod uzoraka pločica prekrivenih poznatim tipom granulata).

[0156] Test adhezije za bitumensku podlogu (Test četkanja ASTM D4977)

[0158] Pravougaoni uzorci (sa dimenzijama u ravni 277 mm x 70 mm), dobijeni od kanadskih pločica (sa dimenzijama u ravni 100 cm x 34 cm) prekriveni sa dva gore opisana tipa granulata, podvrgnuti su testu četkanja takozvanog "Brushtest ASTM D4977" tipa (u kojem se pločice podvrgavaju četkanju u 50 ciklusa, uz korišćenje čekinja od nerđajućeg čelika, a merenje uzoraka se vrši na početku i na kraju testa i određuju se procenti izgubljenog granulata i granulata koji još uvek adherira za podlogu); kao što se može videti iz Tab. 4 koja sledi, na kraju testa pločice za koje je korišćen granulat dobijen postupkom prema pronalasku zadržale su mnogo veći procenat granulata od pločica koje koriste granulat poznatog tipa.

[0160] Tab.4

[0163]

[0165] Test hidrofobnosti ("vulkan test")

[0167] 40 grama granulata koji će se testirati stavljeno je u kružnu posudu/kontejner da bi se formirao oblik "vulkana" spoljašnjeg prečnika 70-90 mm i unutrašnjeg prečnika 20-40 mm; zatim je 80-100 ml nedestilovane vode sipano na temperaturi 23-28°C između ivice kontejnera i granula, a zatim je izmereno vreme T potrebno da voda prevaziđe površinski napon granula i prodre unutar kružne krune "vulkana"; kao što se može videti iz sledeće Tab. 5, u slučaju granulata dobijenog postupkom prema pronalasku, vodi je bilo potrebno znatno duže vreme da prodre u kružnu krunu nego kod granulata poznatog tipa.

[0169] Tab.5

[0172]

[0173]

[0175] Merenje kontaktnog ugla (merenje površinske kvasivosti)

[0177] Ovo je merenje ugla između površine granule granulata i površine kapi vode koja se nanosi na tu granulu.

[0178] Test je za granulat poznatog tipa pokazao kontaktni ugao između 80 i 120° (isključujući ekstreme) tako da je klasifikovan kao "hidrofoban", dok je za granulat Novi granulat 1 kontaktni ugao veći od 120°, tako da je klasifikovan kao "superhidrofoban" (tj. nije kvasiv vodom).

[0179] Treba napomenuti da su gore navedeni testovi ponovljeni više puta za nekoliko uzoraka istog tipa granulata, a vrednosti rezultata prikazane u tabelama su proseci rezultata dobijenih za različite uzorke.

[0180] Testovi koje je sproveo Podnosilac pokazali su da granulat proizveden postupkom prema pronalasku ima karakteristike hidrofobnosti, svojstva protiv obrastanja/algi/gljiva, adheziju i trajnost tokom vremena, koji su mnogo viši nego za granulat poznatog tipa.

Claims (13)

1. PATENTNI ZAHTEVI

1. Postupak za proizvodnju obloženog mineralnog granulata za izradu oblažućih elemenata sa bitumenskom podlogom, ili sa podlogom koja sadrži vinilni ili akrilni adheziv, za krovove zgrada, koji uključuje sledeće korake:

- aranžiranje grubog mineralnog granulata;

- posle aranžiranja grubog mineralnog granulata, ubacivanje navedenog grubog mineralnog granulata u sredstvo za mešanje (2) zajedno sa prvom smešom za tretman koja sadrži vodu, pigmente, natrijum silikat i/ili kalijum silikat, kaolin;

- posle ubacivanja navedenog grubog mineralnog granulata u sredstvo za mešanje (2), mešanje navedenog grubog mineralnog granulata i navedene prve smeše za tretman dok se ne dobije obloženi mineralni granulat;

- posle mešanja navedenog grubog mineralnog granulata i navedene prve smeše za tretman, zagrevanje navedenog obloženog mineralnog granulata do unapred određene temperature pečenja (Tc);

- posle zagrevanja navedenog obloženog mineralnog granulata, hlađenje navedenog obloženog mineralnog granulata do unapred određene intermedijarne temperature hlađenja (Tri);

pri čemu je navedeni postupak naznačen time što navedena prva smeša za tretman sadrži jedan ili više organo-siloksana i/ili silana koji se tako nanose na navedeni grubi mineralni granulat pomoću vodenog rastvora.

2. Postupak kao u patentnom zahtevu 1, koji uključuje, posle ili istovremeno sa hlađenjem navedenog obloženog mineralnog granulata, dodatni korak stavljanja navedenog obloženog mineralnog granulata u kontakt sa drugom smešom za tretman koja sadrži vodu i jedan ili više organosiloksana i/ili silana.

3. Postupak kao u jednom ili više od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu navedena prva smeša za tretman sadrži jedan ili više aditiva sa svojstvima protiv obrastanja.

4. Postupak prema patentnom zahtevu 3, pri čemu jedan ili više aditiva sa svojstvima protiv obrastanja sadrži okside bakra i/ili cink oksid i/ili srebro oksid i/ili metalni bakar i/ili metalni cink.

5. Postupak kao u jednom ili više od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu je navedena temperatura pečenja (Tc) niža od 480°C.

6. Postupak kao u patentnom zahtevu 5, pri čemu je navedena temperatura pečenja (Tc) između 300°C i 450°C.

7. Postupak kao u patentnom zahtevu 5, pri čemu je navedena temperatura pečenja (Tc) između 450°C and 480°C.

8. Postupak kao u patentnom zahtevu 7, pri čemu je navedena intermedijarna temperatura hlađenja (Tri) između 280 i 390°C.

9. Postupak kao u jednom ili više od prethodnih patentnih zahteva, koji uključuje, posle ili istovremeno sa hlađenjem navedenog obloženog mineralnog granulata na intermedijarnu temperaturu hlađenja (Tri), korak stavljanja navedenog obloženog mineralnog granulata u kontakt sa trećom smešom za tretman koja sadrži ugljovodonični rastvarač na bazi polialkilbenzena u kojem su dispergovani fosforni i/ili silanski estri etoksilisanih masnih kiselina.

10. Postupak kao u jednom ili više od prethodnih patentnih zahteva, koji uključuje, posle aranžiranja grubog mineralnog granulata, i pre ubacivanja navedenog grubog mineralnog granulata u sredstvo za mešanje (2), korak prethodnog zagrevanja pri čemu se navedeni grubi mineralni granulat zagreva na unapred određenu temperaturu prethodnog zagrevanja (Tpr).

11. Postupak kao u patentnom zahtevu 10, koji uključuje, istovremeno ili posle navedenog koraka prethodnog zagrevanja i pre ubacivanja navedenog grubog mineralnog granulata u navedeno sredstvo za mešanje (2), korak mehaničkog mešanja navedenog grubog mineralnog granulata.

12. Postupak prema patentnom zahtevu 10 ili 11, pri čemu se između navedenog koraka prethodnog zagrevanja i navedenog koraka ubacivanja navedenog grubog mineralnog granulata u sredstvo za mešanje (2), navedeni grubi mineralni granulat nalazi u peći za zagrevanje (4), koji je naznačen činjenicom da uključuje, istovremeno ili posle navedenog koraka prethodnog zagrevanja i pre ubacivanja navedenog grubog mineralnog granulata u sredstvo za mešanje (2), korak uklanjanja vazduha prisutnog u

oblasti navedene peći za prethodno zagrevanje (4) koja sadrži navedeni grubi mineralni granulat.

13. Postupak prema jednom ili više od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu navedeni grubi mineralni granulat sadrži bazalt i/ili škriljac i/ili kristobalit i/ili olivinski granulat.