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" Perfectionnements aux pigments complexes et à leur procédé de préparation ".
La présente invention concerne le traitement de pig- ments pour améliorer leurs propriétés, pour produire des pig- ments traités qui sont particulièrement caractérisés par leur pouvoir couvrant amélioré et par la production de surfaces unies plus mates lorsqu'ils sont employés dans la préparation de peintures unies. L'invention concerne plus particulièrement la production de pigments traités de telle sorte que les quan- tités de pigments blancs coûteux, tels que le bioxyde de ti- tane et le lithopone, employées dans les peintures et les pro- duits analogues puissent être réduites sans diminution du pou- voir couvrant de la peinture .
Il a été proposé antérieurement d'ajouter une petite quantité de silicate de hodium à la masse de lithopone comme agent de conditionnement pour l'opération de calcination. Le pigment produit n'est toutefois pas chimiquement différent de celui de la masse de lithopone non traitée. Il a été proposé
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également de traiter le lithopone calciné, le bioxyde de titane et les diluants au moyen de petites quantités d'un silicate d'un métal alcalin dans des conditions qui permettent que le silicate de métal alcalin soit absorbé par le pigment pour améliorer les propriétés d'écoulement lorsque le pigment est employé dans les'peintures.
Suivant la présente invention on procure un pigment com- plexe comprenant un pigment de base et un silicate de métal alcalin précipité. Le procédé de la présente invention com- prend le traitement du pigment par un silicate de métal alca- lin et ensuite la précipitation du silicate.
Les pigments qui peuvent être traités sont les pigments blancs tels que le lithopone, le lithopone titané, le bioxyde de titane et les pigments inertes ou diluants tels que les carbonates et les sulfates de calcium ou de baryum, les china - clays et l'asbestine. Des résultats particulièrement favorables sont obtenus lorsqu'on traite des mélanges de pigments blancs et de pigments inertes ou diluants.
Des boues aqueuses du pigment sont préparées et traitées par le silicate de métal alcalin. Différents pourcentages du silicate peuvent être employés. On a trouvé qu'une quanti- té de 1/2 à 20 % du silicate, basée sur le poids du pigment, produit les résultats désirables . Après que le silicate du métal alcalin a été ajouté à la boue du pigment, on introduit, une quantité suffisante d'un sel ou d'un acide capable de pré- oipiter le silicate sous une forme insoluble. Les sels de mé- tal alcalin formés et d'autres sels solubles dans l'eau qui peuvent être présents sont alors extraits par lavage, le pig- ment traité est filtré, séché et broyé à sec.
Le procédé peut être appliqué au traitement de ce qu'on appelle les pigments blancs tels que le lithopone et le biaxy- de de titane ou bien de ce qu'on appelle les pigments inertes comme les sulfates de calcium et de baryum (naturels ou préci- pités) les terres à porcelaine (china-clays) et l'asbestine ou à des mélanges de pigments blancs et inertes. Il est préfê-
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rable de traiter le lithopone calciné ou le bioxyde de titane calciné, mais la matière non calcinée peut être traitée si on le désire. En pareils cas, on emploie l'opération usuelle de broyage et de calcination.
Comme agents de précipitation pour les silicates de métal alcalin, on a trouvé que le chlorure de calcium donne des résultats très satisfaisants. D'autres sels de calcium ainsi que de baryum et de magnésium, également des sels d'aluminium tels que l'alun peuvent être employés ; on peut employer des sels acides autres que l'alun. Les aoides liquides qui peu- vent être employés sont par exemple l'acide sulfurique, l'aci- de chlorhydrique et l'acide nitrique. En règle générale on peut employer pour précipiter le silicate n'importe quelle matière soluble dans l'eau qui forme un sel soluble dans l'eau avec les métaux alcalins et qui a naturellement la propriété de précipiter le silicate sous une forme insoluble.
Le choix de ces substances apparaîtra de lui-même aux per- sonnes du métier.
Lorsqu'on traite du lithopone par le procédé de la pré- sente invention, un bon endroit pour ajouter le silicate de métal alcalin est la boue du pigment calciné dans le circuit de broyage à l'état humide. La quantité de silicate ajoutée peut varier entre 1/2 et 20%, basés sur le poids du lithopo- ne. On emploie ordinairement du silicate de sodium. Après que le silicate est complètement mélangé, on ajoute du chlorure de calcium en quantité suffisante pour précipiter le silicate sous une forme pigmentaire insoluble. Le produit complexe est alors broyé, filtré, séché et broyé à sec. Comme le sili- cate est ajouté au circuit de broyage à l'état humide,le broyage à l'état humide et la précipitation peuvent se faire simultanément.
On a''trouvé que pour la plus grande économie de pigment blanc on doit traiter un mélange de pigment blanc et de pig- ment inerte. Si on traite suivant la présente invention un mélange de sulfate de calcium et de pigment blanc de sulfate de calcium et de bioxyde de titane, on réalise une économie,
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de 50 % de bioxyde de titane. On peut par exemple obtenir en employant 15 % de bioxyde de titane dans le cas du mélange traité, le même pouvoir couvrant que l'on obtient par l'em- ploi de 30 % de bioxyde de titane lorsqu'on utilise des pig- ments non traités. Avec la même quantité de pigment blanc et de pigment inerte, le produit complexe traité a un pouvoir couvrant beaucoup plus élevé que le produit non traité.
Le mélange ne doit toufois pas être traité comme tel vu qu'on produit une amélioration marquée en mélangeant des pigments blancs traités séparément et des pigments inertes traités. Les résultats dans ce cas ne sont toutefois pas aus- si marqués que lorsqu'on traite le mélange. L'emploi d'une matière inerte traitée avec un pigment non traité, soit un pigment blanc, soit un pigment inerte, a pour résultat égale- ment un pouvoir couvrant accru et une meilleure absorption de l'huile. Dans le cas de matières inertes traitées, les pro- priétés pigmentaires sont considérablement accrues, dans des mesures telles que pour certaines applications les matières inertes traitées peuvent être employées seules ou avec d'au- tres matières inertes pour leur pouvoir couvrant et les autres propriétés pigmentaires .
La calcite traitée de cette manière possède de bonnes propriétés de pigment.
Les exemples suivants montrent différentes variantes et applications de l'invention.
Exemple 1.
1820 livres de lithopone calciné ont été mises sous forme de boue dans environ 1890 gallons d'eau, et 204 livres d'une solution de silicate de sodium à 40 Bé, contenant 36,7 % de matières solides et ayant un rapport Na20-Si02 de 1:3,22 ont alors été ajoutées à la boue. Après un mélange complet, 90 livres de chlorure de calcium à 78 %, dissoutes dans 18 gallons d'eau, ont alors été ajoutées au mélange,ce qui a pour résultat la précipitation du silicate en silicate insoluble. Le pigment complexe contenant environ 4 % en poids de silicate de calcium a alors été filtré, lavé, séché et
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broyé.
Le procédé a fourni 1905 livres de pigment qui avait un pouvoir couvrant et une absorption d'huile plus élevés o que le lithopone non traité, était plus doux au toucher que le lithopone non traité et produisait un blanc très uni lors- qu'il était employé en peinture.
Exemple II.
1847 livres de calcite ont été délayées dans 945 gallons d'eau et chauffées à 55 C; 240 livres de solution de silicate de sodium ayant la même composition que celle employée dans l'exemple I, ont été ajoutées à la boue traitée avec mélange complet. On a ajouté alors 98,5 livres de chlorure de cal- cium à 78% dissoutes dans 20 gallons d'eau. Le pigment com- plexe a ensuite été filtré, lavé pour être débarrassé de sels solubles, séché et broyé pour produire 2000 livres de pigment terminé. Le pigment avait un pouvoir couvrant beaucoup plus élevé que la calcite non traitée, avait une absorption d'huile plus élevée et était plus doux au toucher que-la matière non traitée.
Exemple III.
1200 livres de lithopone et 667 livres de calcite ont été déblayées dans 1000 gallons d'eau et la boue a été chauf- fée à 55 C. 240 livres de silicate de sodium ont alors été ajoutées avec agitation. On ajoute ensuite, après mélange complet, 98,5 livres de chlorure de calcium à 78 %, dissoutes dans 20 gallons d'eau. Le pigment complexe a alors été filtré, lavé pour enlever les sels solubles, séché et broyé pour pro- duire 2000 livres d'un pigment composite contenant environ 4% de silicate de calcium . Ce pigment avait un pouvoir couvrant beaucoup plus élevé que celui d'un mélange des mêmes propor- tions de lithopone non traité et de calcite non traitée,avait une absorption d'huile plus élevée et était plus doux au tou- cher que'le mélange de matières non traitées.
Exemple IV.
Dans cet exemple le lithopone et la calcite ont été trai- tés séparément et ensuite mélangés dans les mêmes
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proportions/que dans l'exemple III. En conséquence, 1396 li- vres du lithopone traité de l'exemple I et 604 livres de la calcite traitée de l'exemple II ont été mélangées ensemble.
Le pigment résultant avait un pouvoir couvrant plus élevé que le mélange de matières non traitées mais le pouvoir couvrant était moindre que celui obtenu dans l'exemple III.
Exemple V.
Dans cet exemple 1396 livres de lithopone non traité ont été mélangés à 604 livres de calcite traitée . Le pouvoir cou- vaant était dans ce cas moindre que dans l'exemple IV mais plus grand que dans le cas d'un mélange des deux matières non traitées.
Dans les exemples qui précèdent,le lithopone et la calci- te ont été employés pour montrer les effets du traitement. La même façon de procéder peut toutefois être appliquée au trai- tement de n'importe quel pigment blanc ou de n'importe quelle matière inerte ou de mélanges, avec des résultats analogues.
On peut par exemple employer du sulfate de calcium à la place de calcite, ou bien le bioxyde de titane peut être le pigment blanc employé. Le sulfate de calcium n'a pratiquement aucun pouvoir couvrant, il est employé seulement comme matière inerte. Toutefois, par le présent traitement,le sulfate de calcium acquiert suffisamment de pouvoir couvrant pour qu'il puisse être employé comme pigment de recouvrement, et pour certaines applications la matièhe traitée peut être employée seule.
Les exemples qui suivent montrent les économies que l'on peut faire en pigments coûteux tels que le bioxyde de titane.
Exemple VI.
850 livres de sulfate de calcium et 150 livres de bioxy- de de titane ont été délayées dans de l'eau et 135 livres de solution de silicate de sodium à 40 Bé, contenant 36,7% de
22 matières solides et ayant un rapport Na2O-SiO2 de 1:3, ont été mélangées à la boue. 60 livres de chlorure de cal-
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oium à 78 %, dissoutes dans 12 gallons d'eau, ont été alors ajoutées et le silicate a été précipité en silicate de cal- cium. Le pigment résultant a été filtré , lavé, séché et broyé.
Ce pigment terminé contenant 85 parties de sulfate de calcium et'15 parties de bioxyde de titane était égal en pouvoir couvrant au pigment complexe consistant en 30 par- t@es de bioxyde de titane et 70 parties de sulfate de cal- cium, ce qui représente une économie de 50 % en bioxyde de titane sans réduction du pouvoir couvrant. L'intensité da teinte était toutefois un peu moindre dans le pigment traité que dans le pigment ayant le rapport 30-70 de bioxyde de ti- tane au sulfate de calcium.
Exemple VII.
Dans cet exemple, 25 onces d'un pigment complexe trai- té suivant la présente invention et contenant 53 parties de lithopone, 47 parties de calcite et 4 parties de silicate de calcium, ont été mélangées è 3 onces de pigment pur de bioxyde de titane. Les 28 onces du pigment mélangé étaient équivalentes en pouvoir couvrant à 28 onces d'un pigment com- plexe contenant 30 % de bioxyde de titane et 70 % de sulfate de calcium. On peut noter ici de nouveau une économie marquée de bioxyde de titane.
Les pigments traités produits suivant la présente in- vention sont plus doux au toucher et ont un pouvoir couvrant et une absorption de l'huile plus élevés que le pigment non traité. Ce sont des pigments particulièrement bons pour l'em- ploi dans les peintures unies vu qu'ils produisent une surfa- ce unie plus mate que les pigments non traités. Les propriétés d'écoulement de la peinture sont également augmentées ce qui est dû en grande partie à la masse moindre de pigment blanc nécessaire. La pellicule produite parait également plus épais- se . Ceci est dû probablement à la structure de la pellicule, les pigments traités semblant empêcher l'huile de sécher de façon serrée.
Les exemples suivants montrent les avantages obtenus
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même lorsqu'on n'emploie qu'un petit pourcentage de silicate.
Exemple VIII
1000 livres de lithopone ont été délayées dans environ 1000 gallons d'eau et chauffées à 70 C. 2,2 gallons de solu- tion de silicate de sodium, contenant 5 livres par gallon de silicate de sodium, ont été ajoutés. Après un mélange complet, on a ajouté 6 1/2 livres de chlorure de calcium à 75 %, dissou- tes dans 1 1/4 gallons d'eau. Le pigment complexe résultant a alors été filtré, lavé et séché. Ce pigment a un pouvoir cou- vrant augmenté de 32 % par rapport au lithopone non traité.Le pigment est excellent au point de vue du corps lorsqu'il est employé dans une peinture, l'é-clat, le brossage et le broyage étant tous bons.
Exemple IX.
Dans une variante de l'exemple VIII, 1,1 gallons de la même solution de silicate de sodium et 5/8 gallon de la solu- tion de chlorure de calcium ont été ajoutés à une boue sem- blable. Le pigment complexe résultant a un pouvoir couvrant moindre que celui de l'exemple VIII, quoique encore beaucoup plus grand que celui du lithopone non traité. La viscosité est toutefois moindre que celle de l'exemple VIII et l'éclat et le corps sont bons.
Outre l'emploi dans les peintures unies, le pigment complexe de la présente invention a également été trouvé très approprié pour les couleurs brillantes et semi-brillantes.
Pour cette application il est préférable de moudre le pigment après qu'il a été séché de telle sorte que les groupements sont brisés sans réduction appréciable de la dimension des particules .
Il doit être bien entendu que les exemples sont simple- ment explicatifs et qu'on peut y apporter des modifications sans sortir du cadre de la présente invention. Au lieu du silicate de sodium, on peut employer du silicate de potassium.
Bien que certains sels et acides de précipitation aient été mentionnés, d'autres sels et acides équivalents, qui précipi-
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tent le silicate sous une forme insoluble, peuvent être employés. Il doit être bien entendu également que l'inven- tion est applicable au traitement d'autres pigments que ceux mentionnés et que les proportions de pigment blanc et de pig- ment inerte peuvent avoir n'importe quelle valeur désirée.
REVENDICATIONS.
1. Un pigment complexe, caractérisé par le fait qu'il comprend un pigment de base et un silicate de métal alcalin préc ipit é.