<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention concerne un agent de concentration et de solidification de liquides organiques ou inorganiques, qui s'emploie de la même façon aussi pour des pâtes, des boues et des suspensions.
L'augmentation de la consistance de liquides en vue de les con- centrer et même de les solidifier constitue un problème qui, dans beaucoup de branches de la technique, revêt une certaine importance. On emploie jusqu'ici, à cet effet, des matières finement divisées d'origine diverse qui, ou bien sont profondément indifférentes aux liquides à solidifier ou bien développent dans ceux-ci des effets complémentaires particuliers.
En général, il faut ajouter ces matières en grandes quantités pour arri- ver à l'augmentation désirée de la consistance, respectivement à la soli- dification définitive des liquides ou des pâtes. On emploie aussi, dans ce but, des oxydes extraordinairement finement divisés, par exemple du bioxyde de silicium fabriqué selon une méthode déterminée, et cet emploi offre, par rapport à beaucoup d'autres matières utilisées aux mêmes fins, l'avantage de provoquer des effets très appréciables avec des additions relativement faibles Seuls conviennent ici toutefois des produits spéciaux dont la fabrication entraîne certaine dépensée
Selon l'invention, on emploie pour concentrer ou aussi solidi- fier des liquides de nature inorganique ou organique et des pâtes de tou- tes sortes,
des matières qui se composent totalement ou en grande partie de produits naturels qui contiennent du bioxyde de silicium sous forme com binée ou libre et qui sont traités à température et sous pression élevées, en suspension de préférence aqueuse, avec des combinaisons basiques d'é- léments du deuxième groupe du système périodique de préférence de l'hydro- xyde alcalinoterreux et en particulier de la chaux éteinte, ce en quoi ils sont irréversiblement désagrégés dans une mesure étonnamment forte par rapport aux matières de départ.
Comme matières de départ pour l'agent de concentration qui fait l'objet de l'invention entrent en ligne de compte, par exemple, les silicates naturels, en particulier les silicates d'alu- minium tels que l'argile, le kaolin ou aussi la terre glaise ; peut avantageusement partir de bentonite qu'on soumet au traitement sous pres- siono Toutefois, des matières naturelles peu coûteuses, qui se composent totalement ou en grande partie de bioxyde de silicium, respectivement con- tiennent ce dernier à concurrence de plus de 85% de préférence de plus de 90% se sont aussi avérées particulièrement bonnes. Semblables produits naturels sont, par exemple, le sable, la terre d'infusoire ou la poussière de quartz.
Pour obtenir l'agent de concentration et de solidification qui fait l'objet de l'invention, on peut aussi employer des matières à forte teneur en acide silioique en mélange avec d'autres matières désagréables, en particulier des silicates, soit qu'il s'agisse de mélanges qui se trou- vent tels quels dans la nature soit qu'il s'agisse de mélanges volontai- rement préparés, par exemple avec de la bentonite ou de l'argile.
Les hydroxydes alcalinoterreux conviennent de préférence comme agents désagrégeants ; le plus simple consiste à ce que la désagrégation se fasse avec de la chaux éteinte.
Pour obtenir l'agent de concentration, les matières de départ susmentionnées sont traitées sous pression à des températures allant de 1500 à 2800 , en suspension aqueuse, avec des combinaisons basiques, de préférence de la chaux éteinte. Pour arriver à la désagrégation nécessaire tout en obtenant une surface intérieure la plus grande possible, le rap- port matière solide / matière liquide dans la suspension doit être de I 6 à I 8 il y a avantage à travailler avec un rapport de environ i 10 comme spécifié dans la demande de brevet belge du 16,455 ayant pour objet :
"Agents de remplissage" correspondant à la demande allemande
<Desc/Clms Page number 2>
Do 17 589 IVc/39b du 17 avril 1954. Ce traitement les désagrège a tel point que le poids au litre des produits désagrégés est ramené à 10% et moins de celui de la matière de départe On peut redissooier et, le cas échéant, ex- traire totalement ou partiellement, par traitement à l'acide ou avec des produits exerçant une influence acide, une partie de la chaux combinée de sorte que l'agent de concentration et de solidification s"emploie sous forme de silicate de calcium neutre ou acide ou sous forme de bioxyde de silicium pratiquement exempt d'oxyde de calcium.
Il est possible aussi de procéder ensuite à un traitement avec des produits chimiques qui en- traînent, surtout à la surface, une granulométrie plus fine et une modi- fication de texture.
Les agents de remplissage qui font l'objet de 1"invention s'em- ploient avantageusement à de nombreux usages et peuvent servir aussi bien pour porter la viscosité de liquides jusqu'à la forme pâteuse que pour les amener en poudre épandableo Ils se distinguent non seulement par le bon marché des produits de départ mais aussi par des effets étonnamment pro- noncés, pour des quantités relativement faibles d'additions.
Il s'est avéré que les silicates naturels ou les matières natu- relles désagrégés de la façon décrite et qui se composent en ordre prin- cipal de bioxyde de silicium représentent une addition de valeur dans l'in- dustrie des couleurs, en particulier pour les vernis et les masses à appli- quer à l'amassette (spatule) Non seulement, ils exercent une influence de concentration ou retardent la sédimentation des matières .mêmes formant film et autres matières finement divisées, souvent d'un poids spécifique plus élevé, contenues dans les couleurs, telles que pigments, matières de remplissage etc.
Contrairement à d'autres matières finement divisées, comme par exemple le carbonate de calcium, les agents de concentration con- formes à 1 invention peuvent s'employer en quantités de 10% seulement soit donc en une proportion où, sinon, seuls des produits spéciaux comme par exemple 1 acide silicique finement divisé et produit par voie pyrogénéti- que sont efficaces. Très appréciable est l'influence "mattante" très fa- vorable des nouvelles matières d'addition qui se manifeste, dans certaines détrempes, à un degré non encore atteint jusqu'ici,.
Un autre effet, dési- ré dans certains cas, consiste à augmenter ou provoquer l'élasticité de la matière formant film, ce qui est important surtout pour la fabrication de vernis dits "élastiques". Il est étonnant de constater que, avec l'a- gent de concentration conforme à l'invention, certaines matières formant film qui, normalement, ne possèdent que trop peu ou pas d'élasticité,, peu- vent être travaillées en vernis élastiques excellents. Cela s'applique par exemple pour l'utilisation de chlorures de polyvinyle ou chlorures de polyvinyle postchlorés ou leurs produits mixtes de polymérisation qui, de cette façon, peuvent être employés comme matières formant film pour des vernis présentant une élasticité remarquable.
L'addition de produits désagrégés de l'acide silicique ou de silicates désagrégés exerce une influence favorable sur les propriétés mé- caniques du film formé par semblables couleurs et les nouveaux agents de concentration conviennent excessivement bien comme additions à des matiè- res formant film de toutes sorteso On peut les utiliser avec avantage pour plastifier les masses à apliquer à l'amassette (spatule).
En vertu du fait que des quantités relativement faibles des agents de concentration suffisent pour arriver à une consistance pâteuse, les pro- duits nouveaux pourront trouver aussi toute une série d'applications dans la teinturerie, l'impression du coton et la technique des apprêts.
Le retardement de la sédimentation peut en outre jouer un rôle dans la fabrication de colles de toutes sortes auxquelles sont ajoutées
<Desc/Clms Page number 3>
des charges, de nature minérale par exempleo Dans les préparations de col- les à faible viscosité qui doivent s'appliquer facilement au pistolet et au pinceau, il y a toujours danger que semblables matières de remplissage sédimentent après peu de temps et se solidifient au point que,souvent, on ne pourra pas ou on ne pourra qu'imparfaitement réhomogéniser la col- leo Grâce à des additions de petites quantités des nouveaux agents de con- centration, semblables matières de remplissage ou bien deviennent tout à fait superflues ou bien ne compromettent plus par une sédimentation non désirée, l'utilisabilité de la colle,
Si on a recours à de plus fortes additions, on peut amener les colles en une masse pâteuse. Ici, comme pour les vernis et les couleurs, un autre avantage réside dans le fait que l'augmentation de consistance à laquelle vise l'invention subsiste dans une large mesure, même à des températures supérieures à la température am- bianteo
Les agents de concentration selon l'invention peuvent s'employer d'égale façon pour des liquides inorganiques comme pour des liquides or- ganiques et revêtent donc une importance spéciale dans la fabrication de lubrifiants solides c'est-à-dire dans la concentration, pratiquement jus- qu'à solidification complète, d'huiles et de graisses liquides.
On obtient ainsi des graisses qui, employées comme librifiants solides, se distinguent par une insensibilité spéciale à la température.
Par l'emploi tel que le prévoit l'invention, de composés naturels désagrégés de 1 acide silicique ou de silicates d'aluminium désagrégés, on peut transformer facilement en pâtes ou en bases pour onguents, des liquides tels que, par exemple, le glycol ou la glycérine, qui constituent en phar- macie et dans l'industrie des cosmétiques, des matières de base importan- teso Si on concentre, selon l'invention, des huiles volatiles, on obtient des produits solides qui peuvent être transformés en additions pour pou- dres et pour d'autres usages en industrie des cosmétiques.
Les agents de concentration qui font l'objet de l'invention se sont avérés bons aussi pour la granulation de produits pharmaceutiques à mettre en comprimés et aussi comme auxiliaires dans le galénisme.,
Une autre possibilité d'emploi réside dans la fabrication de pro- duits de blanchiment et de lavage connus dans le commerce sous l'appella- tion de produits de blanchiment à sec. On peut aussi concentrer et mouler facilement des solutions fluides de savon par exemple, comme les savons de graissage, sans que le rendement de lavage soit influencé.
On peut aussi employer avec avantage, selon l'invention, les ma- tières naturelles désagrégées par traitement à la chaux pour solidifier des matières à point d'écoulement (goutte à goutte) relativement bas, par exemple les paraffines, cires, résines, bitumes, asphaltes etc.
Ces subs- tances fréquemment employées comme produits isolants ou produits d'impré- gnation ont, comme on le sait, la propriété de ramollir ou de devenir cou- lants (goutte à goutte) à des temporaires relativement basses déjào Les agents de concentration qui font l'objet de l'invention offrent ici la possibilité, par additions en quantité relativement faible, de concentrer les substances, telles qu'on les emploie par exemple dans l'imprégnation de cartons pour toitures ou dans la consturction de routes à un-point tel qu'el- les ne se liquéfient pas dans une mesure dommageable, même par forte cha- leur solaire. Les propriétés des goudrons utilisés pour les raccords de tuyaux ou de câbles peuvent aussi, de cette façon, être considérablement améliorées.
Le nouvel agent de remplissage s'est avéré convenir très bien aus- si comme stabilisateur dans les travaux de forage ; si on ajoute au liqui- de de rinçage, en vue de concentration conforme à l'invention, quelques
<Desc/Clms Page number 4>
pourcent, par exemple 2 à 4% de silicates d'aluminium désagrégés, 1 agent de remplissage empêche la poussière de se déposer et en facilite l'éli- mination hors du trou de forage.
L'effet des agents de concentration et de solidification confor- mes à l'invention, qui ne se borne nullement aux domaines cités ci-avant, trouve seulement une limite lorsqu'il s'agit de liquides de caractère acide car les produits contenant encore de la terre alcaline en quantité nota- ble ne résistent pas parfaitement aux acides forts.
Toutefois les agents de concentration et de solidification trouvent de larges possibilités d'em ploi dans des liquides non-acides étant donné, en particulier, qu'un choix judicieux de la matière de départ par rapport à la nature du liquide à traiter offre des possibilités de variantes qui garantissent l'obtention d'effets optimao Les agents de concentration selon l'invention peuvent aussi être coupés avec d'autres matières connues pour ces usages, ce en quoi, avec des oxydes fabriqués par voie pyrogénétique par exemple, des effets doublés, triplés etc peuvent être obtenus Exemple 1
On a comparé l'agent de concentration qui fait 1 objet de l'in- vention, pour la concentration d'eau,
avec de la bentonite allemande et italienne et un acide silicique très pur obtenu par voie pyrogénétique.
Chaque fois, on a employé, dans 50 cm3 d'eau, 10 parties en poids de la substance essayée et on a relevé la consistance des produits obtenus, après 3,14 et 45 heures. Les résultats sont donnés par le tableau qui suit :
EMI4.1
<tb> après <SEP> le <SEP> après <SEP> après <SEP> après
<tb>
<tb> mélange <SEP> 3 <SEP> heures <SEP> 14 <SEP> heures <SEP> 45 <SEP> heures
<tb>
<tb> Bentonite <SEP> limon <SEP> peu <SEP> inchangé <SEP> légèrement <SEP> notablement
<tb>
<tb> italienne <SEP> épais <SEP> gonflé <SEP> concentré
<tb>
<tb> mais <SEP> peu
<tb>
<tb> visqueux.
<tb>
Bentonite allé- Concentration modérée ; au cours de la péroide mande d'observation , dépôt notable.
Acide -'Silicique Pâte très visqueuse qui ne se modifie plus pen- peu concentré dant la période dressais Bentonite traitée Pâte très visqueuse qui ne se modifie pas pen- à la chaux sous dant la période d'essais pressiono
L'essai ci-dessus montre que l'effet épaississant dans l'eau, les quantités en poids étant les mêmes, est beaucoup supérieur à celui de la bentonite normale et comparable à celui de l'acide silicique pur de gran- de valeuro Exemple 2 Un autre essai destiné à déterminer l'effet épaississant sur de l'eau a été exécuté comme suit:
on a traité avec 200 cm3 d'eau, 5 grammes d'un sable quartzeux à plus de 90% de Si2 désagrégé à la chaux éteinte par voie hydrothermale puis, après avoir laissé reposer 24 heures, on a séparé ce sable par aspiration du liquide encore restants On a déterminé alors la quantité d'eau absorbée et, pour une meilleure comparaison, on a rapporté à la teneur en eau de 100 grammes de substance. Les chiffres qui suivent donnent donc le poids d'eau en grammes par 100 grammes de subs- tance.
On a examiné le produit désagrégeant aussi bien directement, avec rapport CaO/SiO2 I:I, qu'après extraction partielle ou complète de l'oxy-
<Desc/Clms Page number 5>
de de calcium.
EMI5.1
<tb> Agent <SEP> de <SEP> conoentration <SEP> Absorption <SEP> d'eau <SEP> par <SEP> gramme
<tb>
EMI5.2
l Sio 2 î l CaO 714 gro si 2 2/3 CaO 835 gruz l 5.02 s 173 Calo 1024 gruz
EMI5.3
<tb> SiO2 <SEP> 643 <SEP> gr
<tb>
Il s'avère donc que 1 absorption d'eau atteint des chiffres con- sidérables, en fonction de la teneur restante en oxyde de calcium.
Men tionnons encore à titre de comparaison qu'il a été enregistré, dans un es- sai analogue, une absorption d'eau de 660 grammes pour un acide silicique fabriqué par voie pyrogénétique et une absorption d'eau de 406 grammes seulement pour un produit d'acide silicique fabriqué par précipitation et par voie humide à partir de silicates synthétiques solubsles Exemple 3
On a dilué de l'huile de paraffine, d'abord avec de la bentonite désagrégée conforme à la présente invention puis, lors d'un essai compara- tif, avec de 1 acide silicique finement divisé et peu concentré, connu comme agent de concentration particulièrement efficace pour les huiles; on a ensuite déterminé les quantités qui amènent une même consistance.
Il a fallu en cela 13,8% de bentonite désagrégée contre 12,2% d'acide sili- oique spécial. Cet essai aussi montre que 1 agent de concentration qui fait l'objet de 1 invention a un effet qui approche pratiquement de très près celui de substances de grande valeur de cette espèce.
Exemple 4.
L'effet épaississant sur l'huile de paraffine a été relevé par mesurages des viscosités au viscosimètre Hoepler; à cet effet, on a employé chaque fois 5 grammes d'agent de concentration dans 100 om3 d'huile de pa- raffineo L'agent de concentration employé était un sable désagrégé à 2000 à la chaux éteinteo Comme dans 1 exemple 2, on a comparé ici,
aussi le pro- duit de désagrégation correspondant au silicate de calcium neutre avec les produits obtenus après extraction partielle ou totale de l'oxyde de oal- cium La viscosité de l'huile de paraffine employée était à la températu- re de 22 de 168 c[
EMI5.4
<tb> Agent <SEP> de <SEP> concentration <SEP> Viscosité
<tb>
EMI5.5
I S102 ï 1 osa0 482 aP
EMI5.6
<tb> i <SEP> SIO2 <SEP> g <SEP> 2/3 <SEP> CaO <SEP> 1050 <SEP> cp
<tb>
EMI5.7
1 81 2 î 1/3 CaO 671 cP
EMI5.8
<tb> SiO2 <SEP> 410 <SEP> cP
<tb>
Le produit désagrégé de la même façon mais à 2500 accusa, pour un rapport moléculaire 11 une viscosité de 1715 cPo Son poids était, dans ce cas, de
EMI5.9
89 grqmmes/lître Exemple5
Pourdéterminer l'effet retardateur de la sédimentation, on a com- paré, dans une détrempe lithopone-huile de lin'pour vernis,
la bentonite désagrégée avec l'acide silicique fabriqué, d'une part par voie pyrogéné- tique et, d'autre part, suivant un procédé humide, la détrempe contenant chaque fois 1% de la substance à essayero On a pris pour mesure de l'effet retardateur de la sédimentation, la quantité de matières solides qui s'é- taient déposées après 10 jours et on a obtenu les chiffres ci-après:
I) détrempe avec l'acide silicique fabriqué par voie pyrogénétique Quantité déposée 2%
<Desc/Clms Page number 6>
2) détrempe avec acide -silicique précipité par voie humide Quantité déposée 58%
3) détrempe avec 'bentonite désagrégée Quantité déposée g 5,5%
Exemple 6
Dans la fabrication de pâtes, on a déterminé sur une pâte dentifrice
1 effet épaississant de l'agent qui fait l'objet de l'invention et on a com- paré ensuite avec d'autres additions courantes pour les usages en question.,
Le produit selon l'invention avait été obtenu encore par désagrégation hy- drothermale de sable quartzeux et avait un rapport moléculaire SiO2,CaO =
I:
I Il fut comparé à une craie lavée et à une wollastonite finement pul vérisée spécialement préparée,
Pour obtenir une même consistance des pâtes, il fallut composer, avec les différents agents de remplissage, les mélanges suivants?
1) 80 gro de glycérine
120 grod'eau
160 gr de craie
2 80 gro de glycérine
120 gr d'eau
330 gro de wollastonite
3 80 grde glycérine
120 gro d'eau
36 gr agent de concentration selon invention il y a lieu de tenir compte du fait que, non seulement il fallut pour les pâtes avec agent de remplissage selon invention,, la plus petite quantité de matière de remplissage mais aussi que ces pâtes se distinguent de façon avantageuse, également au point de vue aspect, homogénéité et ré- sistance ,
des produits de comparaison I) et 2)o
Exemple 7
Dans une détrempe lithopone=huile de lin pour vernis composée de
50 grammes de lithopone et de 100 grammes d'huile de lin pour vernis, il a été incorporé un retardateur de sédimentation à raison de 1% chaque fois puis on a relevé, comme suit, après des délais déterminés, la mesure dans laquelle la matière solide se déposait.- on détermina, après des temps dif- férents, sur une colonne de 100 mm de vernis liquide, la quantité de so- lution claire surnageant. Cette quantité est donnée en pourcent dans le tableau qui suit Le chiffre 10% signifie donc par exemple que, de par le fait du dépôt du pigment, les lOmmo supérieurs de la colonne de 100 mm de liquide sont constitués par du liquide clair.
EMI6.1
<tb>
Agent <SEP> retardateur <SEP> de <SEP> la <SEP> Temps <SEP> de <SEP> dépôt
<tb>
<tb> sédimentation <SEP> 1% <SEP> 24ho <SEP> 3j <SEP> 7j <SEP> 11j <SEP> 14j <SEP> 18j <SEP> 25 <SEP> jotars
<tb>
<tb> Sable <SEP> traité <SEP> à <SEP> la <SEP> chaux
<tb>
<tb> sous <SEP> surpression <SEP> selon <SEP> 1% <SEP> 3% <SEP> 8% <SEP> 13% <SEP> = <SEP> @ <SEP> -
<tb>
<tb> l'invention
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Acide <SEP> silioique <SEP> préci-
<tb>
<tb> pité <SEP> par <SEP> voie <SEP> humide <SEP> - <SEP> 18% <SEP> - <SEP> 35% <SEP> - <SEP> 58%
<tb>
<tb> Gel <SEP> de <SEP> silice <SEP> tamisé
<tb>
<tb> au <SEP> vent <SEP> - <SEP> 61% <SEP> 66% <SEP> - <SEP> - <SEP> 70% <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb> ferre <SEP> d'infusoire
<tb>
<tb> blanohe <SEP> 24% <SEP> 34% <SEP> 47% <SEP> 57%
<tb>
<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
<tb> Sulfonate <SEP> solide <SEP> 3% <SEP> 9% <SEP> 20%
<SEP> 29% <SEP> - <SEP> -
<tb>
Comme le montre ce tableau,le nouvel agent de concentration selon la de- mande de brevet est, dans cette détrempe d'huile de lin pour vernis, net- tement supérieur aux additions habituelles pour ces usages car la sédi- mentation, même dans le cas d'une assez longue durée,est beaucoup plus retardée qu'avec les substances de comparaison.
Exemple 8
Comme dans l'exemple 7, on a examiné une détrempe à l'huile de lin pour vernis qui contenait, outre de la lithopone, de la baryte sulfatée et avait donc tendance très forte à la sédimentation. Sa composition était la suivante @ 100 parties d'huile de lin pour vernis, 25 parties de litho- pone, 55 parties de blanc fixe et 1% de retardateur de sédimentation.
EMI7.2
<tb>
Retardateur <SEP> de <SEP> sédimentation <SEP> Temps <SEP> de <SEP> dépôt
<tb>
EMI7.3
(I%) 24ho 8j. l2j. 21jo 30 jours
EMI7.4
<tb> Sable <SEP> traité <SEP> à <SEP> la <SEP> chaux <SEP> sous
<tb>
EMI7.5
surpression selon invention z 14% 35% 45% z Stéarate Ii 'alui11ni.um 1296 40% 439 499g 54% Terre à diatomées 16, 38% 5296 58% 59%
EMI7.6
<tb> Sulfonate <SEP> 20% <SEP> 43% <SEP> 46% <SEP> 54% <SEP> 58%
<tb>
Exemple 9
Ici, tout comme dans les exemples 7 et 8, l'essai portait sur le comportement de différents retardateurs de sédimentation, dans une laque composée de 100 grammes d'huile de lin pour vernis et de 100 grammes de fer micacé, Les parties surnageantes de liquide clair sont reproduites au tableau ci-après:
'
EMI7.7
<tb> Retardateur <SEP> de <SEP> sédimentation <SEP> Temps <SEP> de <SEP> dépôt
<tb>
EMI7.8
t=,$, 24h 8jo 12 21jo 30 jours
EMI7.9
<tb> Sable <SEP> traité <SEP> à <SEP> la <SEP> chaux <SEP> sous
<tb>
<tb>
<tb> surpression <SEP> selon <SEP> invention <SEP> 21% <SEP> 28% <SEP> 28% <SEP> 28% <SEP> 29%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Bentonite <SEP> 37% <SEP> 44% <SEP> 44% <SEP> 44% <SEP> 45%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Stéarate <SEP> d'aluminium <SEP> 30% <SEP> 42% <SEP> 42% <SEP> 42% <SEP> 43%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Terre <SEP> à <SEP> diatomées <SEP> 20% <SEP> 51% <SEP> 51% <SEP> 52% <SEP> 52%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Sulfonte <SEP> 48% <SEP> 49% <SEP> 49% <SEP> 495% <SEP> 50%
<tb>
La laque examinée se distingue par le fait que la sédimentation accuse en général, après peu de temps,
des valeurs constantes qui ne changent plus de façon notable après de longues périodes d'observation. Il s'avère clai- rement ici aussi que la sédimentation d'une matière solide se fait, avec l'agent de concentration qui fait l'objet de l'invention, dans une mesure beaucoup plus faible qu'avec les substances de comparaison.,
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.