BE552341A - Procede de fabrication de produits a base de noir de carbone et produits en resultant - Google Patents

Procede de fabrication de produits a base de noir de carbone et produits en resultant

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BE552341A
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A.L. Verdier
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A.L. Verdier
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    • 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

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description


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    Les   noirs de carbone qui peuvent être obtenus 
 EMI1.1 
 par cotubucLion incomplète ou ü.co1JJlPosi tion dl hydrocar- bures liquides ou gazeux dans des installations de diffé- rente typos, reçoivent de nombreuses applications industrielles. 



   On les utilise notamment comme charges ou pigments   dans   la fabrication des encres d'imprimerie, des pointures, des objets en caoutchouc ou en matière plas  ligua .   

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   Quel que soit son procédé de fabrication, le noir de carbone se présente sous force de particules   extrêmement   fines (diamètres compris entre 50 et 5.000   angstroms).   Cette particularité confère au noir de carbone ses princ ipales propriétés, mais se traduit en contrepartie par des inconvénients graves, tels que :   -   la production d'une poussière très pénétrante et salissante. 



   - Un volume très important dû à la faible densité, ce qui entraîne des difficultés de manutention. 



   - la tendance à l'agglomération des particules dans certaines conditions hygrométriques ou électriques. 



     -   de grandes difficultés pour disperser les noirs dans une phase liquide ou visqueuse, du fait que la surface totale réelle des particules de noir ne peut être convenablement   mouillée.   Il se forme alors des agglomérats dont la réduction   demande   des efforts mécaniques très   importants .   



   La présente invention vise   à   remédier aux inconvénients précités, et concerne un procédé qui permet la fabrication de produits composites à base de noir de carbone, ces produits constituant- une   présentation   des noirs de carbone sous des forces susceptibles de recevoir de nombreuses applications   industrielles.   



   Le procédé conforme à l'invention pour la fabrication de mélanges binaires comprenant une phase solide constituée par du noir de carbone et une phase liquide, consiste à disperser le noir de carbone dans un volume de liquide supérieur à celui correspondant à la concentration de noir de carbone désirée, puis à 

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      extraire l'excès de liquide ainsi utilisé. 



   Dans une réalisation particulière de l'invention la phase liquide est-constituée par un agent mouillant le noir de carbone. De préférence le volume de liquide ainsi mis en oeuvre est au moins égal au volume . susceptible de mouiller la totalité de la surface théorique du noir de carbone utilisé. Cette disposition conduit à des volumes d'agent mouillant plusieurs fois supérieurs à celui du noir de carbone, 
L'invention comprend également les divers produits industriels constitués par les mélanges binaires obtenus après dispersion du noir de carbone dans la phses   liquide,   puis extraction de l'excès de cette dernière.

   Ces mélanges qui possèdent une viscosité variable suivant le taux d'extraction, sont destinés à constituer des matières premières pour les industries utilisant les.noirs,de carbone (industries des encres   d'imprimerie,  des peintures, du caoutchouc, par exemple). 



  De tels mélanges se   caractérisent   à   la   fois par la nature du noir et par la nature de la phase   liquide.   



   D'autres particularités de l'invention seront encore mises en évidence dans lu description   oi-dprès.   



   Les dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, sont des diagrammes   illustrant   des possibilités de mise en oeuvre de   l'invention.   



   La   fige   1 se rapporte à un procédé général   permettant   une fabrication   continue.   



   La fig. 2 concerne un traiteront particulier du noir de carbone. 



   Sur la fig. 1, on voit en 1   l'étage   où s'effectue la dispersion du noir de carbone amené en 2 
Comme il a   été   dit, le noir peut ôtre d'une 

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 origine et d'une   granulome trie   quelconque (noir de contact, noir de tunnel, noir au four, etc....) 
Le liquide dans lequel s'effectue la dispersion du noir est amené en 5. 



   La nature de ce liquide dépend de l'usage ultérieur du noir. Ainsi en vue de la fabrication d'encres ou de peintures, le liquide choisi est, de préférence, le liant qui figure dans la formule du produit fini. 



   Si le noir est.destiné à l'industrie du caoutchouc, ce liquide est   avantageusement   constitué par le plastifiant. 



   Dans tous les cas, le volume de liquide mis en oeuvre assure de préférence le mouillage de la surface totale des particules de noir, A cette fin, le volume de l'agent mouillant peut être notablement plus grand. que celui du noir (10 à 20 fois supérieur par   exemple).   Il est recommandé pour assurer une bonne dispersion du noir, d'introduire celui-ci progressivement dans le liquide mouillant. La limite de concentration en noir est donnée par l'apparition des premiers agglomérats. La dispersion du noir est assurée au moyen de tous appareils convenables tels que des agitateurs contenus dans une ou plusieurs cuves successives, ou de préférence des homogénéiscurs 
Une fois la dispersion du noir réalisée, le mélange binaire obtenu est conduit par 4 à l'étage 5 ou s'effectue une pre ière extraction de l'agent mouillant en excès.

   Cette opération qui consiste essentiellement en un essorage peut être réalisée au moyen d'essoreuses centrifuges dans le cas d'une marche continue ou de filtres-presses si le fonctionnement doit être discontinu. 

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   L'agent mouillant ainsi récupéra est renvoyé vers l'étage 1 (ou vers une cuve de   stockage).     On   obtient d'autre part une pâte   à   base de noir de carbone, dont une partie peut être extraite   en 7,.   Cette      pâte constitue une matière première pour l'industrie des encres et des peintures. Elle pourra être utilisée soit directement, soit après dilution et entrer dans la constitution de nouveaux mélanges. 



   L'autre partie de la pâte est conduite par 8 à l'étage 9   où   s'effectue une nouvelle extraction de l'agent mouillant évacué en 11. Ce traitement est assuré au moyen de filtres-presses ou presses hydrauliques et on peut obtenir en 12 des blocs compacts, pratiquement solides, où la proportion de la phase liquide est très faible, mais dans lesquels toutes les particules de noir decarbone   demeurent   enrobées d'un film trèsmince d'agent mouillant. Il en résulte que la dispersion ultérieure de ces blocs en vue de constituer d'autres mélanges par exemple dans l'industrie du caoutchouc, est très facile, 
La mise en oeuvre de l'invention représentée fig.2 concerne une fabrication continue dans le cadre d'une production de noir au four. 



   21 désigne.le four alimenté par les conduites 
22 23 en air et en hydrocarbures aromatiques. Ces derniers subissent dans le four 21 une combustion incomplète. Le noir .ainsi produit est entraîné avec les gaz de vers un refroidisseur 24 un précipita- teur   @   et des cyclones de récupération 26 Le noir ainsi obtenu convenablement refroidi est ensuite amené   par   27 dans un tunnel 28 ou il subit une aspersion de l'agent mouillant choisi, lequel est pulvérisé en 29 

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Le liquide ainsi utilisé est par exemple un plastifiant constitué par une huile extraite du pétrole      et forcée d'un mélange d'hydrocarbures aromtatiques non saturés. Le   plastifiant   est avantageusement réchauffé en 30 avant sa pulvérisation, ce qui le rend plus fluide. 



  Le brouillard formé dans le tunnel 28 assure le mouillage d'une partie des particules de noir et facilite leur précipitation. Le tunnel 28 communique avec un groupe d'homogénéiseurs 31 disposés en cascade!. Le premier de ces appareils reçoit par 32 le même plastifiant que celui pulvérisé en 29. Les homogénéiseurs 31 débitent les uns dans les autres, avec addition à chaque étage de noir provenant du tunnel 28. Le plastifiant se trouve ainsi enrichi progressivement en'noir de carbone. L'ad-   mission du noir ; du plastifiant amené en 52 et   l'évacuation du mélange suivant 40 sont réalisées de façon continue. Le volume de plastifiant peut être compris entre 5 et 10 fois celui du noir, selon la finesse de ce dernier et le pouvoir mouillant du plastifiant. 



   La conduite 40 aboutit à une centrifugeuse 55 dans laquelle le mélange de noir et de plastifiant est essora. Le plastifiant est renvoyé vers le tunnel 28 par la conduite 36 et le résidu constitué par exemple par une pâte contenant en poids 35 de plastifiant et 65 de noir de carbone, est envoyé par la conduite   37   vers des presses hydrauliques automatiques38 qui extraient à nouveau une partie du plastifiant jusqu'à produire un bloc solide comprenant 90% de noir et 10% de plastifiant. 



  L'excès de plastifiant est renvoyé vers 28 comme préoédem- ment, 
Le procédé conforme à l'invention permet ainsi d'obtenir des produits pâteux et des produits solides   à   base de noir de carbone. 



   Suivant les cas, la fabrication peut être 

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 limitée exclusivement aux produits pâteux ou ne comprendre que les produits solides. 



   Cependant, lorsque l'agent mouillant mis en oeuvre peut par exemple servir à la fois de liant pour l'industrie des encres et peintures et de plastifiant pour celle du caoutchouc, ce qui est le cas pour les mélanges d'hydrocarbures visés plus haut, il peut: être avantageux de fabriquer simultanément la pâte et les blocs solides. 



   La mise en oeuvre des produits binaires obtenus conformément à l'invention dans les diverses branches industrielles utilisant le noir de carbone est très aisée et se prête à des combinaisons particulièrement souples. Ainsi, pour fabriquer, une encre d'imprimerie   comprenant   5% de noir et 95% d'huile de pétrole, on peut avantageusement' allonger la pâte délivrée en 7 dans la mise en oeuvre de la fig.   7.   Il importe toutefois que le produit mouillant utilisé soit constitué par la même huile de pétrole que celle où a été dispersé le noir de carbone, ou par un produit mouillant compatible avec cette huile.. 



     :L'encre   d'imprimerie est constituée par un   mélange   de2 5% de noir au four et de 2,5% de noir au tunnel pour 90% de liant, on opérera de même le mélange avec des   rates   dans lesquelles ont été dispersés le noir au tunnel et le noir au four. Compte tenu de ce que toutes les particules de noir se trouvent mouillées dans les pûtes conformes à l'invention, toutes les opérations de   mélange   ou de dilution s'effectuent   facilement   et avec une faible   consommation   d'énergie 

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Cette particularité est également vraie pour les blocs délivrés en 12 dans le des de la fig. 1. 



   De tels blocs titrant 90% de noir et 10% de plastifiant sont notamment destinés à l'industrie du caoutchouc Parmi les plastifiants usuels, on peut citer ; le goudron de   pin,   des hydrocarbures aromatiques non saturés,   l'acide   stéarique, des esters tels que le phtalate de butyle. 



   -Dans l'industrie du caoutchouc noir pour pneumatiques, semelles, courroies   etc....   les mélanges destinés à être broyés contiennent une proportion très importante de noir de   carbone,   pouvant aller de   40   à 100 parts avec 5 à 15 parts de plastifiant pour 100 parts de gomme. Ainsi une composition pour bandes de roulement peut avori la formule suivante, en noir et En plastifiant: 
45 parts de noir 
2 parts de goudron de; pin 
3 parts décide stéarique 
Pour faciliter la mise en oeuvre de tels mélanges l'invention prévoit encore d'utiliser plusieurs sortes de blocs différents, mais conservant des pourcentages standards. 



   Ainsi dans le cas de l'exemple   préôédent,   des blocs d'un premier groupe peuvent être constitués par 
90 % de noir et 10% de goudron de pin, les blocs d'un deuxième groupe par 90% de noir et 10% d'acide stéarique. 



   On prend alors 20 parts du premier groupe, ce qui représente 18 parts de noir et 2 parts de goudron de pin et 30 parts du deuxième groupe, ce qui représente   27   parts de noir et 3 parts d'acide stéarique. 



   Les proportions du   rélange   visé ci-dessus se trouvent bien vérifiées. 

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   D'une façon générale, l'incorporation des blocs de noir dans le caoutchouc lors de la préparation des mélangea s'effectue selon les techniques habituelles et avec le matériel utilisé dans l'industrie du caoutchouc ± 
Si la formule du mélange demande plus de plastifiant qu'il n'en a été prévu dans les blocs de noir, ou nécessite un autre plastifiant, cette adjonc- tion d'une quantité supplémentaire de plastifiant ne présente évidemment aucune difficulté . Dans tous   @   cas la puissance motrice nécessaire pour obtenir un melange sans agglomérat est considérablement réduite. 



   Il est entendu que l'invention n'est pas limitée aux réalisations décrites et qu'on peut apporter à celles-ci toutes variantes. Ainsi dans le cas de l'exemple de   la'fig.   2 le tunnel 28 pourrait être supprimé.

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS.
    1 ) Un procédé de fabrication de mélanges binaires comprenant une phase solide constituée par du noir de carbone et une phase liquide, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on disperse le noir de carbone dans un 'volume de liquide supérieur à celui correspon- dant à la concentration de noir de carbone désiré, puis qu'on extrait l'excès de liquide ainsi utilisé.
    2 Un procédé conforme à la revendication 1 et caractérisé en ce que la phase liquide est consti- tuée par un agent mouillant le noir de carbone.
    3 Un procédé conforme à la revendication 2 et caractérisé en ce que le volume de la phase liquide mis en oeuvre est au moins égal au volume susceptible de mouiller la totalité de la surface théorique du noir de carbone utilisé.
    4 ) A titre de produits industriels les mélanges binaires obtenus après dispersion du noir de carbone dans la phase liquide puis extraction de l'excès de cette dernière, ces mélanges qui possèdent une visco- sité variable suivant le taux d'extraction, constituant desmatières premières pour lesindustries utilisant les noirs de carbone et se caractérisentà la fois par la nature du noir et par la la tare de la phase liquide.
    3 Un produit industriel conforme à la revendication 4, ce produit servant à la fabrication des encres ou des peintures et care ctérisé en ce qu'il consiste en une pâte dans 1- quelle la phase liquide est constituée par lu liant entrant dans la formule de l'encre ou de la peinture. <Desc/Clms Page number 11>
    6 Un produit industriel conforme à la revendication 4, ce produit destina à la fabrication des mélanges pour 1* industrie du caoutchouc étant caractérisé en ce qu'il est constitué par un bloc compact dans lequel la phase liquide est formée par l'un au moins des plasti- fiants qui interviennent normalement dans le mélange visé.
BE552341D 1955-11-07 1956-11-05 Procede de fabrication de produits a base de noir de carbone et produits en resultant BE552341A (fr)

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FR352438X 1955-11-07
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