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La présente invention se rapporte à des perfectionnements aux procé- dés de préparation de produits de revêtement pigmentés, comme par exemple les peintures, les émaux, les laques, les encres d'imprimerie, les dispersions plasti- ques pigmentées et autres.
Il est connu de préparer des dispersions de pigments du type se com- posant essentiellement de particules très fines de pigments, de charges ou matiè- res de remplissage pigmentées ou encore de mélanges de ces particules solides mi- nérales ou organiques, (appelés ci-après "pigments"), dans un liant résineux ou autre (appelé ci-après "liant"), ou dans une solution de liant (appelée ci-après "véhicule" ou "véhicule liquide"), en mélangeant et en broyant ou en combinant ces opérations mécaniques, tout en appliquant un procédé ou une combinaison de procé- dés généralement bien connus.
Dans tous ces procédés habituellement utilisés, le mouillage et la dispersion des nombreux pigments dans les nombreux liants ou véhicules générale- ment utilisés, sont essentiellement effectués en créant, dans la charge de mélan- ge ou de broyage, des conditions de cisaillement entre les particules. Ces con- ditions sont obtenues en réglant la consistance et autres caractéristiques rhéo- logiques de la charge de mélange ou de broyage, de façon à pouvoir exercer la plus grande force de cisaillement possible pour cisailler le mélange pigment/liant ou véhicule sans laisser les particules ou agrégats de particules de pigments glis- ser l'une derrière l'autre ou pour éviter tout contact lorsque la charge est à l'état cisaillé.
Il est connu qu'en règle générale, pour créer un cisaillement entre les particules, les meilleures conditions sont toujours les suivantes: a) lorsque le mélange contient les pigments dans la plus forte concentration pos- sible en volume b) lorsque le véhicule possède les meilleures propriétés possibles de mouillage et de dispersion. c) lorsque le véhicule possède une teneur suffisante en liant pour mouiller d'une manière appropriée et pour enduire toute la surface du pigment, sans plus. d) lorsque le mélange est un système défloculé ou dispersé, se dilatant dans les conditions de cisaillement règnant dans la charge lorsqu'elle est à l'état cisail- lé.
Ceci constitue les conditions requises dans toutes les circonstances, sauf lorsque le pigment est du type se composant entièrement ou principalement de très petites particules maintenues ensemble, par des forces importantes ou faibles, en groupes ou agrégats, et lorsque les particules composantes sont très petites, de telle sorte que les vides et les interstices entre ces particules sont plus petits que les diamètres d'une importante quantité des molécules de liant.
On rencontre fréquemment un sérieux inconvénient lorsqu'on prépare les dispersions pigmentées en mélangeant et/ou en broyant les pigments dans de faibles solutions de liant. On entend par là la dilution des dispersions de pig- ments fortement concentrées après l'étape de dispersion du traitement. Pour di- luer un mélange de pigments et de véhicule à faible teneur en liant, il faut ha- bituellement ajouter une solution plus concentrée de liant. Or, lorsque le pig- ment est dispersé dans une faible solution de liant (c.à.d. contenant 10 à 25 % de liant), le pigment est alors mouillé avec un véhicule se composant principale- ment de solvant Ce système dispersé possède habituellement un pouvoir dissol- vant beaucoup,plus élevé que la solution plus concentrée de liant que l'on doit ajouter lors de la dilution.
En conséquence, les molécules de solvant en disper- sion, coàodo dans le système intérieur, se diffuseront dans la solution plus con- centréege.à.d. dans le système extérieur, ajouté comme véhicule diluant, d'une ma- nière beaucoup plus rapide que les plus grosses molécules de liant à déplacement relativement lent, pouvant se diffuser dans la dispersion.
Par suite de ce mouve-
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ment, les particules de pigment dans la dispersion auront tendance à rester dans la dispersion et à se comprimer en un espace plus réduit, et, dans des cas extrê- mes, en agglomérés ou agrégats très compacts, qu'il est souvent très difficile de redisperser. Cette condition de réagglomération ou de réagrégation des particu- les de pigments à partir d'un système de pigments bien dispersé, est une des con- ditions, connue dans l'industrie des peintures sous le nom d'"ensemencement"; cette condition sera décrite ci-après.
Les difficultés rencontrées augmentent énormément lorsque le système de véhicule contient un plus grand pourcentage de solvants très forts et lorsque les pigments sont du type se composant de particules primaires de dispersions col- loïdales à surface spécifique très élevée, par exemple le noir de carbone. Les problèmes de l'ensemencement se posent d'une manière plus prononcée lorsque le véhicule possède une faible teneur en liant ainsi que de faibles propriétés mouil- lantes et dispersantes et lorsqu'il contient des solvants très forts.
Dans des cas extrêmes, la teshnique de dispersion à forte teneur en solvant ne peut nulle- ment être appliquée, par suite de l'impossibilité de diluer les dispersions sans "l'ensemencement" effectué immédiatement lors de la dilution, ou progressivement lorsque le produit dilué est stocké pendant une longue période La présente invention se rapporte essentiellement à un système de mouillage et de dispersion des pigments dans des liants et/ou des véhicules, sui- vant la technique à forte concentration en solvant, en appliquant l'un ou l'autre procédé mécanique approprié par charge discontinue, mais en stabilisant et en diluant le mélange de pigments en dispersion de façon à transformer la dispersion d'un mélange instable en un mélange stable,
quel que soit le système de véhicule utilisé, et dans lequel le pigment ne se réagglomérera pas, ne se réagrégera pas ou ne présentera pas des signes d'"ensemencement" lorsqu'il sera soumis à une dilution complémentaire.
La présente invention s'applique principalement à un perfectionne- ment du procédé de dispersion des pigments en mélangeant les pigments avec des liants ou des véhicules à très fortes concentrations en volume de pigments, sous forme de pâte consistante ou de consistances plastiques, tout en utilïsant un mélangeur de dispersions à usage intensif du type conçu pour appliquer des forces de cisaillement très fortes à des vitesses de cisaillement relativement faibles, par exemple dans un mélangeur horizontal à lames jumelées, en sigma ou diver- gentès pour pâte consistante ou plastique.
Toutefois, la présente invention n'est pas limitée aux dispersions obtenues avec ce type de dispositif, mais elle comprend la méthode combinée de dispersion et de dilution, effectuée à de faibles concentrations en volume de pigments, en appliquant d'importantes forces de ci- saillement, à des vitesses de cisaillement moyennes, élevées ou très élevées.
Lorsque le pigment est du type décrit dans le paragraphe 5 de la des- cription, il est avantageux de mélanger et de mouiller parfaitement le pigment avec le solvant, avant d'ajouter le liant.
Par suite de ses plus petites molécules composantes, de sa plus faible viscosité, de sa plus grande mobilité et souvent de ses meilleures propriétés mouillantes, le solvant possède un plus grand pouvoir de pénétration dans les mi- nusculesinterstices ou capillaires entre les particules de pigments des agrégats, comparativement à la'solution de liant contenant des molécules suffisamment gran- des pour bloquer et sceller efficacement l'entrée des nombres interstices.
Dans les conditions décrites ci-dessus, on obtient une décomposition plus complète des agrégats de particules de pigments si l'on mélange ou broie le pigment uniquement avec le solvant, jusqu'à ce que ce dernier puisse pénétrer aussi loin que possible dans les agrégats de particules de pigments et jusqu'à ce que ces derniers aient été décomposés par un cisaillement entre les agrégats ou .par usure par friction, en une dimension aussi faible que possible, ce qui néces- site l'addition d'une quantité suffisante de solvant pour mouiller complètement fa surface des particules pouvant être exposée au solvant au cours du procédé de
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mouillageo Il est habituellement conseillé d'ajouter progressivement le solvant, au fur et à mesure que la surface exposée des particules de pigments augmente,
par suite du cisaillement précité entre les agrégats ou par suite de l'usure par friction.
Etant donné que le mélange de solvant et de pigments n'est habituelle- ment pas un système dispersé ou défloculé, et en absence d'un volume approprié d'un ou de plusieurs agents de dispersion appropriés, et/ou lorsque l'agent de dispersion est ou doit être un composant du système de liant; le mélange de pig- ments et de solvant, à son point optimum de mouillage, doit normalement contenir beaucoup plus de solvant que la quantité permise dans la charge de mélange ou de broyage, lorsque celle-ci a été défloculée entièrement ou partiellement par addi- tion de liant ou de solution de liant.
Dans ces conditions, on peut ajouter suf- fisamment de liant au mélange- solvant/pigment pour répondre entièrement aux con- ditions de surface du pigment, soit progressivement ou en une charge, le sur- plus de solvant étant alors retiré par distillation, avec ou sans application du vide. Dans ces conditions, le liant remplacera progressivement le solvant aux interfaces pigment/véhicule, au fur et à mesure que le solvant sera retiré du système par évaporation.
Toutefois, pour mieux comprendre la présente invention, on décrira à présent deux méthodes mécaniques, utilisées actuellement de préfé- rence et appliquées au procédé de¯¯dispersion des pigments par la méthode de dis- persion d'une pâte consistante ou plastique, tout en stabilisant et en diluant la dispersion obtenueo
Le dispositif utilisé dans ces méthodes est représenté schématique- ment dans les figures 1 et 2 respectivement des dessins en annexe.
Suivant la première méthode, on utilise, comme représenté à la figu- re 1, un mélangeur horizontal 1, pour pâte ou plastique, à lames jumelées tour- nant en sens contraire, en sigma ou divergentes, refroidi à l'eau et chauffé à la vapeur. Ce mélangeur est commandé par un moteur électrique 2 et muni d'une enveloppe 16 ainsi que d'un couvercle à charnières 3 étanche à la vapeur, auquel est raccordée une trémie d'alimentation de pigments 4, une soupape d'alimentation de pigments 5, un réservoir d'alimentation du véhicule 6 ainsi qu'une soupape de contrôle du véhicule 7.
Ce dispositif est également muni d'une conduite d'éva- cuation 8 pour l'air et les vapeurs de solvant ainsi que d'une soupape de contrô- le 9, par laquelle l'air et/ou les vapeurs de solvant peuvent être retirées du bac du mélangeuro Cette conduite est raccordée à un condenseur 10 à refroidisse- ment par eau, amenant l'un ou l'autre solvant pouvant être condensé, dans un ré- servoir collecteur 11 entièrement renfermé. Ce réservoir collecteur de solvant est muni d'une conduite à évent 12 et d'une soupape de contrôle 13, laquelle est raccordée à une pompe à vide 14, pouvant' être utilisée pour réduire la pression dans tout le système ou pour retirer l'air du système.
Les soupapes 5, 7 et 8 peuvent être actionnées à la main, mécaniquement ou électriquement; elles peuvent être également raccordées au mécanisme de commande ou au circuit électrique du moteur actionnant le dispositifmélangeur, de telle sorte qu'une augmentation de la charge du réseau au delà d'une limite prédéterminée, ouvre ou ferme la soupa- pe d'alimentation suivant les variations de la résistance offerte par le mélange au mouvement du dispositif mélangeur.
Le procédé de préparation et de dilution d'un type de pigment à fines particules, dans lequel les particules sont maintenues ensemble sous forme de gros agrégats ou formant ces agrégats ou agglomérés lorsqu'ils sont mouillés ou mélangés avec le véhicule, est le suivant: Le pigment et le liant ou véhicule, nécessaire pour disperser tous les pigments, sont introduits dans le mélangeur 1, soit en soulevant le couvercle 3 et en les chargeant directement en une fois dans le bac, soit progressivement par la tré- mie d'alimentation des pigments 4 et la soupape de contrôle 5 ainsi que-par le réservoir'd'alimentation du véhicule 6 et la soupape de contrôle 7.
Lorsque les
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lames mélangeuses 15 ont mouillé et mélangé les ingrédients de la dispersion jus- qu'à ce que le produit soit devenu une masse pâteuse consistante et cohérente, on peut arrêter le moteur 2, soulever le couvercle 3 et racler les surfaces inté- rieures du mélangeur pour qu'aucun produit sec, liant ou véhicule n'adhère à ces surfaces intérieures du mélangeur, qui ne sont pas balayées par les lames mélan- geuses 15. Ensuite, on ferme le couvercle et on le verrouille de façon qu'il soit étanche à l'air; on ferme les soupapes 5 et 7 et l'on ouvre la soupape 9.
Si, à ce moment, on désire réduire la quantité d'air contenue dans le système renfermé, on ouvre la soupape de contrôle 13 et l'on utilise la pompe à vide 14, prévue à cet effet, jusqu'à ce qu'on atteigne, dans le système, le niveau désiré de pres- sion réduite. Ensuite, on ferme la soupape 13 et l'on arrête la pompe à vide 14.
A ce moment, on met à nouveau le moteur 2 du mélangeur en marche et l'on mélange la charge. En appliquant les forces élevées de cisaillement ainsi que le cisail- lement constant auquel est soumis le produit, on obtient une augmentation rapide de la température de-la charge de mélange. Pour autant que la composition de la charge de mélange soit correcte de façon à se dilater très fort à la vitesse à laquelle le produit est cisaillés la température à l'interface du véhicule du pig- ment atteindra et sera maintenue au point d'ébullition du solvant. Dès lors, une importante quantité de solvant est vaporisée et condensée dans le condenseur 10 à refroidissement par eau. Ce solvant s'accumule dans le réservoir collecteur 11.
L'évaporation progressive du solvant augmentera graduellement la concentration en pigments de la dispersion ainsi que la dilatabilité du mélange ; on le constate également par une augmentation continue des forces nécessaires pour cisailler la masse ainsi que par une augmentation continue de la charge du moteur 2. On peut observer cette augmentation dans un ampèremètre placé sur le circuit électrique du dispositif de commande.
Lorsque la charge du moteur a atteint la limite maximum désirée, on introduit, dans le mélangeur, en partant du réservoir d'alimentation 6 et en passant par la soupape 7 une solution supplémentaire de liant ou un sol- vant en quantité suffisante pour compenser le solvant qui s'évapore de même que pour maintenir la charge du moteur 2 au niveau élevé désiré, et ce, à une vitesse déterminée par la vitesse à laquelle le solvant s'évapore .
Si le système pigment/véhicule est tel qu'il nécessite un mélange pro- longé pour obtenir le degré voulu de dispersion, il peut être nécessaire de faire circuler de l'eau de refroidissement dans l'enveloppe 16 du mélangeur, de façon à réduire l'évaporation excessive de solvant. Habituellement, cette opération n'est pas nécessaire car la dispersion complète du pigment sera normalement obte- nue avant ce moment.
Dès que l'étape de dispersion est terminée et que l'on estime le de- gré normal de dispersion atteint, il ne reste plus qu'à stabiliser la charge en accélérant la vitesse d'évaporation du solvant et en remplaçant le solvant par un liant ou une solution de liant, suivant le cas. On peut effectuer cette étape en chauffant par exemple à la vapeur, suivant le cas, l'enveloppe du mélangeur et en continuant l'opération jusqu'à ce que les niveaux du véhicule, dans le ré- servoir 6 d'alimentation du véhicule et de solvants, dans le réservoir 11 de récu- pération de solvant, indiquent qu'une quantité suffisante de solvant a été rempla- cée par un liant,
pour assurer une dispersion stable contenant suffisamment de liant pour que l'une ou l'autre addition supplémentaire de véhicule ne conduise pas à un "ensemencement". On retire alors la source de chaleur et l'on introduit l'eau de refroidissement dans l'enveloppe 16 du mélangeur 1 pour empêcher toute autre perte de solvant. Habituellement, on peut accélérer les étapes finales de . dilution, c.à.d. après avoir atteint le point de stabilité, la vitesse d'addition n'étant réduite qu'à celle nécessaire pour assurer la formation d'une pâte lisse.
Suivant la formule, on peut ajouter des agents mouillants et disper- sants; on les ajoute à l'un ou l'autre moment voulu au cours de la dispersion et/ ou de la dilution.
Si le liant et le pigment ne sont nécessaires que dans la dispersion
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préparée ; on peut poursuivre le procédé de mélange et d'évaporation jusqu'à éli- mination totale ou presque totale du solvant présent dans la dispersion. D'habi- tude, cela signifie que le mélange est' retiré du mélangeur en une consistance plastique, pour la mise en feuilles et le séchage.
On peut utiliser, dans le véhicule, des solvants spéciaux ayant un pouvoir élevé'de dissolution, de mouillage et de pénétration pour les agrégats de pigments ou de bonnes propriétés de dispersion; on les récupère par distilla- tion au cours des étapes de stabilisation, de dilution et de concentration du liant au cours du procédé.
Lorsque le liant ou le véhicule est du type se polymérisant au con- tact de l'air, par exemple les véhicules d'encre d'imprimerie du type de vernis d'huile siccative, il importe, dans ce cas, d'éliminer l'air du système jusqu'à la fin des opérations de mélange.
On peut préparer une charge de dispersion, par exemple de la manière suivante: Pigment : bleu de Milori 656 Ibs.
Liant alkyde 68,8 lbs.
100 % non volatil Solvant: essence minérale 275,2 1bs.
Charge totale de mélange de dispersion = 1.000,0 1bs.
On mélange la charge ci-dessus jusqu'à ce que le pigment soit parfai- tement mouillé et complètement dispersé dans le véhicule. On règle la consistan- ce par évaporation ou par additions de solvant ou de véhicule, suivant le cas et pour obtenir et maintenir un degré voulu de dilatabilité, indiqué par la charge du moteur électrique. Enfin, on stabilise et dilue la charge avec le liant en évaporant le solvant et en maintenant, en même temps, une consistance pâteuse en ajoutant un liant ou une solution de liant jusqu'à ce que la charge ait la composition suivante : Pigment 656 lbs.
Liant 394 " Solvant 262 " Charge totale = 1 .312 1bs.
Si le liant nécessaire pour stabiliser et diluer la dispersion est obtenu sous forme d'une solution de liant à 70 %, on ajoute 464,5 1bs. de solution au cours de l'étape de dilution. On aura retiré 152,5 1bs. de solvant par évapo- ration et on les aura récupérés en condensant la vapeur.
Lorsque le liant est lui-même suffisamment liquide pour être utilisé comme véhicule de dilution et s'il est 100% non-volatil ou lorsque le liant peut être introduit au cours des étapes de stabilisation et de.dilution avec une te- neur de 20 % seulement en produits volatils, la quantité de solvant devant être évaporée et condensée pendant tout le cycle des opérations, est réduite à 13,2 lbs et 94,5 1bs.,respectivement.
Une autre méthode d'application de la présente invention consiste à utiliser le procédé en vue de stabiliser et de diluer les dispersions obtenues en mélangeant ou en broyant une pâte de pigments dispersés, liquide ou'semi-li- quide, que l'on a préparée dans un broyeur à boulets, dans un mélangeur de disper-
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sion à grande vitesse, par passage dans un broyeur à pierre de carborundum à grande vitesse ou par l'une ou l'autre méthode appropriée.
Dans ce cas, la dis- persion contenant le pigment en une forte concentration en volume et le liant en une faible concentration, est placée dans un bac de mélange 20 refroidi à l'eau et chauffé, muni d'une enveloppe 33 (figure 2), d'un couvercle amovible et étan- che à la vapeur 21 ainsi que d'un réservoir d'alimentation du véhicule 22, lequel est muni également d'une soupape d'alimentation du véhicule 23. Le réservoir est muni d'un dispositif mélangeur approprié à grande vitesse 24, actionné par un mo- beur électrique adéquat 25, ce dispositif mélangeur étant conçu de façon à pou- voir appliquer une force de cisaillement suffisante et à cisailler la dispersion à une vitesse de aisaillement suffisamment élevée pour empêcher l'ensemencement de la dispersion de pigments au cours du procédé de dilution.
Le dispositif est également raccordé, par un condenseur 26 à refroi- dissement par eau, par une conduite d'évacuation de vapeur 27 et une soupape 28, à un réservoir 29, entièrement renfermé et étanche à la vapeur 29, lequel est à son tour raccordé à une pompe à vide 30, par la conduite 31 et la soupape 32.
Pour stabiliser la dispersion dans le réservoir 20, on chauffe l'en- veloppe 33 et on laisse évaporer l'excès de solvant. On utilise continuellement- le dispositif mélangeur. L'évaporation progressive de l'excès de solvant fait augmenter rapidement la consistance de la dispersion, comme on le constate au moyen d'un ampèremètre placé sur le circuit du moteur. On laisse cette augmenta- tion se poursuivre jusqu'à ce que la charge maximum désirée soit atteinte. En- suite, on ajoute en continu ou en discontinu, à la dispersion, une quantité sup- plémentaire de liant ou de solution de liant venant du réservoir d'alimentation du véhicule 22 et de la soupape 23, à la vitesse requise pour maintenir la dis- persion à la consistance voulue.
Après avoir ajouté suffisamment de liant et lorsque la dispersion est stable, on peut interrompre le chauffage et refroidir la dispersion en appliquant de l'eau de refroidissement à l'enveloppe 33 du ré- servoir, tout en ajoutant, suivant le cas, une quantité supplémentaire de véhicu- le.
Si le liant est du type se polymérisant au contact de l'air, on peut évacuer l'air du système en utilisant la pompe à vide 30.
Lorsque le vide n'est pas une condition souhaitable ou essentielle, la pompe à vide ne doit pas être incorporée dans le dispositif.
Une charge de dispersion typique stabilisée et diluée suivant les méthodes décrites peut être traitée de la manière suivante:
La dispersion initiale préparée au broyeur à boulets ou suivant un autre procédé peut comprendre les ingrédients suivants: Pigment bleu de Milori 550 1bs.
Liant: résine 90 1bs.
Solvant: toluol 360 lbs.
1.000 lbs .
Pour stabiliser cette dispersion et augmenter sa teneur en liant de façon qu'elle soit à 50 % de celle du véhicule, sans altérer la concentration en: pigments de la dispersion, on ajoute progressivement une solution de liant à 70 %, à une vitesse déterminée par l'évaporation de l'excès de solvant et tandis que la dispersion est dans un état de cisaillement, jusqu'à ce qu'elle ait la compo- ition suivante: Pigment 550 lbs.
Résine: 225 1bs.
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Toluol : 225 1bs.
1 .000 lbs
La résine étant ajoutée sous forme d'une solution à 70 %, le procédé de stabilisation comprend l'addition d'environ 193 1bs. de solution de résine, tout en évaporant de la dispersion environ 193 1bs. de toluol.
A présent, on décrira un procédé type, que l'on applique lorsque le pigment est du type se composant entièrement ou principalement de très petites particules .
Exemple
Un de ces pigments est du noir de carbone très coloré ayant une gros- seur de particules évaluée à 7 millimicrons (diamètre moyen arithmétique évalué) et une surface spécifique réelle évaluée à environ 1.000 m2 ainsi qu'une surface spécifique effective évaluée à 272 m2 par gr. On disperse ce solvant dans un liant alkyde d'huile longue (long oil) suivant le procédé ci-après:
On verse les produits suivants dans un mélangeur l(comme représenté à la figure 1) à enveloppe et à lames jumelées en sigma ou divergentes pour pâte consistante: Pigment : Noir de carbone comme décrit ci-dessus 25 1bs.
Solvant toluol 132 lbs 157 1bs.
On mélange les produits ci-dessus dans le mélangeur renfermé, sans chauffage ni mise sous vide, jusqu'à ce que l'air et l'humidité contenus dans le pigment, soient évacués. A ce moment, la pâte contient environ 1 millilitre de solvant par 150 m2 de surface réelle de particules de pigment et par 40 m2 de sur- face effective de particules de pigment, ce qui suffit à mouiller le pigment d'une manière appropriée. Dès que le pigment a libéré la majeure partie d'air et d'humidité présents - cette dernière étant habituellement comprise entre 3 et 5% du poids du pigment sec -, la pâte se brise et devient une semi-pâte diluée offrant très peu de résistance au cisaillement.
A ce moment, on ajoute le liant ou la solution de liant, soit en une addition ou progressivement, tout en pour- suivant le mélange jusqu'à ce que le mélange ait la composition suivante: Noir de carbone : 25 1bs.
Toluol : 132 1bs.
Liant: (100 % non-volatil) 75 1bs.
232 1bs.
On poursuit le mélange jusqu'à ce qu'on ne remarque plus aucun au- tre changement dans le caractère de la pâte de mélange.
Ensuite, on chauffe et l'on met le bac de mélange sous vide, de façon à évaporer suffisamment de solvant pour réduire le mélange en une pâte consistante offrant une résistance appropriée au cisaillement.
La pâte contient alors environ 1 millilitre de liant par 90 m2 de sur- face effective de particules de pigment et par 330 m2 de surface réelle de parti- cules de pigment. Cela signifie que la dispersion est incomplète et qu'elle n'est pas stable. En effet, le pigment est dispersé dans une solution de liant rela- tivement faible. Par conséquent, on poursuit le mélange.
Si la consistance de la pâte augmente au cours de cette étape du trai-
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tement et si-la consommation d'énergie du dispositif augmente excessivement, on ajoute des quantités supplémentaires de liant ou de solution concentrée de liant, afin de régler cette consommation et pour empêcher toute surcharge.
Lorsque le produit est parfaitement lisse et s'il est totalement exempt d'agrégats visibles de particules non-dispersées de pigment mouillé par le solvant, on le dilue progressivement avec un liant ou une solution concentrée de liant, en utilisant à nouveau la chaleur et le vide chaque fois qu'il faut éva- porer l'excès de solvant en vue de maintenir le mélange sous forme d'une pâte con- distante ou à l'état plastique. Enfin, lorsqu'on estime que la dispersion est complète, on Interrompt l'application de la chaleur et de la mise sous vide; la charge peut être également refroidie et finalement diluée par addition progres- sive de liant, jusqu'à ce qu'elle contienne : Pigment : 25 1bs.
Liant : 145 lbs plus la quantité de solvant requise dans le produit fini.
2 A ce moment,la dispersion contient environ 1 Ml.de liant par 172 m de surface réelle de particules de pigment et par 46 m2 de surface effective.
On peut alors considérer qu'elle est stable.
Si la dispersion doit être 100 % non-volatile, par exemple lorsqu'el- le sert de base pour l'encre lithographique ou l'encre d'imprimerie pour presse à copier, on peut appliquer la chaleur et le vide jusqu'à élimination totale du solvant pouvant être retiré par distillation.
Le solvant évaporé du mélange est récupéré par passage dans un ser- pentin refroidi à l'eau ou réfrigéré, placé entre le couvercle à vide du mélan- geur et la pompe à vide. On fait éventuellement passer le système sous vide par un produit absorbant les vapeurs de solvant.
Le procédé décrit ci-dessus permet de préparer des dispersions de pigments par la technique bien connue à forte teneur en pigments, à faible te- neur en liant et à forte teneur en solvant ; cettetechnique permet d'obtenir des dispersions de pigments complètement mouillés et dispersés, dans le minimum de temps et avec une consommation minimum d'énergie, sans toutefois courir le ris- que de refloouler le pigment ou de reformer une agglomération de pigments, des agrégats et l'état connu sous le nom d'"ensemencement", lorsque la dispersion est diluée avec un liant ou lorsqu'elle est diluée davantage.
Le procédé permet d'obtenir des dispersions de pigments en mélangeant des pâtes consistantes contenant un haut pourcentage de pigments ainsi qu'un faible pourcentage de solution faible de liant; il permet également de diluer la dispersion obtenue en ajoutant le liant sans diluer la charge de mélange au point que les forces appropriées de cisaillement ne puissent plus être appliquées par le mélangeur de dispersion de pâte consistante.
Dès lors, le procédé permet, au consommateur, d'obtenir et de diluer des pâtes de pigments fortement concen- trées à de faibles vitesses de cisaillement, sans réduire la viscosité et la consistance de la dispersion, tout en obtenant un produit stable, sans risquer de refloculer le pigment ou de former des agglomérés de pigments, des agrégats ou l'état connu d'"ensemencement" lorsque la dispersion est diluée davantage ou stockée
On peut donc préparer des dispersions de pigments, stabilisées et diluées dans un système entièrement renfermé, dont l'air peut être éliminé par déplacement par les vapeurs de solvant ou en réduisant la pression.dans le systè- me avant de commencer le traitement de dispersion, ce qui permet d'utiliser un procédé de dispersion de pâte consistante,
procédé étendu aux produits que l'on ne peut mélanger intimement en présence d'air.
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Le procédé permet d'obtenir des dispersions stables de pigments en utilisant des solvants ayant de fortes propriétés de dissolution, de mouillage et de dispersion, tout en remplaçant ensuite ces solvants par addition d'autres véhicules, lorsque l'étape de dispersion du traitement a été effectuée d'une ma- nière satisfaisante.
Le procédé permet d'employer des solvants à bas point d'ébullition au cours de l'étape de dispersion du traitement. En raison de leurs fortes pres- sions de vapeur et de leurs bas points d'ébullition, ces solvants empêcheront efficacement toute augmentation excessive de la température à l'interface pigment/ véhicule, ce qui nuirait à l'un ou l'autre ingrédient de la charge de dispersion.
On condense et récupère le solvant évaporé par suite de l'augmentation de tempé- rature
Le procédé réduit les risques de dispersion des pigmens par le mélan- ge de la pâte consistante ou plastique, en permettant de régler la vitesse de dilution et d'évaporation du solvant suivant l'énergie disponible pour actionner le dispositif.
Etant donné que les véhicules de dispersion à faible teneur en liant permettent normalement des concentrations en pigments beaucoup plus fortes que si l'on utilise un véhicule à forte teneur en liant, sans que la consistance de la pâte devienne exagérément consistante ou plastique, il y a moins de danger de surcharger le moteur actionnant le dispositif et l'opérateur risque moins de devoir remettre le dispositif en marche si, pour l'une ou l'autre raison, la sour- ce d'énergie fait défaut à l'un ou l'autre moment des opérations de dispersion, de stabilisation ou de dilution.
Le procédé augmente le degré de dispersion pouvant être obtenu et maintenu après la dilution, ce qui signifie qu'à quelques exceptions près, la for- ce coloration des pigments, leur pouvoir de diffusion de la lumière ou leur pou- voir d'oblitération sont améliorés. De la sorte, on réalise de sensibles écono- mies dans l'emploi du pigment.
Le procédé permet d'obtenir certaines dispersions plastiques dans des consistances inférieures aux consistances normales, tout en consommant moins d'énergie que si l'on utilise des rouleaux ou mélangeurs de dispersions plasti- ques de la manière habituelle. Cela signifie que les dispositifs utilisés peu- vent être de construction plus légère et de plus forte capacité que ceux norma- lement employés actuellement. Dès lors, on peut obtenir de plus grandes charges en dépensant la même quantité d'énergie et les frais de fabrication peuvent être réduits en conséquence.
La dispersion, la stabilisation et la dilution d'une dispersion de pâte peuvent être effectuées dans un seul dispositif, ce qui représente une'im- portante économie dans la fabrication de nombreux produits pâteux et semi-pâteux, comme par exemple la plupart des encres lithographiques et des encres d'imprime- rie pour presse à copier.
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