Brevet FR2132724A1 — publié le 19721124

La présente invention concerne le traitement de pigments, en particulier du bioxyde de titane pigmentaire, pour préparer un produit pastillé. Selon l'invention, un procédé de traitement d'un pigment pour préparer un produit pastillé comprend le passage du pigment sous forme finement 5 divisée à travers un tamis à mailles carrées de côtés compris entre 0,353 et 3,35 mm, suivi d'un passage au tambour tournant du pigment ainsi traité et à l'état sec jusqu'à formation des pastilles désirées. Ce pigment a de préférence une densité apparente d'au moins 0,34 avant son passage à travers le tamis. 10 Chose étonnante, on a observé qu'en faisant passer un pigment de densité apparente appropriée à travers un tamis avec des mailles ayant des dimensions comprises entre les limites indiquées ci-dessus, on améliore la régularité et l'efficacité du pastillage par rapport à l'emploi d'un pigment ayant une densité apparente inférieure au minimum (0,34) indiqué. 15 On fait passer la totalité du pigment à travers le tamis et on admet que cette opération provoque la formation de germes cristallins pour le pastillage qui suit. Quand le pigment a une densité apparente supérieure au minimum indiqué, on admet que la production de germes cristallins devient très active. 20 Le procédé selon l'invention est utilisable avec tous les types de pigments minéraux tels que l'ocre, l'oxyde de zinc ou 1'.alumine mais on l'emploie de préférence pour le pastillage du bioxyde de titane pigmentaire. On peut employer n'importe quel type de bioxyde, de titane pigmentaire, revêtu ou non d'oxyde hydraté et/ou de composés organiques à condition que le pigment 25 ne soit pas par inhérence impossible à pastiller,. On peut pastiller l'anatase ou le rutile (bioxydes de titane). Le bioxyde de titane comporte de préférence un revêtement constitué par un ou plusieurs oxydes métalliques hydratés représentant, en tout, au moins 3,5 % du poids de TiÛ2. L'emploi d'un pigment ainsi traité facilite au 30 maximum le pastillage et les pastilles ainsi formées sont pratiquement exemptes de grains lorsqu'on disperse le pigment dans un milieu liquide. On peut- citer, parmi les oxydes hydratés utilisables, ceux d'aluminium, de titane, de cérium, de zirconium ou de silicium. Ces types d'oxydes hydratés sont bien connus et ont des compositions diverses. La proportion totale d'oxydes hydratés est de 35 préférence au moins égale à 5 °l du poids de HO2 et quand les pastilles formées doivent être employées pour la fabrication de peintures à l'eau émulsionnées, la proportion pondérale d'oxyde hydraté doit être alors d'au moins 12 %. On incorpore de préférence dans le revêtement un oxyde hydraté d'aluminium et un 72 12131 2 2132724 oxyde hydraté de silicium avec un rapport molaire "silice hydratée/alumine hydratée" compris entre 1/2 et 3/1. Ce revêtement contient, de préférence pour l'incorporation dans des peintures à l'eau émulsionnées, det la silice hydratée dans une proportion comprise entre 60 et 90 moles °L et de l'alumine 5 hydratée dans la proportion de 40 à 10 moles 7» rapportés au nombre total de moles du revêtement et le poids de l'oxyde hydraté de silicium représente 9 à 15 % du poids de Ti02» Le pigment peut être enduit d'un composé organique tel qu'une alcanolamine, un polyol ou une polyamine, par exemple de la trié-thanolamine, du pentaérythritol ou du triméthylolpropane qui peuvent être 10 appliqués dans un procédé de broyage par projection de fluide. Des pigments pastillés sont décrits et revendiqués dans la demande de brevet anglais N° 9036/71 de la même demanderesse. On a observé que, pour que le pastillage du pigment soit le plus efficace, sa densité apparente doit être d'au moins 0,34 quand on le fait 15 passer à travers le tamis. On a également observé que les pigments ayant une densité apparente inférieure à 0,34 ne se pastillent pas aussi facilement et que le réglage de l'opération est plus difficile. On admet qu'une densité apparente minimale est avantageuse pour faciliter au maximum la formation de germes cristallins lors du passage à travers le tamis. 20 On transporte souvent le pigment dans des tubes par un courant d'air comprimé et la densité apparente du pigment diminue dans ces conditions. Un pigment provenant directement d'un broyeur à projection de fluide a aussi une faible densité apparente. Quand on doit employer un tel pigment dans le procédé selon l'invention, il y a avantage à s'assurer que sa densité apparente 25 a été portée au moins au minimum recommandé de 0,34. Cette,augmentation de la densité apparente peut être obtenue de plusieurs manières, par exemple en maintenant le pigment dans un réservoir de stockage avec tin collier vibrant jusqu'à ce que l'augmentation nécessaire de densité apparente se soit produite. 30 Le pigment a de préférence une densité apparente comprise entre 0,4 et 0,5 avant son passage à travers le tamis. Les tamis employés pour la présente invention ont des mailles carrées de côtéscompris entre 0,353 et 3,35 mm. Les mailles du tamis ont de préférence entre 0,353 et 2,411 mm de côté. On emploie en général des tamis en fil métal-35 lique. D'une manière générale, on a observé qu'il est préférable d'employer des tamis ayant des mailles aussi grosses que possible pour obtenir des pastilles ayant des dimensions très uniformes. Les tamis avec des mailles de côtés inférieurs à 0,353 mm sont d'un emploi très incommode, étant donné qu'il est 72 12131 2132724 3 nécessaire de faire passer de force le bioxyde de titane à travers le tamis. Par conséquent, l'emploi de tamis avec des mailles de côtés inférieurs à 0,353 mm n'est pas pratique. Le tamis choisi comporte de préférence des mailles carrées de côtés 5 compris entre 0,70 et 1,68 mm. Le tamis est de préférence agité mécaniquement pendant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, pour faciliter le passage du pigment à travers ce tamis. Si on le désire, on peut appliquer au pigment une pression mais cela n'est pas recommandé. On peut placer le tamis de manière à l'alimenter en pigment à tamiser par une trémie et le pigment 10 tamisé peut être envoyé directement au tambour tournant. Après avoir fait passer le pigment à travers le tamis, on le pastille à l'état sec par passage au tambour tournant. Ceci est en général réalisé en plaçant le pigment dans un tambour cylindrique qu'on fait tourner par des moyens appropriés, par exemple des rouleaux. L'agitation dans le tambour 15 réalise le pastillage. Le pastillage est de préférence un procédé continu dans lequel on introduit le pigment à une extrémité du tambour et recueille les pastilles à l'autre extrémité. Le pigment peut Stre introduit dans le tambour par un dispositif d'alimentation vibrant ou par tout autre moyen approprié empêchant un tassement du pigment. De préférence, l'extrémité de 20 sortie du tambour a une forme conique, plus précisément la forme d'un cône tronqué dans lequel l'angle entre la surface du cône et tin prolongement de la paroi cylindrique du tambour ne dépasse pas l'angle de glissement des pastilles sur la matière du tambour. Par exemple, cet angle ne dépasse pas 12° pour un tambour en acier inoxydable» quand les pastilles sont constituées par 25 du bioxyde de titane avec un revêtement de 10 7= de silice et 5 % d'AlgO^ (rapportés au poids de TiO^). Un appareil utilisable pour effectuer le pastillage est décrit et revendiqué dans la demande de brevet britannique n° 9034/71 de la demanderesse. Le pigment à pastiller est introduit de préférence en un point placé 30 à une distance d'au moins 1/6 de la longueur du tambour, ou d'au moins 91 cm de l'extrémité côté entrée de celui-ci, comptés dans le sens de ladite longueur, en choisissant la quantité la plus petite des deux. Grâce à cette position d'entrée, la charge tombe sur un lit antérieurement formé de pastilles et empêche l'accumulation de pigment neuf sur les parois cylindriques et sur la 35 paroi arrière du récipient. En général on fait passer le pigment au tambour tournant pendant 1 h au maximum avant de l'évacuer sous forme de pastilles mais évidemment on 72 12131 4 2132724 préféré le temps le plus court possible compatible avec une bonne qualité, pour une mise en oeuvre économique et efficace du procédé. Les pastilles de bioxyde de titane préparées selon l'invention ont des dimensions comprises en général entre 0,211 et 3,35 mm. La quantité 5 de pigment pastillé pendant une période fixe de pastillage dans le tambour est accrue quand le pigment est traité par le procédé de la présente invention. Les pastilles de bioxyde de titane préparées selon l'invention peuvent être utilisées dans des applications très variées et peuvent être redispersées dans une peinture ou d'autres milieux dans lesquels on introduit 10 habituellement ledit pigment, en employant des broyeurs et d'autres appareils de dispersion classiques et on obtient ainsi un produit sensiblement identique à celui préparé à partir d'un pigment non pastillé et, en particulier, la dispersion préparée à partir des pastilles est quasiment exempte de grains durs. 15 Les exemples ci-après permettent de mieux comprendre l'invention. Dans ces exemples et les revendications ci-après, les quantités, parties et proportions sont en poids sauf indications contraires. EXEMPLE 1 On fait passer des échantillons de rutile (TiÛ2) pigmentaire recou-20 vert d'un oxyde hydraté d'aluminium dans une proportion correspondante à 5 % d'alumine et avec un oxyde hydraté de silicium dans une proportion correspondant à 10 % de Si02, rapportées à Ti02, à travers des filtres à mailles de dimensions variées, indiquées ci-dessous : n° de l'échantillon ouverture des mailles en mm 25 1 non tamisé 2 2,41 x 2,41 3 1,68 x 1,68 4 1,00 x 1,00 5 0,70 x 0,70 30 6 0,35 x 0,35 On pastille ensuite les échantillons en plaçant dans une fiole de verre de 720 ml 300 g de pigment et en la faisant tourner sur des rouleaux pendant 1 h à 110 tr/mn. Les produits pastillés exempts de poussière sont passés au tamis 35 et on obtient les résultats ci-après : 72 12131 5 2132724 Intervalles des dimensions des produits (% en poids) n° de 1 'échantillon -"passé au tamis à mailles carrées de (mm) supérieur à 2,41 mm entre 1,68 et 2,41 mm entre 1 et 1,68 mm entre 0,7 et 1 mm entre 0,35 et 0,7 mm entre 0,211 et 0,35 mm inférieur à 0,211 mm 1 non tamisé 5,8 1,0 2,2 6,0 46,2 38,8 0,1 2 2,41 2,9 0,7 1,6 6,9 57,6 30,3 0,1 3 1,68 0,1 0,2 8,7 13,0 50,0 28,0 0,1 4 1,00 0 0 13,0 20,0 39,0 28,0 0,1 5 0,70 0 0 0 2,6 67,5 29,9 0,1 6 0,35 0,2 0,3 1,0 0,5 75,0 23,0 0,1 15 Les pigments qu'on a fait passer au tamis de mailles carrées de 0,70 - 1 - 1,68 mm avant pastillage donnent des produits qui se pastillent plus rapidement et plus uniformément. L'emploi des tamis les plus fins conduit à un intervalle de dimensions plus "rétréci" mais, pour la production à l'échelle industrielle, il est recommandé d'employer lès mailles les plus 20 grosses. Tous les produits pastillés peuvent être redispersés et donnent des peintures émulsionnées en grains. EXEMPLE 2 Des échantillons de rutile (bioxyde de titane) pigmentaire qui ont 25 été préparés par oxydation en phase vapeur du tétrachlorure de titane sont prélevés à la sortie d'un broyeur à projection de fluide. Ce pigment a été enduit antérieurement d'une couche constituéepar de l'oxyde hydraté d'aluminium dans une proportion équivalant à 5 % d'Al^O^ et un oxyde hydraté de silicium dans une proportion équivalant à 10 % de Si02, rapportée à Ti02- On 30 fait passer des échantillons du pigment ayant des densités apparentes différentes à travers un tamis à mailles carrées de 1,68 mm de côté. On examine visuellement lesdits pigments pour déceler tout indice de production de germes. température densité apparente production de germas 35 du pigment °C sans passage après passage au tamiB au .tamis f - 75 85 72 0,326 0,312 0,320 0,318 0,300 0,31 très faible très faible faible 72 12131 6 2132724 température densité apparente production de germes du pigment 'C sans passage après passage au tamis au tamis 46 0,306 0,303 faible 46 0,34 satisfaisante température ambiante 0,34 0,327 satisfaisante Les pigments tamisés sont tous traités dans un tambour tournant pendant 1 h afin de déterminer leur facilité de pastillage. Seuls les échantillons ayant une densité apparente, avant passage au tamis de 0,34 étaient pastillés de manière satisfaisante. Le pastillage des pigments ayant une faible densité apparente exige un plus long séjour dans le tambour tournant et l'opération est plus difficile à régler. Bien entendu, diverses modifications peuvent Être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. 72 12131 7 2132724 R E V_E N D I C A T I 0 N_S I. Procédé de traitement d'un pigment pour préparer un produit pastillé par passage au tambour tournant, caractérisé en ce qu'on fait passer ce pigment sous forme finement divisée à travers un tamis à mailles carrées de côtés compris entre 0,353 et 3,35 mm. 5 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit tamis a des mailles carrées de côtés compris entre 0,353 et 2,41 mm et de préférence entre 0,7 et 1,675 mm. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le tamis est secoué mécaniquement pendant le tamisage du pigment. 10 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on applique une pression au pigment pendant son passage au tamis. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ce pigment a une densité apparente d'au moins 0,34 et, de préférence entre 0,4 et 0,5 avant son passage au tamis. 15 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le pigment à tamiser est préparé directement par un broyeur à projection de fluide et a une densité apparente inférieure à 0,34 et qui est augmentée jusqu'à au moins 0,34 avant son passage au tamis. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé 20 en ce que ledit pigment est pastillé dans un tambour cylindrique qu'on fait tourner par des moyens appropriés. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on fait passer le pigment dans le tambour en utilisant un appareil d'alimentation vibrant. 9. Procédé selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce 25 que le pigment à pastiller est introduit dans le tambour en un point placé à une distance d'au moins 1/6 de la longueur du tambour, ou d'au moins 91 cm de 1'extrémité côté entrée dudit tambour, comptés dans le sens de ladite longueur, en choisissant la plus petite de ces deux quantités. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9,~ caractérisé 30 en ce que ledit pigment est passé au tambour tournant pendant un temps atteignant jusqu'à 1 h avant sa sortie sous forme de pastilles. II. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le pigment à passer au tamis est du bioxyde de titane et comporte de préférence un revêtement constitué par un ou plusieurs oxydes hydratés dont 35 la quantité totale représente au moins 3,5 % et de préférence entre 5 et 12 % du poids de TiÛ2. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit oxyde hydraté est un oxyde d'aluminium, titane, cérium, zirconium ou silicium. 72 12131 „ 2 i 32724 13. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'un oxyde hydraté d'aluminium et un oxyde hydraté de silicium sont présents dans le revêtement, et le rapport molaire de l'oxyde de silicium hydraté à l'alumine hydratée est compris entre 1/2 et 3/1. 14. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit revêtement contient de la silice hydratée dans une proportion comprise entre 60 et 90 moles 7» et de l'alumine hydratée dans une proportion comprise entre 40 et 10 °L, rapportée au nombre total de moles du revêtement et le poids de l'oxyde hydraté de silicium représente 9 à 15 7o du poids de TiO^.