Brevet FR2190507A1 — publié le 19740201

La fabrication des peintures, mastics, encres d'imprimerie et autres produits de ce genre s'opère généralement en plusieurs étapes, comprenant la mise en pate de la poudre fine (pigment plus charge éventuelle) avec un liquide (liant) suivie d'un broyage de cette pate de broyage, effectué dans un broyeur convenable destiné à réduire les agglomérats formés au cours de l'empatage et à obtenir un produit de jauge convenable. Enfin, une dilution avec adjonction de liant et éventuellement de solvant, s'effectue dans un malaxeur pourvu de moyens d'agitation. L'étape de mise en pâte est généralement effectuée dans un appareil constitué d'une cuve cylindrique ou rectangulaire verticale pourvue de moyens d'agitation tels qu'une hélice ou une turbine, destinés à mélanger les poudres et le liant versés dans la cuve, ces moyens d'agitation pouvant souvent fonctionner à des vitesses variables et à des niveaux variables dans la cuve. Ces appareils permettent d'obtenir un bon empatage de la poudre et du liant, mais ne donnent qu'un produit bien mouillé mais non broyé, ce qui nécessite une opération de broyage comme indiqué ci-dessus. I1 sera possible, en utilisant un appareil d'empatage classique suffisamment puissant ou un pétrin lent du type Werner, d'opérer un empttage en utilisant les proportions de poudres et de liant nécessaires pour obtenir la "prise d'huile", ce qui éviterait, dans une très large mesure, la formation d'agglomérats. En effet, on travaille alors une pote très épaisse et il se produit un certain effet de broyage évitant la formation d'agglomérats au cours de I'empatage, Ce résultat est de peu d'importance pratique, car le mélange poudre-liant dans la proportion exacte de la prise d'huile est beaucoup trop épais pour pouvoir entre extrait et utilisé. I1 est donc indispensable de le fluidifier mais, malheureusement, cette fluidification produit des agglomérats, de sorte que le produit fluidifié doit être broyé. L'effet néfaste de cette fluidification par adjonction de liant ou de solvant est dA au fait qu'au moment où l'on remplit l'appareil avec des poudres de pigments et éventuellement de charges et où l'on commence à agiter, une partie de ces poudres vole et se dépose sur les parois internes de la cuve audessus du niveau du mélange soumis à I'empatage à la prise d'huile, de sorte qu'au moment de la fluidification cette poudre résiduelle colle aux parois et se mélange à ltadjonction de liant et solvant dans des conditions d'empatage normales avec forma tion d'agglomérats, ce qui gâche la bonne dispersion obtenue précédemment au moment de la prise d'huile. La présente invention a pour objet de fournir un empâteur-broyeur pouvant travailler en pite très épaisse, c'està-dire à la prise d'huile, et excluant toutes traces de poudres fines de pigment et charge éventuelle résiduelles sur les parois de la cuve pouvant détruire, lors des étapes de fluidification et de dilution subséquentes, la dispersion satisfaisante obtenue au moment de la prise d'huile. L'empâteur-broyeur de l'invention, qui comprend une cuve, de préférence verticale et cylindrique, pourvue de moyens d'agitation capables de travailler en p te très épaisse, des moyens d'introduction de poudres fines de pigment et de charge éventuelle dans la cuve et des moyens d'introduction du liant et du solvant dans la cuve, est caractérisé par un piston râ- cleur susceptible de déplacements dans la cuve. Pour des raisons de simplicité, on décrira dans ce qui suit l'invention relativement au mode de réalisation préféré dans lequel la cuve est verticale. le rôle du piston-rAcleur est double : ce piston étant initialement en position haute, on charge la cuve de ltempâteur- broyeur avec des quantités de pigment et de charge éventuelle en poudres fines et de liant déterminées au laboratoire donnant la prise d'huile, on laisse descendre alors le piston jusqu'à ce qu1il vienne en contact avec le mélange chargé et tasse ce dernier, ce faisant il racle les parois internes de la cuve en entratnant toutes traces de poudre présentes sur lesdites parois. On commence alors l'empâtage en mettant en marche les moyens d'agitation, le piston flottant sur le mélange en cours de travail et suivant ses variations de volume, la chambre de travail et I'emp8teur-broyeur étant, par conséquent, à volume variable. Le piston évite aussi toute projection de poudre au cours de ltempâtage et exerce, en plus, une certaine pression sur le mélange en cours de travail, ce qui accroSt l'effet de broyage produit par les moyens d'agitation. Une fois la prise d'huile obtenue, on introduit, tout en continuant à agiter, dans la chambre de travail, c'est-d-dire sous le piston, des quantités de liant et de solvant nécessaires pour opérer la fluidification, puis la dilution de la pate très épaisse obtenue à la prise d'huile, ce qui soulève progressivement le piston qui suit les variations de volume de la attire présente dans la chambre de travail. L'appareil de l'invention permet d'obtenir directement un produit de jauge convenable et évite d'avoir à opérer une opération de broyage supplémentaire dans un broyeur séparé et une dilution finale dans un malaxeur, ce qui fait gagner un temps appréciable et réduit les colts. La description qui va suivre en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention. La figure unique est une vue schématique en coupe d'un emptteur-broyeur selon l'invention. Sur la figure, on a représenté un mode de réalisation d'un empateur-broyeur selon l'invention. Cet empateur-broyeur comprend une cuve cylindrique verticale 1, dont la paroi interne 2 est soigneusement rectifiée; un agitateur 3, par exemple constitué par une hélice à 4 branches, disposé au-dessus du fond de la cuve et entratné par un moteur électrique 4, par exemple à 2 vitesses ou à variateur de vitesses, disposé sous la cuve; des moyens d'introduction dans la cuve de poudres fines de pigment et de charge éventuelle, constitués, par exemple, d'une fenêtre latérale 5 disposée un peu au-dessous du sommet de la cuve; des moyens d'introduction du liant et du solvant éventuel comprenant, par exemple, une pompe 6 et un conduit 7 arrivant dans le fond de la cuve; et un piston-racleur cylindrique rectifié 8, de poids élevé, muni à sa périphérie d'un segment 9 constitué, par exemple, d'une corde à piano logée dans une gorge prévue sur le pourtour du piston, et relié par un câble 10 passant sur une poulie 11 à un treuil(non représenté) permettant de lever ou d'abaisser le piston dans la cuve.Des butées 12 prévues sur la paroi interne de la cuve, au-dessus de l'hélice 3, empêchent tout contact intempestif entre le piston et l'hélice. Egalement, des broches amovibles 13 permettent de fixer le piston en position haute lors du remplissage de la cuve avec les poudres de pigment et de charge éventuelle, évitant ainsi tous risques d'accidente Le fonctionnement de cet appareil est très simple :: Le piston 8 étant dans la position haute représentée en trait plein, on introduit le liant, la charge éventuelle en poudre fine et le pigment en poudre fine en des proportions correspondant aux conditions de la prise d'huile, puis on abaisse ou laisse descendre le piston 8 de manière qu'il vienne reposer sur la poudre, le piston raclant et entraSnant, au cours de sa descente, toutes traces de poudres ayant pu venir adhérer sur la paroi interne 2 lors de l'introduction des poudres de pigment et de charge.On donne alors du mou au câble 10 de façon que le piston presse de tout son poids sur la poudre et puisse suivre les variations de volume du mélange de matières premières introduites, lors de ltempatage. On opère alors l'em- patage en mettant en marche le moteur 4, le piston flottant sur le mélange présent dans la chambre de travail 14 (position représentée en trait mixte) et suivant automatiquement les variations du volume du mélange qui diminue au fur et à mesure de la progression de l'empatage, en continuant à racler la paroi interne de la cuve au cours de sa descente. L'empatage est réalisé avec le moteur tournant, de préférence, à faible vitesse, par exemple 150 tours/mn.Une fois l'empatage terminé avec obtention d'une-p te très épaisse exempte d'agglomérats, on introduit, tout en continuant d'agiter, le complément de liant et de solvant par le conduit 7 pour opérer la fluidification, puis la dilution, le moteuétant, de préférence, réglé à vitesse plus rapide, par exemple à 300 tours/mn. Au cours de cette introduction, le piston est soulevé et adopte finalement une position telle que celle représentée en trait interrompu. Le produit dilué est ensuite extrait de l'appareil de l'invention par une vanne 15 dont le boisseau affleure le fond de la cuve, et est utilisable sans broyage ultérieur. Pour obtenir les meilleurs résultats, le volume de la patte épaisse au moment de la prise d'huile doit permettre au piston de descendre à une distance du fond de la cuve, inférieure au diamètre de la cuve, par exemple de tordre du quart de ce diamètre, et hélice 3 utilisée a avantageusement un diamètre voisin de celui de la cuve. Des caractéristiques typiques utilisables pour les organes d'un appareil du type représenté sont, par exemple, les suivantes : - cuve : hauteur : 150 cm ; diamètre : 80 cm; - piston : hauteur : 10 cm ; poids : 100 kg environ; - hélice : diamètre : 75 cm ; hauteur : 5 cm ; positionnée 10 cm environ au-dessus du fond de la cuve; - fenêtre : 50 x 50 cm ; positionnée 10 cm au-dessous du sommet de la cuve; - moteur électrique : puissance de 10 Ch. Bien entendu, ces caractéristiques peuvent titre modifiées, en particulier en fonction de la capacité de l'appareil. Egalement, il est possible d'apporter diverses modifications à l'appareil représenté sur la figure. Ainsi, l'introduction des poudres de pigment et de charge pourrait titre opérée par une ouverture prévue dans le piston au lieu d'être opérée par une fenêtre latérale comme représenté, cette ouverture étant obturée après l'introduction des poudres. Egalement, on pourrait prévoir des moyens d'amenée pneumatiques de la poudre, éventuellement déshydratée, ce qui faciliterait le mouillage de la poudre dans l'appareil de l'invention.D'autre part, au lieu d'utiliser un piston lourd s'appuyant sur les poudres chargées sous l'effet de son simple poids, on pourrait utiliser un piston plus léger lestable ou prévoir des moyens d'actionnement positifs, tels qu'un vérin, permettant de déplacer le piston dans la cuve et de le presser sur la poudre présente dans la chambre de travail. L'emploi de tels moyens deviendrait nécessaire dans le cas où lton utiliserait une cuve disposée horizontalement. Enfin, les moyens d'agitation pourraient titre cons titués par un organe autre qutune hélice à quatre branches, par exemple ane hélice à branches décalées en hauteur. À titre d'exemple d'utilisation pratique, on a empaté et broyé un mélange initial de 120 kg de Ti02 en poudre très fine du commerce et de 24 kg de liant glycéro-phtalique en agitant pendant, par exemple, environ 10 mn à 150 t/mn, puis on a fluidifié et dilué la pate très épaisse obtenue en introduisant du liant additionnel et du solvant jusqu'à 500 kg, en agitant pendant environ 30 mn à 300 t/mn. le produit final avait une jauge de NOrth finale de 7 à 8 et comprenait, en poids, 24% de Tri02, 56 de liant et 20% de solvant. Ce produit était directement utilisable comme émail blanc. Il va de soi que le mode de réalisation décrit n'est qu'un exemple et qu'il serait possible de le modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.- 3mpâteur-broyeur comprenant une cuve pourvue de moyens d'agitation capables de travailler en pgte très épaisse, des moyens d'introduction de pigment et de charge éventuelle en poudres fines et des moyens d'introduction de liant et de solvant, caractérisé en ce qu'il comprend un piston-racleur susceptible de déplacements dans la cuve. 2.- EmpAteur-broyeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cuve est verticale et cylindrique. 30- Empssteur-broyeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen d'introduction du pigment en poudre consiste en une fenêtre latérale prévue sur la cuve un peu audessous du sommet de la cuve, 4.- EmpAteur-broyeur selon l'une quelconque des revendications-2 et 3, caractérisé en ce que le piston-racleur est d'un poids élevé et muni à sa périphérie d'au moins un segment constitué par au moins une corde à piano logée dans une gorge prévue sur le pourtour du piston.