Brevet FR2672610A1 — publié le 19920814

PROCEDE POUR LA FABRICATION EN CONTINU D'ENCRES ET INSTALLATIONS POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE La présente invention concerne un procédé pour la fabrication en continu d'encres. Dans les procédés connus de fabrication des encres, en particulier des encres d'imprimerie, les composants initiaux dosés sont mélangés dans des mélangeurs à hélice ou encore dans des calandres à cylindres tournants chauffés, puis soumis à une opération de broyage. Ces procédés connus présentent les désavantages qu'ils ne permettent pas une fabrication en continu et en ligne et que les caractéristiques techniques des encres obtenues, telles que leur brillance et leur intensité coloristique ne sont pas excellentes. Le but de la présente invention est donc de remédier à ces inconvénients et l'invention comprend à cet effet les caractéristiques définies dans les revendications indépendantes. Par la combinaison de ces différentes caractéristiques, on obtient une fabrication en continu très rationnelle d'encres présentant une grande homogénéité, une brillance élevée et une intensité coloristique considérablement améliorée. Le mélange effectué lors du procédé selon l'invention est particulièrement bien adapté aux encres d'imprimerie du fait que les deux vis co-rotatives parallèles de l'extrudeuse sont entraînées suivant un sens identique. Les séparations granulométriques en continu par filtrage et tamisage en série effectuées après le refroidissement et le broyage assurent une grande qualité d'encre tout en rendant la fabrication rapide et rationnelle. Le procédé et l'installation selon l'invention permettent, en outre, de fabriquer des encres présentant des concentrations pigmentaires aussi élevées que 70 à 85% en poids de pigments, tout en rendant possible une gamme de concentrations pigmentaires très vaste variant entre 20 et 85% en poids de pigments. D'autres avantages ressortent des caractéristiques exprimées dans les revendications dépendantes et de la description exposant ci-après, à l'aide de dessins, un mode d'exécution de l'invention et une variante. La figure 1 est une vue schématique d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication La figure 2 représente une coupe suivant la ligne Il-Il de la figure 1. La figure 3 est une vue d'une installation simplifiée pour la mise en oeuvre d'une variante du procédé de fabrication. L'installation pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication d'encres illustrée à la figure 1 est destinée à la fabrication d'encres sèches sous forme de poudres ou d'écailles. Elle comprend des réservoirs 2 pour les divers résines et additifs solides utilisés. Des vannes doseuses 3 sont destinées à pourvoir le mélangeur rapide 4 de 300 litres comportant deux hélices entraînées par un moteur 5. Prémélangés, les résines et additifs parviennent ensuite par l'intermédiaire d'un doseur à vis 6 avec un débit prédéterminé à l'extrudeuse 7. Le pigment ou les pigments prémélangés sont fournis également avec un débit prédéterminé à l'extrudeuse 7 grâce au doseur à vis 16. L'installation comprend en outre un dispositif d'introduction pour des constituants liquides, tels que des plastifiants et des résines liquides, contenus dans des récipients 20, 21. Ces constituants liquides traversent des vannes 22, 23 et sont introduits dans la tête de l'extrudeuse 7 au moyen d'une pompe à vis 24. L'extrudeuse 7 est du type à double vis co-rotatives. Cette extrudeuse comprend deux vis 8, 9 (figure 2) logées dans un corps thermorégulé par circulation de fluide et/ou par utilisation de résistances électriques. Les deux vis portent des palettes ou des éléments de vis d'archimède 11 de forme différenciée selon leur fonction. Certaines palettes 18 sont orientées à angle droit de l'axe de la vis et destinées à effectuer le travail de malaxage. D'autres éléments 19 présentent une forme hélicoïdale inclinée par rapport à l'axe de la vis, de façon à provoquer l'avance du mélange dans l'extrudeuse. En particulier, des éléments de vis d'archimède, de pas variable, permettent d'obtenir une avance du produit fondu sans apport de travail mécanique. L'enceinte 10 est susceptible d'être chauffée ou refroidie par l'introduction d'un fluide dans la double paroi.Les deux vis 8, 9 sont entraînées dans un même sens par un moteur 12. Grâce aux forces de friction dues au malaxage et éventuellement à l'apport calorifique du fluide caloporteur circulant dans la double paroi, le mélange des composants atteint à la buse de sortie 14 de l'extrudeuse une température de 1600C et constitue alors une masse pâteuse homogène extrudée sur l'installation de refroidissement 15. Une pompe à vide 30 permet de mettre l'intérieur de l'extrudeuse 7 sous vide, de façon à effectuer un dégazage pour éviter des bulles et pour extraire des composants volatiles indésirables, tels que des solvants ou de l'humi- dité résiduelle ou encore des monomères libres ou issus de décompositions éventuelles. L'installation de refroidissement-lf subséquente est a) soit du type à bande transporteuse refroidissante associée à un premier broyeur dans lequel le mélange, après sa solidification, subit une première réduction granulométrique; b) soit constituée par un refroidisseur-écailleur à tambour rotatif; c) soit constituée par une calandre refroidissante à un ou plusieurs jeux de rouleaux associés en parallèles. Particulièrement, la dernière solution à calandre refroidissante apporte un avantage au niveau de la transparence et de la brillance des encres d'imprimerie obtenues. Le mélange prébroyé est ensuite chargé sur une bande transporteuse 31. Un dispositif d'aspersion 35 comprend une cuve 32, une pompe à piston rotatif 33 et une buse d'aspersion 34. Des composants thermosensibles liquides peuvent ainsi être ajoutés par aspersion sur le mélange prébroyé. D'autres composants thermosensibles solides, tels que des cires, des résines et additifs fonctionnels et réticulants, sont également ajoutés par le dispositif doseur 38 avant que le mélange ne soit soumis à une seconde réduction granulométrique dans le broyeur 42. La poudre obtenue est ensuite aspirée par le ventilateur 44 dans le groupe de filtrage 43, dans lequel les poussières fines d'une granulométrie inférieure à 0,1 micron sont séparées vers un collecteur de poussière 48. La poudre d'une granulométrie supérieure à 0,1 micron est envoyée dans une unité de tamisage 45.La fraction 46 supérieure à 50 microns est recyclée vers les seconds broyeurs 42, tandis que la fraction 47 de granulométrie adéquate entre 0,1 et 50 microns est ensachée. Le procédé permet donc de fabriquer des encres sèches présentées sous forme de poudre prête à l'emploi dans le cas des encres hélio-flexo. Les produits obtenus selon le procédé témoignent de caractéristiques techniques améliorées par rapport aux encres fabriquées selon les techniques habituelles de broyage en permettant une brillance et une intensité coloristique supérieures. Un grand avantage de cette installation pour la fabrication de l'encre est que le procédé permet une fabrication en continu et en ligne. -Une installation simplifiée pour la fabrication d'encres sèches est représentée à la figure 3 et comprend deux doseurs à vis pondéraux 6' et 16' asservis entre eux, l'un pour les résines, l'autre pour les pigments. Les composants initiaux préalablement dosés sont donc chargés avec un débit prédéterminé dans l'orifice d'entrée de l'extrudeuse à deux vis 7' co-rotatives parallèles entraînées suivant un sens identique. Un malaxage progressif et en continu dans cette extrudeuse permet d'obtenir un mélange homogène. Ce dernier est refroidi et traité lors d'une première phase de comminution dans le refroidisseurécailleur 15' à tambour rotatif. Le produit prébroyé est amené sur la bande transporteuse 31' au second broyeur 42' pour y être réduit en poudre.Le mélange broyé est aspiré par un ventilateur 44' à travers un groupe de filtrage 43' où les poussières inférieures à une première granulométrie prédéterminée (par exemple 0,1 micron) sont séparées vers un collecteur de poussière 48. Le mélange est ensuite traité dans une unité de tamisage 45'. La fraction plus grossière qu'une seconde granulométrie prédéterminée (par exemple 50 microns) est reconduite vers le broyeur 42'. La poudre présentant une granulométrie intermédiaire se situant entre ladite première et seconde granulométrie prédéterminée est utilisée pour l'ensachage. Les poussières fines récoltées dans le collecteur de poussière 48 peuvent être utilisées en tant que produits de démarrage et de mise en régime de l'extru- de use. Les deux installations et les procédés décrits présentent l'avantage considérable qu'ils rendent possible la fabrication d'encres à concentrations pigmentaires très élevées allant de 70 à 8596 en poids de pigments dans l'encre, tout en permettant des gammes de concentrations pigmentaires très étendues variant entre 20 et 8596 en poids de pigments et de 15 à 8096 en poids d'autres composants initiaux. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication en continu d'encres comprenant les opérations consistant à doser les composants initiaux, à charger les composants continuellement et avec un débit prédéterminé dans l'orifice d'entrée d'une extrudeuse à deux vis co-rotatives parallèles entraînées suivant un sens identique, à effectuer un malaxage progressif et en continu dans ladite extrudeuse en vue d'obtenir un mélange homogène, à refroidir le mélange après son extrusion dans une installation de refroidissement, à traiter le mélange lors d'au moins une phase de comminution en continu, à aspirer le mélange broyé par un aspirateur de façon à séparer les poussières à granulométrie inférieure à une première granulométrie prédéterminée dans un groupe de filtrage, à séparer la fraction plus grossière qu'une seconde granulométrie prédéterminée et de reconduire ladite fraction plus grossière vers la comminution, et à utiliser pour l'ensachage la fraction présentant une granulométrie intermédiaire entre ladite première et seconde granulométrie prédéterminée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une partie des composants est prémélangée dans au moins un mélangeur avant d'être chargée en continu dans l'extrudeuse. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que des composants liquides sont introduits en continu entête de l'extrudeuse. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrudeuse est mise sous vide en vue d'un dégazage du mélange. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on refroidit le mélange dans une calandre refroidissante à un ou plusieurs jeux de rouleaux associés en parallèle. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on traite le mélange par deux phases de comminution montées en série séparées par un transport par bande transporteuse. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue une aspersion du mélange refroidi par des produits liquides. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ajoute des composants ou additifs thermosensibles après le refroidissement du mélange. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pigments d'une part et les autres composants initiaux d'autre part sont chargés séparément et en continu dans l'extrudeuse par au moins deux moyens d'alimentation séparés. 10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on charge 20 à 85% en poids de pigments et 15 à 80% en poids d'autres composants initiaux dans l'extrudeuse. 11. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'alimentation (6, 16) fonctionnant en continu et avec un débit prédéterminé, une extrudeuse (7) à deux vis (8, 9) co-rotatives parallèles entraînées suivant un sens identique, un dispositif de refroidissement (15) et au moins un dispositif de comminution (42) montés en série et travaillant en continu, un groupe de filtrage (43) associé à un aspirateur (44) et une unité de tamisage (45) monté en série avec le groupe de filtrage. 12. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un mélangeur (4) destiné à établir un prémélange d'au moins une partie des composants initiaux. 13. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux moyens d'alimentation séparés (6, 16) pour les pigments et pour les autres constituants initiaux. 14. Installation selon la revendication il, caractérisée en ce qu'elle comporte une pompe (24) destinée à introduire des composants liquides en continu en tête de l'extrudeuse. 15. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (30) destinés à mettre sous vide l'intérieur de I'extrudeuse. 16. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'aspersion (35) de produits liquides et des moyens d'introduction (38) de produits thermosensibles solides, ces moyens étant disposés en aval du dispositif de refroidissement (15).