DE60123844T2 - Verfahren und vorrichtung zum dispergieren von farbstoffen in einem flüssigen medium - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum dispergieren von farbstoffen in einem flüssigen medium Download PDF

Info

Publication number
DE60123844T2
DE60123844T2 DE60123844T DE60123844T DE60123844T2 DE 60123844 T2 DE60123844 T2 DE 60123844T2 DE 60123844 T DE60123844 T DE 60123844T DE 60123844 T DE60123844 T DE 60123844T DE 60123844 T2 DE60123844 T2 DE 60123844T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
intermediate mixture
mixer
pigment
dispersing
pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60123844T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60123844D1 (de
Inventor
Masahiko Kamakura-shi HIRAKI
Yushi Hiratsuka-shi TAGUCHI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kansai Paint Co Ltd
Original Assignee
Kansai Paint Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kansai Paint Co Ltd filed Critical Kansai Paint Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of DE60123844D1 publication Critical patent/DE60123844D1/de
Publication of DE60123844T2 publication Critical patent/DE60123844T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/50Mixing liquids with solids
    • B01F23/53Mixing liquids with solids using driven stirrers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/50Mixing liquids with solids
    • B01F23/51Methods thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/50Mixing liquids with solids
    • B01F23/56Mixing liquids with solids by introducing solids in liquids, e.g. dispersing or dissolving
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/50Mixing liquids with solids
    • B01F23/59Mixing systems, i.e. flow charts or diagrams
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/50Circulation mixers, e.g. wherein at least part of the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/50Circulation mixers, e.g. wherein at least part of the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle
    • B01F25/52Circulation mixers, e.g. wherein at least part of the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle with a rotary stirrer in the recirculation tube
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/70Mixers specially adapted for working at sub- or super-atmospheric pressure, e.g. combined with de-foaming
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/80Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/82Combinations of dissimilar mixers
    • B01F33/821Combinations of dissimilar mixers with consecutive receptacles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/80Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/836Mixing plants; Combinations of mixers combining mixing with other treatments
    • B01F33/8361Mixing plants; Combinations of mixers combining mixing with other treatments with disintegrating
    • B01F33/83613Mixing plants; Combinations of mixers combining mixing with other treatments with disintegrating by grinding or milling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/181Preventing generation of dust or dirt; Sieves; Filters
    • B01F35/189Venting, degassing or ventilating of gases, fumes or toxic vapours during mixing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/30Mixing paints or paint ingredients, e.g. pigments, dyes, colours, lacquers or enamel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/35Mixing inks or toners
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2215/00Auxiliary or complementary information in relation with mixing
    • B01F2215/04Technical information in relation with mixing
    • B01F2215/0413Numerical information
    • B01F2215/0436Operational information
    • B01F2215/0468Numerical pressure values
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2215/00Auxiliary or complementary information in relation with mixing
    • B01F2215/04Technical information in relation with mixing
    • B01F2215/0413Numerical information
    • B01F2215/0436Operational information
    • B01F2215/0472Numerical temperature values
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/181Preventing generation of dust or dirt; Sieves; Filters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Dispergieren einer Farbstoffkomponente in einem wäßrigen oder öligen Zwischengemisch im Verlaufe einer Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung als Endprodukt und betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines wäßrigen oder öligen Zwischengemisches, in welchem die Farbstoffkomponenten unter reduzierten Drücken gleichmäßig verteilt werden.
  • Stand der Technik
  • Es ist bekannt, Pigmentpartikel (Farbstoffpartikel) in einem wäßrigen oder ölhaltigen Medium (manchmal als "Vehikel" bezeichnet) unter einem reduzierten Druck zu dispergieren, um eine pigmenthaltige Polymerdispersion zu erzeugen, die verwendbar ist, um Beschichtungszusammensetzungen als Endprodukte herzustellen (zum Beispiel geprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 46393/1993). Die ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 351916/2000 schlägt eine Pigmentdispergiervorrichtung vor, die eine pigmenthaltige Polymerdispersion zwischen einem evakuierten Behälter und einer Dispergiervorrichtung zirkulieren läßt, um eine hochwirksame Pigmentdispersion zu erzielen.
  • Jedoch ist ein sehr hohes Vakuum erforderlich, um die pigmenthaltige Dispersion zwischen dem evakuierten Behälter und der Dispergiervorrichtung unter einem gesteuerten Unterdruck zirkulieren zu lassen. Ein solch hoher Druck erfordert die Verwendung einer groß bemessenen Vakuumpumpe, mit der zunehmenden Schwierigkeit einer genauen Steuerung des Drucks. Zudem tendiert eine Dichtungspumpe, beispielsweise eine Zahnradpumpe und dergleichen, die herkömmlich für die Zirkulation der Dispersion verwendet wird, dazu, unter hoch evakuierten Bedingungen Luft durch den Dichtungsabschnitt (axial abgedichteten Teil) einzu saugen, um die Wirksamkeit des Pigmentdispergierschritts zu beeinträchtigen.
  • Ferner ist kürzlich die Emissionsbegrenzung für flüchtige organische Lösungsmittel verschärft worden. Demzufolge werden nun in verschiedenen Bereichen Beschichtungszusammensetzungen auf Wasserbasis in großem Umfang verwendet und ersetzen dabei die Zusammensetzungen auf Ölbasis. Jedoch haben Zusammensetzungen auf Wasserbasis den inhärenten Nachteil, daß in ihnen eine gleichmäßige Dispersion von Pigmentpartikeln schwierig zu erreichen ist, in Vergleich zu Zusammensetzungen auf Ölbasis.
  • Allgemein werden zwei Typen von Kugelmühlen für die Pigmentdispersion eines wäßrigen oder öligen Zwischengemisches verwendet, das zur Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung verwendbar ist. Eine mit Stahlkugeln beladene Kugelmühle wird herkömmlich für die Pigmentdispersion in einem Gemisch auf Ölbasis verwendet. Eine Verwendung einer Stahlkugelmühle ist jedoch unvermeidbar mit einer Aufnahme einer von dem Kugelmedium stammenden kleinen Menge Metall verbunden, um die Beschichtungszusammensetzung, die am Ende hergestellt wird, zu kontaminieren und die Witterungsbeständigkeit der Beschichtung zu verringern. Eine mit Keramiksteinen beladene Steinkugelmühle wird hauptsächlich zum Dispergieren von Pigmenten in einer Zusammensetzung auf Wasserbasis verwendet. Jedoch hat die Steinmühle eine geringe Fähigkeit, Pigmente in dem Zwischengemisch zu dispergieren und die entstandene Beschichtungszusammensetzung ergibt eine Beschichtung, welche ein schlechtes Aussehen hat und welcher Oberflächenglanz und Ebenheit fehlen.
  • Die EP-A-766 997 offenbart ebenfalls ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Dispergieren von Pigmentpartikeln in einem wäßrigen oder öligen Medium. Dieses Dokument ist die Basis für die Präambel der unabhängigen Ansprüche 1 und 6.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Auflösen oder Entflocken von Pigmentaggregaten und zum gleichmäßigen Dispergieren der resultierenden feinen Pigmentpartikel in einem Zwischengemisch auf Wasserbasis oder auf Ölbasis bereitzustellen, wobei die Vorrichtung eine sehr effek tive Zirkulation der Zwischengemische innerhalb der Vorrichtung ermöglicht, keine komplizierte Betriebssteuerung erfordert und in der Lage ist, einen Eintritt von Luft in die Vorrichtung sogar unter einer sehr reduzierten Druckbedingung zu verhindern.
  • Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Dispergieren von Pigmenten in einem Zwischengemisch auf Wasserbasis oder Ölbasis bereitzustellen, welches zur Herstellung einer qualitativ hochwertigen Beschichtungszusammensetzung mit einer gleichmäßigen Pigmentdispersion verwendbar ist.
  • Die Erfindung stellt eine Vorrichtung bereit zum Dispergieren von Pigment in einem Zwischengemisch auf Wasserbasis oder Ölbasis zur Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung, wobei die Vorrichtung einen Mischer und eine Dispergiervorrichtung aufweist, der Mischer in der Lage ist, ein erstes Mischen einer Pigmentkomponente und eines harzhaltigen flüssigen Mediums durchzuführen, um ein Zwischengemisch zu erzeugen, die Dispergiervorrichtung in der Lage ist, ein zweites Mischen des Zwischengemisches durchzuführen, wobei der Mischer und die Dispergiervorrichtung durch Rohre verbunden sind, um einen Zirkulationskanal für das Zwischengemisch zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer eine Vakuumpumpe hat und eines der Rohre mit einer dichtungslosen Pumpe versehen ist, um das Zwischengemisch zwischen dem Mischer und der Dispergiervorrichtung durch den Zirkulationskanal zirkulieren zu lassen.
  • Der Mischer ist vorzugsweise eine Steinmühle oder Kugelmühle, die mit keramischen Steinen oder Kugeln beladen ist.
  • Die dichtungslose Pumpe ist vorzugsweise eine dichtungslose Magnetpumpe oder eine gekapselte dichtungslose Pumpe.
  • Vorzugsweise ist der Mischer mit einem Temperaturregler zur Steuerung der Temperatur der geladenen Materialien versehen.
  • Vorzugsweise ist die Dispergiervorrichtung außerdem mit einem Temperaturregler zur Steuerung der Temperatur des Zwischengemisches versehen.
  • Vorzugsweise hat die Vorrichtung der Erfindung zwischen dem Mischer und der Vakuumpumpe einen Kondensator, so daß die von dem Kondensator abgetrennte gasförmige Fraktion durch die Vaku umpumpe ausgestoßen werden kann, während die flüssige Fraktion gegebenenfalls in den Mischer zurückgeführt werden kann, um die Feststoffkonzentration und die Viskosität des Zwischengemisches anzupassen.
  • Ferner stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Dispergieren von Pigmenten in einem zur Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung verwendbaren Zwischengemisch auf Wasserbasis oder Ölbasis bereit, wobei der Prozeß die folgenden Schritte aufweist: erstes Mischen einer Pigmentkomponente und eines harzhaltigen flüssigen Mediums, um ein Zwischengemisch zu erzeugen, und gleichmäßiges Dispergieren der Pigmentpartikel in dem Zwischengemisch durch Auflösen oder Entflocken von verklumptem Pigment zu fein verteilten Partikeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Zirkulation des Zwischengemisches zwischen dem ersten Mischschritt und dem Pigmentdispergierschritt unter reduzierten Drücken durchgeführt wird, die mit einer dichtungslosen Pumpe erreichbar sind.
  • Gemäß dem Prozeß der Erfindung ist der durch die Vakuumpumpe während des ersten Mischvorgangs zu erreichende reduzierte Druck im Mischer vorzugsweise im Bereich von –0,095 bis –0,010 MPa bei Manometerdruck. Der reduzierte Druck in der Dispergiervorrichtung ist vorzugsweise gleich dem Druck im Mischer.
  • Die Temperatur des Zwischengemisches in der Vorrichtung wird üblicherweise bei ungefähr 70°C oder darunter, vorzugsweise bei ungefähr 20 bis ungefähr 60°C, gehalten.
  • Die Viskosität der Zwischengemisches in der Vorrichtung ist üblicherweise im Bereich von 0,01 bis ungefähr 100 Pa·s, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 0,1 bis ungefähr 80 Pa·s.
  • Die Konzentration von Feststoffkomponenten im Zwischengemisch während der Zirkulation wird vorzugsweise auf einem Wert gehalten, der ungefähr 5 bis ungefähr 20 Gew.% höher ist als der Wert der Konzentration der Feststoffkomponenten in dem zu Beginn erzeugten Zwischengemisch im Mischer. Die Viskosität und die Konzentration von Feststoffkomponenten des zirkulierenden Zwischengemisches kann durch die Menge der zurückgeführten flüssigen Fraktion geeignet gesteuert werden, wie oben angegeben ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • 1 zeigt einen schematischen Querschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Die Erfindung wird mit Bezug auf 1, die eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt, detaillierter erklärt.
  • Eine Vorrichtung zum Dispergieren von Pigment 1 ist mit einem Mischer 2 zum ersten Mischen der Pigmentkomponente und des polymerhaltigen flüssigen Mediums versehen, um das Zwischengemisch zu erzeugen, und ist mit einer Dispergiervorrichtung 3 versehen, um das Zwischengemisch weiter zu mischen und die verklumpte Pigmentkomponente in kleinere Partikel aufzulösen. Das polymerhaltige flüssige Medium weist bekannte Bestandteile auf, beispielsweise ein Lösungsmittel (mindestens eine Sorte von Wasser und organischen Lösungsmitteln), Pigment, Polymer, Dispergens und andere Additive. Der Mischer 2 und die Dispergiervorrichtung 3 sind durch Rohre 5, 5 verbunden, so daß das im Mischer 2 erzeugte Zwischengemisch über eine dichtungslose Pumpe 4 zwischen ihnen zirkulieren kann. Eine Vakuumpumpe 6 ist durch einen Kondensator 7 mit dem oberen Abschnitt des Mischers 2 verbunden, um den Druck in der Vorrichtung auf den erforderlichen Pegel zu reduzieren.
  • Der Mischer 2 kann irgendein Typ von bekannten Mischvorrichtungen sein, beispielsweise eine Hochgeschwindigkeit-Impellermühle, ein Schmetterlingsmischer, Kneter, Planetenmischer, Doppelwellen-Mischer usw. Die Hochgeschwindigkeit-Impellermühle ist bevorzugt, da sie in der Lage ist, geladene Materialien, die eine relativ niedrige Viskosität haben, wirkungsvoll zu rühren und erstmalig zu mischen.
  • In der dargestellten Ausführungsform weist der Mischer 2 einen in Gebrauch hermetisch verschlossenen Behälter 2a und einen Impellerrührer 2c auf, der an der rotierenden Welle eines Motors 2b angebracht ist. Der Mischer 2 ist außerdem mit einem Temperaturregler 2d versehen, welcher mit einem Heizmedium, beispielsweise Dampf, oder mit einem Kühlmittel, beispielsweise Wasser, versorgt wird, um die Temperaturen der in den Mischer 2 eingeführten geladenen Materialien und des zirkulierenden Zwischengemisches zu steuern. Der Behälter 2a hat einen Zugangsdeckel 2e zum Laden der zu mischenden Materialien, eine Auslaßöffnung 2f und eine Einlaßöffnung 2g für eine Zirkulation des Zwischengemisches zwischen dem Mischer 2 und der Dispergiervorrichtung 3 und eine Entgasungsöffnung 2h.
  • Als die Dispergiervorrichtung 3 kann irgendein Typ von bekannten Dispergiervorrichtungen verwendet werden, wie beispielsweise eine Kugelmühle (auch als "Sandmühle" bezeichnet), kontinuierliche Reibungsmühle usw. Die Kugelmühle ist bevorzugt, da sie das Gemisch weniger mit Eisen und ähnlichen Metallen kontaminiert und eine höhere Pigmentdispergierleistung hat.
  • Die dichtungslose Pumpe 4 ist vorzugsweise eine dichtungslose Magnetpumpe oder eine dichtungslose Pumpe mit gekapseltem Motor. Als dichtungslose Pumpe kann ebenfalls eine Membranpumpe verwendet werden, obgleich ihre Leistung beeinträchtigt werden kann, da die Membran dazu tendiert, sich unter einem reduzierten Druck zu verformen.
  • Eine typische Methode einer Pigmentdispersion gemäß der Erfindung wird auf folgende Weise unter Verwendung der in 1 gezeigten Vorrichtung durchgeführt:
    Zuerst wird der Zugangsdeckel 2e des Mischers 2 geöffnet, dann werden erstmalig zu mischende Materialien in den Mischer 2 geladen. Die Materialien zur Herstellung eines Gemisches auf Wasserbasis weisen üblicherweise Pigment, eine harzhaltige wäßrige Lösung oder Dispersion, Neutralisierer usw. auf. Die Materialien zur Herstellung eines Gemisches auf Ölbasis weisen üblicherweise Pigment, eine harzhaltige organische Lösung oder Dispersion, usw. auf. Die Materialien, die einem erfindungsgemäßen ersten Mischen unterzogen werden sollen, sind in bezug auf Materialien, Materialverhältnisse, Anwendung der Endprodukte usw. nicht beschränkt.
  • Dann, wenn der Deckel 2e und ein am unteren Teil des Mischers 2 angeordnetes Dreiwegeventil 2v geschlossen sind, wird der Impellerrührer 2c zum Vormischen oder ersten Mischen gedreht. Das Dreiwegeventil 2v kann in drei Richtungen betätigt werden, nämlich zum Schließen des Behälters 2a, zum Ableiten des vollständig verarbeiteten Zwischengemisches aus dem Boden des Behälters 2a und zum Öffnen des Rohrs 5, um das Gemisch zirkulieren zu lassen. Ein Teil des Vormischschritts zur Erzeugung des Zwischengemisches kann in einem separaten Mischer 2' durchgeführt werden, wie in 1 mit strichpunktierten Linien dargestellt ist. Der Mischer 2 oder 2' wird vor Starten des Vormischschritts vorzugsweise evakuiert.
  • Nach Beendigung des Vormischens zur Erzeugung des Zwischengemisches wird das Dreiwegeventil 2v zum Rohr 5 hin geöffnet und die dichtungslose Pumpe 4 wird aktiviert, so daß das Zwischengemisch aus dem Mischer 2 in die Dispergiervorrichtung 3 geleitet wird und dem Dispergierschritt unterzogen wird. Während des Dispergierschritts in der Dispergiervorrichtung 3 werden die in dem Gemisch üblicherweise vorhandenen Pigmentaggregate durch wiederholtes Zirkulieren zwischen dem Mischer 2 und der Dispergiervorrichtung 3 im wesentlichen aufgelöst und in dem Zwischengemisch in Form von feinen Partikeln dispergiert. Die für die Zirkulation einer einzelnen Charge erforderliche Gesamtzeit zur Erzeugung eines gleichmäßig dispergierten Zwischengemisches kann abhängig von verschiedenen Faktoren variieren, beispielsweise von den zur Erzeugung des Zwischengemisches geladenen Materialkomponenten, von der Chargenmenge, der Leistung des Mischers 2 und der Dispergiervorrichtung 3, der Kapazität der gesamten Vorrichtung usw., und ist üblicherweise im Bereich von 10 bis 50 Stunden. Eine Durchflußrate für die dichtungslose Pumpe 4 kann entsprechend der Leistung und der Kapazität der Dispergiervorrichtung usw. festgelegt werden.
  • Während der Zirkulation wird die Vakuumpumpe 6 betrieben, um den Druck im Mischer 2 zu reduzieren, Der von der Vakuumpumpe 6 reduzierte Druck im Mischer 2 wird im Bereich von –0,095 bis –0,01 MPa Manometerdruck gehalten. Wenn der Druck höher als –0,01 MPa Manometerdruck ist, kann Luft, die in einem Gemisch auf Wasserbasis an der Pigmentoberfläche absorbiert ist, oder können Luft und Wasser, die in einem Gemisch auf Ölbasis an der Pigmentoberfläche absorbiert sind, nicht ausreichend beseitigt werden, was eine schlechte Dispersion von Pigmentpartikeln zur Folge hat.
  • Verdampfte Komponenten, die aus dem oberen Raum des Mischers 2 durch den Reduzierungsdruck darin weggeschafft worden sind, werden im Kondensator 7 in eine gasförmige Fraktion und eine flüssige Fraktion getrennt. Die gasförmige Fraktion im Kondensator 7 wird über die Vakuumpumpe 6 aus einer Auslaßöffnung 9 freigesetzt, während die flüssige Fraktion zu einem Speicherbehälter 10 geleitet wird. Die flüssige Fraktion besteht hauptsächlich aus Wasser im Falle eines Gemisches auf Wasserbasis und besteht hauptsächlich aus organischem Lösungsmittel im Falle eines Gemisches auf Ölbasis.
  • Beseitigen von Luft von der Pigmentoberfläche unter dem reduzierten Druck während der Zirkulation stellt einen besseren Kontakt zwischen Pigmentpartikeln und Dispersionsmedium her, wodurch sich eine Verringerung der Viskosität des Zwischengemisches ergibt. Jedoch wird eine zu niedrige Viskosität des Gemisches Nachteile hervorrufen, wie beispielsweise die Erniedrigung des Dispersionsvermögens des Pigments, Anstoßen der flüssigen Komponente, Abrieb der Kugeln in der Dispersionsvorrichtung 3 usw.
  • Die Viskosität des Zwischengemisches kann sich auch ändern, wenn ein Teil der flüssigen Komponente (Wasser oder Wasser organisches Lösungsmittel) durch Verdampfung unter reduzierten Drücken und erhöhten Temperaturen verloren geht. Wenn die Viskosität des Gemisches zu hoch wird, verringert sich der Zusammenstoß zwischen Kugeln in der Dispersionsvorrichtung 3 und verringert sich das Dispersionsvermögen von Pigment, da Luft, die an der Oberfläche von Pigmentpartikeln absorbiert ist, nicht ausreichend beseitigt werden kann. In Hinblick auf diese Vorteile und Nachteile wird die Viskosität des Zwischengemisches während der Zirkulation üblicherweise auf einen Wert zwischen 0,01 bis 100 Pa·s, vorzugsweise auf einen Wert zwischen 0,1 bis 80 Pa·s, gesteuert.
  • Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine Struktur, in welcher während des stationären Mischbetriebs die von dem Kondensator 7 abgetrennte flüssige Fraktion zum Mischer 2 zurückgeführt wird. Der Kondensator 7 ist an einer höheren Position als der Mischer 2 angeordnet und während des stationä ren Betriebs ist ein Richtungssteuerventil V1 zu einem mit dem Mischer 2 verbundenen Rohr 5a hin offen. Bevor der Betrieb einen stationären Zustand erreicht, ist das Richtungssteuerventil V1 zum Speicherbehälter 10 hin offen, um die in dem Kondensator 7 abgetrennte flüssige Fraktion in den Speicherbehälter 10 abfließen zu lassen. Auf diese Weise kann die Konzentration von Feststoffkomponenten im Zwischengemisch während der Zirkulation auf einem Wert gehalten werden, der 5 bis 20 Gew.%, vorzugsweise 7 bis 15 Gew.%, höher ist als die Feststoffkonzentration der zu Beginn geladenen Materialien im Mischer 2, und somit wird die Viskosität in einem gewünschten Bereich geeignet geregelt. Wenn die Feststoffkonzentration den vorgegebenen Wert überschreiten sollte und sich die Viskosität des Gemisches entsprechend erhöhen sollte, könnte eine Pumpe P aktiviert werden, um eine zusätzliche Menge der Flüssigkeit aus dem Speicherbehälter 10 zum Mischer 2 zu pumpen, um die Viskosität des zirkulierenden Zwischengemisches zu steuern.
  • Die Temperatur des Zwischengemisches während der Zirkulation wird üblicherweise auf einen Wert von nicht mehr als 70°C gesteuert, vorzugsweise auf einen Wert zwischen 20 bis 60°C. Wenn die Temperatur höher als 70°C ist, kann die flüssige Komponente im Mischer 2 anstoßen und explosiv in den Kondensator 7 fließen, was die Funktion des Kondensators 7 beeinträchtigt oder die Qualität der als Endprodukt zu erzeugenden Beschichtungszusammensetzung verschlechtert.
  • Ein Erhitzen durch den Temperaturregler 2d kann im Anfangsstadium der Misch- und Dispergierungsschritte erforderlich sein. Jedoch erhöht sich die Temperatur in der Vorrichtung 1 im Verlaufe der Zeit allmählich auf einen gewünschten Pegel von nicht mehr als 70°C mit der durch Reibung von Kugelmedien, rotierenden mechanischen Teilen und dergleichen freigesetzten Wärme. Wenn die Temperatur des Gemisches einen vorgegebenen Pegel erreicht hat, wird das Erwärmen durch den Temperaturregler 2d gestoppt. Der Temperaturregler 2d leitet ein Heizmedium, beispielsweise Dampf, oder ein Kühlmittel, beispielsweise Wasser, in einen Wärmetauscher (nicht gezeigt), der spiralförmig an der inneren Oberfläche des Behälters 2a des Mischers 2 be reitgestellt ist, und steuert die Temperatur des Zwischengemisches je nach Bedarf.
  • Die Dispergiervorrichtung 3 kann zusätzlich einen Temperaturregler (nicht gezeigt) zum Erwärmen oder Kühlen des Zwischengemisches haben.
  • Nach Beendigung des gesamten Prozesses wird das vollständig verarbeitete Zwischengemisch aus dem Boden des Behälters 2a über das geöffnete Dreiwegeventil 2v abgeleitet.
  • Das gemäß dem Verfahren der Erfindung verarbeitete Zwischengemisch wird auf herkömmliche Weise in nachfolgenden Schritten, einschließlich Tonung usw., weiter verarbeitet, um eine Beschichtungszusammensetzung herzustellen, die ausgezeichnete Eigenschaften hat.
  • Gemäß der Erfindung kann ein Anwenden einer Kombination aus einem Mischer und einer Pigmentdispergiervorrichtung und eine Zirkulation eines pigmenthaltigen Zwischengemisches unter einem reduzierten Druck zwischen ihnen ein verarbeitetes Gemisch, das eine sehr gleichförmige Größenverteilung von fein verteilten, darin dispergierten Pigmentpartikeln hat, mit einer hohen Effizienz und in einer kürzeren Zeitdauer gewonnen werden.
  • Die Pigmentpartikel in dem unter einem reduzierten Druck gemäß der Erfindung verarbeiteten Gemisch sind im wesentlichen luftfrei und können die Harzkomponente wirkungsvoll absorbieren, um ein Pseudo-newtonsches Fluid zu bilden.
  • Gemäß der Erfindung, in welcher ein Mischer und eine Dispergiervorrichtung durch Rohre verbunden sind und das Zwischengemisch über eine dichtungslose Pumpe zwischen ihnen zirkuliert, wird mit einem einfachen Betrieb der dichtungslosen Pumpe bei einer festgelegten Durchflußrate für eine vorgegebene Zeitdauer ein Ansaugen von Luft, sogar unter einem reduzierten Druck, im wesentlichen verhindert.
  • Gemäß der Erfindung ist es möglich, eine sehr gleichmäßige Dispersion einer Pigmentkomponente in einem Medium auf Wasserbasis zu erreichen, im Gegensatz zu der ungleichmäßigen Dispersion einer Pigmentkomponente gemäß dem Stand der Technik.
  • Gemäß der Erfindung ist es möglich, durch Zirkulation des Gemisches bei einer mäßigen Temperatur von nicht mehr als 70°C die Verschlechterung des Zwischengemisches und die Verringerung des Dispersionsvermögens von Pigmentpartikeln in dem Gemisch zu verhindern.
  • Gemäß der Erfindung ist es möglich, eine wesentliche Menge Luft oder Luft/Wasser von der Oberfläche der Pigmentpartikel zu beseitigen, um das Dispersionsvermögen von Pigmentpartikeln in einem Zwischengemisch auf Wasserbasis oder Ölbasis zu verbessern.

Claims (10)

  1. Vorrichtung (1) zum Dispergieren von Pigment in einem zur Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung verwendbaren Zwischengemisch auf Wasserbasis oder Ölbasis, wobei die Vorrichtung (1) einen Mischer (2) und eine Dispergiervorrichtung (3) aufweist, der Mischer (2) in der Lage ist, ein erstes Mischen einer Pigmentkomponente und eines harzhaltigen flüssigen Mediums durchzuführen, um ein Zwischengemisch zu bilden, die Dispergiervorrichtung (3) in der Lage ist, ein zweites Mischen des Zwischengemisches durchzuführen, wobei der Mischer (2) und die Dispergiervorrichtung (3) durch Rohre (5) verbunden sind, um einen Zirkulationskanal für das Zwischengemisch zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer eine Vakuumpumpe (6) hat und eines der Rohre mit einer dichtungslosen Pumpe (4) versehen ist, um das Zwischengemisch zwischen dem Mischer (2) und der Dispergiervorrichtung (3) durch den Zirkulationskanal zirkulieren zu lassen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Mischer (2) eine Steinmühle oder Kugelmühle ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die dichtungslose Pumpe (4) eine dichtungslose Magnetpumpe oder eine dichtungslose Pumpe mit gekapseltem Motor ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Mischer (2) und/oder die Dispergiervorrichtung (3) mit einem Temperaturregler (2d) zur Steuerung der Temperatur der Flüssigkeit in der Vorrichtung (1) versehen ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei zwischen dem Mischer (2) und der Vakuumpumpe (6) ein Kondensator (7) vorgesehen ist, um eine gasförmige Fraktion und eine flüssige Fraktion zu erzeugen, wobei die gasförmige Fraktion durch die Vakuumpumpe (6) ausgestoßen wird, während die flüssige Fraktion gegebenenfalls in den Mischer (2) zurückgeführt wird, um die die Viskosität des Zwischengemisches anzupassen.
  6. Verfahren zum Dispergieren von Pigmenten in einem zur Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung verwendeten Zwischengemisch auf Wasserbasis oder Ölbasis, wobei der Prozeß die folgenden Schritte aufweist: erstes Mischen einer Pigmentkomponente und eines harzhaltigen flüssigen Mediums, um ein Zwischengemisch zu erzeugen, und gleichmäßiges Dispergieren der Pigmentpartikel in dem Zwischengemisch durch Auflösen von verklumptem Pigment zu fein verteilten Partikeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Zirkulation des Zwischengemisches zwischen dem ersten Mischschritt und dem Pigmentdispergierschritt unter reduzierten Drücken durchgeführt wird, die mit einer dichtungslosen Pumpe (4) erreichbar sind.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der reduzierte Druck im Bereich von –0,095 bis –0,010 MPa bei Manometerdruck ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Zwischengemisch bei einer Temperatur von nicht höher als 70°C zirkuliert.
  9. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Zwischengemisch bei einer Viskosität zwischen ungefähr 0,01 bis ungefähr 100 Pa·s zirkuliert.
  10. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Konzentration von Feststoffkomponenten in dem Zwischengemisch während der Zirkulation auf einem Wert gehalten wird, der ungefähr 5 bis ungefähr 20 Gew.% höher ist als der Wert der Konzentration der Feststoffkomponenten in dem zu Beginn in dem Mischer (2) erzeugten Zwischengemisch.
DE60123844T 2001-04-27 2001-04-27 Verfahren und vorrichtung zum dispergieren von farbstoffen in einem flüssigen medium Expired - Lifetime DE60123844T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2001/003677 WO2002089961A1 (en) 2001-04-27 2001-04-27 Method and apparatus for dispersing pigment in liquid medium

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60123844D1 DE60123844D1 (de) 2006-11-23
DE60123844T2 true DE60123844T2 (de) 2007-08-30

Family

ID=11737281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60123844T Expired - Lifetime DE60123844T2 (de) 2001-04-27 2001-04-27 Verfahren und vorrichtung zum dispergieren von farbstoffen in einem flüssigen medium

Country Status (4)

Country Link
US (2) US7100851B2 (de)
EP (1) EP1381448B1 (de)
DE (1) DE60123844T2 (de)
WO (1) WO2002089961A1 (de)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070044824A1 (en) * 2005-09-01 2007-03-01 Scott William Capeci Processing system and method of processing
DE102007047478A1 (de) * 2007-09-27 2009-04-16 Charité - Universitätsmedizin Berlin Vorrichtung und Verfahren zur gleichmäßigen Verteilung von Mikropartikeln in einer Flüssigkeit
US20090289133A1 (en) * 2008-05-23 2009-11-26 Duan Jiwen F Continuous wet grinding process
EP2256071A1 (de) * 2009-05-28 2010-12-01 SPX APV Danmark A/S Pulvermaterialansaugvorrichtung und Verfahren zum Ansaugen des Pulvermaterials in eine Flüssigkeit
CN105121023B (zh) * 2013-02-28 2017-08-25 太阳化学公司 用于在液体分散液中制造研磨的固体的装置和连续方法
ES2790799T3 (es) * 2014-08-19 2020-10-29 Atlas James Russell Sistema y método para producir mezcla asfáltica
CN107405583A (zh) * 2015-04-09 2017-11-28 阿克佐诺贝尔国际涂料股份有限公司 将固体材料分散至液体中的连续方法
DE102015118915A1 (de) * 2015-11-04 2017-05-04 Schulz Farben- Und Lackfabrik Gmbh Verfahren zur Herstellung von Bautenfarben und System
DE102015118923A1 (de) * 2015-11-04 2017-05-04 Schulz Farben- Und Lackfabrik Gmbh Anlage zur Herstellung von Bautenfarben
JP7306608B2 (ja) * 2016-03-11 2023-07-11 フジフイルム エレクトロニック マテリアルズ ユー.エス.エー., インコーポレイテッド 高度な流体処理方法およびシステム
CH712233A2 (de) * 2016-03-15 2017-09-15 Arcolor Ag Verfahren zur Herstellung von Dispersionen mit definierter Partikelgrösse.
CN108993216A (zh) * 2018-07-03 2018-12-14 崔党营 一种化工生产用自动混料搅拌装置
CN108855455B (zh) * 2018-08-07 2020-02-07 浙江银鹿新材料有限公司 一种水性涂料研磨装置
AU2020239064A1 (en) 2019-03-08 2021-06-17 Sharkninja Operating Llc Vacuum food processing system
AU2020236961A1 (en) 2019-03-08 2021-06-10 Sharkninja Operating Llc Vacuum food processing system
JP2022517771A (ja) 2019-03-08 2022-03-10 シャークニンジャ オペレーティング エルエルシー 真空食品加工システム
CN109758933B (zh) * 2019-03-14 2021-10-01 汕尾职业技术学院 一种墨水生产装置
USD924007S1 (en) 2019-06-06 2021-07-06 Sharkninja Operating Llc Strainer blender accessory
USD925270S1 (en) 2019-06-06 2021-07-20 Sharkninja Operating Llc Blender
USD927256S1 (en) 2019-06-06 2021-08-10 Sharkninja Operating Llc Blender
USD940500S1 (en) 2019-06-06 2022-01-11 Sharkninja Operating Llc Lid
CN114269461A (zh) 2019-08-22 2022-04-01 巴斯夫涂料有限公司 分散和研磨流体中的颗粒的方法
CN111957228B (zh) * 2020-08-11 2021-05-07 广州碧涛化妆品有限公司 乳化装置及发蜡的制备方法
CN112959830A (zh) * 2021-02-01 2021-06-15 叶文宽 一种用于光敏印章、光敏印台添加油墨的生产方法及其生产系统

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1803670A (en) * 1927-01-22 1931-05-05 Standard Oil Co Process of treating hydrocarbon oil with metallic halides
GB818489A (en) 1957-01-16 1959-08-19 Columbium Carbon Company Improvements in process and apparatus for effecting particulate dispersions
US3481586A (en) * 1967-10-11 1969-12-02 Tfh Publications Inc Magnetic aquarium pump
US4548788A (en) * 1982-09-24 1985-10-22 Cosden Technology, Inc. Apparatus for producing styrenic/alkenylnitrile copolymers
JPS60118754A (ja) 1983-11-30 1985-06-26 Nippon Paint Co Ltd 顔料分散方法
US5718388A (en) * 1994-05-25 1998-02-17 Eastman Kodak Continuous method of grinding pharmaceutical substances
DE19510651A1 (de) * 1994-06-03 1995-12-07 Bayer Ag Wäßrige 2-Komponenten-Polyurethanlack-Emulsionen und Verfahren zu deren Herstellung
US5593491A (en) * 1994-12-22 1997-01-14 Basf Corporation Method of preparing triarylmethane dyes and pigments
US5854344A (en) * 1995-09-01 1998-12-29 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Organopolysiloxane composition for electrical insulation
DE19536845A1 (de) * 1995-10-02 1997-04-03 Bayer Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von feinteiligen Feststoffdispersionen
GB2314591B (en) * 1996-06-26 1999-10-27 Poss Limited Flexible tube pump
DE19811790A1 (de) * 1998-03-18 1999-09-23 Bayer Ag Nanopartikel enthaltende transparente Lackbindemittel mit verbesserter Verkratzungsbeständigkeit, ein Verfahren zur Herstellung sowie deren Verwendung
JP4614023B2 (ja) 1999-06-14 2011-01-19 Dic株式会社 顔料分散装置及び顔料分散方法
JP4451965B2 (ja) * 2000-05-18 2010-04-14 株式会社井上製作所 パイプラインビ−ズミル
US6582764B2 (en) * 2001-10-09 2003-06-24 Engelhard Corporation Hybrid inorganic/organic color effect materials and production thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US20040134930A1 (en) 2004-07-15
DE60123844D1 (de) 2006-11-23
EP1381448A1 (de) 2004-01-21
EP1381448B1 (de) 2006-10-11
US7100851B2 (en) 2006-09-05
US20060249606A1 (en) 2006-11-09
WO2002089961A1 (en) 2002-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60123844T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum dispergieren von farbstoffen in einem flüssigen medium
DE4015925C2 (de) Kontinuierliche Trockenmühle
DE3928477C2 (de) Flüssigkeitskühlanordnung für einen Verbrennungsmotor mit einem Turbolader
DE10204470C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Dispersionen
DE602005001978T2 (de) Kontinuierliche Herstellung von Silikon-in-Wasser Emulsionen mit hohem Anteil an interner Phase
DE2716997A1 (de) Ringkuehler
DE19536845A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von feinteiligen Feststoffdispersionen
DE60315540T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Dispergieren
EP3768499B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum chemischen glätten von kunststoffteilen
DE2437510A1 (de) Verfahren zum flushen von in form von wasserhaltigen presskuchen vorliegenden pigmenten
US7618181B2 (en) Method for dispersing pigment in liquid medium
DE2428359A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum dispergieren von suspensionen
DE69909184T2 (de) Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Dispersionslack-Beschichtung und Verfahren zur Herstellung einer Pulverbeschichtung
EP0036067B1 (de) Vorrichtung zum Mischen und Homogenisieren wenigstens zweier Medien
EP3429734B1 (de) Verfahren zur herstellung von dispersionen mit definierter partikelgrösse
DE60110971T2 (de) Zerstäubungsvorrichtung und Verfahren
DE60014523T2 (de) Dispersionsvorrichtung für Materialien
DE60130809T2 (de) Dispersionsvorrichtung
DE60130900T2 (de) Verfahren zur fällung fein verteilter feststoffpartikel
DE19929700A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Kunststoff-Formteils
DE102017205611B3 (de) Mahlwerk für eine Korbmühle sowie Korbmühle
DE2035538C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von graphischen Farben, insbesondere Druckfarben
WO2003031040A1 (de) Flockungsapparat und verfahren zur konditionierung von kolloidalen suspensionen
DE60218242T2 (de) Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von flüssigen pigmentierten Beschichtungszusammensetzungen
DE3037575C2 (de) Verfahren zum Herstellen von wäßrigen Kunstharzdispersionen

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition