FR2672610A1 - Process for the continuous manufacture of inks and plant for making use of this process - Google Patents

Process for the continuous manufacture of inks and plant for making use of this process Download PDF

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Abstract

The plant for the continuous manufacture of inks includes two metering conveyors with screws (6, 16) for continuously feeding pigments and resins into the extruder (7) with two parallel screws rotating together and driven in a single direction. Liquid components are charged continuously by a pump (24). A vacuum pump (30) allows the mix produced to be degassed. The latter is cooled and preground in the device (15), charged by a conveyor belt (31) into the mill (42), and passes through a filter unit (43) to arrive at a screening unit (45). At the exit (47) an ink powder of great homogeneity and with improved technical characteristics is obtained. The process makes a continuous and rational manufacture possible.

Description

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.PROCESS FOR THE MANUFACTURE
CONTINUOUS INKS AND FACILITIES
FOR THE IMPLEMENTATION OF THIS PROCESS
The present invention relates to a process for the continuous production of inks.

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. In the known methods for manufacturing inks, in particular printing inks, the initial metered components are mixed in propeller mixers or in calenders with heated rotating cylinders, then subjected to a grinding operation. These known methods have the disadvantages that they do not allow continuous and online production and that the technical characteristics of the inks obtained, such as their gloss and their color intensity are not excellent.

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. The object of the present invention is therefore to remedy these drawbacks and the invention comprises for this purpose the characteristics defined in the independent claims.

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. By the combination of these different characteristics, we obtain a very rational continuous production of inks with high homogeneity, high gloss and considerably improved color intensity.

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. The mixing carried out during the process according to the invention is particularly well suited to printing inks because the two parallel co-rotating screws of the extruder are driven in an identical direction. Continuous particle size separation by filtering and sieving in series carried out after cooling and grinding ensure high quality ink while making production fast and efficient. The method and installation according to the invention also make it possible to manufacture inks having pigment concentrations as high as 70 to 85% by weight of pigments, while making possible a very wide range of pigment concentrations varying between 20 and 85% by weight of 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.  Other advantages appear from the characteristics expressed in the dependent claims and from the description setting out below, with the aid of drawings, an embodiment of the invention and a variant.

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.Figure 1 is a schematic view of an installation for implementing the manufacturing process
FIG. 2 represents a section along the line II-II in FIG. 1.

La figure 3 est une vue d'une installation simplifiée pour la mise en oeuvre d'une variante du procédé de fabrication. Figure 3 is a view of a simplified installation for the implementation of a variant of the manufacturing process.

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. The installation for implementing the ink manufacturing process illustrated in FIG. 1 is intended for the manufacture of dry inks in the form of powders or flakes. It includes tanks 2 for the various resins and solid additives used. Dosing valves 3 are intended to provide the rapid mixer 4 of 300 liters comprising two propellers driven by a motor 5. Premixed, the resins and additives then arrive via a screw doser 6 with a predetermined flow rate. extruder 7.

Le pigment ou les pigments prémélangés sont fournis également avec un débit prédéterminé à l'extrudeuse 7 grâce au doseur à vis 16. The premixed pigment or pigments are also supplied with a predetermined flow rate to the extruder 7 thanks to the screw metering device 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. The installation further comprises an introduction device for liquid constituents, such as plasticizers and liquid resins, contained in containers 20, 21. These liquid constituents pass through valves 22, 23 and are introduced into the head of the extruder 7 by means of a screw pump 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. The extruder 7 is of the twin co-rotating screw type. This extruder comprises two screws 8, 9 (FIG. 2) housed in a thermoregulated body by circulation of fluid and / or by the use of electrical resistors. The two screws carry pallets or archimedes screw elements 11 of differentiated shape according to their function. Some pallets 18 are oriented at right angles to the axis of the screw and intended to carry out the mixing work. Other elements 19 have a helical shape inclined relative to the axis of the screw, so as to cause the advance of the mixture in the extruder. In particular, archimedean screw elements, of variable pitch, make it possible to obtain an advance of the molten product without the need for mechanical work. The enclosure 10 can be heated or cooled by the introduction of a fluid into the double wall. The two screws 8, 9 are driven in the same direction by a motor 12. Thanks to the friction forces due to the mixing and possibly at the heat input of the heat transfer fluid circulating in the double wall, the mixture of the components reaches at the outlet nozzle 14 of the extruder a temperature of 1600C and then constitutes a homogeneous pasty mass extruded on the cooling installation 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. A vacuum pump 30 allows the interior of the extruder 7 to be vacuumed, so as to degas to avoid bubbles and to extract undesirable volatile components, such as solvents or residual moisture or still free monomers or from possible decompositions.

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.The subsequent cooling installation-lf is a) either of the cooling conveyor belt type associated with a first mill
in which the mixture, after its solidification, undergoes a first reduction
particle size; b) is constituted by a rotary drum chiller-scaler; c) is constituted by a cooling grille with one or more sets of
associated rollers in parallel.

Particulièrement, la dernière solution à calandre refroidissante apporte un avantage au niveau de la transparence et de la brillance des encres d'imprimerie obtenues. In particular, the latest cooling calender solution provides an advantage in terms of the transparency and the gloss of the printing inks obtained.

Le mélange prébroyé est ensuite chargé sur une bande transporteuse 31. The pre-ground mixture is then loaded onto a conveyor belt 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. A spray device 35 comprises a tank 32, a rotary piston pump 33 and a spray nozzle 34. Liquid heat-sensitive components can thus be added by spraying onto the pre-ground mixture. Other solid heat-sensitive components, such as waxes, resins and functional and cross-linking additives, are also added by the metering device 38 before the mixture is subjected to a second particle size reduction in the mill 42. The powder obtained is then sucked by the fan 44 in the filter group 43, in which the fine dust with a particle size less than 0.1 micron is separated towards a dust collector 48. The powder with a particle size greater than 0.1 micron is sent in a sieving unit 45. The fraction 46 greater than 50 microns is recycled to the second mills 42, while the fraction 47 of adequate particle size between 0.1 and 50 microns is bagged.

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. The process therefore makes it possible to manufacture dry inks presented in the form of a ready-to-use powder in the case of rotogravure inks. The products obtained according to the process bear witness to improved technical characteristics compared to the inks produced according to the usual grinding techniques by allowing a higher gloss and color intensity.

Un grand avantage de cette installation pour la fabrication de l'encre est que le procédé permet une fabrication en continu et en ligne.A great advantage of this installation for the manufacture of the ink is that the process allows continuous and online production.

-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. -A simplified installation for the manufacture of dry inks is shown in Figure 3 and includes two weight screw feeders 6 'and 16' controlled by one, one for resins, the other for pigments. The initial components previously dosed are therefore loaded with a predetermined flow rate into the inlet of the extruder with two parallel co-rotating screws 7 'driven in an identical direction. A progressive and continuous mixing in this extruder allows to obtain a homogeneous mixture. The latter is cooled and treated during a first phase of comminution in the chiller-scaler 15 'with rotary drum. The pre-ground product is brought on the conveyor belt 31 'to the second crusher 42' to be reduced to powder. The ground mixture is sucked by a fan 44 'through a filter group 43' where the dust is less than a first predetermined particle size (for example 0.1 micron) are separated towards a dust collector 48. The mixture is then treated in a sieving unit 45 '. The coarser fraction than a second predetermined particle size (for example 50 microns) is taken back to the mill 42 '. The powder having an intermediate particle size lying between said first and second predetermined particle size is used for bagging.

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. The fine dust collected in the dust collector 48 can be used as starting products and to start up the extrusion of 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.  The two installations and the methods described have the considerable advantage that they make it possible to manufacture inks with very high pigment concentrations ranging from 70 to 8596 by weight of pigments in the ink, while allowing very high ranges of pigment concentrations. ranges ranging from 20 to 8596 by weight of pigments and from 15 to 8096 by weight of other initial components.

Claims (16)

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.1. Process for the continuous production of inks comprising the operations consisting in dosing the initial components, in loading the components continuously and with a predetermined flow rate into the inlet orifice of an extruder with two driven parallel co-rotating screws in an identical direction, to carry out a gradual and continuous mixing in said extruder in order to obtain a homogeneous mixture, to cool the mixture after its extrusion in a cooling installation, to treat the mixture during at least one phase of continuous comminution, to aspirate the ground mixture by a vacuum cleaner so as to separate the dust with a particle size smaller than a first predetermined particle size in a filtering group, to separate the coarser fraction than a second predetermined particle size and to renew said fraction more rough towards comminution, and to be used for bagging the fraction presented nt an intermediate particle size between said first and second predetermined particle size. 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.2. Method according to claim 1, characterized in that at least a part of the components is premixed in at least one mixer before being continuously loaded in the extruder. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que des composants liquides sont introduits en continu entête de l'extrudeuse.3. Method according to claim 1, characterized in that liquid components are introduced continuously at the header of the extruder. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrudeuse est mise sous vide en vue d'un dégazage du mélange.4. Method according to claim 1, characterized in that the extruder is placed under vacuum for degassing of the mixture. 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.5. Method according to claim 1, characterized in that the mixture is cooled in a cooling calender with one or more sets of rollers associated in parallel. 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. 6. Method according to claim 1, characterized in that the mixture is treated by two comminution phases mounted in series separated by a conveyor belt transport. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue une aspersion du mélange refroidi par des produits liquides.7. Method according to claim 1, characterized in that one performs a spraying of the cooled mixture with liquid products. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ajoute des composants ou additifs thermosensibles après le refroidissement du mélange.8. Method according to claim 1, characterized in that heat-sensitive components or additives are added after the mixture has cooled. 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.9. Method according to claim 1, characterized in that the pigments on the one hand and the other initial components on the other hand are loaded separately and continuously into the extruder by at least two separate supply means. 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.10. Method according to claim 1, characterized in that 20 to 85% by weight of pigments and 15 to 80% by weight of other initial components are loaded into the extruder. 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.11. Installation for implementing the method according to claim 1, characterized in that it comprises supply means (6, 16) operating continuously and with a predetermined flow rate, an extruder (7) with two screws ( 8, 9) parallel co-rotating driven in the same direction, a cooling device (15) and at least one comminution device (42) connected in series and working continuously, a filter group (43) associated with a vacuum cleaner (44) and a screening unit (45) mounted in series with the filter unit. 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.12. Installation according to claim 11, characterized in that it comprises at least one mixer (4) intended to establish a premix of at least part of the initial components. 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.13. Installation according to claim 11, characterized in that it comprises at least two separate supply means (6, 16) for the pigments and for the other initial constituents. 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. 14. Installation according to claim il, characterized in that it comprises a pump (24) intended to introduce liquid components continuously at the head of the extruder. 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.15. Installation according to claim 11, characterized in that it comprises means (30) intended to evacuate the interior of the extruder. 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). 16. Installation according to claim 11, characterized in that it comprises means for spraying (35) liquid products and means for introducing (38) solid heat-sensitive products, these means being arranged downstream of the cooling device. (15).
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