MXPA02002786A - Proceso para preparar flux de pigmento. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a:Un aparato, caracterizado porque comprende un sistema de alimentación de torta prensada, donde el sistema de alimentación de torta prensada incluye un componente cortante para fluidizar una torta prensada y un componente de alimentación para alimentar la torta prensada fluidizada;un extrusor de doble tornillo conectado al componente de alimentación, donde el axtrusor de doble tornillo incluye una primera zona con un orificio que recibe la torta prensada fluidizada del componente de alimentación y mezcla la torta prensada fluidizada con un medio orgánico;y una segunda zona corriente debajo de la primera zona que comprende una salida para remover al menos parcialmente la fase acuo

Description

PROCESO PARA PREPARAR FLUX DE PIGMENTO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con procesos para preparar flux o lavados de pigmento, particularmente flux o lavados de pigmento para composiciones de tinta. La presente invención también se relaciona con métodos para preparar bases de tinta y composiciones de tinta combinadas.

ANTECEDENTES PE LA INVENCIÓN La síntesis de muchos pigmentos orgánicos incluyen un paso de acoplamiento en un medio acuoso diluido para producir una suspensión del producto pigmentado, el cual es típicamente seguido por la filtración de la suspensión en un filtro prensa para concentrar el pigmento. La torta prensada que resulta es entonces secada para proporcionar un pigmento particulado, seco, o también es "lavada" con un medio orgánico tal como un aceite y/o resina que tiene por objeto transferir las partículas de pigmento de la torta prensada acuosa a la fase oleosa o resinosa. El flux o lavado ayuda a mantener las partículas de pigmento no aglomeradas y más fáciles de usar para producir tintas o recubrimientos. El proceso de flux o lavado requiere tiempo y materiales adicionales sobre el secado simple del pigmento. Si el pigmento es utilizado en una composición de tinta o recubrimiento, sin embargo, debe primero ser bien dispersado en un medio orgánico apropiado para lograr el desarrollo de color y estabilidad deseadas, y de este modo el proceso de lavado es ventajoso debido a que celebra la transferencia sin pasos intermedios de secado del pigmento y trituración del pigmento en el medio orgánico para producir la dispersión de pigmento. En el pasado, los flux o lavados (en adelante lavados) de pigmento han sido usualmente preparados por procesos de lotes en los cuales la torta prensada es amasada con una fase orgánica tal como un aceite y/o una resina, por ejemplo en un mezclador de paletas sigma, o mezclador de masas, para lavar las partículas de pigmento de la fase acuosa a la fase del medio orgánico y desplazar el agua con una fase acuosa separada. El agua desplazada es separada y la dispersión del pigmento en el barniz puede ser utilizada como una pasta de pigmento para preparar una tinta o pintura. El proceso de lotes tiene muchos inconvenientes. Primero, los pasos de agregar barniz, amasar la masa para desplazar el agua, y verter el agua deben usualmente ser repetidos un número de veces para obtener el rendimiento óptimo y un producto con el bajo contenido de agua deseado. Este es un proceso de trabajo intensivo que requiere una verificación cuidadosa. Además, para remover el agua residual, el lote debe ser tratado adicionalmente, tal como, por calentamiento y separación o extracción bajo vacío. Para muchos pigmentos, la historia térmica del procesamiento para remover el agua residual puede dar como resultado una desviación de color. Además, el proceso consume tiempo y es ineficiente. Finalmente, es difícil reducir el contenido de agua por debajo de aproximadamente 3% en peso, aún con la extracción al vacío. En el pasado han sido sugerido procesos de lavado continuo, pero aquellos procesos también han tenido inconvenientes. Higuchi et al., Patente Estadounidense No. 4,474,473, describe un proceso para lavar continuamente la torta prensada de pigmento en equipo que incluye un extrusor de doble tornillo, cogiratorio. El proceso requiere una torta prensada que tenga un contenido de pigmento del 35% en peso o más. La patente ?473 describe que las tortas prensadas que tienen un contenido de pigmento del 15 al 35% en peso no pueden ser utilizadas en el proceso continuo debido a problemas con la obtención de la alimentación de flujo constante. El intervalo del 15 al 35% en peso, sin embargo, es el intervalo de contenido de pigmento que se obtiene típicamente para tortas prensadas. Aunque la dilución de la torta prensada con agua para formar una suspensión líquida de bajo contenido de pigmento fue sugerida anteriormente, la patente '473 toma la dirección opuesta de incrementar el contenido de pigmento al 35% o más para proporcionar una "torta apelmazada" que aparentemente es adecuada para la alimentación a flujo constante como un sólido de flujo libre. El incremento del contenido de pigmento de la torta prensada manufacturada, sin embargo, requiere un proceso que consume tiempo para formar la torta prensada y secar ésta con aire circulante hasta que se obtenga el contenido de agua deseado. Un ejemplo de los métodos de uso de torta prensada diluida es Rouwhorst et al., Patente Estadounidense No. 4,309,223. Esta patente describe un proceso para preparar un lavado de pigmento de una torta prensada utilizando un extrusor de un solo tornillo. El proceso utiliza una suspensión que contiene sólo aproximadamente del 0.5% al 10% de pigmento. Cuando es agregada mucha agua durante el proceso de lavado es difícil obtener un rendimiento o separación limpia entre las fases. Además, se producen más residuos acuosos. Finalmente, con frecuencia se da el caso de que un extrusor de un solo tornillo no proporcione la cantidad suficiente de corte de mezclado para lavar adecuadamente la torta prensada. Anderson et al., Patente Estadounidense No. 5,151,026, describe un aparato extrusor para remover el líquido de una masa acuosa de sólidos triturados tales como caucho en grumos, pulpa de madera y materiales plásticos triturados que son limpiados durante los procesos de reciclaje. El agua es exprimida de la masa acuosa en un punto de presión. La presión del punto de presión resulta de la aplicación de una contrafuerza por medio de una sección roscada inversa del tornillo inmediatamente en el lugar de extracción del líquido. El proceso de Anderson remueve del agua piezas sólidas relativamente grandes que no parecen estar asociadas o aglomeradas. A diferencia del proceso de Anderson, el proceso del lavado del pigmento se relaciona con la transferencia de partículas de pigmento finas de la torta prensada acuosa a una fase orgánica, que usualmente incluye una resina, seguido por la separación de las dos fases líquidas (acuosa y orgánica). Las dos consideraciones clave en el proceso de lavado son la separación limpia de las fases orgánica y acuosa y la buena dispersión de las partículas de pigmento. El método del punto de presión es inadecuado para el proceso de lavado de pigmento de dos fases debido a que la fuerza de presión interferiría con la separación de fases necesaria entre las fases acuosa y orgánica. Las partículas de pigmento también tienen una tendencia a aglomerarse. El punto de presión sería de este modo inadecuado por la razón adicional de que exprimir el pigmento produciría una aglomeración indeseable de las partículas de pigmento, lo cual a su vez empeoraría la dispersión del pigmento.

SUMARIO DE LA INVENCION La invención proporciona un proceso para la producción continua de lavado de pigmento de tortas prensadas convencionales. En un primer paso, al menos una torta prensada de pigmento es homogeneizada hasta una masa fluidizada. En un segundo paso, la torta prensada homogeneizada es alimentada a una velocidad controlada en un extrusor de doble tornillo. El extrusor de doble tornillo puede recibir más de un flujo de torta de prensado fluidizada. Un medio orgánico, el cual puede incluir componentes orgánicos seleccionados de solvente, aceite y/o resina, es también alimentado al extrusor, y la torta prensada y el medio orgánico son mezcladas en una primera zona del extrusor para mojar el pigmento con el medio orgánico, desplazar el agua de la torta prensada y producir un lavado de pigmento crudo. El agua desplazada es removida en una segunda zona del extrusor. La segunda zona del extrusor incluye un orificio para remover el agua desplazada, especialmente drenando el agua, y de manera preferible incluye un dique que retiene el lavado de pigmento en la segunda zona durante un tiempo suficiente para permitir que la mayoría del agua desplazada sea removida de la masa de lavado cruda. El extrusor preferiblemente incluye una tercera zona que tiene uno o más orificios de vacío para extraer el agua residual adherida al lavado de pigmento.

La invención también proporciona un método para la producción continua de una base de tinta o una tinta terminada a partir de una torta prensada de pigmento. El método incluye los pasos ya expuestos para el proceso de la invención para producir un lavado de pigmento y al menos un paso adicional de introducir en el extrusor, en algún punto antes de que sea descargada la dispersión de pigmento, de manera preferible después de la zona de vacío óptima, uno o más componentes de la tinta adicionales, tales como un barniz, colorante pigmentado o composiciones de virado, solvente y/o aditivos, para producir una base de tinta o una composición de tinta terminada. La invención proporciona además un aparato que incluye un sistema de alimentación de torta prensada y un extrusor de doble tornillo. El sistema de alimentación de torta prensada es utilizado para fluidizar la torta prensada y alimentar la torta prensada fluidizada al extrusor. El sistema de alimentación de la torta prensada aplica corte a la torta prensada para convertir el material aglomerante, desmoronable, en una dispersión fluida, uniforme. El sistema de alimentación transfiere entonces la torta prensada fluidizada al extrusor de doble tornillo. El extrusor de doble tornillo del aparato tiene al menos dos zonas. En una primera zona, la torta de prensado fluidizada y un medio orgánico son alimentados en un extrusor y mezclados. La acción de la primera zona transfiere el pigmento al medio orgánico y produce una fase acuosa separada. En una segunda zona del extrusor, la fase acuosa es removida al menos parcialmente. En una tercera zona opcional, la porción residual de agua es removida del lavado de pigmento por vacío. El extrusor puede opcionalmente tener una cuarta zona con al menos un orificio de adición por el cual son agregados ingredientes adicionales y que proporcionan mezclado adicional para preparar una base de tinta o composición de tinta terminada. La invención ofrece una ventaja sobre los procesos anteriores dado que proporciona el procesamiento continuo de tortas prensadas convencionales. Las tortas prensadas son preparadas usualmente con un contenido de pigmento de aproximadamente el 15% hasta aproximadamente el 35%. Debido a que la presente invención puede procesar tortas prensadas como se prepararon, es posible eliminar un paso de evaporación preliminar embarazoso para incrementar el contenido de pigmento de la torta de prensado al punto en el cual la torta prensada puede ser lavada o un paso de dilución en el cual la torta de prensado es reducida a una suspensión con muy bajo contenido de sólidos para el procesamiento utilizando los métodos de la técnica anterior. La invención ofrece la ventaja adicional de proporcionar más control para un proceso de lavado continuo, lo cual da como resultado mayor consistencia del color y otras propiedades de la dispersión de pigmento. La invención ofrece la ventaja adicional de proporcionar un proceso continuo para manufacturar base de tinta o un producto de tinta terminado a partir de una alimentación continua de torta prensada convencional.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama esquemático de una modalidad del sistema de alimentación de torta prensada de la invención. La Figura 2 es un diagrama esquemático de una modalidad alternativa del sistema de alimentación de torta prensada de la invención. La Figura 3 es un diagrama esquemático de una modalidad del extrusor de doble tornillo de la presente invención. La Figura 4 es una vista esquemática parcial de la zona de separación de agua. La Figura 5 es una vista esquemática parcial de una modalidad alternativa del extrusor que muestra la cuarta zona.

DESCRIPCIÓN DETALLADA la invención proporciona un proceso en el cual un pigmento en forma de torta prensada es lavada transfiriendo las partículas de pigmento de la torta prensada acuosa a un medio orgánico, especialmente a una fase oleosa o resinosa. La torta prensada puede ser de la síntesis de cualquiera de un número de pigmentos orgánicos. Los ejemplos de tortas prensadas adecuadas incluye, sin limitación, tortas prensadas de pigmentos amarillos de diariluro (por ejemplo, pigmento amarillo 12), pigmentos de ftalocianina, rojo de litol calcico, azul alcalino, rojo de litol bárico, amarillo de rodamina, azul de rodamina, y así sucesivamente. Las tortas prensadas de pigmentos orgánicos típicamente tiene un contenido de agua en peso de aproximadamente el 12% hasta aproximadamente 30%, aunque tortas prensadas tales como aquéllas de ciertos pigmentos azules pueden tener un contenido de agua tan alto como del 45%. La invención proporciona además un aparato que incluye al menos un sistema de alimentación de torta prensada, una modalidad preferida del cual se muestra en la Figura 1, y un extrusor de doble tomillo, una modalidad preferida del cual se muestra en la Figura 3. El sistema de alimentación de torta prensada fluidiza la torta prensada y alimenta la torta prensada fluidizada al extrusor de doble tornillo. El sistema de alimentación de torta prensada puede incluir los componentes que llevan a acabo esas acciones, un componente fluidizante tal como 1 en la Figura 1 y un componente de alimentación tal como 2 en la Figura 1. Un componente fluidizante aplica corte a la torta prensada para romper el puente entre las partículas individuales que da a la torta prensada su consistencia pastosa o similar al yeso. La cantidad de corte es suficiente para producir una torta prensada fluidizada. La cantidad de corte no deberá ser excesiva, dado que demasiado corte hará que el aire golpee en la torta prensada fluidizada, siendo difícil nuevamente alimentarla al extrusor. Los ejemplos adecuados del componente fluidizante son, sin limitación, un mezclador de listón, un mezclador de paletas, un tornillo de barrena, y un mezclador helicoidal. La Figura 1 muestra como una modalidad preferida del componente fluidizante un mezclador de paletas 3 accionado por el motor 13. El mezclador de paletas 3 muestra diez elementos de mezclado de paletas 4, pero el tamaño del mezclador de paletas y el número de elementos de mezclado puede variar ampliamente para ajustarse a la situación particular, tal como el rendimiento deseado del proceso continuo. Pueden incluirse rapadores 10 para raspar la paredes y mantener la torta prensada dentro del mezclador. Si es necesario el mezclador puede ser enfriado con la ayuda de una camisa de enfriamiento (no mostrada), por enfriamiento por aire, o de otro modo. El componente fluidizante tiene un orificio 5 a través del cual la torta prensada fluidizada sale del componente fluidizante. La torta prensada fluidizada puede ser descargada del componente fluidizante empujando la torta prensada fluidizada a través del orificio con una válvula 6, como se muestra en a Figura 1, para controlar el flujo de la torta prensada fluidizada del componente fluidizante. De manera alternativa, la torta prensada fluidizada puede ser extraída del componente fluidizante con vacío o bombeada desde el componente fluidizante. En una modalidad preferida, la torta prensada fluidizada es alimentada por un tanque de almacenamiento 7 como se muestra en al Figura 1. El tanque de almacenamiento 7 está equipado con un álabe 8 que gira a lo largo del perímetro y sirve para prevenir que se formen nuevamente puentes entre las partículas de pigmento de la torta prensada fluidizada y para ayudar a alimentar la torta prensada a la bomba de alimentación 9. La bomba de alimentación 9 proporciona la torta prensada fluidizada al extrusor. El tanque de almacenamiento 7 permite que la operación de fluidización que toma lugar en el mezclador de paletas 3 sea llevada a cabo en forma de lotes o semilotes, con toda o parte de la torta prensada fluidizada en el mezclador siendo vaciada al tanque de almacenamiento a intervalos. De este modo, la torta prensada puede ser fluidizada en un método de lotes con una porción de la torta prensada siendo introducida al mezclador, mezclada hasta ser fluidizada, a continuación la porción fluidizada se hace pasar al tanque de almacenamiento. El mezclador puede entonces ser cargado con un nuevo lote de torta prensada, la cual es fluidizada. La torta de prensado fluidizada puede ser introducida inmediatamente al tanque de almacenamiento o mantenida en el mezclador durante el tiempo deseado y entonces introducida al tanque de almacenamiento. De manera alternativa, puede ser empleado un proceso de semilotes en el cual a ciertos intervalos una parte de la torta prensada fluidizada se hace pasar del mezclador al tanque de almacenamiento, después de lo cual se agrega torta prensada adicional al material que permanece en el mezclador. También es posible renunciar al tanque de almacenamiento en el componente fluidizante de la torta prensada. En esta modalidad (no mostrada), la torta prensada fluidizada se hace pasar a una velocidad continua del mezclador a través de la bomba hasta el extrusor. En esta modalidad de la invención, es alimentada torta prensada nueva al mezclador a una velocidad suficiente para asegurar que el mezclador no se vacíe y que el tiempo de retención promedio de la torta prensada en el mezclador sea adecuado para fluidizar la torta prensada. El componente de alimentación del sistema de alimentación de torta prensada alimenta la torta prensada fluidizada al extrusor. De manera preferible, el componente de alimentación incluye una bomba. La bomba puede ser de cualquier tipo adecuado para la viscosidad de la torta prensada fluidizada. Los ejemplos de bombas adecuadas incluyen, sin limitación, bombas de lóbulos, bombas de engranes, u otras bombas de desplazamiento positivo. En la modalidad preferida alternativa mostrada en la Figura 2, el sistema de alimentación de torta de prensado tiene un componente fluidizante que incluye un recipiente cónico 101 que preferiblemente gira por medio del engrane 102 accionado por el motor 111 y una barrena de doble tornillo estacionario 103 (se muestra el tornillo frontal) con el motor 113 que aplica corte a la torta prensada. La torta prensada es fluidizada por la acción de la barrena de doble tornillo. La barrena también sirve para transportar la torta prensada fluidizada a un orificio 105 en el fondo del recipiente cónico. La torta prensada fluidizada expulsada del orificio es alimentada al extrusor, nuevamente por ejemplo por la bomba 109, con o sin un tanque de almacenamiento para el material fluidizado, como en la primera modalidad. El componente de alimentación introduce la torta prensada fluidizada al orificio 19 al inicio de un extrusor mostrado en el ejemplo preferido de la Figura 3. El extrusor tiene al menos dos zonas, y opcionalmente tiene una tercera y/o cuarta zona. En una primera zona, representada en la Figura por las secciones 1 hasta 5, la torta prensada fluidizada y el medio orgánico son alimentados al extrusor y a continuación mezclados para lavar el pigmento de la fase acuosa hacia la fase orgánica. En una segunda zona, representada por las secciones 6 hasta 8, al menos una porción del agua desplazada durante al operación de lavado es removida drenando o extrayendo el líquido del extrusor. En una tercera zona, la cual es opcional pero preferida, representada por las secciones 9 hasta 11, el agua residual es removida (como vapor de agua) por deshidratación al vacío del lavado de pigmento a través de uno o más orificios de vacío. En la cuarta zona, también opcional, representada por las secciones 12 hasta 14, el lavado es mezclado adicionalmente y uno o más componentes de la tinta pueden ser agregados y mezclados con el lavado de pigmento. La cuarta zona opcional puede ser utilizada para producir una base de tinta o producto de composición de tinta terminada. El extrusor es un extrusor de doble tornillo, con los tornillos siendo activados por el motor 18. Los tornillos son preferiblemente cogiratorios. Al menos una torta prensada fluidizada es alimentada al extrusor a través del orificio 19. En una modalidad preferida, es alimentada una segunda torta prensada fluidizada el extrusor a través de un orificio 19 o a través de un segundo orificio 119. Un medio orgánico liquido, que de manera preferible incluye al menos un aceite, una resina o una solución de resina, también es alimentado al extrusor, lo cual puede ser a través del orificio 19 o a través de un segundo orificio 119. El medio orgánico líquido es suficientemente hidrofóbico para permitir que se forme una fase no acuosa en el proceso. Los tipos de materiales orgánicos que son adecuados para preparar pigmento son bien conocidos en la técnica. Si el extrusor tiene dos alimentaciones de torta prensada fluidizada diferente por los orificios 19 y 119, el medio orgánico puede ser alimentado a su través o a través de otro orificio separado. Los tipos típicos de resinas y aceites que pueden ser utilizados para barnices de lavado incluye, sin limitación, resinas alquídicas, resinas fenólicas, poliésteres, resinas hidrocarbúricas, resinas maleicas, barnices modificados con resinas de colofonia de cualquiera de éstas, resinas de poliamida, resinas de cloruro de polivinilo, resinas de acetato de vinilo, resinas de copolímero de cloruro de vinilo/acetato de vinilo, poliolefinas cloradas, resinas de poliestireno, resinas acrílicas, resinas de poliuretano, resinas de cetona, aceites vegetales incluyendo el aceite de semilla de linaza, aceite de soya, aceite de patas de buey, aceite de coco, aceite de tung, aceites minerales y así sucesivamente. También pueden ser empleadas combinaciones de tales resinas y aceites. La resina, el aceite, o combinación de las mismas puede ser combinada con un solvente o líquido orgánico hidrofobia), incluyendo destilados de petróleo de alto punto de ebullición. Como se mencionó, el medio orgánico puede ser introducido en el mismo barril, o sección, del extrusor que la torta prensada fluidizada, ya sea en el mismo orificio o en un orificio diferente. De manera alternativa, el medio orgánico puede ser introducido en otra sección cerca de la parte frontal de extrusor en la primera zona, como se muestra en la Figura 3 por el orificio 119. El medio orgánico puede ser alimentado desde una línea tanque, que puede tener un agitador, y puede ser medido o dosificado con, por ejemplo una bomba. De manera preferible, el medio orgánico y la torta prensada fluidizada son introducidos cada uno a velocidades casi constantes. Las cantidades relativas de medio orgánico y torta prensada fluidizada para el procesamiento óptimo pueden ser determinadas sobre la base de los materiales particulares elegidos, pero en general las cantidades siguen siendo las mismas que aquéllas esperadas para el procesamiento por lotes convencional. Por ejemplo, la cantidad de medio orgánico introducida por unidad de tiempo puede ser de aproximadamente 0.6 hasta aproximadamente 2 veces la cantidad de pigmento sólido introducido en la misma unidad de tiempo. La relación de medio orgánico a pigmento sólido puede ser ajustada de acuerdo a factores conocidas en la técnica, tales como el tipo de pigmento y el tipo de medio orgánico. La torta prensada fluidizada y el medio orgánico son mezclados en una o más secciones de la primera zona del extrusor para mojar el pigmento con el medio orgánico, desplazar el agua de la torta prensada y producir un lavado de pigmento crudo. Una sección de tornillo especial con una pluralidad de discos amasadores puede ser utilizada en la primera zona donde toma lugar el lavado. En una modalidad preferida de la invención, el perfil del tornillo en la primera zona se usa desde un canal profundo utilizado en las secciones que tiene un orificio de alimentación gradualmente hasta un canal poco profundo en una sección posterior (corriente abajo) o sección de la primera zona. La longitud de la primera zona del extrusor en la cual la torta prensada fluidizada y el medio orgánico son mezclados es suficientemente larga, de modo que el pigmento es lavado completamente. La velocidad rotacional del tornillo también es un factor para el lavado eficiente. Un intervalo preferido de velocidad rotacional del tomillo es de aproximadamente 150 hasta aproximadamente 550 rpm, y un intervalo más preferido para la velocidad rotacional es de aproximadamente 450 hasta aproximadamente 550 rpm. El agua desplazada y el lavado de pigmento crudo continúan en el extrusor hacia la segunda zona del extrusor donde al menos una porción del agua desplazada es removida. En la segunda zona, preferiblemente una porción mayor del agua desplazada es removida, de manera preferible al menos aproximadamente 80%, de manera aún más preferible aproximadamente el 90%, y de manera aún más preferible toda, si no es que una cantidad de agua residual que se adhiere al lavado de pigmento es removida. Refiriéndose a la Figura 3, la segunda zona del extrusor incluye las secciones 6-8. La segunda zona del extrusor incluye un orifico o ventana 20 para remover, de manera preferible por drenado, el agua desplazada. Aunque el agua puede ser extraída por otros medios, el drenaje por gravedad es el más simple y por lo tanto en preferido. El orificio 20 mostrado en la Figura está conectado sobre el otro lado en una sección 21 que tiene en ella un tornillo girado por el motor 22 que acciona el lavado que contiene pigmento relativamente viscoso nuevamente hacia la sección 6 mientras que deja que el agua drene fuera de la sección 6. El agua recolectada es drenada vía la válvula 23. Una característica importante de la segunda zona es un dique que retiene el lavado de pigmento durante un tiempo suficiente para permitir que la mayoría del agua desplazada drene de la masa de lavado cruda. El dique hace que la torta prensada/medio orgánico amasados reposen sobre el orificio lo suficiente para permitir que la mayoría del agua desplazada drene del pigmento amasado. Una porción de la mezcla de torta prensada y medio orgánico es transportada hacia la sección de estancamiento del extrusor y permanece en esa sección hasta que la porción trabaja alejándose de la cavidad de material retenido y es transportada hacia la siguiente sección por la acción de arrastre del tornillo. El dique se muestra con mayor detalle en la Figura 4. La Figura 4 muestra las secciones de tornillo en las secciones 6 a 8 de la segunda zona. Las características de la sección 6 son el orificio 20, la sección lateral 21 (mostrada en parte) que contiene el tornillo 121, y la sección del tornillo 130. La sección del tornillo 130 tiene roscas relativamente cerradas para remover el material de la zona de mezclado. Las secciones de tornillos 131 y 132 en los barriles marcados 6 y 7a tiene roscas que están ligeramente apretadas para incrementar el tiempo de residencia y permitir abrir la cámara para que el agua drene. Las secciones de tornillo designadas por 133 están roscadas inversas en una rosca apretada para proporcionar suficiente flujo inverso para hacer que el material llene una sección de 7a (por ejemplo, de aproximadamente 30 mm).

La fuerza de flujo inverso que hace que el estancamiento sea limitado, de modo que no exista compresión, puesto que la compresión tendería o producir una emulsión, de las fases acuosa y orgánica, dañando la separación deseada del agua de la fase orgánica. Debido a que el orificio de drenado 20 está relativamente lejos corriente arriba de los tornillos inversos, el efecto del flujo inverso es hacer que el material se acumule antes de fluir eventualmente sobre el dique creado y/o ser jalado por los tornillos que giran hacia adelante localizados más corriente abajo. El agua es acoplada por los tornillos de avance hacia adelante y no fluye sobre el material acumulado. En su lugar, el agua es mantenida en al segunda zona para drenar. Debido a que la mayoría del agua es drenada del lavado en una fase líquida en lugar de ser evaporada, en comparación con otros métodos anteriores, el producto final contiene una menor concentración de sales. El dique de este modo mejora la pureza del producto. La tercera zona del extrusor, la cual es opcional pero preferida, incluye uno o más orificios de vacío 24 conectados a vacío en válvulas 25 para extraer el agua residual adherida al lavado de pigmento. El agua es extraída como vapor de agua. Los orificios de vacío adecuados son conocidos para ser utilizados con extrusores y típicamente pueden incluir una sección 26 que contiene un tornillo girado por un motor 27 en el orificio de vacío para ayudar a retener el lavado en el extrusor. Una bomba de vacío está típicamente conectada al orificio de vacío para proporcionar la presión reducida. El perfil del tornillo utilizado para la sección de vacío preferiblemente tiene un canal poco profundo, el cual tiende a incrementar la eficiencia de la deshidratación por vacío formando el material en forma de una capa delgada. La Figura 3 muestra orificios de vacío idénticos sobre secciones consecutivas del extrusor. El proceso de la presente es particularmente ventajoso para preparar lavados de pigmentos que son sensibles al calor, incluyendo, sin limitación, pigmentos de diariluro y rodamina tales como el amarillo de diariluro, amarillo de rodamina y azul de rodamina. Debido a que el tiempo durante el cual el pigmento es expuesto a temperaturas más altas es minimizado por el proceso de la invención, los pigmentos que pueden decolorarse cuando son expuestos al calor pueden ser producidos de manera más reproducible y sin una degradación de color significativa. El lavado de pigmento producido por el proceso de la invención puede ser utilizado para preparar una composición de tinta de acuerdo a métodos usuales. Las resinas, aceites, solventes u otros componentes adicionales del medio orgánico, pueden ser agregados después del orificio de vacío para ajustar la composición de lavado de pigmento. La Figura 5 muestra una cuarta zona alternativa que tiene los orificios 130 y 131 para la adición de uno o más materiales adicionales. De manera alternativa, el lavado de pigmento puede ser producido en una base de tinta o una composición de tinta terminada como un paso adicional de proceso continuo de la invención, introduciendo materiales adicionales, tales como barnices, otras resinas, solvente orgánico y/o aditivos en el extrusor en algún punto antes de que el lavado de pigmento sea descargado, de manera preferible después de la zona de vacío, tal como en el orificio 130 o el orificio 131. La dispersión de pigmento lavado y otros componentes de la tinta son combinados en el extrusor, de modo que lo que sale del extrusor sea una base de tinta o composición de tinta. Las resinas típicas utilizadas como barnices de tinta que pueden ser agregadas incluyen, sin limitación, resinas alquídicas, poliésteres, resinas fenólicas, resinas de colofonia, celulósicas y derivados de esas, tales como fenólicas modificadas con resina de colofonia, resinas de colofonia modificadas con compuestos fenólicos, resinas de colofonia modificadas con hidrocarburo, resina de colofonia modificada con compuestos maleicos, resinas de colofonia modificadas con compuestos fumáricos, resinas hidrocarbúricas, resinas de vinilo, incluyendo resinas acrílicas, resinas de cloruro de polivinilo, resinas de acetato de vinilo, poliestireno y copolímeros de las mismas; poliuretanos, resinas de poliamida, y así sucesivamente. También pueden ser empleadas combinaciones de tales resinas. Los ejemplos adecuados de solventes orgánicos que pueden ser agregados incluyen, sin limitación hidrocarburos alifáticos tales como fracciones destiladas de petróleo y solventes normales e isoparafínicos con carácter aromático limitado. Cualquiera de los muchos aditivos conocidos en la técnica pueden ser incluidos en la composición de tinta de la invención, en tanto tales aditivos no se retracten significativamente de los beneficios de la presente invención. Los ejemplos ilustrativos de éstos, incluyen, sin limitación depresores de la temperatura de fusión, tensoactivos, agentes humectantes, ceras, agentes emulsifícantes y agentes dispersantes, desespumantes, antioxidantes, absorbentes de UV, secadores (por ejemplo, para formulaciones que contiene agentes vegetales), agentes de flujo y otros modificadores de la reología, aumentadores del brillo, y agentes antisedimentantes. Cuando se incluyen, los aditivos son incluidos típicamente en cantidades de al menos aproximadamente 0.001% de la composición de tinta, y los aditivos pueden ser incluidos en cantidades de hasta aproximadamente 7% en peso o más de la composición de tinta. La invención es ilustrada por el siguiente ejemplo. El ejemplo es únicamente ilustrativo y de ninguna manera limita el alcance de la invención descrita y reclamada. Todas las partes son partes en peso, a menos que se indique otra cosa.

Ejemplo de la invención Se utilizó un extrusor cogiratorio de tornillo con un diámetro de tornillo de 44 mm, L/D de 56, y una velocidad de 450 rpm para producir el lavado de pigmento. La siguiente tabla resume los puntos de adición, velocidades y temperaturas del extrusor descrito en la Figura 3.

Barriles 1 2 3-5 6-8 7b-ll 12 13 14 Función agregar agregar Mezclado salida deshidratación mezclado Dejar Mezclar de agua al vacío Alimentación torta Barniz Barniz húmeda, y alquídica aceite Camisa Ninguna Calentar Calentar Calentar Calentar Calentar Enfriar Enfriar Temperatura 98.88°C 101.66°C 126.66°C 60°C (210 F) (215 F) (260 F) (140 F) Primero, fue fluidizada una torta prensada de litol rubina al 22% a una mezcla homogénea en un mezclador de listón de 5 hp. Después de mezclar, la torta prensada fluidizada fue colocada en un alimentador (un mezclador helicoidal de 25 hp). La torta prensada fluidizada fue alimentada a 56.24 kilogramos/hora (124 libras/hora) utilizando una bomba de engranes a través de un medidor de flujo másico y al barril 1. El barniz alquídico fue alimentado a 3.17 kilogramos/hora (7 libras/hora) en el barril 1 utilizando una bomba de engranes. Fue cargado un primer barniz hidrocarbúrico en el barril 2 a 13.15 kilogramos/hora (29 libras/hora). Esta masa fue entonces mezclada a través del extremo del barril 5. El agua fue drenada de la masa de pigmento/barniz en los barriles 6-8. El agua fue casi clara y salió a 98.88°C (210°F). Los barriles 7b-ll fueron la zona de deshidratación al vacío. Los orificios de vacío fueron instalados en los barriles 9 y 11. El lavado fue mezclado adicionalmente en la Sección 12. En la Sección 13, el lavado de pigmento fue reducido mediante la adición de 4.98 kilogramos/hora (11 libras/hora) de un barniz hidrocarbúrico y 1.49 kilogramos/hora (3.3 libras/hora de un aceite hidrocarbúrico y se dejo enfriar. El lavado de pigmento, barniz hidrocarbúrico y aceite hidrocarbúrico fueron mezclados adicionalmente, y enfriados en la Sección 14. El producto resultante fue un flujo de tono convertido con un contenido de agua de menos del 2%.

La invención ha sido descrita con detalle con referencia a las modalidades preferidas de la misma. Deberá comprenderse, sin embargo, que pueden hacerse variaciones y modificaciones dentro del espíritu y alcance de la invención y las siguientes reivindicaciones. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (23)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones.

1. Un aparato, caracterizado porque comprende un sistema de alimentación de torta prensada, donde el sistema de alimentación de torta prensada incluye un componente cortante para fluidizar una torta prensada y un componente de alimentación para alimentar la torta prensada fluidizada; un extrusor de doble tornillo conectado al componente de alimentación, donde el extrusor de doble tornillo incluye una primera zona con un orificio que recibe la torta prensada fluidizada del componente de alimentación y mezcla la torta prensada fluidizada con un medio orgánico; y una segunda zona corriente debajo de la primera zona que comprende una salida para remover al menos parcialmente la fase acuosa.

2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el extrusor incluye además una tercera zona corriente debajo de la segunda zona que comprende al menos un orificio de vacío.

3. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda zona comprende un dique parcial que impide el progreso del lavado de pigmento hacia fuera de la segunda zona durante un tiempo deseado.

4. El aparato de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el dique parcial comprende una sección de tornillo roscado inverso.

5. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la primera zona incluye una pluralidad de discos amasadores.

6. El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el extrusor de doble tornillo comprende además una cuarta zona corriente debajo de la tercera zona que incluye al menos un orificio de adición.

7. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el aparato incluye más de un sistema de alimentación de torta prensada, cada uno conectado a un orificio en la primera zona.

8. El aparato de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque cada sistema de alimentación de torta prensada se conecta al mismo orificio en la primera zona.

9. El aparato de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque cada sistema de alimentación de torta prensada se conecta a un orificio diferente en la primera zona.

10. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de alimentación de torta prensada comprende además un reservorio para mantener la torta prensada fluidizada corriente arriba del componente de alimentación.

11. Un proceso para el lavado continuo de una torta prensada de pigmento, caracterizado porque comprende los pasos de: (a) aplicar corte a la torta prensada para producir una torta prensada fluidizada; (b) alimentar continuamente la torta prensada fluidizada en un extrusor de doble tornillo; (c) mezclar la torta prensada fluidizada con un medio orgánico líquido en el extrusor para producir una fase de lavado orgánica y una fase acuosa; y (d) remover al menos una parte de la fase acuosa del extrusor a través de uno o más orificios del extrusor.

12. El proceso de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la torta prensada tiene de aproximadamente 15 hasta aproximadamente 35 por ciento en peso de pigmento.

13. El proceso de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la torta prensada tiene hasta aproximadamente 45% en peso de pigmento.

14. El proceso de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la alimentación del paso (a) se lleva a cabo a una velocidad sustancialmente constante.

15. El proceso de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la torta prensada fluidizada de! paso (a) es transportada a un reservorio y la torta prensada fluidizada es alimentada continuamente en el paso (c) desde el reservorio.

16. Un proceso para el lavado continuo de una torta prensada de pigmento, caracterizado porque comprende los pasos de: (a) fluidizar una torta prensada de pigmento acuoso para producir una torta prensada de pigmento fluidizada; (b) alimentar la torta prensada de pigmento fluidizada y un medio orgánico hidrofóbico en una primera zona de un extrusor de doble tornillo que tiene tornillos paralelos adyacentes giratorios para mover el contenido corriente abajo; (c) amasar la torta prensada de pigmento fluidizada y el medio orgánico entre el par de tornillos para lavar el pigmento de la fase acuosa hacia el medio orgánico; (c) remover la fase acuosa y el lavado de pigmento del pigmento en el medio orgánico corriente abajo a una segunda zona en la cual la mayoría de la fase acuosa es removida a través de al menos una ventana, la segunda zona incluye un impedimento para el movimiento corriente abajo que hace que el contenido del extrusor repose en la sección de separación durante un periodo de tiempo deseado.

17. El proceso de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque comprende además un paso de: (d) aplicar vacío corriente abajo de la segunda zona para remover una porción residual de agua del lavado de pigmento.

18. El proceso de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el paso de vacío (d) es aplicado a través de uno o más orificios de extrusión.

19. El proceso de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque los tornillos se hacen girar de aproximadamente 150 hasta aproximadamente 550 rpm.

20. Un proceso para preparar un producto de tinta, caracterizado porque comprende los pasos de: (a) aplicar corte a una torta prensada de pigmento para producir una torta prensada fluidizada; (b) alimentar continuamente la torta prensada fluidizada en un extrusor de doble tornillo; (c) mezclar la torta prensada fluidizada con un medio orgánico líquido en el extrusor para producir una fase de lavado orgánica y una fase acuosa; (d) remover la fase acuosa del extrusor a través de uno o más orificios del extrusor para producir un lavado de pigmento; y (e) mezclar el lavado de pigmento con al menos un material adicional para producir un producto de tinta.

21. El proceso de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el mezclado del paso (e) se lleva a cabo en el extrusor.

22. El proceso de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque al menos un material mezclado con el lavado de pigmento en el paso (c) es seleccionado del grupo que consiste de barnices de tinta, solventes orgánicos, aditivos de tinta y combinaciones de los mismos.

23. El proceso de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque son alimentadas dos tortas prensadas fluidizadas diferentes al extrusor en el paso (b).