DE2803290A1 - Verfahren zum dispergieren und feinmahlen von pigment in bindemittel - Google Patents

Description

• "Verfahren zum Dispergieren und Feinmahlen von Pigment
• in Bindemittel11 (Zusatz zu P 24 32 860.7) (Zusatz zu P 24 32 86o.7) Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Dispergieren und Feinmahlen von Pigment in Bindemittel in einer Rührwerksmühle, deren teilweise mit Mahlhilfskörpern gefülltem Mahlraum eine Mischschnecke vorgeschaltet ist, wobei das Pigment und das Bindemittel einzeln dosiert und der Mischschnecke jeweils gesondert aufgegeben werden, insbesondere nach P 24 32 860.7.
• Das Mischen von Pigment und Lösungsmitteln, die für das Lösen von Feststoff-Bindemitteln notwendig sind, ist in der Regel leicht durchführbar, da das Pigment durch Lösungsmittel gut benetzt wird. Eine Dispergierung des Pigments im Lösungsmittel ist daher verhältnismäßig einfach durchführbar. Probleme tauchen stets dann auf, wenn einer solchen Pigment-Lösungsmittel-Dispersion, in der also bereits ein Teil des für das Lösen des Bindemittels notwendigen Lösungsmittels enthalten ist, eine Bindemittel-Lösung in notwendiger-weise stark konzentrierter Form als Dispersionsmittel zugesetzt wird In diesem Fall werden nämlich die kolloidal fein in dem Lösungsmittel dispergierten Pigmentpartikelchen plötzlich in einen grob-dispersen Zustand überführt. Dieser Vorgang, bei dem sich feinst verteilte Partikel mitunter schlagartig zusammenlagern, wird als Koagulation oder Ausflockung bezeichnet. Man spricht in diesem Zusammenhang vom "Bindemittelschock".
• Zum Vermeiden dieser Probleme wurde und wird ein Vormischen bzw. Vordispergieren von feinpulverigem Pigment und flüssigem Bindemittel in großvolumigen Mischmaschinen, sogenannten Dissolvern, durchgeführt. Abgesehen von dem enormen apparativen Aufwand, den solche Vormischmaschinen erfordern, ist die Qualität der Vormischung nicht so gut, als daß nicht noch erfahrungsgemäß eine erhebliche Zahl von festen Pigment-Agglomeraten erheblicher Größe vorhanden wäre, da bei solchen Vormischmaschinen die Mischgutkomponenten nur mit einer statistischen Wahrscheinlichkeit erfaßt werden. Im Anschluß an diesen Vormischprozeß wird das Pigment-Bindemittel-Gemisch einer Rührwerksmühle zugeführt. Derartige Rührwerksmühlen bestehen im allgemeinen aus einem aufrechtstehenden oder liegenden Mahlbehälter mit einem darin hochtourig umlaufenden Rührwerk, das meist aus auf einer Welle angeordneten Scheiben besteht. Als Mahlhilfskörper dienen eine Füllung von Sand, Stahl- oder Glasperlen od.
• dgl. Das aus einem Pigment-Bindemittel-Vorgemisch bestehende Mahlgut wird dem Mahlbehälter der Rührwerksmühle an einem Ende zugepumpt, um ihn am anderen Ende, nachdem es von den Mahlhilfskörpern getrennt wurde, wieder zu verlassen.
• Die vorstehend geschilderten Probleme wurden bei einer Rührwerksmühle gemäß der Hauptanmeidung dadurch gelöst, daß pulverförmiges Pigment und Bindemittel-Lösung aner der Rührwerksmühle vorgeschalteten Mischschnecke einzeln dosiert und gesondert aufgegeben werden. Hierdurch wird erreicht, daß in der Mischschnecke eine weitgehend agglomeratfreie kontinuierliche Vormischung von Pigment und flüssigem Bindemittel erfolgt, d. h. es wird verhindert, daß die in Pulverform, also in Form einzelner feiner Partikel eingegebenen Pigmente sich überhaupt zu Agglomeraten zusammenlagern.
• Aus der DE-AS 12 51 138 ist es bekannt, zur Vermeidung der gleichen Probleme die pulverigen Feststoffe, beispielsweise pulveriges Pigment, mittels einer Förderschnecke direkt in den Mahlraum der Rührwerksmühle zu drücken und das flüssige Dispersionsmittel, beispielsweise also eine Bindemittel-Lösung, getrennt hiervon mittels einer Pumpe ebenfalls direkt in den Mahlraum der Rührwerksmühle zu drücken, so daß der Misch- und Dispergiervorgang insgesamt in der Rührwerksmühle erfolgt.
• Um einen staubfreien Transport von Pigment zu ermöglichen, hat man versuchsweise das feinpulverige Pigment mittels etwas Flüssigkeit oder auch trocken zu granulatartigen Körpern zusammengepreßt, die, ohne eine nennenswerte Bruchfestigkeit aufzuweisen, so abriebfest sind, daß sie staubfrei transportiert, geschüttet u. dgl. werden können.
• Das zentrale Problem bestand nun darin, dieses in Granulatform, also gleichsam bereits in Form von Groß-Agglomeraten, vorliegende Pigment in Bindemittel zu dispergieren.
• Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mittels dessen in Granulatform vorliegendes Pigment in flüssigem Bindemittel dispergiert werden kann.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß das Pigment der Mischschnecke in Granulatform aufgegeben wird, wobei die Größe des Granulats erheblich über der der Mahlhilfskörper liegt. Überraschenderweise hat sich gezeigt,daß trotz der Tatsache, daß das Pigment ja bereits in Form von Groß-Agglomeraten mit dem Bindemittel in Berührung kommt, eine ausgezeichnete Dispergierung und Feinmahlung des Pigments im Bindemittel erfolgt. Nach dem bisherigen Erkenntnisstand war zu erwarten gewesen, daß die Pigment-Granulate lediglich vom Bindemittel umhüllt würden, so daß jeder weitere Dispergiervorgang weitgehend unterbunden wäre.
• Weiterhin hat es sich als außerordentlich überraschend herausgestellt, daß eine ausgezeichnete Feindispergierung des Pigments im Bindemittel erfolgt, obwohl die der Rührwerksmühle aufgegebenen granulatförmigen Pigmentkörper erheblich größer als die in der Rührwerksmühle eingesetzten Mahlhilfskörper sind. Bisher galt es als feststehender Erfahrungssatz des Fachmannes, daß eine Feindispergierung und Feinmahlung von Feststoffen in Flüssigkeiten nur erreicht werden kann, wenn die Feststoff-Partikel bereits bei der Eingabe in die Rührwerksmühle um Größenordnungen kleiner sind als die eingesetzten Plahlhilfskörper, da sonst die kinetische Energie der Mahlhilfskörper zu klein ist, um Feststoff-Partikel zu zerschlagen. Andererseits ist es so; daß die Feinheit der Dispersion davon abhängt, daß die Mahlhilfskörper eine bestimmte Größe nicht überschreiten. Aus diesem Grunde werden insbesondere bei der Dispergierung von Pigmenten in Bindemitteln Mahlhilfskörper eingesetzt, die nicht größer als 3 mm in ihrem Durchmesser sind. Ausgehend von dieser Prämisse war nicht zu erwarten, daß Pigmente in Granulatform, mit einer die Mahlhilfskörper erheblich überschreitenden Größe überhaupt zerkleinert und feindispergiert würden.
• Es hat sich herausgestellt, daß bei Einsatz von Mahlhilfskörpern mit einem Durchmesser bis zu 3 mm und zwar vorteilhafterweise mit einem Durchmesser bis zu 2 mm und zwar insbesondere mit einem Durchmesser von etwa 2 mm eine Feindispergierung von Pigment in Bindemittel erreicht werden kann, wenn die Granulatgröße des Pigments 5 mm und sogar 7 mm übersteigt.
• Üblicherweise ist das eigentliche Bindemittel ein Feststoff, so daß für das Bindemittel selber wiederum noch ein Lösungsmittel erforderlich ist, um es in eine flüssige Form zu überführen. Hierfür hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Bindemittel in rieselfähiger Form und ein Lösungsmittel für das Bindemittel der Mischschnecke jeweils gesondert aufgegeben werden. In diesem Fall wird also auch das Harz in einer Teilchengröße bis zu lo mm und sogar bis zu 20 mm Durchmesser der Mischschnecke auf gegeben. Obwohl das Dispergieren einerseits und das Lösen des Bindemittels im Lösungsmittel andererseits gleichzeitig erfolgen, tritt überraschenderweise kein Bindemittelschock ein, sondern es erfolgt ein einwandfreies Benetzen des Pigment-Granulats.
• Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auf der in der Hauptanmeldung P 24 32 860.7 ausführlich beschriebenen Rührwerksmühle ausführen, so daß insoweit auf deren Offenbarung verwiesen werden darf.
• Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren noch an einem Beispiel erläutert.
• Herzustellen war eine rote Bogen-Offset-Farbe. Eingesetzt wurde eine Rührwerksmühle: Mahlbehältervolumen 25 1 Drehzahl n 520 UpM Mahlhilfskörper Ilo kg Stahlkugeln von 2 mm Durchmesser Die Rührwerksmühle war versehen mit einer Zuführschnecke Durchmesser 150 mm Gangtiefe 35 mm Drehzahl n 400 UpM Eingesetzt wurde flüssiges Bogen-Offset-Bindemittel mit einer Viskosität von ca. 400 poise Es wurde eingesetzt ein Pigment-Granulat rubinrot Durchmesser ca. 8 bis 10 mm Die Dosierung des Bindemittels erfolgte mittels einer Zahnradpumpe in einer Menge von 160 kg/h Die Dosierung des Pigment-Granulats erfolgte mittels einer Dosierschnecke in einer Menge von 40 kg/h Die Gesamtfarbmenge betrug also 200 kg/h Die erforderliche Antriebsleistung betrug für die Rührwerksmühle 28 kW Zuführschnecke 3,5 kW Die Endfeinheit der fertigen Druckfarbe betrug 3 bis 5 ,um.
• Erwähnt sei hier noch, daß das erfindungsgemäße Verfahren einstufig abläuft.

Claims (6)

1. Ansprüche 1. Verfahren zum Dispergieren und Feinmahlen von Pigment in Bindemittel in einer Rührwerksmühle, deren teilweise mit Mahlhilfskörpern gefülltem Mahlraum eine Mischschnecke vorgeschaltet ist, wobei das Pigment und das Bindemittel einzeln dosiert und der Mischschnecke jeweils gesondert aufgegeben werden, insbesondere nach P 24 32 860.7, dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment der Mischschnecke in Granulatform aufgegeben wird, wobei die Größe des Granulats erheblich über der der Mahlhilfskörper liegt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mahlhilfskörper mit einem Durchmesser bis zu 3 mm eingesetzt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß MahlhiEskörper mit einem Durchmesser bis zu 2 mm eingesetzt werden.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Pigment mit einer Granulatgröße über 5 mm eingesetzt wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Pigment mit einer Granulatgröße über 7 mm eingesetzt wird.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel in rieselfähiger Form und ein Lösungsmittel für das Bindemittel der Mischschnecke jeweils gesondert aufgegeben werden.