Brevet FR2056905A1 — publié le 19710507

_ t - 2056905 La présente invention concerne un procédé pour la fabrication de concentrés de pigments, de haute plasticités complètement dispersés. On sait quep lors du traitement pour 5 des couleurs d11 impressions, Mais un grave inconvénient de ces modes opératoires réside en ce que la dispersion, selon le degré 15 d'efficacité du dispersant et les propriétés de mouillage du liant, ou la susceptibilité de dispersion du pigment, peut durer au moins quelques heures, et même, avec des broyeurs à boulets, jusqu'à plusieurs jours» Cela signifie une dépense de temps et de coût considérable pour l'exploitation du traitement des 20 pigments. Par contre, l'emploi des produits dits préparations de pigments apporte des avantages importants. Les préparations de pigments sont des préparations complètement dispersées qui contiennent le pigment et le liant appropriés 25 à la poursuite ultérieure du traitement, totalement ou partiellement, en diverses proportions quantitatives. Ces préparations de pigments 'doivent être conditionnées de telle sorte qu'elles puissent être finement réparties., sans dépense de dispersant supplémentaire^ dans un liant et/ou un solvant pour former une 30 composition appropriée à un traitement ultérieur en peintures laquées ou en couleurs d'impression. On peut effectuer cette répartition déjà au moyen d'un simple dispositif d'agitation. Selon un procédé connu pour la fabrication de préparations de pigments, on disperse un pigment sec 35 et un liant sec, au plus jusqu'à être visqueux, sur le laminoir ou dans un malaxeur intensif, en utilisant des forces de cisaillement élevées et en exploitant la plasticité'du produit provoquée par la chaleur du frottement. On lamine ensuite la matière dispersée en pelures. Celles-ci durcissent au froid et 40 sont alors broyées ou moulues. copy 70 27303 2056905 Les préparations obtenues suivant ce procédé sont cependant très volumineuses, et leur maniement est rendu difficile par un fort développement de poussière» Mais un inconvénient plus important réside aussi en ce que le procédé 5 en cause exige toujours un matériau de pigment initial qui a déjà derrière lui toute une série de stades de pré-traitement compliqués et qui prennent du temps » Cela comprend, par exemple pour les pigments au ferrocyanure bleu, plusieurs lavages du pigment en phase aqueuse pour séparer les sels nuisibles, puis un assè-10 Chement et, éventuellement, un nouveau lavage en filtre-presse, un séchage du gâteau du filtre et un broyage en pigment pulvérisé finement divisé» ~ Pour ces stades de pré-traitement, une série de dispositions et d'appareillages d'exploitation 15 onéreux est nécessaire» Pour les concentrés de pigment sous forme de pâte, les inconvénients de volumes élevés et de fort empoussiérage n'existent pas» Une méthode connue pour la fabrication 20 d'une composition de pigment pâteuse susceptible de couler en dispersion dans un milieu organique, est le procédé dit de fluage» Ici l'on part, par exemple, de pigments pulvérulents mis en pâte avec de l'eau, et l'on effectue, par une addition d'un liant contenant d'ordinaire un solvant, et d'un produit dit 25 adjuvant de fluage (par exemple des aminés), une inversion de phase qui intervient lors du départ de l'eau» Comme liant, on peut utiliser, par exemple, des résines naturelles ou artificielles appropriées» Certes, les pâtes de préparation de 30 pigments susceptibles de couler, obtenues par le procédé de fluage, présentent de bonnes qualités de répartition dans les liants, les solvants et leurs mélanges» Elles comportent cependant ce grave défaut que leur manipulation est extrêmement pénible en raison de leur consistance visqueuse et molle» Ainsi, 35 par exemple, l'enlèvement des préparations finies hors du malaxeur utilisé dans l'opération de fluage prend beaucoup de temps et est désagréable, parce qu'on ne peut enlever du malaxeur les préparations adhérentes aux bras et aux parois internes de celui-ci qu'avec des spatules, à la main, en quelque sorte quan-40 titativement» Il faut ensuite toujours laver le malaxeur avec 70 27303 3 2056905 le solvant- D'autres inconvénients consistent en la limitation, conditionnée par la consistance, des possibilités d'empaquetage et en une difficulté de dosage» lors du traitement ultérieur des préparations de pigments, se présentent des difficultés pour 5 1'enlèvement de la pâte hors des emballages de tôle utilisés pour 1'empaquetage| les pertes de matière qui en résultent sont assez importantes„ le procédé de la présente invention permet de surmonter, d'une manière surprenante, ces difficultés 10 de fabrication, considérées jusqu'ici comme inhérentes au système, et crée une possibilité de fabriquer, par une inversion de phase, les préparations de pigments à obtenir avec des propriétés techniques d'emploi et un mouvement remarquables, cela en un temps très court et avec une dépense en matériel et en personnel 15 essentiellement réduite„ le procédé de l'invention est caractérisé en ce qu'on soumet une masse de pigment contenant de l'eau, en y ajoutant un liant de pigment contenant essentiellement un solvant, et éventuellement en utilisant aussi un adju-20 vant de fluage, à une inversion de phase, les rapports quantitatifs entre pigment, liant et solvant étant déterminés empiriquement, de telle sorte qu'après l'inversion de phase on obtient un concentré de pigment hautement plastique, d'une consistance susceptible d'être conformée, mais de forme stable, avec des 25 forces de cohésion supérieures aux forces d'adhésion» Comme pigments, on peut utiliser tous les pigments minéraux et organiques susceptibles de fluer après trempage dans l'eau, en phase aqueuse ou pulvérulente, y compris la suie„ 30 On utilise de préférence, comme liant, des résines, naturelles ou artificielles, éventuellement avec des additions, asphaltes9 résines artificielles modifiées par des acides grass séchantes par oxydation ou non, huiles minérales, seules ou en mélange, avec ou sans solvant organique» 3 5 On peut aussi partir immédiatement d'une pâte de pigment contenant de l'eau, telle que celle obtenue par précipitation du pigment en phase aqueuse et filtration subséquente, en économisant le processus de lavage, autrement usuel, dans le filtre-presse, Conformément à la présente inven-40 tion, on dirige le processus d'inversion de phase de telle façon bad original 70 27303 - 4 - 2056905 qu'après l'inversion de phase et la sortie de l'eaup on obtienne un produit de grande viscosité interne,, mais qui soit encore mala-xable et dont les forces de cohésion surpassent les forces d'adhésion» Cette consistance est obtenue par une détermination 5 appropriée des rapports quantitatifs entre le pigments le liant9 éventuellement le solvant et 1 '' eau. On doit choisir chaque fois les rapports voulus suivant la nature du système à traiter. Ils dépendent du besoin d'huile du pigment et de la tenue au mouillage du liant et/ou du solvant vis-à-vis du pigment. 10 H est nécessaires, pour une combinaison déterminée voulue des matières premières en vue de la fabrication de concentrés de pigments hautement plastiques9 de prévoir une évaluation empirique des rapports quantitatifs optimaux entre les matières premières„ au laboratoire de mesure» 15 Le concentré de pigments obtenu conformément à la présente invention n'adhère pas aux surfaces des machineso Avec une position oblique correspondante de la cuve du malaxeur utilisé dans le procédé d'inversion de phases ce concentré est enlevé pratiquement sans résidu des bras du 20 malaxeur» Ainsi deviennent inutiles les mesures importunes de nettoyage après fabrication du produit» Suivant une variante complémentaire du procédé de la présente invention^ on conforme le concentré de pigment aux corps à obtenir au moyen d'une mise en forme 25 appropriée^ _avec manipulation;, do sage 5 empaquetage et traitement ultérieur» Cela peut être effectués par exemplep au moyen de dispositifs de presse ou d'extrusion. Les lingots sont de forme . stable et peuvent être économiquementv sans demander d'espace et proprement dosés9 transportés,, stockés et,, d'une manière 50 simple, empaquetés par exemple dans des feuilles ou du papier. Cela se recommande en particulier lorsqu'on doit éviter que les composants volatils soient évaporés hors du concentré et lorsqxie les composants sensibles à l'oxygène doivent être protégés contre l'oxydation» Sous cette forme5 qui contient un solvant 35 et quip cependants peut être travaillée comme une substance sèche9 l'emploi d'un liant asséchant par oxydation est encore également possible^ mais seulement lorsqu'il est enveloppé dans des feuilles. Les pâtes fabriquées suivant les méthodes connues jusqu'ici doivent„ par contre,, être toujours enveloppées dans 40 des assemblages de tôle fermés^ étanches à l'air» 70 27303 - 5 - 2056905 le procédé de la présente invention permet un empaquetage extrêmement bien choisi et économique des concentrés de pigments obtenus dans le procédé de fluage» Suivant une autre variante complémen-5 taire du procédé de la présente invention, on forme le concentré de pigments en tablettes, divisées en morceaux séparables de poids définis» Ainsi s'ouvre une possibilité de dosage particulièrement simple pour le traitement ultérieur des concentrés de pigments. 10 L°invention est expliquée ci-après à l'aide des exemples suivants s EXEMPLE 1 Dans cet exemple est décrite la détermination empirique des rapports quantitatifs nécessaires 15 entre les composants d'un concentré de ferrocyanure bleu pour l'obtention d'une consistance hautement plastique» a) Les rapports quantitatifs des composants pour la fabrication conforme à l'invention des concentrés de pigments dépendent de l'admission d'huile par le-pigment et des 20 propriétés de mouillage du liant, éventuellement aussi du solvant organique présent» Dans des installations industrielles, il est donc nécessaire, pour chaque système, d'établir empiriquement, au préalable* ]p? êtes essais pratiques en laboratoire sur de petites quantités, les rapports quantitatifs nécessaires pour obtenir 25 le point de prise s Sur une plaque de verre, on place d'abord 20 g» de pâte de ferrocyanure bleu aqueux à environ 50 f<> de matière solide» On verse alors le liant à utiliser, éventuellement en solution à la concentration voulue, goutte à goutte, sur 30 la masse de pigment aqueuse et l'on travaille le mélange intensément avec une spatule de laboratoire» L'inversion de phase progresse distinctement, de telle sorte que la masse jusqu'alors molle, bourbeuse, devient plastique et que l'eau se sépare et peut couler de la plaque» La quantité de liant utilisée jusque 35 là sert à calculer les rapports quantitatifs du système correspondant nécessaires dans les grandes installations pour obtenir la consistance du point de tenue» Si l'on emploie des pigments à surface hydrophile, on doit introduire l'inversion de phase en utilisant 40 en même temps des adjuvants de fluage, par exemple des aminés. 70 27303 - 6 - 2056905 Ici aussi, on détermine la quantité nécessaire par une addition, goutte à goutte, sur la plaque de verre» Dans le présent exemple, après une addition de 7 g, d'une solution de 65 % de résine phénolique dans le toluène et 0,6 g» de benzylamine à 20 g. de 5 pâte de pigment aqueuse, l'inversion de phase se produit» Avant de transférer les valeurs obtenues pour les grandeurs a des charges d'exploitation, il est opportun d'effectuer, sur un malaxeur de laboratoire, un essai de contrôle avec ces valeurs, afin de déterminer éventuellement, par de petites corrections, 10 les valeurs optimales» Les valeurs indiquées dans les exemples réalisés sont toutes déterminées de la manière décrite et peuvent être transférées, à partir de cet ordre de grandeur, par une simple multiplication, sur chaque grandeur nécessaire 15 pour l'exploitation» b) En s'orientant sur le résultat de l'épreuve (a), on effectue dans un malaxeur de laboratoire la fabrication d'un concentré de pigments de ferrocyanure conforme à la présente invention, en partant d'un gâteau de presse et 20 d'une solution de résine phénolique, modifiée avec des acides de résine naturelle. On précipite le pigment en milieu aqueux et on le comprime, dans un filtre-presse, en une pâte séchée à environ 50 $» On remplit avec 2.000 g» de pâte de 25 pigment un malaxeur à double moule de 4 litres et l'on y introduit 60 g» de benzylamine» Au bout d'environ 5 minutes de pétrissage continu, on ajouye 700 g. d'une solution de 65 de résine phénolique dans le toluène» Lors du malaxage ultérieur, l'eau est expulsée en quelques minutes» 30 II se forme un concentré très vis queux, même encore plastique, qui, par suite des forces de cohésion élevées, se sépare des parois et des bras du malaxeur et, avec une position oblique du malaxeur, est sorti du malaxeur pratiquement sans résidu» 35 On forme la matière malaxée en tablettes entre deux cylindres et l'on enveloppe ces tablettes, d'une façon étanche à l'air, dans des feuilles résistant à l'eau et au solvant» Le concentré de pigment a la compo- 40 sition suivante s 70 27303 - 7 - 2056905 Bleu milori Résine phénolique solide » Huile de toluène OOOOOOOOOOOOD o o o o o o OOOOOOOOO Hp 0 OOOOOOOOOOOOÛOOOO 5 100,0 g» c) Epreuve de mise en solution du concentré de pigment dans un vernis d'impression en creux On effectue l'épreuve de mise en solution dans un récipient d'agitation de 300 mm» de diamètre 10 et 300 mm. de hauteur, soit 21 1, de contenance» l'organe d'agitation est constitué par un disque de dissolution (disque à dents) de 125 mm de diamètref qui est mû par un mécanisme réglable en continu» On place 4«000 g» de vernis d'impression en creux, une solution de résine phénolique dans le toluène et l'an 15 ajoute, en environ 15 minutes, par portions, 13.000 g» de concentré, en agitant légèrement» Alors est effectué le processus proprement dit de mise en solution» le disque à dents tourne à une vitesse d'environ 2000/2300 tours/min» correspondant à une 20 vitesse aux parois de 13 à 15 m/sec» Au bout d'environ 30 minutes, le concentrât est entièrement dissous» Un film produit sur une plaque de verre montre une répartition parfaite du pigment » EXEMPLE - 2 ' - - 25 On fabrique un concentré de pigment plastique, conforme à la présente invention, en partant de suie sèche et d'une solution de résine phénolique modifiée avec des acides de résine naturelle» On place 900 g» de suie dans un malaxeur à double moule, et l'on ajoute 1100 g» d'eau» le 30 mouillage se produit aussitôt» On introduit alors 900 g» d'une solution de 65 i<> de résine phénolique dans le toluène» Lors du traitement de malaxage consécutif intervient rapidement la sortie de l'eau» Il se forme une masse visqueuse, plastique, d'une consistance caractéristique du procédé» 3 5 Le traitement ultérieur est effectué comme dans l'exemple 1» le concentrât de pigments a la composition suivante s a SUl e ooooooooooooo 47 g O ■= Résine phénolique solide » . » 32,4 g» - Toluène ». » « » » » » » » » 19,8 g. 40 1=3 H2 0 OOOOOOOOOOOO 100,0 g. 70 27303 - 8 - 2056905 EXEMPLE On fabrique un concentrât de pigments plastique, conforme à l'invention, à partir d'un pigment Azo rouge et d'une solution d'une résine phénolique modifiée avec 5 des acides de résine naturelle» On remplit un malaxeur à double moule avec 4160 g. d'une pâte contenant 18 % de pigment et l'on travaille cette pâte pendant quelques minutes» On ajoute ensuite 800 g0 d'une solution de 65 % de résine phénolique. 10 Lors d'un traitement de malaxage ulté rieur se produit en quelques minutes le départ de l'eau. On obtient alors une masse visqueuse, plastique, d'une consistance caractéristique du procédé et l'on poursuit le traitement comme dans l'exemple 1. Le concentrait de pigments a la composition 15 suivante s - Pigment rouge ............ 45,0 g. - Résine phénolique solide ...... 31,0 g. ™ Toluène .ooooooooo.o.o 16,8 g. ™ H2O OOOOOO.OOOOOOOO ° 20 100,0 g. EXEMPLE 4 On fabrique un concentré de pigments plastique, conforme à la présente invention, en partant de bleu de cyanure phtalique, d'une solution de résine phénolique, 25 modifiée avec des acides de résine naturelle, dans une huile minérale. On place dans un malaxeur à double moule 2.060 g. detme pâte aqueuse de bleu de cyanure contenant 39 i° de pigment. On ajoute alors 740 go de vernis-offset. Au bout de quelques minutes de malaxage a lieu le départ de l'eau» Il se forme une masse 30 visqueuse, plastique, d'une consistance caractéristique du procédé» On termine le traitement comme dans l'exemple 1. Le concentrât de pigments a la composition suivante s ~ Bleu de cyanure phtalique ...... 49 ?0 g. 35 = Vernis offset „. 0 ....... . . 45,0 g. — Hp0 00.00...0000.0000 6,0 g o 100,0 g. EXEMPLE 5 On fabrique un concentré de pigment 40 plastique, conforme à la présente invention, «n partant de 70 27303 - 9 - 2056905 bleu, de ferrocyanure et d'une résine alcoyle modifiée par des acides gras» On remplit un malaxeur à double moule avec 2o500 g„ d'une pâte de bleu milori aqueuse à" environ 50 $ 5 et de 75'g. de benzylamine- Au bout de quelques minutes de malaxage, on introduit 800 g» de résine alcoyle et 30 g„ de butanol. Après Tin bref malaxage -se produit l'élimination de l'eau» Il se forme une masse visqueuse, plas-10 tique, d'une consistance caractéristique du procédé» la suite du traitement est effectuée comme dans 1'exemple 1. le concentré de pigment, propre à l'impression d'offset et de. livres,-ainsi qu'aux couleurs d'impression, a la composition suivante : a Bleu o o'o o o o a O O » O O O O O O O 5^jT 15 - Résine alcoyl „ „ » „ » o » . . » o o 36 j1 g» ™ Butanol OOOOOCOOOOOOOOO 1>5go ™ HgO oooooooooooooooo 5j9 g- 100,0 go Dans tous les cas, on obtient des 20 préparations de pigments de très bonne solubilité et présentant un remarquable état de dispersion dans les solutions qui en résultent. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples ci-dessus décrits et représentés, à partir 2 5 desquels on pourra procéder à des variantes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention» 70 27303 - to 2056905 REVENDICATIONS 1°) Procédé de fabrication de concentrés de pigments complètement disperséss procédé caractérisé en ce qu'on soumet à une inversion de phase une masse de pigment conte-5 nant de l'eau9 en y ajoutant un liant de pigment contenant au besoin un solvant et en utilisant en même temps au besoin un adjuvant de fluage, et l'on détermine empiriquement les rapports quantitatifs entre le pigment, le liant et le solvant utilisé, de telle sorte que, après l'inversion de phases on obtienne un 10 concentré de pigment d'une consistance déformable, mais de forme stable, avec des forces d'adhésion supérieures aux forces de cohésion» 2°) Procédé conforme à la revendication 1„ caractérisé en ce qu'on utilise comme pigments tous les pigments 15 minéraux et organiques'susceptibles de fluer, en phase aqueuse ou pulvérulente après lavage à l'eau,, y compris la suie. 3°) Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise comme liant les résines naturelles ou artificielles„ éventuellement avec des additions,, asphaltes, 20 résines artificielles modifiées avec des acides £rasrasséchantes — y par oxydation ou non, .huiles minérale s , seules ou en mélange, avec ou sans un solvant organique. 4°) Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3p caractérisé en ce qu'on conforme le 25 concentré de pigment en corps d'une forme régulière, en ce qui concerne la manipulation9 le dosage,, l'empaquetage et le traitement ultérieur. 5°) Procédé conforme à la revendication 4, caractérisé en ce qu'on conforme le concentré de pigment en 30 tablettes,, divisibles en morceaux séparables d'un poids déterminé.