Brevet FR2198982A1 — publié le 19740405

La présente invention a trait à des compositions colorantes, notamment des éléments structurels colorants, pour chromotypie instantanée. Plus précisément elle concerne les méthodes de préparation desdites compositions colorantes et les moyens d'assemblage desdites compositions pour réaliser des matrices d'impression monochromes ou polychromes. On sait que l'on a proposé des procédés d'impression polychromes afin d'appliquer plusieurs couleurs sur un support en une seule fois. Cependant, ces procédés n'ont pu titre mis en oeuvre de façon industriellement rentable compte tenì notamment des difficultés techniques et économiques suivantes 1- instabilité des compositions colorantes dans le temps1 en raison des phénomènes d'oxydo-réduction , décomposition et déformation; 2- usure irrégulière de la surface imprimante qui résulte de l'instabilité des compositions colorantes; 3- genre et motifs de dessins très limités pour la reproduction; et 4- absence de méthodes pratiques et économiques pour la fabrication des couleurs d'impression et des matrices imprimantes. I1 résulte de ce qui précède que la répétition exacte des couleurs dans un motif donné, la reproduction des couleurs dans le temps, et l'impression des dessins étaient particulièrement difficiles, voire impossibles. Par suite, le prix de revient de la production, qui était manuelle et très limitée, était trop élevé. Un des buts de l'invention est de permettre la reproduction fidèle et la conservation des couleurs, et des matrices d'une part , et d'autre part, l'introduction de méthodes modernes pour la fabrication de couleurs solides et en particulier la fabrication mécanique d'éléments structurels colorants pour la réalisation de matrices. Un autre but de l'invention est de donner les moyens permettant de réaliser des impressions instantanées, polychromes ou monochromes sur un support quelconque, ce support pouvant etre du papier, un textile naturel ou artificiel, du cuir, du bois, un métal, des matières plastiques, du ciment, du plate ou des poteries. Les compositions solides et stables dans le temps, réalises à partir d'ingrédients solides et d'au moins un ingrédient liquide ou visqueux, et comprenant au moins une substance choisie parmi l'ensemble constitué par les colorants et les pigments, au moins un liant, au moins un épaississant et éventuellement un ou plusieurs adjuvants, sont caractérisées en ce qu'elles renferment 2 à 35 parties en poids d'au moins une substance choisie parmi les colorants et les pigments, 10 à 40 parties en poids d'au moins un liant et 50 à 80 parties en poids d'au moins un épaississant et, en ce que l'ensemble constitué par le ou les liants et le ou les colorants et pigments représente 10 à 80 parties en poids. Les compositions solides selon l'invention doivent avoir une certaine dureté pour subir des traitements mécaniques tels que laminage, moulage, compression, extrusion, et découpage, mais également pour résister aux efforts mécaniques auxquels elles seront soumises au moment de l'impression. Les problèmes relatifs à la dureté ont été avantageusement résolus par des méthodes de fabrication mécaniques des éléments colorants pour préparation de matrices, par la combinaison de plusieurs adjuvants, à savoir les liants et les épaississants et des colorants et des pigments. En pratique, la solution des problèmes de dureté a été ramenée, en fonction des supports et en particulier en fonction des différentes méthodes mécaniques de fabrication des éléments colorants structurels à la détermination des densités des compositions colorantes solides pour les diverses applications. Selon une caractéristique de l'invention, la densité et la dureté de la composition colorante solide et stable dans le temps, sont optimales, lorsque, avant le mélange des divers ingrédients entrant dans ladite composition, le rapport du poids de l'ensemble des ingrédients solides au poids de l'ensemble constitué par le ou les ingrédients liquides ou visqueux a une valeur comprise entre 1 et 9. Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments colorants structurels sont préparés à partir desdites compositions par un traitement mécanique c'est-à-dire moulage, découpage, compression ou extrusion. Les blocs ou morceaux bruts ainsi obtenus sont ensuite amenés à la forme voulue : planches, bandes, baguettes, barrettes, points, traits, tiges, ornements de formes géométriques, billes, granulés, lancelles, écheveaux ou toute autre forme convenable pour la fabrication des matrices. Dans ce qui suit, la configuration structure finale a été appelée "élément colorant struc- turel" En assemblant les éléments colorants de configurations structurelles requises, on réalise des matrices pour chromatographie, automatiquement, rapidement donc économiquement. Les dessins et les images sont reproduits par une surface imprimante unique, composée des éléments structurels colorants assemblés point par point ligne par ligne, comme les caractères d'imprimerie typographique, ou comme broderie sur canevas, ou en tapisserie, ou par linotypie; on saisit bien l'importance du fait que la fabrication des matrices consiste dans la sélection des formes de l'élément colorant. C'est ce mode de fabrication et d'utilisation des éléments colorants structurels préfabriqués et prêtes en stock pour utilisation immédiate qui représente une innovation capitale dans tous les domaines de l'impression en couleur. En ce qui concerne la composition des couleurs d'impression, å savoir les agents liants et les agents épaississants, on choisira les substances en fonction de l'application envisagée et dé la nature du support, afin d'obterir des compositions colorantes de densités requises et les éléments colorants structurels qui en résultent. On distingue deux techniques d'impression selon la nature du solvant utilisé pour la solubilisation de la surface imprimante, c'est-à-dire l'eau et les solvants miscibles à liteau et les solvants non aqueux. Dans la technique de la solubilisation aqueuse, les divers ingrédients de la composition colorante sont solubles dans l'eau ou dans les solvants aqueux. Les éléments colorants pour les matrices d'impression, avec des solvants aqueux, sont composés de matières colorantes ou pigments généralement utilisés dans le domaine d'impression en question, ainsi que des liants tels que notamment la glycérine, les polyéthylèneglycols, de poids moléculaire compris entre 200eue 1000, et des épaississants tels que la gomme sénégale, la gomme arabique, la gomme cristal, la gomme substitute (qui est un amidon dégradé sous l'action de la chaleur et/ou des acides afin d'obtenir une substance hydrosoluble, cet amidon dégradé étant fabriqué et commercialisé par la société britannique ARTHUR-BRANWELL), le glucose, les savons, l'amidon et les polyéthylèneglycols de poids mol- culaire compris entre 3000 et 7500. Les matières colorantes ou pigments sont empatés avec la glycérine, le polyéthylèneglycol et/ou les substances similaires , les liants et solvants, s'il est nécessaire. Ce mélange est homogénéisé par broyage. La pate colorante est mélangée ensuite avec les épaississants dans un malaxeur pour obtenir une masse solidifiée. Les ingrédients utiles pour l'impression selon la technique dite aux solvants organiques, à savoir, les pigments ou colorantes, les liants et les épaississants sont mélangés en presence de solvant par exemple au moins une des substances suivantes phtalate de dioctyle, phosphate de tricrésyle cyc lohexanone, méthylcyclohexanone, térébenthine, toluène, méthyléthylcétone, n-butanol, sec-butanol, ou leurs mélanges. Les épaississants utiles dans cette technique sont notamment les resines vinyliques, telles que chlorure de polyvinyle, acétate de polyvinyle, le latex naturel ou synthétique, les résines phénoliques modifiées ou non, les résines maléiques, les caoutchoucs vulcanisés, les résines alkydes, l'acide stéariqueS la nitrocellulose, les cires naturelles ou synthétiques, et d'une maniere générale, les résines thermodurcissables et thermoplastiques. our les compositions colorantes renfermant des ingrédients cellulosiques tels que la cellulose, la nitrocellulose et les amidons dégradés on peut utiliser les solvants suivants : acétone, diacétone alcool, cyclohexanone, acétate de cyclohexyle, proprionate de butyle ou leurs mélanges. Après malaxage, les solvants sont chassés selon une technique connue en soi afin d'obtenir une masse solidifiée. Les matrices peuvent être cylindriques, plates, uniformes ou en relief. Elles peuvent etre composees par une seule forme d'élément colorant structurel ou pa: une association de plusieurs groupes d'éléments colorants structurels. Si la matrice est composée d'un groupe d'éléments colorants unitaires ayant le même contour ou section, ilestsouhaitsble que chaque unitéforme soit d'une autre nuance. Ainsi, avec une seule forme de couleur variable on obtient une variété infinie des effets coloristiques. Si la matrice est composée d'un groupe d'units ayant chacune une forme différente, c est-à-dire une association d'éléments colorants de formes différentes, on constitue un ensemble multiforme.Quel que soit l'ensemble, l'essentiel consiste en la possibilité infinie de variation de nuances multiples avec une forme ou un ensemble de formes pouvant servir à la reproduction d'un meme dessin avec une grande variété de couleurs différentes. Un des nombreux avantages de la nouvelle méthode de chromotypie est notamment la possibilité de produire des effets nouveaux comme broderie, tissage t entre autres des effets de peintures pointualiste et tachiste ou autres pour la reproduction authentique par les artistes créateurs des oeuvres pour décorations intérieures ou extérieures, en se servant des éléments colorants structurels préfabriqués. Un autre genre d'effets nouveaux est obtenu par l'enfoncement du dessin dans la surface imprimante multicolore, de façon à pouvoir obtenir des effets multicolores de la partie des surfaces imprimantes en relief. Une autre possibilité nouvelle de la chromotypie consiste dans la teinture unie ou multicolore par impression. Les rouleaux ou tubes en couleur pour teinture par impression sont fabriqués par extrusion et emmanchés sur un axe pour etre placés dans la machine d'impression pour la teinture par impression unicolore ou multicolore. Les rouleaux multicolores sont produits- par l'extreusion de masses desdifférentes couleurs, agglomérées en propor tion voulue. La fabrication des rouleaux multicolores pour teinture par impression pourrait se faire aussi par une compression des éléments colorants au moyen d'une presse hydraulique. Tout de ce qui précède permet la mise en oeuvre à l'échelle industrielle d'une nouvelle méthode d'expression artistique par l'utilisation d'éléments colorants structurels standardisés permettant la réalisation d'assemblageamulticolores. Les matrices réalisées par l'assemblage des éléments colorants structurels permettent d'effectuer des expressions chromotypiques sur un nombre varié de support. Selon la nature du support, on choisira les divers ingrédients k savoir les épaississants, les liants, les colorants et/ou pigments et les adjuvants. A cet effet, on pourra se reporter avantageusement aux indications du tableau I ci-après. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mieux compris à la lecture qui va suivre d'exemples de formulation nullement limitatifs, donnés à titre d'illustrations, dans lesquels R représente le rapport du poids de l'ensemble des ingrédients solides au poids de l'ensemble constitué par le ou les ingrédients liquides et visqueux. Exemple 1 R = 1,22 Colorant 10 parties en poids Glycérine 20 parties en poids Glucose 10 parties en poids Polyéthylèneglycol 400 5 parties en poids Polyéthylèneglycol 4000 10 parties en poids Gourme arabique 30 parties en poids Gomme substitute 15 parties en poids 100 parties en poids Soit : ingrédients Solides 55 parties en poids Liquide et semi-liquide 45 parties en poids 55 R = = 1,22 45 Exemple 2 R = 2 Colorant 6 parties en poids Glycérine 12 parties en poids Glucose 10 parties en poids Polyéthylèneglycol 400 5 parties en poids Polyéthylèneglycol 4000 10 parties en poids Gomme arabique 44 partie s en poids Gomme substitute 12 parties en poids 99 partie s en poids Soit :Ingrédients Solides 66 parties en poids Liquide et semi-liquide 33 parties en poids R = - = 2 33 Exemple 3 R = 3,73 Colorant 8 parties en poids Glycérine 21 parties en poids Carbonate de soude 1,7 partie en poids Gomme arabique 42,7 parties en poids Gomme cristal 25,6 parties en poids 99,00 parties en poids Soit : Ingrédients Solides 78 parties en pcids Liquide et semi-liquide 21 parties en poids R = 78 = 3,73 21 Exemple 4 R = 7,5 approximativement Po lyb lend 300 parties en poids Kaolin 20 parties en poids Acide stéarique 30 parties en poids Colorant en poudre 200 parties en poids Vaseline 6 parties en poids Cyclohexanone 70 parties en poids 626 parties en poids Soit :Ingrédients Solides 556 parties en poids Liquide et semi-liquide 76 parties en poids R = 556 7 5 76 L'exemple 4 illustre l'utilisation d'un épaississant, le Polyblend qui est une résine acrylique, ayant des propriétés liantes. Ainsi, on peut remplacer le ou les liants en incorporant une quantité supplémentaire d'épaississant ayant les propriétés liantes, tels que les résines acryliques vinyliques. Dans ces exemples de formulation et selon l'invention, les adjuvants peuvent hêtre introduits dans les solvants au cours de l'impression. La composition obtenue peut être rapidement refroidie afin de faciliter la préparation d'éléments structurels granulés ou granités par pulvérisation ou broyage. Selon la compacité des compositions colorantes; on peut assembler ces dernières, puis les étirer pour obtenir les dimensions voulues. Ainsi, selon une telle méthode, on peut préparer un motif par l'assemblage de plusieurs éléments structurels colorants, puis réduire le dit motif par étirage. T A B L E A U I Support Fibre animale, soie, laine, peau, Fibre végétale, coton, lin, jute, Fibres synthétiques, polyesters cuir, et leurs mélanges papier, carton, bois, agglomérés polyamides, acétate, fibre acrylique et mélange Colorant Acides basiques au chrome et Directs à mordant, grand teint, Tous pigments microdispersés Pigment autres utilisables pour fibre de cuve : induits, solubilisés, et mélange avec colorant acide animale dérivés du naphtol et autres uti- basique et autre lisables pour fibres végétales Liants Glycérine, polyéthylène- Glycérine, polyéthylène- Glycérine, polyéthylèneglycols ( 200 à 1000 ) glycols (200 à 1000 @ glycols ( 200 à 1000 ) glucose, savon comme les acides glucose, savon comme les acides glucose, savon comme les acides Epaississant Gomme arabique, gomme cristal, Gomme arabique, gomme cristal, Gomme arabique, gomme cristal gomme substitute, polyéthylène- amidon, adragant, gomme substi- gomme substitute, polyéthylèneglycol de poids moléculaire de tute, polyéthylèneglycols de glycol de poids moléculaire de 2000 à 4000, gomme sénégal poids moléculaire de 2000 à 4000 2000 à 4000 Adjuvants Acides acétique, lactique, Soude caustique, chlorate de Adjuvants spéciaux pour chaque tannique, acétate de chrome soude, sulfucyanure d'ammonium, classe de colorant indiquée par vanadate d'ammonium, oxalate les fabricants de ces colorants d'ammonium, urée, nitrites T A B L E A U I (suite) Support Matières plastiques, chlorure Plâtre, ciment, marbre, pierre, Verre, céramique, fibre de polyvinyle, résines latex, agglomérés de verre caoutchouc nitrile, acétate de polyvinyle Colorant Tous pigments microdispersés Tous pigments microdispersés Colorants fabriqués pour verre, Pigment céramique ou fibre de verre Liants Vaseline, polyéthylèneglycols Polyéthylèneglycols de poids Polyéthylèneglycols de poids de poids moléculsire de 200 à moléculaire de 750 à 2000 moléculaire de 750 à 2000 1000 essence de Térébenthine Epaisissant Résines vinyliques, acétate poly- Résines vinyliques, acétate poly- Polyéthylèneglycols de poids vinyle, latex, résines : phéno- vinyle, latex, résines : phéno- moléculaire compris entre liques, maléiques, alkydes, acide liques, maléiques, alkydes, acide 2000 et 4000 stéarique, cires naturelles et stéarique, cires naturelles et synthétiques, les résines thermo- synthétiques, les résines thermodurcissables, thermoplastiques durcissables, thermoplastiques Adjuvants Adjuvants spéciaux pour chaque classe de colorant indiquée par les fabricants de ces colorants REVENDICATIONS 1. Composition colorante stable dans le temps, réalisée à partir d'ingrédients solides et d'au moins un ingrédient liquide ou visqueux, et comprenant au moins une substance choisie parmi l'ensemble constitué par les colorants et les pigments, au moins un liant, au moins un épaississant, et, éventuellement, un ou plusieurs adjuvants, destinée à la chromotypie instantanée, ladite composition étant caracterisée en ce qu'elle renferme 2 à 35 parties en poids d'au moins une substance choisie parmi les colorants et les pigments, 10 à 40 parties en poids d'au moins un liant et 50 à 80 parties en poids d'au moins un épaississant, et en ce que l'ensemble constitué par le ou les liants et le ou les colorants et pigments représente 10 à 80 parties en poids. 2. Composition colorante stable dans le temps alon la revendication 1, caractérisée en ce que, avant le mélange des divers ingrédients entrant dans ladite composition, le rapport du poids de l'ensemble des ingrédients solides au poids de l'ensemble constitué par le ou les ingrédients liquides ou visqueux a une valeur comprise entre 1 et 9. 3. Eléments colorants structurels préparés par traitement mécanique à partir d'une composition selon la revendication 1. 4. Utilisation des éléments structurels selon la revendication 3 pour la fabrication de matrice d'impression polychrome ou monochrome par assemblage de plusieurs éléments structurels colorants.