Brevet FR2265835A1 — publié le 19751024

Dans la demande de brevet US Ser.no 192.551 déposée le 26 Octobre 1971 au nom de Siegried Knepper, on a décrit un véhicule pour dispersions colorantes liquides, véhicule auquel la présente demande de brevet apporte de nouveaux et intéressants perfectionnements. La présente invention est relative a' des dispersions de colorants liquides perfectionnées,quelquefois dénommées pâtes de couleur, et elle concerne plus particulièrement des dispersions de colorants liquides possédant des propriétés mouillantes améliorées à l'égard de boulettes de résines synthétiques. Il est bien connu que la fabrication des boulettes de résines synthétiques ne tient pas copte des diverses colorations des articles en matières plastiques que l'artisan utilisa- teur de ces matières peut désirer obtenir. I1 en résulte que ces boulettes doivent etre ultérieurement colorées. A cette fin, il a été récemment fait usage de dispersions de colorants liquides, car l'utilisation de telles dispersions permet de réaliser une meilleure répartition du colorant dans l'article en matière plastique -finalement élaboré que lorsqu'on se sert de pigments purs.En outre, grâce à l'utilisation de dispersions de colorants liquides, il devient possible de travailler sans provoquer la formation de poussières, le travail plus propre permettant d'ob tenir finalement un produit exempt de petites-taches colorées Par mise en oeuvre de cette nouvelle technique perfectionnée, il devient aussi possible de réaliser une incorporation plus uniforme de la couleur aux boulettes de résine en un temps plus bref, et enfin les propriétés rhéologiques (ou d'écoulement, même à l'état solide) des boulettes en résine synthétique sont elles-mêmes améliorées. Les dispersions de colorants liquides connues présen tent toutefois un certain nombre d'inconvénients attribuables au véhicule choisi et dont on se sert au cours de leur fabrication. De nombreuses dispersions de colorants liquides- subissent une séparation marquée en leurs composants au cours de leur conservation dans le récipient qui les contient de sorte que, après un certain temps de repos, on doit à nouveau les mélanger. Encore beaucoup d'autres dispersions de ce genre ne sont pas utilisables avec tous les types de résines frt elles sont collantes de sorte que, lorsqu'on les mélange avec les boulettes de résine, le produit final s'agglomère et ne possède plus le caractère d'une poudre bien mobile5"coulant" facilement. Un autre inconvénient des dispersions connues résulte du fait que les pigments utilisés pour colorer les boulettes de résines ont tendance a être treks salissants, ce qui affecte défavorablement la couleur du produit en matière plastique finalement élaboré. Grâce à la mise au point de la présente invention, la demanderesse met à la disposition de la technique un véhicule pour pâtes de couleur qut ne donne pas naissance aux inconvé nients stsmentionnés et qui, en particulier, évite de rendre collantes les boulettes de résine, de sorte que- les boulettes colorée résultantes se prêtent sans limitations aux opérations automatiques de manipulation et au stockage en silos ou trémies. Conformément à la présente invention, on a effectivement découvert que les d-ispersions de colorants liquides possè dant des propriétés mouillantes améliorées à l'égard de boulettes de matières plastiques résineuses de tous types peuvent être obtenues grâce à l'utilisation d'un véhicule de dispersion comprenant en poids environ de 40 à 95 % d'un ester de sorbitanne, ou d'un mélange d'un ester de sorbitanne avec des esters d'acide gras s-aturés ou non saturés, et environ de 60 à 5 % de carbonate de calcium.Des mélanges possédant cette composition constntuent un véhicule possédant un pouvoir mouillant nettement amélre et qui est avantageusement utilisable pour réaliser la coloration de boulettes de matière plastique résineuse pendant leur traitement de façon à aboutir finalement à l'obtention d'un produit dans lequel le coloran-t se trouve réparti d'une manière uniformément homogène. Comme ester, on peut convenablement choisir parmi tous les esters connus du sorbitanne formés avec des acides gras, tels que les monolaurate, monooléate, sesquioléate,trioléate, palmitate, monostéarate, tristéarate de sorbitanne et des mélanges d'au moins deux tels esters. Les esters d'acides gras du sorbitanne peuvent être en partie remplacés par d'autres esters d'acides gras saturés et/ou non saturés, esters pour fa formation desquels on a utilisé, comme réactif du type alcool par exemple de l'alcool laurylique, de l'alcool cétylique, de 14alcool allylique, du terpinol, du sorbitol, du mannitol. On peut aussi utiliser l'ester vinylique d'u-n acide gras saturé ou non saturé. Il convient que.ces esters ou mélanges d'esters possedent une vis cositécomprise entre 5 et 350 centipoises (en abrégé : cp) à une température de 20 C. Les esters d'acides gras énumérés dans le paragraphe précédent peuvent eux aussi-être en-totalité ou en partie remplacés par des éthers polyoxyéthylène-lauryliques, cétyliques, -stéaryliques,-tridécyliques et/ou -nonylphényliques. Déplus, il a été prouvé que les véhicules faisantlob- jet de la présente invention-sont dotés de propriétés mouillantes plus spécialement favorables si leur viscosité est comprise entre 200 et 1000, plus spécialement entre 400 et 860 cp, à 200C. Afin de produire des dispersions possédant des caractéristiques de travaillabilité particulièrement bonnes, íl convint d'incorporer les pigments au véhicule en utilisant une proportion en poids de 20 - 95% dudit véhicule et une proportion correspondante due 80 -à 5% de pigment.Les pattes de couleur selon l'invention peuvent être facilement mélangées-avec toutes les boulettes de matières plastiques résineuses présentement connues. Bien que l'on ait jusqu'à présent fait allusion, au cours de la présente description, à l'utilisation de boulettes de résine, il ne faut pas perdre de vue que l'on peut également utiliser des poudres de résines, en particulier lors de la mise en oeuvre de la méthode de préparation des mélanges par malaxage au tonneau de la manière décrite ci-après. Pour colorer des boulettes, on utilise les dispersions selon l'invention à raison d'une proportion atteignant jusqu'à 15 % du poids de la résine; pour colorer des poudres, la proportion de dispersion utilisée peut atteindre une valeur aussi élevée que 50 % en poids sur la base du poids de la poudre de résine. Des boulettes mélangées avec des dispersions selon la présente invention peuvent être préparées et utilisées sans aucune formation de poussières et donnent une coloration étonnamment uniforme aux produits à base de matière plastique préparés avec de tels mélanges colorés, ces produits étant le plus souvent des profils extrudés ou des pièces moulées. Comme exemples, bien entendu non limitatifs, Illustrant les véhicules selon l'invention, on peut notamment citer des compositions spécifiées ci-après. On prépare les mélanges suivants: 70 parties de~trioléate de sorbitanne et 30 parties de carbonate de calcium; 20 partiesde monooléate de sorbitanne, 50 parties d'ester d'acide gras ayant une viscosité de 8 ép à 20"C et 30 parties de carbonate de calcium; 20 parties de trloléate de sorbitanne, 3G parties d'éther polyoxyéthylènelaurylique, 20 parties d'éther polyoxy éthylnenonylphénylique et 3G par-ties de carbonate de calcium, Les dispersions de colorants liquides comportant un véhicu, le selon l'invention peuvent être incorporées à la matière plastique résineuse en es refoulant par pompage jusque dans l'étage de plastification d'une machine de traitement de matière plastique, machine telle qu'une-presse à extruder. On peut aussi recourir à d'autres moyens qu'un tel pompage, par exemple à la formation d'un mélange par malaxage au tonneau de la résine à laquelle-on a ajouté-la dispersion.Quand un artisan spécialiste du travail des matières plastiques possède déjà une installation pour la préparation de mélanges par malaxage au tonneau ou quelque autre équipement analogue, il peut préférer l'utSiiser plutôt que de prévoir l'addition d'une pompe. La résine, quelle que soit la forme classique utilisée, qu'il s'agisse de boulettes. ou de poudre, peut bien entendu contenir des agents dgaddition classiquement incorporés à des résines et tels, par-exemple-, que des charges. Les compositions colorantes comportant les véhicules selon l'invention peuvent aussi être préparées en remplaçant tout ou partie du colorant par d'autres agents d'addition classiques pour résines, tels que des agents porogènes, des opacifiants, des lubrIfiants, des stabilisants contre les éffets des rayons ultra-violets, des agents retardateurs d'inflammation. Les véhicules spécifiés dans les exemples ci-dessus ont été utilisés avec succès pour former des dispersions de coloorants liquides en se servant d 'une -grande variété de couleurs différentes et de divers types de colorants en proportions situées dans les intervalles spécifiés au cours de la description précédente. Les dispersions ainsi produites possèdent les avantageuses propriétés indiquées. Elles sont utilisables avec succès pour colorer une grandevariété de types de boulettes de matières plastiques résineuses permettant d'élaborer des articles à base de matière plastique d'un grand intérêt industriel et commercial. -REVENnICATION5- Véhicule pour pâtes de couleur caractérisé en ce qu'il possède une viscosité comprise entre environ 200 et 1000 centipoises à 20"C et comprend essentiellement un mélange comprenant en poids de 40 à 95 % d'un ester d'acide gras du sorbitanne choisi parmi le groupe constitué par les monolaurate, monooléate, sesquioléate, trioléate, palmitate, monostéarate et tristéarate de sorbitanne et par des mélanges d'au moins deux tels esters et comprenant en poids de 60 à 5% de carbonate de calcium. 2.- Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que de 20 à 80 % en poids de l'ester d'acide gras du sorbitanne sont remplacés par un ester d'au moins un acide choisi parmi le groupe constitué par des acides gras saturés et non saturés avec un alcool choisi parmi le groupe constitué par l'alcool laurylique, l'alcool cétylique, l'alcool allylique7 le terpinol, le sorbitol, le mannitol et l'alcool vinylique, ledit ester ayant une viscosité comprise entre 5 et 350 centipoises à 20 C. 3.- Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que sa viscosité est comprise entre 400 et 800 centipoises à 200C. 4.- Véhicule selon la revendication 1,caractérisé en ce qu' il comprend 70 parties de trioléate de sorbitanne et 30 parties de carbonate de calcium. 5.- Véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend 20 parties de monooléate de sorbitanne, 20 parties d'un ester d'acide gras ayant une viscosité de 28 centipoises à 200C, et 30 parties de carbonate de calcium. 6.- Véhicule selon ia revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend 20 parties de trioléate de sorbitanne, 30 parties d'éther polyoxyéthylène-laurylique, 20 parties d'éther polyoxy- éthylènenonylphénylique et 30 parties de carbonate de calcium. 7.- Véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ester d'acide gras est entièrement ou en partie remplacé par au moins une substance choisie parmi le groupe constitué par des éthers de polyoxyéthylènealcoyle et des éthers de polyoxyéthylènealcoylaryle.