Brevet FR2474520A1 — publié le 19810731

COMPOSITION COLORANTE La présente invention a pour objet une composition colorante pouvant être utilisée pour la coloration d'articles, obtenue par mélange d'au moins un pigment colorant avec un support solide à température ambiante et présen- tant un point de fusion inférieur à 150C. On connait une composition colorante de ce type dans laquelle les pigments sont dispersés dans des amides d'acides gras N-alkylés ou dans des composés résultant de la réaction de diamines avec l'acide hydrostéarique. Ces compositions colorantes connues présentent l'inconvénient de nécessiter beaucoup d'énergie pour leur préparation du fait de la température de fusion élevée de ces amides. Ces températures élevées peuvent également constituer un inconvénient pour la stabilité du pigment. Des compositions colorantes comprenant un support sur lesquelles le pig- ment colorant est réparti uniformément se prêtent aisémment à la mise en oeuvre des pigments colorés. En fait, la mise en oeuvre directe de pigments colorés sur les produits est relativement gênante pour les ouvriers, ainsi que ceci a été constaté lors de l'emploi du noir de carbone utilisé pour l'obtention des caoutchoucs. Par ailleurs, durant cette mise en oeuvre des pigments colorés, de fines parti- cules de colorants ou de pigments ont tendance à s'échapper dans l'environne- ment qu'ils polluent. Quoiqu'une répartition homogène des pigments dans un agent de liaison liquide ou pâteux puisse se produire dans des machines relativement économiques et nécessite relativement peu d'énergie, puisque la température peut rester basse, les produits qui en résultent sont des pâtes fortement visqueuses qui présentent l'inconvénient lors de leur mise en oeuvre de polluer les emballages et les dispositifs de dosage plus que ne le font des produits pulvérulents ou granulés. La présente invention a pour objet une composition colorante qui pallie les inconvénients précités et qui est soluble à température ambiante, et donc puisse être aisément manipule, transportée et répartie. 247452O L'oôbjet de la présente invention est atteint à l'aide d'un support con- sistant en un composé organique de formule générale: R5 - /C - / C - X R3 R4 R1 R2 dans laquelle: a) si X est un radical hydroxyle libre ou estérifié, Ri et R2 sont des atomes d'hydrogène, et R3, R4 et R5 représentent un radical hydroxyméthyle éventuellement estérifié; b) si X est un radical hydroxyle libre ou estérifié, R2, R3 et R4 sont des atomes d'hydrogène, R5 est un radical alkyle insaturé, tandis que R1 est un radical carboxyalkyle c) si X est un groupe NH2, R1 et R2 représentent un groupe =0, et R3 et R4 sont un atome d'hydrogène, tandis que - Rs est un radical alkyle saturé. Des supports fusibles convenables consistent en stéarylamide (PF = 99 C), éthylène-bis-stéarylamide (PF = 143 C), huile de ricin hydrogénée (PF = 84 C) et des esters de pentaérythritol, notamment les mono et tétraesters d'acide stéarique (PF = 50-53 C et 64 C, respectivement). Les esters de pentaérythritol présentent le grand avantage que leur utilisation est autorisée par l'administration "Food and Drugs"Américaine et qu'ils peuvent conduire à des compositions présentant un taux de pig- mentation élevé sans nécessiter l'emploi de détergents, tout en présentant un point de fusion très nettement inférieur à celui du monostéarate de gly- cérol par exemple. Des compositions contenant des esters de pentaérythritol présentent également l'avantage que les particules des compositions ne donnent pas lieu à un mottage durant le stockage, contrairement aux parti- cules contenant le monostéarate de glycérol. Le composé dernièrement cité cristallise dans un état métastable qui se modifie en un état stable, ce qui implique une augmentation de température et un mniottage des petites par- ticules de la composition. La plus grande partie des avantages précités est également obtenue pour d'autres supports que ceux selon la présente invention. Afin de régler le point d'ébullition et la viscosité, la composition peut, de préférence, contenir des savons métalliques, de préférence en une quantité comprise entre 0 et 5%. Il est préférable d'employer des savons métalliques tels que des stéarates de plomb, de cadmium, de zinc et de calcium. Pour parvenir aux fins précitées, des hydrocarbures, tels que des cires et/ou des liants polymères de bas poids moléculaire, peuvent également être utilisés. - Enfin, la composition peut éventuellement contenir des esters liquides ou non, d'acides dicarboxyliques, de préférence d'acides dicarboxyliques aromatiques. Ces esters sont de préférence utilisés en des quantités comprises entre 0 et 15%. Des esters convenables sont les esters d'acide phtalique et d'alcools comprenant 4 à 8 atomes de carbone. Les esters d'alcools comprenant 4 atomes de carbone sont des liquides, alors que les esters d'alcools com- prenant 12 atomes de carbone sont des solides. Les esters de pentaérythritol sont de préférence des esters d'acides gras supérieurs comprenant 12 à 18 atomes de carbone. Du fait de l'utilisation d'un support fusible présentant un point de plasticification ou de fusion relativement bas, les pigments colorés peuvent aisément être répartis, ce qui est très important lorsqu'ondistribue et répart des pigments colorés dans des résines thermodurcissables,cu thermoplastiques des produits cosmétiques, des caoutchoucs, des insecticides, des produits pharmaceutiques, des peintures, des aliments, des encres d'impression, etc. La composition colorante peut avantageusement comprendre une substance tensioactive telle qu'une substance anionique, cationique ou non-ionique, cette substance pouvant avantageusement influencer de façon favorable le taux de pigmentation, les propriétés rhéologiques et la stabilité de la composition colorante. Par l'expression "taux de pigmentation", on entend la quantité de pigment ou de substance colorée dans la composition. De préférence, ce taux de pigmentation est compris entre 15 et 95% et, plus particulièrement, entre 20 et 85%. Lorsque le taux de pigmentation est supérieur à 85%, le support fusible perd ses propriétés liquides, de sorte que les avantages conformes à la pré- sente invention ne peuvent plus être obtenus, alors que lorsque le taux de pigmentation est inférieur à 15%, la suspension a tendance à précipiter trop facilement et à être instable. Par l'addition de substances tensioactives, le taux de pigmentation peut cependant être augmenté jusqu'à 95%. En tant que substance tensioactive, on utilise de préférence des sub- stances tensioactives anioniques, en association avec certains pigments organiques, alors que les agents tensioactifs non-ioniques sont utilisés en combinaison avec des pigments organiques et des pigments minéraux. _474520 ',. Le point de fusion du support fusible est de préférence compris entre et 145%C et, plus particulièrement, entre 50 et-100'C. La composition colorante contient de préférence des particules finement broyées, telles que flocons, granules, grains et similaires. Afin d'obtenir de telles particules, le support fusible comprenant le pigment coloré divisé peut être pressé au travers d'un fond perforé, de Dû façon que les gouttes qui se forment tombent sur une courroie de transport en acier inoxydable,réfrigérée à l'eau,et sur laquelle elles se solidifient. Une autre possibilité est que le mélange se solidifie dans des moules dont les dimensions sont, par exemple, de l'ordre de 200 x 50 x 20 mm et que l'on presse ces moules à l'encontre d'une rape cylindrique rotative de sorte que des copeaux formés ou ébarbures de la composition soient obtenus Ces granulats en forme de copeaux ne sont pasdes produitss'écoulant librement, et ils sontpar conséquent recommandés pour la coloration de poudres et de granulats irréguliers, tels que, par exemple, des régénérats plastiques. Dans ce dernier emploi, les propriétés insuffisantes de coulabilité des pigments empêchent la séparation du concentrat. Les concentrats de pigments en grains fins peuvent également être obtenus par pulvérisation du produit fondu dans l'air à température ambiante, de sorte que l'on obtienne des particules présentant une dimension particulaire de l'ordre de 0,2 à 2 mm. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention appa- raitront à la lecture de la description suivante et des exemples donnés à titre illustratif mais non-limitatif. EXEMPLE 1 2,5 kg de pentaérythritol fondu sont mélangés avec 7,5 kg de sulfure de calcium jaune. Après l'étape. de mélange, la composition est solidifiée dans des moules, dont les dimensions sont de l'ordre de 200 x 50 x 20 mm, après quoi, les produits résultant du moulage sont mis au contact d'une rape rotative de façon à former des copeaux ayant 0,5 à 3 mm. La composition colorante ainsi obtenue ne s'écoule pas librement mais peut être utilisée avantageusement pour la coloration de poudres et de granulés irréguliers, tels que les régénérats plastiques. Les propriétés de coulabilité insuffisantes du pigment respectif empêchent que se produise une séparation du concentrat. EXEMPLE 2 kg de noir de carbone sont mélangés à 80 kg d'huile de ricin hydrogénée (PF = 84%C) dans un récipient chauffé par circulation d'eau dans une jaquette, après quoi, la composition est passée dans un broyeur à boulet. t 474520 On obtient une composition colorante convenant particulièrement pour la colo- ration de caoutchoucs. EXEMPLE 3 On opère selon la méthode de l'Exemple 2, si ce n'est que 25 kg de noir de carbone sont ajoutés à 75 kg de tétra-stéarate de pentaérythritol, en même temps qu'une substance tensioactive anionique consistant en 0,5 à 1 kg du produit vendu sous la dénomination commerciale de "Ser Ad FA 192 I. On obtient une composition colorante s'écoulant librement, qui est aisément agglomérée de façon satisfaisante dans le caoutchouc. EXEMPLE 4 kg d'un pigment colorant brun sont mélangés à 25 kg d'un mélange formé de 85 parties de tétra-stéarate de pentaérythritol et 15 parties de dioctyl- phtalate. En répartissant finement la composition, on obtient des concentrats colorants excellents, qui conviennent particulièrement pour leur répartition dans des produits cosmétiques. EXEMPLE 5 kg de phtalocyanine sont mélangés à un mélange de 50 kg formé de: * 15 kg de mono-stéarate de pentaérythritol, * 1 kg d'esters d'acide phtalique d'alcools comprenant 4 à 8 atomes de carbone, 20. 30 kg d'hydrocarbures sous la forme de cires, et * 4 kg de savons métalliques. Ces savons métalliques sont formés en parties égales de zinc et de stéarate de calcium. Le mélange ainsi obtenu est,à l'état liquide, pulvérisé dans un récipient cylindrique présentant un diamètre de 6m, une hauteur de 1,20m et comportant un fond conique; l'angle au sommet est d'environ 600C. Un disque rotatif horizontal chauffable est disposé au-dessus du récipient cylindrique selon son axe, et le mélange fondu est alimenté sur ce disque. La force centrifuge, force le liquide vers les bords du disque et ce liquide passe *au travers du disque et s'echappe sous la forme d'un filament ou d'un film, en fonction des propriétés d'écoulement. Les films ou filaments respectifs forment alors des gouttelettes, à partir d'un plan horizontal, et graduellement forment un écran de pulvérisation de plus en plus incliné en fonction de la distance par rapport aux parois du récipient qui deviennent de plus en plus petites. A condition que les contours des sphères ne deviennent pas trop grands la durée de refroidissement pour la solidification complète semble suffisante. k474520 L'extrémité inférieure de l'écran de pulvérisation est forcée vers l'in- térieur à l'aide de moyens d'introduction tangentiels. Le produit obtenu à l'aide du procédé de pulvérisation, solidification, et formation de granules précité une dimension particulaire de l'ordre de 0,2 à 2 mm ainsi qu'une excellente coulabilité et est absolument exempt de poussière. Il convient tout particulièrement pour une dispersion volumétrique et convient parfaitement pour la coloration de produits pulvérulents et masses similaires. Par 1 'addition des esters d'acide phtalique, cires et savons métalli- ques, le caractère d'écoulement du support peut être réglé de façon que, aux températures d'opération basses, on puisse former le mélange liquide, alors que ceci n'est pas possible avec des mélanges ne contenant pas ces esters d'acide phtalique, cires et savons métalliques. Le taux de pigmentation peut être augmenté de 10% par addition de 0,5 kg d'une substance tensioactive non-ionique. EXEMPLE 6 Le mélange obtenu selon l'Exempte 1 est utilisé dans un granulateur à gouttes,, consistant en un rotor cylindrique, présentant quatre comparti- ments de dosage, chaque compartiment étant rempli,par révolution,du mélange fondu, en une quantité telle qu'un coussin d'air se forme audessus d'eux lors de l'exercice d'une certaine surpression. Les compartiments sont séparés les uns des autres, grâce à des parois intérieures cylindriques et au fond plat horizontal du stator. La plaque de fond est pourvue de perforations sur une certaine épaisseur se trouvant en position opposée par rapport au point d'entrée. Comme lors de la révolution on obtien un passage sur les perfortations,le coussin d'air s'expend et provoque le pressage de la pâte au travers des ouver- tures inférieures de chaque compartiment et les pores. Afin d'empêcher une solidification indésirable de la masse fondue, la plaque de fond est chauf- fée par des moyens électriques. Les gouttes, qui sont pressées vers l'exté- rieur, du côté de la paroi inférieure du granulateur, tombent sur un trans- porteur sans fin,en acier inoxydable,refroidi à l'eau, refroidissant et solidifiant les gouttes obtenues qui sont alors amenées dans un récipient. La forme des gouttes varie essentiellement en fonction de la tension super- ficielle, de la densité et de la consistance, et est comprise entre la forme de lentilles et la forme conique. Les particules présentent en général un poids compris entre 100 et 300 mg. k474520 -7 Ces granules semblent convenir parfaitement pour la coloration de produits pulvérulents et de masses cohérentes, tels que des mélanges de résines thermodurcissables. EXEMPLE 7 On répète la méthode décrite dans l'Exemple 2, en utilisant toutefois kg de stearylamide (PF = 99 C) au lieu de 80 kg d'huile de ricin hydro- génée. On obtient une composition présentant d'excellentespropriétés de coulabilité. EXEMPLE 8 On répète l'Exempte 2, si ce n'est que l'on utilise 80 kg de bis- stéarylamide d'éthylène (PF = 143 C) au lieu d'huile de ricin hydrogénée. EXEMPLE 9 On répète la méthode décrite dans l'Exemple 1, en utilisant toutefois 0,1 kg de stearate de calcium et en augmentant la quantité de sulfure de cad- mium jaune à 12 kg. On obtient une excellente composition. EXEMPLE 10 On répète la méthode décrite dans l'Exempte 1, en utilisant toutefois 2,5 kg de phtalate d'alcool ditalgique (PF = 42 C) au lieu de tétra- stéarate de pentaérythritol. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux exemples et modes de mise en oeuvre mentionnés ci-dessus; elle est susceptible de nom- breuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. -474520 REVENDICATIONS 1.- Composition colorante pour la coloration d'articles, obtenue par mé- lange d'au moins un pigment colorant avec un support solide à température am- biante et présentant un point de fusion inférieur à 150 C, cette composition étant caractérisée en ce que le support est un composé organique de formule générale: R5-\ - c -X R3 R4 R1 R2 dans laquelle: a) si X est un radical hydroxyle libre ou estérifié, Ri et R2sont des atomes d'hydrogène, et R3,R4 et R5 représentent un radical hydroxyméthyle estérifié ou non; si X est un radical hydroxyle libre ou estérifié, R2, R3 et R4sont des atomes d'hydrogène, et R5 est unradical alkyle insaturé, tandis que R1 est un radical carboxyalkyle; si X est un groupe NH2, Ri et R2 représentent un groupe =0, et R3 et R4 sont un atome d'hydrogène, tandis que R5 est un radical alkyle saturé. 2.- Composition colorante selon la revendication 1, caractérisée en ce que le support consiste en stéarylamide, éthylêne-bis-stéarylamide, huile de ricin hydrogénée et/ou ester de pentaérythritol. 3.- Composition colorante selon la revendication 1, caractérisée en ce que le support consiste en un monoester ou tétraester de pentaérythritol, de préférence un acide d'un acide gras comprenant 12 à 18 atomes de carbone. - 4.- Compositfon colorante selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractériséeen cequele point de fusion dela composition est compris entre 40 et 145 C et, plus particulièrement, entre 50 et 100 C. 5.- Composition colorante selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le taux de pigmentation de la composition colorante est compris entre 50 et 95% et, plus particulièrement, entre 50 et 85%. 6.- Composition colorante selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les particules colorées sont des particules de pigment. 7.- Composition colorante selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'on utilise en association avec le pigment organique un agent tensioactif anionique. 8.- Composition colorante selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'on utilise en combinaison avec le pigment minéral ou organique une substance tensioactive non-ionique. 9.- Composition colorante selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la composition comprend 0 à 15% d'esters d'acide di- carboxylique aromatique, qui est solide au moins à température ambiante, de préférence des esters d'acide phtalique d'alcools comprenant 4 à 12 atomes de carbone. 10.- Composition colorante selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la composition comprend 0 à 5% de savons métalliques, de préférence de stéarate de calcium, de zinc, de cadmium et/ou de plomb. 11.- Composition colorante selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la composition colorante est mise sous forme de grains, de granules et/ou de gouttelettes solidifiés.