Brevet FR2662702A1 — publié le 19911206

PROCEDE POUR L'OBTENTION D'UNE COMPOSITION A BASE DE PIGMENT METALLIQUE SANS ODEUR La présente invention concerne un procédé pour la production d'une composition contenant en tant que composant essentiel un pigment métallique tel qu'une poudre d'aluminium. Lorsque l'on broye diverses sortes de métaux utilisés comme pigments métalliques, plus ils sont finement broyés et plus leur surface spécifique est grande et, de ce fait, l'oxydation de leur surface dans l'atmosphère est plus active Ceci peut exposer certains métaux (tel que l'aluminium) au danger d'inflammation ou d'élévation en tem- pérature Pour cette raison, le procédé à sec fut utilisé pour le broyage dans le passé Mais, récemment le procédé humide est de plus en plus utilisé. Le broyage du type humide est effectué dans un solvant huileux ayant un point d'inflammation ou d'éclair élevé En tant qu'aides au broyage, on a utilisé diverses sortes d'acides gras et d'esters, des amines aliphatiques et des alcools De façon typique, lorsque l'on doit broyer finement des pigments métalliques, ils sont habituellement utilisés dans un état humide car ils sont dangereux même lors de leur utilisation De même, du fait que certains d'entre eux sont accompagnés des odeurs des solvants et des aides lors du broyage, ils sont quelquefois séchés dans un état pulvérulent dans un état humide Mais en raison du fait que ce procédé constitue un danger considérable il n'est dont pas communément utilisé Des tentatives ont été faites pour déodoriser les solvants utilisés au cours d'un broyage -2humide ou d'utiliser des aides ayant moins d'odeur Mais le pigment ainsi fabriqué n'est pas satisfaisant quant au lustrage et à la couleur et il est trop onéreux à utiliser. Dès lors, un pigment métallique finement pulvérulent produit par le procédé humide fut utilisé dans un état humide Comme un tel pigment contient diverses sortes d'aides au broyage, il dégage une odeur spécifique qui fut un obstacle à une plus grande application des pigments. La présente invention a pour objet de fournir un procédé pour produire une composition de pigment métallique ayant un degré d'odeur réduit. Selon la présente invention, le pigment métallique broyé par un procédé humide est mélangé dans une résine thermoplastique fondue pour vaporiser tous les additifs du pigment métallique par le chauffage de la résine fondue de manière à obtenir une composition de pigment métallique. Selon la présente invention, après également séchage jusqu'à une haute teneur en matière sèche ou solide, le pig- ment métallique broyé par le procédé humide est mélangé à une résine thermoplastique fondue pour obtenir une composi- tion de pigment métallique. Un pigment métallique obtenu par le procédé humide est mélangé dans une résine thermoplastique fondue à la chaleur La chaleur de la résine sert à vaporiser tous les additifs qui restent dans le pigment métallique De plus, la résine thermoplastique couvre la surface des particules du pigment métallique de manière ainsi à empêcher l'oxydation et à réaliser une protection de la surface De plus, en séchant le pigment métallique préparé par le procédé humide pour avoir d'abord une teneur élevée en matière solide, on peut éliminer son odeur plus efficacement. Dans le procédé humide, le broyage est effectué dans un solvant huileux tout en ajoutant diverses sortes d'acides gras, d'esters et d'alcools en tant qu'aides au broyage La teneur solide à la fin du broyage est de 20 à 50 % en poids. -3- Le matériau ainsi obtenu peut être directement mélangé dans une résine thermoplastique fondue Mais, le procédé suivant est préférable Typiquement les solvants huileux sont extraits du pigment dans un état boueux ou pâteux par diverses méthodes de séchage, par exemple en utilisant un filtre à presse ou un séchoir sous vide jusqu'à ce que la teneur solide augmente et soit comprise entre 50 et 99 % en poids Une telle teneur solide est la valeur la plus grande dans le domaine permissible du point de vue de la sécurité lors de la manipulation des pigments. Le pigment devra, de préférence, être lavé tout d'abord avec un solvant propre avant le séchage par un filtre à presse ou un séchoir sous vide. Ensuite, le pigment métallique est mélangé dans une résine thermoplastique fondue pour vaporiser les additifs restants La résine thermoplastique est fondue à la chaleur sans solvant et est mélangée avec le pigment métallique sous agitation de façon à vaporiser les solvants et les aides A cet effet, la viscosité lorsqu'elle est fondue à la chaleur devra être aussi basse que possible Le point de fusion devra être aussi bas que possible du point de vue de l'apti- tude au façonnage Mais, dans le but de vaporiser les solvants et les aides, la température doit être amenée à un certain degré La résine utilisée doit satisfaire à ces exigences et de plus doit être appropriée pour l'application d'un pigment métallique Le choix de la résine doit donc prendre en considération ces exigences Par exemple, lorsqu'on utilise un pigment métallique pour un film dans un matériau sous forme de film de polyéthylène ou de film de polypropylène utilisé pour des sacs bons marché, on préfère utiliser un polyéthylène à faible poids moléculaire (tel que le HIWAX de MITSUI PETROCHEMICAL INDUSTRIES, LID, BASF WAX de BASF A G, SANWAX-P de SANYO KASEI CHEMICAL INDUSTRIES LTD) et un polypropylène à faible poids moléculaire (tel que VISCOL de SANYO CHEMICAL) Lorsque la résine est utilisée -4- pour une peinture métallique et un pigment pour encre, on préfère une résine terpène hydrogénée (telle que CLEARON de YASUHARA YUSHI KOGYO CO LTD) ou un hydrocarbone cycloali- phatique saturé (tel que ARKON de ARAKAMA KAGAKU KOGYO K K). Le taux de mélange d'une telle résine thermoplastique au pigment métallique est de préférence de à 95 % en poids dans la matière solide Lorsque le taux est de 95 % en poids ou plus, la teneur en résine est excessive et devient alors non économique Lorsque le taux est de 20 % ou moins, l'effet d'addition ne sera pas suffisant. En mélangeant un pigment métallique dans une résine thermoplastique fondue et en les malaxant ensemble sous pression réduite, la vaporisation des additifs est renforcée Ceci sert ensuite à réduire l'odeur de la compo- sition de pigment métallique. Les odeurs résiduelles sont éliminées du pigment métallique sous forme de pâte produite par le procédé de broyage conventionnel du type humide lorsqu'il est utilisé dans des films plastiques ou diverses sortes de peintures et d'encres, en l'ajoutant à une résine thermoplastique fondue. Le mélange du pigment métallique et de résine thermo- plastique fondue peut être effectué par divers procédés qui sont appropriés à un usage ultérieur De façon typique, lorsqu'on le forme dans un produit plastique, il est préfé- rable de le réaliser sous forme de granules Dans ce cas, l'étape de durcissement par refroidissement à partir de l'état fondu à la chaleur peut être effectuée en utilisant un granulateur Mais dans le but d'empêcher une variation des dimensions des particules due à un nouveau broyage du pigment métallique, un granulateur par extrusion du type à rouleau devra être utilisé sans qu'aucune force de cisaillement ne soit appliquée même lorsque le pigment est mélangé avec la résine thermoplastique fondue. -5- Lorsqu'un pigment est utilisé dans une peinture à encre, après qu'on ait réalisé le mélange de la résine thermoplastique et du pigment comprenant des additifs huileux, les aides ayant été enlevées, il peut être utilisé sans aucun problème sous la forme d'une pâte ou d'une dispersion dans un solvant organique tel que le toluène, le xylène, l'isopropanol ou N-butanol qui est approprié pour un usage ultérieur. Dans des applications similaires, lorsqu'un mélange avec une résine aqueuse est envisagé, la pâte ou la dispersion mentionnée précédemment peut être dispersée dans l'eau facilement en ajoutant diverses sortes d'agents d'émulsion et d'activation de surface et en les agitant ensemble. La présente invention est décrite ci-dessous en référence aux exemples suivants et aux exemples comparatifs. Exemple 1. 400 g de HIWAX 420 P (poids moyen moléculaire 4 000, de MITSUI PETROCHEMICAL) furent introduits dans un malaxeur à double arbre verticaux du type étanche ayant une capacité de 2 litres et fondus par chauffage à 120 e C Ensuite, 923 g d'ALPASTE 200 M (teneur en aluminium: 65 %, acide stéarique: 2,5 %, le reste du minéral spirit, de Toyo Aluminium K K) furent ajoutés et malaxés ensemble uniformément Après avoir réduit la pression à 10 mm Hg, le matériau fut chauffé pendant 1 h à la même température tout en malaxant pour vaporiser les solvants huileux La composition ainsi obtenue fut extraite du malaxeur, refroidie à la température ambiante, et granulée avec un granulateur à extrusion du type à rouleau Les granules contenaient 60 % d'aluminium avec une teneur en additif huileux résiduel (minerai spirit) de 0,02 % 17 g de granules furent ensuite mélangées à 1 690 g de SUMIKATHENE 705 (polyéthylène de SUMITO CHEMICAL CO. LIMITED) et un film de 50 micromètres d'épaisseur fut réalisé par la méthode de gonflement. Le film contenait 0,5 % d'aluminium avec une teneur en additif huileux résiduel de 0,07 % De plus, les résultats d'un examen organoleptique par des experts ont révélé que l'odeur spécifique de la pâte d'alumium était minimun et que la nuance de couleur était blanchâtre. Exemple comparatif 1. 620 g d'ALPASTE 200 M furent ajoutés à 600 g de SUMIKATHENE 705 fondus à 180 C et mélangés ensemble pendant 1 h par la méthode à trois rouleaux, une des méthodes de malaxage usuelles. Ensuite le mélange fut extrait et refroidi à la température ambiante 500 g de la composition ainsi réalisée furent mélangés à 500 g de SUMIKATHENE 705 puis extrudés et granulés La teneur en additif huileux résiduelle était de 0,05 % 38 g de granules furent mélangés avec 1462 g de SUMIKATHENE 705 et le mélange fut utilisé pour l'obtention d'un film de 50 micromètres d'épaisseur par la méthode de gonflement. Le film contenait 0,5 % d'aluminium avec une teneur d'additif huileux résiduel de 0,015 % Il avait une odeur spécifique de pâte d'aluminium et la nuance de couleur était noirâtre. Exemple 2. 600 g de HIWAX 420 P furent introduits dans un malaxeur étanche à double arbre verticaux du type étanche ayant une capacité de deux litres chauffés à 120 C 400 g de fines particules de dioxyde de titanium M-T 500 B (de TAYCA CORPORATION, surface spécifique 30 à 50 m 2/gramme) furent ajoutés Après malaxage pendant une heure, le matériau fut refroidi à température ambiante en vue de la granulation. De plus, de l'ALPASTE MG 1000 (teneur en aluminium %, acide oléique 2 %, le reste du mineral spirit, de TOYO ALUMINIUM K K) fut utilisé pour préparer des granules con- -6- -7- tenant de 1 'HIWAX 420 P de la même manière que dans l'exem- ple 1. g des granules anciens et 17 g des derniers granules ont été mélangés avec 933 g de SUMIKATHENE 705 et le mélange fut utilisé pour réaliser un film de 100 micro- mètres d'épaisseur par la méthode de gonflement Le film avait une petite odeur spécifique de pâte d'aluminium et sa nuance de couleur était perle métallique avec de fines particules de dioxyde de titanium uniformément dispersées. Exemple 3. 400 g de CLEARON (de YASUHARA YUSHI KOKYO) furent fondus à 70 C dans le même malaxeur que celui utilisé dans l'exemple 1 et on ajouta 923 grammes d'ALPASTE 230 M (teneur en aluminium 70 %, acide stéarique 20 %, le reste mineral spirit de TOYO ALUMINIUM K K) Ce matériau fut chauffé à C après avoir réduit la pression à 10 mm Hg et malaxé pendant 2 heures à la même température pour vaporiser les additifs huileux qu'il contenait Ensuite, le mélange fut refroidi et durci Au mélange solide ainsi obtenu 700 g de xylène furent ajoutés et malaxés ensemble dans un état pâteux La pâte mixée ainsi obtenu contenait 35 % d'alumi- nium et une teneur solide de 58 % 57 g de la pâte furent mélangés à 100 g de MEDIUM TF-800 (résine polyamide-nitrocellulose, teneur solide 20 %, de DAINIPPON INK et CHEMICAL INC) pour préparer de l'encre d'argent Les résultats de l'examen organoleptique ont révélé que l'encre avait une petite odeur spécifique de pâte d'aluminium. Exemple 4. 400 g de HIWAX 420 P (poids moyen moléculaire 4000, de MITSUI PETROCHEMICAL) furent introduits dans un malaxeur vertical à double arbre ayant une capacité de deux litres et après fusion par chauffage à 120 C, on a ajouté 923 g d'ALPASTE 200 M (teneur en aluminium 65 %, acide stéarique 2,5 %, le reste du mineral spirit, de TOYO ALUMINIUM K K) -8- et on mélangea l'ensemble uniformément Le mélange fut ensuite chauffé tout en malaxant pendant 4 heures à la même température pour vaporiser ses additifs huileux La composition ainsi obtenue fut extraite du malaxeur et refroidie à la température ambiante Ensuite, elle fut granulée au moyen d'un granulateur par extrusion du type à rouleau Les granules contenaient 60 % d'aluminium avec une teneur en solvant résiduel (mineral spirit) de 0,03 % 17 g de granules furent mélangés à 1 690 g de SUMIKATHENE 705 (polyéthylène de SUMITOMO CHEMICAL) et le mélange fut utilisé pour réaliser un film de 50 micromètres d'épaisseur par la méthode de gonflement. Le film contenait 0,5 % d'aluminium avec une teneur en lubrifiant résiduel de 0,008 % Les résultats de l'examen organoleptique par des experts, ont révélé qu'il avait une petite odeur spécifique de pâte d'aluminium et que la nuance de couleur était blanchâtre. Exemple comparatif 2. 31 g d'ALPASTE 230 T (teneur aluminium 70 %, acide stéarique 2 %, mineral spirit 5 %, le reste: toluène, de TOYO ALUMINIUM) furent mélangés à 100 g de MEDIUM TF-800 pour préparer une encre argent L'encre ainsi obtenue avait une légère odeur spécifique de pâte d'aluminium. REVENDICATIONS 1 Procédé pour produire une composition de pigment métallique sans odeur, caractérisé en ce qu'il consiste à broyer un pigment métallique par une méthode humide et à mélanger ledit pigment métallique dans une résine thermoplastique fondue pour vaporiser tous les additifs contenus dans ledit pigment métallique au moyen d'un chauffage de ladite résine thermoplastique fondue. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pigment métallique est séché jusqu'à ce que la teneur solide soit entre 50 et 99 % en poids avant d'être mélangé dans ladite résine thermoplastique fondue. 9-