Brevet FR2695937A1 — publié le 19940325

La présente invention concerne des colorants et, plus particulièrement, des solutions de colorants et un procédé pour préparer de telles solutions. La manutention de colorants sous forme de poudre est difficile, en raison de la formation d'une poussière et des risques résultants possibles de toxicité et d'explosion Des considérations tenant à l'hygiène, à la protection de l'environnement et à la sécurité générale rendent souhaitables l'utilisation de solutions de colorants solubles dans des solvants, notamment des solutions des types de colorants potentiellement dangereux parce que comportant des métaux lourds, comme des colorants prémétallisés par du chrome et par du cobalt. Cependant, un problème que l'on rencontre couramment dans le cas de nombreux colorants placés dans un ou des solvants réside dans la difficulté de dissoudre une quantité suffisante du colorant Ce problème a été exacerbé par l'augmentation du souci de protection de l'environnement, ce qui a rendu impératif d'obtenir un niveau élevé de solubilisation du ou des colorant(s). Les présents procédés de préparation de solutions d'un ou plusieurs colorant(s) sont fréquemment médiocres à cet égard. Il vient d'être trouvé que l'on peut obtenir, grâce à un procédé selon l'invention, un taux inhabituel de dissolution de colorants. Selon l'invention, il est fourni un procédé pour la préparation d'une composition liquide, ce procédé comprenant: (i) la soumission d'un gâteau aqueux de filtre-presse d'un colorant soluble dans des solvants à un mélangeage de 3 O délayage dans un liquide miscible à l'eau; et (ii) l'enlèvement, par distillation, de l'eau jusqu'à atteindre une teneur en eau égale ou inférieure à 15 % du poids du mélange. Ce procédé va permettre de façon générale d'obtenir des concentrations en du colorant dissous allant jusqu'à 50 % (de préférence 20 à 50 %) du poids de la composition De façon encore plus préférable, la composition comprend 25 à 50 % de colorant dissous, en poids de la composition totale. On peut utiliser n'importe quel colorant connu en pratique comme étant soluble dans des solvants L'invention fonctionne particulièrement bien lorsque le colorant que l'on utilise est un colorant complexe à 1,2 de métal, plus particulièrement lorsque le métal est choisi parmi le chrome, le cobalt ou l'aluminium ou leurs mélanges De préférence, de tels colorants appartiennent à 1 O la série des colorants azoïques. Des colorants non métallisés et solubles dans des solvants peuvent également servir dans la présente invention, de préférence ceux de la série de l'anthraquinone. Voici des exemples typiques de colorants utili sables: 1 5 le noir pour solvant C I Solvent Black 45 (C.I:Colour Index) le colorant bleu C I Solvent Blue 44 le colorant brun C I Solvent Brown 28 le colorant violet C I Acid Violet 66 le colorant rouge C I Solvent Red 8 le colorant rouge C I Solvent Red 91 le colorant rouge C I Solvent Red 92 le colorant rouge C I Solvent Red 127 le colorant rouge C I Solvent Red 124 le colorant rouge C I solvent Red 89 le colorant rouge C I Solvent Red 90:1 le colorant orange C I Solvent Orange 41 le colorant orange C I Solvent Orange 62 le colorant jaune C I Solvent Yellow 83 3 O le colorant jaune C I Solvent Yellow 62 le colorant jaune C I Solvent Yellow 48 le colorant jaune C I Solvent Yellow 79 le colorant jaune C I Solvent Yellow 83:1, et le colorant bleu C I Solvent Blue 45 (non métallisé) Des colorants comportant de l'aluminium et pouvant etre dissous dans un solvant conviennent également bien pour servir dans la présente invention, tels qu'on les indique par exemple dans la demande de brevet britannique publiée sous le N GB-A-2 259 305, à laquelle on pourra se référer et dont le contenu est incorporé ici par référence et Voici des colorants encore plus préférés que l'on utilise dans l'invention À le colorant noir C I Solvent Black 45 le colorant bleu C I Solvent Blue 44 1 O le colorant brun C I Solvent Brown 28 le colorant violet C I Acid Violet 66 À le colorant orange C I Solvent Orange 41 le colorant rouge C I Solvent Red 8 le colorant rouge C I Solvent Red 91 1 5 le colorant rouge C I Solvent Red 92 À le colorant jaune C I Solvent Yellow 62, et À le colorant jaune C I Solvent Yellow 83 N'importe quel solvant miscible à l'eau, et connu en pratique, peut servir dans la présente invention On peut aussi utiliser des mélanges de solvants Des classes typiques de solvants utilisables dans la présente invention sont choisies parmi des solvants aprotiques (comme le diméthylformamide et le diméthylsulfoxyde), des alcanols, des éthers et des cétones Des exemples de solvants convenables comprennent des propylène 2 5 glyclols (notamment le 1 -méthoxy-2-propanol), l'alcool tétrahydrofurfurylique, le diméthyl formamide et le diméthylsulfoxyde Une classe particulièrement préférée de solvants est constituée par les éthers monoalkyliques de dialkylène glycols, plus particulièrement l'éther monométhylique du propylène 3 O glycol et l'éther monométhylique du dipropylène glycol. En outre, selon l'invention, il est fourni une composition liquide de colorant comprenant un colorant soluble dans un ou des solvants et un solvant organique miscible à l'eau, la composition comprenant plus de 20 (habituellement plus de 25 % et 3 5 de préférence plus de 30 %) en poids de colorant dissous. De préférence, dans une telle composition, il y a présence d'au moins 2 %, de préférence 2 à 15 %, mieux 2 à 10 % et encore mieux 5 à 10 % en poids d'eau. De préférence, la concentration du colorant dans une composition liquide de colorant(s) selon l'invention va de 20 à 50 %, mieux de 25 à 50 % de colorant, en poids de la composition à obtenir Encore mieux, la composition comprend 25 à 50 % de colorant dissous, en poids de la composition totale. Encore selon l'invention, il est fourni un procédé pour préparer une composition liquide d'un colorant dans un solvant, le procédé comprenant: a) la soumission d'un gâteau aqueux de filtre-presse du colorant à un mélangeage de délayage dans un solvant (cela peut être réalisé tout simplement en brisant le gâteau de filtre-presse en des fragments de taille convenable et en les agitant dans le solvant); et (b) l'élévation de la température du mélange jusqu'à une température à laquelle l'eau et un peu de solvant partent facilement par distillation, jusqu'à ce que la teneur en eau du mélange chute au-dessous de 15 %:(la température optimale va varier selon le solvant et selon la quantité d'eau présente, mais une température typique est de 98 à 102 'C (lorsque le solvant est l'éther monométhylique du dipropylène glycol). Un gâteau aqueux typique de filtre-presse présente une teneur en eau comprise entre 30-40 % et 60 % en poids On préfère que la teneur finale en eau se situe entre 2 et 10 %, mieux entre 5 et 10 % Il n'est pas souhaitable d'abaisser la teneur en eau à une valeur inférieure à 2 %, parce que la solubilité du colorant chute alors (il est essentiel d'avoir la présence de plus de O % d'eau). La composition liquide résultante du ou des colorant(s) soluble(s) dans un solvant est une composition dont la manutention est facile et commode et dans laquelle la teneur en du ou en des colorant(s) dissous est nettement supérieure à la teneur 3 5 des compositioons liquides antérieures de colorants solubles dans des solvants Cela signifie que l'on peut effectuer des teintures à une profondeur particulière de teinte en utilisant une moindre quantité d'une composition liquide selon la présente invention que celle d'une composition liquide, admise en pratique, d'un ou plusieurs colorant(s) solubles dans un solvant Les exigences concernant la teneur en des matières organiques volatiles peuvent donc être bien plus facilement satisfaites. Les compositions selon l'invention sont particulièrement utiles pour teindre du cuir et du polyester, des acétates de cellulose (par exemple du 21/2 et du 3-acétate de cellulose) et de la cellulose régénérée (en particulier des acétates de cellulose (par exemple 21/2 et 3) et de la cellulose régénérée teinte dans la masse (solubilisée)) et des laques et vernis, comme des vernis cellulosiques. L'invention va maintenant être illustrée par les exemples suivants, dans lesquels toutes les parties et tous les pourcentages sont en poids, sauf indication du contraire. EXEMPLE 1 On peut préparer comme suit une solutiuon du colorant jaune C I Solvent Yellow 62 dans de l'éther monométhylique du dipropylène glycol La solution contient environ 40 % en poids de colorant. Dans un réacteur équipé d'un agitateur, d'un dispositif de chauffage et d'une colonne de distillation, on place 1500 parties d'éther monométhylique du dipropylène glycol (que l'on désigne ci- après comme étant le "solvant glycol") et l'on chauffe ce solvant glycol à 60 'C On ajoute progressivement, tout en agitant, au solvant glycol 1718 parties d'un gâteau aqueux de filtre-presse du colorant jaune C I Solvent Yellow 62 ( 58,2 % en poids de colorant). On chauffe ce mélange à 100-110 'C tout en l'agitant, et l'on distille le mélange à 98-102 'C pour enlever l'eau, avec au total enlèvement de 734 parties Le distillat consiste en environ 90 % d'eau et 10 % de solvant Une solution d'un brun foncé demeure dans le réacteur et elle contient 40 % de colorant, 56 % de solvant et 4 % d'eau. EXEMPLES 2 à 6 On répète l'exemple 1, en remplaçant le solvant jaune- C.I Solvent Yellow 62 par le même poids des colorants suivants Exemple 2: Colorant jaune C I Solvent Yellow 83 Exemple 3: Colorant orange C I Solvent Orange 41 Exemple 4: Colorant rouge C I Solvent Red 92 Exemple 5: Colorant rouge C I Solvent Red 91 Exemple 6: Colorant bleu C I Solvent Blue 45 Dans chaque cas, le résultat obtenu est une solution de 1 O couleur foncée du colorant présentant une teneur en colorant égale ou supérieure à 40 %. EXEMPLE 7 On répète l'exemple 1, en remplaçant le colorant jaune C.I Solvent Yellow 62 par le même poids d'un colorant répondant à la formule: H C 0 H 3 C 2 =N 5 HC CH 3 ' H H 5 CH 3 (composé selon l'exemple 5 du brevet britannique publié sous le N 3 O GB-A-2 259 305). I 1 en résulte une solution de couleur foncée du colorant, qui a une teneur en colorant égale ou supérieure à 40 %. CH 2 HN "s ' (composé selon l'exemple 5 du brevet britannique publié sous le N O GB-A-2 259 305). Il en résulte une solution de couleur foncée du colorant, qui a une teneur en colorant égale ou supérieure à 40 %o. EXEMPLES 8 à 10 On répète l'exemple 7, en remplaçant le colorant de- l'exemple 5 du brevet GB-A-2 259 305 par le même poids des colorants suivants: N CH 3 % H 3 C CH 3 H 2 N+NH 2 H 3 C CH, N o 0. CH 3 HN S. CH 3 4- %- Exemple 9 CH 3 1 CH 3 H' H 3 C o NH Exemple 10 S HN ' HN N: ' N -z H-NC CH 3 0 o H O 2 N-N 2 Co Na' CH 3 H 2 CH 3 c O O CH 3 O O H 3 C CH 3 NHH 2 N 3 O' 1 %N:N 4 0 5 % 4 50 X Chacun des exemples 1 à 10 peut être répété en remplaçant le solvant, l'éther monométhylique du dipropylène glycol, par 1500 parties d'éther monométhylique du propylène glycol. EXEMPLE D'APPLICATION On délaye 18 parties du concentré de colorant de l'exemple 1 par agitation dans 100 parties d'un vernis nitrocellulosique préparé à partir de 18,8 % de "Nitrocellulose A 15 " ( sous forme de flocs blancs mouillés par 35 % d'isopropanol), 6,3 % d'un polymère d'ester butylique de l'acide acrylique, qui est une résine plastifiante ("Acronal 4 F" de BASF), 3,3 % de phosphate de diphényloctyle, qui est un assouplissant ou plastifiant ("Santiser 141 " de Monsanto), ,0 % de méthoxy propanol ("Dowanol PM" de Dow 3 O Chemical), ,0 % d'éthoxypropanol, 41,6 % d'éthanol et ,0 % d'acétate d'éthyle. La solubilité est bonne. Avec une lame de 25 mm, on place une pellicule humide de cette composition de laque sur une feuille mince d'aluminium, et l'on sèche la laque durant 4 heures à 130 'C Il en résulte un revêtement par de la laque jaune rougeâtre ayant de bonnes propriétés de solidité à la lumière et à la migration. On répète l'exemple d'application en utilisant 10 à 25 parties (notamment 15 parties) de l'un quelconque des concentrés de colorant(s) des exemples 2 à 10 à la place du concentré de l'exemple 1. REVENDICATIONS 1 Composition liquide de colorant, comprenant un colorant soluble dans un solvant et un solvant organique miscible à l'eau, composition caractérisée en ce qu'elle comprend plus de 20 % en poids de colorant dissous. 2 Composition liquide de colorant selon la revendication 1, caractérisée en ce que il y a présence d'au moins 2 à 15 % en poids d'eau. 3 Composition liquide de colorant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la concentration du colorant dans la composition liquide de colorant selon l'invention va de 20 à 50 %. 4 Composition liquide de colorant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que 1 5 le colorant est choisi parmi: le noir pour solvant C I Solvent Black 45 (C.I:Colour Index) le colorant bleu C I Solvent Blue 44 le colorant brun C I Solvent Brown 28 le colorant violet C I Acid Violet 66 le colorant rouge C I Solvent Red 8 le colorant rouge C I Solvent Red 91 le colorant rouge C I Solvent Red 92 le colorant rouge C I Solvent Red 127 le colorant rouge C I Solvent Red 124 le colorant rouge C I solvent Red 89 le colorant -rouge C I Solvent Red 90:1 le colorant orange C I Solvent Orange 41 le colorant orange C I Solvent Orange 62 3 O le colorant jaune C I Solvent Yellow 83 le colorant jaune C I Solvent Yellow 62 le colorant jaune C I Solvent Yellow 48 le colorant jaune C I Solvent Yellow 79 le colorant jaune C I Solvent Yellow 83:1, et 3 5 le colorant bleu C I Solvent Blue 45 (non métallisé) 1 1 Procédé de préparation d'une composition liquide de colorant, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: i) mélangeage d'un gâteau aqueux de filtre-presse d'un colorant soluble dans un solvant que l'on délaye dans un liquide miscible à l'eau, et ii) départ, par distillation, de l'eau jusqu'à atteindre une teneur en eau égale ou inférieure à 15 % du poids du mélange. 6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les colorants utilisés sont choisis parmi le noir pour solvant C I Solvent Black 45 (C.I:Colour Index) le colorant bleu C I Solvent Blue 44 le colorant brun C I Solvent Brown 28 le colorant violet C I Acid Violet 66 1 5 le colorant rouge C I Solvent Red 8 le colorant rouge C I Solvent Red 91 le colorant rouge C I Solvent Red 92 le colorant rouge C I Solvent Red 127 le colorant rouge C I Solvent Red 124 le colorant rouge C I solvent Red 89 le colorant rouge C I Solvent Red 90:1 le colorant orange C I Solvent Orange 41 le colorant orange C I Solvent Orange 62 le colorant jaune C I Solvent Yellow 83 le colorant jaune C I Solvent Yellow 62 le colorant jaune C I Solvent Yellow 48 le colorant jaune C I Solvent Yellow 79 le colorant jaune C I Solvent Yellow 83:1, et le colorant bleu C I Solvent Blue 45 (non métallisé) 3 O 7 Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le solvant miscible à l'eau est choisi parmi des solvants aprotiques (comme le diméthylformamide et le diméthylsulfoxyde), des alcanols, des éthers et des cétones. 8 Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le solvant miscible à l'eau est choisi parmi des propylène glycols (notamment le 1-méthoxy-2- propanol), l'alcool tétrahydro furfurylique, le diméthylformamide et le diméthylsulfoxyde. 9 Procédé pour préparer une composition liquide d'un colorant soluble dans un solvant, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à: (a) délayer par mélangeage un gâteau aqueux de filtre-presse du colorant dans un solvant; et (b) élever la température du mélange jusqu'à une température à laquelle l'eau part facilement par distillation, jusqu'à ce que la teneur en eau du mélange chute au-dessous de 15 %. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le gâteau aqueux de filtre-presse présente une teneur en eau comprise entre 40 et 60 % en poids et la teneur finale en eau est de 2 à 10 %.