Brevet FR2792322A1 — publié le 20001020

PROCEDE DE FIXATION SUR DES PARTICULES MINERALES, EN PARTICULIER TALC, MICA OU PYROPHYLLITE, DE MOLECULES ORGANIQUES DE TYPE QUINONIQUE OU INDOLIQUE, NOTAMMENT MOLECULES DE COLORANT ORGANIQUE L'invention concerne un procédé de fixation sur des particules minérales (en particulier talc, mica ou pyrophyllite) de molécules organiques de type quinonique ou indolique. Elle permet en particulier d'obtenir une coloration des particules minérales en fixant sur celles-ci un colorant organique de type quinonique 1o ou indolique. Elle permet dans un autre type d'application de fixer sur les particules minérales, des molécules organiques de type quinonique ou indolique présentant une fonction de protection de l'épiderme contre les rayonnements ultraviolets en vue de réaliser des produits dermatologiques ou cosmétiques. Un des moyens classiques pour colorer une poudre minérale, notamment du talc, consiste à mélanger à celle-ci une poudre de colorant et à rendre le mélange homogène. Toutefois les deux composés restent séparés et indépendants de sorte que le comportement des particules de l'un et de l'autre peut différer dans certaines circonstances. Ainsi dans les produits de maquillage, on constate au contact des muqueuses une migration des particules de colorants qui peuvent affecter et irriter ces muqueuses. On a proposé dans le brevet EP 0 565 417 de "coupler" un dérivé indolique et un dérivé quinonique en présence d'une charge minérale en vue de réaliser une réaction conduisant à des particules colorées pouvant servir de pigment. Toutefois le procédé proposé est complexe et nécessite l'utilisation de deux types de molécules organiques réactives l'une vis-à-vis de l'autre: dérivé indolique et dérivé quinonique. La présente invention se propose de fournir un nouveau procédé de fixation sur des particules minérales, en particulier de talc, mica ou pyrophyllite, de molécules organiques de type quinonique ou indolique. Elle a pour objectif de fournir un procédé simple, permettant de fixer sur les particules minérales un seul type de molécule. Par "talc", on désigne le silicate de magnésium hydraté ou tout mélange de phyllosilicate contenant ce composé. Par "mica", on désigne les micas alumineux tels les muscovites, les micas magnésiens tels que les phlogopites ainsi que les illites alumineuses ou magnésiennes dérivant des minéraux précédents. Par "pyrophyllite", on désigne le silicate d'aluminium hydraté, parfois aussi dénommé "agalmatolite", ou tout mélange de silicate contenant ce composé. Dans tous les cas, ces espèces naturelles peuvent contenir des minéraux associés. Le procédé de fixation conforme à l'invention se caractérise en ce que (a) on solubilise les molécules organiques de type quinonique ou indolique dans un milieu aqueux réducteur, (b) on ajoute audit milieu les particules minérales, (c) on précipite les molécules organiques par oxydation de celles-ci dans ledit milieu et (d) on sépare la phase solide de la phase liquide en vue d'obtenir des particules composites minéral/molécules organiques. A l'issue du procédé, on obtient des particules composites minéral/molécules organiques qui présentent une grande stabilité et pour lesquelles la fixation est irréversible (dans la plupart des conditions habituelles d'utilisation de ce type de produit). Ainsi des essais de dissociation au moyen de solvants organiques de polarités différentes (acétone, éthanol, heptane, acétate de butyle...) n'ont pas permis de rompre la fixation minéral/molécules organiques. Il faut souligner que le procédé ne nécessite pas l'utilisation de couples de molécules réactives l'une vis-à-vis de l'autre, de sorte que son champs d'application n'est pas limité par cette exigence du brevet européen sus-évoqué. Selon un mode de mise en oeuvre avantageux, l'on solubilise les molécules organiques dans un milieu aqueux rendu réducteur par addition d'un hydrogéno-sulfite et élévation du pH du milieu par ajout d'une base. La température est de préférence portée à une valeur comprise entre 50 o et 60 pour favoriser la solubilisation et en augmenter la cinétique. Les particules minérales sont avantageusement dispersées dans le milieu par agitation. La précipitation peut ensuite être obtenue, après avoir laissé quelques minutes les particules minérales et les molécules dans le milieu aqueux, par oxydation en particulier grâce à une addition d'eau oxygénée dans le milieu ou à une diffusion d'air ambiant (ou éventuellement d'oxygène) dans ledit milieu aqueux. La séparation de la phase solide et de la phase liquide peut ensuite être obtenue par des opérations classiques de filtration et de séchage. Le procédé de l'invention est ainsi de mise en oeuvre très simple, ne comportant que des opérations courantes, peu onéreuses. Il peut en particulier être appliqué pour colorer des particules de talc, ou mica, ou pyrophyllite, en utilisant comme molécules organiques un colorant organique de type quinonique ou indolique dont la forme réduite est soluble en milieu aqueux. On obtient des particules composites de talc, mica ou pyrophyllite colorées, pour lesquelles il n'existe aucun risque de dissociation et donc aucun risque de migration ou diffusion des molécules organiques colorantes puisque celles-ci sont directement fixées sur les particules minérales. Dans cette application, la proportion pondérale relative de colorant solubilisé dans le milieu aqueux par rapport au talc, mica ou pyrophyllite ajouté est sensiblement comprise entre 0,05 % et 2 %. Les exemples qui suivent illustrent le procédé de l'invention et les caractéristiques des produits obtenus. EXEMPLES 1-3: Procédé de préparation de talc coloré au moyen de trois colorants différents. Dans un ballon de 500 cm3 sous agitation, on introduit 250 cm3 d'eau distillée et 1 g du colorant indiqué dans le tableau, puis on chauffe à la température de 50-60 C. A cette température, on ajoute de la soude (5 cm3) et 0,6 g d'hydrogénosulfite de sodium, on laisse réagir jusqu'au changement de couleur (réduction du colorant) pendant une durée de l'ordre de quelques minutes. Le talc utilisé dans cet exemple est un talc standard (talc pur à 98 %) de diamètre moyen D50 de 15 microns et de diamètre de coupure D95 de microns. On ajoute 100 g de talc dans le milieu, on laisse réagir une dizaine de minutes, puis on complète la réaction d'oxydation par l'addition d'eau oxygénée (2 à 3 cm3 à 30 %), on laisse réagir quelques minutes, on filtre le mélange final sur buchner, puis on lave à l'eau chaude (30/40 C). Le talc coloré ainsi préparé est séché à l'étuve (12 h, 120 C). Les produits ainsi préparés sont caractérisés d'un point de vue colorimétrique suivant le système Hunter Lab (L, a, b): - composante L: caractérise la blancheur et l'intensité lumineuse, - composante a: négative, caractérise la couleur verte, - positive, caractérise la couleur rouge, - composante b: - négative, caractérise la couleur bleue, positive, caractérise la couleur jaune, Résultats Produits L a b Exemple Talc sans colorant 94,7 - 0, 89 - 0,24 comparatif Exemple 1 Talc coloré au bleu Indanthren 57,8 - 5,05 -21,92 ("Colloisol CLF" , BASF) Exemple 2 Talc coloré au rouge Indanthren 60,7 32,0 - 0,34 ("Colloisol FBB" , BASF) Exemple 3 Talc coloré au jaune Indanthren 91,6 - 4,5 + 35,5 ("Colloisol SGF" , BASF) Une coloration nette du talc est observée quel que soit le colorant utilisé. La tenue du colorant du talc ainsi préparé est étudiée en soumettant celui-ci à des extractions classiques du type Kumagawa avec les solvants suivants: acétone, éthanol, N-heptane, acétate de butyle. Les composantes L, a, b sont mesurées après ces extractions Produits L a b Exemple Talc sans colorant 94,7 - 0,89 - 0,24 comparatif Exemple 1 Talc coloré au bleu Indanthren 57,8 -5,05 -21,92 ("Colloisol CLF" , BASF) Exemple 2 Talc coloré au rouge Indanthren 60,7 32,0 - 0,34 ("Colloisol FBB" , BASF) Exemple 3 Talc coloré au jaune Indanthren 91,6 - 4,5 + 35,5 ("Colloisol SGF" , BASF) Les valeurs colorimétriques avant et après extraction sont identiques. Les colorants sont parfaitement fixés sur le talc. EXEMPLES 4-8: Mise en évidence de l'influence de la concentration en colorant. Le procédé est mis en oeuvre de façon identique à l'exemple 1. g de talc sont traités et le colorant est du bleu Indanthren ("Colloisol CLF" , BASF). La quantité de réducteur (hydrogénosulfite de sodium) est ajustée en fonction de la proportion de colorant conformément au tableau ci-après: Colorant (g) Hydrogénosulfite (g) Exemple 4 0,05 0,03 Exemple 5 0,1 0,06 Exemple 6 0,5 0,3 Exemple 7 1,0 0,6 Exemple 8 3,0 1,8 Résultats Bleu ("Colloisol CLF" (), BASF) Colorant (%) L a b Exemple Talc sans 94,7 - 0,89 - 0,24 comparatif colorant Exemple 4 0,05 86,4 - 3,07 - 7,44 Exemple 5 0,1 81,7 - 4,3 -10,36 Exemple 6 0,5 65,4 - 7,7 - 19,4 Exemple 7 1,0 57,8 - 5,05 -21,92 Exemple 8 3,0 47,58 - 2,52 - 21,01 L'intensité de la coloration est directement liée à la proportion de colorant par rapport au talc. Au-delà de 1%, la variation s'atténue fortement. REVENDICATIONS 1/- Procédé de fixation sur des particules minérales, en particulier talc, mica ou pyrophyllite, de molécules organiques de type quinonique ou indolique, caractérisé en ce que (a) on solubilise lesdites molécules organiques dans un milieu aqueux réducteur, (b) on ajoute audit milieu les particules minérales, (c) on précipite les molécules organiques par oxydation de celles-ci dans ledit milieu et (d) on sépare la phase solide de la phase liquide en vue d'obtenir des particules composites minéral/molécules organiques. 2/- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que (a) on solubilise les molécules organiques dans un milieu aqueux rendu réducteur par addition d'un hydrogéno-sulfite et élévation du pH du milieu par ajout d'une base. 3/- Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel (b) on ajoute les particules minérales au milieu aqueux réducteur et on disperse celles-ci dans le milieu par agitation. 4/- Procédé selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que (c) on précipite les molécules organiques par oxydation grâce à une addition d'eau oxygénée dans le milieu. /- Procédé selon l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que (c) on précipite les molécules organiques par oxydation grâce à une diffusion d'air dans le milieu aqueux. 6/- Procédé selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, dans lequel (d) on sépare la phase solide de la phase liquide par filtration et séchage. 7/- Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 6 pour la fixation sur des particules de talc, mica ou pyrophyllite d'un colorant organique de type quinonique ou indolique, en vue d'obtenir des particules composites colorées. 8/- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la proportion pondérale relative de colorant solubilisé dans le milieu aqueux par rapport au talc, mica ou pyrophyllite ajouté est sensiblement comprise entre 0,05 % et 2 %.