Brevet FR2789687A1 — publié le 20000818

La présente invention concerne un matériau pigmentaire dispersable en milieu aqueux et son procédé de préparation. Les pigments sont utilisés pour colorer des produits de différentes natures: - cosmétique, maquillage en particulier, - alimentaire, - pharmaceutique. Généralement, ces pigments sont utilisés soit sous forme solide (poudre constituée à 100 % de pigment), soit sous forme de dispersion dans un solvant approprié. Parmi les inconvénients d'un pigment sous forme solide, on peut citer la pulvérulence qui se manifeste, en production, par des risques individuels et des salissures de l'environnement. Les dispersions sont plus faciles à manipuler mais présentent l'inconvénient, de par leur forme concentrée, de tacher le matériel de production et de ne pas permettre une récupération i5 totale dans le matériel de production ainsi que dans les emballages destinés à l'utilisateur. Un intérêt se manifeste donc pour la mise au point d'un matériau sous forme solide, non pulvérulente et qui peut être dispersée facilement dans le milieu auquel elle est destinée et notamment qui peut être dispersée dans un milieu aqueux. Une telle forme solide présente des avantages du point de vue de l'environnement à la fois chez le producteur qui perdra moins de produit en tant que résidus de fabrication et chez l'utilisateur qui perdra moins de produit restant collé dans les emballages. La présente invention a pour objet un matériau solide à base de pigment, dispersable dans un milieu aqueux, obtenu par un procédé qui comprend: a la préparation d'une dispersion de particules de pigment dans un solvant hydrosoluble; b - la formation d'un milieu à texture épaissie par dispersion d'un épaississant dans un solvant miscible au solvant utilisé pour la préparation de la dispersion de particules; c - le mélange de la dispersion de particules de pigment avec le milieu à texture épaissie de façon à obtenir une pâte; d - le séchage de la pâte pour obtenir le matériau solide. Pour la mise en oeuvre du stade a, on peut utiliser comme solvant hydrosoluble un polyol tel que le glycérol, le glycol, une solution aqueuse concentrée de sorbitol, éventuellement en mélange avec de l'eau et un émulsionnant. Les émulsionnants que l'on peut utiliser peuvent être de tout type (anioniques, cationiques, amphotères ou non ioniques). On pourra se reporter, pour une description des différents types utilisables, à Galenica 5, les Systèmes dispersés, Lavoisier 1983. Parmi les émulsionnants préférés, on peut citer: comme non ioniques: dans la famille des esters, les polysorbates (mélanges d'esters gras de sorbitol et d'anhydrides de sorbitol condensés avec 5 à 20 moles d'oxyde d'éthylène); - ainsi que des éthers et en particulier les alcools gras éthoxylés et propoxylés; comme anioniques: - les sels d'acides gras; - les alkylsulfates ou les alkyléthersulfates de métaux alcalins ou alcalino-terreux. Le procédé s'applique à tout type de pigments et aussi bien à des pigments minéraux et des pigments organiques. Comme exemples de pigments on peut citer - parmi les pigments minéraux: 25. oxydes métalliques (fer, titane, zinc, chrome); sels minéraux complexes tels que bleus de prusse (FeNH4Fe(CN)6 (NH4 peut être remplacé par Na ou K)), Ultramarines (silicates d'aluminium et de sodium), violets de manganèse (phosphates ou pyrophosphates de manganèse); - parmi les pigments organiques: 30. pigments vrais: azoïques, par exemple: DC Red 36 (CI: 12085) indigoïdes, par exemple: DC Red 30 (Cl: 73360) toners: DC Red 7 (CI: 15850:1), DC Red 34 (CI: 15880:1), DC Red 6 (15850:2) laques avec différents substrats (hydrate d'alumine, talc, sulfate de baryum, résine...) et différents agents de précipitation (sels d'aluminium, de calcium, baryum ou zirconium). Les pigments utilisés se présentent avantageusement sous forme d'agrégats de dimension inférieure à 10 p, les tailles des particules primaires étant comprises entre 0,2 et 1 p. La forme des particules est très variable, elle varie d'une forme compacte, polyédrique à des formes allongées en aiguilles; la dimension prise en compte est la plus grande longueur. o0 Dans la dispersion, le pigment peut représenter de 0,1 à 90 % en poids. La préparation de la dispersion peut être effectuée selon des méthodes classiques et notamment à l'aide d'un matériel connu (disperseur à rotor/stator, broyeur à billes, tricylindres). Pour la mise en oeuvre du stade b, on peut utiliser comme épaississant un polysaccharide ou un polymère'synthétique conduisant à la formation d'un gel dans le solvant. Comme polysaccharide, on peut utiliser notamment des gommes de cellulose, xanthane, guar, gellane, adragante, arabique, l'inuline, la chitine et ses dérivés. Comme polymères synthétiques, on peut utiliser notamment les polymères acryliques et les silicates. On préfère tout particulièrement l'inuline qui présente une excellente innocuité aussi bien par voie cutanée que par voie orale, qui est d'origine naturelle (extraction en particulier de la racine de chicorée) et non assimilable par l'organisme. L'inuline est généralement constitué d'un mélange d'oligomères et polymères de type GFn et Fn o G est un motif glucosyle et F un motif fructosyle et n varie de 2 à 60. Le solvant du stabe b peut être tout solvant miscible au solvant utilisé pour la préparation de la dispersion de particules. Il peut s'agir de l'eau, des mélanges eau/alcool, des éthers ou des glycols. En général, l'épaississant représente entre 0,1 et 80 % en poids de la suspension. Généralement, on règle la concentration en épaississant de façon à obtenir une viscosité d'environ 50 à 105 Pa.s, mesurée avec un viscosimètre Brookfield muni d'un système Helipath. Pour le stade c, le mélange est avantageusement effectué sous agitation lente pour éviter une incorporation d'air trop importante, notamment en utilisant une agitation soit sous forme d'une ancre tournant à vitesse lente (de l'ordre de 10 à 100 tr/min) soit d'une agitation centrale à pales ou à hélice tournant à des vitesses comparables. Le rapport de mélange entre la dispersion de particules de pigment et le milieu à texture épaissie dépend de l'usage envisagé. On utilise de préférence de 10 à 40 % de dispersion de particules de pigment obtenu au stade a par rapport au mélange total, afin d'avoir une bonne dispersion dans le milieu final. Pour le stade d, on opère généralement par coulée sur des plaques sur des épaisseurs de 1 à quelques centimètres et séchage en étuve, de préférence à des températures de 100 à 150 C. Selon la température de séchage, i l'opération peut durer de 5 à 24 heures. Il est également possible d'effectuer le séchage par d'autres moyens tel qu'un granulateur fréquemment utilisé dans l'industrie pharmaceutique. Les exemples suivants illustrent l'invention: EXEMPLE 1 a - Préparation d'une dispersion de particules de pigment. On disperse dans un disperseur à rotor/stator un mélange de: pigment (DC Red 30) 18 % en poids émulsionnant (lauryléthersulfate de sodium à 30 % dans l'eau) 5 % en poids eau 7 % en poids glycérol 70 % en poids. b - Préparation d'un milieu à texture épaissie. On disperse sous forte agitation en utilisant un système rotor/stator tournant à haute vitesse et jusqu'à parfaite dispersion: Carbomer 4 % en poids eau 96 % en poids. (Carbomer: homopolymère de l'acide acrylique réticulé avec un allyléther de pentaérythritol, un allyléther de sucrose ou un allyléther de D propylène). c - Préparation du mélange. Composition du stade a 18 % en poids Composition du stade b 82 % en poids. On effectue le mélange sous agitation lente en utilisant une agitation par pales centrales à une vitesse de quelques dizaines de tr/min à ajuster en fonction de la viscosité des produits à mélanger. Après mélange, on neutralise à l'aide d'hydroxyde de sodium. d - On coule le mélange sur des plaques et on sèche à l'étuve à 120 C pendant 12 heures. On obtient des plaquettes solides qui: - se dispersent très facilement dans l'eau pratiquement sans agitation après quelques minutes; - se dispersent sous agitation modérée après 30 minutes environ dans une pâte épaisse (pâte dentifrice). EXEMPLE 2 On opère comme à l'exemple 1 avec les constituants et proportions suivants: a. oxyde de titane 65 % en poids eau 5 % en poids sorbitol 30 % en poids b. hydroxyéthyl cellulose 10 % en poids eau 90 % en poids c. a:25% b: 75%. EXEMPLE 3 On opère comme à l'exemple 1 avec les constituants et proportions suivants: a. vert oxyde de chrome 68 % eau 15% propylène glycol 17 % b. gomme arabique 20 % eau/éthanol (70/30) 80 % c. a: 15% b: 85 %. REVENDICATIONS 1- Matériau solide à base de pigment, dispersable dans un milieu aqueux, obtenu par un procédé qui comprend: a - la préparation d'une dispersion de particules de pigment dans un solvant hydrosoluble; b - la formation d'un milieu à texture épaissie par dispersion d'un épaississant dans un solvant miscible au solvant utilisé pour la préparation de la dispersion de particules; c - le mélange de la dispersion de particules de pigment avec le milieu i0 à texture épaissie de façon à obtenir une pâte; d - le séchage de la pâte pour obtenir le matériau solide. 2 - Matériau selon la revendications, dans lequel le solvant du stade a) est choisi parmi le glycérol, le glycol et une solution aqueuse concentrée de sorbitol. 3 - Matériau selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel l'épaississant est choisi parmi les polysaccharides et les polymères synthétiques. 4- Matériau selon la revendication 3, dans lequel l'épaississant est choisi parmi les polysaccharides. 5 - Procédé de préparation d'un matériau solide à base de pigment, dispersable dans un milieu aqueux, qui comprend: a - la préparation d'une dispersion de particules de pigment dans un solvant hydrosoluble; b - la formation d'un milieu à texture épaissie par dispersion d'un épaississant dans un solvant miscible au solvant utilisé pour la préparation de la dispersion de particules; c - le mélange de la dispersion de particules de pigment avec le milieu à texture épaissie de façon à obtenir une pâte; d - le séchage de la pâte pour obtenir le matériau solide. 6 - Procédé selon la revendications, dans lequel le solvant du stade a) est choisi parmi le glycérol, le glycol et une solution aqueuse concentrée de sorbitol. 7 - Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel l'épaississant est choisi parmi les polysaccharides et les polymères synthétiques. 8 - Procédé selon la revendication 3, dans lequel l'épaississant est choisi parmi les polysaccharides.