Brevet FR3132104A1 — publié le 20230728

La présente invention concerne une composition visant à remplacer le TiO 2 , son procédé de fabrication et ses utilisations. En particulier la présente invention a pour objet- une composition de couleur blanche, présentant une clarté définie par un paramètre L* supérieur à 85, comprenant le mélange d’au moins deux composés différents de couleur blanche, au moins un des deux composés étant choisis parmi  le carbonate de calcium, le quartz, le zircone, le calcium silicate, le mullite, l’argile ,l’aluminium, l’amidon le bromazolon, l’oxyde de cerium, le mica, le lauroyl lysine, l’alumine, le glucoraphanin, le chlorhydrate arbidol, l’arginine, le trioxyde d’antimoine, le tourmaline, le nitrile. Composition visant à remplacer le dioxyde de titane La présente invention se rapporte au domaine technique des pigments. L’invention a en particulier pour objet une composition particulière, son procédé de préparation ainsi que ses utilisations. Etat de l’art Un pigment est une substance colorée insoluble qui peut être d’origine animale, végétale, inorganique, organique ou synthétique. Les pigments sont couramment utilisés pour donner de la couleur à un support tel que des peintures, des encres ou des vêtements. De nos jours, les pigments les plus utilisés en industrie sont les pigments d’origine inorganique. En effet, leur résistance à la lumière et leur faible cout en font des matériaux très recherchés. Ils sont constitués de minéraux broyés secs, généralement des métaux ou des sels métalliques. En raison de leur composition, les pigments inorganiques sont généralement plus opaques et plus insolubles que les pigments organiques. Le TiO 2 est un pigment inorganique utilisé sous forme de poudre dans de nombreuses applications notamment pour ses nombreuses propriétés tel que l’absorption des rayons ultraviolets, son caractère colorant blanc, ses propriétés opacifiantes, sa résistance aux produits chimiques, sa stabilité thermique et son potentiel photocatalyseur. Grace à ses propriétés remarquables, le TiO2 entre dans la composition d’une grande variété de produits finis tels que des peintures, des encres mais aussi des médicaments, des dentifrices, des produits de construction (bâtiment et travaux publics). Avec l’évolution des réglementations, de plus en plus d’études portent sur les l’innocuité des pigments sur l’homme et l’environnement. Certaines études ont pu montrer le potentiel cancérigène du TiO 2 par inhalation et les autorités ont ainsi reclassé le TiO 2 en tant que cancérigène de catégorie 2 par inhalation. Par conséquent, depuis le 1er janvier 2020 l’utilisation du TiO 2 est interdite en Europe dans tout produit alimentaire. Dans un rapport de l’Autorité Européenne de sécurité des aliments (EFSA) en 2021, l’EFSA confirme que le TiO 2 ne peut plus être considéré comme sûr en tant qu’additif alimentaire, notamment parce que des effets génotoxiques ne peuvent être exclus. Face à l’utilisation omniprésente du TiO 2 , les autorités préconisent de limiter l’exposition des travailleurs, des consommateurs et de l’environnement, en favorisant des alternatives sûres et équivalentes en termes d’efficacité. Pour répondre à ce besoin, l’invention propose une nouvelle composition destinée à être une alternative au TiO2. Cette composition comprend le mélange d’au moins deux composés différents de couleur blanche dont au moins un des deux composés est choisi parmi le carbonate de calcium, le quartz, le zircone, le calcium silicate, le mullite, l’argile, l’aluminium, l’amidon le bromazolon, l’oxyde de cerium, le mica, le lauroyl lysine, l’alumine, le glucoraphanin, le chlorhydrate arbidol, l’arginine, le trioxyde d’antimoine, le tourmaline, le nitrile. Elle présente des propriétés équivalentes à celles du TiO2 à savoir une clarté définie par un paramètre L* supérieur à 85. Avantageusement, la combinaison des composés selon l’invention permet d’engendrer un effet synergique sur la clarté de la composition qui est supérieure à la combinaison de la clarté de chacun des composés pris individuellement. La composition selon l’invention présente une clarté lui permettant d’être particulièrement adaptée à son utilisation en particulier dans les encres et les peintures comme substitut au TiO2. Selon un mode de réalisation particulièrement adapté, la composition selon l’invention comprend le mélange d’au moins 3 composés de couleur blanche. Préférentiellement, la composition selon l’invention comprend également, en plus du composé choisi parmi le carbonate de calcium, le quartz, le zircone, le calcium silicate, le mullite, l’argile, l’aluminium, l’amidon le bromazolon, l’oxyde de cerium, le mica, le lauroyl lysine, l’alumine, le glucoraphanin, le chlorhydrate arbidol, l’arginine, le trioxyde d’antimoine, le tourmaline, le nitrile, au moins un autre composé différent choisi parmi le carbonate de calcium, le quartz, le zircone, le calcium silicate, le sulfate de barium, l’oxyde de zinc, le sulfure de zinc, le mullite, l’argile l’aluminium, l’amidon le bromazolon, le nitrure de bore, l’oxyde de cerium, le mica, le lauroyl lysine, l’alumine, le glucoraphanin, le chlorhydrate arbidol, l’oxychlorure de bismuth, l’arginine, le trioxyde d’antimoine, le tourmaline, le nitrile. Selon un objet préféré de l’invention, la composition selon l’invention comprend le mélange de deux composés de couleur blanche choisis parmi : - un composé C1 présentant une plage granulométrique comportant un pic centré sur une valeur P1 correspondant à un diamètre D1, -un composé C2 présentant une plage granulométrique comportant un pic centré sur une valeur P2 correspondant à un diamètre D2, de telle sorte que D2 est égal au diamètre maximal d’une particule dans l’espace inter-particulaire M1 libéré par la présence de 4 particules de diamètre D1, juxtaposées pour que le centre des 4 particules corresponde à chaque extrémité d’un carré. Préférentiellement, la composition selon l’invention comprend également un composé C3 présentant une plage granulométrique comportant un pic centré sur une valeur P3 correspondant à un diamètre D3, de telle sorte que D3 est égal au diamètre maximal d’une particule dans l’espace inter-particulaire M2 libéré par la présence de 2 particules de diamètre D1 et une particule de diamètre D2, juxtaposées pour que le centre des 3 particules corresponde à chaque extrémité d’un triangle. Une telle composition est particulièrement utile dans le contexte de l’invention permettant ainsi d’apporter une alternative à l’utilisation du TiO 2 . Selon un autre aspect, l’invention concernant un procédé de fabrication d’une composition selon l’invention comprenant notamment une étape de sélection des composés, un mélange et une récupération de la composition selon l’invention. Enfin, l’invention vise aussi l’utilisation de la composition selon l’invention dans des encres ou des peintures. D’autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description détaillée de l’invention et des exemples uniquement illustratifs et nullement limitatifs de la portée de l’invention. Brève description des Figures Schéma explicatif de la mesure de la taille des particules des composés selon l’invention Comparaison de la clarté d’une encre solvantée avec TiO 2 ou avec une composition selon l’invention Comparaison de la clarté d’une encre UV avec TiO 2 ou avec une composition selon l’invention Comparaison de la clarté d’une peinture solvantée avec TiO 2 ou avec une composition selon l’invention Comparaison de la clarté d’une peinture aqueuse avec TiO 2 ou avec une composition selon l’invention Comparaison de la clarté d’une peinture commerciale luminescente avec TiO 2 ou avec une composition selon l’invention Comparaison de la luminescence après 10 minutes de déclin d’une peinture commerciale luminescente avec TiO 2 ou avec la composition selon l’invention Composition de couleur blanche, présentant une clarté définie par un paramètre L* supérieur à 85, comprenant le mélange d’au moins deux composés différents de couleur blanche, au moins un des deux composés étant choisis parmi  le carbonate de calcium, le quartz, le zircone, le calcium silicate, le mullite, l’argile ,l’aluminium, l’amidon le bromazolon, l’oxyde de cerium, le mica, le lauroyl lysine, l’alumine, le glucoraphanin, le chlorhydrate arbidol, l’arginine, le trioxyde d’antimoine, le tourmaline, le nitrile. Composition selon la précédente revendication, caractérisée en ce qu’elle présente une clarté supérieure à celle de chacun des composés constituant la composition. Composition selon l’une des précédentes revendications, caractérisée en ce qu’elle présente une clarté L* supérieure à 87. Composition selon l’une des précédentes revendications, caractérisée en ce qu’elle comprend le mélange d’au moins trois composés de couleur blanche. Composition selon l’une des précédentes revendications, caractérisée en ce qu’il comprend au moins un autre composé choisi parmi le carbonate de calcium, le quartz ,le zircone, le calcium silicate, le sulfate de barium, l’oxyde de zinc, le sulfure de zinc, le mullite, l’argile l’aluminium, l’amidon le bromazolon, le nitrure de bore, l’oxyde de cerium, le mica, le lauroyl lysine, l’alumine, le glucoraphanin, le chlorhydrate arbidol, l’oxychlorure de bismuth, l’arginine, le trioxyde d’antimoine, le tourmaline, le nitrile. Composition selon la revendication 1 comprenant le mélange de deux composés de couleur blanche choisis parmi : - un composé C1 présentant une plage granulométrique comportant un pic centré sur une valeur P1 correspondant à un diamètre D1, - un composé C2 présentant une plage granulométrique comportant un pic centré sur une valeur P2 correspondant à un diamètre D2, de telle sorte que D2 est égal au diamètre maximal d’une particule dans l’espace inter-particulaire M1 libéré par la présence de 4 particules de diamètre D1, juxtaposées pour que le centre des 4 particules corresponde à chaque extrémité d’un carré. Composition selon la revendication 5, comprenant un composé C3 présentant une plage granulométrique comportant un pic centré sur une valeur P3 correspondant à un diamètre D3, de telle sorte que D3 est égal au diamètre maximal d’une particule dans l’espace inter-particulaire M2 libéré par la présence de 2 particules de diamètre D1 et une particule de diamètre D2, juxtaposées pour que le centre des 3 particules corresponde à chaque extrémité d’un triangle. Utilisation d’une composition selon l’une des précédentes revendications, dans des encres ou des peintures. Procédé de fabrication d’une composition selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : Sélection de chaque composé selon l’une des revendications 1 à 7 Mélange des composés sélectionnés à l’étape a) par ajout successif Récupération d’une composition de couleur blanche présentant une clarté définie par un paramètre L* supérieur à 85 Procédé de fabrication d’une composition selon la revendication 9, caractérisé en ce que le mélange de l’étape b) est réalisé par dispersion mécanique. Procédé de fabrication d’une composition selon l’une des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que le mélange est réalisé à l’aide d’un mélangeur à poudre à une vitesse de 10 tr /min. Procédé de fabrication d’une composition selon l’une des revendication 9 à 11, caractérisé en ce que le mélange de l’étape b) est réalisé pendant 1 à 10 heures.