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BREVET D'INVENTION "Procédé de fluxage des pigments".
La présente invention concerne des perfectionnements à la préparation de dispersions non aqueuses de pigments dans un milieu liquéfiable formant véhicule et, plus particulièrement, le transfert direct de pulpes aqueuses de pigments dans des milieux organiques par une opération ou un procédé dénommé dans la technique "fluxage". L'invention concerne notamment les agents permettant d'effectuer et (ou) de faciliter le transfert.
On sait que certains pigments peuvent être "fluxés" dans une huile sans l'addition d'un agent de fluxage. Par exemple, la céruse blanche se laisse facilement fluxer dans l"huile de lin, simplement par mélange de ces deux produits. Les pigments de cette catégorie sont généralement d'une nature hydrophobe. On sait également que certains agents facilitent le fluxage, ou l'amorcent même dans le cas de certaines combinaisons de pigments avec le milieu récepteur. Les pigments qui ne,se laissent pas
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facilement fluxer, ou exigent de;? agents pour réaliser le trans- fert, sont de nature hydrophile. On a donné diverses explications de l'effet produit par ces aments ou cette catégorie d'agents, et de l'inefficacité des composés chimiquement similaires.
Certaines de ces explications inviquent la constitution physique de la molécule ainsi que sa réactivité cimique.
La présente invention repose sur cette découverte qu'un groupe d'amines non encore connues comme agents de fluxage peuvent utilement intervenir â cet effet. La valeur de l'invention réside dans cette constatation qu'il suffit d'une quantité relati- vement faible pour effectuerle transfert, et que l'agent de fluxage est relativement peu coûteux.
L'invention permet de réaliser un procédé de préparation d'une dispersion sensiblement non aqueuse d'un pigment dans un véhicule liquide, ou liquéfiable, consistant à fluxer un pigment d'un mélange aqueux ou d'une dispersion qqueuse dans un véhicule cr ganique liquide ou liquéfiable non miscible avec l'eau par un mélange intime du mélange aqueux ou de la dispersion aqueuse avec ce véhicule en présence de cyclohexylamine ou d'un de ses dérivés méthyle, éthyle, phényle ou cyclohexyle N-substitués. Ces dérivés
N-substitués peuvent être des amines secondaires ou tertiaires, et dans ce dernier cas, les deux substituants peuvent être semblables ou différents.
Suivant une particularité (le l'invention, lesdites amines sont utilisées sous la forme de leurs savons d'acides gras ou d'acides résineux.
Suivant d'autres caractéristiques de l'invention le mélange aqueux ou la dispersion aqueuse du pigment se présente sous la fome d'un gâteau pressé obtenu parla précipitation d'un pigment un dans/milieu aqueux, et par filtration consécutive de ce pigment.
L'invention peut être appliquée 2 la fois avec des pigments inorganiques et des pigments organiques. L'action du fluxage exige le mélange intime de la pulpe aqueuse de pigment et du véhicule récepteur avec une dépense considérable de temps et de force
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motrice. Un agent de fluxage accélère le processus et permet de réaliser une économie de temps et d'argent. Le milieu et l'eau révèlent fréquemment une tendance à l'émulsification lors de ces opérations. L'accélération du processus réduit cette émulsification. La formation d'une émulsion réduit l'efficacité du fluxage, parqa qu' une quantité d'eau plus importante est retenue dans la masse, et que cette eau doit être éliminée par dtautres moyens.
Un but de l'agent de fluxage est de réduire ou d'empêcher la formation d'une émulsion.
Des pigments particulièrement indiqués pour le fluxage suivant l'invention sont les bleus de fer, les jaunes de chrome, les laques organiques et lesmatières colorantes à base de pigments
Le véhicule peut être constmtué par un liquide non miscible à l'eau ou un solide qui devient liquide à la température de mise en oeuvre du procédé.
Il peut être choisi parmi lessolvants des goudrons de houille, les alcools minéraux, les naphtes hydrogènes, représentant les véhicules volatils, ou encoreparmi les huiles telles que l'huile de lin, l'huile de graines d'aleurités, l'huile de fèves de soja, l'huile de parilla ou d'autres huiles d'origine végétale et animale, les vernis synthétiques et oléorésineux, représentant les véhicules siccatifs, ou enfin les huiles minérales, la vaseline, l'huile de ricin et les cires, représentant les véhicules non siccatifs. Tous ces produits peuvent être utilisés dans le procédé suivant l'invention.
Les huiles siccatives présentent généralement un indice d'acide représentant une teneur en acide gras qui peut former un savon avec l'agent de fluxage à base d'amine. La formation du savon n'entraîne pas l'inefficiacité de l'amine, étant donné que l'agent à base d'aminé peut être ajouté effectivement sous la forme d'un savon ou d'une amine libre. L'amine peut être condensée avec des acides gras formant un savon, tels que les acides oléique, stérique poimitique, linolénique, ricilonénique, ou avec des acides résineux formant un savon tels que la colophane ou l'acide abiétique, en
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vue de l'obtention de l'agent de fluxage à base d'amino-savon.
tant donné que l'aminé libre ou ses savons peuvent être utilisés avec des véhicules volatils ou ne présentant aucun indice d'acide, on sait que l'aminé libre et ses savons sont tous des agents de fluxage. Quoique la formation d'un savon ne soit pas essentielle pour la mise en oeuvre de la présente invention, une certaine acidité dans levéhicules neutres augmen te l'efficacité des agents de fluxage à base d'amine, lorsque l'acide est du type formant un savon. C'est ainsi qu'on peut ajouter des acides gras ou d'autres acides formant un savon.
Pour mieux faire comprendre l'invention, on donnera ci-après quelques exemples. Quoique ces exemples mettent princi- palement en oeuvre des pigments de bleu de fer, l'invention
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n'estpas limitée 5 ceux-ci. Le bleu de fer (ferrocyanure ferrmque) est très hydrophile et représente l'un des pigments IJS ;'lus difficiles à utiliser dans un procédé de fluxage.
C'est pour e'iti raison que l'invention sera décrite en détail dans son applica- tion à ce produite de même que pour cet autre motif que cette application constitue l'essai le plus rigoureux pour la mesure de l'efficacité comparée des agents de fluxage.
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exemple .bXernp¯8 Base pour encre d'impression.
Gâteau pressé de \rIeu de fer humide cont81lnt 226,8 kg de pigment (poids sec) 907 1; Vernis litho¯ r.J)1:iqi.:c (vernie bave: d'huile de lin épais:'! chaud) 226,6" Cyclohexylamine 5,';." On mélange un tiers environ du gâteau pressé
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d bleu de fer et llJ+,1,kg de vernis lithographique dans un appareil du type à pétrin, équipé pour le séchage dans le vide, le chauffage et le refroidisse:vent. On peut également utiliser tout autre appareil assurant un mélange intime. On ajoute ensuite à ce mélange 3,2 kg de cyclohexylamine et on continue de
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malaxer.
En peu de temps, généralement en moins de vingt minutesn l'eau du gâteau pressé se sépare par "fluxage" et le bleu de fer est absorbé par le vé'.icule formé par le vernis et l'huile. L'eau est séparée par décantation ou éliminée par d'autres moyens, et on introduit dans le malaxeur un tiers environ du gâteau pressé restant. En ce point du procédé, on ajoute également 22,7 kg de vernis lithographique et 0,9 kg de cyclohexylamine. Si l'on pro- longe le malaxage, une autre quantité d'eau est extraite par fluxage. Le gâteau pressé restant est fluxé en deux charges de la manière précitée, et on utilise pour chaque charge C,9 kg de cyclohexylamine et 22,7 kg de vernis lithographique.
Après fluxage de la totalité du gâteau pressé, on ouvre l'admission de la vapeur d'eau et la température de la masse est élevée entre 50 et 60 C. On fait le vide dans le malaxeur et on prolonge le malaxage sous une pression réduite jusqu'à ce que la pâte de pigment et d'huile soit sensiblement débarrassée de l'eau. On re@r froidit la masse et on ajoute les 45 kg restants du vernis lithoga phique pour 1''obtention d'une encre de base contenant une partie de pigment pour une partie de vernis. La manière de procéder qui vient d'être décrite représente un mode de mise en oeuvre typique de l'invention, mais celle-ci n'est pas limitée à cet exemple.
L'opérateur peut au besoin apporter les modifications qui s'im- posent dans chaque cas. Au lieu d'être séchée dans le vide, la pâte peut être achevée dans un malaxeur à cylindres. La durée nécessaire à ce mode de mise en oeuvre est d'environ quatre heures.
Il n'est pas nécessaire de procéder par phases de la manière décrite, mais on sait que cette manière de procéder est plus efficace que lorsque l'ensemble des opérations est appliqué à tous les produits. L'élimination de l'eau peut ou non entraîner l'élimination d'une certaine proportion de l'agent de fluxage.
Certaines formes sont solubles dans l'eau, mais elles sont davantage solubles dans les milieux de fluxage. En conséquence,
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avec les proportions indiquées pour le procède décrit, la quan- présente
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tité d'agent de fluxage/est suffisante.
Exemple II Gâteau pressé de bleu de fer humide contenant
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<tb> 272 <SEP> kg <SEP> de <SEP> pigment <SEP> (poids <SEP> à <SEP> sec) <SEP> 1088 <SEP> kg
<tb> Huile <SEP> de <SEP> lin <SEP> 272 <SEP> "
<tb> N-méthyl-cyclohexylamine <SEP> 9 <SEP> "
<tb>
La manière de procéder est similaire à celle indiquée dans l'exemple 1.
Exemple III
Gâteau pressé de bleu de fer humide contenant
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226,8 kg de pij#; ent (poids 8 sec) 907 ka Huile de ricin 226, g!f Cyclobexylsmine zur
La manière de procéder est similaireà celle indiquée dans l'exemple 1. exemple IV humide
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Laque de rho#.,ùmine/# base de phos;?ho-tungstate contenant 272 kg de
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<tb>
<tb> pigment <SEP> (poids <SEP> à <SEP> sec <SEP> ) <SEP> 907 <SEP> kg
<tb> Vernis <SEP> lithographique <SEP> 272 <SEP> kg
<tb>
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Oléate de N-éthyle-cyclohexylaminG 1,B"
La manière de procéder est similaire à celle indiquée dans l'exemple 1 .
Exemple V
Gâteau pressé dobleu de paon humide (laque organique normale) contenant
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226,8 kG de pigment (poids à sec ) 907 kg Huile minérale 226,8" Olaate de cyclohexy1a:Ünc; 1:-1,3"
La manière de procéder est similaire celle indiquée dans l'exemple 1.
On ajoute l'huile minérale et l'oléate de cyclohexylaine suivant les besoins pour fluxer le pigment.
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Exemple VI Gâteau pressé de jaune de chrome clair humide
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<tb> contenant <SEP> 681 <SEP> kg <SEP> de <SEP> pigment <SEP> (poids <SEP> à <SEP> sec) <SEP> 1360,8 <SEP> kg
<tb> Cyclohexylamine <SEP> 4,5 <SEP> "
<tb> Huile <SEP> de <SEP> lin <SEP> 272 <SEP> "
<tb>
La manière de procéder est similaire à celle indiquée dans l'exemple 1.
Exemole VII
Gâteau pressé de bleu de fer humide contenant
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<tb> 272 <SEP> kg <SEP> de <SEP> pigment <SEP> (poids <SEP> à <SEP> sec) <SEP> 907 <SEP> kg
<tb> Alcools <SEP> minéraux <SEP> 272 <SEP> "
<tb>
Vernis à base de phtalate de glycérol à 100%
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<tb>
<tb> de <SEP> solides <SEP> 362,7"
<tb> Cyclohexylamine <SEP> 41,3"
<tb>
Le pigment est fluxé dans le vernis à base de phtala:. de glycérol avec la cylcohexylamine, d'une manière similaire à celle indiquée dans l'exemple 1. La masse est séchée dans le vide et refroidie, et on ajoute ensuite les alcools minéraux.
Exemple VIII
Gâteau pressé de nuanceur rouge toluidine
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<tb>
<tb> humide <SEP> contenant <SEP> 272 <SEP> kg <SEP> de <SEP> pigment <SEP> (poids <SEP> à <SEP> sec) <SEP> 907 <SEP> kg
<tb> Vernis <SEP> à <SEP> base <SEP> de <SEP> gomme <SEP> ester <SEP> (100% <SEP> de <SEP> solides) <SEP> 272 <SEP> "
<tb> Alcools <SEP> minéraux <SEP> 181 <SEP> "
<tb> Oléate <SEP> de <SEP> phényl-cyclohexylamine <SEP> 4,5"
<tb>
Exemple IX Gâteau pressé de Rouge lithol R humide
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<tb>
<tb> contenant <SEP> 226,8 <SEP> kg <SEP> de <SEP> pigment <SEP> (poids <SEP> à <SEP> sec) <SEP> 907 <SEP> kg
<tb> Cire <SEP> du <SEP> Japon <SEP> 226,8"
<tb> Ricinoléate <SEP> de <SEP> dicclohexylamine <SEP> 6,
8"
<tb>
La manière de procéder est similaire à celle indiquée dans 1'exemple 1.
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Exemple X
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Gâteau prBss6 de bleu de fer humide cont"jnant
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272 kg de pigment (poids 3 sec) 1134 ka Vernis 1ithoCP1F'tique 272 't N-diméthy1-cyclohexyln ine '+1, J"
La manière de procéder est similaire à celle indiquée dans 1'exemple 1 .
Les exemples qui viennent d'être décrits indiquent que l'amine peut êure primaire, secondaire ou tertiaire, à condition qu'elle présente au moins un radical cyclohexyle. Il en résulte que le groupement efficace est
C6H11, N dans une a.mine libre ou dans un Les agents peuvent présenter une certaine solubilité dans l'eau, mais ils sont généralement plus soubles dans un milieu liquide.
L'élimination de l'eau de la masse âpres une opération de flu- xage peut entraîner l'élimination d'une certaine proportion de l'agent. Maislorsque l'opération est mi se en oeuvre en une seule phase, la fonction principale de l'agent est assurée. Lorsque l'opération est mise en oeuvre en plusieurs -hases, on ajoute une proportion plus élevée de l'agent de façon qu'une élimination éventuelle d'une certaine proportion de l'agent, au cours de l'extraction de l'eau, n'intervienne pas dans le sens d'une réduci tion de l'action de det agent.
Les pâtes préparées de la manière décrite conviennent à @ la fabrication d'enduits de finissage protecteurs ou décoratif: de tous genres, et à des applications similaires.
La. proportion d'agent de fluxage nécessaire à l'obtention d'un résultat déterminé varie avec l'appareil utilisé, avec le pigment, la concentration de la pulpe, le véhicule récepteur et d'autres facteurs. Il s'agit toujoursd'une faible quantité, géné- a sec ralement inférieure à 5 % du poids/du pigment.