Procédé de production de suspensions de pigments dans des substances d'imprégnation destinées à rendre imperméables des matières fibreuses. Afin de rendre des matières fibreuses imperméables aux liquides et aux gaz, on les a jusqu'ici imprégnées avec des substances d'imprégnation telles que paraffine, cire na turelle ou artificielle, résines naturelles ou artificielles et autres produits analogues. Cette imprégnation augmente la transpa rence -de ces matières, ce qui peut présenter des inconvénients dans de nombreux cas, par exemple lorsqu'on les. utilise pour l'empaque tage.
On a suggéré d'imprégner des papiers et matières similaires auxquels on a ajouté au préalable des pigments tels que pigment de titane, afin d'obtenir un produit qui soit moins transparent.
L'incorporation des pigments dans les substances d'imprégnation elles-mêmes pré sente certains inconvénients qui sont causés par la difficulté avec laquelle les pigments sont humectés par ces substances. C'est ainsi que si on essaie d'obtenir une suspension du pigment -de titane, par exemple de l'anhy dride titanique, dans de la paraffine sans prendre des précautions spéciales, on ne peut pas obtenir une bonne dispersion du pigment, car il tend à floculer et à former -des agglo mérés.
Il est en conséquence difficile d'obte nir un papier revêtu avec les pigments bien distribués -dans le revêtement, lorsqu'an uti lise ces ,suspensions pour l'imprégnation.
La présente invention (inventeur Pierre Lusseyran, Paris) a pour but la préparation des suspensions ,de pigments dans dee sub stances d'imprégnation pour l'imperméabili sation de matières fibreuses. Le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait qu'au moins un pigment est mélangé avec au moins une substance d'imprégnation solide à la température ambiante, à l'état fluide ou semi-fluide, en présence d'au moins un agent dispersif.
Les suspensions ainsi obtenues sont sus ceptibles d'être employées pour l'imprégna- Lion des matières fibreuses de toute sorte, et spécialement du papier afin de les rendre imperméables.
Comme agents dispersifs, on peut em ployer avantageusement des. substances ayant une influence .dispersive dans la préparation des émulsions d'eau .dans l'huile, par exem- pledes compositions appartenant aux groupes, suivants: alcools polycycliques et leurs esters d'acides gras, polyamines et des combinai sons d'acides gras avec -des polyamines, aminoacides, substances contenues dans des organismes animaux, telles que cervelles, bile, jaune d'oeufs et analogues, de même que les produits préparés avec ces ,substances, par exemple la cérébrine, la bilirubine.
Des ré sultats particulièrement avantageux ont été obtenus avec la cholestérine, la lécithine et le stéarate de triéthanolamine, par exemple en ajoutant la cholestérine en quantités de <B>0,01</B> ,à 1,0% calculées sur le poids de l'agent d'imprégnation. Les agents dispersifs peu vent être ajoutés directement à l'agent d'im prégnation ou être dispersés d'avance dans une substance qui soit soluble dans cet agent, telle que la lanoline, la vaseline, etc.
Ce procédé peut être utilisé pour toutes sortes de pigments. Il est cependant parti culièrement avantageux d'utiliser des pig ments de titane dansi ce procédé en raison de la grande blancheur et du grand pouvoir couvrant .de ces pigments.
Le procédé donne de bons résultats avec la plupart des agents d'imprégnation ordi nairement utilisés dans le but indiqué, mais il est particulièrement avantageux lorsqu'on emploie des hydrocarbures, comme la paraf fine. _ D'une manière ordinaire, les substances d'imprégnation qui sont facilement fusibles peuvent être amenées à l'état liquide par la fusion. Lorsqu'il s'agit de substances d'im prégnation qui ne se laissent pas ou seule ment difficilement fondre, mais qui sont so lubles, elles peuvent être dissoutes dans un solvant approprié.
Les pigments seront en suite mis. en suspension dans les solutions, en présence des; agents dispersifs, et, après imprégnation de la matière fibreuse, le sol vant sera vaporisé.
On a trouvé qu'on peut en outre amélio rer la dispersion du pigment dans l'agent d'imprégnation en soumettant la suspension à des variations de température. Ainsi,- lors qu'on utilise des paraffines, on obtient une dispersion améliorée en refroidissant le mé lange jusqu'au-dessous du point de fusion de la paraffine, de sorte qu'on obtient une masse dure et friable.
De bons résultats peuvent être obtenus tant avec d'autres substances d'imprégnation qu'avec de la paraffine en utilisant un re froidissement à la température ambiante et à des température encore inférieures, par exemple en utilisant des réfrigérateurs.
Le pigment est mis en suspension dans la substance d'imprégnation de préférence à l'aide d'agitateurs et, dans certains cas, il peut être avantageux de faire la suspension dans un mélange ayant une consistance pâ teuse à l'aide de pétrins mécaniques.
Lorsqu'on emploie de la paraffine et de l'anhydride titanique, il est avantageux de former d'abord, comme suspension initiale, une préparation d'une partie d'anhydride titanique avec une partie de paraffine.
Il est préférable d'utiliser les pigments à un état aussi sec quel possible, car on a constaté que l'humidité affecte désavantageu sement la dispersion.
Lorsqu'on utilisa -des pigments ordinaires du commerce, il n'est cependant pas néces saire d e les sécher d'avance, car, en général, ils sont vendus à un état suffisamment .sec.
Les exemples suivants, qui n'ont pour but que d'illustrer l'invention, indiquent deux modes de mise en aeuvre de celle-ci.
Exemple <I>1:</I> 70 kg de paraffine vont fondus à une température de 60 à 6:5 C et on y ajoute de 100 à 250 gr de cholestérine ou une quan tité équivalente d'un mélange de cholestérine, de lanoline et de vaseline. On ajoute ensuite 30 kg d'anhydride titanique dans la paraf fine fondue. Ce mélange est ensuite remué, de préfé rence à l'aide d'un agitateur mécanique, puis le remuage ou brassage est poursuivi pen dant le refroidissement tant que la pâte est suffisamment molle pour permettre son bras sage.
On la laisse refroidir autant que possible jusqu'à ce que toute la masse soit complète ment froide partout.
Ce mélange, qui sera numéroté 1, est une suspension qui peut être utilisée pour prépa rer par adjonction de paraffine 300 kg de paraffine à<B>10%</B> d'anhydride titanique ou 600 kg de paraffine, à 5 % d'anhydride tita nique.
Par exemple, 15 kg de ce mélange no 1 sont fondus et 75 kg de paraffine pure y sont ajoutés.
On remue bien pendant quelque temps, de préférence avec un agitateur mécanique, jusqu'à ce qu'un échantillon de papier plongé dans le mélange à environ<B>60'</B> C soit revêtu d'une couche de paraffine opaque et lisse sans aucun aggloméré.
Si ce premier refroidissement -de la ma tière no 1 ou si le brassage est insuffisant, on peut laisser refroidir le second mélange pendant l'agitation tant que celle-ci reste possible, à savoir jusqu'à ce que ce second mélange ne soit pas tout -à fait -dur, puis ensuite on le laisse refroidir entièrement.
Sous des conditions de ce genre, la fusion suivante donnera une suspension d'anhydride titanique dans la paraffine avec une parfaite dispersion, qui permet un très bon revête ment ,du papier avec les modes opératoires usuels à cette fabrication.
Le traitement mécanique peut consister principalement en un brassage ou une agita tion, ou principalement en des refroidisse ments successifs, suivant les circonstances et conditions..
Il faut remarquer que la dispersion est améliorée pendant les opérations de refroidis sement répétées de telle manière que des ré sidus provenant .de traitements précédents peuvent être réutilisés entièrement et même donner une meilleure suspension.
Exemple <I>2:</I> 9'5 kg de paraffine sont fondus avec de 10 à 25 gr -de cholestérine, puis on ajoute de 5 à 10 kg d'anhydride titanique. On laisse la masse refroidir jusqu'à 10 â 12 C en agitant continuellement pendant plusieurs heures; on la fait ensuite refondre, puis le refroidissement et l'agitation sont recommen- cés, si nécessaire, une ou deux fois de la même manière.
On plonge ensuite le papier dans la sus pension et on obtient un revêtement très uni forme avec le pigment bien distribué dans ce revêtement.
Process for the production of suspensions of pigments in impregnating substances intended to make fibrous materials impermeable. In order to render fibrous materials impermeable to liquids and gases, they have heretofore been impregnated with impregnating substances such as paraffin, natural or artificial wax, natural or artificial resins and the like. This impregnation increases the transparency of these materials, which can present drawbacks in many cases, for example when they are. used for packaging.
It has been suggested to impregnate papers and similar materials to which pigments such as titanium pigment have been added beforehand, in order to obtain a product which is less transparent.
The incorporation of the pigments into the impregnating substances themselves has certain disadvantages which are caused by the difficulty with which the pigments are moistened by these substances. Thus, if one tries to obtain a suspension of the titanium pigment, for example titanium anhydride, in paraffin without taking special precautions, one cannot obtain a good dispersion of the pigment, because it tends to flocculate and form agglomerates.
It is therefore difficult to obtain a coated paper with the pigments well distributed in the coating, when using these suspensions for impregnation.
The present invention (inventor Pierre Lusseyran, Paris) is aimed at the preparation of suspensions, of pigments in dee impregnation substances for the waterproofing of fibrous materials. The method according to the invention is characterized in that at least one pigment is mixed with at least one solid impregnation substance at room temperature, in the fluid or semi-fluid state, in the presence of at least one dispersive agent.
The suspensions thus obtained are capable of being used for impregnating fibrous materials of all kinds, and especially paper in order to make them impermeable.
As dispersing agents, it is advantageously possible to employ. substances having a dispersive influence in the preparation of water in oil emulsions, for example compositions belonging to the following groups: polycyclic alcohols and their fatty acid esters, polyamines and fatty acid combinations with polyamines, amino acids, substances contained in animal organisms, such as brains, bile, egg yolks and the like, as well as products prepared with these substances, for example cerebrin, bilirubin.
Particularly advantageous results have been obtained with cholesterin, lecithin and triethanolamine stearate, for example by adding cholesterin in amounts of <B> 0.01 </B>, at 1.0% calculated on the weight of the impregnating agent. The dispersing agents can be added directly to the impregnating agent or can be dispersed in advance in a substance which is soluble in this agent, such as lanolin, petrolatum, etc.
This process can be used for all kinds of pigments. However, it is particularly advantageous to use titanium pigments in this process because of the great whiteness and the great covering power of these pigments.
The process gives good results with most of the impregnating agents ordinarily used for the stated purpose, but it is particularly advantageous when using hydrocarbons, such as paraffin. Usually, impregnating substances which are easily meltable can be brought into a liquid state by melting. In the case of impregnating substances which are not or only difficult to melt, but which are soluble, they can be dissolved in a suitable solvent.
The pigments will then be put. suspended in solutions, in the presence of; dispersing agents, and, after impregnation of the fibrous material, the preceding soil will be vaporized.
It has been found that one can further improve the dispersion of the pigment in the impregnating agent by subjecting the suspension to variations in temperature. Thus, when paraffins are used, an improved dispersion is obtained by cooling the mixture to below the melting point of the paraffin, so that a hard and friable mass is obtained.
Good results can be obtained both with other impregnating substances and with paraffin by using cooling to room temperature and even lower temperatures, for example using refrigerators.
The pigment is suspended in the impregnating substance preferably by means of stirrers and in some cases it may be advantageous to make the suspension in a mixture having a pasty consistency using mechanical kneaders. .
When using paraffin and titanium anhydride, it is advantageous to first form, as the initial suspension, a preparation of one part titanium anhydride with one part paraffin.
It is preferable to use the pigments in as dry a state as possible, since moisture has been found to adversely affect the dispersion.
When using ordinary commercial pigments, however, it is not necessary to dry them in advance, since in general they are sold in a sufficiently dry state.
The following examples, which are intended only to illustrate the invention, indicate two modes of implementation thereof.
Example <I> 1: </I> 70 kg of paraffin are melted at a temperature of 60 to 6: 5 C and 100 to 250 g of cholesterin or an equivalent quantity of a mixture of cholesterin, of lanolin and petroleum jelly. Then 30 kg of titanium anhydride is added to the molten paraf fine. This mixture is then stirred, preferably with the aid of a mechanical stirrer, then the stirring or stirring is continued during cooling as long as the dough is soft enough to allow its gentle mixing.
It is allowed to cool as much as possible until the whole mass is completely cold all over.
This mixture, which will be numbered 1, is a suspension which can be used to prepare by adding paraffin 300 kg of paraffin at <B> 10% </B> titanium anhydride or 600 kg of paraffin, at 5% d titanic anhydride.
For example, 15 kg of this mixture no. 1 are melted and 75 kg of pure paraffin is added to it.
Stir well for some time, preferably with a mechanical stirrer, until a sample of paper immersed in the mixture at about <B> 60 '</B> C is coated with an opaque paraffin layer and smooth without any chipboard.
If this first cooling of material No. 1 or if the stirring is insufficient, the second mixture can be allowed to cool during stirring as long as this remains possible, that is, until this second mixture is not quite -hard, then let it cool completely.
Under such conditions, the following melting will give a suspension of titanium anhydride in paraffin with a perfect dispersion, which allows very good coating, of the paper with the usual procedures for this manufacture.
Mechanical treatment may consist mainly of stirring or stirring, or mainly of successive cooling, depending on the circumstances and conditions.
It should be noted that the dispersion is improved during repeated cooling operations so that residues from previous treatments can be fully reused and even give a better suspension.
Example <I> 2: </I> 9'5 kg of paraffin are melted with 10 to 25 g of cholesterin, then 5 to 10 kg of titanium anhydride are added. The mass is allowed to cool to 10 to 12 C with continuous stirring for several hours; it is then remelted, then cooling and stirring are restarted, if necessary, once or twice in the same way.
The paper is then immersed in the suspension and a very uniform coating is obtained with the pigment well distributed in this coating.