Pâte de pigments métalliques. La présente invention se rapporte à une pâte de pigments métalliques.
Actuellement, des pigments métalliques dont les particules présentent la forme de fines paillettes sont disponibles sous forme de poudres sèches et de pâtes. Les poudres sèches sont, composées de fines particules métalliques dont, les surfaces sont recouvertes d'une pel licule comprenant un acide gras ou un mé lange d'acides gras. Les pâtes renferment en plus une quantité d'un hydrocarbure volatil suffisante pour donner au produit la consis tance d'une pâte.
On peut fabriquer de telles pâtes de pig ments à partir de pigments métalliques sous forme sèche, préalablement désintégrés, sim plement en les mélangeant avec un hydro carbure volatil ou encore par broyage à l'état mouillé et filtrage pour donner au produit la consistance désirée.
Jusqu'à, présent, de nombreuses opéra tions étaient nécessaires à la préparation de pigments émulsionnables dans l'eau; ainsi, par exemple, dans la préparation de pâtes de pig ments propres à être émulsionnées dans l'eau et contenant de la caséine, on effectuait une opération de cuisson, afin de faire réagir la caséine avec un ou plusieurs autres ingré dients de la pâte, avant l'opération finale de mélange avec le milieu aqueux.
Il était, en outre, souvent nécessaire d'effectuer plusieurs opérations de mélange séparées. Une pâte de pigments de ce genre, propre à être émulsionnée dans l'eau et contenant de la caséine, est décrite, par exemple, dans le brevet suisse N 295057.
Le but de la présente invention est de fournir une pâte de pigments métalliques sta ble, propre à être émulsionnée dans l'eau, mais ne contenant pas de caséine, qui conserve sa consistance pâteuse et ne s'agglomère pas lors du stockage à l'abri de l'air et qui, mé langée à de l'eau, forme des enduits aqueux, des compositions de revêtements, des encres, été.
La pâte de pigments métalliques, suscep tible d'être émulsionnée dans l'eau, qui fait l'objet de l'invention, est caractérisée en ce qu'elle comprend des paillettes métalliques, un mélange d'hydrocarbures bouillant entre 100 et 215 C, un acide gras contenant de 7 6 à 18 atomes de carbone, de l'huile tallique et au moins un composé aminé soluble dans l'eau et contenant au maximum 7 atomes de car bone, ce composé aminé étant capable de réa gir avec l'acide gras en .solution aqueuse.
La présente invention est basée sur la dé couverte que des paillettes métalliques, obte nues par voie sèche ou par empâtage, peuvent servir à la formation de pâtes propres à être émulsionnées dans l'eau et qui ne durcissent pas pendant le stockage.
Pour<B>là</B> préparation de la pâte de pigments, on peut utiliser, comme matière de départ, un mélange com posé de fines paillettes d'aluminium ou d'un autre métal ou alliage, par exemple de cui vre, d'hydrocarbures bouillant entre 100 et 215 C, par exemple des mélanges d'hydro carbures aliphatiques et/ou aromatiques, et d'au moins un acide gras tel que par exem ple les acides palmitique, stéarique, oléique et ricinoléique, et ajouter à ce mélange de l'huile tallique et. un composé aminé tel que spécifié ci-dessus.
L'huile tallique est un sous-pro duit de la fabrication de cellulose par le pro cédé au sulfate, qui contient normalement en viron 40 à 55 0/0 d'acides résineux, environ 40 à 55 0/0 d'acides gras et environ 5 à 10 % de matières non saponifiables telles que des sté rols, des alcools supérieurs, des hydrocarbu res, etc.
Comme composé aminé soluble dans l'eau, on peut utiliser le 2-amino-1-butanol, le 2 amino-2-méthyl-1-propanol, le 2-amino-2-mé- thyl-1,3-propanediol, les isopropanolamines, les éthanolamines, la morpholine et la mono- n-butylamine, séparément ou en combinaison.
Ces composés sont capables de se combiner avec les acides gras et les autres acides orga niques présents (provenant de l'huile talli- que), pour former des agents émulsifiants efficaces, lorsque la pâte de pigments métal liques est ultérieurement mélangée avec de l'eau.
On peut supposer que ces composés aminés solubles dans l'eau réagissent avec une partie du ou des acides gras et/ ou des acides rési neux ou autres, pour former des savon:: solubles dans l'eau, lors du mélange subsé quent des pâtes de pigments métalliques avec de l'eau.
On peut utiliser comme matières de dé part des pigments d'aluminium obtenus par un procédé à sec ou par un procédé par voie humide; ils peuvent se présenter par exem ple sous forme de masse contenant, en poids, de 70 à. 85 % de paillettes métalliques, de 0,5 à 2,
0 % d'acide gras utilisé comme lubrifiant et de 14,5 à 28,0 % d'un mélange d'hydro- carbures bouillant entre 100 et 215 C.
De manière semblable, on peut utiliser des pig ments de cuivre, qui peuvent se présenter par exemple sous forme de masse contenant en poids, de 80 à 90 % de paillettes métalliques, de 0,5 à 2,
0 % d'acide gras utilisé comme lu- brifiant et de 9,5 à 18,0 % desdits hydrocar- bures.
Il convient de noter que la pâte de pig ments métalliques qui fait l'objet de l'inven tion n'est pas sous forme d'émulsions lors qu'elle sort de fabrication. Cette pâte est de préférence maintenue dans un état aussi an hydre que possible; toutefois, l'eau de cris tallisation et de petites quantités d'eau absor bée peuvent être tolérées dans la. pâte, au mo ment de l'empaquetage.
Les exemples suivants illustrent l'inven tion. Chaque produit est préparé par mélange de 605 g de paillettes métalliques, d'une qaaii- tit6 appropriée d'un mélange d'hydrocarbures bouillant entre<B>100</B> et 21.5 C et d'une petite quantité d'un ou plusieurs acides gras avec 212 g d'huile tallique commerciale pouvant contenir jusqu'à 10 % de matières résineuses, par exemple de la gomme-ester,
et avec 91 g d'au moins un des composés aminés mention nés ci-dessus, le poids total du mélange étant de 908 g dans chaque cas. Exemple <I>1:</I> Une pâte de pigments d'aluminium fut préparée suivant la formule générale ci-des sus par une seule opération de mélange.
Cette pâte était composée, en % en poids, de 52,3 % de paillettes d'aluminium, de 13,
3 % d'un mé- lange d'hydrocarbures bouillant entre 100 et 215 C, de 1,0 % d'acide stéarique, 21,0 0 d'huile tallique, 2,4 % de gomme-ester et 10,
0 % de morpholine. Cette pâte présentait une bonne stabilité: après un stockage de plu sieurs mois dans des récipients fermés, elle avait conservé :sa consistance pâteuse primi tive, n'ayant pas formé d'agglomération et n'ayant pas subi de durcissement.
Lorsqu'on mélange cette pâte avec de l'eau à la tempé rature ambiante ou avec de l'eau chaude, à raison de 6 g de pâte pour 25 em3 d'eau, elle se laisse facilement émulsionner pour former un enduit aqueux coulant librement, que l'on peut appliquer sur du papier et des plaques métalliques avec de bons résultats. Les pelli- cules d'enduit séchées présentent l'éclat, le lustre et le pouvoir de réflexion caractéristi ques de l'aluminium métallique.
Exemple <I>2:</I> On a préparé une pâte de pigments de cui vre, propre à être émulsionnée dans l'eau, sui vant la formule générale ci-dessus, par une simple opération de mélange.
On a obtenu un produit composé, en 0/u en poids, de 54,0 % de paillettes de cuivre, 10,60 % d'un mélange d'hydrocarbures bouillant entre 100 et 215 C, 2,
0 0/a d'acide stéarique, 23,4 % d'huile talli- que commerciale et 10 % de triéthanolamine.
Cette pâte se laisse facilement disperser clans de l'eau à 60 C, à raison de 12 g de pâte pour 25 em3 d'eau, pour obtenir un en duit aqueux coulant librement, qui peut être appliqué sur du papier et des plaques en acier, donnant des pellicules sèches préseu- tant l'aspect du cuivre métallique.
<I>Exemple 3:</I> On a préparé une autre pâte de pigments d'aluminium, propre à être émulsionnée dais (le, l'eau, composé, en % en poids, de 52,3 % (le paillettes d'aluminium, 1.3,
3 % d'un mé- lange d'hydrocarbures bouillant entre 100 et 215 C, 1,0 1,10 d'acide stéarique, 23,
4 % d'huile tallique et 10 % de triéthanolamine. Cette pâte conserve bien sa consistance pâteuse pri mitive. Ion outre, elle reste stable et ne forme pas d'agglomération après plusieurs mois de stockage.
rn enduit aqueux préparé au moyen de cette pâte coule librement, et les pellicules sèches qu'on en obtient présentent l'éclat, le lustre et le pouvoir de réflexion caractéristi- oues de l'aluminium.
<I>Exemple 4:</I> On a préparé une pâte de pigments d'alu- minium composée, en /o en poids, de 52,3 % de paillettes d'aluminium, l.3,
3 % d'un mé- lange d'hydrocarbures bouillant entre 100 et 215 C, I % d'acide stéarique, 23,
4 % d'huile tallique et 10 % de 2-amino-1-butanol. Cette pâte se laisse facilement .disperser dans l'eau pour former un enduit. Les pellicules sèches obtenues au moyen de cet enduit présentent l'aspect typique de l'aluminium métallique.
<I>Exemple 5:</I> On a préparé une pâte propre à être émul- sionnée dans de l'eau à partir d'une masse de pigments d'aluminium obtenue en utilisant un lubrifiant non filmogène, tel que l'acide oléique. Cette pâte était composée, en %. en poids, de 52,
1% de pailliettes d'aluminium, de 14,0 0/u d'un mélange d'hydrocarbures bouillant. entre 100 et 215 C, de 0,5 % d'acide oléique, de 23,
4 % d'huile tallique et de 1.0,0 % de 2-amino-2-méthyl-1-propanol.
Cette pâte peut être mélangée avec de l'eau chaude d'une température de 651, <B>C</B> et donne une excellente dispersion. Des pellicu les satisfaisantes peuvent être produites au moyen de cet enduit aqueux. Ces pellicules présentent une belle apparence et une bonne opacité.
On peut faire varier dans de larges limi tes les proportions relatives des différents in grédients de ces pâtes de pigments métalli ques. Des mélanges appropriés contiennent approximativement, en poids, 31 à 74 % de paillettes métalliques, 2 à 15,6 % d'un mé- lange d'hydrocarbures bouillant entre 100 et 215 C,
0,1 à 2,3 % d'au moins un acide gras tel que les acides stéarique, palmitique, oléi que et ricinoléique, 3,0 à 25 0/0 .d'au moins un composé aminé tel que ceux qui sont men- tionnés ci-devant,
de 15 à 45 % d'huile talli- que, jusqu'à 10,0 0/a du poids de celle-ci pou vant être remplacés par une huile ou matière résineuse, telle que la gomme-ester. ,
Paste of metallic pigments. The present invention relates to a paste of metallic pigments.
Currently, metallic pigments whose particles have the form of fine flakes are available in the form of dry powders and pastes. Dry powders are composed of fine metal particles, the surfaces of which are covered with a film comprising a fatty acid or a mixture of fatty acids. The pastes additionally contain an amount of a volatile hydrocarbon sufficient to give the product the consistency of a paste.
Such pigment pastes can be made from metallic pigments in dry form, previously disintegrated, simply by mixing them with a volatile hydrocarbon or by grinding in the wet state and filtering to give the product the desired consistency.
Until now, many operations have been necessary for the preparation of pigments emulsifiable in water; thus, for example, in the preparation of pigment pastes suitable for emulsifying in water and containing casein, a cooking operation was carried out in order to react the casein with one or more other ingredients of the paste , before the final mixing operation with the aqueous medium.
In addition, it was often necessary to carry out several separate mixing operations. A paste of pigments of this kind, suitable for being emulsified in water and containing casein, is described, for example, in Swiss patent No. 295057.
The aim of the present invention is to provide a paste of stable metallic pigments, capable of being emulsified in water, but containing no casein, which retains its pasty consistency and does not agglomerate during storage in the environment. shielded from air and which, mixed with water, forms aqueous coatings, coating compositions, inks, summer.
The paste of metallic pigments, capable of being emulsified in water, which is the subject of the invention, is characterized in that it comprises metallic flakes, a mixture of hydrocarbons boiling between 100 and 215 C. , a fatty acid containing 7 6 to 18 carbon atoms, tallic oil and at least one amino compound soluble in water and containing at most 7 carbon atoms, this amino compound being capable of reacting with fatty acid in aqueous solution.
The present invention is based on the discovery that metallic flakes, obtained by the dry process or by pasting, can be used for the formation of pastes which can be emulsified in water and which do not harden during storage.
For <B> there </B> preparation of the pigment paste, it is possible to use, as starting material, a mixture composed of fine flakes of aluminum or of another metal or alloy, for example copper, of hydrocarbons boiling between 100 and 215 C, for example mixtures of aliphatic and / or aromatic hydrocarbons, and at least one fatty acid such as for example palmitic, stearic, oleic and ricinoleic acids, and add to this mixture of tallic oil and. an amino compound as specified above.
Tall oil is a byproduct of the manufacture of cellulose by the sulphate process, which normally contains about 40 to 55% of resinous acids, about 40 to 55% of fatty acids and about 5-10% of non-saponifiable materials such as steroids, higher alcohols, hydrocarbons, etc.
As the water-soluble amino compound, 2-amino-1-butanol, 2-amino-2-methyl-1-propanol, 2-amino-2-methyl-1,3-propanediol, isopropanolamines, ethanolamines, morpholine and monon-butylamine, separately or in combination.
These compounds are able to combine with fatty acids and other organic acids present (from tall oil), to form effective emulsifying agents, when the metal pigment paste is subsequently mixed with water.
It can be assumed that these water soluble amino compounds react with part of the fatty acid (s) and / or resinous or other acids, to form water soluble soaps, upon subsequent mixing of the pastes. of metallic pigments with water.
Aluminum pigments obtained by a dry process or by a wet process can be used as starting materials; they can be presented, for example, in the form of a mass containing, by weight, from 70 to. 85% metallic flakes, from 0.5 to 2,
0% fatty acid used as a lubricant and 14.5 to 28.0% of a mixture of hydrocarbons boiling between 100 and 215 C.
In a similar manner, copper pigments can be used, which can be provided, for example, in the form of a mass containing by weight from 80 to 90% of metallic flakes, from 0.5 to 2,
0% fatty acid used as lubricant and from 9.5 to 18.0% of said hydrocarbons.
It should be noted that the paste of metallic pigments which is the subject of the invention is not in the form of emulsions when it comes out of production. This paste is preferably kept in as anhydrous state as possible; however, crystallization water and small amounts of absorbed water can be tolerated in the. dough, at the time of packaging.
The following examples illustrate the invention. Each product is prepared by mixing 605 g of metallic flakes, an appropriate quantity of a mixture of hydrocarbons boiling between <B> 100 </B> and 21.5 C and a small quantity of one or several fatty acids with 212 g of commercial tallic oil which may contain up to 10% resinous matter, for example gum ester,
and with 91 g of at least one of the amino compounds mentioned above, the total weight of the mixture being 908 g in each case. Example <I> 1: </I> A paste of aluminum pigments was prepared according to the general formula above by a single mixing operation.
This paste was composed, in% by weight, of 52.3% of aluminum flakes, 13,
3% of a mixture of hydrocarbons boiling between 100 and 215 ° C., 1.0% stearic acid, 21.0 0 tallic oil, 2.4% gum ester and 10,
0% morpholine. This paste exhibited good stability: after storage for several months in closed containers, it had retained: its original pasty consistency, having not formed an agglomeration and had not undergone hardening.
When this paste is mixed with water at room temperature or with hot water, at a rate of 6 g of paste for 25 em3 of water, it is easily emulsified to form a free-flowing aqueous coating. , which can be applied to paper and metal plates with good results. The dried coating films exhibit the characteristic luster, luster and reflectance of metallic aluminum.
Example <I> 2: </I> A paste of copper pigments, capable of being emulsified in water, was prepared, following the general formula above, by a simple mixing operation.
A product was obtained composed, in 0 / u by weight, of 54.0% copper flakes, 10.60% of a mixture of hydrocarbons boiling between 100 and 215 C, 2,
0% stearic acid, 23.4% commercial tall oil and 10% triethanolamine.
This paste can be easily dispersed in water at 60 C, at a rate of 12 g of paste for 25 em3 of water, to obtain a free-flowing aqueous paste, which can be applied to paper and steel plates. , giving dry films with the appearance of metallic copper.
<I> Example 3: </I> Another paste of aluminum pigments, suitable for being emulsified in dais (le, water, composed, in% by weight, of 52.3% (the flakes of 'aluminum, 1.3,
3% of a mixture of hydrocarbons boiling between 100 and 215 C, 1.0 1.10 stearic acid, 23,
4% tallic oil and 10% triethanolamine. This paste retains its initial pasty consistency well. In addition, it remains stable and does not form agglomeration after several months of storage.
An aqueous coating prepared by means of this paste flows freely, and the dry films obtained therefrom exhibit the luster, luster and reflectivity characteristic of aluminum.
<I> Example 4: </I> A paste of aluminum pigments composed, en / o by weight, of 52.3% of aluminum flakes, l.3, was prepared.
3% of a mixture of hydrocarbons boiling between 100 and 215 C, I% of stearic acid, 23,
4% tallic oil and 10% 2-amino-1-butanol. This paste is easily dispersed in water to form a coating. The dry films obtained by means of this coating have the typical appearance of metallic aluminum.
<I> Example 5: </I> A paste suitable for emulsion in water was prepared from a mass of aluminum pigments obtained using a non-film-forming lubricant, such as acid oleic. This paste was composed, in%. by weight, from 52,
1% aluminum flakes, 14.0 0 / u of a boiling hydrocarbon mixture. between 100 and 215 C, 0.5% oleic acid, 23,
4% tallic oil and 1.0.0% 2-amino-2-methyl-1-propanol.
This paste can be mixed with hot water at a temperature of 651, <B> C </B> and gives an excellent dispersion. Satisfactory films can be produced using this aqueous coating. These films have a good appearance and good opacity.
The relative proportions of the various ingredients of these metallic pigment pastes can be varied within wide limits. Suitable mixtures contain approximately, by weight, 31 to 74% metal flakes, 2 to 15.6% of a hydrocarbon mixture boiling between 100 and 215 C,
0.1 to 2.3% of at least one fatty acid such as stearic, palmitic, oleic and ricinoleic acids, 3.0 to 25% of at least one amino compound such as those which are men - mentioned above,
from 15 to 45% tall oil, up to 10.0% by weight thereof which can be replaced by an oil or resinous material, such as gum ester. ,