FR3106831A1 - Procédé de préparation d’encre acrylique pours préserver les qualités homogenes de colorations initiales des encres - Google Patents
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Abstract
Procédé universel de préparation d’encres acryliques destinées aux beaux-arts et loisirs créatifs , et pour tous types de pigments, qui supprime tout phénomène de floculation ou décantation pigmentaire en raison d’un stockage immobile dans une durée prolongée, caractérisé par :- une composition faisant appel à :une résine copolymère, un glycol, un polyphosphate, des pigments de couleur, de l’eau déminéralisée, de l’ammoniac, de la cire et de l’acide , - une préparation par type d’ingrédient consistant en : = une première étape de dispersions et d’homogénéisation des pigments dans un mélange constitué selon l’ordre d’incorporation suivant : une résine copolymère acrylique styrène, un glycol, un polyphosphate, = une seconde étape d’ajustement des valeurs caractéristique de viscosité, d’acidité et de brillance du mélange, consiste à mélanger à température ambiante, avec une rotation continue dans l’ordre suivant, l’eau, un ammoniac ou de la soude , une cire et un acide, le mélange est maintenu en rotation pendant 5 à 10 minutes.
Description
Les encres de type acrylique et sont couramment utilisées en calligraphie / stylos /écriture /applications tissus, autrement défini beaux-arts et loisirs créatifs. Le principe est qu’ils sont utilisables à l’eau sur des supports poreux et fibreux. Ces encres se distinguent par des différentes viscosités et des pigments à caractéristiques granulaires très variées.
Il apparait essentiel de rappeler la définition du motEncre: «peinture composée d’un liant et d’une couleur à l’objet de couvrir un support soit pour le décorer, soit le protéger». On distingue plusieurs familles d’encres qui portent des noms différents selon les liants employés: huile, acrylique, aquarelle, gouaches, tempéra… Selon les résultats souhaités et les composants mobilisés, les pigments employés sont des pulvérulents plus ou moins fins, ce qui provoque une floculation et produit ensuite (par gravité) de la décantation.
Au regard de l’objectif visé par l’invention, qui concerne les encres acryliques à comportement newtonien, le phénomène de floculation qui engendre la décantation des pigments est exacerbé du fait de ce comportement physique. L’invention étant relative à un procédé de fabrication d’encre, il convenait également que ce procédé ne porte pas préjudice à la fonction de recouvrement de l’encre sur son support. A cet effet et au regard des supports qui présentent des caractéristiques physiques de porosité et fibrosité propres et variées, le procédé se doit de favoriser une constante d’absorption et de diffusion du médium sur le support, quelle que soit la faible rugosité de ce dernier.
Enfin il parait utile de rappeler que les encres utilisées à des fonctions beaux-arts et loisirs créatifs subissent des périodes prolongées de stockage immobile, tant chez l’industriel une fois le produit fabriqué, qu’avant son usage par l’utilisateur (stockage en magasin). De plus, une fois le produit placé chez l’utilisateur, ce dernier aura un usage plus ou moins distancié, qui conduira l’encre à perdre son homogénéité en stockage prolongé. Supprimer le phénomène de décantation pigmentaire, représente donc un enjeu important du point de l’aspect du produit, tant dans les rayons des magasins que chez l’utilisateur.
Etat des connaissances:Nous distinguons l’état de la science et l’état des techniques afférents à notre problématique.
En l’Etat de la technique:Pour endiguer les problèmes de floculation des pigments, une technologie couramment employée par les chimistes industriels producteurs de liants et de pigments, consiste à introduire des additifs venant faire la conjonction entre le liant et le pigment. L’inconvénient de cette technologie est qu’elle concerne uniquement des produits qui disposent d’une viscosité importante, donc antinomique au problème posé par les encres acryliques qui elles sont très liquides. La conséquence de cette grande viscosité est que les additifs restent en suspension sur des produits, tandis que sur un flux liquide ces mêmes additifs vont favoriser les phénomènes de floculation et de décantation. Par ailleurs, cette technologie est plus particulièrement employée dans la fabrication de peintures qui n’appellent pas une finesse de trait (le secteur du bâtiment par exemplequi a un besoin de recouvrement en masse de la surface). Dans ces conditions les pigments utilisés sont à forte granulométrie et ne se destinent pas au secteur beaux-arts et loisirs créatifs, pour lequel l’invention est destinée.
Dès lors qu’il s’agit de produire des médiums pour le secteur beaux-arts, et aux fins de garantir une finesse de trait (objet même de ces produits), le pigment doit être plus fin de façon à disposer de cette fonction sur le trait. Dans ces conditions, il convient que le liant soit parfaitement en adéquation avec le pigment, ce qui augure que la composition soit toujours établie en fonction des caractères physiques du pigment mobilisé. Ce qui indique qu’aucune solution universelle à tous types de pigments ne soit connue. Cette conception est par ailleurs antinomique aux peintures industrielles, en ce que pour ces dernières les chimistes partent toujours sur des bases communes et font ensuite l’introduction de couleurs en différenciation retardée.
Sur le secteur beaux-arts, et concernant les encres acryliques, il est d’usage courant d’intégrer des additifs qui servent à soit : abaisser la température du film (améliorant ainsi le temps d’emploi de l’encre), réguler la viscosité, modifier la viscosité du liant, ou réduire l’instabilité du pigment dans le mélange. Toutefois pour les additifs réduisant l’instabilité du pigment, l’effet est limité dans le temps en raison des liants très fluides employés dans les encres acryliques, ce qui indique que lors d’un stockage prolongé la décantation est de mise, ce qui contrecarre l’homogénéité du produit.
Enfin et contrairement aux teintures, les pigments sont des colorants qui ne sont pas solublesdans le médium; ce qui oriente une nécessité de meilleure répartition possible des micro grains de pigment au sein du médium. Nous pouvons citer les brevet JP2011213999, KR1019830000735, et US4227936 qui présentent des procédés d’obtention d’un pigment facilement dispersable . L’avantage des pigments ainsi obtenus est qu’ils peuvent se mélanger facilement mais leur inconvénient est que lors d’un stockage prolongé de plusieurs semaines, elles présentent un phénomène de décantation accentué dans le mélange avec le liant.
En conséquence, Il n’existait pas avant la présente invention, de dispositif ou procédé connu qui permette d’obtenir un mélange sans décantation du pigment dans le médium pour un stockage de plus de deux semaines en statique pour des encres acryliques destinées au secteur beaux-arts loisirs créatifs.
Etat de la science:Comme nous l’indique les techniques de l’ingénieur, la théorie de la sédimentation de solides fins dans un liquide obéit à la loi de «Stokes» qui montre que la vitesse de chute d’une particule est proportionnelle à la différence des masses volumiques entre la particule et le liquide et au carré de la dimension de la particule. En conséquence, tout phénomène susceptible d’augmenter le diamètre des particules favorise la sédimentation de façon très significative, de sorte que la floculation est devenue une partie intrinsèque de la sédimentation. La plupart des matériaux en suspension dans un liquide sont naturellement floculés et, de ce fait, peuvent être concentrés par sédimentation, bien que celle-ci soit parfois très lente. La particule en mouvement dépend des forces auxquelles elle est soumise: son poids, la poussée d’Archimède, et les forces de frottement entre la particule solide et le fluide.
Cette particule atteint une vitesse limite et le nombre de «Reynolds» devient alors la valeur caractéristique qui permet de caractériser le type de mouvement des particules dans les milieux fluides dépendant de la viscosité de celui-ci.
Il est observé que pour des granulométries très fines de l’ordre de 1 à 10µm le nombre de Reynolds peut être <10-4, la loi de «Reynolds» ne s’applique pas, tandis que le mouvement des particules est influencé par le mouvement brownien (agitation thermique).
Nous voyons que l’état de la science, s’il fournit une information générale d’explication des phénomènes, ne donne pas de solution qui puisse déterminer directement le comportement de floculation et de décantation d’un pigment dans un mélange avec des proportion variables de plusieurs composants (liant, pigment, additifs).
Présentation de l’invention: l’invention est relative à un procédé universel de préparation d’encres acryliques destinées aux beaux-arts et loisirs créatifs , et pour tous types de pigments, qui supprime tout phénomène de floculation ou décantation pigmentaire pouvant se produire au sein du mélange constitué dans le cas d’un stockage immobile dans une durée prolongée, caractérisé par:
- une composition faisant appel à:
= une résine copolymère servant de matrice aux pigments pour la dépose sur le support,
= un glycol permettant de limiter l’augmentation de la température se produisant par le frottement des molécules entre elles lors du mélange
= un polyphosphate qui assure la dispersion des agrégats de pigments et la répartition des pigments au sein du liant,
= des pigments de couleur,
= de l’eau déminéralisée qui modifie la viscosité du mélange,
=de l’ammoniac qui ajuste l’acidité pour maintenir la stabilité de la viscosité du mélange dans le temps,
=de la cire pour l’effet matant et ajuste la brillance du médium,
=de l’acide acrylique pour l’ajustement de la viscosité finale du mélange
- une préparation par type d’ingrédient consistant en:
= une première étape de dispersion et d’homogénéisation des pigments dans un mélange constitué selon l’ordre d’incorporation suivant: une résine copolymère acrylique styrène dans une proportion de la masse pondérale finale comprise entre 25 et 40% , un glycol dans une proportion de 2 à 4 %, un polyphosphate dans une proportion de 0,5 à 1,5 %, le tout est étant introduit dans le mélange sous vide d’air à 80% et avec une rotation de 900 à 1500 tr.min-1, l’ensemble est alors maintenu en mouvement pendant une durée de 5 à 15 min, la température ne devant pas dépasser 40°C, les pigments avec une granulométrie ne devant pas être supérieure à 10 microns et dans une proportion de la masse pondérale finale comprise entre 6 et 10%
= une seconde étape d’ajustement des valeurs caractéristique de viscosité, d’acidité et de brillance du mélange, consiste à mélanger à température ambiante, avec une rotation continue de 250 à 400 tr.min-1, sans qu’il ne se constitue de bulle à l’introduction des constituants, dans l’ordre suivant, l’eau distillée avec une proportion de la masse pondérale finale comprise entre 20 et 45%, un ammoniac ou de la soude dans une proportion comprise entre 0,1 et 0,5% pour obtenir une valeur du pH comprise entre 8,5 et 13 , une cire dans une proportion de 1 à 4%, et un acide acrylique dans une proportion de 0,5 à 1% pour obtenir une viscosité inférieure à 45 mPa.s, le mélange est maintenu en rotation pendant 5 à 10 minutes.
- une composition faisant appel à:
= une résine copolymère servant de matrice aux pigments pour la dépose sur le support,
= un glycol permettant de limiter l’augmentation de la température se produisant par le frottement des molécules entre elles lors du mélange
= un polyphosphate qui assure la dispersion des agrégats de pigments et la répartition des pigments au sein du liant,
= des pigments de couleur,
= de l’eau déminéralisée qui modifie la viscosité du mélange,
=de l’ammoniac qui ajuste l’acidité pour maintenir la stabilité de la viscosité du mélange dans le temps,
=de la cire pour l’effet matant et ajuste la brillance du médium,
=de l’acide acrylique pour l’ajustement de la viscosité finale du mélange
- une préparation par type d’ingrédient consistant en:
= une première étape de dispersion et d’homogénéisation des pigments dans un mélange constitué selon l’ordre d’incorporation suivant: une résine copolymère acrylique styrène dans une proportion de la masse pondérale finale comprise entre 25 et 40% , un glycol dans une proportion de 2 à 4 %, un polyphosphate dans une proportion de 0,5 à 1,5 %, le tout est étant introduit dans le mélange sous vide d’air à 80% et avec une rotation de 900 à 1500 tr.min-1, l’ensemble est alors maintenu en mouvement pendant une durée de 5 à 15 min, la température ne devant pas dépasser 40°C, les pigments avec une granulométrie ne devant pas être supérieure à 10 microns et dans une proportion de la masse pondérale finale comprise entre 6 et 10%
= une seconde étape d’ajustement des valeurs caractéristique de viscosité, d’acidité et de brillance du mélange, consiste à mélanger à température ambiante, avec une rotation continue de 250 à 400 tr.min-1, sans qu’il ne se constitue de bulle à l’introduction des constituants, dans l’ordre suivant, l’eau distillée avec une proportion de la masse pondérale finale comprise entre 20 et 45%, un ammoniac ou de la soude dans une proportion comprise entre 0,1 et 0,5% pour obtenir une valeur du pH comprise entre 8,5 et 13 , une cire dans une proportion de 1 à 4%, et un acide acrylique dans une proportion de 0,5 à 1% pour obtenir une viscosité inférieure à 45 mPa.s, le mélange est maintenu en rotation pendant 5 à 10 minutes.
Claims (1)
- Procédé universel de préparation d’encres acryliques destinées aux beaux-arts et loisirs créatifs , et pour tous types de pigments, qui supprime tout phénomène de floculation ou décantation pigmentaire pouvant se produire au sein du mélange constitué dans le cas d’un stockage immobile dans une durée prolongée, caractérisé par une préparation par type d’ingrédient consistant en:
= une première étape de dispersions et d’homogénéisation des pigments dans un mélange constitué selon l’ordre d’incorporation suivant: une résine copolymère acrylique styrène, dans une proportion de la masse pondérale finale comprise entre 25 et 40% , un glycol, dans une proportion de 2 à 4 %, un polyphosphate, dans une proportion de 0,5 à 1,5 %, le tout est étant introduit dans le mélange sous vide d’air à 80% et avec une rotation de 900 à 1500 tr.min-1, l’ensemble est alors maintenu en mouvement pendant une durée de 5 à 15 min, la température ne devant pas dépasser 40°C, les pigments avec une granulométrie ne devant pas être supérieure à 10 microns et dans une proportion de la masse pondérale finale comprise entre 6 et 10%
= une seconde étape d’ajustement des valeurs caractéristique de viscosité, d’acidité et de brillance du mélange, consiste à mélanger à température ambiante, avec une rotation continue de 250 à 400 tr.min-1, sans qu’il ne se constitue de bulle à l’introduction des constituants, dans l’ordre suivant, l’eau distillée avec une proportion de la masse pondérale finale comprise entre 20 et 45%, un ammoniac ou de la soude dans une proportion comprise entre 0,1 et 0,5% pour obtenir une valeur du pH comprise entre 8,5 et 13 , une cire dans une proportion de 1 à 4%, et un acide acrylique dans une proportion de 0,5 à 1% pour obtenir une viscosité inférieure à 45 mPa.s, le mélange est maintenu en rotation pendant 5 à 10 minutes.
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