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L'invention concerne des pigments organiques et leur préparation. Plus particulièrement, elle vise des pigments organi- ques contenant un métal des terres rares, et comprend les perfec- @ tionnementsapparentés et les découvertes grâce auxquelles on pré- pare les compositions présentant des qualités caractéristiques.
Un objet de la présente invention est de préparer des pigments organiques, appelés aussi laques de couleur, possédant d'excellentes propriétés tinctoriales et de résistance aux ac- tions destructives.
La présente invention vise des pigments organiques com portant un métal des terres rares comme constituant essentiel.
L'invention a encore pour objet la préparation de pig- ments organiques qui sont produits par réaction entre un dérivé
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des Métaux des terres rares et un colorant qui peut être métalli- sé ou non.
Un autre objet de l'invention est un procédé pour la préparation de pigments organiques, procédé qui puisse être mis en oeuvre rapidement, facilement et économiquement à l'échelle dési- rée.
L'invention vise en particulier la fabrication de pig- ments organiques par réaction entre un colorant soluble dans l'eau par exemple le nPontachrome Rouge B" et un chlorure d'un métal des terres rares comme le lanthane, cérium et des mélanges de diffé- rents chlorures des métaux des terres rares.
D'autres objets de la présente invention apparaîtront au cours de la description ci-après.
L'invention, en conséquence, comprend les différentes phases et la relation d'une ou plusieurs de ces phases par rapport à chacune des autres et la composition.possédant les caractéristi- ques, propriétés et le rapport entre les constituants qui sont détaillés dans les exemples suivants et le cadre de l'invention qui est indiqué dans le résumé.
Dans la pratique de l'invention, on prépare un pigment organique par réaction d'un colorant, réactif au point de vue chi- mique, avec un dérivé d'un métal des terres rares, en solution aqueuse convenable.. la séparation du liquide et du pigment et le séchage du pigment séparé. Lorsque l'on a effectué le séchage, si ' on le désire, on peut modifier les caractéristiques physiques du pigment préparé, par exemple le réduire quant à la dimension des particules par broyage. Les colorants peuvent être métallisés ou non métallisés, et il est désirable qu'ils soient solublesdans 1' eau.
Le dérivé des métaux des terres rares est un membre de la sé- rie des lanthanides,par exemple les métaux ayant un numéro atomi- que entre 57 et 71, par exemple lanthane, cérium; praséodyme, néodyme, samarium, europium, gadolinium, dyuprosium et lutétium. le colorant soluble dans l'eau peut être un composé ca- (basique) ou anionique (acide).
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Bien que l'on puisse utiliser les métaux des terres rares individuellement, on a trouvé que l'on obtient des résultats satisfaisants lorsque l'on emploie plusieurs métaux des terres ra- res en combinaison, ce qui évite la nécessité de séparation des différents métaux. En outre, le composé soluble dans l'eau déri- vent d'un métal des terres rares peut être un acétate, chlorure, bromure, bromate, iodure, nitrate, sélénate ou sulfate.
Ainsi, on peut utiliser les chlorures des métaux des terres rares pour former des composés insolubles dans l'eau à par- tir des colorants solubles dans l'eau, qui sont susceptibles aussi d'être métallisés in situ. Donc, le Pontachrome Rouge B (pigment scarlet), un composé azoïque anionique susceptible de former un sel métallique aussi bien qu'un groupe métallique chélate, lorsqu' on le fait réagir avec un mélange de composés contenant des métaux des terres rares, en solution aqueuse, donne directement un pré- cipité du genre cristallin, grossier avec un filtrat incolore.
Lorsqu'on analyse au spectrographe le précipité, on trouve qu'il contient environ 10% de cérium et environ 10% de lanthane.
Comme autres colorants solubles dans l'eau que l'on peut utiliser, on citera : Bleu SW, Pontachrome Fla- vine A (Enrichrome Flavine A), Pontachrome Azur Bleu BR (Erichrome Azurol B), Colorant Vert Azo, Colorant Brun Azo, Auramine Lithosol Bleu 6G (Rhoduline Bleue 6G), Rhodamine B, Méthyl Violet B, Naphtanol Jaune S, Eosine, Alizarine, Orange II, Laque Scarlet 2R, Tartrazine C, phtalocyanine de cuivre sulfonée, Pigment Vert B sul- foné, Astraphloxine FF, lithol Rouge R, Laque Bordeaux B, Rouge permanent 2B, Hélio Solide Rubis 4 BL, Hélio Solide, Rubis FF Extra, Orange Person, Bleu Peacock, auxquels on peut ajouter les colorants métallisés Néolan Noir WA, Neolan Jaune BE, Palatine Solide Rose BN et Helicrzen Bleu SBL.
On peut préparer les pigments organiques en ajoutant une solution contenant un chlorure d'un métal des terres rares à une solution du colorant, en faisant attention au changement et en @ tout précipité par filtration. Dans le cas où il se
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forme des précipités et où les filtrats sont colorés, on peut ajouter du chlorure du métal des terres rares au filtrat jusqu'à ce que la précipitation soit complète. On conduit l'opération à des températures allant depuis 20 C jusqu'à 100 C environ.
On peut préparer la solution de chlorure du métal des terres rares en ajoutant 68 g d'un chlorure ou de plusieurs chlo- rures à 100 cm3 d'eau distillée et en filtrant pour éliminer tout produit insoluble. On peut préparer les différentes solutions de colorant en dissolvant 0,5 g de colorant dans 100 cm3 d'eau distil. lée. A titre illustratif, on ajoute lentement et en agitant 10 cm3 de solution de chlorure à 100 em3 de solution de colorant.
Dans certains cas, on peut ajouter 10 cm3 d'acide acé- tique glacial à la solution de colorant, en particulier lorsque l'on emploie les colorants Pontachrome, c'est-à-dire des colorants cationiques, avant d'ajouter la solution de chlorure des métaux des terres rares. Ceci est désirable lorsque ces colorants doivent être métallisés. En conséquence,.la teneur en acide acétique peut aller jusqu'à 10%. Comme mode de mise en oeuvre illustrant la ma- nière dont on peut mettre en pratique l'invention, on donne les exemples ci-après.
EXEMPLE 1
On dissout 0,5 g de "Pontachrome Rouge B" dans 100 cm3 d'eau et 6,8 g de LaCl3 dans 10 cm3 d'eau. On ajoute la solution de LaCl3 à la solution de colorant, lentement et en agitant. La réaction' entre colorant et la solution de LaCl3 provoque la forma- tion d'un précipité qu'on sépare du liquide par filtration et qu' on sèche ensuite. On peut ensuite réduire, si on le désire, la grosseur du pigment ainsi produit.
EXEMPLE 2. -
On suit le même processus que dans l'exemple 1, mais en utilisant le "Pontachrome Azur Bleu BR" et Ce(NO3)3 6H2O en quan- tités analogues.
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EXEMPLE 3.-
On suit le processus décrit dans l'exemple 1, en faisant réagir une solution de "Pontachrome Flavine A avec une solution contenant plusieurs chlorures des métaux des terres rares, les chlorures de lanthane et de cérium étant présents en quantité pré, pondérante.
EXEMPLE 1,.. -
On opère suivant le processus décrit dans l'exemple 1 en traitant la solution de Pontachrome Rouge B par une solution contenant plusieurs sulfates des métaux des terres rares.
EXEMPLE 5.::
On suit le processus de l'exemple 1, en utilisant le "Néolan Noir WA et CeCl3 dans les mêmes quantités.
EXEMPLE 6.-
On suit le même mode'opératoire que dans l'exemple 1 en faisant réagir une solution de "Néolan Jaune BE avec une solution contenant plusieurs acétates de métaux des terres rares. Les acéta, tes de lanthane et de cérium étant en quantités prédominantes.
EXEMPLE 7.-
On opère comme dans l'exemple 1 en utilisant le "Ponta- . chrome Rouge B" et le chlorure de lanthane avec la modification suivante : on ajoute 10 cm3 d'acide acétique glacial à la solution de colorant, avant de lui ajouter le chlorure de lanthane.
Il est bien entendu que les détails spécifiques dans les exemples ci-dessus peuvent être modifiés sans sortir du cadre de la présente invention. Ainsi, la solution du dérivé des métaux des terres rares peut avoir une concentration comprise entre 0,5% et 25% environ; la solution de colorant peut présenter une concen- tration allant de 1 à 5% environ; et la concentration en acide acétique,, lorsqu'on en utilise, peut être de 0,25% à 10% environ.
Les pigments organiques décrits ici conviennent pour l'utilisation dans les compositions de revêtement, par exemple
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peintures et finis pour automobiles, encres d'imprimerie pour 1' industrie des arts graphiques et pigments d'impression pour texti- les. On peut lest utiliser aussi dans les revêtements de sol, les élastomères, la teinture au foulon, le revêtement du papier, et la pigmentation dans la masse des fibres synthétiques. Les propriétés particulières désirées dans les pigments organiques sont (1) inso- lubilité dans les supports dans lesquels on les incorpore et com- patibilité avec ces supports et (2) propriétés physiques désirables parmi lesquelles la texture et la dispersibilité ont probablement la plus grande importance.
Il est bien entendu que les pigments décrits ci-dessus peuvent être préparés en conduisant la réaction entre le colorant et le métal de la série des lanthanides, en présence d'un composé qui donne un précipité simultané, précipité qui sert de support, d, préférence incolore. On peut utiliser les substrats de différentes manières pour affecter ou régler les propriétés physiques des pig- ments. Parmi les composés que l'on peut utiliser pour former un substrat, on citera les composés solubles dans l'eau de l'aluminium de l'étain, du calcium, du baryum, du strontium et de l'antimoine.
De plus, on peut utiliser ces composés seuls ou en mélanges compa- tibles.
Ainsi, on verra que les objets indiqués ci-dessus, par- mi ceux qui ressortent de la description, sont réellement atteints, et on pourra apporter certaines modifications dans la conduite du procédé ci-dessus et dans les compositions indiquées sans sortir du cadre de la présente invention, étant bien entendu que tout ce qui est indiqué dans la description ci-dessus doit être interprété à titre illustratif et non limitatif de l'invention.
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The invention relates to organic pigments and their preparation. More particularly, it relates to organic pigments containing a rare earth metal, and includes the related improvements and discoveries by which compositions exhibiting characteristic qualities are prepared.
An object of the present invention is to prepare organic pigments, also called color lakes, having excellent dyeing properties and resistance to destructive actions.
The present invention relates to organic pigments comprising a rare earth metal as an essential constituent.
A further subject of the invention is the preparation of organic pigments which are produced by reaction between a derivative
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rare earth metals and a colorant which may or may not be metallized.
Another object of the invention is a process for the preparation of organic pigments, which process can be carried out quickly, easily and economically on the desired scale.
The invention relates in particular to the manufacture of organic pigments by reaction between a dye soluble in water, for example nPontachrome Rouge B "and a chloride of a rare earth metal such as lanthanum, cerium and mixtures of different types. - chloride rents of rare earth metals.
Other subjects of the present invention will emerge from the description below.
The invention, therefore, comprises the different phases and the relation of one or more of these phases to each of the others and the composition having the characteristics, properties and the relation between the constituents which are detailed in the following examples and the scope of the invention which is indicated in the summary.
In the practice of the invention, an organic pigment is prepared by reacting a chemically reactive dye with a rare earth metal derivative in a suitable aqueous solution. and pigment and drying the separated pigment. When drying has been carried out, if desired, the physical characteristics of the pigment prepared can be changed, for example, reduce it in particle size by grinding. The dyes can be metallized or non-metallized, and it is desirable that they be soluble in water.
The rare earth metal derivative is a member of the lanthanide series, for example metals having an atom number between 57 and 71, for example lanthanum, cerium; praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, dyuprosium and lutetium. the water soluble dye can be a ca- (basic) or anionic (acid) compound.
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Although the rare earth metals can be used individually, it has been found that satisfactory results are obtained when several rare earth metals are used in combination, thereby avoiding the need for separation of the different metals. . Further, the water soluble compound derived from a rare earth metal can be an acetate, chloride, bromide, bromate, iodide, nitrate, selenate or sulfate.
Thus, the chlorides of the rare earth metals can be used to form water-insoluble compounds from the water-soluble dyes, which are also liable to be metallized in situ. So Pontachrome Rouge B (scarlet pigment), an anionic azo compound capable of forming a metal salt as well as a chelated metal group, when reacted with a mixture of compounds containing rare earth metals, in solution. aqueous, gives directly a coarse, crystalline-like precipitate with a colorless filtrate.
When the precipitate is analyzed by spectrograph, it is found to contain about 10% cerium and about 10% lanthanum.
Other water-soluble dyes which can be used include: SW Blue, Pontachrome Flavine A (Enrichrome Flavine A), Pontachrome Azur Bleu BR (Erichrome Azurol B), Azo Green Colorant, Azo Brown Colorant, Auramine Lithosol Blue 6G (Rhodulin Bleue 6G), Rhodamine B, Methyl Violet B, Naphtanol Yellow S, Eosine, Alizarine, Orange II, Scarlet Lacquer 2R, Tartrazine C, sulfonated copper phthalocyanine, Sulphonated Green Pigment B, Astraphloxine FF, lithol Red R, Lacquer Bordeaux B, Permanent Red 2B, Helio Solid Ruby 4 BL, Helio Solid, Ruby FF Extra, Orange Person, Blue Peacock, to which we can add the metallic dyes Néolan Noir WA, Neolan Yellow BE, Palatine Solid Pink BN and Helicrzen Blue SBL.
Organic pigments can be prepared by adding a solution containing a rare earth metal chloride to a solution of the dye, paying attention to the change, and precipitating it all by filtration. In the event that
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precipitates and where the filtrates are colored, chloride of the rare earth metal can be added to the filtrate until precipitation is complete. The operation is carried out at temperatures ranging from 20 C to about 100 C.
The rare earth metal chloride solution can be prepared by adding 68 g of a chloride or more chlorides to 100 cc of distilled water and filtering to remove any insoluble material. The different dye solutions can be prepared by dissolving 0.5 g of dye in 100 cm3 of distilled water. lée. By way of illustration, 10 cm3 of chloride solution are added slowly and with stirring to 100 em3 of dye solution.
In some cases, 10 cc of glacial acetic acid can be added to the dye solution, especially when using Pontachrome dyes, i.e. cationic dyes, before adding the solution. chloride of rare earth metals. This is desirable when these dyes are to be metallized. Consequently, the acetic acid content can be up to 10%. As an embodiment illustrating the manner in which the invention can be practiced, the following examples are given.
EXAMPLE 1
0.5 g of “Pontachrome Rouge B” is dissolved in 100 cm3 of water and 6.8 g of LaCl3 in 10 cm3 of water. The LaCl3 solution is added to the dye solution slowly and with stirring. The reaction between the dye and the LaCl3 solution causes the formation of a precipitate which is separated from the liquid by filtration and then dried. The size of the pigment thus produced can then be reduced, if desired.
EXAMPLE 2. -
The same procedure was followed as in Example 1, but using "Pontachrome Azur Bleu BR" and Ce (NO3) 36H2O in analogous amounts.
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EXAMPLE 3.-
The procedure described in Example 1 is followed, by reacting a solution of "Pontachrome Flavine A with a solution containing several chlorides of rare earth metals, the chlorides of lanthanum and of cerium being present in a pre-weighting quantity.
EXAMPLE 1, .. -
The procedure is carried out according to the process described in Example 1, treating the solution of Pontachrome Rouge B with a solution containing several sulphates of rare earth metals.
EXAMPLE 5. ::
The procedure of Example 1 is followed, using "Neolan Black WA and CeCl3 in the same amounts.
EXAMPLE 6.-
The same operating mode is followed as in Example 1 by reacting a solution of "Neolan Yellow BE with a solution containing several rare earth metal acetates. The acetates of lanthanum and of cerium being in predominant quantities.
EXAMPLE 7.-
The operation is carried out as in Example 1 using "Ponta-chromium Red B" and lanthanum chloride with the following modification: 10 cm3 of glacial acetic acid are added to the dye solution, before adding the chloride to it. lanthanum.
Of course, the specific details in the above examples can be changed without departing from the scope of the present invention. Thus, the solution of the derivative of rare earth metals can have a concentration of between 0.5% and 25% approximately; the dye solution may have a concentration ranging from about 1 to 5%; and the concentration of acetic acid, when used, can be from about 0.25% to 10%.
The organic pigments described herein are suitable for use in coating compositions, for example
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paints and finishes for automobiles, printing inks for the graphic arts industry and printing pigments for textiles. Ballast can also be used in floor coverings, elastomers, fuller dyeing, paper coating, and bulk pigmentation of synthetic fibers. The particular properties desired in organic pigments are (1) insoluble in and compatibility with the carriers in which they are incorporated and (2) desirable physical properties of which texture and dispersibility are probably of the greatest importance. .
It is understood that the pigments described above can be prepared by carrying out the reaction between the dye and the metal of the lanthanide series, in the presence of a compound which gives a simultaneous precipitate, precipitate which serves as a support, d, preferably colorless. Substrates can be used in a number of ways to affect or control the physical properties of pigments. Among the compounds which can be used to form a substrate, mention will be made of the water soluble compounds of aluminum, tin, calcium, barium, strontium and antimony.
In addition, these compounds can be used alone or in compatible mixtures.
Thus, it will be seen that the objects indicated above, among those which emerge from the description, are actually achieved, and certain modifications can be made in the conduct of the above process and in the compositions indicated without departing from the scope of the present invention, it being understood that everything which is indicated in the above description should be interpreted by way of illustration and without limitation of the invention.