Dispersion aqueuse stable d'un pigment coloré et procédé de préparation de cette dispersion Les dispersions aqueuses des pigments organiques ont plusieurs domaines d'application. Elles se prêtent à la teinture de latex naturels ou synthétiques, à la teinture du papier dans l'industrie du papier et, en combinaison avec des liants, à la teinture de matières textiles par impression ou par foulardage.
Le présent brevet concerne une dispersion aqueuse stable d'un pigment organique coloré hydro phobe, comprenant 14-35 parties en poids de pig ment sec et 65-86 parties en poids d'eau pour 100 parties en poids de pigment et d'eau, et 4,5 - 20 par ties en poids d'un sulfate d'alcool gras soluble dans l'eau pour 100 parties en poids de pigment sec.
Le présent brevet concerne également un procédé de préparation de cette dispersion, selon lequel on ajoute le sulfate d'alcool gras au mélange d'eau et de pigment et l'on traite la suspension obtenue dans un appareil à homogénéisation.
La dispersion susdite se distingue par son fort pouvoir tinctorial, qui résulte surtout de la présence de sulfate d'alcool gras comme agent de dispersion et comme agent hygroscopique.
<I>Pigments utilisables</I> <I>dans la fabrication des dispersions aqueuses</I> Les pigments organiques utilisés pour exécuter l'invention se préparent habituellement par précipi tation. Ils sont tous insolubles dans l'eau. On peut les utiliser sous forme de gâteau de filtre-presse ou sous forme de poudre sèche. Le noir de carbone, qui est compté aussi parmi les pigments organiques, n'est pas préparé par précipitation et on l'utilise sous forme de poudre sèche.
Voici des exemples de types de pigments <I>1) Pigments du type</I> phtalocyanine Le bleu de phtalocyanine qui est une phtalocya- nine de cuivre ou d'étain et de cuivre ( Bleu Solide Monastral ou Bleu Héliogène ), le vert de phta- locyanine qui est une phtalocyanine de cuivre chlorée ( Vert Solide Monastral ou Vert Héliogène )
et le Vert Doré Solide Monastral , qui est un nou veau pigment de phtalocyanine.
<I>2) Pigments</I> azoïques <I>insolubles</I> Les jaunes de benzidine qui sont des produits de copulation de la dichlorobenzidine tétrazotée avec les arylides acétylacétiques, telles que l'anilide acétyl- acétique, l'o-toluidine acétylacétique, la xylidine acé- tylacétique,
la p-chloranilide et Po-chloranilide acétyl- acétique. L'orange de benzidine qui est le produit de la copulation de la dichlorobenzidine tétrazotée avec des produits de substitution des pyrazolones comme la méthyl - phényl - pyrazolone. Le jaune Hansa qui est le produit de copulation des aryli- des acétylacétiques avec les anilines
diazotées substi tuées, comme la 4-chloro-2-nitraniline ou l'o-nitrani- line, etc. Les pigments azoïques rouges qui sont des produits de copulation des composés du type du naphtol AS, tels que le naphtol AS, le naphtol AS-OL, le naphtol AS-BS, le naphtol AS-D, avec des sels de coloration solide dérivant de la 2,5-dichloraniline,
de la p-nitro-o-toluidine ou de la p-nitro-o-anisidine. On peut citer à titre d'exemple le produit de copulation du naphtol AS-ITR avec le sel de coloration solide à prise rapide ITR ( Fast Red Color Salt ITR ).
Les produits de copulation du type du naphtol AS peuvent également donner des jaunes et des oran- ges du groupe des pigments azoïques insolubles. Le noir d'aniline sous forme de pigment peut également figurer dans cette liste.
Le marron de toluidine et le bleu de dianisidine, ainsi qu'un pigment brun obtenu par formation du sel de cuivre du rouge de paranitraniline, constituent d'autres exemples.
<I>3) Pigment de colorants à la cuve</I> Les colorants à la cuve sont du type indigoïde ou anthraquinonique. Le type indigoïde comprend les dérivés du thioindigo et le type anthraquinonique les dérivés de la flavanthrone, de la benzanthrone, et les édifices complexes obtenus par condensation de molécules de benzanthrone. On peut citer comme exemples, les pigments colorés suivants Le rouge B de thioindigo (indice de coloration No 1207, indice de Schultz No 912),
le rose de thio- indigo (indice de coloration No 1211, indice de Schultz No 910).
Parmi les pigments à la cuve anthraquinoniques on peut mentionner le bleu Indanthrène (indice de coloration No<B>1106,</B> Schultz No 837), le rubis In- danthrène RD, l'orange Indanthrène RRTA, l'orange doré Indanthrène GA, le brun Indan- thrène RA, le jaune solide Hélio 4GL, le violet brillant Indanthrëne 3BA,
le violet solide 4RN, le bleu indigo, le bleu marine Indanthrène RA. <I>4) Les noirs de carbone</I> Les noirs de four, les noirs channel, les noirs d'acétylène et les noirs de fumée peuvent également être utilisés.
A notre connaissance, ces noirs sont constitués essentiellement de carbone et contiennent jusqu'à 10 molécules % ou d'avantage d'hydrogène lié par ses valences principales, ainsi que jusqu'à 10 molécules % d'oxygène lié par adsorption ; par ce fait, les noirs de carbone font partie des pigments organiques.
Ils se comportent comme les pigments à forte teneur en hydrogène et en oxygène.
<I>Agents de dispersion</I> On emploie donc comme agents de dispersion, les sulfates d'alcool gras, tels que les lauryl-sulfates, cétyl-sulfates, oléyl-sulfates de sodium, d'ammonium ou de triéthanolamine, et leurs mélanges.
On peut citer, à titre d'exemples de produits du commerce le lauryl-sulfate de sodium, sous forme de poudre sèche, ou sous forme de pâte aqueuse conte- nant environ 30 % d'ingrédient actif et quelques im- puretés constituées de sels minéraux.
On a constaté que l'action des sulfates d'alcool gras est généralement améliorée quand on ajoute une faible quantité d'agents auxiliaires de dispersion, de préférence des alcoyl-sulfonates de sodium et surtout les alcoyl-naphtalène-sulfonates de sodium, tels que l'isopropyl-naphtalène-sulfonate ou l'isobutyl-naphta- lène-sulfonate.
Les proportions d'agent tensioactif sont très im portantes. On emploie 4,5-20 parties en poids de sulfates d'alcool gras pour 100 parties de pigment sec mais de préférence au moins 10% et, mieux 15-20%. Les agents auxiliaires de dispersion sont utilisés de préférence dans des proportions de 0,5- 4,
% de la teneur en pigment.
<I>Colloïdes protecteurs</I> On améliore encore la défloculation des pigments en ajoutant des colloïdes protecteurs, tels que la ca séine ou la méthylcellulose, aux dispersions aqueuses.
Comme colloïdes protecteurs, on préfère utiliser environ 1 % de caséine sèche rapportée au poids du pigment sec et environ 5 % de méthylcellulose à fai- ble viscosité,
habituellement désignée comme type 15 cps.
Dans ces conditions, on évite en grande partie la floculation des pigments et les particules peuvent être maintenues en suspension. De plus grandes quan tités de colloïdes protecteurs peuvent être ajoutées dans certains cas spéciaux.
Jusqu'à présent, les émulsions résineuses pigmen tées du type huile dans l'eau préparées au moyen des agents dispersifs usuels et d'après les méthodes de dispersion usuelles ne pouvaient concurrencer les émulsions correspondantes du type eau dans l'huile, car leur pouvoir tinctoriel n'était que de moitié aussi fort. Avec les nouvelles dispersions selon la présente invention, on peut préparer des émulsions pigmentées huile dans l'eau supérieures par leur pouvoir tinctoriel aux émulsions eau dans l'huile.
Les exemples suivants illustrent l'invention ; dans ces exemples les pourcentages sont des pourcentages en poids.
<I>Exemple 1:</I> On part d'un gâteau de presse de bleu de phtalo- cyanine ayant une teneur en pigment sec de 21,2 % et on ajoute 5448 g de ce gâteau de presse 57,5 g d'une solution aqueuse à 40% d'alcoyl-naphtalène- sulfonate sodique et 346,
2 g du produit marque Du- ponol WA , pâte contenant 30 % de matière active (lauryl-sulfate de sodium technique). Après un bras sage préliminaire, le produit n'est pas suffisamment fluide pour être envoyé dans un désintégrateur (mou lin à marteaux).
C'est pourquoi on ajoute encore 11,5 g du produit marque Tamol N (produit de condensation de l'acide naphtalène-sulfonique et du formaldéhyde), afin d'achever la liquéfaction du pro duit.
Le mélange obtenu est composé de 19,69 0/0 de pigment bleu, 0,39 % d'alcoyl-naphtalène-sulfo- nate sodique, 1,77 % de Duponol sec, 0,20 de Tamol et 77,95 % d'eau;
par rapport à la teneur en pigment, il contient 2 % d'alcoyl-naphta- lène-sulfonate de sodium et 9 % de lauryl-sulfate de sodium.
Cette suspension est envoyée dans un dé- sintégrateur et ensuite dans un moulin à colloïdes, dont le rotor a un diamètre de 10 cm, qui travaille à vitesse réduite et dont l'espace entre stator et rotor est de 0,25 mm. <I>Exemple 2</I> On ajoute 57,7 g d'une solution d'alcoyl-naphta- lène-sulfonate sodique et 692,4 g de pâte Duponol WA aux 5448 g du gâteau de presse de l'exemple 1, en employant des solutions analogues à celles de l'exemple 1.
Après avoir mélangé le tout, la suspen sion devient fluide et on l'envoie dans un désinté- grateur et partiellement dans un moulin à colloïdes, comme à l'exemple 1. La suspension obtenue est com- posée de 18,63 % de pigment bleu, 0,37 1% d'alcoyl- naphtalène-sulfonate de sodium, 3,
35 % de Dupo- nol et 77,65 % d'eau. Par rapport à la teneur en pigments,
la quantité d'alcoyl-naphtalène-sulfonate sodique ajoutée est de 2'% et la quantité de lauryl- sulfate est de 18 %.
<I>Exemple 3</I> On prépare une dispersion à partir de 5448 g de gâteau de presse, 57,7 g d'une solution d'alcoyl- naphtalène-sulfonate sodique et 173,2 g de pâte Du- ponol WA , en employant le gâteau de presse des exemples 1 et 2 et 1s mêmes solutions de produits additionnels.
Par rapport à la teneur en pigments, on a une quantité d'alcoyl-naphtalène-sulfonate sodi- que de 2 % et 4,5'% de lauryl-sulfate. Ce mélange n'est pas suffisamment fluide pour être envoyé dans un désintégrateur, et l'on ajoute 17,25 g de Tamol pour obtenir une liquéfaction complète.
La suspension se compose de 20,27 % de pigment, 0,40 % d'alcoyl- naphtalène-sulfonate de sodium, 0,91 q/0 de Du- ponol , 0,31 % de Tamol et 78,
11 % d'eau. Finalement la suspension est envoyée dans un moulin à colloïdes.
<I>Exemple 4:</I> On ajoute aux 5448 g du gâteau de presse des exemples précédents 346,2g de pâte Duponol WA . Afin de liquéfier suffisamment la suspension pour l'envoyer dans un désintégrateur, on ajoute 34,5 g de Tamol N . Enfin on envoie cette sus pension dans un moulin à colloïdes.
Composition du produit final: 19,8l '% de pigment, 1,69 % de Du- ponol , 0,68 % de Tamol et 77,82 % d'eau. Par rapport à la teneur en pigment,
on a 9 % de lauryl-sulfate et 3,4 % de Tamol .
Constantes de la suspension envoyée dans un dé- sintégrateur aux exemples 1 - 4.
EMI0003.0125
<I>Exemple <SEP> 1 <SEP> Exemple <SEP> 2 <SEP> Exemple <SEP> 3 <SEP> Exemple <SEP> 4</I>
<tb> <SEP> Tamol <SEP> <SEP> sec <SEP> <B>....</B> <SEP> 11,5 <SEP> gr <SEP> - <SEP> 17,25 <SEP> gr <SEP> 34,5 <SEP> gr
<tb> pH <SEP> ...... <SEP> 7,9 <SEP> 8,3 <SEP> 7,8 <SEP> 7,8
<tb> Viscosité <SEP> .. <SEP> 1,337 <SEP> cps <SEP> 25,535 <SEP> cps <SEP> 902,631 <SEP> cps <SEP> 38,186 <SEP> cps <I>Exemple 5:
</I> On ajoute à un gâteau de presse de vert de phta- locyanine ayant une teneur en pigment de 27,6 0/0 de la poudre sèche de lauryl-sulfate de sodium tech nique et de l'alcoyl-naphtalène-sulfonate de sodium sous forme de poudre sèche.
Par rapport à la teneur en pigment, on a 18 % de lauryl-sulfate de sodium et 2 % d'alcoyl-naphtalène-sulfonate sodique. On mélange le gâteau de presse à l'aide d'une spatule, il se liquéfie complètement en cinq minutes.
On a constaté que l'addition de poudre sèche, qui est sé duisante parce qu'elle n'augmente pas la teneur en eau, donnait des résultats très satisfaisants. Toutefois le mélange préalable soulève certains problèmes et nécessite des agitateurs à couteaux dentés pour liqué fier le gâteau de presse. Les agitateurs de porcelaine ou les agitateurs à turbines ne conviennent pas à cette opération parce qu'ils ne peuvent pas briser les grumeaux du gâteau de presse. Le produit ainsi obtenu est alors dispersé à l'aide d'un turbo-mélan- geur à grande vitesse, à faible jeu entre la turbine et le stator, fonctionnant à 3600 tours/minute environ.
Une durée de 15 minutes environ est satisfaisante, mais on peut à l'occasion aller jusqu'à 30 minutes. Un mélangeur à moteur de 5 CV disperse d'une ma nière satisfaisante un gâteau de presse de 225 kg dans un tambour de 200-250 litres de capacité. On emploie un tambour ouvert. La suspension homogénéisée est envoyée dans un moulin à colloïdes pour terminer la dispersion et la défloculation. Le mélangeur à galets assure égale ment d'une manière très satisfaisante la défloculation et la dispersion complète du pigment en 24 à 48 heures.
Composition de la dispersion<B>:</B> 26,2 b/o de pigment, 68,6 % d'eau, 4,7 '% de lauryl-sulfate de sodium, 0,5% d'alcoyl-naphtalène-sulfonate sodique. <I>Exemple 6:
</I> On prépare dans un mélangeur une suspension contenant 25 % de pigment à partir de 45 kg de jaune de benzidine qui est un produit de copulation de la dichlorobenzidine avec l'o-toluidine acétylacéti- que, 0,9 kg d'alcoyl-naphtalène-sulfonate sodique sec,
8 kg du produit marque Duponol ME sec (le Du- ponol ME Dry est composé de 92 - 95 % de lauryl- sulfate de sodium et de 8 - 5'% de sulfate <RTI
ID="0003.0202"> et de chlo- rure de sodium, le rapport du sulfate de sodium au chlorure de sodium étant de 21/2: 1) et 126 kg d'eau. On homogénéise pendant 30 minutes, puis on en voie le mélange dans un moulin à colloïdes pour ache ver la défloculation du pigment. On peut remplacer le moulin à colloïdes par un moulin à galets. De plus on peut utiliser pour la dispersion ou pour achever la défloculation un homogénéisateur dont le dispo sitif de dispersion consiste en une pompe plon geur travaillant sous pression élevée et en une buse du type soupape.
Pour obtenir une défloculation complète du pigment, on établit une pression de 210 - 350 kg/cm2. Cet appareil fonctionne d'une fa çon permanente, comme les moulins à colloïdes, et non comme les moulins à galets dont le travail est discontinu.
Composition de la dispersion: 25,0 % de pig- ment, 70,05 % d'eau, 4,
45 % de Duponol ME et 5 % d'alcoyl-naphtalène-sulfonate de sodium.
Par rapport à la quantité de pigment, la disper- sion contient 17,8% de Duponol ME et 2 % d'alcoyl-naphtalène-sulfonate de sodium.
Dans cet exemple, on peut employer, au lieu du jaune de benzidine, des rouges azoïques insolubles, tels que les produits de copulation du naphtol AS-OL avec les sels stables du rouge écarlate GG (sel écar late solide GG) ou du naphtol AS avec la p-nitro-o- toluidine diazotée ou du naphtol AS-BS avec la p- nitro-o-anisidine diazotée ou enfin du naphtol AS-D avec la p-nitro-o-toluidine diazotée.
<I>Exemple 7:</I> On procède comme à l'exemple 5, mais au lieu du gâteau de presse vert, on emploie un gâteau de presse de marron de thioindigo ayant une teneur en pigment de 16,1 %.
Dans ce cas, la composition de la dispersion -est de: 15,6'% de pigment, 81,3 % d'eau, 2,8 % de lauryl-sulfate de sodium et 0,3 % d'alcoyl-naphtalène- sulfonate de sodium.
<I>Exemple 8:</I> On procède comme à l'exemple 6, mais en em ployant une poudre sèche de rose de thioindigo FF au lieu de jaune de benzidine.
<I>Exemple 9:</I> On procède comme à l'exemple 5 et on ajoute à la suspension une solution aqueuse de caséinate d'ammonium ayant une teneur en caséine de 20 0/0, dans une proportion telle que l'addition de caséine par rapport au pigment sec représente le 1 0/0. Ce mé lange est envoyé dans un mélangeur.
Composition de la dispersion : 25,85 % de pig- ment, 67,70% d'eau, 4,65 % de lauryl-sulfate de so- dium, 0,
51% d'alcoyl-naphtalène-sulfonate de so- dium, 1,29% de caséine. Par rapport à la teneur en pigment,
la dispersion contient 18 % de lauryl-sulfate de sodium, 2'% d'alcoyl-naphtalène-sulfonate de so- dium et 1 % de caséine.
<I>Exemple 10:</I> On procède comme à l'exemple 9, mais en ajou tant avant la fin du processus d'homogénéisation une solution aqueuse à 10 % de méthylcellulose à faible viscosité (du type 15 cps) en quantité telle que la teneur en méthylcellulose sèche représente 5 % de la teneur en pigment.
Composition de la dispersion: 22,87 % de pig- ment, 70,27 '% d'eau, 4,12 % de lauryl-sulfate de sodium, 0,
46 % d'alcoyl-naphtalène-sulfonate de so- dium, 1,14 % de caséine, 1,14,% de méthylcellulose. Par rapport à la teneur en pigment, la dispersion con- tient 18 % de lauryl-sulfate de sodium,
2 % d'alcoyl- naphtalène-sulfonate de sodium, 1 % de caséine, 5 0/0 de méthylcellulose.
<I>Exemple 11</I> On procède comme à l'exemple 5, mais en ajou- tant dans le mélangeur une solution aqueuse à 10 % de méthylcellulose à faible viscosité (du type 15 cps)
en quantité telle que la teneur en méthylcellulose sè- che représente 5'% de la teneur en pigment.
Composition de la dispersion : 23,11 % de pig- ment, 71,10 % d'eau, 4,17'% de lauryl-sulfate de sodium, 0,
46 % d'alcoyl-naphtalène-sulfonate de so- dium, 1,16 % de méthylcellulose. Par rapport à la teneur en pigment,
la dispersion contient 18 % de lauryl-sulfate de sodium, 2 % d'alcoyle-naphtalène- sulfonate de sodium et 5'% de RTI ID="0004.0260" WI="24" HE="4" LX="1640" LY="966"> méthylcellulose.
Les suspensions de pigment des exemples 1 - 11 conviennent très bien à la formation des concentrés colorés sous forme d'émulsions huile dans l'eau, dé crits dans le brevet suisse No 328397. Après avoir été étendus au moyen d'un mélange émulsif, les con centrés colorés donnent des couleurs brillantes avec un excellent rendement et une bonne lavabilité. On a constaté que la défloculation complète des pig ments était importante pour l'obtention de couleurs résistantes au lavage et ce but est atteint avec les dispersions pigmentées conformes à la présente in vention.
Pour préparer un tel concentré coloré, on peut procéder comme suit 42,15 parties de la solution dans du xylol de la résine polyester B ayant une teneur en résine de 50 0/0 décrite dans le brevet No 328397, 0,31 partie d'agents siccatifs tels que les naphténates, 12,22 par- ties d'une solution aqueuse à 10'% de lauryl-sulfate de sodium, 20,65 parties d'une solution aqueuse de caséine contenant des anticryptogamiques,
5,48 par ties d'une solution d'hydroxyde d'ammonium obtenue en mélangeant 1 partie d'hydroxyde d'ammonium concentré avec 1 partie d'eau, 10,45 parties d'une so- lution à 20'% de carboxyméthylcellulose de sodium à faible viscosité et 8,65 parties d'eau sont transformées en émulsion de la manière suivante:
on ajoute à la solution de résine deux tiers de la solution de lauryl- sulfate de sodium, on mélange le tiers restant, l'eau et la solution de caséine dans un récipient séparé et on ajoute lentement et sous agitation le mélange dans la solution contenant la résine. On ajoute ensuite la solution d'hydroxyde d'ammonium et enfin la solution de carboxyméthylcellulose sodique. On homogénéise le tout. Cette émulsion est employée comme liant dans la préparation des concentrés colorés.
Ce dernier est préparé de la manière suivante: on mélange 59 par ties de l'émulsion liante décrite, 26,25 parties de la dispersion de pigment bleu de phtalocyanine de l'exemple 2, 2,9 parties de latex de polychloroprène à 60 '0 /0, 3,9 parties d'huile de pin et 7,95 parties d'eau. On homogénéise le mélange et il se forme un concentré coloré. Au lieu de la dispersion de l'exem ple 2, on peut employer d'autres dispersions pig mentées décrites ici. Les parties dont il est question sont des parties en poids.
Stable aqueous dispersion of a colored pigment and process for preparing this dispersion Aqueous dispersions of organic pigments have several fields of application. They are suitable for dyeing natural or synthetic latexes, dyeing paper in the paper industry and, in combination with binders, dyeing textiles by printing or padding.
The present patent relates to a stable aqueous dispersion of a hydrophobic colored organic pigment comprising 14-35 parts by weight of dry pigment and 65-86 parts by weight of water per 100 parts by weight of pigment and water, and 4.5-20 parts by weight of a water soluble fatty alcohol sulfate per 100 parts by weight of dry pigment.
The present patent also relates to a process for preparing this dispersion, according to which the fatty alcohol sulfate is added to the mixture of water and pigment and the suspension obtained is treated in a homogenization apparatus.
The aforementioned dispersion is distinguished by its strong dyeing power, which results above all from the presence of fatty alcohol sulphate as a dispersing agent and as a hygroscopic agent.
<I> Pigments which can be used </I> <I> in the manufacture of aqueous dispersions </I> The organic pigments used to carry out the invention are usually prepared by precipitation. They are all insoluble in water. They can be used as a filter press cake or as a dry powder. Carbon black, which is also counted among organic pigments, is not prepared by precipitation and is used as a dry powder.
Here are examples of types of pigments <I> 1) Pigments of the type </I> phthalocyanine Phthalocyanine blue which is a copper phthalocyanine or tin and copper (Solid Monastral Blue or Heliogen Blue), green phthalocyanine which is a chlorinated copper phthalocyanine (Monastral Solid Green or Heliogen Green)
and Monastral Solid Golden Green, which is a new pigment of phthalocyanine.
<I> 2) Azo <I> Insoluble </I> Pigments </I> Benzidine yolks which are coupling products of tetrazotated dichlorobenzidine with acetylacetic arylides, such as acetylacetic anilide, o -toluidine acetylacetic, xylidine acetylacetic,
p-chloranilide and acetylacetic po-chloranilide. Benzidine orange which is the product of the coupling of tetrazotated dichlorobenzidine with pyrazolone substitution products such as methyl - phenyl - pyrazolone. Hansa yellow which is the coupling product of acetylacetic arylides with anilines
diazotized substituted, such as 4-chloro-2-nitraniline or o-nitraniline, etc. Red azo pigments which are coupling products of naphthol AS-type compounds, such as naphthol AS, naphthol AS-OL, naphthol AS-BS, naphthol AS-D, with solid coloring salts derived from 2,5-dichloraniline,
p-nitro-o-toluidine or p-nitro-o-anisidine. By way of example, mention may be made of the coupling product of naphthol AS-ITR with the fast-setting solid coloring salt ITR (Fast Red Color Salt ITR).
Naphthol AS couplings can also give yellows and oranges from the insoluble azo pigment group. Aniline black as a pigment may also be on this list.
Other examples are toluidine brown and dianisidine blue, as well as a brown pigment obtained by forming the copper salt of paranitraniline red.
<I> 3) Pigment for dyes in the vat </I> The dyes in the vat are of the indigoid or anthraquinone type. The indigoid type includes thioindigo derivatives and the anthraquinone type includes flavanthrone and benzanthrone derivatives, and the complex structures obtained by condensation of benzanthrone molecules. Mention may be made, as examples, of the following colored pigments: Thioindigo red B (coloring index No 1207, Schultz index No 912),
thioindigo rose (color index No 1211, Schultz index No 910).
Among the anthraquinone tank pigments we can mention Indanthrene blue (color index No <B> 1106, </B> Schultz No 837), Indanthrene ruby RD, Indanthrene orange RRTA, Indanthrene golden orange GA, Indanthrene brown RA, Helio solid yellow 4GL, Indanthrene brilliant violet 3BA,
4RN solid purple, indigo blue, Indanthrene RA navy blue. <I> 4) Carbon blacks </I> Oven blacks, channel blacks, acetylene blacks and carbon blacks can also be used.
To our knowledge, these blacks consist essentially of carbon and contain up to 10% molecules or more of hydrogen bound by its main valences, as well as up to 10% oxygen molecules bound by adsorption; therefore, carbon blacks are part of organic pigments.
They behave like pigments with a high content of hydrogen and oxygen.
<I> Dispersing agents </I> We therefore use as dispersing agents, fatty alcohol sulphates, such as lauryl-sulphates, cetyl-sulphates, oleyl-sulphates of sodium, ammonium or triethanolamine, and their mixtures.
As examples of commercial products, mention may be made of sodium lauryl sulfate, in the form of a dry powder, or in the form of an aqueous paste containing about 30% of active ingredient and some impurities consisting of salts. minerals.
It has been found that the action of fatty alcohol sulfates is generally improved when a small amount of auxiliary dispersing agents is added, preferably sodium alkyl sulfonates and especially sodium alkyl naphthalene sulfonates, such as isopropyl-naphthalene-sulfonate or isobutyl-naphthalene-sulfonate.
The proportions of surfactant are very high. 4.5-20 parts by weight of fatty alcohol sulphates per 100 parts of dry pigment are employed, but preferably at least 10% and better still 15-20%. The auxiliary dispersing agents are preferably used in proportions of 0.5- 4,
% of pigment content.
<I> Protective colloids </I> The deflocculation of pigments is further improved by adding protective colloids, such as ca seine or methylcellulose, to aqueous dispersions.
As protective colloids it is preferred to use about 1% dry casein based on the weight of dry pigment and about 5% low viscosity methylcellulose.
usually referred to as type 15 cps.
Under these conditions, the flocculation of the pigments is largely avoided and the particles can be kept in suspension. Larger amounts of protective colloids may be added in special cases.
Until now, pigmented resinous emulsions of the oil-in-water type prepared by means of the usual dispersing agents and according to the usual dispersion methods could not compete with the corresponding emulsions of the water-in-oil type, because their power. dye was only half as strong. With the novel dispersions according to the present invention, it is possible to prepare pigmented oil-in-water emulsions which are superior in their tinctorial power to water-in-oil emulsions.
The following examples illustrate the invention; in these examples the percentages are percentages by weight.
<I> Example 1: </I> One starts with a phthalocyanine blue press cake having a dry pigment content of 21.2% and 5448 g of this press cake 57.5 g of dry pigment are added. 'a 40% aqueous solution of sodium alkyl-naphthalenesulphonate and 346,
2 g of the Duponol WA brand product, paste containing 30% active ingredient (technical sodium lauryl sulfate). After a preliminary gentle arm, the product is not sufficiently fluid to be sent to a disintegrator (hammer flax).
This is why a further 11.5 g of the Tamol N brand product (condensation product of naphthalenesulphonic acid and formaldehyde) is added in order to complete the liquefaction of the product.
The mixture obtained is composed of 19.69% of blue pigment, 0.39% of sodium alkyl-naphthalenesulfonate, 1.77% of dry Duponol, 0.20 of Tamol and 77.95% of 'water;
relative to the pigment content, it contains 2% sodium alkyl-naphthalene sulfonate and 9% sodium lauryl sulfate.
This suspension is sent to a disintegrator and then to a colloid mill, the rotor of which has a diameter of 10 cm, which operates at low speed and the space between stator and rotor is 0.25 mm. <I> Example 2 </I> 57.7 g of a sodium alkyl-naphthalene-sulfonate solution and 692.4 g of Duponol WA paste are added to the 5448 g of the press cake of Example 1 , using solutions similar to those of Example 1.
After having mixed the whole, the suspension becomes fluid and it is sent to a disintegrator and partially to a colloid mill, as in Example 1. The suspension obtained is composed of 18.63% pigment. blue, 0.37 1% sodium alkyl-naphthalenesulphonate, 3,
35% Duponol and 77.65% water. In relation to the pigment content,
the amount of sodium alkyl-naphthalene sulfonate added is 2% and the amount of lauryl sulfate is 18%.
<I> Example 3 </I> A dispersion is prepared from 5448 g of press cake, 57.7 g of a solution of sodium alkyl-naphthalene-sulfonate and 173.2 g of Du- ponol WA paste , using the press cake of Examples 1 and 2 and 1s same solutions of additional products.
Based on the pigment content, there is an amount of sodium alkyl-naphthalenesulphonate of 2% and 4.5% of lauryl sulphate. This mixture is not sufficiently fluid to be sent to a disintegrator, and 17.25 g of Tamol are added to obtain complete liquefaction.
The suspension consists of 20.27% pigment, 0.40% sodium alkyl-naphthalene sulfonate, 0.91 q / 0 of Duponol, 0.31% of Tamol and 78,
11% water. Finally, the suspension is sent to a colloid mill.
<I> Example 4: </I> 346.2 g of Duponol WA paste are added to the 5448 g of the press cake from the preceding examples. In order to liquefy the suspension sufficiently to send it to a disintegrator, 34.5 g of Tamol N are added. Finally, this sus pension is sent to a colloid mill.
Composition of the final product: 19.81% pigment, 1.69% Duponol, 0.68% Tamol and 77.82% water. In relation to the pigment content,
we have 9% lauryl sulfate and 3.4% Tamol.
Constants of the suspension sent to a disintegrator in Examples 1 - 4.
EMI0003.0125
<I> Example <SEP> 1 <SEP> Example <SEP> 2 <SEP> Example <SEP> 3 <SEP> Example <SEP> 4 </I>
<tb> <SEP> Tamol <SEP> <SEP> sec <SEP> <B> .... </B> <SEP> 11.5 <SEP> gr <SEP> - <SEP> 17.25 <SEP > gr <SEP> 34.5 <SEP> gr
<tb> pH <SEP> ...... <SEP> 7.9 <SEP> 8.3 <SEP> 7.8 <SEP> 7.8
<tb> Viscosity <SEP> .. <SEP> 1,337 <SEP> cps <SEP> 25.535 <SEP> cps <SEP> 902.631 <SEP> cps <SEP> 38.186 <SEP> cps <I> Example 5:
</I> To a phthalocyanine green press cake having a pigment content of 27.6% is added the dry powder of technical sodium lauryl sulfate and alkyl-naphthalene sulfonate sodium as a dry powder.
Based on the pigment content, there is 18% sodium lauryl sulfate and 2% sodium alkyl-naphthalene-sulfonate. The press cake is mixed with a spatula, it liquefies completely in five minutes.
It has been found that the addition of dry powder, which is seductive because it does not increase the water content, gives very satisfactory results. However, the pre-mixing raises certain problems and requires stirrers with toothed knives to liquify the press cake. Porcelain agitators or turbine agitators are not suitable for this operation because they cannot break up the lumps of the press cake. The product thus obtained is then dispersed using a high speed turbo-mixer, with low clearance between the turbine and the stator, operating at approximately 3600 revolutions / minute.
About 15 minutes is fine, but occasionally it can be up to 30 minutes. A 5 HP motor mixer satisfactorily disperses a 225 kg press cake in a 200-250 liter capacity drum. An open drum is used. The homogenized suspension is sent to a colloid mill to complete the dispersion and deflocculation. The roller mixer also provides very satisfactory deflocculation and complete dispersion of the pigment in 24 to 48 hours.
Composition of the dispersion <B>: </B> 26.2 b / o pigment, 68.6% water, 4.7% sodium lauryl sulfate, 0.5% alkyl-naphthalene -sodium sulfonate. <I> Example 6:
</I> A suspension containing 25% pigment is prepared in a mixer from 45 kg of benzidine yellow which is a coupling product of dichlorobenzidine with o-toluidine acetylacetic, 0.9 kg of dry sodium alkyl-naphthalenesulfonate,
8 kg of the dry Duponol ME product (Duponol ME Dry is composed of 92 - 95% sodium lauryl sulfate and 8 - 5% sulfate <RTI
ID = "0003.0202"> and sodium chloride, the ratio of sodium sulfate to sodium chloride being 21/2: 1) and 126 kg of water. The mixture is homogenized for 30 minutes, then the mixture is passed through a colloid mill to achieve the deflocculation of the pigment. You can replace the colloid mill with a roller mill. In addition, it is possible to use for the dispersion or to complete the deflocculation a homogenizer, the dispersion device of which consists of a plunger pump working under high pressure and of a valve-type nozzle.
To obtain complete deflocculation of the pigment, a pressure of 210 - 350 kg / cm2 is established. This device works permanently, like colloid mills, and not like roller mills whose work is discontinuous.
Composition of the dispersion: 25.0% pigment, 70.05% water, 4,
45% Duponol ME and 5% sodium alkyl-naphthalenesulfonate.
Based on the amount of pigment, the dispersion contains 17.8% Duponol ME and 2% sodium alkyl-naphthalene sulfonate.
In this example, instead of benzidine yellow, insoluble azo reds can be used, such as the coupling products of naphthol AS-OL with the stable salts of scarlet red GG (scar late salt solid GG) or naphthol AS with diazotized p-nitro-o-toluidine or naphthol AS-BS with diazotized p-nitro-o-anisidine or finally naphthol AS-D with diazotized p-nitro-o-toluidine.
<I> Example 7: </I> The procedure is as in Example 5, but instead of the green press cake, a thioindigo chestnut press cake having a pigment content of 16.1% is used.
In this case, the composition of the dispersion - is: 15.6% pigment, 81.3% water, 2.8% sodium lauryl sulfate and 0.3% alkyl-naphthalene- sodium sulfonate.
<I> Example 8: </I> The procedure is as in Example 6, but using a dry powder of thioindigo FF rose instead of benzidine yellow.
<I> Example 9: </I> The procedure is as in Example 5 and an aqueous solution of ammonium caseinate having a casein content of 20% is added to the suspension, in a proportion such that addition of casein relative to the dry pigment represents 1 0/0. This mixture is sent to a mixer.
Composition of the dispersion: 25.85% pigment, 67.70% water, 4.65% sodium lauryl sulfate, 0,
51% sodium alkyl-naphthalene sulfonate, 1.29% casein. In relation to the pigment content,
the dispersion contains 18% sodium lauryl sulfate, 2% sodium alkyl-naphthalenesulfonate and 1% casein.
<I> Example 10: </I> The procedure is as in Example 9, but adding before the end of the homogenization process a 10% aqueous solution of low viscosity methylcellulose (of the 15 cps type) in quantity such that the dry methylcellulose content represents 5% of the pigment content.
Composition of the dispersion: 22.87% pigment, 70.27% water, 4.12% sodium lauryl sulfate, 0,
46% sodium alkyl-naphthalene sulfonate, 1.14% casein, 1.14% methylcellulose. Based on the pigment content, the dispersion contains 18% sodium lauryl sulfate,
2% sodium alkyl-naphthalenesulphonate, 1% casein, 5% methylcellulose.
<I> Example 11 </I> The procedure is as in Example 5, but adding to the mixer a 10% aqueous solution of low viscosity methylcellulose (of the 15 cps type)
in an amount such that the dry methylcellulose content is 5% of the pigment content.
Composition of the dispersion: 23.11% pigment, 71.10% water, 4.17% sodium lauryl sulfate, 0,
46% sodium alkyl-naphthalene sulfonate, 1.16% methylcellulose. In relation to the pigment content,
the dispersion contains 18% sodium lauryl sulphate, 2% sodium alkyl naphthalenesulphonate and 5% RTI ID = "0004.0260" WI = "24" HE = "4" LX = "1640" LY = "966"> methylcellulose.
The pigment suspensions of Examples 1 - 11 are very suitable for the formation of the colored concentrates in the form of oil-in-water emulsions, described in Swiss Patent No. 328397. After being diluted by means of an emulsifying mixture, colored concentrates give brilliant colors with excellent performance and good washability. It has been found that the complete deflocculation of the pigments is important for obtaining colors resistant to washing and this aim is achieved with the pigmented dispersions in accordance with the present invention.
To prepare such a colored concentrate, it is possible to proceed as follows: 42.15 parts of the xylol solution of the polyester resin B having a resin content of 50% described in Patent No. 328397, 0.31 part of drying agents such as naphthenates, 12.22 parts of a 10% aqueous solution of sodium lauryl sulfate, 20.65 parts of an aqueous solution of casein containing anticryptogamics,
5.48 parts of an ammonium hydroxide solution obtained by mixing 1 part of concentrated ammonium hydroxide with 1 part of water, 10.45 parts of a 20 '% solution of carboxymethylcellulose of low viscosity sodium and 8.65 parts of water are made into an emulsion as follows:
two thirds of the sodium lauryl sulfate solution are added to the resin solution, the remaining third, the water and the casein solution are mixed in a separate vessel and the mixture is added slowly and with stirring to the solution containing resin. The ammonium hydroxide solution and finally the sodium carboxymethylcellulose solution are then added. We homogenize everything. This emulsion is used as a binder in the preparation of colored concentrates.
The latter is prepared as follows: 59 parts of the binder emulsion described, 26.25 parts of the dispersion of phthalocyanine blue pigment of Example 2, 2.9 parts of 60 'polychloroprene latex are mixed. 0/0, 3.9 parts of pine oil and 7.95 parts of water. The mixture is homogenized and a colored concentrate forms. Instead of the dispersion of Example 2, other pigmented dispersions described herein can be employed. The parts in question are parts by weight.