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"Perfectionnements aux compositions plastiques ou produits de condensation"
Cette invention a trait aux compositions plastiques et aux produits de condensation qui peuvent être engen- drés par la réaction bien connue qui se produit entre l'acide phénique et le formol ou un composé analogue en présence d'un agent de condensation alcalin, et elle a pour objet un produit perfectionné et un procédé perfec- tionné pour le préparer sous une forme soluble dans l'eau en vue de son emploi comme vernis ou couche de protection ou comme élément d'une composition plastique composée de @
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papier, de pâte à papier ou d'une autre matière imprégnée du produit de condensation, et susceptible de pouvoir être moulée à chaud et sous pression en vue de la fabrication de divers objets .
Le perfectionnement principal qui fait l'objet de cet- te invention consiste à préparer du phénol-formol amené à tout degré désiré de viscosité sous forme d'une solution aqueuse et à un état qui lui permet d'être transformé di- rectement à l'état durci final en une seule phase et en' quelques minutes , En même temps, le produit durci reçoit la propriété précieuse de ne pas adhérer à une matière ana- logue qui est encore à l'état plastique .
Le procédé de préparation du produit consiste à préparer un mélange d'aci- de phénique et de formol avec une faible proportion d'un agent de condensation alcalin convenable, de préférence d'un hydrate alcalin, à faire bouillir le mélange jusqu'à ce que la condensation ait été poussée à un point tel qu'on ait obtenu le degré de viscosité nécessaire pour l'applica- tion particulière envisagée, et à ajouter alors une quan- tité d'eau propre à produire une solution fluide à laquelle on ajoute un composé de chrome convenable .
Comme exemple typique, on peut mélanger les éléments dans les proportions suivantes :
Acide phénique (phénol) 50 kg.
Formol à 40 % 50 kg.
Potasse caustique (KOH) 1 kg 13
On place le mélange de ces éléments dans une chaudiè- re et on le fait bouillir pendant une période de temps qui dépend de l'usage auquel le mélange est destiné . Lorsque le mélange atteint le point d'ébullition, une écume visible
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apparaît et, à partir de ce point/une période de 30 à 40 minutes d'ébullition continue suffit pour donner un produit approprié à la plupart des usages La viscosité de la so- lution augmente pendant 1)ébullition, d'abord lentement, puis si rapidement qu'un réglage relativement précis de la période d'ébullition est nécessaire pour assurer le degré de viscosité désiré , En effet, alors que, au moment où le point d'ébullition vient d'être atteint,
quelques minutes n'effectuent aucun changement appréciable, une seule minu- te peut, dans les dernières phases, influencer visiblement la viscosité du produit
Lorsque le mélange a bouilli pendant la période de temps nécessaire pour le but envisagé et que le degré dési- ré de viscosité se trouve atteint, on ajoute une certaine quantité d'eau froide (environ 33 litres) au contenu de la chaudière, et l'on fait alors passer la solution résultante, à travers un serpentin réfrigérant, dans un récipient con- venable .
On constate que, en réglant la période d'ébullition de façon à amener le mélange au degré requis de viscosité et en ajoutant alors de l'eau de la façon précédemment dé- crite, il est possible d'obtenir un produit soluble de tout degré désiré de viscosité, même celui voisin de la résinifi- cation Quel que soit le degré de dilution de la solution, le produit résiduel conservera, après évaporation du sol- vant et traitement convenable de l'agent de condensation alcalin, le même degré de viscosité ou le même état voisin de la résinification qu'avant l'addition du solvant ;
il conservera cet état jusqu'à ce qu'il ait subi une condensa- tion complémentaire comme résultat d'un traitement thermi- que
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Au lieu d'éliminer ou de neutraliser simplement l'agent de condensation alcalin (qui continuerait à agir, même à froid, s'il n'était pas convenablement traité), on utilise cet alcali comme base pour préparer un composé-de chrome dont l'effet est plutôt de suspendre l'activité do l'agent de condensation que de le neutraliser entièrement ; on peut même faire en sorte qu'il agisse de nouveau dans la derniè- re phase de résinification, qui est la plus importante, et que son ation soit renforcée par celle du chrome et de l'oxygène que contient le composé de chrome qui a été in- corporé au produit .
Le résultat est que le produit fini possède une solidité remarquable et est obtenu avec une facilité remarquable . Lorsqu'il est employé comme agent d'imprégnation, une pression de quelquesminutes dans une presse chauffée amènera ce produit à l'état infusible durci final et, en raison de la propriété qui lu5/* été communi- quée de ne pas adhérer à une matière similaire, le produit moulé et durci pourra être employé pour établir une matrice à l'aide de laquelle on pourra constituer tout nombre dési- ré de répliques de l'original en employant la même matière que celle dont la matrice elle-même est établie . Il suffit pour cela que la matrice soit retirée de la presse et re- froidie, cette matrice étant alors p@ête à être employée immédiatement .
Il peut être utile d'accentuer la propriété de résistance à l'adhérence de la surface en la frottant à l'aide d'un mélange de poudre de talc et de toute huile convenable Une huile minérale ordinaire ou de la vaseline donnent des résultats excellents . Lorsque la lumière ou (et) la chaleur agissent sur le produit après que l'humidité en a été chassée, le composé de chrome semble renforcer l'ac-
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tivité recouvrée de l'alcali condensant avec lequel il est combiné et, en même temps, augmente considérablement la solidité de la rnatière qui a été imprégnée, en plus de l'effet qu'il a sur l'agent d'imprégnation lui-Même
Comme exemple typique de l'application d'un composé de chrome, on peut ajouter à la solution refroidie de phénol-formol préparée de la façon précédemment décrite un mélange de 0,
9 à 1,86 kg. de bichromate d'ammonium, 16,4 litres d'eau froide ou chaude et une quantité suffisante d'ammoniaque pour empêcher la précipitation . Lorsque la viscosité du mélange est très élevée, on peut ajouter à ce mélange, en vue d'assurer sa solubilité, de l'alcool, le cas échéant en combinaison avec de l'ammoniaque .
On peut substituer au bich@@mate d'ammonium le ohro- mate d'ammonium ou de calcium, leschromates de cuivre, de zinc, aluminium, strontium ou de nombreux autreschroma- tes dissous, le cas échéante dans une quantité convenable d'anhydride chromique (C@O3), mais il est préférable d'em- ployer le bichromate d'ammonium en raison du fait qu'il coûte moins cher et qu'on peut se le procurer plus facile- ment que l'une quelconque des autres substances mentionnées.
Il est aussi possible d'employer le chrome sous forme d'acé- tate de chrome ou de sels analogues lorsque sa forme est basique au lieu d'être acide .
Le produit de condensation refroidi auquel le composé de chrome a été incorporé peut être employé pour imprégner une matière absorbante telle que le papier-filtre dont on enlève alors l'excès d'humidité, de préférence à la tempé- rature atmosphérique . Les feuilles ainsi obtenues sont alors prêtes à être employées comme feuilles plastiques
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destinées à être moulées à chaud et sous 'pression . Elles conservent une quantité d'humidité juste suffisante pour rester molles et flexibles, et la présence de cette humi- dité retarde aussi l'action du composé de chrome . Lorsque la chaleur -si le produit est employé comme agent d'im- prégnation- ou l'exposition à l'air -si le produit est employé comme peinture- ont séché le composé, le chrome comrnence à agir .
Les feuilles imprégnées et encore légère-, ment humides peuvent être employées pour produire une gran- de variété d'objets, ce qui s'obtient en soumettant ces feuilles à l'action de la chaleur et d'une pression pen- dant quelques minutes avec une matrice ou cliché convena- ble, à l'intérieur d'une presse .
Lorsqu'on moule ou presse de cette manière des feuil- les ou autres corps imprégnés, on constate que le réglage correct de la viscosité du produit ou de la proportion de composé de chrome ajoutée (selon la nature de l'objet à mouler) présente une grande importance dans la pratique .
C'est pour cette raison qu'il convient de régler soigneu- sement la. durée de l'ébullition du mélange initial selon le but envisagé .
Le degré de viscosité requis dépendra principalement de la finesse du moulage requis . Si la fluidité trop gran- de d'un agent ,d'imprégnation rendait le moulage difficile, il serait désirable d'ajouter au mélange initial de phénol- formol une substance colloïdale, et de préférence un collof- de organique tel que la colle forte, la gélatine ou la caséine . On peut régler la plasticité du mélange en employant une proportion plus ou moins grande de matière colloidale .
Pour empêcher la précipitation qui serait
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susceptible de se produire lorsqu'on ajoute un de ces collo- ides, on peut aussi ajouter une quantité d'ammoniaque suf- fisante pour maintenir la solubilité .A titre de variante, le phénol-formol et le colloide organique peuvent être pré- parés sous forme de solutions distinctes à l'aide desquel- les on traite successivement les feuilles de papier ou d'autres corps à imprégner .Comme exemple typique d'un mélange de phénol-formol et d'une matière colloïdale con- venaht pour la fabrication de planches d'impression de la manière précédemment décrite, on peut prendre 5,5 kg. du produit initial de phénol-formol contenant un. composé de chrome comme .précédemment décrit et ajouter alors les in- grédients suivants :
Gélatine, colle forte ou caséine 85 à 283 grammes
Eau 87 à 170 grammes Ammoniaque Quantité suffisan- te pour empêcher la précipita- tion
Lorsque les solutions de phénol-formol et de colloïde sont employées pour.effectuer des imprégnations distinctes, il est préférable de diviser la quantité nécessaire de composé de chrome en deux parties égales, l'une étant ajou- tée au phéhol-formol, l'autre à la solution colloïdale .
Alternativement, on peut mélanger et employer les deux solutions sans faire usage de chrome et imprégner ensuite les feuilles ou la masse -déjà imprégnées desdites solu- tions- d'une solution de 2 à 5 de bichromate d'ammonium ou autre bichromate avec une certaine quantité d'ammonia- que . Cette solution de chrome peut aussi contenir une faible proportion de chlorure d'ammonium ou autre chlorure
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qui agit à la façon d'un. fondant lorsqu'on emploie une feuille de matière imprégnée du mélange pour prendre des empreintes de certains métaux .
L'application d'un excès d'ammoniaque ou de sels d'am- monium dans la solution dont on imprègne les fouilles a pour effet de continuer la condensation après que les feuilles ou masses ont été imprégnées de telle sorte que lorsque la matière est finalement devenue sèche et qu'un changement complémentaire est suspendu, l'agent d'impré- gnation a été porté à un point plus voisin de la résinifi- cation que lorsqu'il avait été introduit, mais que, au moment de l'imprégnation réelle, le produit de condensa- tion n'a pas dépassé la phase de solubilité dans l'eau et pénètre facilement dans les cellules du papier ou autre support .
Le changement de fluidité effectué par l'application d'une solution colloïdale est très important lorsqu on établit une matrice à l'aide de caractères mobiles, de ca- ractères mobiles et de planches d'impression combinés ou de tout autre original ne possédant pas un support on fon- dation solide, cas dans lesquels la question de l'exsuda- tion est importante .
Par contre, lorsqu'on désire tirer des épreuves ou copies d'une matrice ainsi établie, la fluidité et la plasticité n'offrent aucune difficulté(étant donné que la matrice possède une fondation solide et que l'exsu- dation susceptible de se produire aura lieu au delà des bords de la matrice) . Aussi une matrice composée d'un produit de condensation auquel un colloïde a été ajouté peut-elle être employée pour produire.des planches ou re- productions conjointement avec des feuilles ou masse im-
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prégnées d'un produit à base de phénol-formol chromé solu- ble dans l'eau et coulant plus librement sans l'addition de gélatine, caséine ou autre colloïde .
Le produit de condensation obtenu de l'une quelconque des façon décrites ci-dessus peut être employé comme vernis ou enduit protecteur pour les surfaces/divers objets .
Par l'addition de pigments ou teintures convenables ou d'une matière solide finement divisée à la solution, on obtient un produit qui peut être employé comme peinture soluble dans l'eau et qui devient insoluble en séchant .
- Revendications -
1. Le procédé pour préparer un produit de condensa- tion à base de phénol-formol sous une forme soluble dans l'eau qui consiste à préparer un mélange d'acide phénique et de formol avec une faible proportion d'un hydrate al- calin, à faire bouillir le mélange jusqu'à.ce que la con- densation ait été poussée à un point tel que le degré de viscosité qui est nécessaire pour le but envisagerait été atteint, et à ajouter alors une quantité d'eau contenant un composé convenable de chrome dans le but de produire une solution dont le résidu, après séchage, peut être moulé à chaud et sous pression et, en même temps, amené à un état infusible et dur .