<Desc/Clms Page number 1>
Compositions de vernis et produits comprenant des ma- tières revêtues de telles compositions.
--------------------------------------
La présente invention se rapporte à des perfectionnements apportés aux compositions destinées à être appliquées comme enduits ou vernis, particulièrement comme vernis de matières non-fibreuses et gonflables dans l'eau, et aux produits comprenant des matières revêtues de telles compositions.
Jusqu'à présent, en appliquant des vernis comme revêtements sur des matières non-fibreuses et gonflables dans l'eau, par exemple sur de la cellulose régénérée, l'opération d'évaporer les solvants organiques qu'on emploie dans le vernis a le facheux résultat que la rouille de support perd son humidité et devient cassante- Pour éviter cet inconvénient, on a proposé d'humidifier la feuille de support avant et après l'application du revêtement, pour rétablir l'humidité du support et en conserver la souplesse. En outre, les vernis connus n'adhèrent pas d'une façon satisfaisante aux matières précitées, l'enduit de vernis ayant tendance à se séparer du support lorsque celui-ci se gonfle par l'eau.
<Desc/Clms Page number 2>
La société demanderesse a trouvé qu'on peut éviter les désavantages mentionnés ci-dessus si l'on emploie comme vernis des compositions comprenant un dérivé cellulosique, un solvant organique du dit dérivé cellulosique, une petite quantité d'eau, et une substance solide organique ayant les qualités de se dissoudre dans l'eau mais de rester insoluble dans le solvant organique de la composition, la dite substance organique étant, de préférence, une substance capable de former avec l'eau un colloïde hydrophile. A cette composition on peut ajouter, d'après la description qui va suivre, des plastifiants convenables, des cires, et d'autres constituants usuels des vernis.
Le dérivé cellulosique employé peut être un éther-sel de cellulose, tel que la nitrocellulose ou l'acétate de cellulose ; un éther-oxyde de cellulose, tel que la cellulose éthy- lique ou benzylique ; éther oxyalcoyle, tel que l'éthoxy- cellulose; un mélange d'éthers-sels de cellulose, tel que l'acéto-propionate de cellulose; ou bien un mélange de deux ou plus de ces différents produits.
Comme solvant organique du dérivé cellulosique on peut employer un mélange connu de solvants volatils. Dans le mode d'exécution préféré, on emploie un mélange d'un éther-sel comprenant des liquides organiques volatils, tel que l'acétate d'éthyle, l'acétate de butyle, l'acétate d'amyle, et un diluant convenable, tel que le toluène, l'éther de pétrole, le benzène, eto., le diluant au moins devant être miscible avec l'eau. Ces mélanges.de solvants volatils et de diluants seront désignés ci-après comme "le solvant organique".
Pour obtenir des compositions de vernis dit "moistureproot" c'est à dire qui sont étanches à la vapeur d'eau, on peut employer, comme addition, un ingrédient imperméabi- lisateur tel qu'une cire, de préférence une cire de paraffine à point de fusion élevé, bien qu'on puisse également employer d'autres cires qui s'y prêtent : minérales, anima-
<Desc/Clms Page number 3>
les ou végétales, même des cires synthétiques.
Pour obtenir des compositions de vernis souples, on peut employer, outre les ingrédients déjà mentionnés, un plas- tifiant convenable lequel sera soluble dans la composition.
Des plastifiants convenables seront, par exemple le phthalate dibutylique, des acides eéto-aromatiques ou leurs éthers-sel avec des alcools aliphatiques monobasiques, tel que l'éther éthylique de l'acide benzoyl-benzolque.
Comme ingrédients facultatifs pouvant être incorporés dans la composition de l'invention on peut mentionner des gommes, des résines, des huiles, en particulier des huiles oxydées (blown oils), du caoutchouc chloré, du diphenyle chloré, des pigments ou d'autres ingrédients du type utilisé dans les compositions de vernis, en proportions propres à donner les qualités désirées.
A un vernis comprenant un dérivé cellulosique, un sol- vant organique liquide et volatil du dit dérivé cellulosi- que, et d'autres ingrédients comme ci-dessus mentionnés, on ajoute une petite quantité d'eau et une substance solide organique qui est insoluble dans le solvant organique.
Comme exemples de substances solides organiques convenables à être utilisées suivant la présente invention on peut oi- ter des oomposés organiques cristallins, tels que les sels métalliques d'acides organiques, par exemple le tartrate ' de soude, et les hydrocarbones cristallins, tel que le su- cre. La substance organique est, de préférence, de nature telle qu'elle donne un colloïde hydrophile, à savoir l'a- midon, la dextrine, l'agar agar, la gélatine, la caséine, et les gommes solubles dans l'eau, telles que la gomme ara- bique, la gomme adragante. En tout cas, la substance orga- nique doit être soit soluble dans l'eau soit capable de for- mer avec l'eau un colloïde hydrophile.
Entre les substan- oes colloïdales hydrophiles oelles qui donnent la meilleure
<Desc/Clms Page number 4>
adhérence de la composition d'enduit sur la feuille de support sont l'amidon et la gélatine.
En général les proportions des différents ingrédients de la composition de l'invention peuvent varier assez largement entre les limites approximatives suivantes, les pourcentages s'entendant en poids :
Dérivé cellulosique ...................... 30 - 80%
EMI4.1
Eau............................... jusqu'à 5fi
Substance solide organique........jusqu'à 2% auxquels on peut ajouter, comme ingrédients facultatifs, une ou plusieurs des substances suivantes :
EMI4.2
Plastifiant........................ jusqu'à 40%
Cire...............................jusqu'à 5%
Huile oxydée (blown oil)...........jusqu'à 5%
Gomme (ou résine).................. jusqu'à 40%
L'invention sera expliquée ci-après à l'aide des exemples particuliers qui suivent, mais il est bien entendu que ces exemples ne sont donnés qu'à titre explicatif et ne limitent en aucune façon l'invention en ce qui concerne les détails exacts indiqués. Les chiffres des tableaux repré- sentent des pourcentages s'entendant en poids.
EMI4.3
<tb>
<tb>
1 <SEP> II <SEP> III
<tb> Nitrocellulose <SEP> 66% <SEP> 52.% <SEP> 50%
<tb> Acétanilide <SEP> 6 <SEP> 6 <SEP> 6
<tb> Acide <SEP> benzoyl-benzoique <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> Phthalate <SEP> dibutylique <SEP> 18 <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> Benzoyl-benzoate <SEP> éthylique <SEP> 8 <SEP> 8
<tb> Huile <SEP> de <SEP> colza <SEP> oxydée <SEP> I
<tb> Gomme-ester <SEP> oxydée <SEP> 12.5 <SEP> 12.5
<tb> Paraffine <SEP> 1.5 <SEP> 2.5
<tb>
Dissoudre entre 100 et 200 parties, approximativement, de n'importe lequel des mélanges donnés ci-dessus dans 1000 parties d'un solvant organique convenable, tel qu'un mélange de 16% d'acétate de butyle, 10% d'acétate d'éthyle et 74% de toluène.
Préparer maintenant une seconde solution qui se compose, à titre d'exemple, d'après une des formules suivantes :
EMI4.4
<tb>
<tb> 1 <SEP> II <SEP> III <SEP> IV
<tb> Eau <SEP> 95% <SEP> 90% <SEP> 90% <SEP> 90%
<tb> Gélatine <SEP> 5- <SEP> - <SEP> Amidon <SEP> - <SEP> - <SEP> 10Gomme <SEP> arabique <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 10
<tb> Chlorure <SEP> de <SEP> sodium- <SEP> 10 <SEP> - <SEP> -
<tb>
<Desc/Clms Page number 5>
A 1000 parties d'un des mélanges dissous dans le solvant organique on ajoute peu à peu entre 3 et 7 parties de n'importe laquelle des solutions aqueuses suivant les formules ci-dessus, en agitant fortement jusqu'à ce que la substance en solution aqueuse se soit dispersée dans le mélange dissous dans le solvant organique.
Pour obtenir des enduits parfaitement transparents il est préférable que la composition préparée suivant la desoription ci-dessus soit filtrée d'une manière quelconque afin d'éliminer telles particules en suspension qui seront trop grosses pour permettre la réalisation des objets de l'invention. Le produit ainsi obtenu peut être appliqué comme vernis sur un support convenable. On sèche le vernis en évaporant les solvants à une température élevée, par exemple dans un séchoir chauffé à une température d'environ 60' à 80 C.
Les compositions de l'invention peuvent être utilisées dans plusieurs arts industriels, dans les revêtements de papier, de cuir, de métaux, etc., mais elles sont particulièrement avantageuses lorsqu'elles sont appliquées comme revêtement sur feuilles de matière non-fibreuse et gonflable dans l'eau, telle que la cellulose régénérée, les éthers-oxydes de cellulose solubles dans des solvants alcalins, les éthers oxyalcoyles de cellulose, la gélatine, la caséine, et des matières analogues.
Les enduits obtenus suivant la présente invention ont l'avantage que l'eau qui se trouve dans l'enduit s'évapore simultanément avec l'évaporation du solvant organique tandis que l'eau, s'il y en a, dans la feuille du support ne s'évapore pas, ce qui permet de renoncer à l'opération de rehumidifier le support pour lui rendre sa souplesse originale.
De plus, puisque le constituant comprenant une substance solide organique est immiscible avec le dérivé cellulosique, ce constituant forme dans l'enduit, au moment du sé-
<Desc/Clms Page number 6>
chage, une dispersion de particules minutieuses. Or, ces particules de la substance solide organique donnent à l'enduit deux caractéristiques nouvelles et de grande valeur, à savoir : 1 la surface de l'enduit n'est pas gluante, et 2 la présence de la dite substance augmente sensiblement l'adhésion de l'enduit au support. Des enduits obtenus suivant l'invention ont les caractéristiques de ne montrer aucune tendance à être gluants à température ordinaire et jusqu'à 40 0 environ et de se souder à chaud facilement à une température d'environ 90 C.
Par ailleurs, si l'on prépare les compositions de l'invention en omettant soit l'eau soit la substance solide organique, les produits que l'on obtiendra seront trop gluants à des températures au-dessous de 40 C pour pouvoir servir sans inconvénient à des revêtements sur des matières d'em- ballage. La possibilité d'obtenir, suivant la présente invention, des vernis exempts de ce défaut permet une plus grande liberté de choix en ce qui concerne les autres ingrédients de la composition, en particulier elle permet une grande variation dans les proportions des plastifiants, des gommes et des huiles oxydées.
<Desc / Clms Page number 1>
Varnish compositions and products comprising materials coated with such compositions.
--------------------------------------
The present invention relates to improvements made to compositions intended to be applied as coatings or varnishes, particularly as varnishes of non-fibrous materials and swellable in water, and to products comprising materials coated with such compositions.
Hitherto, by applying varnishes as coatings to non-fibrous and water-swellable materials, for example on regenerated cellulose, the operation of evaporating the organic solvents which are used in the varnish has the unfortunate result that the support rust loses its moisture and becomes brittle - To avoid this drawback, it has been proposed to moisten the support sheet before and after the application of the coating, to restore the humidity of the support and maintain its flexibility . In addition, the known varnishes do not adhere satisfactorily to the aforementioned materials, the varnish coating having a tendency to separate from the support when the latter swells with water.
<Desc / Clms Page number 2>
The Applicant Company has found that the disadvantages mentioned above can be avoided if compositions comprising a cellulose derivative, an organic solvent for said cellulose derivative, a small amount of water, and an organic solid substance are used as varnish. having the qualities of dissolving in water but of remaining insoluble in the organic solvent of the composition, said organic substance preferably being a substance capable of forming a hydrophilic colloid with water. To this composition can be added, from the description which follows, suitable plasticizers, waxes and other usual constituents of varnishes.
The cellulose derivative used can be an ether-cellulose salt, such as nitrocellulose or cellulose acetate; a cellulose ether oxide, such as ethyl or benzyl cellulose; oxyalkyl ether, such as ethoxycellulose; a mixture of cellulose ethers-salts, such as cellulose aceto-propionate; or a mixture of two or more of these different products.
As organic solvent for the cellulose derivative, a known mixture of volatile solvents can be employed. In the preferred embodiment, a mixture of an ether-salt comprising volatile organic liquids, such as ethyl acetate, butyl acetate, amyl acetate, and a suitable diluent is employed. , such as toluene, petroleum ether, benzene, eto., the diluent at least having to be miscible with water. These mixtures of volatile solvents and diluents will hereinafter be referred to as "the organic solvent".
In order to obtain so-called “moistureproot” varnish compositions, that is to say which are impermeable to water vapor, it is possible to use, as an addition, a waterproofing ingredient such as a wax, preferably a paraffin wax. high melting point, although other suitable waxes can also be used: mineral, animal
<Desc / Clms Page number 3>
or vegetable, even synthetic waxes.
In order to obtain flexible varnish compositions, in addition to the ingredients already mentioned, a suitable plasticizer which will be soluble in the composition can be employed.
Suitable plasticizers will be, for example, dibutyl phthalate, etoaromatic acids or their salt ethers with monobasic aliphatic alcohols, such as ethyl ether of benzoyl-benzolic acid.
As optional ingredients which can be incorporated into the composition of the invention, there may be mentioned gums, resins, oils, in particular oxidized oils (blown oils), chlorinated rubber, chlorinated diphenyl, pigments or other ingredients. of the type used in varnish compositions, in proportions suitable for giving the desired qualities.
To a varnish comprising a cellulosic derivative, a liquid and volatile organic solvent of said cellulosic derivative, and other ingredients as above mentioned, a small amount of water and an organic solid which is insoluble are added. in the organic solvent.
As examples of organic solids suitable for use in the present invention there may be crystalline organic compounds, such as the metal salts of organic acids, for example sodium tartrate, and crystalline hydrocarbons, such as sugar. The organic substance is preferably such as to give a hydrophilic colloid, namely starch, dextrin, agar agar, gelatin, casein, and water soluble gums, such as arabic gum, tragacanth. In any event, the organic substance must be either soluble in water or capable of forming with water a hydrophilic colloid.
Among the hydrophilic colloidal substances which give the best
<Desc / Clms Page number 4>
adhesion of the coating composition to the backing sheet are starch and gelatin.
In general, the proportions of the various ingredients of the composition of the invention can vary quite widely between the following approximate limits, the percentages being understood by weight:
Cellulose derivative ...................... 30 - 80%
EMI4.1
Water ............................... up to 5fi
Solid organic substance ........ up to 2% to which one or more of the following substances may be added as optional ingredients:
EMI4.2
Plasticizer ........................ up to 40%
Wax ............................... up to 5%
Oxidized oil (blown oil) ........... up to 5%
Gum (or resin) .................. up to 40%
The invention will be explained below with the aid of the specific examples which follow, but it is understood that these examples are given only for explanatory purposes and do not in any way limit the invention as regards the exact details. indicated. The figures in the tables represent percentages by weight.
EMI4.3
<tb>
<tb>
1 <SEP> II <SEP> III
<tb> Nitrocellulose <SEP> 66% <SEP> 52.% <SEP> 50%
<tb> Acetanilide <SEP> 6 <SEP> 6 <SEP> 6
<tb> Benzoyl-benzoic acid <SEP> <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> Dibutyl phthalate <SEP> <SEP> 18 <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> Ethyl benzoyl-benzoate <SEP> <SEP> 8 <SEP> 8
<tb> Oil <SEP> of <SEP> rapeseed <SEP> oxidized <SEP> I
<tb> Gum-ester <SEP> oxidized <SEP> 12.5 <SEP> 12.5
<tb> Paraffin <SEP> 1.5 <SEP> 2.5
<tb>
Dissolve between 100 and 200 parts, approximately, of any of the mixtures given above in 1000 parts of a suitable organic solvent, such as a mixture of 16% butyl acetate, 10% acetate. ethyl and 74% toluene.
Now prepare a second solution which is composed, by way of example, according to one of the following formulas:
EMI4.4
<tb>
<tb> 1 <SEP> II <SEP> III <SEP> IV
<tb> Water <SEP> 95% <SEP> 90% <SEP> 90% <SEP> 90%
<tb> Gelatin <SEP> 5- <SEP> - <SEP> Starch <SEP> - <SEP> - <SEP> 10 Gum <SEP> Arabic <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 10
<tb> Sodium <SEP> <SEP> <SEP> 10 <SEP> - <SEP> -
<tb>
<Desc / Clms Page number 5>
To 1000 parts of one of the mixtures dissolved in the organic solvent is gradually added between 3 and 7 parts of any of the aqueous solutions according to the above formulas, with vigorous stirring until the substance in solution aqueous dispersed in the mixture dissolved in the organic solvent.
To obtain perfectly transparent coatings, it is preferable that the composition prepared according to the above description is filtered in any way in order to remove such particles in suspension which will be too large to allow the objects of the invention to be achieved. The product thus obtained can be applied as a varnish on a suitable support. The varnish is dried by evaporating the solvents at an elevated temperature, for example in a dryer heated to a temperature of about 60 ° to 80 ° C.
The compositions of the invention can be used in several industrial arts, in the coatings of paper, leather, metals, etc., but they are particularly advantageous when they are applied as a coating on sheets of non-fibrous and swellable material. in water, such as regenerated cellulose, alkaline solvent soluble cellulose ethers-oxides, cellulose oxyalkyl ethers, gelatin, casein, and the like.
The coatings obtained according to the present invention have the advantage that the water which is in the coating evaporates simultaneously with the evaporation of the organic solvent while the water, if there is any, in the sheet of the coating. support does not evaporate, which makes it possible to dispense with the operation of re-humidifying the support to restore its original flexibility.
In addition, since the constituent comprising an organic solid substance is immiscible with the cellulose derivative, this constituent forms in the coating, at the time of se-
<Desc / Clms Page number 6>
chage, a scattering of minute particles. However, these particles of the organic solid substance give the plaster two new and valuable characteristics, namely: 1 the surface of the plaster is not sticky, and 2 the presence of said substance significantly increases the adhesion of the coating to the support. Coatings obtained according to the invention have the characteristics of showing no tendency to be sticky at ordinary temperature and up to approximately 40 ° C. and of being easily hot-welded at a temperature of approximately 90 C.
Furthermore, if the compositions of the invention are prepared by omitting either water or the organic solid substance, the products which will be obtained will be too sticky at temperatures below 40 ° C. to be able to be used without inconvenience. to coatings on packaging materials. The possibility of obtaining, according to the present invention, varnishes free from this defect allows greater freedom of choice with regard to the other ingredients of the composition, in particular it allows a large variation in the proportions of plasticizers, gums. and oxidized oils.