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" Procédé de travail aux vernis nitrocellulo- siques ".
Le travail aux vernis nitrocellulosiques s'effectue gé- néralement à la température de la chambre. Des deux proposi- tions en vue de travailler également à des températures plus élevées, l'une a uniquement pour but de porter remède au froid dû à l'évaporation qui se manifeste quand on pulvérise au pistolet ; il suffit, à cette fin, de chauffer le vernis à 35 environ. Une Modification quelle qu'elle soit, de la composi- tion du solvant du vernis n'est pas nécessaire à cet effet, bien que l'on ainsi une certaine économie de diluant et que le film de vernis que l'on forme soit plus épais et plus résistant aux efforts mécaniques.
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Par contre, une modification de la composition habituelle du solvant est nécessaire quand, suivant la deuxième proposi- tion, on chauffe le vernis à 80 environ avant de le pulvéri- ser. Dans ce procédé de pulvérisation à chaud, il est néces- saire, pour former une couche de vernis irréprochable, que le film reste humide quand le vernis entre en contact avec la sur- face. Ceci signifie que l'on doit employer des solvants moins volatils. Un avantage du procédé de pulvérisation à chaud est la possibilité d'augmenter considérablement la concentration des formateurs de vernis,'particulièrement de la nitrocellulose, de manière que pour obtenir l'épaisseur de couche visée, il est possible de ne faire appel qu'à un nombre plus réduit de passes de pulvérisation.
Des travaux étendus de la Demanderesse sur les coeffi- cients de température des solutions de nitrocellulose ont con- duit à ce résultat que plus on réduit la viscosité en augmen- tant la température, plus élevée est la concentration de la nitrocellulose. Cette diminution est ensuite plus grande pour les types à haute viscosité que pour ceux à basse viscosité.
Pour le cas de la pulvérisation de solutions isovisqueuses ap- propriées de nitrocellulose, ceci signifie que la diminution de la viscosité est plus grande pour les solutions fortement con- centrées des types à basse viscosité que pour les solutions plus faiblement concentrées des types à forte viscosité.
Lors du travail avec les solutions isovisqueuses, il y a donc automatiquement formation d'une couche de vernis plus min- ce quand on fait usage de types à forte viscosité et d'une cou- che de vernis plus épaisse en cas d'emploi de nitrocellulose à basse viscosité. Les avantages inhérents au travail avec des types très visqueux ne peuvent donc pas être pleinement mis à profit.
L'augmentation de la concentration en nitrocellulose très visqueuse conduit bien à une diminution de viscosité plus
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forte, quand on augmente la température que pour les types de nitrocellulose à basse viscosité, nais la plus grande viscosité absolue ne permet plus le travail avec des solutions de ce gen- re dans le procédé de pulvérisation à chaud. nsuite, il faut encore ajouter que les solvants plus lentement volatils qui né- cessairement sont employés, forment, ainsi que l'expérience l'enseigne, des solutions d'autant plus visqueuses que leur poids moléculaire est plus haut dans une série homologue et que, partant, leur point d'ébullition est aussi plus élevé.
même les solvants qui ont à peu- près le même Doint d'ébullition ou la même rapidité d'évaporation mais sont de constitution différen- te donnent, pour la semé concentration de nitrocellulose, une viscosité de vernis différente.
Le pourcentage de diminution de la viscosité par suite de l'augmentation de la température, rapporté à la viscosité à 25 , est cependant, pour tous les solvants, parmi lesquels il faut comprendre également des mélanges de solvants et de pro- duits de coupage, pratiquenent la même.
Une solution à 20 % de laine de collidron de viscosité moyenne, soluble dans l'ester, accuse, par exemple, dans un mé- lange de solvants composé de 50% de solvant, 25 % de xylol et 25 % de butanol, le solvant consistant en acétate de butyle ou en acétate d'amyle ou glycol ni-éthylique ou glycol éthylique, les viscosités suivantes en centipoises, à 25 et 70 :
EMI3.1
Acétate de butyle Acétate dtal-Zrle1glydol méthyl-t glycol
EMI3.2
<tb> , <SEP> , <SEP> igue <SEP> 1 <SEP> éthylique
<tb> @
<tb>
EMI3.3
25 / 9(? 1 25 / '7r t 25 / 7 t 25 /70
EMI3.4
<tb> @
<tb>
<tb> 1786 <SEP> / <SEP> 284 <SEP> op, <SEP> '' <SEP> 2232 <SEP> / <SEP> 321 <SEP> cp. <SEP> ' <SEP> 1931/ <SEP> 318 <SEP> cp' <SEP> 2696/406 <SEP> cp.
<tb>
<tb>
<tb>
EMI3.5
= 16 % t j = 14 % t L1 = 16 i = 15 %
La viscosité des solutions avec emploi des solvants pré- cités ntest donc plus à 70 que de 14 à 16 % de la viscosité à 25 . Il en résulte donc d'une part que l'on ne peut pas compenser
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l'addition nécessaire de solvants à haut point d'ébullition qui a pour effet d'augmenter la viscosité, par un pourcentage plus fort de diminution de la viscosité sous l'effet de l'augmenta- tion de la température. Ceci signifie ensuite que l'emploi de solvants à point d'ébullition élevé ne permet pas une aussi forte augmentation de la concentration en nitrocellulose que l'emploi de solvants à points d'ébullition un peu moins élevés.
La Demanderesse a fait à présent cette constatation sur- prenante que l'on peut porter remède à ces inconvénients et mettre à profit les effets avantageux des solvants à haut point d'ébullition pour la nitrocellulose, pour la formation de la couche de vernis, en ajoutant au mélange de solvants de l'eau, de préférence la quantité nécessaire d'eau pour conférer à la nitrocellulose une teneur en humidité de 35 % environ.
La Demanderesse a pu notamment constater que le pourcen- tage de diminution de la viscosité des solutions de nitrocellu- lose sous l'effet de l'augmentation de la température est accru considérablement quand on fait cette addition d'eau. L'applica- tion de cette mesure entraîne deux effets favorables pour le procédé d'application des vernis par pulvérisation à chaud. Il est possible tout d'abord, pour atteindre une viscosité conve- nant comme viscosité de pulvérisation à la température de 70 , d'ajouter plus de nitrocellulose qu'on n'en ajoute quand il n'y a pas d'addition d'eau; ensuite, on peut employer des solvants à point d'ébullition plus élevés, qui ont pour effet d'accroî- tre la viscosité.
Cn va expliquer à la lumière de l'exemple qui suit les règles qui ont été établies. Le tableau indique les viscosités absolues d'une dissolution à 18 % de laine de collodion de vis- cosité moyenne, soluble dans les esters, dans des mélanges de solvants composés de glycol éthylique, de xylol et de butanol à des températures de 25 , 35 , 50 et 70 et la diminution en
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tour cent quand on ajoute au mélange de solvants la quantité dteau nécessaire pour conférer à la nitrocellulose une teneur en humidité de 35 % ou quand on ajoute le mélange des solvants à l'état anhydre.
EMI5.1
<tb>
M.C. <SEP> Solvants <SEP> Solvants <SEP> Viscosité <SEP> en <SEP> centipoises <SEP> à
<tb> anhydre <SEP> +H2O <SEP> 25 <SEP> 35 <SEP> 50 <SEP> 70
<tb>
<tb>
<tb> 18 <SEP> g' <SEP> 82 <SEP> g <SEP> t <SEP> 1698 <SEP> 1 <SEP> 1086 <SEP> 614 <SEP> 284 <SEP> cp.
<tb>
' <SEP> t <SEP> 64%= <SEP> 36% <SEP> = <SEP> 17 <SEP> %
<tb> @
<tb> 18 <SEP> g' <SEP> ' <SEP> 82 <SEP> g <SEP> ' <SEP> 2340 <SEP> t <SEP> 1416 <SEP> 660 <SEP> 226 <SEP> cp
<tb> t <SEP> t <SEP> 60% <SEP> = <SEP> 28 <SEP> % <SEP> = <SEP> la <SEP> µ <SEP>
<tb> ' <SEP> ' <SEP> ' <SEP> t
<tb> 18 <SEP> g' <SEP> 82 <SEP> g <SEP> t <SEP> ' <SEP> 1842 <SEP> t <SEP> 1178 <SEP> 614 <SEP> 284
<tb> 64% <SEP> = <SEP> 33% <SEP> = <SEP> 15%
<tb> ' <SEP> t <SEP> t
<tb> 18 <SEP> g' <SEP> ' <SEP> 82 <SEP> g <SEP> t <SEP> 2950 <SEP> t <SEP> 1746 <SEP> 820 <SEP> 290
<tb> ' <SEP> ' <SEP> ' <SEP> 58% <SEP> = <SEP> 28% <SEP> = <SEP> 11%
<tb>
Dans l'exemple du dernier groupe , le mélange des solvants renferme encore 20 % à haut point d'ébullition ( 145 ).
Il ne produit pas d'influence défavorable sur les proprié- tés des couches de vernis qui sont formées - un trouble par ex- emple - sous l'action de la teneur en eau du mélange des sol- vants, car il est facile de régler la teneur respective en sol- vants, en agents de coupage organiques et en eau, ainsi que la quantité d'eau à ajouter de manière que l'eau soit évacuée par des mélanges azéotropiques à point d'ébullition minimum.
Le fait qu'il n'est pas possible dans tous les cas, en fabrication, de valoriser professionnellement une nitrocellulose ou d'autres dérivés de la cellulose ou des solvants à l'état complètement anhydre, a amené une série d'auteurs à s'occuper de l'influence de l'eau sur la viscosité des solutions des déri- vés cellulosiques. côté de travaux envisageant le côté scientifique du pro- blème, il s'en trouve également d'autres qui répondent à un be- soin plus pratique.
Des recherches antérieures de la Demanderesse qui ont été faites aux mêmes points de vue ont conduit à ce ré-
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sultat qu'en ajoutant de l'eau il se produit toujours une di- minution de la viscosité à la température de 25 dans les sol- vants qui ne dissolvent l'eau que dans une faible mesure ( es- ters ). par contre, la viscosité augmente dans les solvants mis- cibles avec l'eau.
Dans les mélanges de solvants qui ne sont miscibles avec l'eau que dans une mesure limitée et qui sont employés vraiment souvent dans l'industrie des vernis, il se produit, en cas d'addition d'eau, suivant la polarité de la nitrocellulose et la concentration de la solution, parfois une diminution et parfois une augmentation de la viscosité à la tem- pérature de 25 ou bien il s'établit des courbes de minimum de viscosité. a ceci se bornent les publications sur les effets stimu- lateurs de la solubilité de lteau. Mais on ne trouve nulle part dans les publications des indications sur la façon dont la vis- cosité des solutions aqueuses est influencée par l'élévation de la température.
Le pourcentage de diminution plus fort de la viscosité des solutions de nitrocellulose aqueuses se produit également quand celles-ci renferment les adjuvants habituels de plasti- fiants et de résines.
Pour vernir du bois, on se sert par exemple du vernis suivant : on dissout 15 parties de laine de collodion de vis- cosité moyenne soluble dans les esters ( calculé à sec ), 3 parties dtester phtalique, 7 parties d'acétate de polyvinyle à basse viscosité dans 85 parties dtun mélange de glycol éthyli- que ( 44 % ), de xylol (22 % ), de butanol (22 % ) et d'eau ( 12 % ). On projette le vernis après l'avoir chauffé à la tem- pérature de 80 à 85 à l'aide des dispositifs de pulvérisation habituels en double passe croisée successivement sur le bois.
On forme ainsi une couche adhérente d'une épaisseur de 0,05 à 0,07mm.
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Pour travailler régulièrement, il est avantageux de chauf- fer le réservoir du pistolet à pulvériser suffisamment pour que la température du vernis ne tombe pas au-dessous de 75 .
Le réchauffage du courant d'air n'est toutefois pas nécessaire.
On peut naturellement, au lieu du bois, traiter par pul- vérisation toute autre surface avec les vernis nitrocellulosiques qui renferment les adjuvants appropriés de résine, de plasti- fiants et de pigments et dont le solvant renferme de l'eau.
Suivant la nature des solvants, les vernis aqueux sont ou bien clairs ou bien d'un trouble laiteux. L'augmentation de la tem- pérature ne provoque pas toujours la disparition de ce trouble.
L'addition de l'eau peut se faire soit directement au mélange de solvants, soit sous forme de nitrocellulose humidifiée par l'eau, entièrement ou en partie. On peut aussi ajouter l'eau seulement après achèvement de la dissolution de la nitrocellu- lose et des résines, éventuellenent à température élevée. Il est possible d'adapter des vernis déjà existants, par la suite au travail par pulvérisation à chaud. De mène, la dissolution de la nitrocellulose peut se faire dans des solvants déjà chauf- fés.