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PERFECTIONNEMENTS RELATIFS. AU PROCEDE,DE-REUNION PAR COLLAGE DES FEUILLES -EN MATIERE CELLULOSIQUE IMPREGNEE DE RESINE ARTIFICIELLE THERMODURGISSABLE,
La présente invention se rapporte à un procédé de réunion par col- lage des feuilles en matière cellulosique imprégnée de résines artificielles thermodurcissables telles que les résines au phénol-formaldéhyde.
Pour àbri- quer ces matériaux en feuilles., on imprègne du papier buvard avec de la résine -thermodurcissable fluide et 1-'on sèche les feuilles., On utilise ce matériau imprégné sur une grande échelle dans la production des matrices et des clichés d'imprimerie dans lesquels on réalise généralement l'épaisseur nécessaire en superposant deux ou plusieurs feuilles constituées de cette matière avant d'ef- fectuer le moulages La présente invention n'est cependant pas limitée à la réunion par collage entre elles des feuilles utilisées pour les clichés et les matrices d'imprimerie,
mais elle s'applique également à la confection de ma- tières lamellées en feuilles servant à n'importe quel but en obligeant la ré- sine à durcir pendant que lon soumet les feuilles à 1-'action de la chaleur et de la pression.
On imprègne généralement des feuilles minces parce qu'on n'obtient pas aisément une uniformité d'imprégnation des feuilles épaisses, ni des impres- sions très nettes lorsque on confectionne les moulages avec ces feuilles épais- ses. Pour ces raisons il est préférable d'utiliser une matière en feuilles minces imprégnées et d'assembler ensemble plusieurs feuilles pour réaliser toute épaisseur désiréeo
La présente invention a pour principal objet un procédé permettant le collage de plusieurs feuilles en matériau imprégné, les unes avec les autres de manière à réaliser un bloc composite d'une épaisseur donnée.,
bloc qui peut être traité aisément lors de l'opération du moulage et qui donne un produit feuilleté ou lamelle et moulé dont les différentes lames ne présentent pas de tendance à la séparation après le durcissement.
Le demandeur a constaté que 1-'on peut obtenir ce résultat en utili- sant comme couche adhésive une substance minérale constituée par un oxyde ou un hydroxyde métallique., qui se gélatinise facilement ou qui se gélatinise
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lorsque on le mélange avec de Peau seuls ou avec de l'eau et un acide ou un sel acide approprié. On peut ajouter ensuite de la craie ou d'autres in- grédients et du noir de 'fumée par exemple, le mélange étant appliqué suv une ou sur deux des surfaces qu'on désire coller ensemble.
On peut appliquer le mélange à la brosse, au rouleau, au vaporisateur ou par un autre moyen se- lon sa consistance et ::Lorsqu'on comprime ensemble les feuilles sur lesquelles il est appliqué et qu'on les fait sécher, en utilisant un chauffage modéré si on le désire., on constate qu'elles adhèrent solidement après séchage.
Le produit comprimé constitué par un bloc de feuilles imprégnées peut alors être facilement soumis au moulage ou au durcissement dans les conditions u- suelles de chaleur et de ¯pression et les différentes couches n'ont pas ten- dance à se séparer après ce durcissement.
On peut soumettre les feuilles su- perposées à la pression en les faisant passer entre des rouleaux durs avant leur séchage, ce qui a pour effet d'obliger la couche adhésive à pénétrer dans les fibres de cellulose, en contact, intime avec la matière plastique qui les imprégnée
La gelée d'alumine est le matériau le plus simple à utiliser, étant donné qu'on peut l'obtenir facilement sous forme gélatineuse et la conserver à cet état en présence d'eau, et qu'elle n'est dautre part pas trop collante lorsque on la manipule pour l'appliquer et qu'elle ne perd pas ses propriétés adhésives après le séchage.
Un matériau de qualité équivalente que l'on peut toutefois utiliser dans le même but est l'oxyde de zinc., qui forme également une gelée avec 1-'eau.
A titre non limitatif., on cite les exemples suivants de mélanges appropriés : Exemple 1 Gelée d9alumine 142 gr.
Craie en poudre 142 gr.
Chromate de magnésium de 7 à 14 gr.
Eau 454 gr.
On peut utiliser dans ce mélange des acides ou des sels acides autres que le chromate de magnésium pour réduire 1-'effet de l'alcalinité des autres ingrédients et pour réaliser une pâte plus stable.
Exemple 2 Oxyde de zinc 142 gr.
Craie en poudre 142 gr.
Chromate de magnésium de 7 à 14 gr.
Eau de 1270 à 1850 gr.
Dans ce cas, 1-'utilisation du chromate de magnésium ou d'un autre sel acide aide à obtenir la gélatinisation de l'oxyde de sine. On peut aussi utiliser à cet effet un acide., par exemple,, 1-'acide chromique.
Dans les deux cas, on agite et on mélange intimement les ingrédients jusqu'à consistance uniforme et on laisse de préférence reposer le mélange une heure ou davantage avant de l'appliquer au moyen dune brosse ou d'un rouleau à pâte ou par d'autres moyens sur les surfaces des feuilles que 12 on désire coller ensemble.
Dans les exemples ci-dessusla quantité de craie en poudre correspond à la quantité de l'oxyde ou de l'hydroxyde qui gélatinise., mais il est bien entendu que ces proportions peuvent varier sensiblement, tout en as-
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surant des résultats satisfaisants. Dans les deux cas., on peut incorporer des matériaux de charges, par exemple le noir de fumée., et on a constaté que l'ad- dition de noir de fumée'favorise l'adhésion entre deux surfaces.
En ce qui concerne le rôle du sel acide ou de l'acide incorporé au mélange on peut faire remarquer que si des substances alcalines se trouvent présentes, lors du durcissement des blocs de feuilles sous Inaction de la cha- leur et de la pression, par exemple'lors de la fabrication des matrices et des clichés d'imprimerie, ces substances alcalines ont tendance à remonter à- la surface et peuvent gêner le détachement du produit durci de son moule.
En général, un sel acide est plus approprié pour neutraliser toute alcali- nité, étant donné qu'un acide libre peut former un composé avec le calcium ou le magnésium et d'autres oxydes et carbonates. On a utilisé le chromate de magnésium parce qu'il est aisément soluble dans Peau,\) mais on peut également utiliser 1-'acide chromique, bien qu'il réagisse avec une petite quantité de calcium ou des autres oxydes et carbonates présents. Lorsque on utilise de l'acide chromique, il se produit un changement dans la coloration du mélange car l'alcalinité est neutralisée et il suffit généralement d'en ajouter une très petite quantité.
Lorsque on utilise le.chromate de magnésium., la réac- tion prend probablement .naissance pendant ,s'opération de durcissement sous Inaction de la chaleur et de la pression. L'utilisation des chlorures ou de 1,'acide chlorhydrique, des sulfates ou de l'acide sulfurique, n'est pas à recommander car ils ont tendance à diminuer 1-'adhésivité et peuvent donner lieu à la formation de cloques lors du durcissement.
On peut également incorporer aux mélanges un ingrédient minéral susceptible de faire fonction dagent de dessiccation et d'empêcher les feuil- les composites d'absorber de l'humidité à la fois avant et après le durcisse- ment par la chaleur et la pression.' On peut utiliser à cet effet le carbonate ou l'oxyde de magnésium et de préférence 1-'oxyde de magnésium léger, ainsi que d'autres oxydes et sels non hygroscopiques. La quantité incorporée peut être extrêmement faible., par exemple de 1-'ordre de 1 à 3%.
Il est bien entendu que la matière minérale qui gélatinise en pré- sence d9eau telle que la gelée dalumine ou l'oxyde de zinc., ou même leur mélange. constitue un ingrédient essentiel dans la composition de la pâte., et que 1-'-on peut faire varier grandement les autres ingrédients utilisés, tels que la craie., le noir de fumée et le sel acide ou 1-'acide ou les remplacer par d'autres* Ainsi., le kaolin mélangé à de l'eau, avec ou sans addition de noir de fumée, donne une pâte qui maintient entre elles les feuilles imprégnées initialement, mais qui leur permet de se séparer à nouveau après le durcisse- ment par la chaleur ou la pression,
ce qui fait que le kaolin seul ne consti- tue pas un produit de substitution satisfaisante bien qu'il puisse être ajouté en faibles proportions à la gelée d'alumine,à 1-'oxyde de zinc, etc..
Une solution faible de résine artificielle thermodurcissable telle que celle qu'on utilise pour l'imprégnation du papier peut être incorporée au mélange contenant la gelée d'alumine ou 1-'oxyde de zinc, ou les deux, afin de favoriser l'adhésion, mais son incorporation nest en aucun cas nécessaire dans ce but.
On peut accentuer la porosité ;et la perméabilité du mélange ad- hésif constitué par la matière plastique d'imprégnation dans -des feuilles en lui incorporant une faible quantité d'une substance inerte en poudre telle que 1-oxyde d'aluminium (que 1-'on désigne parfois par le terme "diamantine"), incorporation pouvant être importante dans certains casen particulier en présence de kaolin, car, lorsque on durcit la résine artificielle par l'action de la chaleur dans les feuilles cellulosiques,, il se dégage de la vapeur qui ne peut pas s'échapper si la consistance de la couche adhésive n'est pas suf- fisamment poreuse et occasionne ainsi des cloques.
Les proportions d'eau indiquées dans les exemples ci-dessus sont celles que l'on utilise lorsqu-on applique les couches au moyen d'une brosse, Lorsqu-'on applique les dites couches par pulvérisation ou avec un rouleau ou par dautres moyens., la quantité d'eau peut varier considérablement, et peut parfois même ne pas dépasser le poids des ingrédients solides.
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RELATIVE IMPROVEMENTS. TO THE PROCESS, DE-MEETING BY BONDING THE SHEETS - IN CELLULOSIC MATERIAL IMPREGNATED WITH THERMODURGISABLE ARTIFICIAL RESIN,
The present invention relates to a process for joining by gluing sheets of cellulosic material impregnated with thermosetting artificial resins such as phenol-formaldehyde resins.
In order to embed these sheet materials, blotting paper is impregnated with fluid thermosetting resin and the sheets are dried. This impregnated material is used on a large scale in the production of dies and printing plates. printing press in which the necessary thickness is generally achieved by superimposing two or more sheets made of this material before making the moldings. The present invention is not, however, limited to the joining by gluing together of the sheets used for the clichés and printing dies,
but it is also applicable to the manufacture of laminated sheet materials serving any purpose in causing the resin to harden while the sheets are subjected to the action of heat and pressure.
Thin sheets are generally impregnated because uniformity of impregnation of the thick sheets and very sharp impressions are not easily obtained when making the moldings with these thick sheets. For these reasons it is preferable to use a material in impregnated thin sheets and to assemble together several sheets to achieve any desired thickness.
The main object of the present invention is a process allowing the bonding of several sheets of impregnated material, with each other so as to produce a composite block of a given thickness.
block which can be easily treated during the molding operation and which gives a laminated or lamella and molded product, the different blades of which do not show a tendency to separate after hardening.
The Applicant has found that this result can be obtained by using as an adhesive layer an inorganic substance consisting of a metal oxide or hydroxide, which gelatinizes easily or gelatinizes.
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when mixed with water alone or with water and a suitable acid or acid salt. Chalk or other ingredients and carbon black for example can then be added, the mixture being applied to one or two of the surfaces which it is desired to glue together.
The mixture can be applied by brush, roller, sprayer or other means depending on its consistency and :: When the sheets to which it is applied are pressed together and allowed to dry, using a moderate heating if desired., they are found to adhere firmly after drying.
The compressed product constituted by a block of impregnated sheets can then be easily subjected to molding or to curing under the usual conditions of heat and pressure and the different layers do not have a tendency to separate after this curing.
The superimposed sheets can be subjected to pressure by passing them between hard rolls before drying, which has the effect of forcing the adhesive layer to penetrate into the cellulose fibers, in contact, intimately with the plastic material. who impregnated them
Alumina jelly is the easiest material to use, since it can be easily obtained in gelatinous form and stored in this state in the presence of water, and it is also not too sticky when handled to apply and does not lose its adhesive properties after drying.
An equivalent quality material which can, however, be used for the same purpose is zinc oxide, which also forms a jelly with water.
By way of nonlimiting, the following examples of suitable mixtures are cited: Example 1 Alumina jelly 142 gr.
Chalk powder 142 gr.
Magnesium chromate from 7 to 14 gr.
Water 454 gr.
Acids or acid salts other than magnesium chromate can be used in this mixture to reduce the alkalinity effect of the other ingredients and to make a more stable dough.
Example 2 Zinc oxide 142 gr.
Chalk powder 142 gr.
Magnesium chromate from 7 to 14 gr.
Water from 1270 to 1850 gr.
In this case, the use of magnesium chromate or another acid salt helps to achieve gelatinization of sine oxide. An acid can also be used for this purpose, for example, 1-chromic acid.
In either case, the ingredients are stirred and thoroughly mixed until a uniform consistency and the mixture is preferably allowed to stand for an hour or more before applying it by means of a brush or rolling pin or by spraying. other means on the surfaces of the sheets which it is desired to glue together.
In the above examples, the amount of powdered chalk corresponds to the amount of the oxide or the hydroxide which gelatinizes., But it is understood that these proportions can vary appreciably, while as-
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ensuring satisfactory results. In both cases, filler materials, for example carbon black, can be incorporated, and the addition of carbon black has been found to promote adhesion between two surfaces.
As regards the role of the acid salt or of the acid incorporated in the mixture, it can be pointed out that if alkaline substances are present during the hardening of the blocks of leaves under the inaction of heat and pressure, for example For example, during the manufacture of dies and printing plates, these alkaline substances tend to rise to the surface and may interfere with the release of the cured product from its mold.
In general, an acidic salt is more suitable for neutralizing any alkalinity, since free acid can form a compound with calcium or magnesium and other oxides and carbonates. Magnesium chromate has been used because it is readily soluble in water, but chromic acid can also be used, although it reacts with a small amount of calcium or other oxides and carbonates present. When using chromic acid, there is a change in the coloring of the mixture as the alkalinity is neutralized and it is usually sufficient to add a very small amount.
When magnesium chromate is used, the reaction probably begins during the curing process under the inaction of heat and pressure. The use of chlorides or hydrochloric acid, sulphates or sulfuric acid, is not recommended as they tend to decrease the stickiness and may cause blistering upon curing. .
An inorganic ingredient which can act as a desiccant and prevent the composite sheets from absorbing moisture both before and after curing by heat and pressure can also be incorporated into the mixtures. Magnesium carbonate or oxide, preferably light magnesium 1-oxide, as well as other non-hygroscopic oxides and salts can be used for this purpose. The amount incorporated can be extremely small, for example 1 to 3%.
Of course, the mineral material which gelatinizes in the presence of water, such as alumina jelly or zinc oxide, or even a mixture thereof. is an essential ingredient in the composition of the dough., and that 1 -'- the other ingredients used, such as chalk, carbon black and acid or 1-acid salt can be varied greatly or replace them by others * Thus., kaolin mixed with water, with or without the addition of carbon black, gives a paste which keeps the initially impregnated sheets between them, but which allows them to separate again after hardening - by heat or pressure,
thus kaolin alone does not constitute a satisfactory substitute although it can be added in small proportions to alumina jelly, zinc oxide, etc.
A weak solution of thermosetting artificial resin such as that used for impregnating paper can be incorporated into the mixture containing the alumina jelly or zinc 1-oxide, or both, to promote adhesion. but its incorporation is by no means necessary for this purpose.
The porosity and the permeability of the adhesive mixture constituted by the impregnating plastic material in the sheets can be accentuated by incorporating therein a small quantity of an inert powdered substance such as 1-aluminum oxide (than 1 -'on sometimes denoted by the term "diamondine"), incorporation may be important in some cases, particularly in the presence of kaolin, because, when the artificial resin is hardened by the action of heat in the cellulosic sheets, it is released vapor which cannot escape if the consistency of the adhesive layer is not porous enough and thus causes blistering.
The proportions of water indicated in the examples above are those which are used when the layers are applied by means of a brush, When the said layers are applied by spraying or with a roller or by other means ., the amount of water can vary widely, and sometimes may not even exceed the weight of the solid ingredients.