La présente invention concerne un papier de verre imperméable à l'eau et un procédé de fabrication de ce papier.
Le papier de verre imperméable ? l'ean consiste, comme son nom l'indique, en une feuille de papier de support traitée de façon telle. et dont la liaison entre las éléhents
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estelle qu'on peut s'en servir en présence de Ces produits sont connus depuis tin grand nombre d'année cet se fabriquent en traitant une feuille de papier de support de façon à la rendre imperméable à l'eau, par exemple en l'im- prégnant ou la saturant avec une huile, vernis, résine syn- thétique, etc. Les adhésifs qui servent à fixer les grains ' abrasifs consistent généralement en vernis ou résines syn- thétiques flexibles.
Ces produits sont d'un -usage très répandu, se fabri- quent toujours et donnent satisfaction dans certaines appli- cations, mais sont par eux-mêmes peu résistants du fait que la feuille de papier de support est relativement faible et Peu souple. De plus, au bout d'un certain temps, le produit de traitement a tendance à s'oxyder et le papier 'evient fra- 'gile.
Plus récemment, on a fabriqué et vendu un papier de ve-'re imperméables, l'eau dont la feuille de papier de support résiste à l'humidité et peut servir en présence de l'eau du fait qu'on la traite par un élastomère synthétique qui rem- place au moins en partie la cellulose hydratée qui sert à lier entre elles les fibres du papier ordinaire. Ces produite se sont largement répandus, mais ils ont un grave inconvé- nient du fait qu'ils ont tendance à absorber une grande quantité d'eau et par suite à se plisser très fortement.
L'invention se propose en conséquence de fournir un papier de verre imperméable à l'eau, dont les fibres de la feuille de papier de support sont maintenues collées entr elles au moins en partie par un élastomère synthétique et qui absorbe moins d'eau que les produits antérieurs.
Un autre but de l'invention est de fournir un pa- pier de verre résistant et flerible et ne devenant pas fra- gile en vieillissant.
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L'invention a encore pour objet -un procède de fa- brication d'un papier de verre perfections .
D'autres caractéristiques de l'invention apparaî- tront au cours de la description détaillée qui en est donnée ci-après.
Il a été découvertqu'on peut fabriquer un papier de verre imperméable à l'eau de qualité très supérieure on choisissant un papier de support auquel on a incorporé cer- tains élastomères synthétiques de façon à coller les fibres entre elles et à les rendre ainsi résistantes à l'eau. Puis on applique sur ce papier de support une pellicule d'une ma- tière synthétique sur la face qui doit être recouverte d'une couche de grains abrasifs de façon à empêcher le papier d'ab- sorber l'adhésif des grains. On applique l'adhésif de la manière habituelle, en appliquant d'abord une pellicule d'un vernis ou d'une résine synthétique de nature appropriée servant de couche dite de "façonnage".
Lorsque cette couche est encore mouillée, on projette ou répartit sur elle les grains abrasifs, puis on solidifie la couche de façonnage et on applique sur la partie supérieure des grains une cou- che d'encollage pour lesfixer plvs fortement sur le papier de support.
Au cours de la fabrication du produit de qualité supérieure de l'invention, on peut aussi appliquer une secon- de pellicule à l'envers de la feuille le papier, c'est-à-dire sur la face opposée à celle qui doit recevoir la couche de grains brasifs, De même que l'adhésif desfibres, cette pellicule consiste en un élastomère synthétique et Plus spé- cialement un copolymère de butadiène avec un composé conte- nant un groupe CH = CH2, des exemple de ces composas étnnt le styrène et le nitrile acrylique. Ces élastomères son', connus et on se les procure dans le commerce sous dive
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noms de marques déposées.
Un de ces types de caou-ccnouc est vendu sous le nom de "GRS", qui résulte du fait qu'il a été fabriqué d'abord par le gouvernement des Etats-Unis d'Améri-
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que, la lettre R étant l'initiale du mot "rubher" (caoutchouc la lettre S désignant le styrène et l'61a3tomère ét.nt un copolymère de butadiène et de styrène.
Le second type de caoutchouc synthétique quicon-
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vient et qu'on a employé dans une large mesure se nr.'.-nare en copolymérisant le butadiène et le nitrile acrylique; les élastomèressynthétiquesde cette nature sont également con- nus et on se les procure très facilement.
Les exemples suivants indiquent de quelle manière peuvent se fabriquer les produits de l'invention, étant entendu qu'ils ne' doivent être considérés qu'à titre illus- tratif et non limitatif.
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Exemple 1 - Préparation de la .feuille de s1Jpport -
Le papier de base de la feuille de support de cet exemple consiste en une feuille très fort ent absorbante, obtenue par un procédé ordinaire de fabrication du papier sur une machine de Fourdrinier à partir d'une pâte de papier Kraft blanchie, d'assez forte égouttabilité et dont les fi- bres sont relativement longues.
Les propriétés physiques du papier sans colle ainsi préparé sont les suivantes :
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k'Olas en zig de z80 feuilles de 6lx91 cm Z6 Epaisseur en mm oxxyi. 2 0,10 Resistance à la traction à sec en kg/cm '10 en long 0,98 en travers z'a
EMI5.5
<tb> Allongement <SEP> à <SEP> sec, <SEP> % <SEP> 0,33
<tb>
<tb> enlong
<tb>
<tb> en <SEP> travers
<tb>
EMI5.6
R sistance au déchirement, Elmendorf (en grammes) 6 en long 711- 0
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<tb> en <SEP> travers <SEP> 74,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> l'éclatement <SEP> en <SEP> kg/cm <SEP> 68.0
<tb>
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On satroe la feuille de.papier sans co7 ie a vec tui latex d'un élastomère de blltadiène et d'acrylonitrile en la faisant passer dans une cuve contenant l'élastomè!'6 Mr 7,:
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procédé connu dans la fabrication du papier.
En particule, on imprègne le papier avec 21,290 kg d'un latex contenant 50 % en poids d'un copolymère de 71 parties de butadiène et 29 parties d'acrylonitrile. On fait passer la feuille saturée supportée sur une courroie sans fin dans une étuve de sécha- ge, suivant le procédé ordinaire de la pratique, dans laquel- le il s'élimine une quantité d'eau suffisante pour que la feuille se supporte d'elle-même. Puis on la sèche à l'état hygrométrique de l'atmosphère. Les propriétés physiques de la feuille de support sont alors les suivantes:
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<tb> Poids <SEP> en <SEP> kg <SEP> de <SEP> 480 <SEP> feuilles <SEP> de <SEP> 61x91 <SEP> cm <SEP> 24
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Epaisseur <SEP> en <SEP> mm <SEP> 2 <SEP> 0,14
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> a <SEP> sec, <SEP> kg/cm
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> long <SEP> 1,07
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> travers <SEP> 0,55
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Allongement <SEP> à <SEP> sec, <SEP> %.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> long <SEP> 10,0
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb> en <SEP> travors <SEP> ,, <SEP> 16,0
<tb>
<tb>
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<tb> Résistanceà <SEP> la <SEP> traction <SEP> de <SEP> la <SEP> feuille <SEP> mouillée,kg/cm2
<tb>
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<tb>
<tb> en <SEP> long <SEP> 0,26
<tb>
<tb>
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<tb>
<tb> en <SEP> travers <SEP> , <SEP> 0,
13
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<tb> Allongement <SEP> % <SEP> de <SEP> la <SEP> feuille <SEP> mouillée
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> long <SEP> @ <SEP> 12,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> travers <SEP> 23,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Résistance <SEP> au <SEP> déchirement, <SEP> Elmendorf <SEP> (en <SEP> grammes)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> long <SEP> 137,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> travers <SEP> m2 <SEP> 82,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> l'éclatement, <SEP> kg/cm <SEP> 2,67
<tb>
On applique sur une face de cette feuille de papier une couche d'une. dispersion aqueuse de chlorure de polyvinyle plastifié 'par un copolymère élastomère d'-acrylonitrile et de butadiène en quantité suffisante pour déposer 2,2 kg/g par rame (480 feuilles de 61x91 cm) de matière solide.
La disper- sion contient 48% de matière solide et la proportion entre 'le chlorure de vinyle et le plastifiant élastomère est de 72 :30.
Après séchage, on applique une seconde pellicule sur l'autre face du papier qui/ne doit pas être recouverte dans le produit fini au moyen d'un couteau de transfert, cette pellicule consistant en une suspension aqueuse d'un élasto- mère synthétique obtenu en copolymérisant le butadiène et le styrène. La suspension contient 40% de matière solide et est appliquée à raison de 0,567 kg/g par rame de fabricant de
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papier de verre de 480 feuilles de 23 x 28 cm. Puis on sèche le produit pendant 3/4 d'heure à 65 C pour terminer la pré- paration du support.
Préparation de la couche abrasive -
On applique sur le support par un procédé courant .une couche de grains abrasif s. En particulier, on applique sur le papier par un rouleau 1,036 kg par rame de fabricant de papier de verre de 480 feuilles de 23x28 cm d'un vernis de façonnage et pendant que le vernis est encore mouillé et collant, on applique une couche de carbure de silicium en grains de 50 microns sur la surface recouverte de colle, de façon à laisser subsister une couche de ;rains de 2,38 kg par rame de fabricant de papier de verre, Puis on sèche le -produit pendant 3/4 d'heure à 79 C et on applique une couche d'encollage en appliquant au moyen d'un rouleau une couche de vernis sur la surface recouverte de grains abrasifs.
On applique la couche d'encollage à raison de 1,722 kg par rame de papier -le verre, puis on traite encore le produit par la chaleur pendant une heure à 79 C en faisant ensuite augmen- ter progressivement la température en une heure à 107 C tem- pérature à laquelle on maintient le produit pendant encore six heures. Puis on l'humidifie à une teneur en humidité de 6,5 % en poids du produit et on le retire du transporteur' sur lequel il a été traité à chaud, on l'enroule sur des bo- bines et on le coupe finalement en feuilles de la dimension courante.
On prépare le vernis de façonnage en incorporant à un vernis à base d'huile une résine de mélamicne-formaldé- hyde, ainsi qu'il est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2.262.728: On mélange 20 partie .le résine de mélamine-formaldéhyde avec 80 parties d'un vernis contenant 2,1 litre d'huile par kg de résine, l'huile consistant en
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huile de bois de China et la résine en une résine phénoli- que dure, soluble dans l'huile, dont on ramène par des sol- vants et des diluants la teneur en matière' solide 50%
La composition de la couche d'encollage est en prin- cipe la même que celle du vernis de façonnage, mais estdi- luée davantage par un solvant à une teneur'en matière solide de 40%.
Exemple 2 - On prépare un produit de la même maniè- re que dans l'exemple 1, sauf qu'on fabrique la couche d'en- collage de l'envers en mélangeant avec le latex de l'exemple 1 un épaississant et une matière en grains à. l'état de très fine division pour que cette couche ne soit pas glissante. En particulier, on la prépaye en mélangeant 17,2 parties de terre d'infusoire's avec 82,6 parties de latex et 0,2 partie de méthylcellulose de qualité moyenne, destinées à épaissir la suspension.
Exemple3- On fabrique comme suit un produit for- tement abrasif et qu'on plonge ordinairement dans l'eau pour rendre la feuille de support plus flexible et plus tenace:
On prépare un papier comme dans l'exemple 1, sauf que les propriétés physiques du. papier sans colle sont les suivantes :
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<tb> Poids <SEP> en <SEP> kg <SEP> de <SEP> 480 <SEP> feuilles <SEP> de <SEP> 61x91 <SEP> cm <SEP> 16,77
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Epaisseur <SEP> en <SEP> mm <SEP> 2 <SEP> 0,137
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> à <SEP> sec, <SEP> en <SEP> kg/cm
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> long <SEP> 0,84
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> travers <SEP> 0,47
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Allongement <SEP> à <SEP> sec.%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> long <SEP> 3,1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> travers <SEP> 3,4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Résistance <SEP> au <SEP> déchirement, <SEP> Elmendorf <SEP> (g.)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> long <SEP> 93,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> travers <SEP> 111,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> l'éclatement, <SEP> en <SEP> kg/cm <SEP> 1,
12
<tb>
L'agent de saturation consiste en un latex conte- nant 30% d'un copolymère de 71 parties de butadiène et 29 parties d'acrylonitrile, et on l'applique en quantité suffi- sante ponr obtenir une proportion de 45% en poids sec de l'élastomère, basé sur le poids des fibres de la fouille sans
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colle.
Les propriétés physiques de la feuille saturée de caoutchouc sont les suivantes:
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<tb> Poids <SEP> en <SEP> kg <SEP> de <SEP> 480 <SEP> feuilles <SEP> de <SEP> 61x91 <SEP> cm <SEP> 24,266
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Epaisseur <SEP> en <SEP> mm <SEP> 0,15
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Régis <SEP> tance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> à <SEP> sec, <SEP> kg/cm
<tb>
EMI9.2
il long 1 1
EMI9.3
<tb> en <SEP> travers <SEP> 0,59
<tb>
<tb>
<tb> Allongement <SEP> à <SEP> sec, <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> long <SEP> 16,0
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> travers <SEP> 26,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> de <SEP> la <SEP> feuille <SEP> mouillée, <SEP> '
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> long <SEP> 0,17
<tb>
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en travers .
q'o8
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<tb> Allongement <SEP> % <SEP> de <SEP> la <SEP> feuille <SEP> mouillée <SEP> '
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> long <SEP> logo
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> travers <SEP> 12,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Résistance <SEP> au <SEP> déchirement, <SEP> Elmendorf <SEP> (g.) <SEP> '
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> long <SEP> 150,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> travers <SEP> 114,0
<tb>
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Résistance à l'éclatement, kg/cm2 3eO2 On applique une pellicule sur la face dite "enduite'
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comme dans l'exemple 1 et une seconde pellle-ulepur la face postérieure ou "d'impression", comme dans l'exemple 2, puis on prépare un produit abrasif par le procédé suivant :
On prépare un papier de verre imperméable à l'eau en carbure de silicium en grains de 50 microns sur cette feuille de base par le procédé de l'exemple 1.
La couche de façonnage a la même composition et la quantité appliquée est la même que celle de l'exemple 1, mais la couche d'encollage
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consiste en un produit de condensation liquide, thermo-dur- cissable de phénol-formaldéhyde appliqué à raison de 158ti:¯ par rame de fabricant de papier de verre.
On prépare la résine de base de la couche d'encol lage en faisant réagir une partie en poids de phénol du com-
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merce contenant environ go de phénol et 10% d'acides crésy- liques avec 1,2 partie en poids d'une solution aqueuse de formaldéhyde contenant 37% de formaldéhyde. La réaction s'ef-
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fectu3 en faisant .ubir aux substances précitées un reflux pendant une durée d'environ une demi-heure en présence d'une proportion d'environ 5 à 7% de Ba(OH)2.8Ii0 et 10 en poids de dipropylène glycol, ces dcux pourcentages étant bases sur
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celui du phénol. Après reflux pendant la durée Indiquée ci-
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dessus, on déshydrate le produit do la réaction une teneur d'environ 80% de matière solide et une viscosité d' environ 10000 centipoises à 2500.
On pr przre la couche d'()ncol1aÍe en diluant la résina de base avec du furfvral une "Ji:1n::;lt' de 50 centipbises 8 Lt-3 C, températ ro B laeJ11OUo elle est appliquée et en y incorporant 0,3% de i'11o11' 1¯;,h.hr: ').'3 "orbital basé sur la teneur en résine. Elle coabient go cae matière
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sol ide.
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Au lieu de prépa'rer le napier en f.',1:11n'.nt uno feuille de papier déjà formée par un ,.çl['st;o1T1#e, ainsi tu' il est décrit dans les exemples 1 et 2, on peut fabriquer va
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papier en ajoutant à. la pâte un. élastomère synthétique, con-
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te.aan il non une résine synthétique, par les procédés connus,
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dont un exemple est donné ci-après.
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Exemple lut.- - On prépare un papier de sr.pnort en sajou tent à une pâte Papier contenant environ 1,5"'- de fibres de nâte napier '-,'-raft blanchie 62 5: en poids c'e fibres d'u- ne pâte d'un copolymère de btibadiène et d'acrylonitrile sem- blable a celui des exemples qui précèdent. On ajoute l'élas- 'o:nère à la pâte à papier sous forme d'émulsion contenant 37 de matière solide, en le versant dans la pâte à napier
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..¯se en circulation dans une pile raffinense. Après que la #-i-sse a fait trois tours dans la pile raffineuse, on :,{joute 6,2:-' en poids, basé sur le poids .'Le la fibre' de papier, d'un .:'ocui de condensation de phénol formalcLihyc1e sous In forme c dispersion dans l'eau contenant 36: de résine solide.
' .\ ajoute lentement la disoersion de résina en faisant cir- culer la aas?e pendant quatre tours de plus. Au bout da ce : ps, on précipite 1'la.tomèrs et la r6si11t1 en ajoutant ',-.r.Gmel:1t une solution d'alun à la mQSCO contenue: dans la ct qu'on continue à Mre circuler. On ajoubc l'alun
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sous la forme d'une solution à 1% dans l'eau chaude en pro- portion correspondant à 7% en poids de la fibre de pier, On fait circuler la masse dans la pile pendant 2 minutes de plus, puis onl'en évacue et on la transforme en papier sur une machine de Fourdrinier comme 11 est courant dans la pra- tique.
On fabrique le papier abrasif avec cette matière en appliquant d'abord des pellicules sur les deux faces du pa- pier, puis en y appliquant une couche d'adhésif et de grains abrasifsde la manière décrite à propos de la préparation des produits à abrasif enduit de l'exemple 1. Le produit ainsi obtenu est fortement abrasif et possède une flexibili- té satisfaisante.
Exemple 5 - On fabrique un papier abrasif de la ma- nière décrite dans l'exemple 4-, sauf qu'on n'ajoute pas de résine pour préparer le papier de support.
Exemple 6 - On fabrique un papier de la manière dé- crite dans l'exemple 1, sauf que l'agent d'imprégnation con- siste en un copolymère de 54 parties de butadiène et 46 par- ties de styrène. On applique sur ce papier une couche de grains abrasifs de la manière décrite dans l'exemple 1.
Exemple 7 - On prépare un papie-r comme dans l'ex- emple 2, sauf qu'on applique sur la surface qui doit être re- couverte de grains abrasifs une couche de 2,721 kg de matière solide par rame de 480 feuilles de 6lx9l cm d'un mélange de 100 parties d'un copolymère de butadiène et d'acrylonitrile, 3 parties de soufre, 1 partie de disulfure de tétraméthyl thiurame et 10 parties d'une résine de phénol formaldéhyde soluble dans l'eau à l'état A.
Le mélange a la forme d'une dispersion aqueuse contenant 45 % de matière solide, les parties Indiquées représentant les parties relatives de ma- tière solide en poids. Après séchage pour éliminer l'eau, on
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applique sur la surface postérieure du papier une pellicule, puis une couche de crains abrasifs de la manière décrite dans l'exemple 2. On améliore l'adhérence de la couche de façonnage sur le support en ajoutant la résine phénolique à l'encollage préliminaire.
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Exe1!illlJl. - On prépare un produit de la manière décrite dans l'exemple 7, sauf qu'on modifie La vernis do fa- çonnage en y ajoutant 10% en poids de matière solide du ver-
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nis formé par un produit de condensation dé phénol formal-
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dhyde' en poudre à l'état A, soluble dans les solvants du ver-
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nis. On améliore encore l'adhérence de la couche de façonna-
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ge au support en ajoutant la résine phcnoJique au vernis de
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façonnage .
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Il est depuis longtemps de pro. tique ,co1.1ronte, dans 'la fabrication d'un papier de verre jl'1,pG 'l1ljablc l'ecu sur un support ordinaire dans laquelle on t1," ite le papier par un vernis, d'appliquer sur l'enveisde la feuille un vernis d'encollage pour ren:.rc lu feuille moins glissante. Ce pro- cédé e t décrit f"."ns le brevet -es Sk [;s-Unis ,a'amïiclue n 2.219.278 du 22 Octobre 190.
Lorsqu'on 8:1;11101'8 un v-vrfr. de cette l'J:1.tlT(; pur une feuille dont les fi )1' '8 ont :t collées r,a<- un Oas tortr- re, comme par le nroc4d4 3e l'invention, on obtient des pro- duits qui ne 'jonncnt pas s.tisv.c: Li.%n 2 pllJc;i,tlrs points de vue. La porosité do la feuille de Jîl1')ir-' v:11'i.e }1ot:hl.Gr!lent d'une partie 1'autre et d'un lot un autre. Il en résulte qu'une quantité de vernis plus ou moins :###.'- ri '0 p'nrtrc d'un la feuille, et si le papier antiont h'op rlo vornis le son-
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port déviant fragile.
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On a COn:1 j-,o, t qu'on neuf obtenir 1. o r; II V"'ll ton "(1 'e l'encollage de l'Mers nu moyen dhr, 1; 'f.O r"'1 ::ynLhotl(j1JGS, décrits ci-dessus. On conshabn r-,t,^si. qu'on !'ow'l:l1'Í. 'bIl('110 la
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stirfaoe nOGtS'ie11'e au moyen de ce!;: (!1lColb. '!, non ri.cnt on r?nd l'oavcrp du papier ioj-ns -lissant, 1 encore- on dimin1.'G très nof',-:1Jle'!Gnt la tond- nne du papier ;' olxocor
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Si an l1':'¯npliC.l16 p::8 l'CllColla':c de 1':nver: a .3, .i.Tr;..fît P i#.rultion, la papier .le vient très fortcunni at7srl:,:ajt= et il en ruz-
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suLte qra lors- n'on s'en se-t on présence -e 1.'''<,1', il. ;;:::;()}:'- be me si grande quantité d' 6QU qu'il se yl.i-wr. ,;ar; 1It± ¯ sure extrêmement LLC.f7.GlUe r" On l'empêche ,le. G .' 1 j :.:8}' en appliquant l'envers la pellicule continue ., "1.-' tordre.
De plus, les supports ne deviennent pas t'l';' ':11,.:: et "'..1:1';:::;,
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comme lorsqu'on y applique le vernis.
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En appliquant l'encollage de l'enven, 2riJt l'in- vent ion sur une.feuille Ce papier contenant rn .-IJ . i;o:aére on diminue très sensiblement la quantité ci'=u:.iditr ove le papier absorbe en un tels donné. Lassai de la détermination de la quantité d'eau absorbée est décrit dans le brevet fran- #L 'lais 11 1 079 330. Plus spécialement, on conditions d'abord la feuille à essayer dans une atmosphère dont le "e 3:::' hy- grométrique s:.t maintenu f- 50 ;: à 21 C. Puis on la pèse, on la p lonTe c.Pns l' e v=. pendant une minute, on la sort'.-.e l'eau et on eS3:che la surface en la pos-nt entre des serviettes
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en toile et on la pèse immédiatement pour déterminer l'au.-
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mentation de poids qui est une 'e::31.11'e je la e.antité d'eau absorbée.
Apres .voir ainsi la feuille '-!e papier, on la plonge de nouveau dans 1'<3.::u pelld.'nt encore rr* :inta on 12. sèche -le nouveau et on la pèse corme prc.chu,.nei1t.
EMI13.8
un conti±l11e 511-è';:..1:hent l'onction en pèsent la fe1Tille au bout; d'1me u?in,yl? ii7ii'1inel'Sion pesant les cifle ry:w.liI': mixtes et en l'infant pendant nlus Lonc.ps, 7;w:-u' .
#'ll'l'')'} to.ale do 1r-5 -uinl,tns au DOll!; de l.:..r'llQllc . '1 feuil- le de 9').pis-' a absorba pou b3'G:: LQ t'31LJ.i: '.^ l'c,"l1. C11 elle ",,,1; :1!ar:CCJln.yjl(.. de 1'6 tenir. L'essai s' (' 1.'1.',>:: (:1'(; .- FJ1G feuille -le papier Je 5,0 x 10 crn et en ciblant le ##,#¯ ' '
<Desc/Clms Page number 14>
centage d'eau absorbée par rapport au poids des fibres de cellulose du papier.
A la suite d'essais d'un papier de verre au carbure de silicium en grains de 44 microns fabrique par le procède de l'invention, sur un support en papier traite par le crout- chouc, sans pellicule à l'envers, et sur le même support re- couvert d'une couche de vernis ordinaire, on a obtenu les résultatssuivants :
EMI14.1
<tb> Pourcentage <SEP> d'eau <SEP> absorbée <SEP> par
<tb>
<tb> rapport <SEP> au <SEP> poids <SEP> des <SEP> fibres <SEP> du
<tb>
<tb> papier
<tb>
<tb> Nature <SEP> du <SEP> traitement <SEP> 1 <SEP> min. <SEP> 5 <SEP> min, <SEP> 45 <SEP> min,
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Néant <SEP> 4,33 <SEP> 11,6 <SEP> 24,9
<tb>
<tb> Traitement <SEP> par <SEP> le <SEP> vernis <SEP> 2,6 <SEP> 5,1 <SEP> 13.9
<tb>
<tb> Traitement <SEP> de- <SEP> L'exemple <SEP> 2 <SEP> 2,6 <SEP> 6,2 <SEP> 15,5
<tb>
EMI14.2
Ainsi qu'il -!ssort du tableau qui précède, le trai- tement du support par un vernis fait diminuer la quantité d'eau absorbée en un temps donné en la rendantà peu près égale 4 celle qvi est absorbée lorsque l'envers est recou- vert d'vne couche d'élastomère.
Mais, ainsi qu'il a déjà été dit, lorsque le support consiste en un papier traité par un vernis ou lorsqu'un vernis sert à traiter l'envers du papier, que le papier lui-même soit traité par un vernis ou par du caoutchouc, l'encollage de l'envers par un vernis a tendance à. rendre le produit fragile. Par contre, en ajoutant l'en- collage de l'envers formé par l'élastomère suivant l'inven- tion, on rend le papier beaucoup moins fragile eton augmen- te sa flexibilité et sa résistance d'endurance au pliage.
Un procédé de mesure de la résistance d'endurance au pliage appliqué dans vno très large mesure consista dans l'essai normalisé ASTM n D643-43 procédé B, qui consiste en un essai effectué au moyen d'un appareil construit par le "Massachusetts Institutof Tochnology". Il est-. d'singé sous le nom d'essai MIT Folding Endurance'.' et or;
h décrit dans diverses publications de l'ASTM et en particulier page 907
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du chapitre 4 de l'édition de 1949 des Normes ASTM,
On a aussi effectué des essais des trois types de papier décrits ci-dessus par le procédé de l'essai "MIT Folding Endurance et on a obtenu les résultats suivants sous une tension de 1 kg avec des échantillons de 15 mm de largeur.
EMI15.1
<tb>
Produit <SEP> essayé <SEP> Résistance <SEP> d'endurance <SEP> au <SEP> pliage
<tb> Produit <SEP> essayé <SEP> En <SEP> long <SEP> En <SEP> travers <SEP> - <SEP>
<tb> n 1 <SEP> Papier <SEP> traité <SEP> par <SEP> le
<tb> caoutchouc <SEP> sans <SEP> encollage <SEP> à <SEP> l'envers <SEP> 2 <SEP> 5 <SEP> 222
<tb>
<tb> n 2. <SEP> Papier <SEP> du <SEP> n <SEP> 1, <SEP> recouvert <SEP> à <SEP> 1 <SEP> '.envers <SEP> d'un
<tb>
<tb> encollage <SEP> de <SEP> vernis <SEP> 6 <SEP> 96
<tb>
<tb> n 3.
<SEP> Produit <SEP> de <SEP> l'invention <SEP> 172 <SEP> 1390
<tb>
Il ressort les résultats des essais précités qu'avec un papier dont les fibres sont collées, au moins en partie, par un élastomère synthétique et sur lequel est appliqu6e une pellicule sur la face recouverte par la cou- che de grains abrasifs et sur l'autre face ou envers, on ob- tient un produit qui présente de nombreux avantages. En premier lieu, la durée de vie du papier est beaucoup plus longue et il peut être plié et manipulé en service beaucoup plus souvent. En second lieu,. du fait de la diminution de la quantité d'eau absorbée, la papier .se plisse beaucoup moins lorsqu'il sst mouillé.
Quoiqu'on puisse aussi faire diminuer la quantité d'eau absorbée en traitant l'envers du produit par un vernis, il ressort des essais que ce traite- ment rend le papier fragile et diminue très notablement sa résistance d'endurance au pliage. Etant donné qu'il est nécessaire qu'un papier de verre imperméable à l'eau soit très souple et flexible, la fragilité qui résulte de l'ap- Plication d'une cotche de vernis constitue un très grave in- convénient.
Au cours des exemples, on a décrit la préparation de produits dans lesquels certains élastomères synthéti-
<Desc/Clms Page number 16>
EMI16.1
oncs spv.3ci.-T>:: so--vanb ? ali.tpl,'.s ,1.1G' J. t;)1!T' '-: # '! :<# les fibres Mitre ol.lns, ; 2 formc,' l'ne nf:LU(1.1,': ['1'1' .
CÂ1"i COi'iu (1'E? rOCOF'TCl'tn 11tl.l' l.n::-; ';1'zi.3.Il:: JI;1.", i!'". '1; !#, .- r-a'/u'iv une pellictilc- sur l'en.ver:1 dl.1 panio.-. 011 :)01'1; s::apl.c;rr en- tre les substances r)T"Cit; ' ';' ,j';'111:J'fE; #'#!.#. :ao.-r':::. ',n partic1..llio:r, on a obl;Oll1..1 des ' ' S1'o.l.a.i,;; ,;:, Í,j';f" !.-...',1:;; "''If <#!'#: copolymèI';1s "0 b1.'Gaéliène et do n.iL:t.'Îl' :,':L'rllr'11r:, <## ' " '<# ¯ diène et de styrène, de composas po1.!'jll:rli',lI',;; ,,l.r::ti:C.'t..;: par un copolymère d'acrylonibrilo ;":: - ' , '1.11',..<) j)Jnr; on de sty- rène. Les composas polyvinyliquo[) uni unt ]')f:!.,) .if';; r'- s-ultats satisfaisants sont le cblOY.'11l'r; on 1.':.::-t;,,tc 1<: ,/).1.y- vinyle, Le polystyrène, les copolym(:(';;5 de cJ3i¯or.r et -''a-
EMI16.2
cétate de vinyle et les copolymèr2s 'e chlore -Je vinyle et de vinylidene.
Des dispersions des ;nô-"0s composés synth4ti-
EMI16.3
ques peuvent servir dans tons ],r.os c.s i¯. ;-rn:rw la fel'U1G
EMI16.4
de papier S-'¯'nS colle, c former la pellicule sur 1'3...:11J"'2.C6
EMI16.5
recouverte et la pellicule sur l'outre surf-ce, ou deux or
EMI16.6
plusieurs de cs composes p4aven- servir J2IlS l'1..èlle quelcon-
EMI16.7
que des trois applications précitées.
EMI16.8
Les proportions entre le bv'adiène et l'acryloni- trile ou le styrène sont variables. 3n :8n;':fÜ, la propor- tion de butadiènE'! par rapport à l'autre :.1'n2c-.nt nsut être comprise entre environ 85'--0 de lm7tGadiénc et environ l5-6o;.
EMI16.9
du composé vinylique. De même, lorsqu'on emploie un compose vinylique tel que le chlorure de polyvinyle ou le polystyrè-
EMI16.10
ne, en mélange, avec un copolymère ou avec un. i1l:)lé'1.ne de copo- lymères, on peut choisir le copolymer'e 'c':.y7.onitx'3.1e ou de styrène ou les deux, et on peut -.'- i' :
'1"-,' iG' la propor- tion de butadine par rapport à 1"- 01'Y lonH1'i.le ou au sby- rène, de mené que les proportions enter le Tono]ymore cs le compose polyvinyliqua, la seule condition .1"'J1t que 10 pro- duit élastomère qui est déposé 1 pa.?'f;z.7, 'ln In dispersion doit posséder la flexibilité Il'3ceo;:air.'j ;
l'rpF,7.âr,tion
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laquelle il est Etant donné que les papiers de verre' perméables à l'eau servent à diversesapplications, il y a lieu de leur faire acquérir des degrés de flexibilité diff'rents suivant l'usage auquel ils sont destinés, et ce résultat peut être obtenu en faisantvarier ces facteurs ..conformément aux procédés connus de la pratioue,
Bien qu'on puisse faire varier l'ordredans lequel on applique les dispersions de formation de pellicules, les grains abrasifs et leur adhésif, (pourvu qre la pellicule de la surface "enduite" soit formée avantl'application des grains abrasifs et de l'adhésif),
on préfère on général ap- pliquer la couche ou pellicule d'arrêt sur la surface en- duite", puis la pellicule sur l'autre surface ou surface "d'impression", et finalement l'adhésif et les crains abra- 'sifs, en particulier lorsqu lapellicule de la surface "d' impression" contient une substance en grains la rendant moins glissante.
Suivant encore une autre variante de l'in- vention, on applique les pellicules simultanément sur les deux faces en les encollant par immersion et on peut appli- quer des grains abrasifs sur. les deux faces, en particulier lorsqu'on fabrique la feuille sur une machine qui supporte la bande de papier sur les côtés, et sans qu'une surface d'é- tendue notable soit supportée des deux côtés par des rou- leaux ou tringles, jusqu'à ce que l'adhérence des grains abrasifs soit suffisante pour empêcher la coucha abrasive de s'émousser, ainsi qu'il pourrait autrement arriver.
Les exemples qui précèdent donneit les proportions définies des élastomères qui servent à fahriuqe le support en dapier pour le saturer. On a conste té qu'il convient que la proportion de l'élastomère doit être suffisante nour que L'allongement à sec du papier en long ou en travers soit au moins égal à 4;';. Il est facile de voir qu'on sant modi- fier notablement la nature du papier de smmort par le tyne
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et la proportion de l'élastomère qui.y est incorporé. Les proportions peuvent donc varier entre des limites étendues suivant l'usage auquel le produit est destine. En général, la proportion est d'environ 30% à 100% d'élastomère basée sur le poids des fibres de papier.
Il est dit dans les exemples qu'on peut ajouter de la terre d'infusoires pour former une surface de friction à l'envers du produit. La terre d'infusoiros peut être rempla- cée par d'autres matières en grains à l'état de fine divi- sion de nature appropriée, telles que le tripoli, la pierre ponce ou la silice colloïdale, dont une marque est vendue par la Société Du Pont sous le nom de marque déposée "Ludox".
Les exemples indiquent aussi diverses sortes d'a- dhésifs de façonnage et d'encollage, servant à fixer les grains'abrasifssur le support. On peut choisir d'autres sortes d'adhésifs qui servent couramment à fabriquer le pa- pier de verre imperméable à l'eau, ainsi que d'autres types de grains abrasifs, des papiers d'autres poids et diverses sortes de fibres de papier. Bien entendu, l'invention ne doit pas être considérée comme limitée aux formes de réalisation décrites, qui n'ont été choisies qu'à titre d'exemple.
RESUME
A - Papier de verre imperméable àl'eau caractérisé par les points suivants, séparément ou en combinaisons :
1) Il'comporte une feuille de papier de support imperméable à l'eau, une pellicule d'un élastomère synthéti- que appliquée sur une surface du support, une couche de grains abrasifs fixée sur cette pellicule par un adhésif im- perméable à l'eau et une seconde pellicule appliquée sur l'au- tre face du support, la- feuille de papier de support consis- tant en principe en fibres de papier maintenues sous forme de feuille, au moins en partie, par un élastomère synthéti-
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que, en proportion d'environ 30 à 100 parties de l'élasto- mère pour 100 parties de fibres,
les pellicules consistant aussi en principe en un élastomère synthétique choisi parmi ceux du groupe formé par les copolymères de butadièns et de styrène, les copolymères de butadiène et de nitrile acryli- que et les mélanges de ces copolymères avec un composé choisi parmi ceux du groupe formé par le chlorure ou l'acétate de polyvinyle, le polystyrène, les copolymères de chlorure et d'acétate de vinyle et les copolymères de chlorure le vinyle et de vinylidène, et les pellicules recouvrant peu près complètement les surfaces de la feuille de papier et pouvant être obtenues en déposant des matières solides à partir d'une dispersion aqueuse.
2) L'élastomère qui sert à coller les fibres de papier est un copolymère de butadiène et de nitrile acryli- que.
3) La pellicule appliquée l'envers du produit consiste en principe en un copolymère de butadiène et de styrène.
4) Cette pellicule contient aussi une matière en grains à J'ét-t de fine division.
5) La matière en grains consiste en terre d'infu- soires.
6) La pellicule déposée entre le support et la couche de grains abrasifs consiste en principe en un mélange de chlorure de polyvinyle et d'un copolymère d'acrylonitrile et de butadiène.
7) Lss proportions du chlorure de polyvinyle et du copolymère sont d'environ 70 : 30.
8) L'élastomère qui se-t à coller les -Titres du papier consiste en un copolymère de butadiène et de nitrile acrylique et la pellicule qui recouvre l'envers de la feuille de papier comprend en principe de la terre d'infusoires et
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un copolymère de butadiène et de styrène,
E - Procédé de fabrication du papier de verrim- perméable à l'eau précité, caractérisé par les points suivants, séparément ou en combinaisons :
1) On prend une feuille de papier résistant à l'eau dont les fibres sont collées dans une assez large mesure par un élastomère synthétique, on applique des dispersions aque ses d'élastomères synthétiques sur les deux faces de ce pa- pier et on élimine l'eau des dispersions pour déposer une pellicule sur chaque face du papier, on fixe des grains abrasifs sur l'une au moins de ces pellicules par un adhésif imperméable à l'eau, les élastomères étant choisis parmi ceux du groupe formé par le chlorure ou l'acétate de polyvi- hyle, le polystyrène, les copolymères de chlorure et d'acéta- te de vinyle et les copolymères de chlorure de vinyle et de
EMI20.1
vinylidèlie.
2) On applique d'abord sur la feuille de papier une pellicule sur la face de la feuille qui doit être recouverte d'une couche de grains abrasifs.
3) On applique la pellicule sur l'envers de la feuil- le de papier avant d'appliquer la couche de grains abrasifs et son adhésif.
The present invention relates to a waterproof sandpaper and a method of making such sandpaper.
Waterproof sandpaper? eean consists, as the name suggests, of a sheet of support paper treated in such a way. and whose link between the eléhents
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is that it can be used in the presence of These products have been known for a large number of years that are manufactured by treating a sheet of backing paper so as to make it waterproof, for example by impregnating or saturating it with an oil, varnish, synthetic resin, etc. The adhesives which serve to fix the abrasive grains generally consist of varnishes or flexible synthetic resins.
These products are in widespread use, are still manufactured and are satisfactory in some applications, but are inherently poor in strength because the backing paper sheet is relatively weak and inflexible. In addition, after a while, the treatment product tends to oxidize and the paper becomes fragile.
More recently, waterproof ve-'re paper has been manufactured and sold, the water of which the backing sheet of which is moisture resistant and can be used in the presence of water by being treated with a water. synthetic elastomer which at least partially replaces the hydrated cellulose which serves to bind together the fibers of ordinary paper. These products have become widely used, but they have a serious drawback in that they tend to absorb a large amount of water and therefore wrinkle very strongly.
The invention therefore proposes to provide a water-impermeable sandpaper, the fibers of the backing paper sheet of which are kept glued together at least in part by a synthetic elastomer and which absorbs less water than previous products.
Another object of the invention is to provide a glass paper which is resistant and flexible and which does not become fragile with age.
<Desc / Clms Page number 4>
A further subject of the invention is -a process for the manufacture of a perfections sandpaper.
Other characteristics of the invention will emerge from the detailed description which is given below.
It has been discovered that a very high quality waterproof sandpaper can be made by choosing a backing paper to which certain synthetic elastomers have been incorporated so as to bond the fibers together and thereby make them strong. at the water. A film of a synthetic material is then applied to this backing paper on the side which is to be covered with a layer of abrasive grains so as to prevent the paper from absorbing the adhesive from the grains. The adhesive is applied in the usual manner, by first applying a film of a varnish or a synthetic resin of a suitable nature serving as a so-called "shaping" layer.
When this layer is still wet, the abrasive grains are sprayed or distributed over it, then the shaping layer is solidified and a sizing layer is applied to the upper part of the grains to fix them strongly on the backing paper.
During the manufacture of the high quality product of the invention, it is also possible to apply a second film on the reverse side of the sheet of paper, that is to say on the side opposite to that which is to receive. the brazed grain layer, Like the adhesive of the fibers, this film consists of a synthetic elastomer and More especially a copolymer of butadiene with a compound containing a group CH = CH 2, examples of these compounds are styrene and acrylic nitrile. These elastomers are known and are available commercially under various
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trademark names.
One of these types of rubber is sold under the name "GRS", which results from the fact that it was first manufactured by the Government of the United States of America.
EMI5.1
that, the letter R being the initial of the word "rubher" (rubber the letter S designating styrene and the 61a3tomère ét.nt a copolymer of butadiene and styrene.
The second type of synthetic rubber which is
EMI5.2
comes and has been used to a large extent nr .'.- nare by copolymerizing butadiene and acrylic nitrile; Synthetic elastomers of this nature are also known and very readily available.
The following examples indicate how the products of the invention can be produced, it being understood that they should only be considered as an illustration and not as a limitation.
EMI5.3
Example 1 - Preparation of the s1Jpport .sheet -
The base paper of the backing sheet of this example consists of a very strong absorbent sheet, obtained by an ordinary papermaking process on a Fourdrinier machine from a fairly strong bleached Kraft paper pulp. drainability and relatively long fibers.
The physical properties of the glue-free paper thus prepared are as follows:
EMI5.4
k'Olas in zig of z80 sheets of 6lx91 cm Z6 Thickness in mm oxxyi. 2 0.10 Dry tensile strength in kg / cm '10 lengthwise 0.98 crosswise z'a
EMI5.5
<tb> Elongation <SEP> to <SEP> sec, <SEP>% <SEP> 0.33
<tb>
<tb> enlong
<tb>
<tb> in <SEP> through
<tb>
EMI5.6
Tear strength, Elmendorf (in grams) 6 lengthwise 711- 0
EMI5.7
<tb> in <SEP> through <SEP> 74.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Resistance <SEP> to <SEP> bursting <SEP> in <SEP> kg / cm <SEP> 68.0
<tb>
EMI5.8
The sheet of uncoloured paper is saturated with a latex of an elastomer of blltadiene and acrylonitrile by passing it into a tank containing the elastomer! '6 Mr 7:
<Desc / Clms Page number 6>
known method in the manufacture of paper.
As a particle, the paper is impregnated with 21.290 kg of a latex containing 50% by weight of a copolymer of 71 parts of butadiene and 29 parts of acrylonitrile. The saturated sheet supported on an endless belt is passed through a drying oven, following the ordinary method of practice, in which sufficient water is removed for the sheet to support itself. herself. Then it is dried in the hygrometric state of the atmosphere. The physical properties of the carrier sheet are then as follows:
EMI6.1
<tb> Weight <SEP> in <SEP> kg <SEP> of <SEP> 480 <SEP> sheets <SEP> of <SEP> 61x91 <SEP> cm <SEP> 24
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Thickness <SEP> in <SEP> mm <SEP> 2 <SEP> 0.14
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Resistance <SEP> at <SEP> the <SEP> traction <SEP> a <SEP> sec, <SEP> kg / cm
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> in <SEP> long <SEP> 1.07
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> in <SEP> through <SEP> 0.55
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Elongation <SEP> to <SEP> sec, <SEP>%.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> in <SEP> long <SEP> 10.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> travors <SEP> ,, <SEP> 16.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Resistance to <SEP> the <SEP> traction <SEP> of <SEP> the <SEP> sheet <SEP> wet, kg / cm2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> in <SEP> long <SEP> 0.26
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> in <SEP> through <SEP>, <SEP> 0,
13
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Elongation <SEP>% <SEP> of <SEP> the <SEP> sheet <SEP> wet
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> in <SEP> long <SEP> @ <SEP> 12.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> in <SEP> through <SEP> 23.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Resistance <SEP> to <SEP> tearing, <SEP> Elmendorf <SEP> (in <SEP> grams)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> to <SEP> long <SEP> 137.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> in <SEP> through <SEP> m2 <SEP> 82.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Resistance <SEP> to <SEP> bursting, <SEP> kg / cm <SEP> 2.67
<tb>
A layer of one is applied to one side of this sheet of paper. aqueous dispersion of polyvinyl chloride plasticized with an elastomeric copolymer of acrylonitrile and butadiene in an amount sufficient to deposit 2.2 kg / g per ream (480 sheets of 61 × 91 cm) of solid material.
The dispersion contains 48% solids and the proportion between the vinyl chloride and the elastomeric plasticizer is 72:30.
After drying, a second film is applied to the other side of the paper which / must not be covered in the finished product by means of a transfer knife, this film consisting of an aqueous suspension of a synthetic elastomer obtained. by copolymerizing butadiene and styrene. The suspension contains 40% solid matter and is applied at a rate of 0.567 kg / g per ream from the manufacturer of
<Desc / Clms Page number 7>
sandpaper of 480 sheets of 23 x 28 cm. The product is then dried for 3/4 of an hour at 65 ° C. to complete the preparation of the support.
Preparation of the abrasive layer -
A layer of abrasive grains is applied to the support by a standard process. In particular, a shaping varnish is applied to the paper by a roller 1.036 kg per ream of sandpaper manufacturer of 480 23x28 cm sheets of a shaping varnish and while the varnish is still wet and tacky, a layer of carbide is applied of silicon in grains of 50 microns on the surface covered with glue, so as to leave a layer of; rains of 2.38 kg per ream of sandpaper maker, Then the -product is dried for 3/4 of hour at 79 ° C. and a layer of size is applied by applying with a roller a layer of varnish on the surface covered with abrasive grains.
The size layer is applied at a rate of 1.722 kg per ream of paper - the glass, then the product is further heat treated for one hour at 79 ° C., then gradually increasing the temperature over one hour to 107 ° C. temperature at which the product is maintained for a further six hours. Then it is moistened to a moisture content of 6.5% by weight of the product and removed from the conveyor on which it has been heat treated, wound onto spools and finally cut into. sheets of the current dimension.
The shaping varnish is prepared by incorporating into an oil-based varnish a melamene-formaldehyde resin, as described in US Pat. No. 2,262,728: Partly mixed. .the melamine-formaldehyde resin with 80 parts of a varnish containing 2.1 liters of oil per kg of resin, the oil consisting of
<Desc / Clms Page number 8>
Chinese wood oil and the resin into a hard phenolic resin, soluble in oil, the solids content of which is reduced by solvents and thinners to 50%
The composition of the size layer is in principle the same as that of the shaping varnish, but is further diluted with a solvent at a solids content of 40%.
Example 2 - A product is prepared in the same manner as in Example 1, except that the backing layer is made by mixing a thickener and a thickener with the latex of Example 1. grain matter to. the state of very fine division so that this layer is not slippery. In particular, it is prepaid by mixing 17.2 parts of diatomaceous earth with 82.6 parts of latex and 0.2 part of medium grade methylcellulose, intended to thicken the suspension.
Example 3 A highly abrasive product is made as follows and is ordinarily dipped in water to make the backing sheet more flexible and tenacious:
A paper is prepared as in Example 1, except that the physical properties of. paper without glue are as follows:
EMI8.1
<tb> Weight <SEP> in <SEP> kg <SEP> of <SEP> 480 <SEP> sheets <SEP> of <SEP> 61x91 <SEP> cm <SEP> 16.77
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Thickness <SEP> in <SEP> mm <SEP> 2 <SEP> 0.137
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Resistance <SEP> at <SEP> the <SEP> traction <SEP> at <SEP> sec, <SEP> in <SEP> kg / cm
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> in <SEP> long <SEP> 0.84
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> in <SEP> through <SEP> 0.47
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Elongation <SEP> to <SEP> sec.%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> in <SEP> long <SEP> 3.1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> in <SEP> through <SEP> 3,4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Resistance <SEP> to <SEP> tearing, <SEP> Elmendorf <SEP> (g.)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> to <SEP> long <SEP> 93.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> in <SEP> through <SEP> 111.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Resistance <SEP> to <SEP> bursting, <SEP> in <SEP> kg / cm <SEP> 1,
12
<tb>
The saturating agent consists of a latex containing 30% of a copolymer of 71 parts of butadiene and 29 parts of acrylonitrile, and it is applied in sufficient quantity to obtain a proportion of 45% by dry weight. of the elastomer, based on the weight of the fibers of the trench without
<Desc / Clms Page number 9>
glue.
The physical properties of the saturated rubber sheet are as follows:
EMI9.1
<tb> Weight <SEP> in <SEP> kg <SEP> of <SEP> 480 <SEP> sheets <SEP> of <SEP> 61x91 <SEP> cm <SEP> 24.266
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Thickness <SEP> in <SEP> mm <SEP> 0.15
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<tb> Régis <SEP> starts <SEP> at <SEP> the <SEP> traction <SEP> at <SEP> sec, <SEP> kg / cm
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it long 1 1
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<tb> in <SEP> through <SEP> 0.59
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<tb> Elongation <SEP> to <SEP> sec, <SEP>%
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<tb> in <SEP> through <SEP> 26.0
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<tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> of <SEP> the <SEP> sheet <SEP> wet, <SEP> '
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across.
q'o8
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<tb> Elongation <SEP>% <SEP> of <SEP> the <SEP> sheet <SEP> wet <SEP> '
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<tb> Resistance <SEP> to <SEP> tearing, <SEP> Elmendorf <SEP> (g.) <SEP> '
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<tb> in <SEP> long <SEP> 150.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> in <SEP> through <SEP> 114.0
<tb>
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Burst resistance, kg / cm2 3eO2 A film is applied to the so-called "coated" face
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as in Example 1 and a second film-ulepur the posterior or "printing" face, as in Example 2, then an abrasive product is prepared by the following process:
A 50 micron grain silicon carbide waterproof sandpaper was prepared on this base sheet by the method of Example 1.
The shaping layer has the same composition and the amount applied is the same as that of Example 1, but the size layer
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consists of a liquid, thermosetting phenol-formaldehyde condensation product applied at 158ti: ¯ per ream of sandpaper maker.
The base resin of the sizing layer is prepared by reacting a part by weight of phenol in the compound.
EMI9.9
This product contains about 10% phenol and 10% cresylic acids with 1.2 parts by weight of an aqueous formaldehyde solution containing 37% formaldehyde. The reaction is
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carried out by causing the abovementioned substances to reflux for a period of about half an hour in the presence of a proportion of about 5 to 7% of Ba (OH) 2.8Ii0 and 10 by weight of dipropylene glycol, these dcux percentages being based on
<Desc / Clms Page number 10>
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that of phenol. After reflux for the duration Indicated below
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Thereupon, the reaction product is dehydrated to a solids content of about 80% and a viscosity of about 10,000 centipoise to 2,500.
One przre the layer of () ncol1aÍe by diluting the base resin with furfvral a "Ji: 1n ::; lt 'of 50 centipbises 8 Lt-3 C, temperature ro B laeJ11OUo it is applied and incorporating 0 , 3% of i'11o11 '1¯;, h.hr:'). '3 "orbital based on resin content. She coabient go cae matter
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solid.
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Instead of preparing the napier in f. ', 1: 11n'.nt a sheet of paper already formed by a, .çl [' st; o1T1 # e, thus you 'it is described in examples 1 and 2 , we can make will
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paper adding to. dough one. synthetic elastomer, con-
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te.aan it not a synthetic resin, by known methods,
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an example of which is given below.
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Example lut.- - A paper of sr.pnort is prepared in sajou tent to a pulp Paper containing approximately 1.5 "- of napier napier fibers '-,' - bleached raft 62 5: by weight this fiber of napier A paste of a copolymer of btibadiene and acrylonitrile similar to that of the preceding examples. The elastomer is added to the pulp in the form of an emulsion containing 37 of solid material. , by pouring it into the napier dough
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..¯se in circulation in a raffinense pile. After the # -i-sse has gone through the refining stack three times, we:, {joust 6,2: - 'by weight, based on the weight.' The fiber 'of paper, of a.:' Formalcylic phenol condensation ocui in the form of dispersion in water containing 36: of solid resin.
Slowly add the resin disruption while circulating the aase for four more turns. At the end of this: ps, the atom is precipitated and the residue is added by adding a solution of alum to the mQSCO contained in the side which is continued to circulate. We added alum
<Desc / Clms Page number 11>
in the form of a 1% solution in hot water in a proportion corresponding to 7% by weight of the pier fiber, The mass is circulated in the pile for 2 more minutes and then removed from it and turned into paper on a Fourdrinier machine as is usual in practice.
Sandpaper is made from this material by first applying films to both sides of the paper, then applying a layer of adhesive and abrasive grit as described in connection with the preparation of coated abrasive products. of Example 1. The product thus obtained is highly abrasive and possesses satisfactory flexibility.
Example 5 - An abrasive paper is made as described in Example 4- except that no resin is added to prepare the backing paper.
Example 6 - A paper is made as described in Example 1 except that the impregnating agent is a copolymer of 54 parts of butadiene and 46 parts of styrene. A layer of abrasive grains is applied to this paper in the manner described in Example 1.
Example 7 - A paper-r is prepared as in Example 2, except that a layer of 2.721 kg of solid material per ream of 480 6lx9l sheets is applied to the surface to be covered with abrasive grains. cm of a mixture of 100 parts of a copolymer of butadiene and acrylonitrile, 3 parts of sulfur, 1 part of tetramethyl thiuram disulphide and 10 parts of a water-soluble phenol formaldehyde resin in the form AT.
The mixture is in the form of an aqueous dispersion containing 45% solids, the parts shown being the relative parts of solid by weight. After drying to remove the water,
<Desc / Clms Page number 12>
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applies a film to the posterior surface of the paper, followed by a layer of abrasive chips as described in Example 2. The adhesion of the shaping layer to the support is improved by adding the phenolic resin to the preliminary sizing.
EMI12.2
Exe1! IlllJl. - A product is prepared as described in Example 7, except that the shaping varnish is modified by adding 10% by weight of solid material of the glass.
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nis formed by a condensation product of formal phenol
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dhyde 'powder in state A, soluble in worm solvents
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nis. The adhesion of the shaping layer is further improved.
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ge to the support by adding the phcnoJic resin to the
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shaping.
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He has been a pro for a long time. tick, confrontation, in the manufacture of a sandpaper jl'1, pG 'l1ljablc the ecu on an ordinary support in which one t1, "ite the paper by a varnish, to apply on the envelope the sheet a glue varnish to make the sheet less slippery. This process and describes f "." ns the United States Patent No. 2,219,278 of October 22, 190 .
When you 8: 1; 11101'8 a v-vrfr. of this l'J: 1.tlT (; pure a leaf whose fi) 1 '' 8 have: t glued r, a <- a Oas tortr- re, as by the nroc4d4 3e invention, we obtain pro - products which do not join s.tisv.c: Li.% n 2 pllJc; i, various points of view. The porosity of the sheet of Jîl1 ') ir-' v: 11'i.e} 1ot: hl.Gr! Slow from one part to the other and from one lot to another. It follows that a quantity of varnish more or less: ### .'- ri '0 p'nrtrc of a sheet, and if the antiont h'op rlo paper distorts the sound-
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fragile deviant port.
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We have COn: 1 j-, o, t that we nine obtain 1. o r; II V "'ll ton" (1' e the sizing of the Seas naked medium dhr, 1; 'fO r "' 1 :: ynLhotl (j1JGS, described above. We conshabn r-, t, ^ si . that! 'ow'l: l1'Í.' bIl ('110 la
<Desc / Clms Page number 13>
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stirfaoe nOGtS'ie11'e by means of this!;: (! 1lColb. '!, non ri.cnt one r? nd the oavcrp of ioj-ns -lissant paper, 1 still- one decreases1.'G very nof' , -: 1Jle '! Gnt mowing paper;' olxocor
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If an l1 ':' ¯npliC.l16 p :: 8 l'CllColla ': c de 1': nver: a .3, .i.Tr; .. made P i # .rultion, the paper .le comes very fortcunni at7srl:,: ajt = and he in ruz-
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suLte qra when we are not present -e 1. '' '<, 1', il. ;; :::; ()}: '- be me so large a quantity of 6QU that there is yl.i-wr. ,; ar; 1It ± ¯ extremely sure LLC.f7.GlUe r "We prevent it, the. G. ' 1 d:.: 8} 'applying the continuous film backwards., "1.-' twist.
Moreover, the supports do not become t'l ';' ': 11,. :: and "' ..1: 1 '; :::;,
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as when applying the varnish.
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By applying the sizing of the enven, 2riJt the invention on a sheet of this paper containing rn. -IJ. i; o: aere the quantity ci '= u: .iditr ove the paper absorbs in such a given is very appreciably reduced. The method of determining the amount of water absorbed is described in French Pat. No. 11,1079,330. More specifically, the sheet to be tested is first conditioned in an atmosphere of which the test is measured. 'hygrometric s: .t maintained at f- 50;: at 21 C. Then we weigh it, we p lonT it c.Pns the ev =. for one minute, we take it out' .-. e water and we eS3: check the surface by placing it between towels
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canvas and weighed immediately to determine the au.-
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weighting which is an 'e :: 31.11'e i the amount of water absorbed.
After seeing the sheet in this way, we plunge it again into 1 '<3. :: u pelld.'nt still rr *: inta on 12. dry the new one and weigh it as soon as it is , .nei1t.
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a conti ± 11e 511-è ';: .. 1: hent anointing weigh the leaf at the end; d'1me u? in, yl? ii7ii'1inel'Sion weighing the cifle ry: w.liI ': mixed and in the child during nlus Lonc.ps, 7; w: -u'.
# 'll'l' ')'} to.ale do 1r-5 -uinl, tns au DOll !; by l.:..r'llQllc. '1 sheet of 9'). Pis- 'has absorbed for b3'G :: LQ t'31LJ.i:'. ^ L'c, "l1. C11 elle" ,,, 1; : 1! Ar: CCJln.yjl (.. of 1'6 hold. The test s '(' 1.'1. ',> :: (: 1' (; .- FJ1G sheet -the paper I 5, 0 x 10 crn and targeting the ##, # ¯ ''
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percentage of water absorbed relative to the weight of the cellulose fibers in the paper.
Following tests of a 44 micron grain silicon carbide sandpaper produced by the process of the invention, on a paper support treated with croutchouc, without backing film, and on the same support covered with a layer of ordinary varnish, the following results were obtained:
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<tb> Percentage <SEP> of water <SEP> absorbed <SEP> by
<tb>
<tb> ratio <SEP> to <SEP> weight <SEP> of the <SEP> fibers <SEP> of the
<tb>
<tb> paper
<tb>
<tb> Nature <SEP> of <SEP> treatment <SEP> 1 <SEP> min. <SEP> 5 <SEP> min, <SEP> 45 <SEP> min,
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> None <SEP> 4.33 <SEP> 11.6 <SEP> 24.9
<tb>
<tb> Treatment <SEP> by <SEP> the <SEP> varnish <SEP> 2.6 <SEP> 5.1 <SEP> 13.9
<tb>
<tb> Processing <SEP> of- <SEP> The example <SEP> 2 <SEP> 2.6 <SEP> 6.2 <SEP> 15.5
<tb>
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As can be seen from the preceding table, the treatment of the support with a varnish reduces the quantity of water absorbed in a given time by making it roughly equal to that which is absorbed when the back is sewn back on. - green with an elastomer layer.
But, as has already been said, when the support consists of a paper treated with a varnish or when a varnish is used to treat the back of the paper, whether the paper itself is treated with a varnish or with rubber, gluing the back with a varnish tends to. make the product fragile. On the other hand, by adding the gluing of the back formed by the elastomer according to the invention, the paper is made much less fragile and its flexibility and its resistance to folding are increased.
A method of measuring the endurance resistance to bending applied to a very large extent consisted of the standardized test ASTM n D643-43 method B, which consists of a test carried out by means of an apparatus manufactured by the "Massachusetts Institute of Tochnology ". It is-. dsed under the trial name MIT Folding Endurance '.' and gold;
h described in various ASTM publications and in particular page 907
<Desc / Clms Page number 15>
chapter 4 of the 1949 edition of the ASTM Standards,
The three types of paper described above were also tested by the method of the "MIT Folding Endurance test, and the following results were obtained under a tension of 1 kg with samples of 15 mm in width.
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<tb>
Product <SEP> tested <SEP> Endurance <SEP> resistance <SEP> to <SEP> bending
<tb> Product <SEP> tested <SEP> In <SEP> long <SEP> In <SEP> through <SEP> - <SEP>
<tb> n 1 <SEP> Paper <SEP> processed <SEP> by <SEP> on
<tb> rubber <SEP> without <SEP> gluing <SEP> to <SEP> backside <SEP> 2 <SEP> 5 <SEP> 222
<tb>
<tb> n 2. <SEP> Paper <SEP> of <SEP> n <SEP> 1, <SEP> covered <SEP> to <SEP> 1 <SEP> '.
<tb>
<tb> gluing <SEP> of <SEP> varnish <SEP> 6 <SEP> 96
<tb>
<tb> n 3.
<SEP> Product <SEP> of <SEP> invention <SEP> 172 <SEP> 1390
<tb>
The results of the aforementioned tests emerge only with a paper whose fibers are bonded, at least in part, by a synthetic elastomer and on which is applied a film on the face covered by the layer of abrasive grains and on the surface. other face or back, a product is obtained which has many advantages. In the first place, the life of the paper is much longer and it can be folded and handled in service much more often. Secondly,. due to the decrease in the amount of water absorbed, the paper wrinkles much less when wet.
Although the quantity of water absorbed can also be reduced by treating the reverse side of the product with a varnish, it appears from the tests that this treatment makes the paper fragile and very notably reduces its resistance to folding. Since it is necessary for a waterproof sandpaper to be very soft and flexible, the brittleness which results from the application of a coat of varnish is a very serious drawback.
In the course of the examples, the preparation of products in which certain synthetic elastomers have been described.
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oncs spv.3ci.-T> :: so - vanb? ali.tpl, '. s, 1.1G' J. t;) 1! T '' -: # '! : <# Miter ol.lns fibers,; 2 formc, 'l'ne nf: LU (1.1,': ['1'1'.
CÂ1 "i COi'iu (1'E? ROCOF'TCl'tn 11tl.l 'ln :: -;'; 1'zi.3.Il :: JI; 1.", I! '".' 1; ! #, .- r-a '/ u'iv a pellictilc- on the en.ver: 1 dl.1 panio.-. 011:) 01'1; s :: apl.c; rr between them substances r) T "Cit; ''; ' , i ';' 111: J'fE; # '#!. #. : ao.-r ':::. ', n partic1..llio: r, we have obl; Oll1..1 des'' S1'o.l.a.i, ;; ,;:, Í, j '; f "!.-...', 1: ;;" '' If <#! '#: CopolymèI'; 1s "0 b1.'Gaeliene and do n.iL:t .'Îl ':,': L'rllr'11r :, <## '"' <# ¯ diene and styrene, composas po1.! 'Jll: rli', lI ', ;; ,, lr :: ti: C.'t ..;: by an acrylonibrilo copolymer; ":: - ',' 1.11 ', .. <) j) Jnr; on of sty- rene. Polyvinylic compounds [ ) uni unt] ') f:!.,) .if' ;; r'- satisfactory results are cblOY.'11l'r; on 1. ':. :: - t; ,, tc 1 <: , /). 1.y- vinyl, polystyrene, copolymers (:( ';; 5 of cJ3īor.r and -' 'a-
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vinyl ketate and chlorine-vinyl and vinylidene copolymers.
Dispersions of the synthetic compounds
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ques can be used in tons], r.os c.s ī. ; -rn: rw la fel'U1G
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of S-'¯'nS paper glue, c form the film on 1'3 ...: 11J "'2.C6
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covered and wrap on the other surf-ce, or two gold
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several of these compounds p4aven- serve J2IlS any 1..èlle
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than the three aforementioned applications.
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The proportions between bv'adiene and acrylonitrile or styrene are variable. 3n: 8n; ': fÜ, the proportion of butadienE'! with respect to the other: .1'n2c-.nt nsut be between about 85 '- 0 of lm7tGadiénc and about 15-6o ;.
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of the vinyl compound. Likewise, when a vinyl compound such as polyvinyl chloride or polystyrene is employed
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ne, as a mixture, with a copolymer or with a. If there are copolymers, one can choose the copolymer 'c':. y7.onitx'3.1e or styrene or both, and one can -.'- i ':
'1 "-,' iG 'the proportion of butadine relative to 1" - 01 "Y lonH1" or sbyrene, resulting in the proportions between Tono] ymore cs polyvinyl compound, only condition. 1 "" J1t that 10 elastomeric product which is deposited 1 pa.?'f;z.7, 'ln In dispersion must have the flexibility Il'3ceo;: air.'j;
the rpF, 7.âr, tion
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Since water-permeable sand papers are used for various applications, they should be made to acquire different degrees of flexibility according to the use to which they are intended, and this result can be obtained by varying these factors.. in accordance with the methods known to the practice,
Although the order in which the film forming dispersions, abrasive grains and their adhesive are applied can be varied, (provided that the film of the "coated" surface is formed before the application of the abrasive grains and the abrasive grit. adhesive),
it is generally preferred to apply the barrier layer or film on the coated surface, then the film on the other "printing" surface or surface, and finally the adhesive and abrasive feces. , especially when the film of the "printing" surface contains a granular substance which makes it less slippery.
According to yet another variant of the invention, the films are applied simultaneously on both sides by dipping sizing them and abrasive grains can be applied thereto. both sides, especially when the sheet is produced on a machine which supports the web of paper on the sides, and without a significant extended surface being supported on both sides by rolls or rods, until the adhesion of the abrasive grains is sufficient to prevent the abrasive coating from becoming dull, as might otherwise occur.
The preceding examples gave the defined proportions of the elastomers which are used to fahriuqe the paper support to saturate it. It has been found that the proportion of the elastomer should be sufficient so that the dry elongation of the paper lengthwise or crosswise is at least equal to 4%. It is easy to see that we are notably modifying the nature of the death paper by the tyne
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and the proportion of the elastomer incorporated therein. The proportions can therefore vary between wide limits depending on the use for which the product is intended. Generally, the proportion is about 30% to 100% elastomer based on the weight of the paper fibers.
It is said in the examples that diatomaceous earth can be added to form a friction surface on the reverse side of the product. The infusoiros earth can be replaced by other fine-divided grain materials of an appropriate nature, such as tripoli, pumice stone or colloidal silica, a brand of which is sold by Société Du Pont under the registered trademark "Ludox".
The examples also show various kinds of shaping and sizing adhesives, used to secure the abrasive grains to the backing. You can choose from other kinds of adhesives that are commonly used in making the waterproof glass paper, as well as other kinds of abrasive grains, papers of other weights and various kinds of paper fibers. . Of course, the invention should not be considered as limited to the embodiments described, which have been chosen only by way of example.
ABSTRACT
A - Water-proof sandpaper characterized by the following points, separately or in combinations:
1) It comprises a sheet of waterproof backing paper, a film of a synthetic elastomer applied to a surface of the backing, a layer of abrasive grains attached to this film by an adhesive impermeable to water. water and a second film applied to the other side of the backing, the backing paper sheet generally consisting of paper fibers held in sheet form, at least in part, by a synthetic elastomer.
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whereas in a proportion of about 30 to 100 parts of the elastomer per 100 parts of fibers,
the films also consisting in principle of a synthetic elastomer chosen from those of the group formed by copolymers of butadienes and of styrene, copolymers of butadiene and of acrylic nitrile and mixtures of these copolymers with a compound chosen from those of the group formed by polyvinyl chloride or acetate, polystyrene, copolymers of vinyl chloride and acetate and copolymers of vinyl chloride and vinylidene, and films covering almost completely the surfaces of the sheet of paper and capable of be obtained by depositing solids from an aqueous dispersion.
2) The elastomer used to bond the paper fibers is a copolymer of butadiene and acrylic nitrile.
3) The film applied to the back of the product is normally a copolymer of butadiene and styrene.
4) This film also contains fine dividing grain material.
5) The grain matter consists of diatomaceous earth.
6) The film deposited between the support and the layer of abrasive grains consists in principle of a mixture of polyvinyl chloride and a copolymer of acrylonitrile and butadiene.
7) The proportions of the polyvinyl chloride and the copolymer are about 70:30.
8) The elastomer which sticks the -Titles of the paper consists of a copolymer of butadiene and acrylic nitrile and the film which covers the back of the sheet of paper normally comprises diatomaceous earth and
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a copolymer of butadiene and styrene,
E - A method of manufacturing the aforementioned water-permeable verrim- paper, characterized by the following points, separately or in combinations:
1) Take a sheet of water-resistant paper, the fibers of which are bonded to a fairly large extent by a synthetic elastomer, apply dispersions of synthetic elastomers on both sides of this paper and remove water dispersions to deposit a film on each face of the paper, abrasive grains are fixed on at least one of these films by a waterproof adhesive, the elastomers being chosen from those of the group formed by chloride or polyvinyl acetate, polystyrene, copolymers of vinyl chloride and acetate and copolymers of vinyl chloride and
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vinylidelia.
2) First, a film is applied to the sheet of paper on the face of the sheet which is to be covered with a layer of abrasive grains.
3) The film is applied to the reverse side of the paper sheet before applying the abrasive grain layer and its adhesive.