Procédé de fabrication d'un article dont au moins une partie est faite de résine synthétique
ayant une surface délustrée
Dans la formation d'un grand nombre de produits industriels, les résines synthétiques sont utilisées comme revêtements ou des structures stratifiées sont formées en imprégnant des matières en feuilles par des résines synthétiques et en moulant l'article jusqu'à lui donner une certaine forme. Des produits industriels courants de ce type sont des contre-sommets, des sommets de table et des coffres moulés de radio et de télévision. Pour de nombreuses applications, en particulier pour les éléments de mobilier, le lustre élevé obtenu à partir de surfaces moulées hautement polies a été soumis à bien des critiques. Les plaques comprimées ont été utilisées en ayant divers finis en surface.
Cependant, pour différents degrés de finis ou de lustres, on exige des plaques séparées ayant chacune un fini en surface spécifique et le remplacement des plaques de temps en temps est nécessaire par suite de l'usure normale de la surface. A titre de variante, il était nécessaire d'incorporer dans la résine un agent de délustrage ou de former des surfaces avec un fini de miroir ou fini à lustre élevé et de soumettre les surfaces à une action d'abrasion pour fournir le délustrage désiré.
La présente invention a pour objet un procédé simple de fabrication d'un article dont au moins une partie est faite de résine synthétique ayant une surface délustrée.
Ce procédé est caractérisé en ce que la résine à l'état plastique est façonnée au contact d'un film cellulosique non fibreux contenant des particules organiques finement divisées, insolubles dans l'eau, dont une proportion prépondérante se compose de 13-1 ,4-glucan ou d'un dérivé de celui-ci qui est insoluble dans l'eau et qui a les mêmes propriétés physiques, au moins 85 O/o en poids desdites particules ayant une dimension non supérieure à 44 microns et pas plus de 3 O/o en poids ayant une dimension supérieure à 74 microns, et en ce que le film est détaché de l'article après durcissement de la résine.
Le film peut contenir un agent de fixation de la classe couramment utilisée pour des films cellulosiques revêtus.
C'est de préférence un film de cellulose régénérée préparé par n'importe quel procédé classique. Dans la fabrication du film, la matière finement divisée contenant du ss-1,4-glucan est de préférence mélangée avec la viscose juste avant l'extrusion dans le bain de filage.
Lorsqu'on utilise un agent de fixation, il peut être appliqué durant le traitement par voie humide de la feuille cellulosique avec un agent de plastification courant.
La matière contenant du ss-1,4-glucan est une matière organique, insoluble dans l'eau, dont une partie importante est le 13-1 ,4-glucan et provient de matières végétales contenant de la cellulose, dans la plupart des cas le bois, le coton et les fibres de feuille ou de filasse. En général, les matières obtenues à partir d'une source d'holocellulose sont les plus utiles, par exemple la ramie, le lin, le chanvre, le coton, des matières traitées contenant de la cellulose, par exemple, des charpies de coton, du coton purifié, de la pulpe de bois telle que les pulpes lessivées au sulfate et au sulfite et les formes régénérées de la cellulose comprenant des films cellulosiques transparents et la rayonne.
Si la matière constituant la source originale a une teneur trop faible en 13-1 ,4-glucan, elle est purifiée pour retirer les composants non essentiels ou non désirables tels que les pentosans, les galactomannans et les glucomannans pour fournir un produit contenant au moins une proportion importante et de préférence de 90 à environ 99 O/o de ss-1,4-glucan.
Ci-après, le terme cellulose sera utilisé pour représenter des matières contenant du ss-1,4-glucan pour plus de facilité d'explication ou d'illustration.
La production de la matière finement divisée peut être facilitée en soumettant d'abord la matière cellulosique à la dégradation chimique d'une manière connue.
Par exemple, la matière peut être soumise à l'hydrolyse par des acides ou des alcalis ou à un traitement enzymatique. Un procédé spécifique d'obtention du résultat désiré est indiqué dans le brevet américain No 2978446 dans lequel la cellulose est soumise à une solution aqueuse 2,5 normale d'acide chlorhydrique à ébullition (environ 1050 C) pendant 15 minutes. Ce traitement d'hydrolyse plus rigoureux fournit une matière qui peut être aisément usée par le frottement mécanique dans un milieu aqueux avec une quantité nominale d'énergie. Des traitements semblables avec des acides minéraux ou des alcalis dans des conditions plus ou moins rigoureuses produiront de la cellulose dégradée pouvant être usée par le frottement, en utilisant de l'énergie nominale ou augmentée pour désintégrer la matière jusqu'à la dimension convenable de particules.
L'usure mécanique par le frottement peut être réalisée par des techniques bien connues en utilisant par exemple des mélangeurs du type cuisine, des mélangeurs planétaires, des broyeurs à boulets, des broyeurs à usure par le frottement, des mélangeurs soniques et des dispositifs de cisaillement à vitesse élevée. En outre, la matière peut être amenée de force à travers de multiples trous fins et, de ce fait, elle est soumise à une action de cisaillement d'abord en passant à travers les trous et ensuite par frottement des diverses particules sous l'influence de la force appliquée. La désintégration est de préférence réalisée en présence d'un milieu aqueux jusqu'à réduire de manière appréciable l'énergie nécessaire pour produire des dimensions plus faibles de particules. L'usure par le frottement produit une masse contenant certaines particules ayant une dimension inférieure à un micron.
Cependant, par séchage, les particules à très fines dimensions s'agglomèrent pour former des particules de plus grandes dimensions. Le séchage peut être effectué par n'importe quel moyen tel que, par exemple, le séchage par l'air, le séchage par le vide et le séchage par pulvérisation. De préférence, la matière à utiliser peut être séchée par pulvérisation et, au cours du séchage, les particules prennent quelque peu l'aspect de corne, probablement par suite des températures utilisées dans le procédé de séchage par pulvérisation.
Pour la présente invention, des dérivés insolubles dans l'eau de 13-1 ,4-glucan ayant les mêmes propriétés physiques peuvent être substitués au ss-1,4-glucan. Ces dérivés comprennent, par exemple, des dérivés d'oxydation contenant un ou plusieurs groupes chimiques tels que des dérivés aldéhydiques, carboxyliques et mixtes aldéhydiques-carboxyliques; des dérivés éthérés caractérisés par le fait qu'ils ont un ou plusieurs groupes - OR où R peut être un radical aliphatique ou aliphatique substitué;
une chaîne droite ou ramifiée contenant un à 12 (ou davantage) atomes de carbone, un radical aryle ou aralkyle ou aralkyle substitué ou un radial carboxyalkyle, hydroxyalkyle, cyanoalkyle, alcoxyalkyle, aralcoxyalkyle ou dialkylaminoalkyle, et des dérivés d'esters, par exemple des esters d'acides minéraux tels que des nitrates, des sulfates. des phosphates et des esters d'acides organiques tels que des formiates, des acétates, des propionates, des butyrates, des thiocyanates, des acétates-propionates mélangés, des acétates-butyrates mélangés, d'autres dérivés d'acides carboxyliques aliphatiques contenant jusqu'à 18 ou davantage atomes de carbone et des esters arylés ou aralkylés tels que, par exemple, des benzoates, des phénylacétates, des phtalates et des naphtonates.
Ces dérivés peuvent être préparés avant le traitement chimique et d'usure mécanique par le frottement en formant le dérivé de la matière contenant du ss-1,4-glucan pour obtenir un produit insoluble dans l'eau, ou bien la matière formée de 13-1,4-glucan finement divisée peut être transformée en dérivés pour obtenir des dérivés essentiellement topochimiques insolubles dans l'eau.
La proportion de la cellulose finement divisée à incorporer dans la feuille cellulosique peut varier d'environ 1 O/o jusqu'à environ 30 /0 en poids et la quantité spécifique dépendra du lustre ou fini désiré sur l'article moulé. De préférence, la matière finement divisée est dispersée dans l'eau et la dispersion aqueuse est ajoutée à et totalement mélangée avec la viscose. La viscose est extrudée dans le bain ordinaire de filage et le film est alors soumis au post-traitement classique par voie humide. Dans les étapes finales de traitement du film cellulosique transparent, la pratique courante consiste à faire passer la feuille à travers un bain contenant un agent de plastification, tel qu'un glycol ou un glycérol, et un agent de fixation peut être compris dans ce bain.
La quantité d'agent de fixation est telle que le film fini contiendra jusqu'à environ 0,5 /o en poids de l'agent de fixation, la quantité préférée étant comprise entre environ 0,1 0/o et 0,2 /o.
La résine est généralement moulée ou coulée à la surface du film à la manière normale en interposant le film entre la surface de la résine et la plaque de compression. Les conditions spécifiques de moulage ou de coulage et le mode opératoire dépendront de l'article produit et de la résine spécifique. L'écart à partir de la pratique classique réside dans le moulage et dans le durcissement de la surface résineuse en contact avec la feuille cellulosique non fibreuse contenant les particules organiques insolubles dans l'eau, finement divisées. A l'achèvement du moulage, le film adhère à la surface de résine et on peut le laisser à la surface durant la manipulation ultérieure.
Par exemple, dans le cas d'un dessus de table, on peut laisser la feuille sur la surface durant la manipulation ultérieure et durant l'assemblage ultérieur au cadre de la table et on peut la laisser à la surface durant le transport et, éventuellement, elle peut être facilement retirée après la livraison à l'acheteur.
Le procédé selon la présente invention est particulièrement adapté pour être utilisé dans des modes opératoires de moulage à basse pression et par pression de contact, où les pressions ne dépassent pas environ 35 kg par cm2. Le type décrit de film peut être utilisé avec une grande variété de résines synthétiques, une limitation étant que son emploi est limité à des procédés dans lesquels la température reste en dessous de la décomposition ou du dessèchement de la feuille cellulosique. Des résines qui peuvent être coulées ou moulées par le procédé selon la présente invention comprennent des résines thermo- plastiques et des résines thermodurcissables.
Les exemples suivants sont présentés pour bien montrer le procédé de la présente invention.
Exeitîple 1
Des feuilles expérimentales de cellulose régénérée, contenant diverses proportions de particules de cellulose finement divisée, ont été préparées en injectant des dispersions aqueuses de particules de cellulose finement divisées ayant des concentrations en solides variables, dans l'écoulement de viscose juste avant l'extrusion. Les particules de cellulose finement divisées ont été préparées par hydrolyse acide d'une pulpe de bois hautement raffinée, par usure par le frottement du résidu lavé et par pulvérisation d'une boue aqueuse de la matière usée par le frottement, à une concentration en solide d'environ 15 oxo dans un courant d'air ayant une température comprise entre environ 260 et 3150 C.
La matière fine ment divisée avait des dimensions de particules telles qu'au moins 85 O/o n'étaient pas supérieures à 44 microns et pas plus de 3 O/o étaient supérieures à 74 microns. La viscose a été autrement filée à la manière classique.
Ces feuilles ont été utilisées dans la préparation de panneaux en polyester qui ont été alors mesurés pour déterminer le lustre. Les panneaux ont été préparés en plaçant une feuille du film expérimental (30 cm par 30 cm) sur une surface plane et en déversant une faible quantité d'une résine catalysée au centre du film.
Le mélange de résine a été préparé en ajoutant 4 grammes d'un mélange d'une partie de peroxyde de benzoyle et d'une partie de phosphate de tricrésyle à 100 grammes d'une résine de polyester non saturé thermodurcissable. On a mélangé le tout et on l'a laissé reposer pendant une heure avant l'utilisation.
On a placé une feuille de pulpe de bois (7,5 cm par 12,5 cm) au-dessus de la résine catalysée et on Fa laissée se saturer. On a déversé une autre faible quantité de la résine sur la feuille de pulpe et on a placé une autre feuille de film expérimental sur la résine.
La résine en excès a été comprimée à partir du stratifié humide avec un rouleau métallique à main et la feuille composite a été placée dans un cadre en cerceau et fixée de manière serrée. Cet ensemble a été placé dans un four à 880 C pendant environ 10 minutes et à ce moment la résine s'est transformée en gel. L'ensemble a été retiré du four et placé dans un autre four à 1350 C pendant une minute. Le stratifié a été retiré du four, on l'a laissé refroidir et on l'a retiré du cadre en cerceau. Les films supérieur et inférieur adhéraient de manière très lâche aux surfaces résineuses et ont été séparés avec une légère force pour fournir un panneau prêt aux mesures de lustre. Des panneaux semblables ont été alors préparés en utilisant des feuilles contenant 0,1 O/o et O,20/o.
en se basant sur le poids de la feuille, d'une résine mélamine-formaldéhyde du type normalement utilisé comme agent de fixation. Ces feuilles ont adhéré aux surfaces résineuses en permettant une manipulation considérable.
Les feuilles ont été séparées des panneaux par pelage.
La présence de l'agent de fixation n'avait pas d'effet sur les mesures de lustre.
Les mesures de lustre ont été réalisées en utilisant un dispositif de mesure de lustre classique dit Gardner 600 qui a été calibré à plus ou moins deux unités près, en utilisant une norme hautement polie (lecture de 94) et une norme à lustre inférieur (lecture de 42). On a fait au moins trois lectures dans chaque direction pour chaque panneau expérimental. Le tableau suivant présente les mesures de lustre pour des panneaux expérimentaux préparés avec les films pouvant être retirés, décrits ci-dessus, contenant diverses quantités de particules de cellulose finement divisées.
Tableau I
Teneur en particules cellulosiques, Lecture de la
basée sur le poids du film valeur de lustre
Aucune 95-100
2,5 /o 55- 65
3,5 /0 40- 50
9,7 oxo 10- 20
21 /0 3- 8
Exemple 2
Des films expérimentaux de cellulose régénérée contenant diverses proportions de divers types de matières cellulosiques séchées par pulvérisation et finement divisées ont été préparés comme on l'a décrit dans l'exemple 1. Les films contenaient également 0,1 /o d'une résine de fixation mélamine-formaldéhyde comme on l'a décrit dans l'exemple 1.
La matière cellulosique identifiée par A était de la celulose régénérée hydrolysée séchée par pulvérisation et avait une dimension de particule moyenne de 10-12 microns. La matière identifiée par B était de la pulpe de bois raffinée hydrolysée séchée par pulvérisation et avait une dimension moyenne de particule d'environ 25 microns. La matière identifiée par C était de la pulpe de bois raffinée hydrolysée séchée par pulvérisation et avait une dimension de particule maxima d'environ 37 microns.
La matière identifiée par D était de la pulpe de bois hydrolysée séchée par pulvérisation et avait une dimension moyenne de particule d'environ 35 microns.
Les films ont été utilisés dans la préparation de panneaux de matière plastique en polyester, tel que décrit dans l'exemple 1. La résine de polyester non saturé thermodurcissable était le produit de réaction du polyoxyéthylène-isopropylidènediphénol et de l'anhydride d'acide fumarique mélangé avec une proportion égale de styrène.
Des mesures de lustre ont été réalisées en utilisant un dispositif de mesure de lustre classique dit Gardner 600, tel que décrit dans l'exemple 1. Le tableau suivant présente les mesures de lustre dans le sens de la longueur et dans le sens de la largeur pour des panneaux expérimentaux préparés avec les films pouvant être retirés décrits ci-dessus. La résistance des panneaux à l'empreinte de doigts a été également notée.
Tableau Il
Lecture de la
valeur de lustre Résistance
Matière Dimension moyenne Proportion basée aux empreintes cellulosique des particules (microns) sur le poids du film L W de doigt
A 10-12 100,0 14 12 Bonne
A 10-12 200/o 5 6 Bonne
B 25 10 oxo 26 24 Bonne
C 37 max. 10 ou 17 17 Bonne
D 35 10 , o 19 22 Bonne
D 35 20 < ?/o 6 6 Bonne
Bien que la présente invention ait été illustrée en se référant à des films de cellulose régénérée comme film de base, d'autres matières cellulosiques formant des films telles que, par exemple, des éthers et des esters de cellulose, sont également satisfaisantes. Par exemple, on peut substituer à la solution de viscose des solutions alcalines d'hydroxyéthylcellulose.
On s'est référé à la mélamine-formaldéhyde comme agent de fixation par suite de son utilisation importante pour la production de films cellulosiques, mais on peut employer n'importe quel autre agent de fixation désiré.
Les avantages du procédé selon la présente invention sont très apparents. On peut obtenir des articles moulés ayant n'importe quel lustre prédéterminé en utilisant un seul moule ou plaque de compression hautement poli simplement en interposant une feuille cellulosique contenant la matière cellulosique finement divisée. Les films peu coûteux ayant différentes proportions de matière cellulosique finement divisée peuvent remplacer plusieurs moules ou plaques de compression coûteuses, ayant chacune un fini spécifique en surface. Le lustre produit par les films peut être prédéterminé par le choix de la matière cellulosique finement divisée ayant différentes dimensions de particule et par la proportion de matière cellulosique finement divisée incorporée dans le film.
L'adhérence du film à la surface moulée ou formée peut être modifiée en faisant varier la proportion de l'agent de fixation dans le film.
On peut réaliser par un procédé en continu des stratifiés de feuilles plates. Les feuilles fibreuses désirées sont tirées des rouleaux et imprégnées par la résine désirée par exemple par passage des feuilles à travers des bains de résine convenable. Les feuilles imprégnées sont alors mises ensemble et un film cellulosique continu contenant la matière cellulosique finement divisée est amené en contact avec une surface de la feuille stratifiée et une feuille peu coûteuse, telle qu'un film de cellulose régénérée simple ou du papier ciré, est amenée en contact avec la surface opposée. On fait alors passer l'ensemble entre des rouleaux convenables de manière à amener les feuilles jusqu'à une relation compacte désirée, après quoi on fait passer l'ensemble à travers les zones de chauffage exigées pour mouler et cuire la résine.
On coupe les panneaux de dimension désirée à partir du stratifié et on les emmagasine. On peut laisser le film en surface adhérer à la surface durant la manipulation ultérieure et on peut le séparer par pelage lorsqu'on le désire.