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Procédé de façonnage des dérivés de la cellulose en masses plastiques, poudres comprimées, pièces moulées, bandes, feuilles, fils., etc...
Dans la travail des dérivés solubles de la cellu- lose, particulièrement des esters et éthers de la cellulose, ces composés sont mis complètement en solution et cette so- lution est ultérieurement travaillée en étant étendue, pro-
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jetée, versée sur des supports ou en étant injectée à tra- vers des ouvertures étroites ou larges, ou traitée mécani- quement sous forme de masses gélatineuses ou pâteuses avec ou sans l'aide de la chaleur. Dans tous les cas, il est nécessaire de mettre en solution plus ou moins concentrée les dérivés de la cellulose et par conséquent d'employer une quantité relativement grande de solvants ( qui en géné- ral oscille entre une fois et demie et cinq fois la quanti- té des dérivés de la cellulose employés).
Le Demandeur a trouvé que le travail des dérivés de la cellulose peut être effectué au moyen d'agents non solvants avec une consommation beaucoup moindre,en traitant ces dérivés par des agents non solvants qui soient suscepti- bles de produire un léger gonflement des dits dérivés.
L'excédent de liquide est alors éliminé par décantation et il reste comme résidu la cellulose qui ne s'est presque pas modifiée, qui est à l'état ramolli ou gonflé et qui, sous cette forme, est transformée soit par chauffage, soit par addition de très petites quantités d'autres agents non sol- vants, comme l'alcool ou de très petites quantités de sol- vants, à froid ou, de préférence, à chaud, en une masse si- rupeuse très concentrée ou plastique comme une pâte. Cette masse gonflée ou gélatineuse semi-liquide peut être, sans qu'on la mette à l'état de vraie solution, travaillée de différentes manières.
On peut par exemple la mélanger avec des agents servant à rendre plastique et obtenir ainsi sans autre traitement mécanique une masse pétrissable, qui peut être ultérieurement travaillée, par exemple en employant de l'acétylcellulose, sur des machines à cylindres ou des pres- ses à chaud, absolument de la même manière que les dérivés de la cellulose gélatinifiés à l'aide de véritables solvants.
On peut aussi mélanger la pâte avec des matières de remplis-
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sage pulvérulentes ou des matières colorantes, et avec ou sans addition d'agents ramolissants, et on obtient directe- ment, de cette manière, du fait que les matières de remplis*. sage absorbent immédiatement les petites quantités de sol- vant, un produit sec, pulvérulent ou granuleux qui peut être sans autre traitement et sans séchage ultérieur particulier, transformé en pièces moulées dans des moules sous pression et à la chaleur, ou injecté à travers des ouvertures à l'é- tat semi-liquide.
Le procédé se différencie de ceux ordinairement employés pour fabriquer des masses plastiques ou moulables au moyen de solvants, car pour obtenir une masse homogène humidifiée de manière uniforme, ces procédés connus néces- sitent une quantité de solvant pour l'humidification telle que la cellulose soit amenée à l'état d'une solution véri- table quoique concentrée, et ledit solvant doit être à nou- veau éliminé, après la fabrication de plaques du genre du celluloïd ou de pièces moulées comprimées, seulement d'une manière progressive et par évaporation, ce qui rend les pièces moulées poreuses, les racornit et en conséquence pro- voque leur déformation et une modification de leurs dimen- sions.
Selon le procédé qui fait l'objet de l'invention, on ne produit/ /le gonflement des particules individuelles des dérivés de que. jusqu'au degré la cellulose/où elles se soudent ensemble par contacta par- ticulièrement dans le travail sous pression, dans quelques cas également avec emploi simultané de la pression et de la chaleur, les petites quantités d'agent non solvant étant facilement évaporées.
Ceci permet, au contraire des procé- dés ordinairement en usage pour fabriquer des pièces mou- lées comprimées ou des produits en forme de plaques du gen-
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re du celluloïd, de renoncer à l'emploi d'une forte chaleur, et particulièrement aux moules de presses chauffés à haute température et d'effectuer le travail seulement à froid ou avec une chaleur modérée, de telle sorte que l'injection dans des moules creux par des tuyères étroites, des matiè- res ou poudres comprimées, fabriquées de cette manière est grandement facilitée.
.Môme il est aisé d'amener les résines artificiel- les à base de cellulose du type de la bakélite ou les pro- duits de condensation des aldéhydes avec les urées ou les dérivés de l'urée ou des produits de condensation d'un au- tre genre, à un état dans lequel la condensation ne se soit pas encore produite jusqu'au bout. Tandis qu'une poudre de bakélite, par exemple ne peut pas être injectée dans des moules, parce que pour l'amener à un état où elle puisse être injectée, il faut la plupart du temps la chauffer très se fortement, et elle risque néanmoins de/solidifier encore dans l'ouverture de passage, on peut au contraire en la mé- langeant avec le produit de cellulose gonflée, l'injecter à l'état froid ou légèrement chauffé dans les tuyères et provoquer sa solidification seulement dans le moule chauf- fé.
On peut de la manière la plus simple fabriquer des objets comprimés avec un tel produit de cellulose mélan- gé à des matières de remplissage de toutes sortes, sans em- ployer les moules profonds utilisés ordinairement dans las procédés de compression à chaud , car les objets moulés obtenus par compression dans des moules plats ou par injec- tion dans des ouvertures de profils appropriés ne s'altè- rent plus à l'air, en particulier ne se raccornissent pas par perdre du solvant, mais abandonnent seulement la petite
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quantité de l'agent non solvant sans modification de forme.
De cette manière on peut fabriquer des objets moulés en un temps relativement court et avec un petit nombre de moules, et même on peut obtenir très facilement des plaques du gen- re celluloïd, et également de telles plaques ne contenant aucune matière de remplissage, en laminant en plaquesde la grandeur voulue entre des rouleaux modérément chauffés,les produits bruts gonflés.On peut également, pour fabriquer des barres et des tubes ne plus employer le procédé ordi- naire de gélatinification avec l'aide de solvants, et intro- duire directement les produits bruts gonflés dans les pres- ses à barres ou à tubes légèrement chauffées.
On obtient une économie de temps considérable dans la fabrication du celluloïd, car, comme on le sait, la vaporisation du solvant des produits du genre celluloïd, que ces produits soient fabriqués en nitrocellulose, acétylcellulose, alcoylcellu- lose, et qu'ils soient obtenus sous forme de plaques, tu- bes, bandes ou pièces moulées, exigent toujours un temps important qui peut, pour les grandes dimensions atteindre des semaines et des mois.
La raison de cet état de choses provient de ce que, dans les procédés ordinaires de fabrication, des quan- tités relativement grandes de solvant restent liées aux que/ masses plastiques et ne peuvent être éliminées/par une len- te diffusion.
Dans les masses gonflées les liquides de gonfle- ment n'agissent pas comme des solvants, il s'évaporent très facilement et peuvent être expulsés éventuellement par un chauffage encore plus rapidement.
Le procédé du gonflement permet une injection des pièces façonnées à très basse température, de telle sorte
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qu'il n'est pas nécessaire de rendre plastique les masses par pression et chauffage, comme par exemple dans le brevet allemand N 395.084, car ces masses sont déjà assez plasti- ques par l'opération de gonflement pour pouvoir être injec- tées par des tuyères dans les moules. On peut donc, par le procédé d'injection, travailler des matières qui, jusqu'a présent, ne pouvaient être injectées, telles que par exem- ple certaines sortes de composés de la phénolformaldéhyde ou des composés similaires, se solidifiant très rapideme nt.
Ceci s'appliquerparticulièrement au cas où l'on veut tra- vailler, pour en faire des pièces moulées, ces composés en même temps que des esters de la cellulose. Ce procédé de gonflement est tout à fait précieux pour le travail de la nitrocellulose, dont l'utilisation avec les procédés de li- quéfaction à chaud actuels présentait toujours le danger d'inflammation subite ou même d'explosion, tandis qu'on peut employer sans aucun danger par le procédé, objet de l'invention, à froid ou avec un chauffage excessivement mo- déré.
Comme liquides de gonflement on peut utiliser les solvants qui ne possèdent par rapport à la matière première qu'un très petit pouvoir de dissolution 'Il froid et ne sont susceptibles de dissoudre cette matière que sous l'influen- ce de la chaleur ou en mélange avec d'autres solvants.
Ainsi on peut, par exemple, pour les acétylcelluloses qui sont solubles dans l'acétone et sont utilisées essentiellement à la fabrication des pièces moulées par le procédé de chauffage sous pression, employer comme agents de gonfle- ment : l'alcool méthylique, l'éther acétique pur exempt dalcool, le chloroforme, le dichloroéthylène' le dichloro- méthylène, seuls ou mélangés avec des quantités d'alcool ou de solvants de l'acétylcellulose assez petites pour qu'elles ne suffisent pas à provoquer une solution,
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peut également traiter l'acétylcellulose ou d'autres déri- vés de la cellulose et des agents de condensation d'abord avec un agent non solvant de manière à produire un ramollis- sement ou un faible gonflement et ensuite éliminer par dé- cantation tout l'excès d'agent non solvant qui n'a pas été absorbé... puis ajouter seulement des quantités excessivement petites d'un solvant ou d'un autre agent non solvant qui, lorsqu'il est mélangé avec l'agent non solvant utilisé en premier possède des propriétés dissolvantes.
Au lieu d'agents de gonflement proprement dits,on peut également utiliser des mélanges de solvants et d'agents non solvants calculés de telle manière que le pouvoir de dissolution du solvant soit dépassé par le pouvoir de préci- pitation de l'agent non solvant et qu'ainsi toute solution soit empêchée. Même si cet agent non solvant ne produit pas un gonflement complet la structure de la cellulose cor- respondra néanmoins à un état de ramollissement suffisant pour permettre la pénétration de cette cellulose par les agents servant à la rendre plastique et la transformation aes dérivés de la cellulose à l'état d'une solution solide, ce qui ne pouvait être obtenu jusqu'à présent que par un procédé de gélatinification avec un traitement mécanique, et avec l'aide de solvants, de la pression et de la chaleur.
Les masses gonflées produites de la manière ci- dessus peuvent être travaillées non seulement par compres- sion ou injection dans des moules mais également par d'au- tres procédés mécaniques, tels que par exemple laminage ou expulsion par des ouvertures ayant la forme de fentes,soit en laissant sécher à l'air les couches, plaques, pellicules, bandes et autres pièces ainsi obtenues, soit en les immer- geant dans des bains de précipitation par lesquels les mé- langes de solvants employés sont absorbés. On peut de même
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injecter les matières gonflées à travers des ouvertures très fines dans l'air ou dans des bains de précipitation et fabriquer de cette manière des barres, des bandes minces ou des tubes minces,la perte en solvants étant beaucoup moins grande que dans les anciens procédés.
Pour l'exécution du procédé il n'est pas nécessai- re de provoquer le gonflement des matières premières, et par conséquent par exemple de mélanger une acétylcellulose gonflée avec des matières de remplissage et des succédanés du camphre, de les réduire ensuite en petits morceaux et de les introduire dans une presse, mais on peut également hu- midifier des matières plastiques, pulvérisées ou finement broyées;, consistant en dérivés de la cellulose ou en pro- . duits de condensation de toutes sortes, au moyen d'un agent de gonflement et les traiter ensuite de la manière décrite ci-dessus.
EXEMPLE 1 :
On verse 100 gr. d'acétylcellulose soluble dans l'acétone dans 500 gr. de dichlorure de méthylène, on lais- se reposer quelques heures. L'acétylcellulose qui ne se transforme pas au début gonfle progressivement et devient translucide sans que sa structure se modifie. L'excès de dichlorure de méthylène est ensuite éliminé par décanta- tion et l'acétylcellulose gonflée est agitée avec un mélan- ge de 33 parties de triacétine, 75 parties de poudre de talc et 10 parties d'alcool. Il se forme d'abord un sirop de consistance épaisse qui se transforme bientôt en une masse dure,friable, Cette masse est, par un moyen mécani- que, de préférence par laminage, avec des cylindres d'acier légèrement chauffés réduite en feuilles minces, se brisant facilement.
Ensuite la masse finement granulée est intro-
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duite dans des moules métalliques chauds et transformée dans ceux-ci par pression en pièces moulées, on peut égale- ment l'injecter hors d'un cylindre creux par des tuyères étroites dans des moules creux. Cette opération pourrait aussi être effectuée à froid, par conséquent on peut ne chauffer ni le cylindre ni les moules creux, ou chauffer soit le cylindre,soit les moules creux, soit toutes ces pièces, plus ou moins fortement. Une forte pression et un chauffage élevé simultanés, comme dans les procédés connus, ne sont dans aucun cas nécessaires, quoique naturellement un chauffage au point d'ébullition de l'agent de gonflement employé accélère le durcissement des pièces moulées.
EXEMPLE 2 :
On verse 100 gr. de benzylcellulose dans 500 gr. d'alcool dans lesquels elle ne se dissout pas. puis on élimine l'alcool par décantation et on ajoute 25 gr. de benzol, après quoi on agite avec soin et on chauffe. Il se forme bientôt une Solution de grande viscosité et pâteuse qui est introduite dans des cylindres de presse légèrement chauffés et refoulée sons pression à travers de fines fi- lières de filature, les fils qui contiennent très peu de solvant se solidifiant aussitôt et pouvant être lavés sans autre traitement.
EXEMPLE 3 :
100 gr. d'hydroacétate de cellulose sont chauffés à 70 , jusqu'à, dissolution, dans un mélange de 300 gr. de trichloroéthylène et 200 gr. dtalcool. Il se sépare de la solution par refroidissement une masse gonflée dont on éli- mine par décantation l'excès de solvant, et l'acétylcellu- lose qui se sépare sous forme gélatineuse est fortement chauffée avec 50 gr. d'ester d'acide phtalique en même temps qu'on agite.
Il se forme une solution de consistance
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épaisse qui se solidifie par refroidissement en une masse plastique qui peut être transformée par laminage entre des cylindres profilés, en plaques minces ou en fils plats ou en bandes, par contre, on peut à la manière ordinaire traiter la masse solidifiée dans une presse à blocs et cou- per en plaques les blocs réguliers obtenus.
EMI10.1
REVENDICATIONS 1Q - Un procédé de fabrication de masses pâteuses à partir de dérivés solubles de la cellulose, caractérisé en ce que ces dérivés sont traités par des liquides qui ne les dissolvent pas à froid mais provoquent seulement leur gonflement, etpeumcktàtre constitués soit par des liquides n'ayant qu'un pouvoir de dissolution nul ou très faible sur les dérivés de la cellulose considérés soit par des mélan- ges d'agents non solvants avec de très petites quantités de solvants.
28 - Un mode d'exécution du procédé spécifié sous caractérisé en ce que:-¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ i# au lieu d'agents non solvants ou de mélanges d'agents non solvants et de solvants, on emploie des mélan- ges d'agents non solvants ou d'agents non solvants et de solvants qui ne dissolvent pas à froid les dérivés de la cellulose, mais sont susceptibles de les dissoudre à chaude les dérivés de la cellulose qui ont été humidifiés avec ces mélanges étant chauffés après qu'on en a, par décantation, éliminé l'excès de ceux-ci, ce qui provoque le gonflement des dits dérivés.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.