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" Perfectionnements apportés aux matières laminées "
Cette invention est relative aux matières présentant an caractère laminé et à leur préparation, et comprenant généralement des feuilles superposées de papier ou de is- sa. liées avec un produit synthétique résineux, tells que les produite au phénol-formaldéhyde, qui, lors qu'ils sont dans an état fusible, sont à réaction potentielle, c'est-à-dire qu'ils peuvent être convertis dans un état infusible sous l'action de la chaleur. Dans ces produits ( généralement
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-4 designs comme réSino!deB)Cha1ear est habitaellement appli' quée pendant que la paquet de feuilles superposées est so a- mis à l'action de la compression dans une presse.
Ces ma- tières laminées ont beaucoup d'applicationsutiles, en parti culier pour les parties isolantes en électricité et, poar cet usage, il est généralement nécessaire que la matière soir découpée suivant différents profils et perforée avec d'au- tres pièces ou pour s'accomoder avec elles.
Il est évident, que le moyen économique et désirable
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pour découper et perforer le produit laminé , est l'estam- page. nais les produits liés aux résinoïdes, étaient jas- qu'à présent d'un caractère qui nécessitait le préchauffage pour rendre la matière suffisamment souple, étant donné qu'à défaut de cette opération de chauffage, il se prodaisait des rebords bruts inappropriés ou bien des cassures sur les bords. Toutefois, même avec le préchauffage, on a trou- vé qu'il n'était pas pratiqua d'estamper le produit lors- qu'il avait une épaisseur sapérieare à an huitième de pou- ce, et que de plus, le préchauffage présente des inconvé- nients, parce qu'il tend à faire avancer ou durcir davanta- ge le résinoède, en augmentant ainsi la friabilité des articles estampés.
Un autre inconvénient sérieux da préchaaffage réside dans le changement de dimensions résultant de la dilatation produite par le chauffage et de la nécessité qai en résulta, de proportionner les matrices d'estampage avec une certaine tolérance en vae da retrait qui se produit lors da refroi- dissement.
Différents moyens ont été proposés pour éviter le chauffage des prodaits laminés, par ex., la rédaction de la teneur en résinolde on bien des outils ou des matrices de découpage spéciaux comportant des dispositifs de gratta- ge etc., afin de rendre minimam l'effet destructif, sur le produit laminé. Mais tou@ ces moyens sont évidemment limi- tés et n'ont pas troavé grand emploi.
Les matières laminées préparées selon la présente in- vention, présentent la propriété désirable et utile de l'es- tampage à froid, c'est-à-dire que le produit peat être es- tampé en donnant des articles avec des bords convenablement formés ou perforés et exempts de craquelures, sans aucun chauffage préalable oa simultané dans l'opération de l'es- tampage. De plus, il n'y a aucune limitation imposée, quand à la teneur en résinolde, ou au type de matrice dhestampa-
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ge utilisés et l'épaisseur peut aller jasqa'à an qaart de pouce ou plus, en donnant des résultats satisfaisants.
De plas,les matières laminées de cette invention na présen- tent aucun des caractères de friabilité des produits lami- nés jusqu'à ce jour, et ce, tout en étant plus souples et pins flexibles et, de ce fait, plus appropriées à la fabri- cation de bien des articles dans lesquels des matières la- minées avec un liant résinoïde phénoliqae, étaient jasqa'à présent inutilisables.
Ces perfectionnements dans les articles laminés sont réalisés en incorporant dans la composition an agent de ramollissement, oa plastifiant, qai est compatible avec le résinoïde phénoliqae et susceptible de rester dissous ou d'être colloïdalement dispersé dans le résinolde, après que la polymérisation finale a été achevée par l'action de la chaleur.
Selon la présente invention, le procédé pour préparer des matières laminées comprend le pressage et le chauffage d'une matière fibreuse et une matière résinoïde réactive pour darcir la dite matière employée en présence d'un plas- tifiant non volatil à la température de durcissement da dit résinolde.
Différentes matières sont appropriées comme plasti- fiant dans ce bat, notamment, le phosphate de tri-crésyle, le phosphate de tri-phényle, les éthers-sels di-alcoylés des acides phtalique et succinique, des éthers sels de l'a- cide abiétiqae, tels que les abiétates d'éthyle et de buty- le et en général pratiquement, toas les solvants da type éther-sel dont le point d'ébullition est aa dessus de 150 C et de préférence ceux dont le point d'ébulltion est aa-des- sus de 3000 C. et dont la vitesse d'évaporation est si lente, qu'ils restent indéfiniment dans la matière.
L'agent plastifiant peat être additionné au vernis ou solution da résinoïde, avec lequel le papier et le tissa
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doit être enduit ou imprégné , ou bien, il peut être incor- poré par mélange aux ingrédients brats comprenant du phénol et des corps contenant du méthylène ou leurs équivalents, utilisés dans la fabrication da résinoïde. Il n'est pas essentiel cependant, que le plastifiant soit additionné aa liant résinolde, étant donné qat il pont être additionné aa papier ou au tissa après l'imprégnation ou après l'addition du résinoïde habituel non plastifiée.
Différents exemples d'exécution de l'invention sont donnés ci-après, mais il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux ingrédientsoa aax proportions spéci- fiées.
Exemple 1. On prépare un vernis en dissolvant 60 partie$ de résine phénoliqae réactive dans 40 parties d'alcool dénaturé et 30 parties de phtalate de di-batyle. Da papier ou da tissa est imprégné avec ce vernis dans des propor- tions désirées, d'habitude 25 à 50 parties en poids da to- tal da liant (comprenant le résinoïde et le plastifiant) et 50 à 75 parties de papier ou da tssa . L'alcool est alors éliminé par chauffage, La matière sèche est découpée en feailles, disposée en coaches superposées et soumise à la chaleur et à la pression.
Exemple II. Un résinoïde préparé en chauffant ensem- ble 100 parties de crésol, 90 parties de formaldéhyde com- merciale, 30 parties de phosphate de tricrésylet 3 parties d'ammoniaque. Le résinoïde est déshydraté par chauffage socs pression réduite et est ensuite dissous dans de l'alcool dénaturé. Le vernis résultant est utilisé pour imprégner da papier oa du tissa, qui est alors traité comme dans l'exemple 1.
Exemple III. Un vernis est préparéen chauffent ensem- ble 100 parties d'an résinolde phénolique réactif et 40 parties @ d'abiétate d'éthyle à 100-1250 C jusqu'à ce que l'on obtienne la consistance désirée et on additionne en-
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suite 100 parties d'alcool dénaturé. Le vernis résultant est utilisé pour imprégner du papier ou du tissa, qui est alors traité comme dans l'exemple 1.
Exemple IV. On prépare un vernis dans an solvant ap- proprié, à partir d'an résinoïde phénolique réactif non plastifié, et da papier et du tissa est enduit ou imprégné avec ce dernier. Après séchage, le papier est traité au moyen de rouleaux, ou par trempage dans an bain, avec du phtalate de di-butyle, le pourcentage additionné étant déterminé par le réglage des rouleaux ou par le temps de contact dans le bain. Ee papier ou tissa est alors superposés en paquet et on en fait an produit.laminé en appliquant de la chaleur et de la pression, par cette mé- thode, la flexibilité désirée peut être obtenue avec une quantité minimum de plastifiant.
Les matières faites selon les exemples ci-dessus sont bien plus souples et bien moins cassantes que les matières analogues, qui était faites jusqu'à présent sans aucune addition d'an agent de ramollissement, ou plastifiant et, pour ce motif, elles peuvent être aisément estampées et usinées.
Elles sont également meilleures comme isolant élec- trique et ce, de beaucoup parce que la présence du plasti- fiant diminue le durcissement ou polymérisation da résinoï- de jusqu'à un certain point, en permettant l'usage d'une dempérature plus élevée et, conséquemment. une dessication parfaite da papier oa du tissa imprégné, ce qui élimine toate trace d'eau ou d'alcool. qui en pouvant rester même en quantité minime, ont un effet nuisible pour la valeur de la matière achevée comme isolant électrique.
les produits de l'invention sont également très résistants à l'eau et résistent suffisamment aux solvants organiques et chimiques poar la plupart des cas de la pratique
Dans la description qui précède, on a utilisé le terme laminé comme indiquant la méthode habituelle de la prépara-
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tion de matières fibreases liées par résinoldes et appro- priées à l'estampage. Il doit cependant être bien entendu, que la matière liée et préparée de cette façon, ne doit pas nécessairement présenter une apparence laminée, car en ef- fet, le liant résinolde peat présenter une distribution si uniforme dans la matière fibreuse, qu'un laminage ne peut être mis en évidence.
De plus, il est possible, quoique cela ne soit pas toujours praticable poar des produits/d'une épaisseur considérable, d'endaire oa d'imprégner une sim- ple feuille de papier ou de tissa de l'épaisseur requise et de la soumettre à la chaleur et à la pression. consé- qaemment, l'usage du terme laminé, ne peut être considéré comme limitatif pour les produits dans lesquels le laminage est apparent, mais il s'étend aax matières, qui sont tech- niqaement équivalentes.
REVENDICATIONS
1. Un procédé pour préparer de la matière laminée de l'espèce décrite, qui comprend le pressage et le chauffage d'une matière fibrease et d'un résinoïde réactif, pour dur- cir ce dernier en présence d'an plastifiant non volatil à la température da durcissement du résinolde.
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"Improvements made to rolled materials"
This invention relates to materials having a laminated character and to their preparation, and generally comprising overlapping sheets of paper or paper. bound with a synthetic resinous product, such as phenol-formaldehyde products, which, when in a fusible state, are potentially reactive, i.e., they can be converted into an infusible state under the action of heat. In these products (usually
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-4 designs like réSino! DeB) Cha1ear is usually applied while the stack of overlapping sheets is subjected to the action of compression in a press.
These laminated materials have many useful applications, in particular for electrically insulating parts and, for this use, it is generally necessary that the material be cut according to different profiles and perforated with other parts or for s to accommodate with them.
It is evident that the economical and desirable means
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for cutting and perforating the rolled product, is the stamp. However, the products linked to resinoids were already of a character which required preheating to make the material sufficiently flexible, given that in the absence of this heating operation, unsuitable rough edges or breaks on the edges. However, even with preheating, it was found that it was not practicable to stamp the product when it had a sapérieare thickness of an eighth of an inch, and that in addition, the preheating presents disadvantages, because it tends to advance or further harden the resinoid, thereby increasing the friability of the stamped articles.
Another serious disadvantage of prechaving is the change in dimensions resulting from the expansion produced by heating and the resulting need to proportion the stamping dies with a certain tolerance for shrinkage which occurs during cooling. dement.
Various means have been proposed for avoiding heating of the rolled products, eg, drafting the resin content or special cutting tools or dies with scrapers etc., in order to minimize the loss. destructive effect, on the rolled product. But all these means are obviously limited and have not found much use.
The laminates prepared in accordance with the present invention exhibit the desirable and useful property of cold stamping, i.e., the product can be stamped giving articles with suitably shaped edges. or perforated and free of cracks, without any prior heating or simultaneous in the swabbing operation. In addition, there is no limitation imposed, as to the resin content, or the type of estampa- matrix.
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age used and the thickness can be as much as an inch or more, giving satisfactory results.
Furthermore, the laminates of this invention do not exhibit any of the friability characteristics of the rolled products to date, while being more flexible and more flexible and, therefore, more suitable for manufacturing. many articles in which materials coated with a phenolic resinoid binder have been found to be unusable at present.
These improvements in laminated articles are made by incorporating into the composition a softening agent, plasticizer, which is compatible with the phenolic resinoid and capable of remaining dissolved or of being colloidally dispersed in the resin, after the final polymerization has been taken. completed by the action of heat.
According to the present invention, the process for preparing laminate materials comprises pressing and heating a fibrous material and a reactive resinoid material to finish said material employed in the presence of a non-volatile plasticizer at the curing temperature in the present invention. said Résinolde.
Various materials are suitable as a plasticizer in this bat, including tri-cresyl phosphate, tri-phenyl phosphate, di-alkyl ethers salts of phthalic and succinic acids, ether salts of acid. abietiqae, such as ethyl and butyl abietates and in general practically, toas ether-salt type solvents whose boiling point is above 150 C and preferably those whose boiling point is aa above 3000 C. and the rate of evaporation is so slow that they remain in the material indefinitely.
The plasticizer can be added to the varnish or resinoid solution, with which the paper and the weave
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must be coated or impregnated, or it may be incorporated by admixture with raw ingredients comprising phenol and methylene-containing bodies or their equivalents used in the manufacture of the resinoid. It is not essential, however, that the plasticizer be added to the resin binder, since it may be added to the paper or to the tissue after the impregnation or after the addition of the usual unplasticized resinoid.
Various exemplary embodiments of the invention are given below, but it is understood that the invention is not limited to the ingredients in the proportions specified.
Example 1. A varnish is prepared by dissolving 60 parts of reactive phenolic resin in 40 parts of denatured alcohol and 30 parts of di-batyl phthalate. The paper or tissue is impregnated with this varnish in desired proportions, usually 25 to 50 parts by weight of the total binder (including the resinoid and the plasticizer) and 50 to 75 parts of the paper or the tssa. . The alcohol is then removed by heating. The dry matter is cut into scraps, placed in superimposed coaches and subjected to heat and pressure.
Example II. A resinoid prepared by heating together 100 parts of cresol, 90 parts of commercial formaldehyde, 30 parts of tricresyl phosphate and 3 parts of ammonia. The resinoid is dehydrated by heating coulters at reduced pressure and is then dissolved in denatured alcohol. The resulting varnish is used to impregnate the paper with the tissue, which is then treated as in Example 1.
Example III. A glaze is prepared by heating together 100 parts of reactive phenolic resin and 40 parts of ethyl abietate at 100-1250 C until the desired consistency is obtained and then added.
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continued 100 parts of denatured alcohol. The resulting varnish is used to impregnate paper or tissue, which is then treated as in Example 1.
Example IV. A varnish in a suitable solvent is prepared from an unplasticized reactive phenolic resinoid, and the paper and tissue is coated or impregnated therewith. After drying, the paper is treated by means of rollers, or by dipping in a bath, with di-butyl phthalate, the added percentage being determined by the setting of the rollers or by the contact time in the bath. The paper or tissue is then stacked in a bundle and made into the laminated product by applying heat and pressure, by this method the desired flexibility can be achieved with a minimum amount of plasticizer.
The materials made according to the above examples are much more flexible and much less brittle than analogous materials, which heretofore were made without any addition of softening agent, or plasticizer and, for this reason, they can be. easily stamped and machined.
They are also better as an electrical insulator, much because the presence of the plasticizer decreases the hardening or polymerization of the resin to some extent, allowing the use of a higher temperature and , consequently. perfect drying of the paper or the impregnated tissue, which eliminates all traces of water or alcohol. which being able to remain even in minimal quantity, have a detrimental effect for the value of the finished material as electrical insulator.
the products of the invention are also very resistant to water and sufficiently resistant to organic and chemical solvents for most cases in practice.
In the foregoing description, the term laminate has been used to indicate the usual method of preparation.
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tion of resin bound fibrous materials suitable for embossing. It should be understood, however, that the material bonded and prepared in this way does not necessarily have to have a laminated appearance, since indeed the resinous binder peat has such a uniform distribution in the fibrous material that rolling cannot be highlighted.
In addition, it is possible, although not always practicable for products of considerable thickness, to endaire ora to impregnate a single sheet of paper or tissue of the required thickness and submit it. to heat and pressure. therefore, the use of the term laminate cannot be considered as limiting for products in which the lamination is apparent, but it extends to materials, which are technically equivalent.
CLAIMS
1. A process for preparing laminate material of the species described which comprises pressing and heating a fibrease material and a reactive resinoid to cure the latter in the presence of a non-volatile plasticizer at the resin hardening temperature.