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BREVET D'IMPORTATION "PRODUITS PLASTIQUES ET FLEXIBLES A BASE DE ZEINE"
Cette invention est relative à des produits de zéine perfectionnés destinés à être utilisés dans les diverses industries des matières plastiques et concerne plus spécialement des produits de zéine ayant une flexibilité et une élasticité améliorées.
Jusqu'à ce jour, des matières à base de protéines ont été utilisées dans une certaine mesure dans les arts plastiques, en particulier pour la fabrication de masses analogues aux résines à partir de la caséine ou de protéines analogues. Les protéines de ce genre ne peuvent toutefois recevoir que des applications limitées pour de nombreuses raisons, parmi lesquelles on mentionnera le fait qu'il n'existe pas de plastifiants convenables. De nombreuses matières ont été recommandées pour le but envisagé, mais aucune d'elles n'a donné des résultats très satisfaisants.
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La plupart des composés organiques n'ont pas d'action solvante sur les protéines utilisées jusqu'à ce jour, et il a été difficile d'obtenir une dispersion satisfaisante des plastifiants ou d'obtenir une compatibilité convenable entre les composants du produit final.
On a maintenant découvert que, dans le cas de la zéine, on peut utiliser la diacétine comme plastifiant avec d'excellents résultats. Ce composé exerce une action solvante sur la zéine et est compatible avec les produits de zéine finals sous des concentrations suffisamment élevées pour presque tous les usages de la pratique. La diacétine est compatible non seulement avec la zéine mais aussi avec les produits de réaction de la zéine et d'aldéhydes réactives telles que la formaldéhyde, la paraldéhyde, etc. Ceci constitue un avantage marqué puisqu'il est maintenant possible de préparer des matières plastiques à base de zéine qui possèdent le degré désiré de flexibilité en même temps que de grandes résistances aux efforts de traction et à l'eau.
Des résultats analogues peuvent être obtenus en utilisant l'éther butylique du diéthylène glycol à titre d'équivalent de la diacétine, bien quecelle-ci soit préférable pour la plupart des usages.
On peut incorporer le plastifiant en toute concentration admissible, mais le pourcentage réel appliqué dépendra bien entendu de la nature du produit et du degré de flexibilité désiré. On peut généralement utiliser avec succès des quantités de plastifiant s'élevant à 20 % ou davantage du poids de la zéine et, pour la plupart des applications, on trouvera que 10-20 % donnent de bons
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résultats. On peut incorporer le plastifiant à un stade quelconque de la fabrication des produits de zéine avant de les façonner aux formes finales désirées.
Il est toute- fois habituellement préférable d'incorporer le plastifiant au . mélange de zéine initial, Par exemple, si l'on prépare à l'aide de zéine et de formaldéhyde aqueuse une matière plas- tique destinée au moulage, on peut ajouter le plastifiant au mélange initial de zéine et de formaldéhyde aqueuse et le mélanger intimement avec ce mélange pendant la première opé- ration de malaxage. De même, s'il s'agit de préparer des films ou pellicules à partir de solutions de zéine et de sol- vants organiques, on peut ajouter le plastifiant à la solu- tion ou l'incorporer initialement lorsqu'on prépare la so- lution.
Il est évident que l'invention est applicable aux usages les plusvariés de la zéine dans l'industrie des ma- tières plastiques, par exemple à la fabrication des matières plastiques moulées, des produits doublés, des feuilles de carton ou planches agglomérées, des pellicules et films transparents, de la rayonne, des matières de revêtement, etc.
Il est facile de déterminer dans tout cas particulier, par de simples expériences préliminaires, la quantité de plasti- fiant la plus favorable pour les produits moulés ou doublés préparés pour estampage ou découpage. Dans le cas de matiè- res de revêtement, la quantité de plastifiant dépendra de l'usage que la matière est appelée à recevoir, comme dans le cas de gommes laques ou d'autres matières de revêtement semblables. Lorsqu'on désirera une très grande résistance à l'eau, on n'utilisera que la quantité de plastifiant juste nécessaire pour assurer le degré de flexibilité désiré.
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Les exemples particuliers qui suivent aideront à faire comprendre l'invention :
EXEMPLE I
On a mélangé de la zéine broyée sèche avec 15 % en poids de diacétine et 10 en poids d'eau. La masse résultante a alors été plastifiée et convertie en feuilles entre des cylindres tournant à des vitesses égales. Les feuilles résultantes ont été moulées dans une presse hydraulique et ont ensuite été durcies dans une solution de formaldéhyde conformément; à la pratique connue dans l'industrie des matières plastiques à base de caséine.
EXEMPLE II
On a préparé une solution de zéine convenant à titre de liant pour la préparation du liège aggloméré et des produits analogues en dissolvant de lazéine sous une concentration de 30 % environ dans de l'alcool éthylique aqueux contenant environ 5 % de formaldéhyde et 15 % d'éther butylique du diéthylène glycol, ces pourcentages étant basés sur le poids de la zéine.
Il ressort de l'exposé qui précède et des exemples que l'invention est susceptible de recevoir un grand nombre de réalisations et réside, en général, dans l'application de la zéine dans les arts plastiques. Il est bien entendu que les exemples particuliers n'ont été indiqués qu'à titre explicatif et qu'ils ne limitent pas la portée de l'invention. Le procédé et le produit pourraient être modifiés à de nombreux points de vue dans chaque cas. Diverses autres matières, telles que des charges ou substances de remplissage, colorants, etc., pourraient être incorporées aux produits, et
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le procédé appliqué pourrait être modifié de l'une quelconque des manières connues.
En général, on peut dire'que tous les équivalents ou modes opératoires modifiés qui viendront à l'esprit de l'homme du métier rentrent dans le cadre de cette invention.
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IMPORT PATENT "PLASTIC AND FLEXIBLE PRODUCTS BASED ON ZEINE"
This invention relates to improved zein products for use in the various plastics industries and more particularly relates to zein products having improved flexibility and elasticity.
Heretofore, protein-based materials have been used to some extent in the plastic arts, in particular for the manufacture of resin-like materials from casein or like proteins. Proteins of this kind, however, can only receive limited applications for many reasons, among which will be mentioned the fact that there are no suitable plasticizers. Many materials have been recommended for the intended purpose, but none of them has given very satisfactory results.
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Most of the organic compounds do not have a solvent action on the proteins used to date, and it has been difficult to obtain a satisfactory dispersion of the plasticizers or to obtain a suitable compatibility between the components of the final product.
It has now been found that in the case of zein, diacetin can be used as a plasticizer with excellent results. This compound exerts a solvent action on the zein and is compatible with the final zein products in concentrations high enough for almost all practical uses. Diacetin is compatible not only with zein but also with reaction products of zein and reactive aldehydes such as formaldehyde, paraldehyde, etc. This constitutes a marked advantage since it is now possible to prepare zein-based plastics which possess the desired degree of flexibility at the same time as high resistance to tensile forces and to water.
Similar results can be obtained using diethylene glycol butyl ether as the diacetin equivalent, although this is preferable for most purposes.
The plasticizer can be incorporated in any permissible concentration, but the actual percentage applied will of course depend on the nature of the product and the degree of flexibility desired. In general, amounts of plasticizer of 20% or more of the weight of the zein can be used successfully, and for most applications 10-20% will be found to give good results.
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results. The plasticizer can be incorporated at any stage in the manufacture of the zein products prior to shaping them into the desired final shapes.
It is usually preferable, however, to incorporate the plasticizer into the. initial zein mixture, For example, if a plastic material for molding is prepared with zein and aqueous formaldehyde, the plasticizer can be added to the initial mixture of zein and aqueous formaldehyde and mixed thoroughly. with this mixture during the first mixing operation. Likewise, if it is a question of preparing films or films from solutions of zein and organic solvents, the plasticizer can be added to the solution or incorporated initially when preparing the solution. lution.
It is obvious that the invention is applicable to the most varied uses of zein in the plastics industry, for example in the manufacture of molded plastics, lined products, sheets of cardboard or agglomerated boards, films. and transparent films, rayon, coating materials, etc.
It is easy to determine in any particular case, by simple preliminary experiments, the most favorable amount of plasticizer for molded or lined products prepared for stamping or cutting. In the case of coating materials, the amount of plasticizer will depend on the use that the material is to receive, as in the case of shellacs or other similar coating materials. Where very high water resistance is desired, only the amount of plasticizer necessary to provide the desired degree of flexibility will be used.
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The specific examples which follow will help to understand the invention:
EXAMPLE I
Dry ground zein was mixed with 15 wt% diacetin and 10 wt% water. The resulting mass was then plasticized and converted to sheets between rolls rotating at equal speeds. The resulting sheets were molded in a hydraulic press and then were cured in a formaldehyde solution according to; to the known practice in the casein-based plastics industry.
EXAMPLE II
A zein solution suitable as a binder for the preparation of agglomerated cork and the like was prepared by dissolving zein in a concentration of about 30% in aqueous ethyl alcohol containing about 5% formaldehyde and 15% dye. butyl ether of diethylene glycol, these percentages being based on the weight of the zein.
It emerges from the above description and from the examples that the invention is capable of receiving a large number of embodiments and resides, in general, in the application of zein in the plastic arts. It is understood that the specific examples have been given only for explanatory purposes and that they do not limit the scope of the invention. The process and the product could be changed from many points of view in each case. Various other materials, such as fillers or fillers, colorants, etc., could be incorporated into the products, and
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the method applied could be modified in any of the known ways.
In general, all equivalents or modified procedures which will occur to those skilled in the art can be said to be within the scope of this invention.