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Composition adhésive et produits la comportant:
L'invention concerne des perfectionnements appor- tés à La fabrication du ruban gommé et a pour objets la fabrication de types nouveaux et perfectionnés de ruban à remouiller. de ooLLes à remouiller nouvelles et perfectionnées et un procédé nouveau et perfectionné de fabrication de rubans à remouiller comportant l'em- ploi de colles amylacées. L'expression "colle amylacée" sert ici à désigner les types de colles préparées en partant des amidons et des produits de décomposition de L'amidon, tels que Les dextrines ou gommes d'amidon.
L'expression "ruban à remouiller enduit. d'une colle amylacée" sert à désigner du papier ou du tissu., ou des combinaisons de papier et de tissu, sous forme de bande recouverte sur une de ses faces d'une colle, qui, Lorsqu on La mouille, devient oollante et rempLit La fonction d'une colle appropriée servant à réunir Le papier ou. Le tissu à d'autres matières.
On prépare actuellement de grandes quantités de
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papier gommé convenant aux applications telles que Les étiquettes, Les cacheta, et les fermetures d'enveloppes avec des coLLes à La dextrine, mais Les colles à la dextrine n'ont jamais pu remplacer d'une manière satis- faisante La colle forte animale dans la catégorie du ruban gommé servant à assembler des bottes d'un type assez fort, ou du papier ou de La toile gommés employés dans le cas où. il est nécessaire que des propriétés énergiquement collantes apparaissent aussitôt que la couche collante a été remouillée et que cette couche sèche rapidement pour former un joint.
Suivant l'invention, on a découvert qu'on pouvait préparer des rubans à remouiller de qualité supérieure, acquérant un pouvoir collant extrêmement fort aussitôt après avoir été mouillés, ne tendant pas à glisser ou à se déplacer sur la surface sur laquelle ils ont été appliqués, même s'ils sont soumis à une forte tension ou à une pression latérale considérable et possédant un pouvoir adhésif suffisant, lorsqu'ils sont encore mouillés pour maintenir L'une sur L'autre des surfaces qui tendraient normalement à s'écarter élastiquement L'une de l'autre.
On arrive à ce résultat en employant un produit de transformation amylacé d'un type spédial comme produit de base combiné avec certaines matières auxiliaires, ainsi qu'il est décrit ci-après avec plus de détails.
Les produits de base suivant L'invention sont des produits de transformation amylacés des types plus amidonnés, qui ont été transformés de façon à acquérir Les propriétés caractéristiques suivantes! a) une teneur en dextrine inférieure à 55 %, dé- terminée par le procédé de Babington, ingle et Watson
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Journal, of the Sooiety of Chemical Industry (Journal de la Société de Chimie Industrielle) 37 (1918) 257.
Ce procédé est Le suivant:
On chauffe L'échantillon (L gr) dans un ballon gradué de LOO cm3 avec 30 cm3 d'eau, jusqu'au moment où il commence à se gélatiniser et on le refroidit rapidement; on ajoute ensuite 50 om d'une soLution saturée froide d'hydroxyde de baryum, (en agitant entre temps Le ballon), puis une quantité d'eau suffi- sante pour parfaire le volume à LOO cm3. On filtre la solution sur un papier sec de 15 cm et on verse avec une pipette une portion aliquote (50 cm3) de la liqueur filtrée dans une capsule en platine. Après avoir ajoute
2 gouttes d'une solution à 1 % de phénolphtaléïne, on ajoute avec précaution de l'acide chlorhydrique à N/1, jusqu'à ce qu'on dépasse exactement le point neutre.
On rétablit une couleur rose fugitive en ajoutant deux ou trois gouttes de la solution d'hydroxyde de baryum,
On ajoute une quantité pesée (environ 10 gr) de sable et on chauffe La capsule au bain-marie. Le sable doit être agité à l'état presque sec, de façon à exposer la plus grande surface possible à L'action de L'air, puis on introduit la capsule dans un four bien réglé et on sèche à poids oonstant à 120 C, température au-dessous de Laquelle le chlorure de baryum oristallisé se déshy- drate. Comme la gomme de dextrine est hygrosoopique il convient de prendre des précautions en conséquence.
On chauffe ensuite la capsule fortement, mais non au- dessus de la température nécessaire à la combustion complète de la matière organique. Tendant Le grillage,
Le sable doit être fortement agité de temps en temps, pour permettre à L'air d'y accéder complètement.
On refroidit alors et on pèse La capsule et son contenu,
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La différence de poids avant et après Le grillage re- présente le poids de gomme de dextrine contenue dans
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50 OM3 de la Liqueur filtrée, ctest-à-dire dans la moitié de L'échantillon prélevé. b) La viscosité des amidons dégradés ou dextrinisée est une indication définie du degré de décomposition ou de dextrinisation qu'a subi L'amiclon, Un produit de transformation oonvenant aux applications de l'in- vent ion est un amidon décomposé ou dextrinisé qui, Lorsqu'on le cuit en proportions dé 1 partie du produit de transformation et L partie 1/2 d'eau. à 88 0, puis le
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qu'on/refroidit à 52 0.
acquiert une viscosité comprise entre 15 et 400 secondes, de préférence entre 25 et L50 seoondes, déterminée dans LlappareiL viscoeimètre de Stormer, ces durées étant celles qui correspondent
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à LOO tours d cylindre du viscosimètre, en employant un poids de 100 gr. Le viscosimètre de Stormer indiquait une valeur de 5,6 secondes pour l'eau à 52 0 et de 2,4 secondes en tournant Librement, la capsule du vis-
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cosimètre étant vide, ces valeurs étant le temps néces- saire à 100 tours du cylindre du viscosimètre, en employant un poids de 100 gr. c) Entre les Limites indiquées dans Les paragraphes a) et b) on peut employer les types suivants de produits de transformation;
1) les gommes anglaises ayant une solubilité supé rieure à 60 % environ, de préférence comprise entre
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70 % et 95 % dans l'eau à 24 Co 8j Les amidons incomplètement dextrinisée du type de la dextrine blanche ayant une solubilité dans l'eau comprise entre 3 % environ et 50 % environ.
L'expression "gommes anglaises" sert à désigner Les produits de décomposition de L'amidon, obtenus en grillant ou
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chauffant L'amidon., hors de la présence, sinon en présence d'une très faible quantité de catalyseurs aci- des, et qui se différencient des dextrines obtenues par grillage ou chauffage de l'amidon en présence de quan- tités relativement fortes de catalyseurs acides* Tour les applications de L'invention, il vaut mieux employer comme produit de base un produit de transformation amylaoé du type de la gomme.
anglaise, mais il doit être entendu qu'on peut employer n'importe quelle matiez re amylacée possédant les propriétés caractéristiques
Indiquées dans les paragraphes a) et b) en combinaison avec Les matières auxiliaires indiquées ci.,après dans le paragraphe d) pour préparer une colle à remouiller suivant L'invention. d) on mélange Le produit de base possédant les caractéristiques indiquées dans les paragraphes a) et b) avec un autre produit fonctionnant comme solvant des portions moins complètement décomposées du produit de base amylaoé et n'opposant à La rétrogradation de ces portions sons une forme moins soluble.
Les propriétés de ces produits auxiliaires varient d'une faible aci- dite à une faible aloalinité, et de préférence, ces produits sont à peu près neutres. Parmi Les corps exer- çant cette action solvante, on peut citer les urées so- lubles dans lteau, comprenant l'urée et La thionrée,
Les nitrates solubles dans L'eau., comprenant le nitrate d'ammonium, Le nitrate de sodium, Le nitrate de guadini- ne, et le nitrate de potassium, et les thiooyanates solubles dans L'eau, comprenant Les thiooyanates de potassium et de sodium.
Ces corps paraissent agir comme plastifiants, tendant à empêcher La formation de stries ou de fentes et peuvent servir à préparer Le ruban gommé suivant l'invention, avec ou sans addition d'au- @
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tres agents plastifiants, tels que, par exemple,, la glycérine, L'éthylène glycol, le diéthyLène glycol et d'autres alcools polyhydriques, ou avec addition de
Lactate de sodium et autres corps exerçant une action plastifiante, En général,, il vaut mieux employer une proportion d'environ 3 % à environ 30 % d'un plastifiant solvant du type décrit ci-dessus, avec ou sans une pro- portion d'environ 1 % à environ 10 % d'un plastifiant, tel que la glycérine, les alcools polyhydriques ou d'antres. Parmi les solvants plastifiants,
on préfère employer les urées solubles dans l'eau, car elles sont normalement solides, non toxiques, à peu près neutres et donnent d'excellents résultats. e) Outra, Ltadition des produits auxiliaires précitée, on peut ajouter une proportion relativement faible d'un agent augmentant la viscosité des disper- sions amylacées, pour rendre meilleur le résultat obtenu.
L'agent auquel on donne la préférence, à cet effet, est
Le borax. L'aluminate de sodium et Les aluminates solubles similaires exercent une action à peu près sem- blable à celle du borax pour augmenter la viscosité des dispersions amylacées. L'agent augmentant la viscosité peut aussi être formé sur place dans la com- position adhésive, par exemple, en incorporant de
L'acide borique à la colle et ajoutant un alcali à
L'eau de remouillage ou tout autre composé susceptible de réagir sur L'acide borique pour donner un borate soluble.
La proportion de borax ou d'un autre agent augmen- tant la viscosité ajouté est de préférence inférieure à
5 % et de préférence au plus égale à la proportion de plastifiant, Lorsqu'on emploie du borax dans les compo- sitions de L'invention,. il vaut mieux employer un
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plastifiant exerçant une action modificatrice sur le
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borax.
En Itabsence de ce plastifiant, le borax exerce une action drinsolubilisation sur Les types plus ami- donnés des produits de transformation employés com- me produits de base et cette action tend à détruire
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leurs propriétés de redevenir collants, On peut remar** quer que Les plastifiants solvants, tels que Les urées solubles dans l'eau paraissent exercer une action mo- dificatrice sur Le borax., l'emp3chant d*agir sur Les produits de tiansiormation amylacés et que de même les agents plastifiants comportant des groupes hydroxyles.
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tels que La glycérine, exercent une action modifiez trice sur le borax.
Par suite, on peut préparer sui- vant l'invention, des colles à remouiller en partant de
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produits de base poewédant les caractéristiques généra- les indiquées dans les paragraphes a) et b) en combinai- son avec du borax et un agent plastifiant, tel que la glycérine, ou en partant de ces mêmes produits de base en combinaison avec du borax et un agent plastifiant% tel que L'urée, mais sans glycérine.
En faisant usage de La combinaison spécialement définie de produits décrite ci-dessus, on peut fabriquer un ruban gommé à remouiller, dont les propriétés adhé- sives sont au moins équivalentes à celles des rubans collants à remouiller à la colle forte animale de la
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meilleure qualité, De Plus.
on a constaté, suivant L'ino, vention, qu'an introduisant du borax ou un autre agent
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augmentant La viscosité dans lteau servant à remouiller La couche de colle, iL est possible dtobtenir des ré-
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sultatse au point de vue de l'adhérence, bien supérieurs à ceux que donnent Les oolles fortes animales à remouiller, @ Ci-après sont donnés quelques exemples des formules
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de colles suivant L'invention, auxquelles on donne la préférence, avec une comparaison de leurs propriétés adhésives, avec celles des colles à remouiller d'autres types, telles qu'elles sont obtenues à L'aide de l'ap- pareil d'essai Mo Laurin des rubans gommés, construit par La Thwing-Albert Instrument Company, Philadelphie, Pennsylvanie, 'Etats-Unis d'Amérique, Bien entendu,
des résultats de ces essais peuvent subir quelques variations suivant l'état hygrométrique et les conditions de température,, mais les résultats comparatifs ont fait apparaître nettement La supériorité du xuban gommé, fabriqué suivant L'invention.
-Exemple 1.
100 parties de gomme anglaise de tapioca
LO parties d'urée
5 parties de glycérine
95 parties d'eau.
On mélange ensemble les substances qui précèdent et on les cuit à une température de 88 C. puis on re- froidit Le mélange à 27 C, on l'applique sur une bande de papier et on sèche. La gomme anglaise employée a une solubilité de 85 % dans l'eau à 24 C et une teneur en dextrine de 36 %, déterminée par le procédé de Babington, Tingle et Watson, indiqué ci-dessus. Les essais de Me Laurin d'un ruban préparé avec cette composition adhésive ent donné comme moyenne, environ 55 unités, le ruban ayant été mouillé avec de l'eau et environ 90 unités, lorsqu'il avait été mouillé avec une solution saturée de borax.
Des rubans préparés avec le même papier mais recouverts d'une couche de colle forte animale de La meilleure qualité ont donné des résultats dressai moyens établis sur une base comparative compris
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entre 45 et 65 unîtes, après avoir été moutillés avec de l'eau dans les mêmes conditions.
A titre de comparaison, une colle préparée sui- vant la même formule, mais contenant une dextrine de tapioca, possédant une solubilité de 98 % dans l'eau à 24 0 et une tenaur en dextrine de 96 %, déterminée coma me ci-dessus nta donné avec L'appareil. Mo Laurin qu'en moyenne L4 unités après mouillage avec de l'eau et 23 unités environ après mouillage avec une solution de bo- rax saturée, L'emploi de ce type de dextrine de manioc caractérise d'une manière typique la technique antérieu- re, Ce résultat montre aussi due L'opération supplémen- taire consistant à ajouter une solution de borax ou d'un autre agent augmentant La viscosité à L'eau de touillage est avantageuse même s'il s'agit de colles des types connus,,
Exemple 2.
97 parties de gomme anglaise de tapioca
3 parties de borax
15 parties d'urée
5 parties de glycérine
95 parties d'eau
On mélange entre elles les substances qui précèdent et on les vuit à une température de 88 0, puis on re- froidit le mélange à 27 C, on l'applique sur le papier et on sèche; La gomme anglaise avait Les mêmes caracté- ristiques que celle de L'exemple 1.
L'essai Mo Lanrin du ruban préparé avec cette com- position adhésive a donné un résultat moyen de 77 uni- tés après mouillage avec de L'eau et de 97 unités après mouillage avec une solution saturée de borax,
Cet exemple montre qu'il est possible d'incorporer
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une faible proportion de borax dans la composition adhésive en même temps que l'urée et la glycérine. Lors- qu'on incorpore le borax de cette manière directement dans La composition adhésive, il est bon dviter un séchage excessif du ruban, qui tendrait à diminuer la rapidité avec laquelle la couche de colle se remouille et redevient oollante
Exemple 3,
100 parties de gomme anglaise de tapioca
10 parties de glyoérine
90 parties d'eau.
On mélange ensemble ces substances et on les cuit à 88 0, puis on refroidit le mélange à 27 C, on L'applique sur le papier et on sèche.
La gomme anglaise de tapioca smployëe dans cet exemple, avait La même solubilité et la même teneur en dextrine que celles des exemples 1 et 2.
Les essais Ma Laurin d'un. ruban préparé avec cette composition adhésive ont donné un résultat moyen de 60 unités, après mouillage avec uns solution à 10 % d'arée dans l'eau et de 89 unités après mouillage avec une solution aqueuse, contenant 10 % d'urée et 4 % de borax.
Cet exemple montre de quelle manière l'urée peut être introduite dans la couche de colle en dissolvant une partie de l'urée dans l'eau de mouillage au lien de L'incorporer dans la composition adhésive avant de l'appliquer sur le papier. Si on opère de cette manière il convient d'introduire une proportion de glycérine ou. d'une autre matière plastifiante dans la colle plus forte que celle qui serait nécessaire si L'orée avait été incorporée dès le début dans la composition
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adhésive..
Exemple 4,,
97 parties d'un produit de transformation du tapioca
3 parties de borax
20 parties d'urée
90 parties d'eau
5 parties de glycérine
On mélange ensemble ces substances et on Les cuit à une température de 88 C.
Pais on refroidit le mélange à 27 0, on L'applique sur Le papier et on sèche, On peut l'appliquer à chaud ou à froid, Le produit de trans- formation du tapioca employé contenait 9 % de dextrine,. déterminée par Le procédé de Babington, Tingle et Watson,,, avait une solubilité d'environ 12,6 % et une viscosité de 38 secondes déterminée par Le visoosimètre de Stormer de la manière décrite ci-dessus,,
Le ruban$ après séchage à L'air pendant quatre jours a donné un résultat moyen d'essai Mo Laurin d'en.* viron 79 anités, après mouillage avec de l'eau et de 92 unités, après mouillage avec une soiution saturée de borax.
A titre comparatif, un ruban à la colle forte animale, ayant subi Les mêmes essais a donné des résul- tata moyens compris entre 65 et 90 unités, avec Le même papier d'essai que dans Les exemples précédents.
Exemple 5.
97 parties d'un produit de transformation du tapioca
3 parties de borax
20 parties de nitrate de sodium
90 parties d'eau
5 parties de glycérine
On mélange ensemble ces substances et on les cuit à une température d'environ 82 0, puis on refroidit
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le mélange à 27 0, on l'applique sur le papier et on sèche. Le produit de transformation du tapiooa est le même que celui de L'exemple 4, il a une teneur en dex- trine de 9 %, une solubilité d'environ 12,6 % et une viscosité de 38 secondes, déterminée par un viscosimètre Stormer, de la manière décrite ci-dessus.
Le ruban, après séchage à l'air pendant quatre jours a donné un résultat d'essai Mo Laurin moyen d'environ 78 unités, après mouillage avec de l'eau. On a obtenu un meilleur résultat après mouillage du ruban avec une solution saturée de borax,
Exemple 6.
100 parties d'un produit de transformation du blé
25 parties dturée
3 parties de borax
95 parties d'eau
5 parties de glycérina
On cuit ces substances à 82 0 environ, puis on re" froidit le mélange à 27 0 environ, on L'applique sur le papier et on sèche*
Les essais Mo Laurin ont donné des résultats moyens dzenviron 35,8 unités après mouillage avec de L'eau, pure et d'environ 57,4 unités après mouillage avec une solu- tion saturée de borax. Le produit de transformation du blé employé à la préparation de cette composition avait une solubilité d'environ 11,6 %, une teneur en dextrine de 10 % et une viscosité de 43 secondes.
Mais cet exem- ple démontre qua les produits de transformation du blé sont inférieurs aux produits de transformation du ta- piooa, ou à ceux qu'on obtient avec d'autres fécules de racines, à L'encontre des amidons de grains. Cependant, les compositions préparées avec des produits de trans- formation du blé peuvent être avantageuses lorsqu'on
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emploie pour remouiller le ruban une solution de borax on d'un autre agent augmentant la viscosité,
Il doit être entendu que les diverxemples de formules de colles qui précèdent sont donnés en vue de faire apparaître le caractère de nouveauté de l'inven- tion, et d'en faire comprendre les principes et la valeux relative des moyens employés pour arriver au résultat cherché.
L'invention ne doit pas être oonsi" dérée comme limitée aux exemples particuliers qui pré- cèdent,, d'autant plus qu'on peut apporter de nombreuses modifications à la nature de la base de la colle et eux proportions des autres substances employées sans sortir des Limites indiquées comme essentielles pour arriver aux résultats cherchés par l'inention.
Les amidons employés peuvent être dérivés des fécu- les de racines, par exemple, le tapioca, le sagon, le manioo, la pomme de terre,. le topinambour, ou des ami- dons de grains, mais, riz, et blé. En générai on donne la préférence aux produits de transformation des fécules de racines, qui donnent les meilleurs résultats, que le produit de transformation soit incomplètement dextrinisé on soit une gomme anglaise, On obtient des résultats moins avantageux avec les amidons dérivés des grains, en particulier Lorsque le produit de transformation est une dextrine ou un amidon incomplètement dextrinisé, plutôt qu'une gomme anglaise,
On peut employer divers agents plastifiants, de mouillage, solvants,
anti-mousse et des charges en combinaison avec le produit adhésif choisi de pré- férence en vue d'obtenir Les effets particuliers connus dans la technique qui résultent de l'emploi de ces substances. On peut incorporer dans les composi-