Procédé de fabrication d'une composition adhésive. L'invention concerne un procédé de fabri cation d'une composition adhésive @à base de produits de transformation amylacés, destinée à servir à la préparation de produits à re- mouiller, en particulier de rubans gommés. L'expression "produit de transformation amy lacé" sert ici à désigner un produit préparé en partant des amidons pour les rendre pro pres à former des colles.
L'expression "ru- ban 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 collante et remplit la fonction d'une colle appropriée servant à réunir le papier ou le tissu à d'autres corps.
On prépare actuellement de grandes quantités de papier gommé convenant aux applications telles que les étiquettes, les ca chets, et les fermetures d'enveloppes avec des colles à la dextrine, mais les colles à la dex- trine n'ont jamais pu remplacer d'une manière satisfaisante la colle forte animale dans la catégorie du ruban gommé servant à assem bler des boîtes 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.
On a découvert que par l'emploi d'une composition adhésive obtenue suivant l'inven tion, on pouvait préparer des rubans à re- mouiller 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 moud- lés, pour maintenir l'une sur l'autre des sur- faces qui tendraient normalement à s'écarter l'une de l'autre. Une telle composition est préparée en employant un produit de trans formation amylacé d'un type spécial comme produit de base.
Ledit produit de transformation amylacé résulte d'une transformation de matières amylacées effectuée de façon que le produit présente les propriétés caractéristiques sui vantes a) une teneur en dextrine inférieure à 55%, déterminée par le procédé de Babing- ton, Tingle et Watson, Journal of the Soeiety of Chemical Industry (Journal de la Société de Chimie Industrielle) 37 (1.918) 257.
Ce procédé est le suivant: On chauffe l'échantillon (1 g) dans un ballon gradué de 100 cm' avec 30 cm' d'eau, jusqu'au moment où il commence à se géla- tiniser et on le refroidit rapidement; on ajoute ensuite 50 cm' d'une solution saturée froide d'hydroxyde de baryum (.en agitant entre temps le ballon), puis suie quantité d'eau suffisante pour parfaire le volume à 100 cm'.
On filtre la solution sur un papier sec de 15 cm et on verse avec une pipette une portion aliquote (50 cm') de la liqueur filtrée dans une capsule en platine. Après avoir ajouté 2 gouttes d'une solution à 1 % de phé- nolphtaléine, on ajoute avec précaution de l'acide chlorhydrique à N/1, jusquà ce qu'on dépasse exactement le point neutre. On ré tablit une couleur rose fugitive en ajoutant deux ou trois gouttes de la solution d'hy droxyde de baryum. On ajoute une quantité pesée (environ 10 g) 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 â, poids constant à 120 C, température au-dessous de laquelle le chlorure de baryum cristallisé se dés hydrate. Comme la gomme de dextrine est hygroscopique, il convient de prendre des précautions en conséquence.
On chauffe en suite la capsule fortement, mais non au- dessus de la température nécessaire à la, com- bustion complète (le la matière organique. Pendant le grillage:, le sable doit être forte ment agité de temps en temps, pour permet tre à l'air d'y accéder complètement. On re froidit alors et on pèse la capsule et son con tenu. La différence de poids avant et après le grillage représente le poids de gomme de dextrine contenue dans 50 cm' de la liqueur filtrée, c'est-à-dire dans la moitié de l'échan tillon prélevé.
b) La viscosité des amidons dégradés ou dextrinisés est une indication définie du de gré de décomposition ou de dextrinisation qu'a subi l'amidon. Un produit de transfor mation convenant aux applications de l'inven tion est un amidon décomposé ou dextrinisé qui, lorsqu'on le cuit en proportions de 1 par tie du produit de transformation et 11/2 partie d'eau à 88 C, puis qu'on le refroidit à 52 C, acquiert une viscosité comprise entre 1.5 et 400 secondes, de préférence entre 25 et 150 se condes, déterminée dans l'appareil viscosi mètre de Stormer, pour 100 tours du cylindre du viscosimètre,
en employant un poids de 100 g, le viscosimètre de Stormer indiquant une valeur de 5,6 secondes pour l'eau à 52 C et. de 2,4 secondes en tournant librement, la capsule du viscosimètre étant vide, pour 100 tours du cylindre du viscosimètre, en employant un poids de 100 g.
c) Entre les limites indiquées dans les paragraphes <I>a)</I> et<I>b),</I> on peut employer les types suivants de produits de transformation: 10 les gommes anglaises, d'une teneur en dextrine moindre: que 55 % et ayant une solu bilité supérieure à 60 % environ, de préfé rence comprise entre<B>70%</B> et 95 % dans l'eau à 24 C, la solubilité pouvant être mesurée par une quelconque des méthodes bien con nues 20 les amidons incomplètement dextrini- sés du type de la dextrine blanche ayant une teneur en dextrine moindre que 35 % et une solubilité dans l'eau comprise entre 3 % envi ron et 50 % environ.
L'expression "gommes anglaises" sert à désigner les produits de dé composition de l'amidon, obtenus en grillant ou chauffant l'amidon, hors de la présence, sinon en présence d'une très faible quantité de catalyseurs acides, et qui se différencient des dextrines obtenues par grillage ou chauf fage de l'amidon en présence de quantités re lativement fortes de catalyseurs acides. Pour les applications de l'invention, il vaut mieux employer comme produit de base un produit de transformation amylacé du type de la gomme anglaise, mais il doit être entendu qu'on peut employer n'importe quelle matière amylacée possédant les propriétés caractéris tiques indiquées dans les paragraphes a) et b).
d) On mélange le produit de base pos sédant les caractéristiques indiquées dans les paragraphes a) et b) avec un autre produit de caractère faiblement basique à faiblement acide, exerçant en solution aqueuse, une ac tion solvante sur les portions moins complè tement décomposées du produit de base amy lacé et s'opposant à la rétrogradation de ces portions sous une forme moins soluble. Les propriétés de ces produits auxiliaires varient d'une faible acidité à une faible alcalinité, et de préférence, ces produits sont à peu près neutres.
Parmi les corps exerçant cette action solvante, on peut citer les urées solubles dans l'eau, comprenant l'urée et la thiourée, des nitrates solubles dans l'eau, comprenant le nitrate d'ammonium, le nitrate de sodium, le nitrate de guanidiine, et le nitrate de potas sium, et des thiocyanates solubles dans l'eau, comprenant les thiocyanates:
de potassium et de sodium. Ces corps paraissent agir pour em pêcher la formation de stries ou de fentes et peuvent servir à préparer la composition suivant l'invention, avec ou sans addition d'autres agents plastifiants, tels que, par exemple, la glycérine, l'éthylène glycol, le diéthylène glycol et d'autres alcools poly- hydroxyliques, ou avec addition de lactate de sodium et. autres corps exerçant une action plastifiante.
En général, il vaut mieux em ployer une proportion d'environ 3 % à environ 30 % d'un solvant du type décrit ci-dessus, calculée par rapport au produit de base, avec ou sans une proportion d'environ 1 % à envi ron 10% d'un plastifiant, tel que la glycérine, les alcools polyhydroxyliques eu d'autres. e) Outre l'addition des produits auxi liaires précités, on peut ajouter une propor tion relativement faible d'un agent augmen tant la viscosité des dispersions 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 semblable à celle du borax pour augmenter la viscosité des dis persions amylacées.
La proportion de borax ou d'un autre agent augmentant la viscosité ajouté est de préférence inférieure à 5 %, calculée par rap port au produit de base, et de préférence au pls égale à la proportion de solvant. Lors qu'on emploie du borax dans les compositions de l'invention, il vaut mieux employer un solvant ou un plastifiant apte à empêcher que le borax exerce une action d'insolubilisation sur les types plus amidonnés des produits de transformation employés comme produits de base, action qui tend à détruire leur propriété de redevenir collants par remouillage. On peut remarquer que des solvants tels que les urées solubles dans l'eau,
paraissent exercer une action modificatrice sur le borax, et em pêchent ladite insolubilisation et que de même les agents plastifiants comportant des grou pes hydroxyles, tels que la glycérine, exer cent une même action.
En faisant usage de la combinaison spé cialement définie de produits décrite ci- dessus, on peut fabriquer un ruban gommé à remouiller, dont les propriétés adhésives sont au moins équivalentes à celles des ru bans collants à remouiller à la colle forte animale de la meilleure qualité. Il doit être constaté ici qu'en introduisant du borax ou un autre agent augmentant la viscosité dans l'eau servant à remouiller la colle de ladite invention, il est possible d'obtenir des résul tats, au point de vue de l'adhérence, bien supérieurs à ceux que donnent les colles fortes animales à remouiller.
Ci-après sont donnés quelques exemples de formules des constituants à employer selon l'invention pour la préparation de composi tion adhésive, formules auxquelles on donne la préférence, avec une comparaison des pro priétés adhésives de ces compositions avec celles des colles à remouiller d'autres types, telles qu'elles sont déterminées à l'aide de l'appareil d'essai Mc Laurin des rubans gom més, construit par la Thwing-Albert Instru ment 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 ruban gommé préparé en fai sant usage d'une composition adhésive obte nue suivant l'invention. <I>Exemple 1:</I> 100 parties de gomme anglaise de tapioca, 10 parties d'urée, 5 parties de glycérine, 95 parties d'eau.
On mélange ensemble les substances qui précédent et on les cuit à une température de 88 C. Puis on refroidit le mélange à. 27 C, on l'applique sur une bande de papier et on sèche. La gomme anglaise employée a une solubilité de 85,00" dans l'eau à 24 C, une teneur en dextrine de 36 %, déterminée par le procédé de Babington, Tingle et Watson, in diqué ci-dessus, et une viscosité de 140 se condes. Les essais de Me Laurin d'un ruban préparé avec cette composition adhésive ont donné comme moyenne environ 55 unités, le ruban ayant été mouillé avec de l'eau et en viron 90 unités, lorsqu'il avait été mouillé avec une solution saturée de borax.
Des ru bans préparés avec le même papier mais re couverts d'une couche de colle forte animale de la. meilleure qualité ont donné des résul tats d'essai moyens établis sur une base com parative compris entre 45 et 65 unités, après avoir été mouillés avec de l'eau dans les mêmes conditions.
A titre de comparaison, une colle prépa rée suivant la même formule, mais contenant une dextrine de tapioca, possédant une solu bilité de 98 % dans l'eau à 24 C et une te neur en dextrine de 96 %, déterminée comme ci-dessus, n'a donné avec l'appareil 112e Lau- rin qu'en moyenne 14 unités après mouillage avec de l'eau et 23 unités environ après mouillage avec une solution de borax saturée. L'emploi de ce type de dextrine de manioc caractérise d'une manière typique la techni que antérieure.
Ce résultat montre aussi que l'opération supplémentaire consistant à ajou ter une solution de borax ou d'un autre gent augmentant la viscosité à l'eau de <B>ï</B> ac mouillage est avantageuse même s'il s'agit de colles des types connus. <I>Exemple 2:</I> 97 parties de gomme anglaise de tapioca, 3 parties de borax, 15 parties d'urée, 5 par ties de glycérine, 95 parties d'eau.
On mélange entre elles les substances qui précèdent et on les cuit à une température de 88 C, puis on refroidit le mélange à 27 C, on l'applique sur le papier et on sèche. La gomme anglaise avait les mêmes carac téristiques que celle de l'exemple 1.
L'essai Me Laurin du ruban préparé avec cette composition adhésive a donné un résul tat moyen de 77 unités 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'in corporer une faible proportion de borax dans la composition adhésive en même temps que l'urée et la glycérine. Lorsqu'on incorpore le borax de cette manière directement dans la composition adhésive, il est bon d'éviter un séchage excessif du ruban, qui tendrait à di minuer la rapidité avec laquelle la couche de colle se remouille et redevient collante. <I>Exemple 3:</I> 97 parties d'un produit de transformation du tapioca, 3 parties de borax, 20 parties d'urée, 90 parties d'eau, 5 parties de glycé rine. On mélange ensemble ces substances et on les cuit à une température de 88 C. Puis on refroidit le mélange à 27 C, on l'applique sur le papier et on sèche. On peut l'appliquer à. chaud ou à froid.
Le produit de transforma tion du tapioca employé contenait 9 % de dextrine, déterminée par le procédé de Ba- bington, Tingle et Watson, avait une solu bilité d'environ 12,6 % et une viscosité de 38 secondes déterminée par le viscosimètre de Stormer de la manière décrite ci-dessus.
Le ruban, après séchage à l'air pendant quatre jours, a donné un résultat moyen d'es sai Me Laurin d'environ 79 unités, après mouillage avec de l'eau, et de 92 unités après mouillage avec une solution saturée de borax. r1 titre comparatif, un ruban à la colle fort animale, ayant subi les mêmes essais, a donné des résultats moyens compris entre 65 et 90 unités, avec le même papier d'essai que dans les exemples précédents. <I>Exemple</I> 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 C, puis on refroidit le mélange à 27 C, on l'ap plique sur le papier et on sèche. Le produit de transformation du tapioca est le même que celui de l'exemple 3, 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 Me Laurin moyen d'environ 78 unités, après mouillage avec de l'eau. On a obtenu un meil- meur résultat après mouillage du ruban avec une solution saturée de borax.
<I>Exemple 5:</I> 100 parties d'un produit de transforma tion d'amidon de blé, 25 parties d'urée, 3 par ties de borax, 95 parties d'eau, 5 parties de glycérine. On cuit ces substances à 82 C environ, puis on refroidit le mélange à 27 C environ, on l'applique sur le papier et on sèche.
Les essais Me Laurin ont donné des résul tats moyens d'environ 35,8 unités après mouil lage avec de l'eau pure et d'environ 57,4 uni tés après mouillage avec une solution saturée de borax. Le produit de transformation d'ami- d'on de<B>blé</B> employé à lia 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 exemple démontre que les produits de transformation d'amidon de blé sont inférieurs aux produits de transformation du tapioca, ou à ceux qu'on obtient. avec d'autres fécules de racines, à l'encontre des amidons de grains. Cepen dant, les compositions préparées avec des produits de transformation d'amidon de blé peuvent être avantageuses lorsqu'on emploie pour remouiller le ruban une solution de borax ou d'un autre agent augmentant la vis cosité.
Les amidons employés peuvent être déri vés des fécules de racines, par exemple, le tapioca, le sagou, le manioc, la pomme de terre, le topinambour, ou des amidons de grains, maïs, riz et blé. En général, on donne la préférence aux produits de transformation des fécules de racines, qui donnent les meil leurs résultats. On obtient des résultats moins avantageux avec les amidons dérivés des grains.
On peut encore employer pour la prépara tion de la composition adhésive d'autres agents plastifiants, de mouillage, solvants, anti-mousse et des charges en vue d'obtenir les effets particuliers connus dans la techni que, qui résultent de l'emploi de ces sub stances. On peut incorporer dans les compo sitions de colles suivant l'invention de fai bles proportions d'huiles sulfonées, par exemple de l'huile pour rouge turc, en pro portions d'environ 0,5 % à environ 3 %.
Dans le cas où il y a avantage à le faire, les compositions de colles décrites ci-dessus peuvent être mélangées avec des substances adhésives compatibles, préparées en partant de la colle forte animale, de la colle de pois son, de la caséine, de l'amidon, des gommes naturelles et des résines naturelles ou syn thétiques solubles dans l'eau.
Avec la composition adhésive obtenue suivant l'invention, on peut préparer un ru ban gommé qui devient extrêmement collant aussitôt après avoir été remouillé et se carac térise par la très grande rapidité avec laquelle il sèche, et qui, à l'encontre des rubans à la colle forte animale, n'a pratiquement aucune odeur. Une des autres particularités de ce ruban consiste dans le fait que la colle qui le recouvre n'exerce aucune action nuisible sur le papier ou les tissus sur lesquels il est ap pliqué. La couche de colle est extrêmement flexible et ne se fend, ne se fissure, ni ne se détache facilement lorsqu'on plie le ruban.
De plus, on remédie par l'invention à l'in convénient auquel a donné lieu jusqu'à pré sent l'emploi de types plus amidonneux des produits de transformation, c'est-à-dire à la tendance qu'ont ces produits employés comme colles à remouiller à. devenir insolubles et à perdre leurs propriétés de redevenir collants, lorsqu'on les remouille, après en avoir formé une couche mince sèche.