Corps de moulage et procédé pour sa fabrication. Cette invention concerne un corps de mou lage et un procédé pour sa fabrication.
Ce corps de moulage peut se préparer sous forme de feuilles ou de planches, ou bien sous d'autres formes, par exemple sous celles de blocs, de cylindres etc. Il est formé d'au moins une couche de matière fibreuse im prégnée d'une quantité relativement faible d'une substance collante durcissable par chauf fage et enduite d'une pellicule partiellement cuite de matière collante durcissable par chauffage, capable de prendre une impression par moulage.
Pour fabriquer ce corps de moulage, on imprègne au moins une couche de matière fibreuse avec une quantité relativement faible d'une substance collante durcissable par chauf fage, en dissolution, on en évapore le dissol vant, puis on applique sur ladite couche un enduit d'une matière collante, durcissable par chauffage, ensuite on soumet la couche ainsi enduite à une température suffisante pour durcir et solidifier partiellement ledit enduit et la substance collante d'imprégnation de la couche.
Sur le dessin annexé, donné à titre d'exemple La fig. 1 est une coupe transversale d'une feuille du type dit .,multiple" préparée sui vant cette invention, cette feuille étant re présentée comme étant composée de plusieurs couches de matière fibreuse; La fig. 2 est une coupe transversale d'une feuille présentant une seule couche de ma tière fibreuse.
Pour obtenir la feuille multiple de la fig. 1 on peut, par exemple, procéder comme suit: On prend un nombre approprié de couches en matière fibreuse, représentées en A et on les imprègne d'une substance collante liquide. Ces couches fibreuses A peuvent, par exemple, être formées de nappes fibreuses, de papier buvard, de papier dit "Youshimo", etc. La substance collante dont on se sert consiste de préférence en un produit de condensation phénolique liquide, tel que la "bakelite" ou "condensite", bien qu'on puisse aussi em ployer d'autres substances collantes capables de durcir par chauffage.
Le produit de con densation phénolique qu'on emploie de préfé rence est amené à l'état liquide par un dis- solvant, tel que l'alcool, le benzol ou l'acé tone, dans un mélange aux proportions d'en viron une partie de produit de condensation phénolique pour 10 parties de dissolvant. On imprègne les couches fibreuses du produit de condensation phénolique liquide en les plon geant dans le liquide jusqu'à cè qu'elles soient complètement imbibées de liquide. Mais, pen dant que les couches sont à l'état mou, ou mouillé, on les soumet à une pression légère dans une machine appropriée pour en chasser l'excès de liquide, sans trop comprimer la fibre. Pour cela, on fait passer les couches dans une essoreuse dont les parties sont ré glées de manière à exercer une pression relative ment légère sur la fibre.
Après cette compres sion, les couches fibreuses, qui se trouvent encore à l'état humide, sont placées dans un four à sécher dans le vide et soumises à une température de 60 C environ, de sorte que le dissolvant du produit de condensation phé- nolique liquide se trouve complètement éli miné et peut être condensé par la suite. Le fait de soumettre les couches fibreuses im prégnées à l'action du four à sécher dans le vide et de les ramener à la pression atmos phérique, provoque non seulement l'évapora tion du dissolvant volatil, mais a aussi pour effet de faire gonfler les fibres beaucoup plus que lorsqu'elles ont été imprégnées la pre mière fois.
On peut alors faire sécher les fibres dans cet état en se servant d'un ap pareil approprié quelconque, par exemple dans un four ordinaire chauffé à la vapeur, jusqu'à ce qu'elles soient complètement sèches.
A ce moment-là, on constate que les cou ches fibreuses ne renferment qu'une quantité relativement faible de produit de condensa tion phénolique qui est restée lorsque le dis solvant s'est évaporé. Par exemple, le rapport est approximativement de 10 à 20 parties en poids de matière phénolique pour 100 à 150 parties en poids de fibres. En fait, les cou ches ont l'apparence d'être composées en tièrement de fibres. L'imprégnation des cou ches fibreuses avec cette quantité relativement faible de matière phénolique a pour effet de fortifier et de soutenir le corps fibreux lors- qu'on le moule.
Il est évident que, si on es sayait de mouler une feuille composée en tièrement de fibres, celle-ci aurait une tendance, lorsque la pression cesserait, à gonfler ou à se dilater et à se rapprocher de son état pri mitif, ce qui aurait pour résultat de détruire les moulures. Par conséquent, l'emploi de la matière phénolique dans le corps de la fibre, notamment lorsqu'elle durcit sous la chaleur et la pression du moulage, empêche la dila tation ou le gonflement de la matière fibreuse lorsque la pression de moulage cesse, tout en fortifiant et en supportant les fibres.
D'un autre côté, si l'on adoptait la pra tique habituelle consistant à saturer ou à mélanger la fibre avec une quantité ou pour centage relativement considérable de matière phénolique, il en résulterait certains incon vénients. Par exemple, cette matière phéno- lique présente des propriétés de contraction élevées et, par conséquent, l'article moulé aurait une tendance à se contracter lorsqu'on le retire de la matrice ou de la presse.
En outre, la matière phénolique à l'état plastique possède des tendances à couler librement, de sorte que, sous la pression du moulage, elle se répand sur les côtés an point qu'il serait nécessaire d'employer des barres latérales ou des supports autour de la matrice et, même avec ces barres ou supports, il serait difficile d'obtenir un article moulé, par exemple une plaque d'impression exempte de parties rabo teuses, de surfaces concaves et de dépressions, causées par l'écoulement latéral de la ma tière plastique qu'on moule.
En outre, si l'on emploie une quantité relativement considé rable de substance phénolique, le moulage prendra beaucoup plus de temps par suite de la lenteur de la réaction des substances phénoliques, car il faudra un temps considé rable pour les durcir et les solidifier en -em ployant la chaleur et la pression. De plus, les articles faits entiàrement ou avec un pour centage élevé de matières phénoliques sont lourds et cassants, difficiles à scier, à couper ou à perforer. Indépendamment de ce qui précède, ces produits de condensation phéno liques sont relativement coûteux.
Tous ces inconvénients sont évités en traitant les cou ches fibreuses avec une quantité minimum de produits de condensation phénoliques de la manière indiquée ci-dessus.
Lorsque les couches fibreuses imprégnées sont sèches, on les retire du four et on leur applique une couche de colle forte ou adhésif, indiquée en C, sur l'une des faces de chaque couche. Cette colle forte, ou adhésif, peut. être d'une nature appropriée quelconque, par exemple soit de la colle phénolique, ou de la colle ordinaire végétale ou animale, et on peut l'appliquer avec un appareil encolleur ou de toute autre manière appropriée. On place en suite les couches fibreuses les unes sur les autres jusqu'à ce qu'on ait obtenu une feuille ou planche de l'épaisseur voulue.
Cette feuille ou planche est ensuite soumise à la compres sion au moyen d'un bloc chargé, ou de tout autre dispositif approprié, jusqu'à ce que ses couches soient solidement unies à l'aide des enduits collants ainsi qu'il est facile de le comprendre en se reportant à la fig. 1.
Cette feuille ou planche à couches mul tiples est maintenant prête pour une autre phase de procédé. Cette phase consiste à en duire les deux côtés de la planche oui feuille avec une couche de matière collante D, de préférence formée d'un produit de condensa tion phénolique renfermant un pourcentage élevé de matière de remplissage, par exemple du noir de fumée, et un pourcentage rela tivement faible de gomme de phénol, la ma tière de remplissage et la gomme de phénol ayant été broyées et mélangées au préalable dans un dissolvant pour donner un vernis li quide. On applique ce vernis au moyen d'une brosse, d'une machine à enduire, ou autre appareil analogue, de préférence des deux côtés de la feuille à couches multiples.
On pourrait ne l'appliquer que d'un côté, mais il est préférable de l'appliquer des deux côtés pour empêcher le gauchissement qui pourrait se produire par suite des différences de con traction de la matière si l'enduit n'était ap pliqué que d'un seul côté.
On place ensuite cette feuille ainsi en duite dans le four à sécher dans le vide men- tionné plus haut et on la soumet à une tem pérature d'environ 60 C pendant dix mi nutes environ, jusqu'à ce que l'humidité con tenue de la colle de liaison C et le dissol vant que renferment les enduits D soient évaporés. Lorsque cette humidité et ces dis solvants ont été évaporés, on transporte cette feuille enduite dans un four à la pression atmosphérique ordinaire où on la chauffe à une température de 120 C environ, en pre nant soin que l'air chauffé du four puisse cir culer librement autour de la feuille pour la chauffer uniformément.
La feuille est ainsi chauffée ou cuite pendant une période d'une heure environ pour que la matière phénolique logée à l'intérieur des couches fibreuses dila tées subisse la réaction habituelle jusqu'à ce qu'elle soit dans un état presque dur. Dans cet état, les couches fibreuses sont sèches et saines, mais renforcées et fortifiées par la gomme de phénol presque complètement dur cie contenue à leur intérieur. En même temps, les enduits D subissent également la réaction habituelle produite sur la matière phénolique par la chaleur, de sorte que ces enduits sont durcis à titi point tel que tout en étant sus ceptibles d'être moulés ils sont, cette fois-ci, imperméables à tous les dissolvants ordi naires.
Par conséquent, lorsqu'on retire la feuille composite du four, et qu'on applique, sur les enduits D, des enduits extérieurs E en matière phénolique plus riche, ainsi que le montre la fig. 1, la matière de ces enduits E ne peut pas traverser les enduits D;
ces enduits D agissent comme une barrière contre la pénétration des enduits extérieurs E. La raison pour laquelle on emploie urne matière phénolique î<B>1</B> L pourcentage élevé de noir de fumée, ou autre matière de remplissage ap propriée, et tin pourcentage faible de gomme phénolique pour les enduits D, est que, lors que ces enduits D sont chauffés et séchés dans le foin-,
la matière de remplissage main tient ou retient le phénol de manière à ern- pêcher ce dernier de tremper ou de pénétrer dans les parties fibreuses adjacentes, car, bien que la matière de remplissage ne pénètre pas d'elle-même dans la matière fibreuse, la gomme phénolique à l'état liquide le fera à moins qu'on ne l'en empêche.
Pour quelques usages, par exemple pour faire une plaque d'impression grossière, on pourrait employer une planche composée sim plement des couches fibreuses pourvues des enduits D, mais, pour des travaux fins, il n'y a pas suffisamment de matière phénolique dans l'enduit D pour donner de bons résul tats ainsi que des détails nets et précis. Il est donc préférable d'appliquer les enduits extérieurs E mentionnés plus haut sur les enduits D, ces enduits E étant composés d'un mélange phénolique plus riche, par exemple six parties de gomme de phénol environ pour une partie de noir de fumée, ou autre ma tière de remplissage. Bien entendu, on ap plique ces enduits extérieurs E sous la forme d'un vernis que l'on obtient en mélangeant le phénol et la matière de remplissage avec un dissolvant approprié, tel que l'alcool, ou autre produit analogue.
On peut également appliquer les enduits E par des moyens appropriés quelconques, par exemple à l'aide d'une brosse ou d'une machine à enduire, et, lorsqu'on les a ap pliqués, on place la feuille dans un four où on la chauffe à une température de 100 C environ pendant à peu prés dix minutes. On obtient ainsi des enduits pelliculaires non ad hésifs ayant partiellement réagi et qui ne coulent que partiellement, mais présentent une ductilité et une facilité d'extension considé rables qui leur permet de s'adapter facile ment, sous pression, aux dessins de la ma trice ou du moule. Après avoir retiré du four cette feuille composite enduite, on peut la garder indéfiniment dans son état primitif, car elle est insensible aux conditions atmos phériques.
La fig.2 représente une feuille à une seule couche fibreuse, dans laquelle F est la couche fibreuse imprégnée d'un produit de conden sation phénolique, H les enduits intérieurs de matière à faible pourcentage phénolique et I les enduits extérieurs plus riches en ma tière phénolique. Le procédé de fabrication de cette feuille est le même que celui qui a été décrit à propos de la fig. 1.
En ce qui concerne les matières de rem plissage pour les enduits phénoliques destinés à certains genres de travaux qui nécessitent une résistance diélectrique élevée ou une ornementation colorée différente, on peut em ployer d'autres matières de remplissage ou colorer ces vernis, ou bien encore on peut soumettre les enduits lisses E à une opéra tion lithographique, de report ou typogra phique et y imprimer divers dessins colorés de préférence, mais non pas nécessairement, avant qu'on ne leur ait donné leur forme dé finitive dans le moule. Des matières de rem plissage telles que la farine, l'oxyde d'alu minium, le sulfate de baryum et le silex sont toutes utiles pour certains genres de travaux.
Jusqu'ici on a proposé de fabriquer des feuilles ou des planches moulables en em ployant une matière fibreuse avec des produits de condensation phénoliques, mais, dans ce cas, on comptait, pour le moulage, sur la plasticité de la matière phénolique que l'on employait dans la matière fibreuse dans un pourcentage relativement élevé, ce qui donnait lieu aux inconvénients mentionnés plus haut.
A l'opposé de ce qui précède, en se servant par exemple d'un produit de condensation phénolique comme substance d'imprégnation pour réaliser le procédé, on se base plutôt sur la, compressibilité de la masse fibreuse que sur la plasticité de la matière d'impré gnation, cette dernière étant employée en faible quantité pour obtenir des surfaces lisses comme la peau et renforcer et maintenir la matière fibreuse à l'état comprimé qu'elle prend pendant le moulage.
En fabriquant un article moulé avec une feuille multiple du genre sus-décrit, employant un produit de condensation phénolique, il va de soi que les enduits ou pellicules phénoliques minces, sous l'action de la chaleur et de la pression de moulage, prennent leur forme définitive dure et solide et qu'en même temps la pression de moulage, transmise au corps de matière fibreuse, comprime celui-ci et lui donne la forme voulue; les fibres sont maintenues dans cet état par les enduits pelliculaires de phénol ainsi que la matière phénolique, maintenant durcie, incorporée dans la structure fibreuse même.
Par le chauffage du produit de conden sation phénolique incorporé dans les couches fibreuses ainsi qu'il a été dit plus haut, on fortifie la structure poreuse des fibres au point que lorsqu'on emploie la feuille pour mouler un article, elle est susceptible d'une résistance plus grande à la pression que ne le serait la structure fibreuse elle-même, ou qu'on obtiendrait si on laissait le phénol in corporé dans les fibres à l'état relativement mou ou plastique avant le moulage definitif de l'article. On comprendra facilement ce qui précède en prenant un exemple particulier.
Si l'on désire, par exemple, mouler une planche d'impression avec une matrice présentant, par exemple, des demi-tons et des caractères ty pographiques, on peut employer avantageuse ment cette feuille, parce que, sous l'action de la pression, la matière peut être compri mée ou refoulée complètement dans toutes les dépressions de la matrice, qu'elles soient profondes ou qu'elles ne le soient pas, car on sait que la matrice d'une planche d'impres sion comporte des dépressions et des éléva tions de profondeur et de hauteur variables.
Parmi les avantages prononcés que com porte le corps de moulage préparé comme indiqué précédemment à l'aide d'un produit de condensation phénolique, notamment lors qu'on le compare à un corps analogue dans lequel la matière phénolique domine comme élément, on peut indiquer les suivants Dans le corps de moulage perfectionné, il n'y a qu'une relativement petite quantité de produit de condensation phénolique coûteux pour imprégner les fibres, ce qui réduit con sidérablement le prix de revient de la ma tière. En outre, comme on empêche les en duits de matière phénolique de pénétrer dans la structure fibreuse, ces enduits peuvent être fournis en pellicules très minces, par exemple une épaisseur de quelques dixièmes de milli mètres.
De plus, bien que cette feuille mul tiple soit susceptible d'être moulée, elle a été traitée, au cours de la fabrication, de ma nière que la substance phénolique qu'elle ren ferme ait presque atteint un point de réac tion définitive; il en résulte donc que, dans le cours de la fabrication, certains gaz tels que l'ammoniaque, ont été chassés. Par con séquent, lorsque le moulage a lieu, ce ne sont que les enduits à surface riche et mince qui s'amollissent à Lui degré appréciable et même ces enduits ont subi la réaction chimique de sorte qu'ils n'ont besoin que de peu de cha leur pour les amener à leur forme finale dure et infusible.
Le résultat est qu'un article peut être complètement moulé dans une presse en un dixième du temps environ qui serait né cessaire si cet article devait être fait avec de la matière phénolique brute. L'opérateur réalise donc une économie de temps et de travail dans l'emploi du procédé de moulage qui constitue un détail important si l'on con sidère qu'en moulant de la matière phéno- lique brute on doit refroidir la presse, puis la réchauffer à chaque moulage.
En se ser vant d'un tel corps de moulage, on peut tenir la presse constamment chauffée, car, comme la substance phénolique du corps de moulage est presque dans un état réactif complet, il suffit de quelques secondes pour la rendre dure et infusible, et, dans cet état, on .peut la retirer directement de la presse chaude, sans qu'elle ait à subir une action refroidis- sante quelconque. On augmente donc consi dérablement la capacité de production quoti dienne de la presse qui, dans quelques cas, est égale à vingt fois celle d'une presse or dinaire, parce que le fonctionnement de la presse est pratiquement continu au lieu d'être intermittent.
En évitant la nécessité de refroidir la ma tière dans la presse, après le moulage, on évite le danger d'abîmer les articles moulés lorsque la matière colle ou se fixe à la ma trice ou aux moules, car, on peut retirer les articles lorsqu'ils sont chauds et avant que la contraction due au refroidissement n'ait eu lieu. En outre, le corps de moulage n'a qu'un poids relativement faible, grâce à la faible quantité de matière phénolique qu'il renferme ce qui permet de réaliser une économie con sidérable dans les frais de transport et d'af franchissement, notamment pour les articles tels que les planches d'impression, les disques de phonographe et autres spécialités.
Un autre avantage est qu'il suffit de placer le corps de moulage sur la matrice ou dans le moule et de procéder à l'opération du mou lage sans poudrer, épousseter ou vernir la feuille pour la matrice ou moule comme on est obligé de le faire lorsqu'on moule des matières phénoliques ordinaires. On réalise donc ainsi une économie de temps et de tra vail. Il n'est pas nécessaire d'amollir le corps au préalable avant le moulage, on évite ainsi l'emploi de tables â vapeur, de fours de chauf fage etc.
Comme ce corps ne coule pas, à l'exception de l'écoulement insignifiant qui peut se produire dans l'enduit mince E, les platines de la presse et les moules ne sont pas obturés par des particules infusibles dues à l'écoulement de la matière phénolique et, par conséquent, il n'est pas nécessaire de net toyer la presse après avoir enlevé chaque article moulé. Le corps de moulage peut être facilement coupé, rogné ou façonné avec des outils ordinaires, de manière à éviter des pertes. Le fait de pouvoir couper et rogner le corps le rend tout particulièrement avan tageux pour faire des planches d'impression de grandeurs diverses en vue de satisfaire à des besoins différents et on peut perforer ou clouer ces planches sans qu'elles éclatent, qu'elles se brisent ou soient endommagées de toute autre manière.
Par suite du fait que les fibres dominent dans cette composition, il se produit peu ou pas de contraction après le moulage, ce qui empêche le gauchissement ou tout autre effet analogue, qui, ainsi qu'il a été dit plus haut, se produit souvent lors que les articles sont faits avec une matière dans laquelle la substance phénolique cons titue l'élément dominant.