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" perfectionnements apportés aux matières liées oa agglomé- rées ".
Cette invention concerne la préparation de composi- tions liées oa agglomérées avec des prodaits synthétiques résineax, à l'aide de chalear et de pression, soit dans un moule oa entre les plateaax diane presse. Les liants rési- neax synthétiqaes dont il est question, sont des résinoides tels qae les produite de la réaction des corps phénoliqaes et de la formaldéhyde, qai ont la propriété de faire " prise" par la chalear , c'est-à-dire qu'on peut les faire darcir oa les transformer par application de chaleur en les faisant passer d'an état fusible oa de réaction potentielle, dans an état infusible.
Jasqa'à présent, on a généralement cra et accepté, qae des pressions d'environ 1000 à 2000 livres par poace carré, sont nécesuaires dans le moalage des compositions résinoï- des (voir " Synthetic Resins and their plastics, par Ellis, page 421), pour réagir contre la formation de moasse et des
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bullosi prodaites par des gaz aa des vapears dégagés par le rêeînolde, dans le processus de moulage.
On avait trouvé
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qae ces pressions élevées étaient nécessaires de plas, par
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suite de l'avancement partiel oa de l'état de durcissement
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partiel da liant résinolde, qui peat résulter da chauffage avant l'opération de moalage pour dégager tous les constituants volatile et pour rendre ainsi minimum le dégagement des gaz et des vapeurs pendant le moulage, ceci étant spéciale- ment le cas, lorsqae l'on atilise de l'ammoniac oa de l'hexa-
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m4thylne-tétremine.
l'usage de pressions élevées a ea pour résultat, que l'on a pa produire des matières moulées très compactes et denses avec an poids spécifique de par e mple environ 1 t35! notamment dans le cas de to ile à voiles ayant non poids op4cifiqae propre de z et liée avec an poids égal dtian résinolde phénoliqae ayant un poids spéci- fiqne " propre de 1*35, Contrairement a la pratique généralement acceptée, se-
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lon laquelle les pressions élevées sont toujours nécessaires on a trouvé maintenant, que pour certains bats techniques
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on pentobtenir des produits atiles avec des pressions re- nativement très basses, par exemple de la à 15 jusque vers 110 art .moins, de 500 livres par pour, carré, aux températures de moulage et que la formahion d'estime et, de ballos dans le liant réainolde peat, dans certaines limites définies pen- dant l'opération,
do moalage et dans certains bats, devenir avantageuse, lorfjqitelle-ost onvenablement contrôlée, pla- 'tôt que d'être nuisible dans la production de compositions fibrense-Hi6es oa agglomérées et ce, en ce qui concerne la résistance aa choc, la légèreté, l'effet d'usure, l'absence da gon7.amantf la,résistance comme liant, etc. Les produits moulés,'ainsi obtenais, sont eonsëqaamaent appropriés pour la fabrication des engrenages, des équipements et aatres pHRiix <ada[KkiaE articles, dans lesquels ces propriétés sont es- .sen:tÍ1eJies. De plus, une dimination notable da poids spéci- f3qae est possible avec la présente invention ce qui Bigni- fie, tme. économie sonseble de matière par saite de lfangmen-
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tation de volame par anité de poids.
Pour illustrer la présente invention, on a choisi dans la description, l'exemple spécifique de la fabrication d'an prodait laminé poar engrenages. Le procédé comprend l'endal- sage 4; l'imprégnation de tissa de toile, de feutre, ou au- tre tissa oa. papier approprié, avec un solution appropriée, dont le solvant est aisément volatil , cette aolation com- prenant an résinolde crésol-formaldéhyde, pour donner an tissa, traité avec; une teneur en résinoïde d'environ 50 pour cent. Le tissa oa fouille est alors passé dans un séchoir, à une température d'environ 105 C., et à une vitesse telle, que l'on retienle à pea près 7 pour cent d'ingrédients vo- latils.
La température peut être rm intenue à 90 C., et de préférence au-dessus de 1100 C.,et la période de séchage peat être réglée poar laisser la quantité désirée de sol- vant. Un nombre de feuilles traitées, déterminé saivant l'é- paisseur finale désirée, est superposé pour former an pa- quet et ce paquet est soumis à la pression entre des pla- ques chauffées environ 170 C., jusqu'à ce qae le rési& noide ait fait prise, pour arriver à l'état durci. Avec une pression appliquée d'environ 55 livres par pouce carré, on a pa obtenir ainsi des produits laminés dont le poids spéci- fique était en moyenne aux environs de 1,11.
D'antres pro- duits faits sous ane pression d'environ 100 livres par ponce carré ont présenté an poids spécifique plus élevé dont la moyenne allait jusqu'aux environs de 1,20. Les deux séries de produits laminés décrits ne s'effeuillent pas, ni ne présentent de tendance à se délaminer et les engrenages qui en ont été faits montrent une meilleare résistance à l'usage que les engrenages faits avec des matières qai, jusqu'à pré- sent étaient considérées comme standards et faites sous haute pression, et il y a lieu de considérer que les premières ont résisté à des charges 3 et 4 fois pins grandes qae la charge normale, pendant plus de 24 heures.
La teneur volatile restant dans le tissu traité avant la
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formation de la matière laminée, peat être variée dans de larges limites, par exemple, par le réglage du. contrôle de la température de séchage et/on de la durée du séchage .
Le même résultat peut être obtenu par l'addition de sol- vants à an tissa, imprégné séché ou à un tissa ayant une quantité de solvant moindre que la quantité désirée de sol- vant. Toutefois, des quantités plus grandes d'environ 10%, dans le cas d'alcool par exemple, communiquent eux résino.- des ane telle fluidité, que la fabrication des matières la- minées entre des plateaux devient une chose difficile.
A me- sare qae le pourcentage da solvant volatil diminue, la pres- sion qae l'on a trouvé être désirable pour ane liaison par- ¯faite, augmente. par exemple, avec environ 4 pour cent d'al- cool, on atilise une pression d'environ 100 livres par pou- ce carré..Des températures plus élevées des plateaux permet- tent des'pressions plus faibles et inversement, quoique des températures -plus basses soient préférables pour des pa- qaets de grande épaisseur. Au lieu des solvants volatils ou, comme succédané partiel de ceux-ci, on pâtit employer d'autres liquides n'ayant pas de propriétés dissolvantes, quoique les solvants aient été trouvés préférables pour le moulage à bas- se pression.
Il n'est pas cependant essentiel pour la présente in- vention, et dans le bat de pouvoir utiliser de basses pres- sions, qaa les ingrédients volatils soient présents en ex- cès sur les proportions normalement trouvées dans les rési- noïdes. Des résaltats analogues sont obtenus si le résinoi- de se trouve dans un état légèrement plus avancé ou durci que d'habitude et qu'il présente conséquement la fluidité requise aux basses pressions, à la température de moulage.
Cet état da résinolde peut être assuré de différentes façons.
Le tissa imprégna de vernis peut être séché à ces basses températures et, Si nécessaire, sous an vide partiel, de telle façon, que la résinoïde laissé dans le tissa lors de
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l'évaporation du solvant, ne soit pas matériellement avancé ou polymérisé. Ou bien la teneur en résincide du vebinis appliqué au tissu est dans un état non avancé on non polymé- risé tel, que la dessication dans des conditions normales ne donne pas d'avance nuisible. Ou encore, les méthodes de traitement exposées peuvent âtre variées en les combinant différemment poar arriver à l'état de fluidité pour les bas- ses pressions de moulage. On peut additionner des agents plastifiants ou des solvants de point d'ébullition élevé.
Au lieu de toile on peut employer d'autres matières de base, telles qae le papier, du tissu haché, de l'amiante de la pâte à papier , de la farine de bois ou autres matières de charge de nature fibreuse. Comme liant, tous les résinol- des synthétiques appropriés pour le moalage, tels que ceux
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flfivaXfldzt/ 1 da type phénol-formaldéhyde ou du typé glycérol- 'anbyàrià1 sont susceptibles d'être employés poar le traitement décrit aa présent mémoire.
Par la présente invention, grâce à laquelle l'emploi/de pressions/inférieures à 500 livres par poace carré , sont rendues possibles, le domaine des compositions moulées et, en particluier celai des compositions laminées, est grande- ment étenda, parce que l'on peat éviter la nécessité de la construction de presses devant résister à l'application de pressions plas élevées par pouce carré. Cu encore, parce qae l'on peat employer des plateaax d'ane bien plas grande surface qae celle qai a été trouvée pratique avec les pres- sions actuelles dans la production des matières laminées.
L'invention oavre de plus un antre domaine d'applica- tion en ce qa'elle permet d'atiliser du carton ou matériaux poreax en fouilles de faible poids, tel qu'on les obtient à partir de bagasse, de tiges de blé et analogues et présen- tant/de bonnes propriétés d'isolation poar la chalear, toutes ces matières pouvant être employés dans la fabrication de compositions laminées, du fait que des pressions de 100 li-
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Très on moins, saivant la résistance da carton, peuvent être choisies de telle façon, que/la carton ne soit pas écrasé ni sa porosité détruite.
Une structure particalièrement evan- tageuse,est celle qui consiste à faire usage de ce carton poar une couche intermédiaire oa non exposée sar laquelle on lie , avec application de basses pressions une ou plusieurs sarfaces de feuilles de papier oa tissa imprégnées avec an résionïde présentant le caractère spécifié au présent mémoi- re, Le carton lai-même présente ana apparence rugueuse et brute, il est aisément détruit et présente peu de réââstance à l'eau et aux agents chimiques.
Mais en appliquant une sur- face sa carton de cette façon, on peat obtenir une apparence décoraatvé finie, pigmentée ou colorée, si on le désire, et le carton est rendu plus résistant aux intempéries, à l'eau et aax agents chimiques. De plas, le carton composite et la surface finie sont prodaits en une seule opération et l'on évite les opérations séparées da pressage des fouilles de surface et da collage subséquant des feuilles de surface sur le carton poreux, Avant l'application de la feaille de surfa- .ce,
le carton de l'espèce peut être d'abord partiellement ou totalement imprégné avec une résine synthétique et être en- suite partiellement séché. pour économiser le vernis, il saffit de n'imprégner qae les bords du carton. De cette fa- çon les bords aussi bien que la surface da carton achevé sent rendus résistants aax intempéries, à l'eau et aux agents chimiques. L'imprégnation réalise également une liaison, lorsque deux ou plusieurs cartons sont superposés avec des feuilles de surface, le toat étant ensuite soumisµ à la pri- se par application de chaleur et de pression.
Les cartons poreax superposés présentent encore la propriété avantageuse déepouvoir être colué oa être autrement fixés et ils sont appropriés pour les cloisons, les plafonds les dessus de ta- ble, les réfrigéraiteurs et de nombreuses autres applica- tiens.
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"improvements in bound or agglomerated materials".
This invention relates to the preparation of bonded compositions oa agglomerated with synthetic resin products, using chalear and pressure, either in a mold oa between the press plates. The synthetic resin binders in question are resinoids such as the products of the reaction of phenolic bodies and formaldehyde, which have the property of making "set" by the chalear, that is to say qu They can be made archaic or transformed by the application of heat by making them pass from a fusible state or of a potential reaction, into an infusible state.
It has now been generally understood and accepted that pressures of about 1000 to 2000 pounds per square inch are required in manufacturing resin compositions (see "Synthetic Resins and their plastics, by Ellis, page 421 ), to react against the formation of mold and
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bullosi produced by gases from vapors given off by the re-winding in the molding process.
We had found
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qae these high pressures were necessary of plas, by
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following partial advancement oa of the hardening state
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partial resin binder, which may result from heating before the molding operation to release all volatile constituents and thus to minimize the evolution of gases and vapors during molding, this being especially the case when uses ammonia oa hexa-
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methylene tetremine.
the use of high pressures has resulted in the production of very compact and dense molded materials with a specific weight of about 1 t35! especially in the case of a sail cloth having a specific weight of z and tied with an equal weight of phenolic resin having a specific weight of 1 * 35, Contrary to generally accepted practice,
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where high pressures are always necessary it has now been found that for certain technical battles
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Atile products can be obtained with relatively very low pressures, for example from 1 to 15 up to around 110% less, 500 pounds per square meter, at molding temperatures and as formahion esteem and, de ballos in the réainolde peat binder, within certain limits defined during the operation,
do moalage and in some battles, become advantageous, lorfjqitelle-ost suitably controlled, rather than being detrimental in the production of fibrense-Hi6es compositions oa agglomerated and this, as regards the resistance to impact, lightness, the effect of wear, the absence of gon7.amantf la, resistance as a binder, etc. The molded products thus obtained are therefore suitable for the manufacture of gears, equipment and other articles, in which these properties are essential. In addition, significant reduction in specific weight is possible with the present invention, which is significant. economy sonseble of matter by saite of lfangmen-
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tation of volume per unit of weight.
To illustrate the present invention, the description has chosen the specific example of the manufacture of a rolled product by gears. The method comprises the step 4; the impregnation of woven fabric, felt, or other woven fabric. suitable paper, with a suitable solution, the solvent of which is readily volatile, this isolation comprising a cresol-formaldehyde resin, to give a tissa, treated with; a resinoid content of about 50 percent. The tissue is then passed through a drier, at a temperature of about 105 ° C., and at such a speed that approximately 7 percent volatile ingredients are retained.
The temperature can be set at 90 ° C., and preferably above 1100 ° C., and the drying period can be adjusted to leave the desired amount of solvent. A number of treated sheets, determined according to the desired final thickness, are superimposed to form a bundle and this bundle is pressurized between heated plates at about 170 ° C., until the residue is left. noide has taken, to arrive in the hardened state. With an applied pressure of about 55 pounds per square inch, rolled products having an average specific weight of about 1.11 could be obtained.
Other products made under pressure of about 100 pounds per square pumice exhibited a higher specific gravity averaging up to about 1.20. The two series of rolled products described do not peel, nor exhibit a tendency to delaminate, and the gears made from them show better resistance to use than gears made from qai materials, until pre - sent were considered as standard and made under high pressure, and it is to be considered that the former have withstood loads 3 and 4 times greater than the normal load, for more than 24 hours.
The volatile content remaining in the treated tissue prior to
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formation of the rolled material, can be varied within wide limits, for example, by adjusting the. control of the drying temperature and / on the drying time.
The same result can be obtained by adding solvents to an tissue, dried impregnation or to a tissue having an amount of solvent less than the desired amount of solvent. However, amounts greater than about 10%, in the case of alcohol for example, impart such fluidity to resin that the manufacture of the laminated materials between trays becomes difficult.
As the percentage of volatile solvent decreases, the pressure which has been found to be desirable for perfect binding increases. for example, with about 4 percent alcohol, a pressure of about 100 pounds per square inch is atilized. Higher platen temperatures allow lower pressures and vice versa, albeit lower temperatures. -lower are preferable for packages of great thickness. Instead of volatile solvents or, as a partial substitute for them, it is desirable to employ other liquids having no dissolving properties, although the solvents have been found to be preferable for low pressure molding.
It is not, however, essential for the present invention, and in the bat to be able to use low pressures, that the volatile ingredients are present in excess of the proportions normally found in the resinoids. Similar results are obtained if the resin is in a slightly more advanced or cured state than usual and therefore exhibits the required fluidity at low pressures at molding temperature.
This resin state can be assured in various ways.
The varnish-impregnated tissue can be dried at these low temperatures and, if necessary, under a partial vacuum, so that the resinoid left in the tissue during drying.
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evaporation of the solvent, is not materially advanced or polymerized. Or the resin content of the vebinis applied to the tissue is in such an undeveloped or uncured state that desiccation under normal conditions does not adversely advance. Alternatively, the disclosed processing methods may be varied by combining them in different ways to achieve the flowable state for low molding pressures. Plasticizers or high boiling point solvents can be added.
Instead of canvas, other basic materials can be used, such as paper, chopped cloth, asbestos, pulp, wood flour or other fillers of a fibrous nature. As a binder, all synthetic resins suitable for molding, such as those
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flfivaXfldzt / 1 da type phenol-formaldehyde or type glycerol- 'anbyàrià1 are likely to be used for the treatment described aa present memory.
By the present invention, whereby the use / of pressures / less than 500 pounds per square inch are made possible, the field of molded compositions and, in particular that of laminated compositions, is greatly extended, because The necessity of constructing presses to withstand the application of high plasma pressures per square inch can be avoided. Even more, because it is possible to employ large surface areas of an aluminum plate, which has been found practical with the present pressures in the production of rolled materials.
The invention further has a further field of application in that it enables cardboard or pore material in low weight excavations to be attached, such as is obtained from bagasse, wheat stalks and other materials. analogues and exhibiting good chalear insulating properties, all such materials being suitable for use in the manufacture of laminated compositions, since pressures of 100 li-
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Very much less, depending on the strength of the cardboard, can be chosen in such a way that the cardboard is not crushed nor its porosity destroyed.
A particularly advantageous structure is that which consists in making use of this cardboard for an unexposed intermediate layer in which one or more sarfaces of sheets of tissue paper impregnated with a resionid are bonded with the application of low pressures. character specified herein. The cardboard itself has a rough and coarse appearance, is easily destroyed and shows little resistance to water and chemicals.
But by applying a surface to its board in this way, a finished, decorative, pigmented or colored appearance can be obtained, if desired, and the board is made more resistant to weathering, water and chemicals. Likewise, the composite board and the finished surface are produced in a single operation and the separate operations of pressing the surface pits and subsequent gluing of the face sheets to the porous board are avoided, prior to the application of the foil. of surface,
the paperboard of the kind may first be partially or totally impregnated with a synthetic resin and then be partially dried. to save the varnish, it saffit not to impregnate only the edges of the cardboard. In this way the edges as well as the surface of the finished cardboard are made resistant to weathering, water and chemicals. Impregnation also provides a bond, when two or more cartons are superimposed with surface sheets, the toat then being subjected to the setting by application of heat and pressure.
Stacked porous cartons still have the advantageous property of being able to be stuck or otherwise fixed and are suitable for partitions, ceilings, table tops, refrigerators and many other applications.