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MEMOIRE DESCRIPTIF DEPOSE A L'APPUI DE LA DEMANDE
D'UN BREVET D'INVENTION Procédé perfectionné pour préparer des composés cellulo- siques susceptibles d'être plastifiés.
Cette invention a trait à une matière caractérisée par son extrême dureté et son extrême durabilité et à un procédé pour fabriquer cette matière efficacement et industriellement. Elle concerne aussi une matière cellulosique plastifiable qui est initialement susceptible d'être moulée, qui est spécialement agencée pour prendre de belles et fines
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empreintes et impressions de planches mères ou matrices en relief et qui, lorsqu'elle a été durcie ou solidifiée sous forme d'un film ou d'une feuille, peut être utilisée dans les arts de l'impression, du dessin et de la reproduction à la façon d'une planche d'impression ou d'enregistrement, cette matière étant d'ailleurs susceptible de recevoir di- verses autres applications chaque fois qu'on désire une matière dure, tenace et durable.
La matière plastique qui fait l'objet de cette invention possède des caractéristiques qui la rendent spécialement utile dans les arts de l'impression, du dessin et de la / reproduction. Le présent produit fini permet de prendre des impressions nettes, claires et exactes de surfaces telles que des matrices en relief lorsque la composition a été pressée contre ladite surface et mise à même de durcir et de se solidifier. De plus, ce produit ne se contracte pas sous l'influence du durcissement ou du viellissage, ne présente pas l'inconvénient du "coulage plastique", est sen- siblement non-thermoplastique et conserve exactement et uniformément la forme et le contour originaux de sa surface.
Le produit suivant l'invention n'adhère pas à une matrice en relief faite de gélatine humidifiée ou gonflée d'eau et, par conséquent, constitue une matière excellente pour les planches d'impression, qui peuvent être moulées à l'aide d'une matrice en relief de ce genre. Lorsqu'il est complète- ment solidifié, le produit suivant l'invention est dur, tenace, durable, résiste à l'usure et est très avantageuse- ment utile dans tous les cas où l'on a besoin d'une matière de ce genre.
Lorsque la présente matière est destinée à la rotogra-
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vure, on établit et moule les planches d'impression à l'aide de la composition sensiblement de la façon suivante : En se servant des écrans et appareils photographiques habituellement utilisés dans les arts d'impression, on prend un positif sur une plaque de gélatine (généralement munie d'un support de celluloïds) imprégnée d'un chromate. Lorsque la lumière vient frapper la gélatine, celle-ci devient presque entièrement incapable d'être gonflée par l'eau. Après la pose, on lave la gélatine à l'aide d'eau froide pour éliminer le chromate, puis on sèche la plaque. Lorsqu'elle est sèche, on ne constate aucune trace d'existence d'une image.
Lorsqu'il s'agit d'établir une planche d'impression, on humidi- fie la plaque de gélatine à l'aide d'eau (par immersion ou autrement) pendant 10 à 30 minutes, le temps exact dépendant de la température à laquelle l'opération est réalisée. Ceci fait gonfler les parties de la gélatine qui n'ont pas été influencées par la lumière et constitue ainsi une image en relief de la vue précédemment prise.
On pose la plaque de gélatine à plat, la face de gélatine en haut, et l'on verse en travers de l'une des extrémités un peu de la composition liquide ou semi-liquide et moulable dont il sera question plus loin, On place alors une feuille de support, en cellu- loide ou autre matière, sur la feuille de gélatine et, à l'aide d'un rouleau lourd, on pressure la feuille de support à partir de ladite extrémité de la plaque de gélatine gonfiée, de façon à en exprimer et pousser graduellement vers l'autre extrémité la majeure partie de la composition liquide, l'excédent de cette composition étant finalement expulsé et rejeté. On laisse alors durcir la composition moulable qui se solidifie sous forme du produit final.
Le temps
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nécessaire pour la solidification de la composition dépend des conditions de viscosité et de l'air ambiant mais est en moyenne de 10 minutes environ.
La feuille de support à laquelle adhère immuablement la matière solidifiée constitue la planche d'impression.
On détache alors cette planche de la plaque de gélatine constituant la matrice en relief et on la laisse se solidifier complètement en l'exposant à l'air pendant plusieurs heures.
La planche est alors prête à être montée sur un cylindre de presse rotative et le tirage des épreuves de rotogravure commence. On peut établir à volonté des planches d'impression en demi-teintes où des planches d'impression en taille-douce en suivant généralement le mode opératoire décrit ci-dessus et en se servant, bien entendu, du type d'écran approprié au genre d'impression, ainsi qu'il est bien cocnu de l'homme du métier.
L'inventeur a découvert que le nitrate de cellulose constitue une matière de base excellente. Une composition contenant environ 25% de nitrooellulose donne une matière d'impression finie de grande dureté et de grande durabilité.
En général, la dureté et la durabilité du produit solidifié fini sont d'autant plus grandes que le pourcentage de base cellulosique (si l'on considère les éléments solides à l'exclusion des solvants) qu'on peut commodément utiliser sans détruire la plasticité de moulage initiale nécessaire du produit est plus élevé. L'inventeur a découvert qu'unecomposition préparée à l'aide d'une base de nitrate de cellulose de faible viscosité ne donne pas une matière aussi dure qu'une,composition préparée à l'aide d'une base cellulopique de viscosité relativement élevée, mais que la matière
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la plus dure est obtenue à l'aidé d'un mélange de bases cellulosiques de viscosités différentes.
Pour obtenir une masse plastique qui "coule" à la vitesse désirée pour le moulage lorsqu'un solvant particulier est utilisé et obtenir une composition liquide contenant un total de 20 à 35% ou davantage d'éléments solides, il est usuel d'employer un mélange de bases cellulosiques de différentes viscosités.
Un tel mélange peut être composé par parties d'un nitrate de cellulose à1/2seconde et d'un nitrate de cellulose de vis- cosité supérieure, celui-ci comprenant aussi, par exemple, deux nitrates de cellulose de viscosités différentes, l'un à 4 secondes, l'autre à 40 secondes. L'acétate de cellulose constitue aussi une matière de base cellulosique précieuse.
L'inventeur a découvert que, en général, les plastifiants, et en particulier ceux tels que le camphre, l'huile de ricin et les corps analogues ont tendance à diminuer la dureté du produit fini. Il est toutefois nécessaire d'ajou- ter un peu de plastifiant aux ingrédients utilisés, pour conférer à la composition une plasticité suffisante pour le moulage initial. Les plastifiants préférés pour le nitrate de cellulose sont le phosphate de tricrésyle, le phosphate de triphéayle et le phtalate de dibutyle ; et la triacétine est un plastifiant satisfaisant pour l'acétate de cellulose.
Lorsqu'on n'incorpore que les faibles quantités nécessaires de ces plastifiants, ces agents ne semblent avoir qu'un très faible effet sur la dureté du produit final, mais lui donnent la plasticité et la ténacité désirées. Pour augmenter encore la dureté et la durée de la matière, on peut l'additionner de certaines gommes ou corps résineux tels que la gomme de dammar, Il convient de
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choisir des gommes sensiblement insolubles dans le véhicule de l'encre d'impression utilisée. La présence de gommes de ce genre dans la matière retarde toutefois légèrement le durcissement et la solidification du produit fini.
Comme solvants pour la base cellulosique, on peut employer l'acétone, l'acétate d'éthyle, l'acétate de butyle, l'acétate d'amyle, l'alcool butylique et des solvants bien connus similaires du commerce. En vue des meilleurs résultats, il est important de choisir le solvant en'tenant compte de la base cellulosique particulière employée. Si la matière de base est le nitrate de cellulose, l'acétate d'éthyle et l'acétate de butyle donnent de bons résultats. Dans le cas du nitrate de cellulose, on peut obtenir de très bons résultats à l'aide d'un mélange de deux solvants, savoir l'acétate de butyle du commerce (ce composé contient un peu d'alcool butylique) et l'acétate d'éthyle. Si l'on désire une matière possédant le pouvoir de se solidifier et de durcir très rapidement, l'acétate d'éthyle constitue aussi un excellent solvant.
Par contre, si l'on désire une matière possédant une grande dureté, une grande durabilité et le pouvoir de donner de la netteté, par exemple une matière susceptible d'être moulée initialement pour donner une planche d'impression remarquable par la finesse des détails, il est préférable d'utiliser un mélange d'acétate de butyle et d'alcool butylique additionné d'une faible quantité d'acétate d'éthyle. L'acétate d'éthyle pur est un solvant moins avantageux lorsqu'il s'agit d'établir un cliché de-grande finesse, car les empreintes et détails de la matrice en relief ne sont pas reproduits aussi exactement et aussi nettement à l'aide d'une composition cellulosique initialement plastique dont
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l'aoétate d'éthyle est le solvant unique.
En outre, l'acétat d'éthyle s'évapore très rapidement, ce qui accélère dans une mesure correspondante le durcissement de la planche.
Lorsqu'un durcissement rapide est une considération importante et qu'il n'est pas essentiel d'avoir des impressions exactes, l'acétate d'éthyle constitue un excellent solvant.
On a trouvé que l'acétone et l'acétate d'amyle constituent des solvants particulièrement satisfaisants lorsque l'aoétat de cellulose est appliqué à titre de matière de base.
Il importe que toutes les matières soient aussi exempte. d'eau que possible. La présence d'une quantité appréciable d'eau dans les ingrédients utilisés diminua considérablement la solubilité de la base cellulosique. Les produits du commerce susmentionnés sont toutefois normalement exempts d'eau, de sorte qu'on n'éprouve pas de difficulté à obtenir des matières susceptibles de donner naissance à une composition possédant les caractéristiques désirées.
A l'état liquide, la composition préférée contient de 12 à 35% d'éléments solides et de 65 à 80% de solvants. Les éléments solides comprennent de préférence des nitrates de cellulose additionnés d'une faible quantité de plastifiant.
L'inventeur a découvert qu'un mélange de nitrates de cellulose de différentes viscosités donne généralement un produit final plus dur, plus tenace et plus désirable. Il est bon de choisir le mélange de nitrates de cellulose de façon à réaliser ce résultat, Un excellent mélange comprend approximativement 50% de nitrate de cellulose à1/2seconde, 10% de nitrate de cellulose à 4 secondes et 40% de nitrate de cellulose à 40 secondes. On peut d'ailleurs augmenter l'une quelconque de ces proportions en diminuant les autres d'une
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façon correspondante.
Parmi les meilleurs plastifiants, on mentionnera le phosphate de triphényle, le phosphate de tri- orésyle et le phtalate de dibutyle mais il convient de n'em- ployer ces corps qu'en proportions faibles ou modérées, par exemple à raison de 1 à 5% de la composition totale. Les solvants les plus avantageux semblent être des mélanges d'acétate de butyle du commerce et d'acétate d'éthyle, mais on pourrait aussi employer l'acétate d'amyle. L'acétate de butyle du commerce contient en général 20% environ d'al- cool butylique, ce qui ne présente pas d'inconvénient. On peut employer une faible proportion de benzène ou d'un sol- vant bon marché analogue pour diminuer le prix de revient.
Les proportions et ingrédients particuliers que l'in- venteur a trouvés spécialement avantageux sont indiqués dans les exemples suivants :
Exemple 1:- Une composition donnant une planche d'im- pression de grande dureté et de grande durabilité et sus- ceptible de reproduire fidèlement les empreintes superfi- cielles les plus fines peut être préparée à l'aide d'un mélange comprenant, en poids, 25% d'éléments solides et 75% de solvants. Les éléments solides comprennent 20% de phosphate de triphényle, 20% de nitrate de cellulose à 40 secondes et 60% de nitrate de cellulose à 1 seconde.
2 Le solvant employé coma;rend un mélange de 58% d'acétate d'amyle et de 42% d'acétate de butyle. Les quantités en poids et pourcentages totaux de la composition sont les suivants : nitrate de cellulose à 1 seconde, 15% ; nitrate de cellulose à 40secondes, 5% ; phosphate de triphényle 5% ; acétate d'amyle 43,5% ; acétate de butyle 31,5%. Cette composition possède une viscosité de 12 secondes (essai
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de la chute d'une boule).
Exemple 2:- Composition con tenant, en poids,. 25% d'élé- ments solides et 75% de solvants. Les éléments solides com- prennent 20% de phosphate de triphényle, 40% de nitrate de cellulose à 40 secondes et 40% de nitrate de cellulose à 1 seconde. Des solvants utilisés sont sensiblement les mêmes 2 que ceux de l'exemple 1, soit environ 58% d'acétate d'amyle et 42% d'acétate de butyle. Les quantités en poids et pour- centages totaux de cette composition sont : nitrate de cel- lulose à 1 seconde 10% ; nitrate de cellulose à 40 secondes @ 10% ; phosphate de triphényle 5% ;acétate d'amyle 43,5% ; acétate de butyle 31,5%. Cette composition possède une vis- cosité de 70 secondes (essai de la chute d'une boule).
Exemple 3,- Composition comprenant, en poids, 25%' d'éléments solides et 75% de solvants. Les éléments solides comprennent 5% de phosphate de tricrésyle, 71% de nitrate de cellulose à 1 seconde et 24% de nitrate de cellulose à 40 secondes. Le solvant est l'acétate d'éthyle appliqué seul.
Les quantité en poids et pourcentages totaux de cette compo- sition sont : nitrate de cellulose à 1 seconde 17,75% ;
2 nitrate de cellulose à 40 secondes 6%; phosphate de tricré- syle 1,25%; acétate d'éthyle 75%. Cette composition possède une viscosité de 39 secondes (essai de la chute d'une boule).
Exemple 4.- Composition comprenant, en poids, 25% d'éléments solides et 75% de solvants. Les éléments solides comprennent un mélange de 5% de phosphate de tricrésyle, de 64% de nitrate de cellulose à 1 seconde et de 31% de ni-
2 trate de cellulose à 40 secondes. On dissout les éléments solides précédemment décrits dans de l'acétate de butyle ducommerece, qui constitue 75% du mélange total. Les quantités
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en poids et pourcentages totaux de cette composition sont : nitrate de cellulose à 1 seconde 16; nitrate de cellulose à 40 secondes 7,75% ; phosphate de tricrésyle 1,25%; acé- tate de butyle du commerce 75%. La composition ci-dessus possède une viscosité de 52 secondes (essai de la chute d'une boule).
Exemple 5.- Composition comprenant, en poids, 35,6% d'éléments solides et 64,4% de solvants. Les éléments so- lides comprennent 5,2% de phosphate de triphényle, 8,3% de gomme de dammar, 43,25% de nitrate de cellulose à 1 seconde @ et 43,25% de nitrate de cellulose à 40 secondes. Les sol- vants utilisés comprennent 66,1% d'acétate de butyle, 27,8% d'acétate d'éthyle et 6,1% de solvants pour la gomme de dammar. Ces derniers comprennent 42% de benzène, 9,2 d'acétate d'éthyle, 8,1% d'acétone et 40,7% d'alcool méthy- lique.
Les quantités en poids et pourcentages totaux de cette composition sont . nitrate de cellulose à 1 seconde
2 15,4% ; nitrate de cellulose à 40 secondes 15,4 ; phos- phate de tripênyle 1,9%; gomme de dammar 2,9%; acétate de,butyle du commerce 42,6% ; acétate d'éthyle 17,9% ; solvant de la gomme de dammar 3,9%. Cette composition pos- sède une viscosité de 800 secondes (essai de la chute d'une boule). On voit que cette matière possède une viscosité élevée. Si, pour certains usages, on trouve qu'elle est trop visqueuse pour se mouler convenablement, on peut dimi- nuer sa viscosité par l'addition d'acétate de butyle ou d'acétate d'éthyle.
Exemple 6.- Compositon comprenant, eu poids, 27,4% d'éléments solides et 72,6% de solvants. Les.éléments so- lides comprennent la,5% de phosphate de triphényle, 17% de
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gomme de dammar et 72,5% de nitrate de cellulose à 40 secondes. Les solvants utilises comprennent 64% d'acétate de butyle du commerce, 26,2 d'acétate d'éthyle et 9,8% de solvants pour la gomme de dammar. Ces derniers peuvent être les mêmes que ceux de l'exemple 5. Les quantités en poids et pourcentages totaux de cette composition sont : nitrate de cellulose à 40 secondes 19,9% ; phosphate de triphényle 2,8%; gomme de dammar 4,7%; acétate de butyle du commerce 46,5%; acétate d'éthyle 19%; solvant pour la gomme de dammar 7,1%.
Cette composition possède une viscosité de 105 secondes (essai de la chute d'une boule).
Les compositions suivantes ontdonné de bons résultats avec l'acétate de cellulose employé à titre d'ester de cellulose particulier.
Exemple 7. - composition comprenant, en poids, 25% d'éléments solides et 75% de solvants. Les éléments solides comprennent 5% de phosphate de tricrésyle et 95% d'acétate de cellulose soluble. Le solvant employé est un mélange d'acétate de méthyle et d'acétone, environ par parties égales.
Exemple 8 - Un autre exemple est celui dans lequel il y a 20% d'éléments solides et 80% de solvants et dans lequel il y a, 5% de triacétine à titre de plastifiant avec du tétranchloréthane comme solvant.
.Lorsque la composition ne contient que du nitrate de cellulose, un plastifiant et un solvant, tordre dans lequel on mélange ces éléments est sans importance. Un certain temps et un certain degré d'agitation sont toutefois néoessaires pour obtenir une homogénéité complète de la solution résultante. Lorsque la dissolution et l'homogénéité sont
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effectués complètement, il convient de filtrer la matière, qui est alors prête pour l'emploi.
Lorsqu'une gomme (ou résine) telle que la gomme de dammar est utilisée, il est préférable de la dissoudre dans son propre solvant et d'ajouter ensuite cette dissolution à la matière précédemment décrite. Le solvant choisi pour la gomme dépendra de la gomme choisie, mais, en général, il sera composé d'un mélange anhydre de benzène, d'alcool méthylique et, le cas échéant, d'autres solvants tels que l'acétone et l'acétate d'éthyle. On ajoute la solution de gomme à la solution de base cellulosique et les remue ensemble pour les mélanger. On filtre la matière finale, qui est alorsprête à servir.
La matière finie est généralement semi-transparente et incolore. Il peut être désirable, dans certains cas, de lui donner une°couleur distinctive. On a trouve, par exemple, qu'on peut sans inconvénient colorer la matière en l'additionnant d'un colorant dissous dans un solvant convenable, par exemple d'une dissolution de 0,01 g de rouge à l'huile, d'orangé à l'huile ou d'une autre couleur dans 5 cc d'acétate d'éthyle.
La présente composition donne un produit qui n'est que légèrement thermosplastique et dont le durcissement est effectué en premier lieu par l'absorption du solvant par la feuille de support (si une feuille de ce genre est utilisée,. en second lieu par précipitation, lorsque la composition plastique entre en contact avec l'humidité et l'eau que contient la gélatine gonflée d'eau de la matrice en relief et finalement par l'évaporation du solvant résiduel qui résulte de l'exposition de la matière à l'air.
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DESCRIPTIVE MEMORY SUBMITTED IN SUPPORT OF THE REQUEST
OF A PATENT OF INVENTION Improved process for preparing cellulosic compounds capable of being plasticized.
This invention relates to a material characterized by its extreme hardness and extreme durability and to a process for manufacturing this material efficiently and industrially. It also relates to a plasticizable cellulosic material which is initially moldable, which is specially arranged to take fine and fine.
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imprints and impressions of raised motherboards or dies and which, when cured or solidified in film or sheet form, may be used in the printing, drawing and reproduction arts like a printing or recording board, this material being moreover capable of receiving various other applications whenever a hard, tenacious and durable material is desired.
The plastic material which is the object of this invention possesses characteristics which make it especially useful in the printing, drawing and reproduction arts. The present finished product provides crisp, clear and accurate impressions of surfaces such as relief dies when the composition has been pressed against said surface and allowed to harden and solidify. In addition, this product does not shrink under the influence of curing or aging, does not have the disadvantage of "plastic casting", is substantially non-thermoplastic, and exactly and uniformly retains the original shape and contour of the product. its surface.
The product according to the invention does not adhere to a relief matrix made of gelatin moistened or swollen with water and, therefore, is an excellent material for printing plates, which can be molded using such a relief matrix. When fully solidified, the product according to the invention is hard, tenacious, durable, resistant to wear and is most advantageously useful in all cases where a material thereof is required. kind.
When the present material is intended for rotogra-
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vure, the printing plates are established and molded using the composition substantially as follows: Using screens and cameras usually used in the printing arts, a positive is taken on a gelatin plate (usually provided with a celluloid support) impregnated with a chromate. When light strikes the gelatin, it becomes almost entirely incapable of being swollen by water. After laying, the gelatin is washed with cold water to remove the chromate, then the plate is dried. When it is dry, there is no trace of the existence of an image.
When it comes to establishing a printing board, the gelatin plate is moistened with water (by immersion or otherwise) for 10 to 30 minutes, the exact time depending on the temperature at which the operation is performed. This swells the parts of the gelatin which have not been influenced by light and thus forms a raised image of the previously taken view.
The gelatin plate is placed flat, the gelatin side up, and a little of the liquid or semi-liquid and moldable composition which will be discussed later is poured across one end. then a backing sheet, of cellulose or other material, on the gelatin sheet and, using a heavy roller, the backing sheet is pressed from said end of the swollen gelatin plate, so as to express and gradually push towards the other end the major part of the liquid composition, the excess of this composition being finally expelled and rejected. The moldable composition is then allowed to harden, which solidifies in the form of the final product.
Time
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necessary for the solidification of the composition depends on the viscosity conditions and the ambient air but is on average about 10 minutes.
The backing sheet to which the solidified material steadfastly adheres constitutes the printing plate.
This board is then detached from the gelatin plate constituting the relief matrix and is allowed to solidify completely by exposing it to air for several hours.
The plate is then ready to be mounted on a rotary press cylinder and the printing of the rotogravure proofs begins. Half-tone printing plates or intaglio printing plates can be established at will by generally following the procedure described above and using, of course, the type of screen appropriate to the genre. printing, as is well known to those skilled in the art.
The inventor has discovered that cellulose nitrate is an excellent starting material. A composition containing about 25% nitrooellulose provides a finished printing material of high hardness and durability.
In general, the hardness and durability of the finished solidified product is greater the greater the percentage of cellulosic base (considering the solids excluding solvents) which can be conveniently used without destroying the plasticity. initial molding required of the product is higher. The inventor has discovered that a composition prepared using a low viscosity cellulose nitrate base does not result in a material as hard as a composition prepared using a relatively high viscosity cellulopic base. , but that the material
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the hardest is obtained using a mixture of cellulose bases of different viscosities.
In order to obtain a plastic mass which "flows" at the rate desired for molding when a particular solvent is used and to obtain a liquid composition containing a total of 20 to 35% or more solids, it is usual to employ a mixture of cellulosic bases of different viscosities.
Such a mixture may be composed in parts of a 1/2-second cellulose nitrate and a higher viscosity cellulose nitrate, the latter also comprising, for example, two cellulose nitrates of different viscosities, one at 4 seconds, the other at 40 seconds. Cellulose acetate is also a valuable cellulosic feedstock.
The inventor has found that, in general, plasticizers, and in particular those such as camphor, castor oil and the like tend to decrease the hardness of the finished product. However, it is necessary to add a little plasticizer to the ingredients used, in order to give the composition sufficient plasticity for the initial molding. The preferred plasticizers for cellulose nitrate are tricresyl phosphate, triphayl phosphate and dibutyl phthalate; and triacetin is a satisfactory plasticizer for cellulose acetate.
When only the necessary small amounts of these plasticizers are incorporated, these agents appear to have very little effect on the hardness of the final product, but give it the desired plasticity and toughness. To further increase the hardness and duration of the material, it can be added to certain gums or resinous bodies such as dammar gum.
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choose gums which are substantially insoluble in the vehicle of the printing ink used. The presence of such gums in the material, however, slightly retards the hardening and solidification of the finished product.
As the solvents for the cellulosic base, acetone, ethyl acetate, butyl acetate, amyl acetate, butyl alcohol and similar well known commercial solvents can be employed. For the best results, it is important to choose the solvent taking into account the particular cellulosic base employed. If the basic material is cellulose nitrate, ethyl acetate and butyl acetate give good results. In the case of cellulose nitrate, very good results can be obtained using a mixture of two solvents, namely commercial butyl acetate (this compound contains a little butyl alcohol) and acetate. ethyl. If a material with the ability to solidify and harden very quickly is desired, ethyl acetate is also an excellent solvent.
On the other hand, if one wishes a material having a great hardness, a great durability and the power to give sharpness, for example a material capable of being molded initially to give a printing plate remarkable for the fineness of the details , it is preferable to use a mixture of butyl acetate and butyl alcohol with a small amount of ethyl acetate added. Pure ethyl acetate is a less advantageous solvent when it comes to making a very fine image, because the indentations and details of the raised matrix are not reproduced as accurately and as clearly as possible. using an initially plastic cellulose composition of which
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Ethyl aoetate is the sole solvent.
In addition, the ethyl acetate evaporates very quickly, correspondingly accelerating the hardening of the board.
When rapid cure is an important consideration and accurate prints are not essential, ethyl acetate is an excellent solvent.
Acetone and amyl acetate have been found to be particularly satisfactory solvents when the cellulose state is applied as the raw material.
It is important that all materials are also free. of water as possible. The presence of an appreciable amount of water in the ingredients used considerably decreased the solubility of the cellulosic base. The above-mentioned commercial products, however, are normally free from water, so that there is no difficulty in obtaining materials capable of giving rise to a composition having the desired characteristics.
In the liquid state, the preferred composition contains 12 to 35% solids and 65 to 80% solvents. The solid elements preferably comprise cellulose nitrates with the addition of a small amount of plasticizer.
The inventor has found that a mixture of cellulose nitrates of different viscosities generally results in a harder, tougher and more desirable end product. It is good to choose the mixture of cellulose nitrates in order to achieve this result.An excellent mixture consists of approximately 50% cellulose nitrate at 1/2 second, 10% cellulose nitrate at 4 seconds and 40% cellulose nitrate at 40 seconds. Any of these proportions can be increased by decreasing the others by a
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corresponding way.
Among the best plasticizers are triphenylphosphate, trioresylphosphate and dibutylphthalate, but these substances should only be used in small or moderate proportions, for example in an amount of 1 to 5. % of the total composition. The most preferred solvents appear to be mixtures of commercial butyl acetate and ethyl acetate, but amyl acetate could also be employed. Commercial butyl acetate generally contains about 20% butyl alcohol, which is not a problem. A small proportion of benzene or a similar inexpensive solvent can be used to reduce the cost.
The particular proportions and ingredients which the inventor has found to be especially advantageous are given in the following examples:
Example 1: A composition giving a printing plate of great hardness and great durability and capable of faithfully reproducing the finest surface impressions can be prepared using a mixture comprising, in weight, 25% solids and 75% solvents. The solids consist of 20% triphenyl phosphate, 20% cellulose nitrate at 40 seconds and 60% cellulose nitrate at 1 second.
2 The solvent used coma; makes a mixture of 58% amyl acetate and 42% butyl acetate. The total amounts by weight and percentages of the composition are as follows: 1 second cellulose nitrate, 15%; 40 seconds cellulose nitrate, 5%; 5% triphenyl phosphate; 43.5% amyl acetate; 31.5% butyl acetate. This composition has a viscosity of 12 seconds (test
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of the fall of a ball).
Example 2: - Composition containing, by weight ,. 25% solids and 75% solvents. The solids consist of 20% triphenyl phosphate, 40% cellulose nitrate at 40 seconds and 40% cellulose nitrate at 1 second. Solvents used are substantially the same 2 as those of Example 1, ie about 58% amyl acetate and 42% butyl acetate. The amounts by total weight and percentages of this composition are: 1 second cellulose nitrate 10%; 40 second cellulose nitrate @ 10%; 5% triphenyl phosphate, 43.5% amyl acetate; 31.5% butyl acetate. This composition has a viscosity of 70 seconds (test of the fall of a ball).
Example 3 - Composition comprising, by weight, 25% of solids and 75% of solvents. The solids consist of 5% tricresyl phosphate, 71% cellulose nitrate at 1 second and 24% cellulose nitrate at 40 seconds. The solvent is ethyl acetate applied alone.
The total amounts by weight and percentages of this composition are: 1 second cellulose nitrate 17.75%;
2 cellulose nitrate at 40 seconds 6%; 1.25% tricresyl phosphate; 75% ethyl acetate. This composition has a viscosity of 39 seconds (test of the fall of a ball).
Example 4. Composition comprising, by weight, 25% solids and 75% solvents. Solids consist of a mixture of 5% tricresyl phosphate, 64% 1 second cellulose nitrate and 31% ni-
2 cellulose trate at 40 seconds. The solids previously described are dissolved in commercial butyl acetate, which constitutes 75% of the total mixture. Quantities
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by weight and total percentages of this composition are: 1 second cellulose nitrate 16; 40 second cellulose nitrate 7.75%; 1.25% tricresyl phosphate; 75% commercial butyl acetate. The above composition has a viscosity of 52 seconds (ball drop test).
Example 5. A composition comprising, by weight, 35.6% of solid elements and 64.4% of solvents. The solid elements include 5.2% triphenyl phosphate, 8.3% dammar gum, 43.25% cellulose nitrate at 1 second @ and 43.25% cellulose nitrate at 40 seconds. The solvents used include 66.1% butyl acetate, 27.8% ethyl acetate and 6.1% dammar gum solvents. These consist of 42% benzene, 9.2% ethyl acetate, 8.1% acetone and 40.7% methyl alcohol.
The total amounts by weight and percentages of this composition are. 1 second cellulose nitrate
2 15.4%; 40 second cellulose nitrate 15.4; 1.9% tripenyl phosphate; dammar gum 2.9%; 42.6% commercial, butyl acetate; ethyl acetate 17.9%; 3.9% dammar gum solvent. This composition has a viscosity of 800 seconds (ball drop test). It can be seen that this material has a high viscosity. If for certain uses it is found to be too viscous to mold properly, its viscosity can be reduced by the addition of butyl acetate or ethyl acetate.
Example 6. A compound comprising, by weight, 27.4% solids and 72.6% solvents. The solid elements include 5% triphenyl phosphate, 17% triphenyl phosphate.
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dammar gum and 72.5% cellulose nitrate at 40 seconds. The solvents used comprise 64% of commercial butyl acetate, 26.2 of ethyl acetate and 9.8% of solvents for the dammar gum. The latter may be the same as those of Example 5. The total amounts by weight and percentages of this composition are: cellulose nitrate at 40 seconds 19.9%; 2.8% triphenyl phosphate; 4.7% dammar gum; commercial butyl acetate 46.5%; ethyl acetate 19%; solvent for dammar gum 7.1%.
This composition has a viscosity of 105 seconds (test of the fall of a ball).
The following compositions have given good results with cellulose acetate employed as the particular cellulose ester.
Example 7. - composition comprising, by weight, 25% solids and 75% solvents. The solids include 5% tricresyl phosphate and 95% soluble cellulose acetate. The solvent used is a mixture of methyl acetate and acetone, approximately in equal parts.
Example 8 - Another example is that in which there are 20% solids and 80% solvents and in which there is 5% triacetin as plasticizer with tetranchloroethane as solvent.
When the composition contains only cellulose nitrate, a plasticizer and a solvent, the twist in which these elements are mixed is irrelevant. However, a certain time and a certain degree of agitation is necessary to obtain complete homogeneity of the resulting solution. When the dissolution and homogeneity are
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carried out completely, the material should be filtered, which is then ready for use.
When a gum (or resin) such as dammar gum is used, it is preferable to dissolve it in its own solvent and then add this dissolution to the material previously described. The solvent chosen for the gum will depend on the gum chosen, but, in general, it will be composed of an anhydrous mixture of benzene, methyl alcohol and, optionally, other solvents such as acetone and ethyl acetate. Add the gum solution to the cellulosic stock solution and stir them together to mix them. The final material is filtered, which is then ready to serve.
The finished material is generally semi-transparent and colorless. It may be desirable in some cases to give it a distinctive color. It has been found, for example, that the material can be easily colored by adding a dye dissolved in a suitable solvent, for example a solution of 0.01 g of red in oil, oil orange or other color in 5 cc of ethyl acetate.
The present composition gives a product which is only slightly thermosplastic and the hardening of which is effected primarily by absorption of the solvent by the support sheet (if such a sheet is used, secondly by precipitation, when the plastic composition comes into contact with the humidity and the water contained in the water-swollen gelatin of the raised matrix and finally by the evaporation of the residual solvent which results from the exposure of the material to air .