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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.