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COMPOSITION A LAQUE POUR IE TRAITEMENT DES SURFACES.
La présente invention est relative à une composition à laque per- fectionnée pour le traitement des surfaceso
Jusqu'à présent, presqu'uniquement des laques à base de nitro-cel- lulose ont été employées pour brunir et polir les ameublements et les instal- lations,eu égard aux qualités désirables du matériau et à ,la facilité de sa manipulation au cours d'opérations industrielles. Cependant, de tels trai- tements de surface ne remplissent pas toutes les conditions voulues. C'est ainsi que les laques nitro-cellulosiques du type classique présentent l'incon- vénient, entre autres, qu'elles contiennent une quantité relativement faible de constituants solides, au plus 30 %.
De plus, elles demandent beaucoup de travail manuel, sous forme de polissage, meulage, etc,,.,,, afin d'obtenir des surfaces bien égales exemptes de pores, notamment lorsqu'il s'agit de bois à pores grossiers, tels que chêne, orme,acajou, etc... Cela est dû au fait entr'autres, que les laques cellulosiques, lors.'d'une réapplication, dissol- vent la couche déjà appliquée. D'autre part, si l'on emploie un vernis à l'huile, il n'est pas dissous lors de la réapplication, par conséquent il est plus facile d'obtenir une surface exempte de pores avec ce matériau. Cepen- dant, les vernis , l'huile exigent une longue durée de séchage et sont diffi- ciles à polir;de plus, ils ne confèrent pas la même haute qualité à la couche terminée que le font les laques nitro-cellulosiques.
En traitant les surfaces avec une laque nitro-cellulosique on a essayé d'éviter lesdits inconvénients présentés par l'emploi de la nitro-cel- lulose, par exemple en traitant au préalable le bois avec ce que l'on appelle des "remplisseurs", ou avec une couche de laque'de fond àbasè de nitro-cellu- lose obtenue avec addition de stéarate de zinc et analogues, grâce à quoi la couche de laque=appliquée d'abord est rendue moins soluble par la couche ulté- rieure de laque nitro-cellulosique.
On a également essayé, notamment aux Etats-Unis, d'utiliser une laque séchant au four du type alkyde, pour l'amublement, car il est reconnu qu'elle produit des pellicules meilleures que celles produites par une la- que séchant à l'air. Ces essais n'ont pas cependant été trop couronnés de suc- cès,particulièrement dans les meubles en plaqué, lesquels ne peuvent suppor-
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ter les températures élevées exigées par.la pratique classique.
On sait que l'on peut employer, comme laques nitrocellulosiques, des combinaisons de nitro-cellulose et de résines d'urée -formaldéhyde et/ou de mélamine-formaldéhyde. Cela est fait partiellement afin d'augmenter la résistance à la lumière des laques nitro-cellulosiques et partiellement afin de rendre la laque applicable selon la méthode de plissage française (polis- sage à l'eau de savon), méthode selon laquelle les résines de la laque doivent être insolubles dans l'huile. Cependant, dans une telle combinaison à laque, on ne peut avoir une proportion de résines-laques plus élevée que 50 % de l'ex- trait sec de la nitro-cellulose sans effet nuisibleo On connaît même une com- binaison à laque nitro-cellulosique, de résine d'urée -formaldéhyde et d'une alkyde non séchante telle qu'une résine -alkyde d'huile de ricin.
Dans le dernier cas, la résine-alkyde a été employée comme remplissage et composant amolissant et, en plus du fait qu'elle possède les caractéristiques d'un rem- plisseur et d'un amollissant, la résine-alkyde présente aussi une bonne ré- sistance à la lumière et seulement une insignifiante solubilité dans L'huile.
La présente invention vise la fabrication d'une laque,qui a une base comprenant des résines-laques du type d'urée-formaldéhyde et/ou de méla- mine-formaldéhyde, et principalement des résines-alkydes non séchantes, en com- binaison avec de la nitro-cellulose et des solvants appropriés, laquelle laque convient particulièrement au traitement des surfaces en bois, et possède de grands avantages en comparaison avec la dernière. La composition à laque se- lon l'invention est caractérisée par le fait que la quantité de résine d'urée- formaldéhyde et/ou de mélamine-formaldéhyde est au plus de 75 % de la quantité de résine-alkyde et que la quantité de nitro-eellulose dans la laque est infé- rieure à 10% des constituants solides de la laque.
Il a été également découvert qu'une laque de la composition indi- quée peut être, par addition de catalyseurs, déjà condensée à la température ordinaire, d'où production d'une pellicule insoluble dans les solvants organi- ques. On peut également provoquer une telle condensation seulement par apport de chaleur. Il peut être également convenable, dans certains cas, d'effectuer la condensation en présence de catalyseurs, tandis qu'on fournit simultanément de la chaleur.,
L'exemple suivant est bien représentatif d'une composition à laque typique selon l'invention, et de sa fabrication avec emploi d'un catalyseur.
La laque est fabriquée de telle façon que 8 parties en poids de nitro-cellulose,70 parties en poids de résine-alkyde (type "Alkydal W" décrit dans "German Plastics Practice", Cambridge, Massachusetts, 1946, page 259) et 45 parties en poids de résine d'urée formaldéhyde ("Plasto-pal C.B.".. 10c. cita, page 281) sont dissoutes dans un. solvant de laque nitro-cellulosique ap- proprié, de telle sorte que la laque résultante contient environ 40 % des cons- tituants solideso Le catalyseur peut être produit ou fabriqué de diverses ma- nières selon la durée de prise que l'on désire. En pratiquant, on peut consi- dérer comme convenable une durée de prise d'environ 8 heures.
Un durcisseur convenable pour obtenir ce résultat peut être obtenu par mélange de 5 parties de HC1 concentré et 6 parties d'acide phosphorique (84%) à 30 parties d'alcool et par l'addition à ce moment au mélange de 800 parties d'un mélange solvant approprié pour la nitro-cellulose. On ajoute.-10 à 15 % du catalyseur ainsi ob- tenu à la laque sus-décrite, ce. qui la rendra convenable pour être appliquée au pinceau ou par aspersion. Il faut employer la laque 6 à 10 heures après l'addition du catalyseur.
Lorsque cette laque est appliquée sur une surface soit au pinceau, soit par aspersion, il se produit une pellicule de laque, qui est insoluble dans les solvants organiques après un délai de 12 heures. Si cette pellicule est poncée et relaquée avec la même laque, la surface se trouve revêtue d'une couche brillante et très couvrante, pratiquement exempte de pores et qui, après léger traitement ultéieur, peut être meulée, rendue¯mate ou polie jusqu'à un brillant élevé. Cela n'a pu être possible dans le cas des laques classiques.
La surface ainsi produite n'est pas affectée par l'eau bouillante ou les objets très chauds. Elle résiste plus aux acides et aux alcalis qué ne le font les
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laques nitro-cellulosiques classiques. Ladite pellicule résiste aussi aux éra- flures; elle est souple et fait preuve de qualités d'adhésion et de résistance à l'usage plus grandes et est moins inflammable qu'une laque nitro-cellulosi- que.
Dans le cas où la prise de la résine est effectuée à des tempéra- tures plus élevées que la température ambiante, la durée de prise est plus courte, ou bien on n'a besoin que d'une quantité plus faible de catalyseur.
II est évident que la laque peut être colorée par pigments.
Dans l'exemple sus-mentionné, la composition des constituants so- lides de la laque est la suivante :
6,5 % de nitro-cellulose
36,5 % de résine-laque d'urée-formaldéhyde
57 % de résine-alkyde
La nitro-cellulose employée dans cet exemple est du fulmi-coton 1/2 sec.
Un autre exemple de la composition des constituants solides de la laque est
9 % de fulmi-coton 1/2 sec.
30 % de résine-laque d'urée-formaldéhyde
61 % de résine-alkyde.
Encore un exemple est le suivant 2,5 % de fulmi-coton 1/2 sec.
41 % de résine-laque d'urée-formaldéhyde
55 % de résine-alkyde.
Il est également possible de modifier la composition de la laque en ajoutant un autre type de nitro-cellulose. Dans un exemple d'une telle composition, les constituants solides de la laque sont produits par - 1 % de fulmi-coton fortement visqueux, par exemple du type "D 1250, Deutsches Celluloid"
37 % de résine-laque d'urée-formaldéhyde
50 % de résine-alkyde,
Comme catalyseurs, on peut également employer le benzène ou le chlorure de toluènesulfonyle, l'acide phosphorique, l'acide oxalique, le chlo- rure de zinc ou pratiquement toutes substances acides susceptibles de donner des solutions claires ou incolores avec la laque.
Comme on peut le voir depuisle début, les laquesfabriquées se- lon l'invention sont caractérisées par le fait qu'elles peuvent être durcies jusqu'à former-une pellicule insoluble, par chauffage sans catalyseurs et que, de plus, grâce à l'addition d'un catalyseur, elles peuvent être complètement durcies jusqu'à insolubilité à la température ambiante. Par exemple, il est possible d'employer comme catalyseur dans la laque l'acide citrique dissous dans l'alcool qui ne se polymérise pas pendant l'entreposage.
Il est possible de modifier les caractéristiques de la laque et son champ d'application en ajoutant des agents amollissants et des- résines ar- tificielles telles que des résines de phénol-formaldéhyde thermodurcissables et/ou d'autres composants pour laques qui sont habituellement employés dans les laques nitro-cellulosiques, par exemple des résines-laques d'uréthane (Uré- aines).
Il est clair que les laques fabriquées selon l'invention avec ou sans catalyseurs peuvent être employées comme laques cuisant au four ou émaux cuisant au four pour métal et analogues. La capacité d'adhérence, le brillant élevé et la dureté desdites laques les rend également propres pour des traite-
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ments de surface externes. De même, les laques selon l'invention ont fait leurs preuves comme excellement appropriées pour le papier, le caoutchouc, et le cuir.
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LACQUER COMPOSITION FOR SURFACE TREATMENT.
The present invention relates to a lacquer composition improved for the treatment of surfaces.
Hitherto almost only nitro-cellulose based lacquers have been employed for browning and polishing furnishings and fixtures, having regard to the desirable qualities of the material and the ease of its handling during industrial operations. However, such surface treatments do not meet all the desired conditions. Thus, nitro-cellulose lakes of the conventional type have the disadvantage, inter alia, that they contain a relatively small amount of solid constituents, at most 30%.
In addition, they require a lot of manual work, in the form of polishing, grinding, etc. ,,. ,,, in order to obtain very even surfaces free of pores, especially in the case of wood with coarse pores, such as than oak, elm, mahogany, etc. This is due to the fact, among others, that cellulose lacquers, when reapplying, dissolve the layer already applied. On the other hand, if an oil varnish is used, it is not dissolved on reapplication, therefore it is easier to obtain a pore-free surface with this material. However, varnishes and oils require a long drying time and are difficult to polish, and they do not impart the same high quality to the finished coat as do nitro-cellulose lacquers.
By treating the surfaces with a nitro-cellulose lacquer an attempt has been made to avoid the said disadvantages presented by the use of nitro-cellulose, for example by treating the wood beforehand with what are called "fillers". , or with a nitro-cellulose base lacquer layer obtained with the addition of zinc stearate and the like, whereby the lacquer layer applied first is made less soluble by the subsequent layer of nitro-cellulose lacquer.
Attempts have also been made, particularly in the United States, to use an alkyd-type oven-drying lacquer for furnishings, since it is known to produce films better than those produced by an oven-drying lacquer. 'air. However, these trials have not been too successful, particularly in veneer furniture, which cannot support.
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the high temperatures required by conventional practice.
It is known that it is possible to use, as nitrocellulose lakes, combinations of nitro-cellulose and of urea -formaldehyde and / or melamine-formaldehyde resins. This is done partly in order to increase the resistance to light of nitro-cellulose lacquers and partly in order to make the lacquer applicable according to the French pleating method (polishing with soap water), a method according to which resin resins. the lacquer should be insoluble in oil. However, in such a lacquer combination, it is not possible to have a proportion of resin-lacquers higher than 50% of the dry extract of the nitro-cellulose without harmful effect. A nitro-lacquer combination is even known. cellulose, urea-formaldehyde resin and a non-drying alkyd such as castor oil alkyd resin.
In the latter case, the resin-alkyd was employed as a filler and softening component and, in addition to having the characteristics of a filler and a softener, the resin-alkyd also exhibits good resistance. - light fastness and only insignificant solubility in oil.
The present invention relates to the manufacture of a lacquer, which has a base comprising resin-lacquers of the urea-formaldehyde and / or melamine-formaldehyde type, and mainly non-drying alkyd resins, in combination. with nitro-cellulose and suitable solvents, which lacquer is particularly suitable for treating wooden surfaces, and has great advantages in comparison with the latter. The lacquer composition according to the invention is characterized in that the quantity of urea-formaldehyde resin and / or of melamine-formaldehyde is at most 75% of the quantity of alkyd resin and that the quantity of nitro-eellulose in the lacquer is less than 10% of the solid constituents of the lacquer.
It has also been discovered that a lacquer of the indicated composition can be, by addition of catalysts, already condensed at room temperature, resulting in the production of a film insoluble in organic solvents. Such condensation can also be caused only by the addition of heat. It may also be suitable, in some cases, to carry out the condensation in the presence of catalysts, while simultaneously providing heat.
The following example is well representative of a typical lacquer composition according to the invention, and of its manufacture using a catalyst.
The lacquer is made such that 8 parts by weight of nitro-cellulose, 70 parts by weight of resin-alkyd (type "Alkydal W" described in "German Plastics Practice", Cambridge, Massachusetts, 1946, page 259) and 45 parts by weight of urea formaldehyde resin ("Plasto-pal CB" .. 10c. cita, page 281) are dissolved in a. a suitable nitrocellulose lacquer solvent such that the resulting lacquer contains about 40% of the solid constituents. The catalyst can be produced or fabricated in a variety of ways depending on the set time desired. In practice, a setting time of about 8 hours may be considered suitable.
A suitable hardener to achieve this result can be obtained by mixing 5 parts of concentrated HCl and 6 parts of phosphoric acid (84%) with 30 parts of alcohol and at this time adding to the mixture 800 parts of a suitable solvent mixture for nitro-cellulose. 10 to 15% of the catalyst thus obtained is added to the lacquer described above, this. which will make it suitable to be applied by brush or by spraying. The lacquer should be used 6 to 10 hours after the addition of the catalyst.
When this lacquer is applied to a surface either with a brush or by spraying, a lacquer film is produced, which is insoluble in organic solvents after a delay of 12 hours. If this film is sanded and re-lacquered with the same lacquer, the surface is coated with a glossy and very covering layer, practically free of pores and which, after slight subsequent treatment, can be ground, matt or polished up to high gloss. This could not be possible in the case of conventional lacquers.
The surface thus produced is not affected by boiling water or very hot objects. It is more resistant to acids and alkalis than
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classic nitro-cellulose lacquers. Said film is also scratch resistant; it is flexible and exhibits greater adhesion and resistance to use and is less flammable than a nitro-cellulose lacquer.
In the case where the setting of the resin is carried out at temperatures higher than room temperature, the setting time is shorter, or only a smaller amount of catalyst is needed.
It is obvious that the lacquer can be colored by pigments.
In the example mentioned above, the composition of the solid constituents of the lacquer is as follows:
6.5% nitro-cellulose
36.5% urea-formaldehyde resin-lacquer
57% resin-alkyd
The nitro-cellulose used in this example is 1/2 sec fulmi-cotton.
Another example of the composition of the solid constituents of lacquer is
9% fulmi-cotton 1/2 sec.
30% urea-formaldehyde resin-lacquer
61% resin-alkyd.
Yet another example is the following 2.5% 1/2 sec fulmi-cotton.
41% urea-formaldehyde resin-lacquer
55% resin-alkyd.
It is also possible to change the composition of the lacquer by adding another type of nitro-cellulose. In one example of such a composition, the solid constituents of the lacquer are produced by - 1% highly viscous fulmi-cotton, for example of the type "D 1250, Deutsches Celluloid"
37% urea-formaldehyde resin-lacquer
50% resin-alkyd,
As catalysts, benzene or toluenesulfonyl chloride, phosphoric acid, oxalic acid, zinc chloride or practically any acidic substance capable of giving clear or colorless solutions with the lacquer can also be employed.
As can be seen from the beginning, the lacquers produced according to the invention are characterized by the fact that they can be hardened to form an insoluble film, by heating without catalysts and, moreover, thanks to the addition of a catalyst, they can be completely cured to insolubility at room temperature. For example, it is possible to use as a catalyst in the lake citric acid dissolved in alcohol which does not polymerize during storage.
It is possible to modify the characteristics of the lacquer and its field of application by adding softening agents and artificial resins such as thermosetting phenol-formaldehyde resins and / or other lacquer components which are usually employed. in nitro-cellulose lacquers, for example urethane lacquer resins (ureaines).
It is clear that the lacquers produced according to the invention with or without catalysts can be employed as baking lacquers or baking enamels for metal and the like. The adhesion capacity, high gloss and hardness of said lacquers also make them suitable for treatment.
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external surface elements. Likewise, the lacquers according to the invention have proved their worth as being excellently suited for paper, rubber and leather.