FR2569373A1 - Revetement, durcissable sous l'action de radiations, pour structure de pellicule, procede pour preparer une structure de pellicule portant ce revetement, et pellicule ainsi obtenue - Google Patents
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Abstract
REVETEMENT DURCISSABLE SOUS L'ACTION DE RADIATIONS POUR STRUCTURE DE PELLICULE, PROCEDE POUR SON APPLICATION SUR UN SUPPORT, ET PELLICULE POUR FENETRE AINSI OBTENUE. LE REVETEMENT CONSISTE EN UNE COMPOSITION FORMEE D'UN MELANGE DE MONOMERES POLYMERISABLES SOUS L'ACTION DE RADIATIONS, COMPRENANT UN TRIACRYLATE OU TETRAACRYLATE MONOMERE ET DE L'ACIDE ACRYLIQUE, CE REVETEMENT ADHERANT A UN SUPPORT ET SON EPAISSEUR APRES POLYMERISATION ETANT D'ENVIRON 1 A 2,5MM; L'ENSEMBLE FORME UNE PELLICULE RESISTANT A L'ABRASION ET A FAIBLE ABSORPTION DANS L'INFRAROUGE QU'ON PEUT APPLIQUER AVANTAGEUSEMENT SUR UN VITRAGE.
Description
La présente invention se rapporte à un revêtement durcissable sous
l'action de radiations et destiné à être utilisé pour l'isolation de pellicules de vitrage et structures de vitrage, elle comprend également un procédé pour préparer une structure de pellicule portant ce revêtement et, à titre de produit industriel
nouveau, la pellicule ainsi obtenue.
On a déjà décrit l'application sur un support de revêtements résistant à l'abrasion. Ces revêtements sont couramment résistantsaux éraflages et à l'attaque par des agents chimiques et des solvants organiques. Habituellement, les revêtements peuvent être durcis soit sous l'action de la chaleur, soit sous
l'action de radiations.
Les produits durcissant à la chaleur exigent l'élimination de solvants et l'application de chaleur pour le traitement du revêtement. Ces exigences conduisent à des frais
élevés de consommation d'énergie et de protection de l'environnement.
Naturellement, des techniques de durcissement à la chaleur ne peuvent être appliquées sur des matières qui sont sensibles à la chaleur. Des opérations continues sont difficiles avec les produits à durcir à la chaleur car ces types de produits s'adaptent mal à un traitement continu rapide. Habituellement, pour polymériser un revêtement résistant à l'abrasion obtenu à partir d'un produit durcissant à la chaleur, il faut appliquer la chaleur pendant
un certain temps de séjour dans des fours de cuisson.
On a découvert que les produits durcissant sous l'action de radiations n'avaient pas les inconvénients des produits durcissant sous l'action de la chaleur. Les produits durcissant sous l'action de radiations permettent de diminuer les consommations
en énergie et de limiter les problèmes de pollution, avec des tempé-
ratures opératoires et des durées d'opération qui sont moins fortes
qu'avec les produits durcissant à la chaleur.
On connaît déjà des revêtements épais durcissables sous l'action de radiations. Ainsi, on a décrit le durcissement sous l'action de radiations d'un mélange d'un premier monomère choisi parmi les triacrylates et les tétraacrylates avec un second monomère contenant un groupe N-vinylimido. Ces revêtements ont été appliqués sur des supports variés. Les épaisseurs courantes pour ces revêtements sont de 1 à 25 pm. Pour parvenir à la résistance maximale à l'abrasion, il a fallu appliquer les revêtements Les plus épais. Mais l'application de revêtements épais constitue
un obstacle pour certaines utilisations.
Dans le brevet des Etats-Unis n 4 308 119, on décrit également une composition de revêtement durcissable sous l'action de radiations et qui peut être appliquée sur des supports variés. La composition de revêtement comprend un polyacrylate ou polyméthacrylate de pentaérythritol, par exemple du tétraacrylate
de pentaérythritol, un ester cellulosique et un photoinducteur.
Lorsqu'on suit les directives données dans ce brevet, on obtient des revêtements épais même lorsqu'on applique le revêtement au
pistolet à une épaisseur de l'ordre de 2,5 à 37 pim.
Dans une technique antérieure et ancienne, on utilise une feuilte composite absorbant l'énergie. La feuille comprend une couche métallique semitransparente réflectrice appliquée en revêtement sur une feuille polymère cohérente et recouverte d'une couche polymère transparente protectrice. Les polymères convenant pour cette couche polymère sont le polyéthylène, le polypropylène et le polyacrylonitrile. Toutefois, les polymères présentant de mauvaises propriétés de transmission des radiations infrarouges et de fortes propriétés d'absorption des radiations infrarouges présentent des inconvénients. L'épaisseur de la couche est de préférence d'environ 10 pm si l'on veut parvenir à une résistance adéquate à l'abrasion. Lorsque la couche protectrice est appliquée par revêtement à partir d'une solution dans un solvant, une épaisseur assez courante va de 5 à 15 pm mais on peut revêtir à des épaisseurs atteignant 25 à 50 pm. Aux épaisseurs inférieures à 10 pm, la
résistance à l'abrasion est nettement amoindrie.
La présente invention concerne une composition de revêtement de qualité supérieure, un procédé pour sa mise en oeuvre et le produit obtenu dans sa mise en oeuvre, qui remédient tous aux inconvénients de la technique antérieure, apportent une résistance optimale à l'abrasion et une absorption minimale des radiations infrarouges, permettant d'obtenir une pellicule ou structure isolante
de haute qualité, qu'on peut utiliser par exemple dans des vitrages.
L'invention concerne en premier lieu un revêtement
durcissable sous l'action de radiations pour structure de pellicule.
Cette structure peut être destinée à être appliquée sur une vitre
classique. Le revêtement comprend un mélange de monomères polyméri-
sables sous l'action de radiations. Ces monomères comprennent un
triacrylate ou un tétraacrylate monomère et de l'acide acrylique.
L'épaisseur du revêtement après polymérisation va d'environ 1 à 2,5 pm. L'addition d'acide acrylique et l'épaisseur particulière du revêtement constituent des caractéristiques critiques de l'invention. En effet, ces caractéristiques donnent un revêtement possédant une résistance optimale à l'abrasion et une absorption minimale des radiations infrarouges, et par conséquent une structure de pellicule isolante. On décrit également un procédé pour
l'application du revêtement mince selon l'invention.
Conformément à l'invention, un revêtement durcissable sous l'action de radiations pour une structure de pellicule consiste en une composition de revêtement constituée d'un mélange de monomeres polymérisables sous l'action de radiations formant un revêtement de triacrylate ou de tétraacrylate monomère et d'acide acrylique
qui adhère à une surface métallique, à une épaisseur apres polymé-
risation d'environ I à 2,5 pm. Ce revêtement durcissable sous l'action de radiations donne un revêtement résistant à l'abrasion dont les propriétés d'absorption pour les radiations infrarouges sont nettement amoindries, et Les caractéristiques de résistance aux influences climatiques nettement améliorées relativement aux
dimensions du revêtement.
L'invention comprend également un procédé pour appliquer la composition de revêtement sur un support tel qu'un métal, par exemple l'aluminium. Le procédé pour préparer la structure de pellicule selon l'invention consiste à préparer une composition de revêtement consistant en un mélange de monomères polymérisables sous l'action de radiations comprenant un triacrylate ou tétraacrylate monomère et de l'acide acrylique, à appliquer le mélange sur un support, à revêtir Le support à une épaisseur après polymérisation d'environ I à 2,5 pm et à polymériser le revêtement, ce qui donne une structure de pellicule. Le revêtement durcissable sous l'action de radiations et Le procédé pour son application suppriment Les inconvénients de La technique antérieure décrits ci-dessus. Les autres facteurs opératoires dans l'invention
sont classiques et bien connus des spécialistes en la matière.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention
ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée
donnée ci-après en référence aux desssins annexés sur lesquels: la figure 1 représente une pellicule classique pour fenêtre; la figure 2 représente une pellicule pour fenêtre ancienne de la technique antérieure; la figure 3 représente la nouvelle structure de pellicule selon l'invention, la figure 4 est un graphique représentant les valeurs d'émission totales pour des pellicules selon l'invention, comparativement à des pellicules de la technique antérieure, la figure 5 est un autre graphique représentant la variation du voile, en %, en fonction de l'épaisseur du revêtement, et la figure 6 représente une disposition expérimentale
utilisée pour des essais d'érafiage par de la laine d'acier.
Les figures I à 3 permettent de comparer des pellicules de revêtement connues utilisées sur des vitrages, avec la pellicule selon l'invention. Ces figures sont à l'échelle de 2,54 mm pour
1 pm mais la couche métallisée n'est pas représentée à l'échelle.
Comme on la déjà signalé, la figure I représente une structure classique. Dans cette structure, un revêtement classique de polyester à l'épaisseur de 12,5 pim adhère à une couche réflectrice. Lorsqu'il est exposé à des radiations infrarouges à température ambiante, il réfléchit environ 30 % des radiations
infrarouges à température ambiante.
La figure 2 représente également une structure de la technique antérieure comprenant des revêtements de polyethylène, de polypropylène ou de polyacrylonitrile appliqués à une épaisseur 5. de 5 à 50 pm, par exemple un revêtement de polypropytèlene de 12,5 pm, dont la résistance à l'abrasion est nettement inférieure à celle des revêtements selon l'invention. On trouvera sur les figures 1 et 2 qu'on vient de décrire ainsi que sur la figure 3 des dessins annexes, dont il va maintenant être question, une grandeur utilisée maintenant en électronique, la "résistance par carré" ou bien résistance en "ohms par carré" dont la définition est la suivante la résistance électrique étant donnée par la forme habituelle R R = P x L avec P= résistivité de la matière, l = longueur et s s = section de la matière, la résistance électrique d'un prisme droit à section carrée, de hauteur e et de côté c, est alors R = ? x c, soit, en supprimant c, P0 Ainsi, la résistance est cxe c e donc fonction uniquement de la résistivité et de l'épaisseur du prisme carré et la résistance "par carré" est donc le quotient de
la résistivité par l'épaisseur du prisme.
La figure 3 représente un vitrage avec revêtement acrylique selon l'invention à une épaisseur d'environ 1 à 2,5 pIm, dont la résistance à l'abrasion est supérieure à celle des structures représentées dans les figures 1 et 2. Environ 60 à 65 % des radiations
infrarouges sont réfléchies.
Les figures 1 à 3 mettent en évidence les remarquables résultats obtenus conformément à l'invention. Avec les revêtements connus, on parvient aux propriétés d'isolation et de résistance à l'abrasion en appliquant des revêtements épais de matières présentant une faible absorption des radiations infrarouges. Contrairement à la technique antérieure, on utilise dans l'invention des revêtements minces à haute absorption dans l'infrarouge afin de parvenir à une résistance optimale à l'abrasion et à des propriétés supérieures
d'isolation.
On décrira maintenant plus en détail le mode de
réalisation préféré de l'invention.
Comme on la déjà signalé, la composition de revêtement durcissable sous l'action de radiations selon l'invention présente des avantages sur les compositions de la technique antérieure. Le revêtement selon l'invention, qui peut être utilisé pour protéger une couche métallique, a une résistance à l'abrasion qui représente environ quatre fois celle des revêtements de polyester laquelle est elle même beaucoup plus forte que celle des revêtements de polyéthylène, de polypropylène ou de polyacrylonitrile de la technique antérieure. Le revêtement selon l'invention est un revêtement acrylique plus résistant que les revêtements connus aux dégradations provoquées par la lumière ultraviolette. La transparence optique du revêtement selon l'invention est supérieure à celle des revêtements de polyéthylène de la technique antérieure
qui sont légèrement laiteux.
Du fait que la composition de revêtement selon l'invention est durcissable sous l'action de radiations, des revêtements minces de la composition acrylique permettent une très forte réticulation, ce qui explique la haute résistance à
l'éraflage des revêtements très minces décrits. En outre, compara-
tivement aux compositions de la technique antérieure contenant du polyéthylene, du polypropylène ou du polyacrylonitrile, la composition acrylique selon l'invention absorbe fortement les radiations infrarouges à température ambiante mais, en réglant soigneusement l'épaisseur du revêtement entre 1 et 2,5 pm environ après la polymérisation, on peut parvenir conformément à l'invention à une résistance supérieure à l'abrasion et à une faible absorption dans l'infrarouge. On a trouvé que l'épaisseur optimale était
d'environ 1,8 pm.
Les revêtements durcissables sous l'action de la chaleur, acryliques ou autres, ne permettent pas de parvenir à la forte réticulation et à la forte résistance à l'abrasion de la composition de revêtement selon l'invention à moins d'observer des
durées de durcissement excessivement longues à haute température.
Ces exigences gênantes des compositions durcissables sous l'action de la chaleur présentent des inconvénients si l'on envisage des opérations continues. Les compositions de résines époxydiques et d'uréthannes durcissables sous l'action de radiations ne sont pas aussi absorbantes que les compositions selon l'invention, et leur
résistance à l'abrasion est nettement inférieure.
On parvient au revêtement résistant à l'abrasion et présentant une absorption optimale dans l'infrarouge selon l'invention, avec des composants présentant de hautes caractéristiques d'absorption dans L'infrarouge, en copolymérisant un triacryLate ou un tétraacrylate monomère avec l'acide acrylique. L'acrylate est de préférence le triacrylate de pentaérythritol ou le tétraacrylate de pentaérythritol. On
trouvera une description détaillée de l'acrylate dans le brevet
des Etats-Unis n 4 319 811, incorporé à la présente demande à titre de référence. On trouvera dans la même publication la
description du mode opératoire classique de méLange de ces monomères.
L'acide acrylique est un composant d'une importance critique pour la composition de revêtement, permettant de parvenir aux revêtements minces selon l'invention avec des revêtements ayant
une haute transparence optique, des propriétés supérieures d'adhé-
rence et des caractéristiques rhéologiques avantageuses compara-
tivement aux compositions de revêtements connues.
La préparation de la composition de revêtement peut être réalisée par des techniques classiques. Aucune réaction chimique n'intervient au mélange des composants. La concentration du tri- ou tétraacrylate est d'au moins 50 % environ. La concentration de l'acide acrylique est d'au moins 10 % environ. Toutes ces
concentrations s'entendent en poids par rapport au poids du mélange.
Les revêtements selon l'invention ont à la fois une remarquable adhérence et une remarquable résistance aux agents chimiques. En particulier, les revêtements selon l'invention ont des propriétés remarquables d'adhérence sur des supports métalliques, ceci comparativement aux revêtements connus. D'autres propriétés avantageuses résultent également de l'application en revêtement mince, y compris la meilleure stabilité auxdégradationsde propriétés sous l'action de radiations ultraviolettes. La clareté optique remarquable et la résistance supérieure à l'abrasion sont atteintes par l'addition même d'acide acrylique à la composition. L'acide acrylique diminue la résistance à l'abrasion et contribue comme on le sait aux propriétés d'adhérence de ces revêtements. Il est clair que l'addition d'acide acrylique à la composition constitue une caractéristique critique permettant l'application de revêtements minces tout en conservant une adhérence remarquable et une résistance supérieure
à L'abrasion de La composition.
- Une autre caractéristique critique de l'invention réside dans l'épaisseur du revêtement appliqué sur le support. L'épaisseur du revêtement après polymérisation est d'environ 1 à 2,5 pm, ce qui constitue une diminution importante d'épaisseur par rapport aux revêtements connus présentant une résistance supérieure à l'abrasion. L'épaisseur préférée du revêtement après polymérisation est d'environ 1,8 pm. L'épaisseur constitue un facteur critique car lorsqu'on augmente l'épaisseur du revêtement, iL se produit une augmentation importante de l'absorption dans l'infrarouge à température ambiante pour une matière qui a déjà de fortes propriétés d'absorption dans l'infrarouge. Dans la technique antérieure, on s'est dirigé vers une solution opposée, en se fiant à des revêtements épais pour parvenir à la résistance
à l'abrasion et à l'intégrité de structure.
Naturellement, on peut introduire dans la composition de revêtement d'autres composants classiques, y compris des photoinducteurs connus. Pour parvenir à certaines propriétés fonctionnelles et esthétiques avantageuses, on peut introduire dans la composition des additifs connus tels que des pigments,-des agents mouillants et des colorants ou pigments colorés. La composition de revêtements peut également contenir un agent tensioactif et des agents agissant sur les propriétés d'écoulement et nivelants, des colorants et pigments organiques et minéraux, des matières de charge, des plastifiants, des lubrifiants, des absorbeurs de lumière ultraviolette, des stabilisants et des agents renforçants tels que l'alumine, la silice, l'argile, le talc, la poudre de verre, des poudres métalliques, du noir de carbone et des fibres de verre. La composition de revêtement peut
également contenir un inhibiteurde polymérisation.
La composition pour revêtements protecteurs selon l'invention peut être appliquée à des supports variés, y compris des métaux, des oxydes métalliques, des nitrures métalliques et d'autres composés et alliages métalliques qui peuvent être appliqués par métallisation sous vide, comme l'aluminium, l'acier, le cuivre, l'étain, l'argent, l'or, l'oxyde de titane, l'oxyde d'étain, l'oxyde d'indium, le nitrure de titane, l'indium et les couches multiples
de ces constituants.
Parmi les autres supports, on citera le verre, les fibres de verre et les optiques à fibres de verre. Les supports de matière plastique, par exemple en polyester, en polycarbonate et en chlorure de polyvinyle, constituent des supports utiles qu'on peut revêtir conformément à L'invention. Tout support qu'on peut revêtir par métallisation sous vide constitue un support appropriée Le support peut consister en une combinaison des supports qu'on vient de mentionner. Ainsi, le support peut consister en une ou plusieurs couches de matière de support, par exemple en un support d'argent entre des supports d'oxyde métallique. L'épaisseur totale des couches ou combinaisons de couches peut aller d'environ 5 à mpm pour les couches métalliques ou combinaisons de métaux et
composés métalliques.
Le revêtement peut être appliqué par des techniques
classiques telles que l'immersion, la centrifugation, la pulvéri-
sation, le revêtement au rideau, le revêtement par gravure et le revêtement au cylindre. De préférence, le revêtement est appliqué par les techniques classiques de gravure ou au cylindre qui permettent d'appliquer les revêtements minces de qualité supérieure selon l'invention. Dans l'invention, on fait appel à des techniques classiques de durcissement sous l'action de radiations. Ainsi, on citera le durcissement sous l'action de radiationspar polymérisation
induite sous l'action de radicaux libres, sous la lumière ultra-
violette ou sous des faisceaux d'électrons.
Le procédé selon l'invention comprend les stades opératoires suivants: un stade opératoire consiste en la préparation d'une composition de revêtement comprenant un mélange des monomères polymérisables sous l'action de radiationsdont il a été question ci-dessus, y compris l'acide acrylique. Le deuxième stade opératoire consiste à appliquer le mélange sur un support par les techniques mentionnées ci-dessus. Le procédé comprend également le stade opératoire critique de revêtement du support à une épaisseur après polymérisation d'environ I à 2,5 pm. Le revêtement est ensuite polymérisé, ce qui donne une structure de pellicule. Le support peut être métallique ou non métallique. La structure de pellicule
est utilisée en tant que produit classique pour vitrages.
Habituellement, le triacrylate ou tétraacrylate monomère est ajouté à l'acide acrylique monomère aux proportions indiquées ci-dessus. Ce mélange de revêtement est appliqué sur un support qui peut être métallique ou non, par exemple par une technique classique de revêtement direct par gravure. Dans cette technique, on utilise un cylindre graveur qui tourne dans un bain de revêtement en continu. L'excès de la composition de revêtement est éliminé par raclage de la surface du cylindre doseur par des techniques de raclage classiques ou à angle inversé. Le cylindre raclé entre ensuite en contact en continu avec le support, et la composition de revêtement contenue dans les cellules du cylindre gravé est transférée en continu sur le support à revêtir. Le revêtement est ensuite polymérisé sur le support sous l'action de radiationsde manière connue en soi. Naturellement, l'opération est habituellement réalisée en continu mais on peut également opérer
en discontinu.
On peut insérer une couche d'appret entre le revêtement et le support. La couche d'apprêt peut être constituée par exemple d'une résine de polyester présentant une forte absorption dans l'infrarouge. La fonction principale de la couche
d'apprkt est de favoriser l'adhérence du revêtement au support.
Les exemples qui suivent illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée; ils décrivent la composition de revêtement, son procédé d'application et le produit obtenu conformément à l'invention. Quoiqu'on décrive principalement des
pellicules pour fenêtre, il s'agit là simplement d'une description
de l'application préférée, qui ne doit pas être considérée comme
limitant le cadre de l'invention.
Dans les exemptes qui suivent, Les indications de parties et de pourcentages s'entendent en poids, sauf mention contraire. Exemle 1 Dans cet exemple, on détermine la relation entre le pouvoir émetteur et l'épaisseur du revêtement pour trois types de revêtement protecteur. Par définition, la somme du (pouvoir réflecteur pour l'infrarouge) et du (pouvoir émetteur) d'une
surface ou d'un système réfléchissant l'infrarouge est égale à 1.
L'infrarouge considéré (longueur d'onde 4 à 40 pm) est réfléchi par une couche métallique protégée par une couche transmettant l'infrarouge. Le pouvoir émetteur total d'un système (métal et revêtement protecteur) peut être considéré comme l'absorption
combinée de la couche métallique et de la couche protectrice.
Plus faible est la valeur totale de pouvoir émetteur, et plus
efficace est le système en matière de réflexion de l'infrarouge.
Plus forte est la valeur du pouvoir réflecteur dans l'infrarouge, et plus efficace est le système en matière de diminution des pertes de chaleur, parce que l'infrarouge qui n'est pas réfléchi en retour dans la pièce est absorbé par le reste de la structure de fenêtre et transféré à l'air extérieur plus froid. La relation suivante résume ces concepts: pouvoir réflecteur
d'un système pour = [1-(pouvoir émetteur total du système)] x 100.
l'infrarouge, % Les résultats obtenus montrent que le revêtement acrylique est le plus absorbant (pour la même épaisseur) des trois revêtements soumis aux essais. Toutefois, le système acrylique selon l'invention compense ce défaut par une résistance supérieure à l'abrasion, et à une épaisseur de 1,8 pm, il conserve toujours un avantage de pouvoir réflecteur pour l'infrarouge (62 % contre %) sur les structures de pellicules de fenêtre "classiques", dans Lesquelles La couche protectrice consiste en une peLLicuLe de
téréphtalate de polyéthyLène de 12,7 pm.
Le revêtement acryLique de l'exemple I a été appliqué
à partir d'une composition obtenue en combinant 70 parties de téré-
phtalate de pentaérythritoL avec 25 parties d'acide acrylique. Le téréphtalate de pentaérythritol doit être réchauffé à 38 C environ
car habituellement, le monomère est solide à température ambiante.
Après fusion complète du tétraacrylate de pentaérythritol, on ajoute
l'acide acrylique et on mélange soigneusement jusqu'à homogénéité.
On ajoute un photoinducteur (1-hydroxycyclohexylphénylcétone) et on mélange jusqu'à dissolution complète du photoinducteur (on n'ajoute pas de photoinducteur à une composition destinée à être polymérisée par un faisceau d'électrons). Le photoinducteur est présent en quantité de 3 à 8 parties en poids. On poursuit le mélange jusqu'à dissolution complète de tous les constituants. On filtre et on
applique la composition sur la face métal d'une pellicule de téréphta-
late de polyéthylène métallisée sous vide par gravure directe puis on polymérise sous des radiations ultraviolettes. On obtient ainsi le
revêtement acrylique de l'exemple 1.
Les résultats obtenus dans-ces exemples sont rapportés dans le tableau ciaprès et représentés graphiquement dans la figure 4
des dessins annexés.
Tableau 1
Valeurs de pouvoir émetteur combiné total pour trois revêtements
protecteurs (tous appliqués sur une couche métallisée de pouvoir-
émetteur 0,14).
Type de revêtement Epaisseur du revêtement pouvoir émetteur protecteur protecteur, (um) total 1. Stratifié de polypropylene 12,7 0,35 2. Stratifié de polyester (téré- 12,7 0,65 phtalate de polyethylène) 3. Revêtement acrylique (durci 0,9 0,25 par les radiations) 1,0 0,28
1,2 0,32
1,3 0,34
1,5 0,35
1,8 0,38
2,0 0,40
2,7 0,44
3,8 0,50
4,0 0,51
4,3 0,53
4,7 0,54
Le revêtement acrylique de l'exemple I a été appliqué avec succès sur diverses surfaces métallisées sous vide, y compris des métaux, des alliages métalliques et des oxydes métalliques. Parmi les métaux, on citera l'aluminium, le cuivre, le titane, l'argent, un alliage d'acier et un alliage de chrome. Parmi les oxydes métalliques, on citera l'oxyde de titane, l'oxyde d'indium, un oxyde allié d'indium et de l'oxyde d'étain. La pellicule métallisée sous vide de l'exemple 1 a été métallisée à un coefficient de transmission de 18 à 20 % pour la lumière visible. Il en est résulté une surface métallique présentant un
pouvoir émetteur total d'environ 0,14.
Dans cet exemple, on a déterminé la variation des valeurs de voile en fonction de l'épaisseur du revêtement pour le revêtement acrylique de l'exemple 1. Les revêtements protecteurs acryliques ont été appliques sur une pellicule de téréphtalate de polyéthylène de 50 pm. Pour les épaisseurs de revêtements considérées, la variation des valeurs de voile peut être mesurée de manière plus fiable lorsque le revêtement est appliqué sur des pellicules non métallisées. Les revêtements acryliques échantillons ont été soumis à épreuve d'abrasion sur un appareil à épreuve d'abrasion Tabor, décrit dans la norme américaine ASTM D 1004-56 (roues CS-10, charge de 1000 g par roue, 100 cycles). Les mesures de voile ont été faites à l'aide d'un dispositif classique de mesure des voiles Hunter. Les mesures d'épaisseur ont été faites à l'aide d'un dispositif classique à style pour pellicule mince. Les résultats obtenus sont rapportés dans le tableau suivant et représentés graphiquement sur la figure 5 des dessins annexés.
Tableau II
Variation moyenne des valeurs de voile pour une pellicule de téréphtalate de polyéthylène de 25 pm portant le revêtement de
l'exemple 1.
Epaisseur du revêtement, (pm) Variation dans la valeur de voile. (%)
0,0 77
(polypropylène de 12,7 pm non revêtu)
0,0 58
(téréphtalate de polyéthylène de 12,7 pm non revêtu) 0,5 (acrylique) 40 1, 0 (acrylique) 25 1,8 (acrylique) 15 2,5 (acrylique) 8 3,0 (acrylique) 7 Les résultats obtenus montrent que l'épaisseur optimale des revêtements selon l'invention est de 1,8 pm, pour plusieurs raisons: 1. 1,8 pm constitue l'épaisseur optimale, comme le montrent les résultats obtenus dans l'exemple 1; 2. la pente de la courbe du graphique de la figure 5
montre qu'aux épaisseurs inférieures à 1,8 pm, il y a une augmenta-
tion rapide de la variation des valeurs de voile; 3. les essais d'exposition aux influences climatiques dans l'appareil UVCON décrits dans l'exemple 5 ci-après montrent qu'une épaisseur de revêtement de I pm constitue l'épaisseur minimale apportant une protection adéquate du métal; 4. les essais à la laine d'acier 0000 décrits dans l'exemple 4 ci-après montrent qu'une épaisseur de 1 pm constitue
l'épaisseur minimale permettant d'obtenir un avantage net de résis-
tance à l'abrasion sur la pellicule de téréphtalate de polyethylène, laquelle est une couche protectrice pour métal utilisée dans les structures de pellicule pour fenêtre "classiques"; 5. les revêtements minces à un indice de réfraction voisin de 1,5, présentent des couleurs d'interférence aux épaisseurs inférieures à I pm sur une surface métallisée. Cet effet est
semblable à celui d'une pellicule mince d'huile flottant sur l'eau.
De légères différences dans l'épaisseur du revêtement peuvent conduire à des colorations inacceptables du point de vue esthétique dans une pellicule pour fenêtre; et 6. aux revêtements d'épaisseur supérieure à 2, 5 ipm, on ne trouve plus de diminution importante de la variation dans les valeurs de voile. D'autre part, les revêtements plus épais sont plus coûteux et conduisent à des "ondulations" de la pellicule pour fenêtre, lesquelles peuvent provoquer des difficultés de manipulation
pour les installateurs de la pellicule.
Exemple 3
Dans cet exemple, on met en évidence les différences entre deux compositions du revêtement acrylique de l'exemple 1 en égard à l'édhérence du revêtement sur la couche d'aluminium d'une pellicule de téréphtalate de polyéthylene de 50 pm métallisée. Les
résultats obtenus sont rapportés dans le tableau ci-dessous.
Tableau III
Revêtement Essai au ruban Essai d'adhérence au Scotch roulement entre les doigts Acrylique ('u20 % d'acide Passe Passe acrylique) Acrylique C( 20 % de N-vinyl- échec échec pyrrolidone) Les essais ayant servi à apprécier l'adhérence sont les suivants: essais au ruban Scotch sur éraflures en X Dans cet essai, on écrit un "X" dans le revêtement avec la pointe d'une lame de rasoir. Sur l'érafture en croix, on applique du ruban Scotch 810. On retire le ruban à la main par un mouvement rapide dans le plan du revêtement. Si on a éliminé
plus que des traces du revêtement, il y a échec de l'essai.
Essais d'adhérence au roulement entre les doiqts: Dans cet essai, on place l'échantillon revêtu entre le pouce et l'index et on le replie de 180 sur lui-même (avec la face revêtue de l'échantillon au.contact des doigts). Dans cette position, on fait rouler L'échantillon revêtu dans les deux sens entre les doigts (sous une pression modérée à forte des doigts) pendant 10 cycles, en maintenant la flexion de 180 . Tout écaillage visible du revêtement ou perte d'adhérence sur le métal constitue
un échec de l'essai.
Exemple 4 Dans cet exemple, on met en évidence les différences entre les trois compositions de l'exemple 1 en matière de résistance à l'éraflage par la laine d'acier 0000. Dans cet essai, on frotte un tampon de laine d'acier 0000 (avec une pression juste suffisante pour érafler les deux surfaces) au travers de l'interface d'un échantillon plié. On peut ainsi comparer directement la résistance des deux surfaces à l'éraflage par la laine d'acier. Sur la surface présentant la résistance la plus forte, il y a un plus petit nombre d'éraflures. Les résultats obtenus dans cet essai sur les trois compositions de l'exemple I sont rapportés dans le tableau suivant:
Tableau IV
Surface I Surface 2 Résultats Polypropylène polyester sévère éraflage du polypropylène Polyester polyester nombre d'éraflures égal sur les deux surfaces Acrylique polyester plus petit nombre d'éraflures sur la
(de l'exemple 1) surface acrylique.
La disposition utilisée pour les essais ci-dessus
est représentée sur la figure 6 des dessins annexes.
Exemple 5 Dans cet exemple, on détermine la résistance d'une couche acrylique de protection pour métal à une exposition à des influences climatiques simulées, comparativement à une couche protectrice de polypropylène. Les deux couches protectrices sont exposées à des cycles alternés de radiations ultraviolettes et de condensation d'humidité. Les échantillons sont exposes dans un appareil pour essais accélérés d'influence climatique Atlas UVCON
pendant 144 h au cours desquels l'échantillon est exposé alterna-
tivement pendant 8 h à des radiations ultraviolettes à 60 C et pendant 4 h à une condensation d'humidité à 42 C. Les résultats
obtenus sont rapportés dans le tableau V ci-dessous.
Tableau V
Description de la couche protectrice Résultats après 144 h d'exposi-
tion Revêtement acrylique (exemple 1) pas de modification visible Couche protectrice de polypropylène la couche protectrice présente des signes de craquelure et de délamination. Exemole 6 Dans cet exemple, on met à nouveau en évidence la différence de comportement entre la composition acrylique ne contenant pas d'acide acrylique et la composition acrylique contenant 20 % d'acide acrylique. On procède aux essais à l'appareil Tabor sur des
revêtements appliques sur une pellicule de téréphtalate de poly-
éthylène de 25 pim (I.C.I. 442).
Tableau VI
Epaisseur du revêtement, voile, (%) (um)_
Acrylique (avec- 20 % de N-
vinylpyrrolidone) 1,0 15 Acrylique (avec - 20 % d'acide acrylique) 1,0 25
Acrylique (avec-.20 % de N-
vinylpyrrolidone) 1,8 6 Acrylique (avec',20 % d'acide acrylique) 1,8 15 Cet exemple montre que l'introduction d'environ 20 % d'acide acrylique dans la composition diminue la résistance à l'abrasion (c'est-à-dire augmente les valeurs de Avoile) pour les
revêtements à la même épaisseur.
Il est clair que L'invention est nullement limitée aux modes de réalisation préférés décrits ci-dessus à titre d'exemples et que l'homme de l'art peut y apporter des modifications
sans pour autant sortir de son cadre.
Claims (29)
1. Revêtement durcissable sous l'action de radiations, pour une structure de pelLicule, caractérisé en ce qu'il consiste en une composition de revêtement formée d'un mélange de monomères polymérisables sous l'action de radiationscomprenant un triacrylate ou tétraacrylate monomère et de l'acide acrylique, ledit revêtement
adhérant sur un support, L'épaisseur dudit revêtement après poly-
mérisation allant d'environ 1 à 2,5 pm, et le revêtement obtenu présentant une bonne résistance à l'abrasion et une absorption
nettement réduite pour l'infrarouge.
2. Revêtement selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le support est un support métallique.
3. Revêtement selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le support est un support non métallique.
4. Revêtement selon la revendication 1e caractérisé
en ce que la structure de pellicule est une pellicule pour fenêtre.
5. Revêtement selon la revendication 1, caractérisé
en ce que son épaisseur après polymérisation est d'environ 1,8 pm.
6. Revêtement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure de pellicule comprend une couche d'apprêt
entre la couche de revêtement et le support.
7. Revêtement selon la revendication 6, caractérisé
en ce que la couche d'apprêt consiste en une résine de polyester.
8. Revêtement selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le tétraacrylate est du tétraacrylate de pentaérythritol.
9. Revêtement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la concentration du triacrylate ou tétraacrylate représente
au moins environ 50 % du poids du mélange.
10. Revêtement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la concentration de l'acide acrylique représente environ
% à 50 % du poids du mélange.
11. Revêtement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support comprend plusieurs couches de métal ou composé métallique.
12. Revêtement seLon la revendication 11, caractérisé en ce qu'une couche de support d'argent se trouve entre des couches
d'oxydes métalliques.
13. Revêtement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le support métallique consiste en aluminium.
14. Un procédé pour former une structure de pellicule, caractérisé en ce qu'il comprend les stades opératoires suivants:
on orépare ne composition de revêtementformée d'un mélange de mono-
mères polymérisables sous l'action de radiations comprenant un tria-
crylate ou tétraacrylate monomère et de l'acide acrylique; on applique le mélange sur un support en métal ou composé métallique; et on revêt le support à une épaisseur après polymérisation d'environ 1 à 2,5 pjm; et on forme la structure de pellicule en polymérisant le
revêtement sous l'action de radiations.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'on revêt le support à une épaisseur après polymérisation
d'environ 1,8 pm.
16. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce quel'on applique une couche d'apprêt entre la couche de
revêtement et le support.
17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé
en ce que la couche d'apprêt comprend une résine de polyester.
18. Procédé selon la revendication 14, caractérisé
en ce que l'on polymérise sous l'action de radiations ultraviolettes.
19. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'on polymérise par exposition à un faisceau d'électrons
avec induction par des radicaux libres.
20. Procédé selon la revendication 14, caractérisé
en ce que le tétraacrylate est du tétraacrylate de pentaérythritol.
21. Procédé- selon la revendication 14, caractérisé en ce que la concentration du triacrylate ou tétraacrylate représente
au moins 50 % environ du poids du mélange.
22. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la concentration en acide acrylique représente environ
10 % à 50 % du poids du mélange.
23. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le support comprend une ou plusieurs couches de métal ou
composé métallique.
24. Prbcédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que le support consiste en une couche d'argent entre des
couches d'oxydes métalliques.
25. Procédé selon la revendication 14, caractérisé
en ce que le support consiste en aluminium.
26. Pellicule pour fenêtrecaractérisée en ce qu'elle
comprend un revêtement selon l'une quelconque des revendications 1
à 13, un support métallique sur lequel le revêtement adhère et une pellicule de fenêtre sur laquelle le support métallique adhère, l'ensemble donnant une fenêtre résistant à l'abrasion, isolante,
à faible absorption dans l'infrarouge.
27. Revêtement durcissable sour l'action de radia-
tions pour une structure de pellicule, caractérisé en ce qu'il
comporte une composition de revêtement formée d'un mélange de mono-
mères polymérisables sous l'action de radiations comprenant un triacrylate ou un tétraacrylate monomère et de l'acide acrylique,
ledit revêtement adhérant sur un support, l'épaisseur dudit revête-
ment après polymérisation étant d'au moins I micron, de sorte que
le revêtement obtenu présente une bonne résistance à l'abrasion.
28. Revêtement selon la revendication 27, caractérisé
en ce que le support est en métal ou composé métallique.
29. Revêtement selon l'une quelconque des revendica-
tions 27 et 28, caractérisé en ce que la concentration de l'acide acrylique représente au moins 10 % du poids du mélange,
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