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PROCEDE DE FABRICATION D'OBJETS RECOUVERTS D'UNE COUCHE METALLIQUE A REFLEXION
SPECULAIRE.
L'invention concerne un procédé d fabrication d'objets recouverts' d'une couche métallique à réflexion spéculaire, par exemple des miroirs, des ré- flecteurs. etc.
Il est connu d'appliquer de telles couches métalliques en proj tant sur un objet du métal fondu ou de la vapeur de métal ou bien en amenant 1' objet en contact avec une solution liquide dont le métal se dépose. En l'espèce. il s'agit d'objets obtenus à l'aide d'un moule, par exemple un calibre ou une mo- .trice, dont la surface est entièrement ou partiellement recouverte. de la manière spécifiée, d'une couche métallique.
' ' L'invention a pour objet un procédé de fabrication d'objets for- més à l'aide d'un moule, par exemple un calibre ou une matrice., recouvert d'une couche métallique; elle est caràctérisée par le fait que l'on applique sur la paroi du moule une couche de vernis non adhérent, que l'on forme sur cette couche, de ma- , nière'connue, ,une couche de métal et qu'à l'aide du .moule ainsi préparée on réali- se un objet adhérant à la couche métallique et qu'enfin après durcissement de la matière, on sort l'objet du moule.
On obtient ainsi un objet recouvert d'une couche métallique' et d'une couche de vernis, cette 'dernière pouvant être éventuellement enlevée: Afin d'éviter l'adhérence de la couche de vernis à la paroi du moule, et éventuellement à la couche métallique, on utilise, des vernis qui adhèrent mal à la matière du mou- le et'au métal utilisé pour le recouvrement. En cas de besoin, on ,peut encore réduire l'adhérence par l'emploi de détachants, de sorte que la couche de vernie se détache facilement de la paroi du moule lors de la séparation de l'objet et du moule.
D'autre part, en cas de 'besoin,, on peut améliorer l'adhérence-entre la cou- che métallique et la couche de vernis ou entre la couche métallique et-la matière de l'objet, par l'emploi de colles'appropriées. '
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L'invention permet de réaliser ces objets sans que le poli des surfaces des objets eux-mêmes réponde à des conditions déterminées, générale- ment très sévères. Dans le procédé conforme à l'invention, le poli de la cou- che-métallique n'est pratiquement déterminé que par le poli de la paroi du moule. La couche de vernis, généralement très mince et qui peut être étendue sans le moindre inconvénient sur la paroi du moule, n'exerce pratiquement aucun effet sur le poli de la couche métallique.
Dans le procédé conforme à l'inven- tion, on peut donc utiliser des matières dont la surface n'est pas suffisamment lisse que pour y appliquer des couches métalliques à réflexion spéculaire.
Le procédé conforme à l'invention est particulièrement intéres- sant pour la réalisation de surfaces convexes. Le procédé de formation de cou- ches métalliques par pulvérisation ou vaporisation du métal, qui est mis en oeu- vre dans l'invention, se prête particulièrement bien, en effet au recouvrement d'une surface concave. Suivant l'invention.. la couche métallique appelée à re- couvrir une surface convexe, est appliquée sur un. moule concave.
De plus, suivant le procédé conforme à l'invention, on peut pro- téger la couche métallique lorsqu'elle est portée par l'objet à l'aide d'une couche de vernis, même une couche de vernis au'four, sans courir le danger de déformer l'objet par le chauffage indispensable. Ce danger est en effet assez grand lorsque des objets sont en une matière thermoplastique.
Le choix du vernis est déterminé entre autres par la nature de la matière dont est constitué le moule. Comme, en général, on utilise des mou- les métalliques, pour la mise en oeuvre de l'invention, on utilisera de préfé- rence des vernis qui n'adhèrent pratiquement pas au métal.
Une solution d'un acétate de cellulose dans un solvant appro- prié constitue un bon exemple d'un tel vernis. Toutefois, on peut aussi utiliser des vernis à base de chlorure .polyvinylique ou de polymères mixtes de chlorure' polyvinylique et d'acétate polyvinylique. Sur la couche de vernis, qui n'adhè- re pas à la paroi du moule, on applique par exemple une couche d'aluminium, d' argent ou de chrome, métaux qui sont fréquemment utilisés pour la fabrication de miroirs et de réflecteurs. Ils peuvent être pulvérisés par voie cathodique dans le vide.
On peut aussi amener en contact avec la paroi du moule recouverte d' une telle couche de vernis, une solution qui contient un sel métallique, par ex- emple un sel d'argent, et en même temps un agent réducteur, ce qui provoque le dépôt d'une couche métallique sur le vernis.
Par moulage, compression, projection ou une autre opération analogue, on recou- vre cette couche d'une matière appropriée telle qu'après le durcissement on obtien ne un objet suffisamment rigide pour le but envisagé. La nature de cette matière et la manière dont elle est formée assureront bien souvent une adhérence suffisan- te avec la couche métallique. Toutefois, en cas de besoin, on peut appliquer, sur la couche métallique, une couche de colle, par exemple une émulsion d'acétate po- lyvinylique, avant de recouvrir cette couche de la matière appropriée. Une telle matière peut être une résine synthétique thermoplastique ou thermodurcissable.
On peut aussi utiliser du plâtre ou des masses fibreuses qui peuvent être amenéesal' état plastique à l'aide d'eau ainsi que des bitumes, des résines naturelles et* des alliages à bas point de fusion. L'invention permet aussi d'utiliser certaines substances qui, ayant acquis leur forme définitive, ne se prêtent guère au recou- vrement par une couche métallique. L'invention sera décrite en détail à l'aide des exemples suivants.
Un mandrin d'aluminium affectant la forme d'un cône est humecté d'une solution de détachant, par exemple une solution à 1% de stéarate d'alumi- nium ou une solution à 2% de vaseline dans du trichloréthylêne @ e man- dans du tr@chloréth Après la vaporisation du solvant, on coule sur le man- drin une solution de 5 g. d'acétate de cellulose dans 10 g. d'acétone et 10 g. de lactate éthylique. On laisse évaporer le solvant et on sèche la couche de vernis dans un four à une température d'environ 80 C. Sur la couche d'acétate de cellu- lose qui doit être bien sèche, on applique une couche d'aluminium, par pulvérisa- tion cathodique de ce métal dans le vide, et on recouvre cette couche d'une mince couche d'émulsion d'acétate polyvinylique.
Cette émulsion est à même d'assurer l'
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adhérence de la couche d'aluminium à une masse plastique. Ensuite on applique sur la paroi ainsi'revêtue une matière constituée par une suspension de fibres de cellulose dans l'eau suivant le procède décrit dans le bnevet belge n .
494.849 en date du 30 mars 1950. Après séchage, on enlève du mandrin le-réflec- teur obtenu. La couche d'acétate de cellulose n'adhère pas fortement à la sur- face métallique du moule et peut en être enlevée facilement, eventuellement à l'aide d'un solvant de l'acétate de cellulose.
Lorsqu'on désire protéger la couche métallique de l'objet par une couche de vernis, il est recommandable de renforcer l'adhérence entre la couche d'acétate de cellulose et la couche métallique en disposant entre ces deux couches une mince couche d'une substance adhérant aux deux couches. Ce ré- sultat s'obtient, par exemple, en recouvrant la couche d9acétate de cellulose appliquée par une couche d'une solution à 3-5% d'éthyl-cellulose dans du tolu-' ol et en vaporisant le solvant, éventuellement par chauffage, avant de procé- ' der à l'application de la couche métallique.
Lorsqu'on désire protéger la couche métallique par une couche de vernis au four. on applique sur la couche d9acétate de cellulose une couche de vernis au four, par exemple un vernis constitué par une solution d'un pro- duit de précondensation estérifié d'urée formaldéhyde, dans de l'essence. Après vaporisation du solvant, la couche est cuite à environ 120 C. On y applique alors la couche métallique, à laquelle on superpose une couche de coller
Ensuite, dans le moule ainsi traité on renforce l'ensemble de couches par 1' application par déformation plastique, d'une matière, par exemple une résine synthétique telle que le polystyrène, et l'objet est ainsi formé.
Après le refroidissement, on détache l'objet du moule et on enlève de la matière précitée la couche d'acétate de cellulose. On obtient alors un objet recouvert d'une couche métallique et protégé par une couche de vernis dur. Il va de soi qu'un tél objet ne pourrait être obtenu par-le procédé connu, suivant lequel on recouvrirait le polystyrène formé d'une couche de vern que l'on cuirait par la suite, car, pendant la cuisson, le poly sty- rène s'amollirait et l'objet se déformerait.
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METHOD FOR MANUFACTURING OBJECTS COVERED WITH A METAL REFLECTION LAYER
SPECULAR.
The invention relates to a method of manufacturing objects covered with a metallic layer with specular reflection, for example mirrors, reflectors. etc.
It is known to apply such metal layers by spraying molten metal or metal vapor onto an object or by bringing the object into contact with a liquid solution from which the metal is deposited. In this case. these are objects obtained using a mold, for example a gauge or a motor, the surface of which is entirely or partially covered. as specified, a metallic layer.
The subject of the invention is a method of manufacturing shaped articles using a mold, for example a template or a die, covered with a metal layer; it is characterized by the fact that a layer of non-adherent varnish is applied to the wall of the mold, which is formed on this layer, in a known manner, a layer of metal and that With the help of the mold thus prepared, an object is made which adheres to the metal layer and finally after hardening of the material, the object is taken out of the mold.
An object is thus obtained covered with a metal layer 'and a layer of varnish, the latter possibly being removed: In order to prevent the adhesion of the layer of varnish to the wall of the mold, and possibly to the metallic layer, varnishes are used which adhere poorly to the material of the mold and to the metal used for the coating. If necessary, the adhesion can be further reduced by the use of stain removers, so that the varnish layer is easily detached from the wall of the mold when separating the object from the mold.
On the other hand, if necessary, the adhesion between the metallic layer and the varnish layer or between the metallic layer and the material of the object can be improved by the use of adhesives. 'appropriate. '
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The invention makes it possible to produce these objects without the polish of the surfaces of the objects themselves responding to determined conditions, generally very severe. In the process according to the invention, the polish of the metal layer is practically determined only by the polish of the wall of the mold. The layer of varnish, generally very thin and which can be spread without the slightest inconvenience on the wall of the mold, has practically no effect on the polish of the metal layer.
In the process according to the invention, therefore, it is possible to use materials whose surface is not sufficiently smooth for the application of metallic layers with specular reflection.
The method according to the invention is particularly advantageous for the production of convex surfaces. The process for forming metal layers by spraying or vaporizing the metal, which is used in the invention, lends itself particularly well, in fact, to the covering of a concave surface. According to the invention .. the metallic layer called to cover a convex surface is applied to a. concave mold.
In addition, according to the process according to the invention, the metal layer can be protected when it is carried by the object by means of a layer of varnish, even a layer of varnish in the oven, without run the risk of deforming the object by the essential heating. This danger is indeed quite great when objects are made of a thermoplastic material.
The choice of varnish is determined among other things by the nature of the material of which the mold is made. As metal molds are generally used, for the practice of the invention, varnishes which substantially do not adhere to metal will preferably be used.
A solution of cellulose acetate in a suitable solvent is a good example of such a varnish. However, it is also possible to use varnishes based on polyvinyl chloride or on mixed polymers of polyvinyl chloride and polyvinyl acetate. On the layer of varnish, which does not adhere to the mold wall, for example, a layer of aluminum, silver or chromium is applied, metals which are frequently used for the manufacture of mirrors and reflectors. They can be cathodically sprayed into a vacuum.
It is also possible to bring into contact with the wall of the mold covered with such a layer of varnish, a solution which contains a metal salt, for example a silver salt, and at the same time a reducing agent, which causes the deposit of a metallic layer on the varnish.
By molding, compression, spraying or the like, this layer is covered with a suitable material such that after hardening an object sufficiently rigid for the intended purpose is obtained. The nature of this material and the manner in which it is formed will in many cases ensure sufficient adhesion with the metal layer. However, if necessary, a layer of glue, for example a polyvinyl acetate emulsion, can be applied to the metallic layer, before this layer is covered with the appropriate material. Such a material can be a thermoplastic or thermosetting synthetic resin.
It is also possible to use plaster or fibrous masses which can be brought to the plastic state with the aid of water as well as bitumens, natural resins and low melting point alloys. The invention also makes it possible to use certain substances which, having acquired their final form, hardly lend themselves to covering with a metallic layer. The invention will be described in detail with the aid of the following examples.
An aluminum mandrel in the shape of a cone is moistened with a solution of stain remover, for example a 1% solution of aluminum stearate or a 2% solution of petroleum jelly in trichlorethylene. in tr @ chloreth. After the solvent has vaporized, a solution of 5 g is poured onto the mandrel. of cellulose acetate in 10 g. acetone and 10 g. of ethyl lactate. The solvent is allowed to evaporate and the varnish layer is dried in an oven at a temperature of about 80 C. On the cellulose acetate layer, which must be very dry, an aluminum layer is applied by spraying. - cathodic tion of this metal in a vacuum, and this layer is covered with a thin layer of polyvinyl acetate emulsion.
This emulsion is able to ensure the
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adhesion of the aluminum layer to a plastic mass. Next, a material consisting of a suspension of cellulose fibers in water is applied to the wall thus re-coated, following the procedure described in Belgian patent no.
494,849 dated March 30, 1950. After drying, the resulting reflector was removed from the mandrel. The cellulose acetate layer does not adhere strongly to the metal surface of the mold and can be easily removed therefrom, optionally using a solvent for the cellulose acetate.
When it is desired to protect the metallic layer of the object with a layer of varnish, it is advisable to strengthen the adhesion between the layer of cellulose acetate and the metallic layer by placing between these two layers a thin layer of a substance adhering to both layers. This is achieved, for example, by covering the applied layer of cellulose acetate with a layer of a 3-5% solution of ethyl cellulose in toluol and vaporizing the solvent, optionally by spraying. heating, before proceeding with the application of the metal layer.
When you want to protect the metal layer with a layer of oven varnish. a layer of oven varnish, for example a varnish consisting of a solution of an esterified precondensation product of urea formaldehyde, in gasoline, is applied to the cellulose acetate layer. After vaporization of the solvent, the layer is baked at approximately 120 C. The metal layer is then applied to it, on which a layer of glue is superimposed.
Then, in the mold thus treated, the set of layers is reinforced by the application by plastic deformation of a material, for example a synthetic resin such as polystyrene, and the object is thus formed.
After cooling, the object is detached from the mold and the cellulose acetate layer is removed from the above material. This gives an object covered with a metal layer and protected by a layer of hard varnish. It goes without saying that such an object could not be obtained by the known process, according to which the formed polystyrene would be covered with a layer of varnish which would then be baked, since, during firing, the poly sty - rene would soften and the object would deform.