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La présente invention est relative à un revêtement et à une matière de revêtement. Elle concerne plue particulièrement un revêtement irisé attrayant.
Divers revêtements décoratifs comprenant une variété d'éléments de taille suffisante pour être distinguée à l'oeil nu sont employés depuis de nombreuses années. Ces revêtements contiennent du sable, des coquilles broyées, des fibres et des éléments sous forme de pellicules. Il serait avantageux de disposer d'un revêtement irisé qui soit flexible et constitue, en fait, sensiblement un revêtement à deux dimensions. L'expression "revêtement à deux dimensions" désigne un revêtement qui forme une surface généralement plane et ne présente pas des irrégularités de plus de 0,25 à 0,375 mm.
Il serait également avantageux de disposer d'une matière irisée en forme de particules non cassantes, de nature abrasive et pouvant être aisément incorporées à des revêtements classiques ou sur des revêtements classiques et connus. Au surplus, il serait souhaitable de pouvoir disposer d'une matière irisée ou iridescente en particules, capable de former des revêtements attrayants de la nature d'une résine thermoplastique.
Ces avantages sont obtenus, de manière générale, conformément à la présente invention, en utilisant une masse sous forme de corps en résine synthétique thermoplastique ayant une épaisseur allant jusqu'à environ 0,025 cm et composé de plusieurs couches généralement parallèles de matière résineuse thermoplastique transparente, au moins environ 20% des-
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dites couches ayant une épaisseur comprise entre environ 0,05 micron et 5 microns et, de préférence entre 0,05 et 1 micron pour obtenir l'effet irisé maximal, tandis que les couches adjacentes diffèrent l'une de l'autre, en ce qui con- cerne leur indice de réfraction, d'au moins 0,03, le nombre de couches étant d'au moins 10 et avantageusement d'au moins
50.
Les corps irisés suivant l'invention sont avan- tageusement employés sur un revêtement irisé comprenant un support, portant un liant qui sert à y faire adhérer une série de corps en résine synthétique thermoplastique ayant une épaisseur allant jusqu'à envion 0,025 cm et composés d'une série de couches généralement parallèles de matière en résine thermoplastique transparente, au moins environ 20 % des couches ayant une épaisseur comprise entre environ 0,05 micron entre et 5 microns et de préférence,/0,05 et 1'micron pour obtenir irisé @ l'effet/maximal, tandis que les couches adjacentes diffèrent l'une de l'autre, par leur indice de réfraction, d'au moins environ 0,03, le nombre des couches étant d'au moins 10 et de préférence d'au moins 50.
Les dessins annexés au présent mémoire illus- trent davantage l'invention, Dans ces dessins : - la figure 1 montre schématiquement un support muni d'un revêtement suivant l'invention; - les figures 2-3 et 4 montrent certaines des diverses formes que peuvent présenter les corps suivant l'invention ; - la figure 5 montre schématiquement , en section transversale, des corps iridescents en particules.
La figure 1 montre un revêtement désigné, de
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manière générale, par la notation de référence 10. Ce revêtement 10 comprend une couche d'adhésif ou de liant 11 auquel adhèrent une série de corps ou de particules iridescentes en résine synthétique thermoplastique 12, ces corps étant répartis sensiblement au hasard sur une surface 14 du liant 11. Un support ou substrat 16 adhère au liant 11.
La figure 2 montre une série de particules de forme généralement rectangulaire 18 d'une nature iridescente, convenant pour être utilisées dans les revêtements suivant l'invention.
La figure 3 montre un élément ou corps pelliculaire iridescent se présentant en quelque sorte comme une fibre allongée et servant à la préparation de revêtements.
La figure 4 montre'une série de particules iridescentes 21 en résine thermoplastique sensiblement en forme de losanges.
La figure 5 est une vue en bout schématique d'un corps iridescent ou d'une particule iridescente suivant l'invention, qui est désignée, de manière générale, par la notation de référence 25. La particule 25 comprend une première couche de surface 26, une seconde couche de surface 27, une série de premières couches intermédiaires 28 et une série de secondes couches intermédiaires 29. Les couches 28 et 29 sont en des matières résineuses thermoplastiques transparentes différentes, dont les indices de réfraction diffèrent de plus de 0,03 environ. Les couches 28 et 29 sont collées aux couches adjacentes, de manière à former un objet iridescent transparent plein.
Au moins 20 % des couches ont une épais- seur comprise entre environ 0,05 micron et 5 microns et de préférence entre 0,05 et 1 micron pour obtenir l'effet irisé
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maximal.
Les éléments résineux thermoplastiques synthétiques iridescents se préparent aisément sous forme de minces feuil-, les ou de pellicules ayant avantageusement des épaisseurs d'environ 1/1600 à environ 1/40 cm, par extrusion simultanée d'une série de couches formées de matières résineuses thermoplastiques différentes,et en étirant ensuite le produit extrudé à une température où ce produit est thermoplastique, jusqu'à ce que l'épaisseur de la feuille stratifiée et des couches qui la composent soit réduite à la valeur voulue.
Une feuille stratifiée de ce genre peut avantageusement être obtenue en extrudant simultanément une série de couches dans une filière unique ou en soumettant des pellicules ou produits extrudés à un collage à chaud, pour former le nombre voulu de couches,en chauffant là feuille stratifiée obtenue jusqu'à une température où elle est thermoplastique et en réduisant son épaisseur par étirage.
On peut aussi préparer une telle feuille par une technique a'enrobage ou de coulée, selon laquelle de minces couches de matières résineuses thermoplastiques différentes sont déposées sur un support ou substrat et ensuite arrachées de ce substrat. Pour obtenir un effet irisé ou iridescent satisfaisant, les couches doivent être déposées de façon à maintenir un interface relativement net. Un tel interface peut être maintenu en utilisant des matières résineuses synthétiques dans des solvants qui ne constituent des solvants que pour une des matières utilisées. Ainsi, des couches distinctes à interface net sont obtenues et, lorsque les couches successives sont déposées, l'effet iridescent augmente.
Environ 10 couches sont satisfaisantes pour obtenir l'effet
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iridescent minimal. Cependant, il est avantageux d'utiliser habituellement environ 50 couches au moins, pour obtenir un effet iridescent relativement intense, tandis que des struc- tures composites à 100-500 couches sont utilisées pour obte- nir un éffet iridescent maximal. Pour illustrer davantage les conditions nécessaires pour obtenir une pellicule présen- tant un effet irisé ou iridescent, il faut noter qu'il doit y avoir au moins deux paires de discontinuités adjacentes en ce qui concerne l'indice de réfraction, chaque élément de la paire étant séparé de l'autre par une distance d'environ 0,05 à environ 5 microns et de préférence d'environ 0,05 micron/ à 1 micron "pour obtenir l'effet irisé maximal.
En d'autres termes, une pellicule iridescente doit comporter, dans le corps de la pellicule, deux couches ayant une épaisseur d'environ 0,05 micron à environ 5 microns et de préférence de 0,05 à 1 micron pour obtenir l'effet iridescent maximal, l'indice de ré- fraction de ces deux couches différant d'au moins 0,03 de celui des parties adjacentes du corps. Ainsi, les couches contenues dans la pellicule, qui sont la cause de l'iri- descence, ont une épaisseur comprise entre les limites sus- être indiquées et peuvent/liées l'une à l'autre par d'autres couches qui.sont transparentes et peuvent être plus épais- ses, moins épaisses ou de même épaisseur que les couches qui donnent lieu à l'iridescence.
L'iridescence maximale est géné- ralement obtenue lorsque deux ou plus de deux matières dif- férentes constituent les diverses couches qui ont une dif- férence maximale en ce qui concerne leur indice de réfrac- tion, toutes les couches ayant une épaisseur*de 0,05 micron à 5 microns et, de préférence, de 0,05 à 1 micron pour obte- nir l'effet irisé maximal.
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Les pellicules iridescentes plus épaisses, c'est-à-dire celles dont l'épaisseur se rapproche de 0,025 cm, peuvent comporter de nombreuses couches ayant une épaisseur de plus de 5 microns, tandis que les pellicules plus minces ayant un degré équivalent d'iridescence se composent de couches ayant une épaisseur inférieure à 0,05 micron.
Les pellicules à couches multiples dont toutes les couches ont une épaisseur inférieure à environ 0,05 micron ou dont aucune couche n'a une épaisseur comprise entre environ 0,05 micron et 5 microns ne présentent pas les caractéristiques iridescentes désirables. Lorsque la pellicule iridescente composite a été obtenue, elle est,de préférence, découpée ou traitée de manière à prérenter la forme voulue, par exemple la forme de rubans allongés, de rectangles, de cercles, voir même de corps de forme quelconque, selon l'effet désiré. Des effets particulièrement'attrayants sont parfois obtenus, en utilisant une pellicule comportant des couches dont les épaisseurs diffèrent, de façon que les teintes iridescentes obtenues varient.
On peut utiliser un grand nombre de matières résineuses thermoplastiques synthétiques. Les seules conditions à respecter sont que ces matières thermoplastiques soient transparentes et qu'elles présentent la différence voulue en ce qui concerne leur indice de réfraction. Dans le cas le plus simple, on utilise des couches alternantes de deux matières différentes. Cependant, on peut faire usage de 3,4, 5 ou même plus de 5 matières résineuses différentes, sous forme de couches minces, la composition chimique des polymères ne paraissant pas avoir une signification critique..
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A cause de l'épaisseur des couches, une adhérence adéquate est obtenue soit par co-extrusion, seit par l'application de procédé d'enrobage ou de revêtement.
Des pellicules iridescentes intéressantes s'obtiennent avantageusement à partir d'un grand nombre de matières résineuses thermoplastiques synthétiques. Quelques-unes de ces matières sont indiquées dans le tableau suivant qui mentionne également les indices de réfraction de ces matières :
EMI7.1
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TABLEAU I,
EMI8.1
<tb>
<tb> Nom <SEP> de <SEP> polymère <SEP> Indice <SEP> de <SEP> réfraction
<tb> Polytétrafluoréthylène <SEP> 1,35
<tb> FEP <SEP> (copolymère <SEP> éthylène-propylène <SEP> 1,34
<tb> fluoré)
<tb> Fluorure <SEP> de <SEP> polyvinylidène <SEP> 1,42
<tb>
EMI8.2
Polychloro..trifluoréthylène 1,42
EMI8.3
<tb>
<tb> Polyacrylate <SEP> de <SEP> butyle <SEP> 1,46
<tb> Acétate <SEP> de <SEP> polyvinyle <SEP> -.
<SEP> 1,47
<tb> Ethyl <SEP> cellulose <SEP> 1,47
<tb> Polyformaldéhyde <SEP> 1,48
<tb> Polyméthacrylate <SEP> d'isobutyle <SEP> 1,48
<tb> Polyméthacrylate <SEP> de <SEP> butyle <SEP> 1,48
<tb> Polyacrylate <SEP> de <SEP> méthyle <SEP> 1,48
<tb> Polyméthacrylate <SEP> de <SEP> propyle <SEP> 1,48
<tb> Polyméthacrylate <SEP> d'éthylène <SEP> 1,48
<tb> Polyméthacrylate <SEP> de <SEP> méthyle <SEP> 1,49
<tb> Acétate <SEP> de <SEP> cellulose <SEP> 1,49
<tb> Propionate <SEP> de <SEP> cellulose <SEP> 1,49
<tb> Acétate-butyrate <SEP> de <SEP> cellulose <SEP> 1,49
<tb> Nitrate <SEP> de <SEP> cellulose <SEP> 1,49
<tb> Butyral <SEP> polyvinylique <SEP> 1,49
<tb> Polypropylène <SEP> 1,49
<tb> Polyéthylène <SEP> de <SEP> faible <SEP> densité <SEP> 1,51
<tb> (ramifié)
<tb> Polyisobutylène <SEP> 1,51
<tb> Caoutchouc <SEP> naturel <SEP> 1,52
<tb> Perbunan <SEP> 1,
52
<tb> Polybutadiène <SEP> 1,52
<tb> Nylon <SEP> (copolymère <SEP> de <SEP> condensa- <SEP> 1,53
<tb> tion <SEP> d'hexaméthylènediamine <SEP> et <SEP> d'acide <SEP> adipique)
<tb>
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EMI9.1
<tb>
<tb> (suite <SEP> du <SEP> tableau <SEP> I)
<tb> Nom <SEP> du <SEP> polymère <SEP> Indice <SEP> de <SEP> réfraction
<tb> Chloroacétate <SEP> de <SEP> polyvinyle <SEP> 1,54
<tb> Chlorure <SEP> de <SEP> polyvinyle <SEP> 1,54
<tb> Polyéthylène <SEP> (de <SEP> densité <SEP> élevée) <SEP> 1,54
<tb> Copolymère <SEP> de <SEP> 67 <SEP> parties <SEP> en <SEP> 1,54
<tb> poids <SEP> de <SEP> méthacrylate <SEP> de
<tb> méthyle <SEP> et <SEP> de <SEP> 33 <SEP> parties <SEP> en
<tb> poids <SEP> de <SEP> styrène
<tb> Copolymère <SEP> de <SEP> 85 <SEP> parties <SEP> en <SEP> 1,
55
<tb> poids <SEP> de <SEP> chlorure <SEP> de <SEP> vinyle
<tb> et <SEP> de <SEP> 15 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <SEP> de
<tb> chlorure <SEP> de <SEP> vinyle
<tb>
EMI9.2
Poly-a-méthylotyrène 1,56
EMI9.3
<tb>
<tb> Copolymère <SEP> de <SEP> 60 <SEP> parties <SEP> en <SEP> 1,56
<tb> poids <SEP> de <SEP> styrène <SEP> et <SEP> de <SEP> 40
<tb> parties <SEP> en <SEP> poids <SEP> de <SEP> butadiène
<tb> Néoprènè <SEP> 1,56
<tb> Copolymere <SEP> de <SEP> 70 <SEP> parties <SEP> en <SEP> 1,57
<tb> poids <SEP> de <SEP> styrène <SEP> et <SEP> de <SEP> 30
<tb> parties <SEP> en <SEP> poids <SEP> d'aciylonitrile
<tb> Résine <SEP> de <SEP> polycarbonate <SEP> 1,59
<tb> Polystyrène <SEP> 1,60
<tb> Copolymère <SEP> de <SEP> 85 <SEP> parties <SEP> en <SEP> 1,
61
<tb> poids <SEP> de <SEP> chlorure <SEP> de <SEP> vinylidène
<tb> et <SEP> de <SEP> 15 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <SEP> de
<tb> chlorure <SEP> de <SEP> vinyle
<tb> Polydichlorostyrène <SEP> 1,62
<tb>
EMI9.4
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En choisissant des combinaisons de matières dont les indices de réfraction diffèrent d'au moins 0,03, on obtient une pellicule iridescente. Cependant, pour obtenir une iridescence maximale, la différence est avantageusement de
0,1. Lorsqu'on prépare des pellicules à couches multiples, en utilisant 3 ou plus de 3 constituants différents, l'iri- descence s'obtient, lorsque la différence voulue dans l'indice de réfraction existe entre au moins certaines des couches adjacentes,
Le liant ou adhésif utilisé peut être choisi parmi diverses matines.
La caractéristique critique et essenti- elle du liant est de faire adhérer les particules au support.
\ Le liant doit être incapable de dise adre les éléments iridescents ou de les détruire chimiquement d'une autre manière. En général, on utilise avantageusement les latex filmogènes synthétiques comme liant, pour faire adhérer les particules à un support, car la plupart des matières rési- neuses synthétiques sont généralement insensibles à l'eau.
Cependant, on utilise, de manière tout aussi avantageuse, des\laques, des huiles siccatives, des vernis et des matières analyse, à condition que leurs caractéristiques dissolvan- tes pour les éléments irisés transparents ne détruisent pas ceux-ci.
Les revêtements suivant la présente invention peuvent avantageusement être obtenus en mélangeant une masse e particules irisées ou iridescentes avec un liant et en alpliquant ensuite une couche de la composition de revêtement obtenue sur un support ou encore en appliquant le liant sur un support et en appliquant ensuite, avant que .le liant durcisse ou sèche selon le cas, une couche des
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particules irisées ou iridescentes à la surface du liant, de façon à humecter au moins une partie des ces particules à l'aide du liant partiellement séché ou en cours de durcissement, mais encore collant, ce qui a pour effet de retenir un certain nombre de particules dans la position voulue.
L'iridescence maximale est obtenue, lorsque les particules sont appliquées sur la surface extérieure de la couche de liant, tandis que la durabilité maximale est obtenue lorsque les particules sont incorporées au liant. La composition de revêtement iridescente ou le liant s'applique aisément sur un support ou substrat par pulvérisation, par enduisage à la brosse, par trempage, par endu'aage au rouleau, ainsi que par d'autres procédés bien connus d'enrobage ou d'enduisage.
Lorsqu'une composition de revêtement ou d'enrobage constituée essentiellement d'un liant et de particules de forme allongée est utilisée, on obtient avantageusement un motif généralement uniforme par application au moyen d'une brosse, ce mode d'application permettant d'obtenir, en général, un minimum d'iridescence, tandis que la pulvérisation assure une répartition ou orientation statistique maximale des particules et un degré maximal d'iridescence.
Lorsque les particules sont appliquées sur un support en cours de durcissement ou de séchage, on peut avantageusement saupoudrer la surface de ce support à l'aide de particules transportées dans un courant d'air, les particules qui n'adhèrent pas au support étant ensuite enlevée au moyen d'un courant d'air, au moyen d'une brosse, par simple gravité ou d'une autre manière. Pour obtenir une surface ayant une uniformité aussi grande que possible, les particules iridescentes pelliculaires sont souvent légèrement pressées dans
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le support en cours de durcissement ou de séchage, à l'aide d'un rouleau, tel qu'un rouleau de feutre ou un rouleau recouvert d'une matière qui n'adhère pas au liant.
L'exemple suivant illustre davantage l'invention.
On a préparé une pellicule en résine thermoplastique composite constituée d'environ 125 couches formées de couches alternantes de polystyrène et de polyméthacrylate de méthyle.
Chacune des couches de polyméthacrylate de méthyle avait une .
' épaisseur d'environ 0,05 micron et l'épaisseur totale de la pellicule était d'environ 0,025 mm. La pellicule a été ensuite déchirée ou déchiquetée de manière à former une masse de corps de forme allongée ayant une largeur de 0,16 cm et une longueur d'environ 2,54 cm. 5 parties en poids de la pellicule déchiquetée ont été dispersées dans 95 parties en poids d'eau contenant 0,5 % d'un agRnt mouillant du commerce dénommé "Dowfax 9N9".
(polyéthylène alkylphénol). La sus- pension obtenue a été mélangée à 202 parties en poids d'un latex à 47 % de matières solides contenant un polymère de
67 parties d'acrylate d'éthyle et de 33 parties de méthacry- late de méthyle, conjointement avec 20 parties en poids d'une solution à 5 % d'un agent épaississant du commerce dénommé "Acrysol GS" (sel de sodium de l'acide polyacrylique). La composition de revêtement obtenue a été appliquée sur diver- ses surfaces, y compris des surfaces de verre, de bois, de métal et de polystyrène et l'on a obtenu, dans tous les cas, un revêtement irisé ou iridescent attrayant.
Une surface de verre a été recouverte d'une dispersion aqueuse à 47 % de matières solides d'un polymère de 67 parties en poids d'acry- late d'éthyle et de 33 parties en poids de méthacrylate de
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méthyle et immédiatement saupoudrée de particules finement divisées de la pellicule iridescente susdécrite, avant que la couche de latex puisse sécher.* On a ainsi obtenu un revêtement iridescent ayant un degré d'iridescence sensiblement plus élevé que dans l'exemple précédent.
En opérant de la manière décrite ci-dessus, mais en utilisant une peinture au latex blanche, on a obtenu un revêtement iridescent particulièrement brillant. Un ruban sensible à la pression et transparent en polyester a été saupoudré d'une série de fibres formées à partir d'une pellicule iridescente. Les fibres avaient environ 0,08 cm de largeur et 27 cm de longueur et ont été pressées dans l'adhésif sensible à la pression à l'aide d'un rouleau, ce qui a permis d'obtenir un revêtement iridescent exceptionnellement brillant.
Un résultat très spectaculaire est obtenu, en opérant de la manière récrite ci-dessus, mais en utilisant un support en polyester noir.
En opérant encore de la manière décrite plus haut, mais en utilisant une pellicule iridescente sous forme de filaments d'environ 0,16 cm de largeur et d'environ 2,54 cm de longueur, sous'forme de carrés d'environ 0,4 cm de côté et de disques d'environ 0,32 cm de diamètre, on obtient également des revêtements iridescents attrayants et attirants pour l'oeil.
Une excellente iridescence est également obtenue, lorsque les produits stratifiés sont préparés à l'aide de matières telles que les suivantes : chlorure de polyvinyle, polystyrène, polystyrène-polyéthylène, polypropylène-polystyrène, éthyl cellulose-styrène, polychlorotrifluoréthylène-polypropylène, fluorure de polyvinylidène-poly-a-méthylstyrène, polyacrylate de butyl-polydichlorostyrène, polyacrylate de butyle-chlorure
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de polyvinyle, polyméthacrylate de méthyle-polycarbonate, acétate-butyrate de cellulose-copolymère de 70 parties en poids de styrène et de 30 parties en poids d'acrylonitrile, polyformaldéhyde-polyéthylène de densité élevée, polyméthacrylate d'isobutyle-copolymère de 85 parties en poids de chlorure de vinyle et de 15 parties en poids de chlorure .de vinylidène,
'nitrate de cellulose-polystyrène, acétate de Cellulose-copolymère de 85 parties en poids de chlorure de vinylidène et de 15 parties en poids de chlorure de vinyle, polytétrafluoréthylène-polyisobutylène, chloroacétate de polyvinyle-acétate de polyvinyle, méthacrylate de
EMI14.1
propyle-néoprène, perunan-copolv-->re-éthylène-propylène fluoré, nylon-fluorure de polyvinylidène, etc...., ces matières étant utilisées pour former la pellicule iridescente.
Les revêtements suivant la présente invention qui utilisent une mince pellicule en résine thermoplastique ont un degré de flexibilité et un aspect irisé ou iridescent qui diffère sensiblement de ceux des revêtements iridescents connus. Grâce à l'utilisation d'une pellicule mince en résine thermoplastique, le degré voulu de flexibilité des particules iridescentes est facilement réglable. Etant donné que les matières résineuses thermoplastiques sont relativement tendres, lorsqu'on les compare aux matières* opalescentes ou perlées de nature minérale, les revêtements ne sont sensiblement pas abrasifs et peuvent subir des flexions répétées, sans que des fissures s'y forment ou que les propriétés optiques soient perdues.
Des liants dure ou tendres peuvent être utilisés, selon les caractéristiques. physiques particulières dont on désire que le produit final bénéficie. La pellicule irisée peut être en une matière
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relativement rigide, telle que celle obtenue à partir d'un produit stratifié formé de polystyrène et de polyméthacrylate de méthyle ou en une matière relativement souple, telle que celle obtenue à partir d'un produit stratifié de poly- éthylène contenant des couches relativement minces de polystyrène.
@ REVENDICATIONS
1.- Masse formée de particules distinctes en une résine synthétique thermoplastique ayant une épaisseur pouvant aller jusqu'4 environ 0,025 cm et constituées de couches généralement parallèles d'une matière résineuse thermoplastique transparente, au moins 20% environ des couches ayant une épaisseur comprise entre environ 0,05 micron et environ.5 microns, tandis que les indices de réfraction des couches adjacentes diffèrent d'au moins 0,03 environ et que le nombre de couches des particules susdites est d'environ au moins 10.
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The present invention relates to a coating and a coating material. More particularly it relates to an attractive iridescent coating.
Various decorative coatings comprising a variety of elements of sufficient size to be seen by the naked eye have been employed for many years. These coatings contain sand, crushed shells, fibers and elements in the form of films. It would be advantageous to have an iridescent coating which is flexible and in fact substantially constitutes a two-dimensional coating. The term "two-dimensional coating" refers to a coating which forms a generally flat surface and does not exhibit irregularities of more than 0.25 to 0.375mm.
It would also be advantageous to have an iridescent material in the form of non-brittle particles, of an abrasive nature and which can be easily incorporated into conventional coatings or onto conventional and known coatings. Additionally, it would be desirable to be able to have available an iridescent or iridescent particulate material capable of forming attractive coatings of the nature of a thermoplastic resin.
These advantages are obtained, in general, in accordance with the present invention, by using a mass in the form of a body of thermoplastic synthetic resin having a thickness of up to about 0.025 cm and composed of several generally parallel layers of transparent thermoplastic resinous material, at least about 20% of
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said layers having a thickness between about 0.05 micron and 5 microns and preferably between 0.05 and 1 micron to achieve the maximum iridescent effect, while adjacent layers differ from each other in that which relates to their refractive index, of at least 0.03, the number of layers being at least 10 and advantageously at least
50.
The iridescent bodies according to the invention are advantageously employed on an iridescent coating comprising a support, carrying a binder which serves to adhere thereto a series of thermoplastic synthetic resin bodies having a thickness of up to about 0.025 cm and composed of 'a series of generally parallel layers of transparent thermoplastic resin material, at least about 20% of the layers having a thickness of between about 0.05 microns between and 5 microns and preferably / 0.05 and 1'micron to obtain iridescent @ the effect / maximum, while the adjacent layers differ from each other in their refractive index by at least about 0.03, the number of layers being at least 10 and preferably d 'at least 50.
The drawings appended to this specification further illustrate the invention. In these drawings: FIG. 1 schematically shows a support provided with a coating according to the invention; - Figures 2-3 and 4 show some of the various shapes that the bodies according to the invention may have; - Figure 5 shows schematically, in cross section, iridescent bodies in particles.
Figure 1 shows a designated coating, of
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generally, by the reference notation 10. This coating 10 comprises a layer of adhesive or binder 11 to which adhere a series of bodies or iridescent particles of thermoplastic synthetic resin 12, these bodies being distributed substantially at random over a surface 14 binder 11. A support or substrate 16 adheres to the binder 11.
Figure 2 shows a series of generally rectangular shaped particles 18 of an iridescent nature, suitable for use in the coatings according to the invention.
Figure 3 shows an iridescent film element or body in the form of an elongated fiber in a way and used in the preparation of coatings.
Figure 4 shows a series of iridescent particles 21 of thermoplastic resin substantially in the form of diamonds.
Fig. 5 is a schematic end view of an iridescent body or an iridescent particle according to the invention, which is generally designated by the reference notation 25. The particle 25 comprises a first surface layer 26 , a second surface layer 27, a series of first intermediate layers 28 and a series of second intermediate layers 29. The layers 28 and 29 are of different transparent thermoplastic resinous materials, the refractive indices of which differ by more than 0.03. about. Layers 28 and 29 are bonded to adjacent layers to form a solid transparent iridescent object.
At least 20% of the layers are between about 0.05 microns and 5 microns thick and preferably 0.05 to 1 micron to achieve the iridescent effect.
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maximum.
The iridescent synthetic thermoplastic resinous elements are readily prepared in the form of thin sheets, or films preferably having thicknesses of from about 1/1600 to about 1/40 cm, by simultaneous extrusion of a series of layers formed of resinous materials. different thermoplastics, and then stretching the extruded product at a temperature where this product is thermoplastic, until the thickness of the laminate sheet and its constituent layers is reduced to the desired value.
Such a laminate sheet can advantageously be obtained by simultaneously extruding a series of layers in a single die or by subjecting films or extrudates to heat-sizing, to form the desired number of layers, by heating the obtained laminate sheet up to 'at a temperature where it is thermoplastic and reducing its thickness by stretching.
Such a sheet can also be prepared by a coating or casting technique, according to which thin layers of different thermoplastic resinous materials are deposited on a support or substrate and then peeled from this substrate. To obtain a satisfactory iridescent or iridescent effect, the layers must be deposited so as to maintain a relatively clean interface. Such an interface can be maintained by using synthetic resinous materials in solvents which constitute solvents only for one of the materials used. Thus, distinct layers with a clean interface are obtained and, when the successive layers are deposited, the iridescent effect increases.
About 10 layers is satisfactory to achieve the effect
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minimal iridescent. However, it is usually advantageous to use at least about 50 layers to achieve a relatively intense iridescent effect, while 100-500 layer composite structures are used to achieve maximum iridescent effect. To further illustrate the conditions necessary to obtain a film exhibiting an iridescent or iridescent effect, it should be noted that there must be at least two pairs of adjacent refractive index discontinuities, each element of the pair being separated from each other by a distance of about 0.05 to about 5 microns and preferably about 0.05 microns / to 1 micron "to achieve the maximum iridescent effect.
In other words, an iridescent film should have in the film body two layers having a thickness of about 0.05 microns to about 5 microns and preferably 0.05 to 1 micron to achieve the effect. maximum iridescent, the refractive index of these two layers differing by at least 0.03 from that of adjacent parts of the body. Thus, the layers contained in the film, which are the cause of iridescence, have a thickness between the above-mentioned limits and can / be bonded to each other by other layers which are. transparent and may be thicker, thinner, or of the same thickness as the layers that give rise to the iridescence.
The maximum iridescence is generally obtained when two or more different materials constitute the various layers which have the maximum difference in their refractive index, all the layers having a thickness * of 0 0.05 micron to 5 micron and preferably 0.05 to 1 micron to achieve the maximum iridescent effect.
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Thicker iridescent films, i.e. those approaching 0.025 cm in thickness, may have many layers having a thickness of more than 5 microns, while thinner films having an equivalent degree of iridescence consist of layers having a thickness less than 0.05 microns.
Multi-layered films with all layers less than about 0.05 microns in thickness, or none of which is between about 0.05 microns and 5 microns thick, do not exhibit desirable iridescent characteristics. When the composite iridescent film has been obtained, it is preferably cut or treated so as to present the desired shape, for example the shape of elongated ribbons, rectangles, circles, or even bodies of any shape, depending on the shape. desired effect. Particularly attractive effects are sometimes obtained by using a film comprising layers of different thicknesses, so that the iridescent tints obtained vary.
A large number of synthetic thermoplastic resinous materials can be used. The only conditions to be observed are that these thermoplastic materials are transparent and that they present the desired difference with regard to their refractive index. In the simplest case, alternating layers of two different materials are used. However, 3, 4, 5 or even more than 5 different resinous materials can be used as thin layers, the chemical composition of the polymers not appearing to be of critical significance.
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Due to the thickness of the layers, adequate adhesion is obtained either by co-extrusion or by the application of a coating or coating process.
Interesting iridescent films are advantageously obtained from a large number of synthetic thermoplastic resinous materials. Some of these materials are shown in the following table which also mentions the refractive indices of these materials:
EMI7.1
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TABLE I,
EMI8.1
<tb>
<tb> Name <SEP> of <SEP> polymer <SEP> Index <SEP> of <SEP> refraction
<tb> Polytetrafluoroethylene <SEP> 1.35
<tb> FEP <SEP> (copolymer <SEP> ethylene-propylene <SEP> 1.34
<tb> fluorinated)
<tb> <SEP> Polyvinylidene <SEP> Fluoride <SEP> 1.42
<tb>
EMI8.2
Polychloro..trifluoroethylene 1.42
EMI8.3
<tb>
<tb> Polyacrylate <SEP> of <SEP> butyl <SEP> 1.46
<tb> Polyvinyl <SEP> <SEP> acetate <SEP> -.
<SEP> 1.47
<tb> Ethyl <SEP> cellulose <SEP> 1.47
<tb> Polyformaldehyde <SEP> 1.48
<tb> Isobutyl <SEP> Polymethacrylate <SEP> 1.48
<tb> Butyl <SEP> Polymethacrylate <SEP> <SEP> 1.48
<tb> Polyacrylate <SEP> of <SEP> methyl <SEP> 1.48
<tb> Polymethacrylate <SEP> of <SEP> propyl <SEP> 1.48
<tb> Ethylene Polymethacrylate <SEP> <SEP> 1.48
<tb> Polymethacrylate <SEP> of <SEP> methyl <SEP> 1.49
<tb> Cellulose <SEP> acetate <SEP> <SEP> 1.49
<tb> Cellulose <SEP> Propionate <SEP> <SEP> 1.49
<tb> Cellulose <SEP> acetate-butyrate <SEP> <SEP> 1.49
<tb> Nitrate <SEP> of <SEP> cellulose <SEP> 1.49
<tb> Butyral <SEP> polyvinyl <SEP> 1.49
<tb> Polypropylene <SEP> 1.49
<tb> Polyethylene <SEP> of <SEP> low <SEP> density <SEP> 1.51
<tb> (branched)
<tb> Polyisobutylene <SEP> 1.51
<tb> Natural <SEP> rubber <SEP> 1.52
<tb> Perbunan <SEP> 1,
52
<tb> Polybutadiene <SEP> 1.52
<tb> Nylon <SEP> (<SEP> copolymer of <SEP> condensa- <SEP> 1.53
<tb> <SEP> of hexamethylenediamine <SEP> and <SEP> of <SEP> adipic acid)
<tb>
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EMI9.1
<tb>
<tb> (continuation <SEP> of <SEP> table <SEP> I)
<tb> Name <SEP> of <SEP> polymer <SEP> Index <SEP> of <SEP> refraction
<tb> Polyvinyl <SEP> <SEP> Chloroacetate <SEP> 1.54
<tb> <SEP> Polyvinyl <SEP> <SEP> 1.54
<tb> Polyethylene <SEP> (of <SEP> density <SEP> high) <SEP> 1.54
<tb> Copolymer <SEP> of <SEP> 67 <SEP> parts <SEP> in <SEP> 1.54
<tb> weight <SEP> of <SEP> methacrylate <SEP> of
<tb> methyl <SEP> and <SEP> from <SEP> 33 <SEP> parts <SEP> en
<tb> weight <SEP> of <SEP> styrene
<tb> Copolymer <SEP> of <SEP> 85 <SEP> parts <SEP> in <SEP> 1,
55
<tb> weight <SEP> of <SEP> chloride <SEP> of <SEP> vinyl
<tb> and <SEP> of <SEP> 15 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight <SEP> of
<tb> <SEP> vinyl <SEP> chloride
<tb>
EMI9.2
Poly-a-methylotyrene 1.56
EMI9.3
<tb>
<tb> Copolymer <SEP> of <SEP> 60 <SEP> parts <SEP> in <SEP> 1.56
<tb> weight <SEP> of <SEP> styrene <SEP> and <SEP> of <SEP> 40
<tb> parts <SEP> in <SEP> weight <SEP> of <SEP> butadiene
<tb> Neoprene <SEP> 1.56
<tb> Copolymer <SEP> of <SEP> 70 <SEP> parts <SEP> in <SEP> 1.57
<tb> weight <SEP> of <SEP> styrene <SEP> and <SEP> of <SEP> 30
<tb> parts <SEP> in <SEP> weight <SEP> of aciylonitrile
<tb> <SEP> polycarbonate <SEP> resin <SEP> 1.59
<tb> Polystyrene <SEP> 1.60
<tb> Copolymer <SEP> of <SEP> 85 <SEP> parts <SEP> in <SEP> 1,
61
<tb> <SEP> weight <SEP> <SEP> vinylidene chloride <SEP>
<tb> and <SEP> of <SEP> 15 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight <SEP> of
<tb> <SEP> vinyl <SEP> chloride
<tb> Polydichlorostyrene <SEP> 1.62
<tb>
EMI9.4
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By choosing combinations of materials whose refractive indices differ by at least 0.03, an iridescent film is obtained. However, to obtain maximum iridescence, the difference is advantageously
0.1. When preparing multi-layered films, using 3 or more different components, iridescence is obtained when the desired difference in refractive index exists between at least some of the adjacent layers,
The binder or adhesive used can be chosen from various matins.
The critical and essential characteristic of the binder is that the particles adhere to the support.
\ The binder must be incapable of telling the iridescent elements or of destroying them chemically in any other way. In general, synthetic film-forming latexes are advantageously used as a binder for adhering the particles to a support, since most synthetic resinous materials are generally insensitive to water.
Equally advantageously, however, lacquers, drying oils, varnishes and analytical materials are used, provided that their dissolving characteristics for transparent iridescent elements do not destroy them.
The coatings according to the present invention can advantageously be obtained by mixing a mass of iridescent or iridescent particles with a binder and then applying a layer of the coating composition obtained on a support or alternatively by applying the binder to a support and then applying , before the binder hardens or dries as the case may be, a layer of
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iridescent or iridescent particles on the surface of the binder, so as to moisten at least some of these particles using the binder which is partially dried or in the process of hardening, but still tacky, which has the effect of retaining a certain number of particles in the desired position.
Maximum iridescence is obtained when the particles are applied to the outer surface of the binder layer, while maximum durability is obtained when the particles are incorporated into the binder. The iridescent coating composition or binder is readily applied to a support or substrate by spraying, brush coating, dipping, roller coating, as well as other well known coating or coating methods. coating.
When a coating or coating composition consisting essentially of a binder and of elongated particles is used, a generally uniform pattern is advantageously obtained by application by means of a brush, this method of application making it possible to obtain , in general, a minimum of iridescence, while the spraying provides maximum statistical distribution or orientation of the particles and a maximum degree of iridescence.
When the particles are applied to a support during curing or drying, the surface of this support can advantageously be sprinkled using particles transported in an air stream, the particles which do not adhere to the support then being removed by means of a draft, by means of a brush, by simple gravity or otherwise. To obtain a surface having as much uniformity as possible, the iridescent film particles are often lightly pressed into
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the support being cured or dried, using a roller, such as a felt roll or a roller coated with a material which does not adhere to the binder.
The following example further illustrates the invention.
A composite thermoplastic resin film was prepared consisting of about 125 layers formed of alternating layers of polystyrene and polymethyl methacrylate.
Each of the polymethyl methacrylate layers had a.
thickness of about 0.05 microns and the total thickness of the film was about 0.025 mm. The film was then torn or shredded so as to form an elongated body mass having a width of 0.16 cm and a length of about 2.54 cm. 5 parts by weight of the shredded film was dispersed in 95 parts by weight of water containing 0.5% of a commercial wetting agent called "Dowfax 9N9".
(polyethylene alkylphenol). The resulting suspension was mixed with 202 parts by weight of a 47% solids latex containing a polymer of
67 parts of ethyl acrylate and 33 parts of methyl methacrylate, together with 20 parts by weight of a 5% solution of a commercial thickening agent called "Acrysol GS" (sodium salt of 1 polyacrylic acid). The resulting coating composition was applied to a variety of surfaces, including glass, wood, metal and polystyrene surfaces, and in all cases an attractive iridescent or iridescent coating was obtained.
A glass surface was covered with a 47% solids aqueous dispersion of a polymer of 67 parts by weight of ethyl acrylate and 33 parts by weight of ethyl methacrylate.
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methylated and immediately sprinkled with finely divided particles of the above-described iridescent film, before the latex layer could dry. * There was thus obtained an iridescent coating having a significantly higher degree of iridescence than in the previous example.
By operating as described above, but using a white latex paint, a particularly bright iridescent coating was obtained. A pressure sensitive and transparent polyester tape was sprinkled with a series of fibers formed from an iridescent film. The fibers were approximately 0.08 cm wide and 27 cm long and were pressed into the pressure sensitive adhesive using a roller, resulting in an exceptionally bright iridescent coating.
A very spectacular result is obtained, operating in the manner rewritten above, but using a black polyester support.
Working again in the manner described above, but using an iridescent film in the form of filaments of about 0.16 cm in width and about 2.54 cm in length, in the form of squares of about 0, 4 cm square and discs about 0.32 cm in diameter, we also get attractive and eye-catching iridescent coatings.
Excellent iridescence is also obtained, when laminated products are prepared using materials such as the following: polyvinyl chloride, polystyrene, polystyrene-polyethylene, polypropylene-polystyrene, ethyl cellulose-styrene, polychlorotrifluoroethylene-polypropylene, polyvinylidene fluoride -poly-a-methylstyrene, polybutyl-polydichlorostyrene, polybutyl-chloride-acrylate
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polyvinyl, polymethyl methacrylate-polycarbonate, cellulose acetate-butyrate-copolymer of 70 parts by weight of styrene and 30 parts by weight of acrylonitrile, high density polyformaldehyde-polyethylene, polymers of isobutyl-copolymer of 85 parts in weight of vinyl chloride and 15 parts by weight of vinylidene chloride,
'cellulose nitrate-polystyrene, Cellulose acetate-copolymer of 85 parts by weight of vinylidene chloride and 15 parts by weight of vinyl chloride, polytetrafluoroethylene-polyisobutylene, polyvinyl chloroacetate-polyvinyl acetate, methacrylate of
EMI14.1
propyl-neoprene, perunan-copolv -> fluorinated re-ethylene-propylene, nylon-polyvinylidene fluoride, etc ..., these materials being used to form the iridescent film.
The coatings according to the present invention which use a thermoplastic resin thin film have a degree of flexibility and an iridescent or iridescent appearance which differs significantly from those of known iridescent coatings. Through the use of a thin film of thermoplastic resin, the desired degree of flexibility of the iridescent particles is easily adjustable. Because thermoplastic resinous materials are relatively soft, when compared to opalescent or pearlized materials * of a mineral nature, the coatings are substantially non-abrasive and can undergo repeated flexing, without cracks forming therein or optical properties are lost.
Hard or soft binders can be used, depending on the specifications. particular physical characteristics that we want the end product to benefit from. The iridescent film may be of a material
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relatively stiff, such as that obtained from a laminate formed from polystyrene and polymethyl methacrylate or from a relatively flexible material, such as that obtained from a laminated product of polyethylene containing relatively thin layers of polystyrene.
@ CLAIMS
1.- A mass formed of distinct particles of a thermoplastic synthetic resin having a thickness of up to about 0.025 cm and consisting of generally parallel layers of a transparent thermoplastic resinous material, at least about 20% of the layers having a thickness of between about 0.05 microns and about 5 microns, while the refractive indices of the adjacent layers differ by at least about 0.03 and the number of layers of the above particles is about at least 10.