Panneau translucide à transmission sélective de la lumière
et procédé de fabrication de celui-ci
La présente invention comprend un nouveau panneau translucide réalisant une transmission sélective de la lumière et en particulier arrêtant une notable partie du rayonnement infrarouge, ainsi que le procédé de fabrication d'un tel panneau.
Les panneaux plans ou ondulés en polyesters renforcés par des fibres de verre servent de plus en plus comme matériaux de couverture de locaux. Ils présentent l'avantage sur les panneaux métalliques d'être translucides et de permettre l'éclairage des locaux par la lumière solaire. Toutefois, ces panneaux laissent passer en même temps que les rayons visibles une forte proportion de rayons infrarouges, donc de chaleur, en provoquant ainsi un effet de serre.
On a proposé d'obvier à cet inconvénient en intercalant entre deux couches de polyesters renforcés des feuilles d'aluminium comportant un certain nombre de perforations. La transmission de la lumière visible et des rayons infrarouges est proportionnelle à la surface laissée libre par ces perforations, mais dans tous les cas le rapport entre rayons infrarouges et rayons visibles qui passent reste le même.
On sait d'autre part que de très minces couches métalliques, obtenues par exemple par métallisation sous vide et qui sont de l'ordre du centième de micron laissent passer en très grande partie certaines radiations mais arrêtent pratiquement certaines autres. En réglant la nature et l'épaisseur du dépôt on sait réaliser des surfaces laissant passer la majeure partie de la lumière visible mais arrêtant une très grande partie du rayonnement infrarouge. Cette technique a été utilisée pour la confection de filtres; mais la métallisation sous vide de grandes surfaces est techniquement très compliquée, onéreuse et rapidement limitée dans les dimensions par les appareillages existants.
Le panneau translucide à transmission sélective de la lumière, objet de la présente invention, est caractérisé en ce qu'il comporte une couche rigide à base de polyesters réticulés et une couche métallique d'une nature et d'une épaisseur telle qu'elle permette une transmission sélective de la lumière.
Le procédé de fabrication de ce panneau, qui est aussi un objet de la présente invention, est caractérisé en ce que l'on effectue la copolymérisation des polyesters non saturés avec des monomères polymérisables au contact d'un film en matière plastique recouvert d'une couche métallique d'une nature et d'une épaisseur telle qu'elle permette la transmission sélective de la lumière.
On peut préparer ainsi des panneaux métallisés translucides qui laissent passer une forte proportion de la lumière visible, de l'ordre de 30 à 50 o/o de celle de panneaux non métallisés de même épaisseur, mais arrêtent 75 à 95 /o du rayonnement infrarouge.
Comme polyesters, on utilise les polyesters non saturés couramment employés pour la confection de panneaux, c'est-à-dire des esters de diacides non saturés tels que l'acide maléique, fumarique, etc. et éventuellement de diacides saturés tels que l'acide phtalique, avec des di- et polyalcools. On les copolymérise avec les monomères classiques: styrène, phtalate d'allyle, acétate de vinyle. On incorpore des charges, fibre de verre, etc. La polymérisation est effectuée avec les catalyseurs habituels, à froid ou à chaud à des températures inférieures à celles où la matière plastique du film métallisé subirait une dégradation.
Pour les films, on peut utiliser toute matière plastique filmogène qui n'est pas attaquée par les monomères à polymériser, par exemple dérivés cellulosiques tels que: cellulose régénérée ou esters cellulosiques, acétate de cellulose, acétobutyrate de cellulose, nitrocellulose ; dérivés vinyliques tels que copolymères chlorure-acétate de vinyle; du polystyrène étiré ou du polytéréphtalate de glycol.
La métallisation du film est faite de préférence par dépôt de vapeur de métaux sous un vide poussé, ce qui permet d'obtenir des couches uniformes très minces de métaux. On peut utiliser comme métal l'aluminium, le cuivre et leurs alliages ou des métaux nobles. Une couche correspondant à un dépôt de l'ordre de 0,01 g de métal, ou même moins, par m2 convient dans le cas de l'aluminium.
La polymérisation du polyester peut se faire au contact de la face métallisée du film ou de la face opposée.
Si on opère sur la face métallisée la couche métallique se trouve après polymérisation emprisonnée entre le polyester et le film plastique qui joue le rôle de protecteur de la couche métallique. On peut aussi obtenir un transfert de la couche métallique sur le polyester en choisissant comme matière plastique pour le film une matière sur laquelle le métal adhère mal, ou en recouvrant le film avant métallisation avec une matière antiadhésive, telle que, par exemple, la cire d'abeilles: la polymérisation du polyester terminée, on décolle le film débarrassé de sa métallisation, et on obtient les panneaux recouverts uniquement de la couche métallique. Cette couche peut rester nue ou être recouverte d'un vernis protecteur.
Ce mode opératoire peut avoir un intérêt si on demande au vernis protecteur des qualités que ne possède pas le film support initial, telles que dureté, résistance aux intempéries, etc.
Si on polymérise sur la surface non métallisée, il faut choisir la matière plastique du film de façon à obtenir une bonne adhérence entre le polyester et le film, ou recouvrir préalablement la partie non métallisée du film avec une résine d'une matière plastique qui adhère également bien sur le polyester et sur le film.
Par exemple, un film en acétate de cellulose adhère mal sur les polyesters habituels. On améliore l'adhésivité en-recouvrant le film d'un vernis à base de copolymère vinylique ou de résines acryliques.
Comme dans cette modalité la couche métallique se trouve à l'extérieur, il peut être utile de la recouvrir d'un vernis protecteur.
Exemple:
Sur un film de polytéréphtalate de glycol de 0,1 mm d'épaisseur et de dimensions 2 x 1 m, qui a été recouvert par métallisation sous vide d'une couche d'aluminium (0,01 g de métal par m2 de surface du film), on dépose une couche mince de fibres de verre sous la forme industriellement connue sous le nom de mat de verre (poids 450 g/m2). Puis sur cette couche on coule une solution de 65 parties (en poids) de polyester non saturé dans 35 parties (en poids) de styrène, à laquelle on a additionné 1 o/o en poids de péroxyde de méthyléthylcétone en solution dans le phtalate de méthyle et 0,2 /o d'éthyl-2 hexanoate de cobalt. La viscosité de la solution est de 6 poises à 250 et l'on dépose sur le mat de verre un poids de solution correspondant à 1 kg/m2.
On fait pénétrer la résine dans les fibres de verre, à l'aide d'une râclette pour chasser les bulles d'air, puis on la recouvre d'une feuille de cellulose régénérée pour empêcher l'évaporation du styrène et on laisse durcir à température ordinaire pendant une heure, en terminant par un recuit à l'étuve (environ 4 heures à 700).
On enlève ensuite la feuille de cellulose. Le panneau translucide obtenu arrête environ 80 o/o du rayonnement lumineux infrarouge.
En répétant les mêmes opérations mais sur un film de polytéréphtalate de glycol qui, avant métallisation, a été recouvert d'une matière antiadhésive, telle que par exemple la cire d'abeille, on obtient un panneau polyester dans lequel la face constituée par le film de polytéréphtalate de glycol se décolle facilement, mettant ainsi à nu la couche métallique qui adhère fortement au polyester. On peut éventuellement enduire cette couche d'un vernis pour la protéger contre les intempéries.
Le polyester non saturé utilisé comme il est dit ci-dessus a été obtenu par polycondensation selon les méthodes classiques de 1 mole d'acide maléique, 1 mole d'anhydride phtalique et 2 moles de propylèneglycol.
Translucent panel with selective light transmission
and manufacturing process thereof
The present invention comprises a new translucent panel providing selective transmission of light and in particular stopping a significant part of the infrared radiation, as well as the method of manufacturing such a panel.
Flat or corrugated panels in polyesters reinforced with glass fibers are increasingly used as roofing materials for rooms. They have the advantage over metal panels of being translucent and allowing the premises to be illuminated by sunlight. However, these panels allow a high proportion of infrared rays, and therefore heat, to pass at the same time as the visible rays, thus causing a greenhouse effect.
It has been proposed to overcome this drawback by inserting aluminum sheets comprising a certain number of perforations between two layers of reinforced polyesters. The transmission of visible light and infrared rays is proportional to the area left free by these perforations, but in all cases the ratio between infrared rays and visible rays which pass remains the same.
It is also known that very thin metallic layers, obtained for example by vacuum metallization and which are of the order of a hundredth of a micron, allow certain radiations to pass in great part but practically stop certain others. By adjusting the nature and thickness of the deposit, it is possible to produce surfaces which allow the major part of the visible light to pass but stop a very large part of the infrared radiation. This technique was used for making filters; but the vacuum metallization of large surfaces is technically very complicated, expensive and quickly limited in size by existing equipment.
The translucent panel with selective transmission of light, object of the present invention, is characterized in that it comprises a rigid layer based on crosslinked polyesters and a metal layer of a nature and a thickness such as to allow selective light transmission.
The method of manufacturing this panel, which is also an object of the present invention, is characterized in that the copolymerization of the unsaturated polyesters with polymerizable monomers is carried out in contact with a plastic film covered with a metallic layer of a nature and thickness such as to allow selective transmission of light.
We can thus prepare translucent metallized panels which allow a high proportion of visible light to pass, of the order of 30 to 50 o / o of that of non-metallized panels of the same thickness, but stop 75 to 95 / o of infrared radiation. .
As polyesters, use is made of the unsaturated polyesters commonly employed for the manufacture of panels, that is to say esters of unsaturated diacids such as maleic acid, fumaric acid, etc. and optionally saturated diacids such as phthalic acid, with di- and polyalcohols. They are copolymerized with the conventional monomers: styrene, allyl phthalate, vinyl acetate. We incorporate fillers, fiberglass, etc. The polymerization is carried out with the usual catalysts, cold or hot at temperatures below those where the plastic material of the metallized film would undergo degradation.
For the films, any film-forming plastic material which is not attacked by the monomers to be polymerized, for example cellulose derivatives such as: regenerated cellulose or cellulose esters, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, nitrocellulose; vinyl derivatives such as chloride-vinyl acetate copolymers; stretched polystyrene or poly glycol terephthalate.
The metallization of the film is preferably carried out by vapor deposition of metals under a high vacuum, which makes it possible to obtain very thin uniform layers of metals. Aluminum, copper and their alloys or noble metals can be used as metal. A layer corresponding to a deposit of the order of 0.01 g of metal, or even less, per m2 is suitable in the case of aluminum.
The polymerization of the polyester can take place in contact with the metallized face of the film or with the opposite face.
If the operation is carried out on the metallized face, the metallic layer is after polymerization trapped between the polyester and the plastic film which acts as a protector of the metallic layer. It is also possible to obtain a transfer of the metal layer to the polyester by choosing as plastic material for the film a material to which the metal adheres poorly, or by covering the film before metallization with a non-stick material, such as, for example, wax. bees: when the polymerization of the polyester is complete, the film freed from its metallization is peeled off, and the panels are obtained which are covered only with the metal layer. This layer can remain bare or be covered with a protective varnish.
This procedure may be of interest if the protective varnish is required to have qualities which the initial support film does not possess, such as hardness, resistance to weathering, etc.
If one polymerizes on the non-metallized surface, the plastic material of the film must be chosen so as to obtain good adhesion between the polyester and the film, or first cover the non-metallized part of the film with a resin of a plastic material which adheres also good on polyester and film.
For example, a cellulose acetate film adheres poorly to conventional polyesters. The adhesiveness is improved by covering the film with a varnish based on vinyl copolymer or acrylic resins.
As in this method the metallic layer is on the outside, it can be useful to cover it with a protective varnish.
Example:
On a poly glycol terephthalate film 0.1 mm thick and 2 x 1 m in size, which was covered by vacuum metallization with a layer of aluminum (0.01 g of metal per m2 of surface of the film), a thin layer of glass fibers is deposited in the form industrially known under the name of glass mat (weight 450 g / m2). Then on this layer is poured a solution of 65 parts (by weight) of unsaturated polyester in 35 parts (by weight) of styrene, to which has been added 1 o / o by weight of methyl ethyl ketone peroxide in solution in sodium phthalate. methyl and 0.2% cobalt 2-ethylhexanoate. The viscosity of the solution is 6 poises at 250 and a weight of solution corresponding to 1 kg / m2 is deposited on the glass mat.
The resin is penetrated into the glass fibers, using a squeegee to expel air bubbles, then covered with a sheet of regenerated cellulose to prevent evaporation of the styrene and left to harden at ordinary temperature for one hour, ending with oven annealing (about 4 hours at 700).
The cellulose sheet is then removed. The resulting translucent panel stops about 80% of infrared light radiation.
By repeating the same operations but on a poly-glycol terephthalate film which, before metallization, has been covered with a non-stick material, such as for example beeswax, a polyester panel is obtained in which the face formed by the film of poly glycol terephthalate peels off easily, exposing the metallic layer which adheres strongly to the polyester. This layer can optionally be coated with a varnish to protect it against bad weather.
The unsaturated polyester used as stated above was obtained by polycondensation according to conventional methods of 1 mole of maleic acid, 1 mole of phthalic anhydride and 2 moles of propylene glycol.