FR2481468A1 - Miroir utilisant une plaque en resine synthetique transparente - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN MIROIR. SELON L'INVENTION, IL COMPREND UNE PLAQUE TRANSPARENTE 10 EN RESINE SYNTHETIQUE, UNE PELLICULE DURCISSANT LA SURFACE 14 ENDUITE AU MOINS SUR LA SURFACE AVANT DE LA PLAQUE EN RESINE, UNE PELLICULE REFLECHISSANTE 16 EN UN METAL RESISTANT A L'HUMIDITE QUI EST DEPOSEE AU DOS DE LA PLAQUE EN RESINE, ET UNE COUCHE DE PROTECTION 18 COUVRANT TRES PRECISEMENT LA SURFACE EXTERNE DE LA PELLICULE REFLECHISSANTE, LA PELLICULE DURCISSANT LA SURFACE, LA PELLICULE REFLECHISSANTE ET LA COUCHE DE PROTECTION ETANT TOUTES SENSIBLEMENT EGALEMENT PERMEABLES A L'HUMIDITE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA FABRICATION DE RETROVISEURS POUR AUTOMOBILES.

Description

La présente invention se rapporte à un miroir de la classe constituée

fondamentalement d'une plaque en résine synthétique dure et transparente et d'une pellicule mince et réfléchissante d'un métal enduite sur une face de la plaque en résine. Par exemple, un miroir selon l'invention est adapté à une utilisation comme rétroviseur sur

des automobiles ou autres véhicules.

Actuellement, presque tous les miroirs sont produits en enduisant une face d'une plaque en verre d'une pellicule mince d'aluminium, qui est un matériau très léger et

presque comparable à l'argent plus coûteux par sa réflec-

tivité. Pour des miroirs pratiques, il est nécessaire de couvrir la pellicule réfléchissante d'aluminium d'une couche protectrice. L'un des buts de cette couche protectrice est d'empocher l'exposition de la pellicule réfléchissante à l'humidité parce que l'aluminium sous orme d'une pellicule mince est facilement érodé par :L'humidité. Comme la plaque en verre est imperméable et insensible à l'humidité, il est facile d'obtenir un miroir suffisamment durable en assurant larées-tce à lebim. idité de la couche de protection. Cependant, la durabilité devient une considération importante si l'on veut produire un miroir en matière plastique en utilisant une résine synthétique qui est dures, transparente, et a une très bonne clarté 2) optique, cette résine étant représentée par une résine de polyméthyl méthacrylate à la place du verre. Il n'est pas si difficile de déposer une pellicule mince d'aluminium sur une face d'une plaque en une telle résine, et une couche de protection ou de renforcement imperméable nécessaire à la pellicule d'aluminium peut ttre formée avec peu de di2ficulté. Le problème provient du fait que les résine-synthétiques utiles comme matériau pour le corps d'un miroir sont généralement, à un certain point 5 hy roscopiques. La plaque transparente d'un miroir en matière plastique absorbe graduellement l'humidité de l'atmosphère et en conséquencesubit n gonflement, mais du fait de l'existence de la couche imperméable d'appui ou de protection au dos., le gonflement de la plaque de résine se produit exclusivement sur sa face avant. Par conséquent, la plaque de résine se gauchit graduellement

pour prendre une surface avant irrégulièrement convexe.

Bien entendu, cette déformation du corps du miroir

signifie une dégradation sérieuse de sa qualité.

Comme la plaque en résine d'un miroir en matière plastique peut être rayée, il devient nécessaire d'enduire la surface avant de la plaque en résine (éventuellement également ses autres surfaces) d'une pellicule transparente durcissant sa surface en utilisant, par exemple, un polymère dtorganosilicium comme matériau. Le problème ci-dessus posé par l'état hygroscopique de la résine peut être résolu si cette pellicule durcissant la surface peut être rendue imperméable à l'humidité. Cependant, actuellement, on ne dispose d'aucun matériau de revêtement de surface pouvant la durcir qui est couramment disponible, pour des résines synthétiques, et pouvant donner une pellicule suffisamment bonne à la fois par sa transparence

et son imperméabilité à l'humidité.

Par ailleurs, il y a une forte demande pour des miroirs

en matière plastique très pratiquesdans divers domaines.

Par exemple, dans l'industrie automobile, un rétroviseur interne en matière plastique a été considéré comme étant avantageux parce qu'il est incassable, ce qui est favorable pour la sécurité du conducteur dans le cas d'un accident, et également pour son poids léger contribuant à la réduction du poids total de la voiture. Dans certains cas o le corps du miroir a une forme relativement compliquée, représentée par une forme habituellement de coupe transversale en coin d'un rétroviseur interne habituel, on peut même s'attendre à une réduction du prix de production en employant un corps de miroir en résine synthétique qui peut facilement être configuré par un procédé de très bonne productivité, comme un moulage par

injection, sans nécessiter aucune opération d'usinage.

Jusqu'à maintenant cependant, on n'a pas encore répondu

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totalement à cette demande, en raison du problème ci-dessus.

La présenté invention a pour objet un miroir utilisant une résine synthétique transparente comme matériau du corps du miroir mais, néanmoins, sans subir de déformation perceptible ou de gauchissement dû à l'influence de l'humidité. Un miroir selon l'invention comprend une plaque transparente en résine synthétique, une pellicule durcissant la surface enduite au moins sur la surface avant de la plaque en résine, une pellicule réfléchissante en un métal résistant à l'humidité déposée au dos de la plaque de résine et une couche de protection ou de renforcement couvrant très précisément la surface externe de la pellicule réfléchissante, et la pellicule durcissant la surface, la pellicule réfléchissante et la couche de protection ou de renforcement étant toutes sensiblement

également perméables à l'humidité.

Le concept fondamental de la présente invention réside dans le fait qu'on laisse la plaque en résine transparente du miroir absorber de l'humidité par son côté arrière ou dos, sensiblement au même taux d'absorption que l'absorption inévitable d'humidité par le coté avant. En se basant sur ce principe, aussi bien la couche de protection que la pellicule en métal réfléchissant sont rendues perméables à l'humidité de façon sensiblement équivalente à la pellicule durcissant la surface, qui est inévitablement perméable à l'humidité comme on l'a décrit ci-dessus. Comme la plaque de résine dans ce miroir peut absorber l'humidité par ses deux faces de façon équilibrée, même si la plaque de résine gonfle à un certain point par suite de l'absorption d'humidité, le gonflement se passe de même sur ses deux

faces, ainsi la plaque en résine ne subit aucun gauchisse-

ment ou déformation important. Par conséquent, à l'atmosphère, ce miroir est pratiquement stable et

présente une durabilité tout à fait satisfaisante.

Dans un miroir selon l'invention, on utilise un métal

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supérieur à l'aluminium par sa résistance à l'humidité, pour le matériau de la pellicule réfléchissante du fait de la perméabilité à l'humidité de la couche de protection et de la pellicule réfléchissante elle-même, En considérant également la réflectivité, il est préférable d'utiliser un alliage ternaire composé de 100 parties d'étain, à 150 parties de cuivre et 5 à 50 parties de chrome, en poids. Une pellicule de cet alliage perméable à l'humidité de façon appropriée peut être formée au dos de la plaque en résine par une technique connue de dépôt sous vide. Le dos-de la plaque en résine peut être enduit

à l'avance de la pellicule durcissant la surface.

Pour des véhicules représentés par les automobiles, la présente invention peut être mise en oeuvre sous la forme d'un rétroviseur interne qui est comparable à un miroir en verre par sa qualité et son aspect et qui est avantageux par sa légèreté et sa sécurité en cas d'accident. Bien entendu, les-applications de la présente invention ne sont pas limitées à des rétroviseurs dans des véhicules. Par exemple, l'invention s'applique à des miroirs pour des salles de bainset des miroirs à placer à des tournants sur des routes et autres, L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci

apparattront plus clairement au cours de la description

explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe transversale

d'un miroir interne de véhicule selon un mode de réalisa-

tion de l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe transversale

d'un miroir interne ressemblant à celui de la figure 1,-

mais qui ne fait pas partie du cadre de l'invention; et - la figure 3 est un graphique montrant le résultat d'un essai d'endurance à l'humidité effectué sur une pellicule réfléchissante en métal selon l'invention et plusieurs pellicules ne faisant pas partie du cadre de l'invention, le temps en joum étant indiqué sur l'axe

des abscisses et l'érosion sur l'axe des ordonnées.

La figure 1 montre un exemple d'un miroir selon l'invention, étudié comme rétroviseur interne pour des véhicules tels que des automobiles. En 10 est indiqué un corps de miroir transparent fait en une résine

synthétique ayant une très bonne clarté optique, repré-

sentée par une résine de polnyméthyl méthacrylate. En regardant à partir d'une surface avant 11, le corps 10 a une forme rectangulaire latéralement allongée. La surface avant 11 et la surface opposée 13 ne sont pas parallèles l'une à l'autre parce que ce corps 10 est configuré pour être en forme de coin, en coupe transversale, afin d'éviter un éblouissement produit par le miroir pendant un fonctionnement nocturne du véhicule. Ce corps de miroir en verre organique 10 peut facilement être

configuré par un processus de moulage par injection.

Pour donner, au corps de miroir 10, une résistance suffisante aux rayures, les surfaces avant et arrière 11 et 13 et les faces latéralesdu corps 10 sont enduites d'une pellicule mince et transparente 14 durcissant la surface, dont le matériau est un polymère d'organosilloium par exemple, préparé à partir de triéthoxyméthyl silane CH3Si(0C2H5)3. Comme on l'a décrit précédemment, il est inévitable que cette pellicule 14 soit quelque peu perméable à l'humidité. Dans le cas d'une pellicule 14 faite du polymère d'organosilicium ci-dessus enduite sur une plaque en résine de polyméthyl méthacrylate pour avoir une épaisseur de 5 à 10 È, le taux d'absorption d'humidité dans la plaque en résine à travers la pellicule durcissant la surface est de l'ordre de 3 g/m2 24 h lors d'un essai dans une atmosphère maintenue à 50 C et 98%

d'humidité relative.

Pour produire une surface de miroir, le dos 13 du corps 10 déjà enduit de la pellicule 14, est ensuite enduit d'une pellicule mince et réfléchissante 16 par dép8t sous vide d'un alliage ternaire composé de 100 parties en poids de Sn, 15-150 parties en poids de Cu et 5-50 parties en poids de Cr. Cette alliage ternaire est préféré dans la présente invention pour sa bonne réflec- tivité et son excellente résistance à l' érosion par l'influence de l'humidité. Cet alliage est légèrement inférieur par sa réflectivité à l'aluminium, mais, dans la gamme de composition ci-dessus mentionnée, il présente U des valeurs tout à fait satisfaisantesde réflectivité de 70-750 en mesurant sous forme de la pellicule déposée

sous vide 16.

Comme protection mécanique pour la pellicule mince et réfléchissante16, une couche de protection ou de renforcement 18 est formée afin de couvrir très précisément toute la zone de la surface majeure externe de la pellicule réfléchissante 16. Comme première caractéristique de l'inventioncette couche 18 est rendue microscopiquement poreuse et perméable de façon appropriée à l'humidité, afin d'être pratiquement équivalente, par sa perméabilité à l'humidité, à la pellicule 14. Il y a divers matériaux et procédés connus dont on dispose pour former la couche 18 perméable à l'humidité. Par exemple, une telle couche 18 ayant d'excellentespropriétés peut être obtenue en appliquant une peinture à base de résine contenant une quantité relativement importante d'une charge inorganique pulvérulente comme du carbonate de calcium, du carbonate de baryum et/ou du silicate d'aluminium. Comme exemple particulier de ce procédé de revêtement, il est possible de former une couche de renforcement 18 ayant une résistance physique suffisamment élevée et une perméabilité à l'humidité appropriée, par application d'une peinture qui contient une résine alkyde comme liant et une poudre de carbonate de calcium (ayant par exemple 1-8 F de dimension granulométrique) atteignant 45-50% en poids de la résine alk--de, afin de donner une épaisseur de l'ordre

de 10 u à la couche 18 résultante. La pellicule réfléchis-

sante 16 doit également être pratiquement équivalente, par sa perméabilité à l'humidité, à la pellicule durcissant la surface 14. Cette nécessité peut être atteinte en formant cette pellicule 16 par une technique traditionnelle de dépft sous vide sur une épaisseur comprise entre 0,025 et 0,10 Y, et mieux entre 0,05 et environ 0,06 D'un point de vue pratique, le rétroviseur de la figure 1 est bien comparable à un rétroviseur traditionnel donné par urnplaque en verre enduite dîune pellicule d'aluminium du fait de la forte transparence du corps 10 en résine de polyméthyl méthacrylate et de la bonne réflectivité de la pellicule réfléchissante 16 Sn-Cu-Cro Par ailleurs, ce rétroviseur est avantageux par la légèreté

et la solidité ou l'incassabilité du corps en-résine 10.

En outre, la possibilité de configurer le corps de coupe transversale en forme de coin 10 par un simple processus de moulage par injection, sans nécessiter aucune opération

d'usinage, conduit à une réduction du prix total de produc-

tion en comparaison à celui d'un miroir en verre

traditionnel ayant la même forme.

Comme effet le plus remarquable de l'inventions le rétroviseur de la figure 1 est assez stable et peut résister

à un long usage dans une atmosphère sèche ou humide.

La raison en est la suivante.

Comme la pellicule 14 durcissant la surface présente un certain degré de perméabilité à l'humidité, l'humidité arrive à la surface avant 11 du corps 10 du miroir pendant l'utilisation de celui-ci à l'air atmosphérique, il est donc inévitable que le corps 10 absorbe une partie de l'humidité par sa surface avant 11 et ait tendance à subir un léger gonflement dans une région contiguë à cette surface 11. En même temps, l'humidité arrive au dos 15 du corps 10 également, du fait de la perméabilité à l'humidité de la couche 18 et de la pellicule 16. En conséquence, le corps 10 absorbe l'humidité également par sa surface arrière 15 et a tendance à

subir également un léger gonflement sur sa face arrière.

Comme la couche 18 et la pellicule réfléchissante 16 sont équivalentes, en perméabilité à l'humidité, à la pellicule 14 durcissant la surface, l'absorption d'humidité dans le corps 10 et le gonflement résultant de celui-ci sur la face arrière se passent comme les mêmes phénomènes sur la face avant. Pour cette raison, même si le corps 10 gonfle réellement par absorption d'une humidité considérable, le gonflement se produit à la fois sur ses faces avant et arrière d'une façon presque totalement équilibrée. Par conséquent, le gonflement du

corps 10 ne provoque pas une déformation ou un gauchisse-

ment qui dégrade actuellement la fonction du miroir.

La figure 2 montre un rétroviseur imaginé qui ressemble à celui de la figure 1, mais qui ne fait pas partie du cadre de l'invention. Eneffet, le miroir de la figure 2 présente le même corps 10 en résine de polyméthyl méthacrylate enduit de la couche 14 transparente et durcissant la surface que le corps de la figure 1, mais une pellicule mince et réfléchissante 20 enduite sur le dos de ce corps 10 est une pellicule d'aluminium comme

cela est habituel dans des miroirs en plaque en verre.

Une couche de renforcement ou de protection 22 couvre très précisément la surface externe de la pellicule réfléchissante en aluminium 20. Comme l'aluminium sous forme d'une pellicule mince telle que celle formée par une technique de dépôt à la vapeur s'érode facilement du fait de l'humidité, la couche 22 de la figure 2 peut être pratiquement imperméable à l'humidité, et il devient nécessaire d'étendre la couche 22 jusqu'aux régions marginales des faces latérales du corps en résine 10 comme cela est indiqué en 22a sur la figure 2, afin de couvrir totalement les faces latérales 20a de la pellicule

réfléchissante 20.

Le miroir de la figure 2 a une réflectivité quelque peu meilleure que celle du miroir de la figure 1, grâce à l'utilisation de l'aluminium comme matériau de la pellicule réfléchissante 20, mais ce miroir n'est pas pratique du fait de la forte tendance du corps 10 à se gauchir sous l'influence de l'humidité. Comme la couche de protection 22 ne permet pas à l'humidité d'arriver au dos 13 du corps 10, le gonflement de celui-ci, résultant de l'absorption de l'humidité, ne se produit que sur sa face avant. En conséquence, le corps 10 se déforme ou se gauchit de façon que sa surface avant 11 devient

une surface convexe.

En se référant de nouveau à la figure 1 un miroir selon l'invention présente le mérite supplémentaire qu'il n'est pas nécessaire d'étendre la couche de protection 18 perméable à l'humidité afin de couvrir les faces latérales 16a de la pelliculeréfléchissante 16, et par conséquent,la couche 18 peut être formée à une

très bonne productivité.

Une expérience a été effectuée pour examiner la résistance à l'humidité de la pellicule réfléchissante 16 en alliage ternaire selon l'invention, en comparaison à des pellicules de diverses sortes de métaux, Chaque pellicule réfléchissante soumise à cet essai a été formée sur une surface majeure d'une plaque de résine en polyméthyl méthacrylate (5 cm x 10 cm de large et 3 mm d'épaisseur), par dépOt sous vide sur une épaisseur de 0e05-0,06 M. On n'a formé aucune couche de renforcement ou de protection sur la pellicule réfléchissante. Les matériaux examinés de la pellicule réfléchissante étaient comme suit: Echantillon A: alliage Sn-Cu-Cr composé de 100 parties de Sn, 70 parties de Cu et 20 parties de Cr (en poids). Réflectivité de la

pellicule: environ 70o.

Echantillon B: alliage binaire Sn-Cu. Réflectivité:

environ 70%.

Echantillon C: Sn seul. Réflectivité: environ 70%.

Echantillon D: Cu seul. Réflectivité: environ 50% Echantillon E: Al seul. Réflectivité: environ 80%, Ces échantillons ont été gardés dans une chambre maintenue à une température constante de 50 C et à une humidité relative constante de 98%l, pendant quatre jours et on les a soumis à une observation à l'oeil à des intervalles réguliers pour examiner l'étendue de l'érosion des pellicules réfléchissantes. La figure 3 montre les résultats de cette expérience, o l'érosion indique le pourcentage de surface condidérablement dégradée ou ayant disparu sur chaque pellicule réfléchissante par rapport à la surface initiale (50 cm2) de la pellicule. Les courbes A-E de la figure 3 représentent les échantillons

ci-dessus A-E, respectivement.

Comme on peut le voir, la pellicule d'aluminium de l'échantillon E s'est très rapidement érodée de fagon importante. L'érosion a atteint environ 96% pendant les trois heures initiales de l'essai pour devenir pratiquement de 100% en 24 heures. Bien que l'aluminium soit supérieur par sa réflectivité, cet essai vérifie l'impossibilité d'utiliser de l'aluminium comme matériau de la- couche réfléchissante 16 dans le miroir selon l'invention et la nécessité de prévoir une couche de-protection imperméable dans tout miroir ayant une pellicule réfléchissante d'aluminium; Au contraire, l'érosion de la pellicule r(úléchissante

de l'échantillon L (selon l'invention) n'était que de l'or-

dre de 2,5j%, même en l'examinant après écoulement de quatre jours à partir du début de l'essai. Cet échantillon était satisfaisant également par sa valeur de réflectivité (705). Des résultats également bons ont été obtenus également en faisant varier les quantités de cuivre et de chrome dans l'alliage ternaire entre 15 et 150 parties et entre 5 et 50 parties en poids respectivement, pour parties en poids d'étain. Par exemple, la résistance à l'humidité de la pellicule déposée sous vide était presque telle que représentée par la courbe A sur la figure 3 et la réflectivité était de 70-75%0 avec un alliage composé de 100 parties de Sn, 40 parties de Cu et 5 parties de Cr, et également avec un alliage composé de

parties de Sn, 15 parties de Cu et 10 parties de Cr.

L'échantillon B a été préparé afin d'obtenir le même seuil de réflectivité (70%) en utilisant un alliage binaire Sn-Cu, mais la pellicule de cet alliage s'érodait plus rapidement que la pellicule d'alliage ternaire de l'échantillon A. La pellicule d'étain pur de l'échantillon C présentait également le même seuil de réflectivité (70%), mais cette pellicule s'érodait plus rapidement et de façon plus importante que la pellicule de l'échantillon B.

En jugeant à partir des résultats de cet essai, les-

pellicules réfléchissantes des échantillons B et C ne sont pas appropriées à des miroirs utilisables dans la pratique. La pellicule de cuivre pur de l'échantillon C est inférieure par sa réflectivité (50%) et a une très mauvaise

résistance à l'humidité.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a: été donné qu'à titre d'exemple. En particulierelle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques

des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-

ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquées

Claims (9)

R E V E N D I C A T I 0 N S

1. Miroir, caractérisé en ce qu'il comprend: une plaque transparente (10) en résine synthétique; une pellicule durcissant la surface (14)enduite au moins sur une surface avant de ladite plaque en résine; une pellicule réfléchissante (16) d'un métal résistant à l'humidité, déposée au dos de ladite plaque en résine; et une couche de protection (18) couvrant très précisément la surface externe de ladite pellicule réfléchissante,

ladite pellicule durcissant la surface, ladite pelli-

cule réfléchissante et ladite.couche de protection étant

toutes sensiblement également perméables à l'humidité.

2. Miroir selon la revendication 1, caractérisé en ce que le métal précité est un alliage ternaire composé de 100 parties de Sn, 15 à 150 parties de Cu et 5 à 50

parties de Cr, en poids.

3. Miroir selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pellicule réfléchissante (16) précitée est formée par dép8t sous vide de l'alliage ternaire précité et a une épaisseur comprise entre 0,025 et 0,10 p.

4. Miroir selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'épaisseur précitée est comprise entre environ

0,05. et environ 0,06 v.

5. Miroir selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résine synthétique précitée est une résine

de polyméthyl méthacrylate.

6. Miroir selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pellicule durcissant la surface (14) précitée

est formée essentiellement d'un polymère d'organosilicium.

7. Miroir selon la revendication 1, caractérisé en ce que toutes les surfaces de la plaque en résine (10) précitée sont enduites de la pellicule durcissant la

surface (14) précitée.

8. Miroir selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de protection (18) précitée est une couche

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de résine o est dispersée une charge inorganique sous

forme pulvérulente.

9. Miroir selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces avant et arrière (11, 13) de la plaque en résine (10) précitée sont toutes deux des surfaces plates mais ne sont pas parallèles l'une à l'autre.