FR2488899A1 - PROCESS FOR MANUFACTURING A MODIFIED SYNTHETIC BODY IN ITS OPTICAL PROPERTIES - Google Patents
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Abstract
PROCEDE DE FABRICATION D'UN CORPS EN PRODUIT SYNTHETIQUE MODIFIE DANS SES PROPRIETES OPTIQUES. LE PROCEDE SELON L'INVENTION EST CARACTERISE EN CE QU'ON INCORPORE A UNE SOLUTION DU POLYMERE OU AU MOINS A L'UNE DES SOLUTIONS DES COMPOSANTS DE POLYADDITION AU MOINS UN AGENT MODIFIANT SOLIDE DISSOUS DANS UN SOLVANT COMMUN, A UNE CONCENTRATION INSUFFISANTE POUR ATTEINDRE LA SATURATION DANS LE POLYMERE, ET EN CE QU'ON RETIRE A NOUVEAU CE SOLVANT APRES SECHAGE PHYSIQUE OU APRES LA SYNTHESE DU POLYMERE.PROCESS FOR MANUFACTURING A BODY IN SYNTHETIC PRODUCT MODIFIED IN ITS OPTICAL PROPERTIES. THE PROCESS ACCORDING TO THE INVENTION IS CHARACTERIZED IN THAT ONE INCORPORATES IN A SOLUTION OF THE POLYMER OR AT LEAST ONE OF THE SOLUTIONS OF THE POLYADDITION COMPONENTS AT LEAST ONE SOLID MODIFIER DISSOLVED IN A COMMON SOLVENT, AT AN INSUFFICIENT CONCENTRATION TO REACH THE SATURATION IN THE POLYMER, AND IN WHAT THIS SOLVENT IS AGAIN REMOVED AFTER PHYSICAL DRYING OR AFTER SYNTHESIS OF THE POLYMER.
Description
-1 - La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un corpsThe present invention relates to a method of manufacturing a body
en produit synthétique modifiéin modified synthetic product
dans ses propriétés optiques.in its optical properties.
Dans ce qui suit, il faut comprendre sous le terme "corps" certaines pièces particulières, mais In what follows, it is necessary to understand under the term "body" certain particular pieces, but
aussi des couches et des pellicules. also layers and dandruff.
On sait que de nombreux produits synthétiques We know that many synthetic products
se laissent travailler plus facilement que les maté- work more easily than
riaux inorganiques. Cependant, pour de nombreuses inorganic properties. However, for many
applications, l'indice de réfraction du produit syn- applications, the refractive index of the syn-
thétique, limité de par la nature même du matériau, constitue un inconvénient. C'est pourquoi, on s'est thetic, limited by the very nature of the material, is a disadvantage. That's why we went
efforcé d'améliorer ces propriétés des produits syn- strives to improve these properties of syn-
thétiques par des additifs. La demande de brevet publiée en Allemagne sous le n0 22 18 782 décrit ainsi selon le concept exposé dans la revendication 1, un procédé selon lequel on modifie des pièces en polymère transparent afin de dévier le rayonnement optique au moyen de liquides organiques à faible poids theories with additives. The German patent application No. 22 18 782 thus describes, according to the concept set forth in claim 1, a method whereby transparent polymer parts are modified to deflect the optical radiation by means of low weight organic liquids.
moléculaire par diffusion à des températures inférieu- molecular diffusion by diffusion at lower temperatures
res au point de transition vitreuse de manière que se forme dans le matériau polymérique un gradient d'indice de réfraction continu, pratiquement perpendiculaire à to the glass transition point so that a continuous refractive index gradient is formed in the polymeric material, substantially perpendicular to
l'axe optique du corps.the optical axis of the body.
On sait que les liquides amollissants dissous dans les produits synthétiques ont tendance à diffuser vers l'extérieur et à migrer dans l'environnement, en It is known that softening liquids dissolved in synthetic products tend to diffuse outward and migrate into the environment,
particulier dans les polymères naturels et synthéti- particular in natural and synthetic polymers
ques de types semblables ou différents qui entrent en similar or different types that enter into
contact avec ces produits synthétiques. contact with these synthetic products.
L'invention répond donc au besoin de créer un The invention therefore responds to the need to create a
procédé de fabrication de produits synthétiques opti- synthetic synthetic products manufacturing process
quement modifiés, dans lequel l'indice de réfraction ne se modifie ni dans le temps ni selon les endroits -2- et qui présentent un indice de réfraction plus élevé modified, in which the refractive index does not change in time or place -2- and have a higher refractive index
s'étendant de façon homogène à travers tout le corps. extending evenly throughout the body.
En particulier, ce procédé doit créer des couches de In particular, this process must create layers of
produit synthétique qui soient susceptibles de rece- which are likely to receive
voir une impression et qui s'appliquent en adhérant fortement sur un matériau support, comme le carton ou see a print and that apply by adhering strongly to a backing material, such as cardboard or
une feuille d'un produit synthétique de matière sem- a sheet of a synthetic product of semi-
blable ou différente. Enfin, il faut également pouvoir couler des pellicules et des feuilles sur un support blable or different. Finally, it is also necessary to be able to cast films and sheets on a support
provisoire puis pouvoir les en retirer à nouveau. provisionally and then remove them again.
L'invention est caractérisée dans les reven- The invention is characterized in the
dications. Les corps et couches de produit synthétique créés selon ce procédé possèdent un éclat amélioré, ils gardent sans autres additifs leur transparence ainsi que, lorsqu'ils sont mélangés à des colorants et des pigments, une brillance prononcée et d'autres dications. The bodies and layers of synthetic product created according to this process have an improved brightness, they keep without other additives their transparency and, when mixed with dyes and pigments, a pronounced shine and others
effets optiques désirables. De ce fait, on peut obte- desirable optical effects. As a result, we can get
nir des surfaces plus réfléchissantes dans différentes create more reflective surfaces in different
pièces, par exemple dans ce qu'on appelle des oeils- parts, for example in so-called eyes
de-chat, des lentilles à plus faible rayon de courbure ou dont les autres dimensions sont faibles et des combinaisons de lentilles à faible achromatisme ainsi que des couches colorées de faible épaisseur et donc de-chat, lenses with a smaller radius of curvature or other dimensions that are weak and combinations of low-achromatic lenses as well as thin colored layers and therefore
plus économiques et plus simples à travailler. more economical and easier to work.
Les exemples suivants précisent l'invention. The following examples specify the invention.
Les exemples 1 et 2 décrivent un procédé de fabrica- Examples 1 and 2 describe a manufacturing process
tion de pièces ayant un éclat amélioré et de couches ayant une plus grande solidité, et les exemples 3 à 6 un procédé de fabrication de couches susceptibles de recevoir une impression pour certaines applications particulières. Sous le terme "parties", il faut comprendre à parts with improved brightness and layers with greater strength, and Examples 3 to 6 a method of manufacturing layers susceptible to printing for certain particular applications. Under the term "parts", it is necessary to understand
chaque fois, dans les exemples qui suivent, des frac- each time, in the following examples,
tions pondérales.weightings.
-3 _-3 _
EXEMPLE 1EXAMPLE 1
On mélange intimement 35 parties d'une résine à base d'époxyde avec un équivalent-époxy de 500 avec parties d'un durcissant constitué d'une diamine aliphatique, aromatique ou cycloaliphatique. On mélange de façon homogène 95 parties de ce melange, selon la viscosité désirée, avec 30 parties d'un solvant, de préférence d'un glycol et/ou d'un polyalcool, de préférence l'éthylèneglycol, ou d'un 35 parts of an epoxy resin are intimately mixed with an epoxy equivalent of 500 with portions of an aliphatic, aromatic or cycloaliphatic diamine hardener. 95 parts of this mixture, according to the desired viscosity, are mixed homogeneously with 30 parts of a solvent, preferably a glycol and / or a polyhydric alcohol, preferably ethylene glycol, or
mélange de ce glycol avec le butylèneglycol, 15 par- mixture of this glycol with butylene glycol, 15 parts
ties de thionalide finement divisé, préalablement converti en une pate et dissous dans une quantité pesée des composants précédents à 70 à 80 C. Le thionalide est l'alpha-mercapto-N-2-naphtylacétamide dont le poids moléculaire est 217,29 et le point de finely divided thionalide, previously converted to a paste and dissolved in a weighed amount of the foregoing components at 70 to 80 C. The thionalide is alpha-mercapto-N-2-naphthylacetamide whose molecular weight is 217.29 and the point of
fusion 109-111tC.melting 109-111tC.
- NH-C-CH-SH- NH-C-CH-SH
I La résine époxy non modifiée constituée des composants précédents possède un indice de réfraction The unmodified epoxy resin of the foregoing components has a refractive index
n20 d'environ 1,57.n20 of about 1.57.
A la place du thionalide, on peut utiliser comme agent modifiant d'autres composés organiques Instead of thionalide, other organic compounds can be used as the modifying agent
solides, compatibles avec le polymère à haute concen- solid, compatible with the high-concentration polymer
tration. Ceux-ci peuvent avoir des composés avec les transitions photochimiques n -->'"* et --y- q* en particulier celles de formule générale tration. These can have compounds with the photochemical transitions n -> - * - and - y - q *, in particular those of general formula
(H) (H)(H) (H)
(C) (C) _(H)(C) (C) - (H)
(H)-N, N--=(C),(C)---N -(C), (C)===S ou (C) (c)---C -4- o les symboles mis entre parenthèses peuvent être un ou plusieurs éléments constituants, présents dans une chaine ou au moins un noyau, désignés par le symbole considéré. Le mélange peut être traité par des procédés connus. La solidification et la formation du corps synthétique à partir des composants s'effectuent à la (H) -N, N - = (C), (C) --- N - (C), (C) === S or (C) (c) --- C -4- o the symbols enclosed in parentheses may be one or more constituent elements, present in a chain or at least one nucleus, designated by the symbol considered. The mixture can be processed by known methods. The solidification and the formation of the synthetic body from the components take place at the
température ambiante ou plus rapidement à une tempéra- at room temperature or faster at a
ture augmentée, le solvant pouvant également être un composant. On peut également couler des pellicules sur ture, the solvent may also be a component. You can also cast films on
un support temporaire et plus tard les en séparer. a temporary support and later separate them.
L'agent modifiant est dissous dans le corps The modifying agent is dissolved in the body
synthétique sous forme solide, le corps restant entiè- in solid form, the body remaining intact
rement transparent. Naturellement, sa concentration ne doit pas atteindre le point de saturation dans le polymère. Les pièces fabriquées à partir de la résine transparent. Naturally, its concentration must not reach the saturation point in the polymer. Parts made from resin
époxy modifiée possèdent, lorsqu'on utilise des di- modified epoxy have, when using di-
amines aromatiques comme durcissant, un indice de réfraction n20 de 1,61 à 1,64; lorsqu'on utilise un nD 2,6 durcissant aliphatique, un indice de réfraction n20 de 1,59 à 1,61. Ces pièces peuvent être utilisées pour des pièces décoratives très réfringentes avec surface réfléchissante fractionnée pour réflecteurs, etc. L'efficacité optique de l'agent modifiant dépend d'une part de sa concentration dans le corps en produit synthétique et d'autre part de son propre indice de réfraction. Celui-ci dépend à son tour de la composition chimique de l'agent modifiant. Il faut choisir le pourcentage de celui-ci de manière que la aromatic amines as curing, an index of refraction n20 of 1.61 to 1.64; when using an aliphatic hardening nD 2,6, a refractive index n20 of 1.59 to 1.61. These parts can be used for highly refractive decorative parts with reflective reflective surface for reflectors, etc. The optical efficiency of the modifying agent depends on the one hand on its concentration in the body of synthetic material and on the other hand on its own refractive index. This in turn depends on the chemical composition of the modifying agent. You have to choose the percentage of it so that the
réfraction molaire de l'agent modifiant avec la ré- molar refraction of the modifying agent with the
fraction molaire du polymère donne de façon additive l'indice de réfraction désiré du corps en produit synthétique.' -5 Lorsqu'on ajoute au mélange de 95 parties des composants en résine époxy + 20 à 40 parties de méthylèneglycol + 15 parties de thionalide finement divisé, encore 30 parties de dioxyde de titane, en particulier de la modification rutile, et des pig- The molar fraction of the polymer additively gives the desired refractive index of the body to synthetic product. When adding to the mixture of 95 parts of epoxy resin components + 20 to 40 parts of methylene glycol + 15 parts of finely divided thionalide, another 30 parts of titanium dioxide, in particular rutile modification, and pigments are added.
ments colorés ou des colorants transparents et 2 par- colored or transparent dyes and 2
ties d'acide silicique en dispersion submicroscopique et qu'on homogénéise l'ensemble dans un moulin à trois cylindres, on peut préparer des couleurs d'imprimerie pour l'impression en taille-douce ou en sérigraphie avec un excellent pouvoir couvrant et en même temps une excellente brillance, ces colorants possédant une silicic acid in submicroscopic dispersion and homogenized in a mill with three cylinders, can be prepared printing colors for intaglio or screen printing with excellent hiding power and at the same time excellent gloss, these dyes possessing
vie en pot d'environ 10 heures. Ces couleurs d'impri- pot life of about 10 hours. These printer colors
merie conviennent particulièrement pour l'impression de documents à cause de leur adhésivité et de leur are particularly suitable for printing documents because of their adhesiveness and
résistance à l'abrasion.abrasion resistance.
EXEMPLE 2EXAMPLE 2
On procède comme dans l'exemple 1, mais les composants formateurs de polymères, l'agent modifiant The procedure is as in Example 1, but the polymer-forming components, the modifying agent
et les pourcentages employés sont différents. and the percentages used are different.
Les composants du produit synthétique sont constitués de 50 parties d'une résine acrylique à fonction hydroxy et de 10 parties d'un polyisocyanate The synthetic product components consist of 50 parts of a hydroxy-functional acrylic resin and 10 parts of a polyisocyanate
basse viscosité, le mélange étant ajusté à l'équiva- low viscosity, the mixture being adjusted to the equiva-
lence des groupes OH de la résine acrylique et des groupes isocyanates du polyisocyanate. On y ajoute -parties d'éthylèneglycol et, selon la viscosité désirée, de polyalcools et de 10 à 15 parties d'un OH groups of the acrylic resin and isocyanate groups of the polyisocyanate. Parts of ethylene glycol and, depending on the desired viscosity, polyalcohols and 10 to 15 parts
mélange 4:2 de pyrène et de thionalide. 4: 2 mixture of pyrene and thionalide.
Formule brute: C16H10 Pyrène: Poids moléculaire: 202,26 Point de fusion: 145 à 1480C -6- Crude formula: C16H10 Pyrene: Molecular weight: 202.26 Melting point: 145 to 1480C -6-
Le mélange a une vie en pot d'également envi- The mixture has a pot life of about
ron 10 heures et est si fluide qu'on peut l'utiliser 10 o'clock and is so fluid that it can be used
pour vernisser. Tandis que la laque non modifiée so- to varnish. While the unmodified lacquer
lide possède un indice de réfraction n2 de 1,538, la couche de laque modifiée présente un indice de réfrac- lide has a refractive index n2 of 1.538, the modified lacquer layer has a refractive index of
tion 20 de 1,56 à 1,59 et a donc un éclat significa- from 1.56 to 1.59 and therefore has a significant
tivement plus grand. Elle est quelque peu thermo- tively larger. It is somewhat thermo
plastiquement déformable, si bien qu'on peut aussi l'utiliser comme les couches des exemples suivants pour des couches imprimables entièrement transparentes ou pour des couleurs d'imprimerie pouvant servir à l'impression, lorsqu'on y ajoute des colorants ou des pigments. Elle convient également pour les enductions très brillantes et résistant à l'abrasion sur le papier ou pour les couches protectrices sur les feuilles ou pièces de produit synthétique imprimées et pour les Plastically deformable, so that it can also be used as the layers of the following examples for fully transparent printable layers or for printing colors that can be used for printing, when adding dyes or pigments. It is also suitable for high-gloss, abrasion-resistant coatings on paper or protective layers on printed sheets or synthetic parts and for
enductions métalliques.metal coatings.
Les conditions citées dans l'exemple 1 pour l'agent modifiant et sa concentration valent également The conditions mentioned in Example 1 for the modifying agent and its concentration are also applicable.
pour cet exemple et tous ceux qui suivent. for this example and all who follow.
EXEMPLE 3EXAMPLE 3
Dans 10 parties d'une solution à 8 % d'une poudre de chlorure de polyvinyle pur avec un K d'au moins 70 dans le tétrahydrufuranne, seule ou mélangée avec de la méthyléthylcétone 1:1, on dissout 0, 0,5 In 10 parts of an 8% solution of a pure polyvinyl chloride powder with a K of at least 70 in tetrahydrofuran, alone or mixed with methyl ethyl ketone 1: 1, dissolved 0, 0.5
ou 1,0 partie de thionalide finement divisé. or 1.0 part finely divided thionalide.
La concentration de l'agent modifiant est The concentration of the modifying agent is
également dans ce cas en-dessous du point de satura- also in this case below the saturation point
tion dans le polymère solidifié. La laque constituée in the solidified polymer. Lacquer
à partir de cette solution est coulée en une pellicu- from this solution is cast into a film
le, qui après dissipation du solvant présente l'indice de réfraction 2 suivant: sans agent modifiant: 1,540; avec 0,5 partie d'agent modifiant: 1,605; the, which after dissipation of the solvent has the following refractive index 2: without modifying agent: 1.540; with 0.5 part of modifying agent: 1.605;
avec 1,0 partie d'agent modifiant: 1,630. with 1.0 part modifying agent: 1.630.
-7--7-
La pellicule est, sans autre additif, transpa- The film is, without other additives, transparent
rente et imprimable et convient donc bien pour l'appli- rent and printable and is therefore well suited for
cation décrite dans le brevet suisse no 594 936 comme couche intermédiaire pour un support d'information utilisable de façon automatique en deux dimensions, lisible par une machine, avec des marquages optiques sous forme d'hologrammes ou de réseaux de diffraction, support d'information qui d'un côté est appliqué sur un support fait de carton ou d'une feuille de produit synthétique et qui sur l'autre côté est muni d'une couche protectrice transparente présentant un indice de réfraction différent. On peut ainsi imprimer le support et/ou colorer avec un colorant transparent la couche optique intermédiaire présentant l'information imprimée. On peut ainsi marquer ou camoufler selon les cation described in Swiss Pat. No. 594,936 as an intermediate layer for an information carrier that can be used automatically in two dimensions, readable by a machine, with optical markings in the form of holograms or diffraction gratings, information carrier which on one side is applied to a support made of cardboard or a sheet of synthetic product and which on the other side is provided with a transparent protective layer having a different refractive index. It is thus possible to print the support and / or to color with a transparent dye the intermediate optical layer presenting the printed information. We can thus mark or hide according to the
désirs l'emplacement imprimé pour une lecture automa- desires the printed location for automatic reading
tique de l'information.information.
Pour l'application mentionnée ci-dessus, il est important d'utiliser un polymère dur et élastique à la température ambiante qui possède un point de ramollissement entre 60 et 1200C et un point de fusion d'au moins 1500C, qui est en outre approprié à la For the application mentioned above, it is important to use a hard and elastic polymer at room temperature which has a softening point between 60 and 1200C and a melting point of at least 1500C, which is further suitable to the
fabrication de corps en produit synthétique et impri- manufacture of synthetic and printed products
mables. Ces polymères entièrement thermoplastiques se trouvent dans un intervalle d'indice de réfraction de 1,49 à 1,57 lorsqu'ils ne sont pas modifiés. Une autre mable. These fully thermoplastic polymers are in a refractive index range of 1.49 to 1.57 when they are not modified. Another
condition est qu'ils soient essentiellement transpa- condition is that they are essentially transparent
rents et incolores. Outre le chlorure de polyvinyle, remplissent également ces conditions le polymère thermoplastique mentionné dans un autre exemple ainsi qu'un polymère constitué de deux composants et cité colorless and colorless. In addition to polyvinyl chloride, these conditions also meet the thermoplastic polymer mentioned in another example, as well as a polymer consisting of two components and cited above.
dans l'exemple précédent.in the previous example.
En augmentant la différence de réfraction entre la couche de recouvrement et la couche support -8- au moyen de l'agent modifiant dans la couche support on facilite et on améliore nettement la lisibilité des marquages optiques imprimés à structure en relief modifiant la lumière. Ceci permet d'autre part un affinement des marquages optiques et l'application de techniques d'impression connues et nouvelles. Les By increasing the difference in refraction between the cover layer and the support layer by means of the modifying agent in the support layer, the readability of the light-modified, relief-structured, printed optical markings is facilitated and clearly improved. This allows on the other hand a refinement of optical markings and the application of known and new printing techniques. The
marquages de ce genre avec une laque protectrice pré- markings of this kind with a protective lacquer pre-
sentant un indice de réfraction n20 de moins de 1,5 ne sont donc plus visibles à l'oeil et augmentent la feeling an index of refraction n20 of less than 1.5 are no longer visible to the eye and increase the
sécurité contre la falsification et la destruction. security against falsification and destruction.
Ils permettent une lecture automatique améliorée des structures en relief, agissant par réflection ou réfraction optique, grâce à quoi par exemple on peut They allow an improved automatic reading of the structures in relief, acting by reflection or optical refraction, thanks to which for example one can
économiser la métallisation par une couche de réfle- save metallization with a layer of
xion métallique mince.thin metal xion.
EXEMPLE 4EXAMPLE 4
On prépare des couches utilisables dans le même but que dans l'exemple précédent à partir d'un mélange de 10 parties d'une solution à 8 % dans le Layers usable for the same purpose as in the previous example are prepared from a mixture of 10 parts of an 8% solution in the
tétrahydrofuranne d'une poudre de chlorure de poly- tetrahydrofuran of a polyvinyl chloride
vinyle pure avec un indice de réfraction n20 de 1,53 et 2 parties d'une solution à 33 % d'acridine dans le tétrahydrofuranne. pure vinyl with a refractive index n20 of 1.53 and 2 parts of a 33% solution of acridine in tetrahydrofuran.
Acridine: formule brute C13H9Nt Poids molécu- Acridine: Crude formula C13H9Nt Molecular weight
laire 179,22, Point de fusion 107 à 1091C CH O N 179.22, m.p. 107 to 1091 ° C.
La pellicule sèche possède un indice de ré- Dry film has a refractive index
fraction nD de 1,611, est imprimable et peut être appliquée sur du carton imprimé ou non imprimé et fraction nD of 1,611, is printable and can be applied to printed or unprinted
être recouverte par des couches DrotectriceSen pro- to be covered by layers DrotecteurSen pro-
duits synthétiques transparents.transparent synthetic fats.
-9--9
EXEMPLE 5EXAMPLE 5
On prépare une pellicule constituée de 10 parties d'une solution à 8 % du chlorure de polyvinyle de l'exemple précédent dans la cyclohexanone et de 2 parties d'une solution à 30 % de pyrène dans le même solvant et on la traite de la même manière dans le même obJectif que dans l'exemple précédent. L'indice de réfraction n20 s'élève à 1,638, A film consisting of 10 parts of an 8% solution of the polyvinylchloride of the preceding example in cyclohexanone and 2 parts of a 30% solution of pyrene in the same solvent is prepared and processed. same way in the same goal as in the previous example. The refractive index n20 is 1.638,
EXEMPLE 6EXAMPLE 6
Pour préparer une pellicule, on mélange dans cet exemple 10 parties d'une solution à 18 % d'un polyméthylméthacrylate avec un indice de réfraction To prepare a film, 10 parts of an 18% solution of a polymethyl methacrylate with a refractive index are mixed in this example.
n20 de 1,4925 dans le diméthylformamide avec 1,8 par- n 2 of 1.4925 in dimethylformamide with 1.8 parts
tie d'une solution à 50 % de N-phénylthiourée dans le of a 50% solution of N-phenylthiourea in the
même solvant.same solvent.
H N-phénylthiourée: - - C - NH2 Poids moléculaire: 152,15 Point de fusion: 145 à 150 C La pellicule séchée du produit synthétique modifié possède un indice de réfraction n20 de nD 1,549. Elle peut trouver la même utilisation que N-phenylthiourea: - - C - NH2 Molecular weight: 152.15 Melting point: 145 to 150 ° C. The dried film of the modified synthetic product has a refractive index n20 of nD 1.549. She can find the same use as
celle selon l'exemple 3.that according to example 3.
-10--10-
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