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Perfectionnements aux Réflecteurs et Miroirs protégés par du métal
La présente invention concerne les réflecteurs recouverts au dos'de métal, par exemple les réflecteurs en verre, et notamment ceux qui sont utilisés en combinaison avec des ampoules électriques pour l'éolai- rage, 'par exemple dans des salles;, des vitrines, etc..,. ou avec des arcs électriques., comme dand des projecteurs$ phares, etc... ou tout simplement pour des miroirs ordi naires.
On a longtemps utilisé des miroirs et réflecteurs comportant une pellicule d'argent sur le dos de la glace
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pour servir de surface réfléchissante. De l'argent pur a été utilisé à cet effet parce qu'il a une puissance de réflexion extrêmement élevée dans la portée de la lumière visible et parce que les procédés de dépôt d'argent sur le verre sont bien connus et grandement développés.
Pour protéger la pellicule d'argent, on avait l'habitude de déposer sur la pellicule d'argent un revêtement de cuivre. Ceci étant fait grandement et facilement par les procédés de dépôt, d'une manière bien connue, soit chimi- quement soit électro-chimiquement. On assure ainsi une protection contre l'attaque des gaz et pour l'évacuation de la chaleur du miroir ou réflecteur.
Les pellicules d'argent protégées par du cuivre ont montré à l'usage certains défauts. Lorsque les réflec- teurs d'argent recouverts de cuivre ne sont pas utilisés, par exemple lorsqu'ils sont emmagasinés, leur durée d'existence sans défauts est beaucoup plus grande que lors- que les réflecteurs sont utilisés pour l'éclairage. A l'usage, ils sont soumis à la chaleur de la lampe ou de l'arc et cette chaleur fait bien plus tôt apparaître les défauts. Ces défauts peuvent ne pas toujours être de la même nature. Parfois, la pellicule d'argent est recou- verte de bulles. Elle peut devenir terne et perdre son brillant par la formation d'une teinte rouge sur des surfaces de grandeur notable.
Parfois, il n'y a ni for- mation de bulles, ni rougissement, mais la surface perd son aspect d'argent caractéristique, reste polie, et prend une teinte de couleur plus caractéristique du ou ivre que de l'argent.
La présente invention est basée sur la découverte
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de la cause de ces défauts et elle vise à perfectionner les procédés de protection de l'argent pour éviter ces défauts. Les recherches ont permis de constater que le cuivre du revêtement protecteur et l'argent de la pellicule se pénètrent dans une certaine mesure suffi- sante pour détruire la surface de la pellicule d'argent pur à sa jonction avec la glace. On n'a pas établi si le cuivre entre dans le revêtement d'argent sans que l'argent entre dans la pellicule de cuivre, ou si l'un de ces métaux ou les deux quittent leur position ori- ginelle.
On a remarqué que l'argent et le cuivre sont des
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métHl1x ..t:R('r;itN9 tL te7 1l01,lh!'{)\Ix 1"1,4 fout tout deux partie du groupe 1 du système périodique de clas- sification des éléments. En d'autres termes, ils sont si près aussi bien en ce qui concerne leurs caractéris- tiques et leurs propriétés qu'ils pénètrent facilement l'un dans l'autre. Cette tendance existe et, lorsque les conditions sont favorables, par exemple au cours du temps;, diminué par la chaleur, ils se mélangent. Il résulte de ce mélange que la couleur du cuivre,est donnée à l'argent et cela diminue l'efficacité.
Le principal but de l'invention est de protéger un métal réfléchissant dans un miroir., réflecteur ou objet analogue avec un revêtement assemblé métalliquement de métal non-analogue.
L'un des buts de la présente invention est de ne pas utiliser du cuivre comme métal protecteur pour l'argent dans les réflecteurs ou miroirs et d'utiliser un métal qui est plus dissemblable à l'argent que l'est
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le cuivre.
Un autre but de l'invention est d'utiliser comme métal protecteur pour l'argent un métal qui peut être caractérisé comme étant un métal 'blanc incapable de donner de la couleur à un alliage ou mélange avec de l'argent. L'invention vise en particulier à utiliser un métal protecteur pour les pellicules d'argent des miroirs et réflecteurs qui soit classé dans un groupe différent à celui de l'argent,. suivant le système pério- dique. Elle tend aussi à utiliser un métal ou alliage plus dissemblable à l'argent que l'est le cuivre et qui peut être facilement déposé sur l'argent par des procé- dés de dépôt ordinaires, par exemple par voie galvanique.
Une autre caractéristique consiste à utiliser des métaux ou alliages comprenant des métaux qui sont classés comme métaux ferro-magnétiques et qui forment un sous-groupe distinctif dans le groupe VIII du système périodique, comprenant le fer, le nickel et le cobalt.
Le dessin annexé représente en coupe transversale, à échelle plus grande que les dimensions naturelles, une partie d'un miroir ou réflecteur constituant un exemple de réalisation de l'invention.
Ce miroir ou réflecteur comportant des parties planes et des partios courbes a été représenté comme mode de réalisation explicatif de l'inventio, mais bien entendu, sans se départir des principes de cette invention, celle-ci peut être appliquée à d'autres formes de surfaces de miroirs ou réflecteurs et,dans la pratique, elle sera appliquée grandement aux surfaces irrégulières et courbes lorsqu'elle sera utilisée dans
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des réflecteurs servant à l'éclairage.
La partie désignée par 10 est une pièce de verre, glace, quartz ou autre matière convenable transmettant la lumière, qui peut être argentée pour produire un ar- ticle analogue à un miroir. La couche 11 est une pelli- cule de métal réfléchissant, tel que l'argent déposé sur cette pièce de verre pour former une surface réflec- trice sur la pièce 10 pour la lumière tombant sur le côté non recouvert de cette pièce 10. La partie 12 est une couche de métal protecteur non-analogue au
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m6trtl 11 et do 11 nabu'(J 1)11zlj Iw,rtio,Ülèl'elwl1l. décrire ci-après. La partie 13 peut être une couche d'une autre matière, métallique ou autre, telle que peinture, émail, vernis ou autre.
Dans le choix d'un métal à appliquer sur l'argent réfléchissante on donnla préférence aux métaux qui ont moins tendance que le cuivre à se mélanger-avec .l'argent, mais non pas nécessairement aux métaux qui sont totalement non-pénétrants. Quant à savoir si un métal est ou non pénétrant dans l'esprit de la présente invention, cela dépend du métal spécifique, de la façon dont il est appliqué et des conditions auxquelles le miroir ou réflecteur est soumis. On peut choisir un métal qui puisse, dans certaines circonstances;, péné- trer l'argent, mais, lorsque ce métal est du métal. dit blanc, qui est exempt d'une couleur distinotive analogue au cuivre, la pénétration par ce métal n'altère pas de façon notable la couleur visuelle de la pellicule.
Il est également préférable d'utiliser, comme métal protecteur, un métal qui ne soit pas facilement pénétré
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par l'argent, pour la raison que si la pellicule pro- tectrice peut être facilement pénétrée par l'argent, sans que l'argent soit facilement pénétré par le métal protecteur, il se produit une tendance à la destruction de la pellicule d'argent par sa migration de contre le verre dans le revêtement protecteur.
Dans le cas où les deux métaux s'allient facilement, chacun d'eux peut pénétrer dans l'autre. Ceci peut avoir pour résultat une décoloration ou la formation d'une com- position qui peut donner un mélange à cristallisation ca- ractéristique pour détruire la surface réfléchissante.
Diverses expériences ont permis de constater que les métaux préférés sont ceux qui sont éloignés de l'argent dans les systèmes périodiques de classification et qui forment dans ces systèmes un sous-groupe distinctif connu sous le nom de métaux ferro-magnétiques, comprenant le fer, le nickel, le cobalt, des alliages contenant ces métaux et des alliages constitués seulement par ces métaux. Ce sont des métaux distinctement blancs.
D'autres métaux qui peuvent être utilisés sont le platine, l'aluminium et le chrome, également considérés comme métaux blancs, dans le but de la présente invention ; tous ces métaux sont classés en dehors du groupe 1 dans le système périodique et dans des groupes séparés du groupe 1 par au moins un autre groupe, l'aluminium étant le groupe
III, le chrome étant dans le groupe VI et le platine étant le groupe VIII, qui contient aussi le groupe ferro-magnétique, fer, nickel et cobalt.
Pour illustrer l'invention, on donne ci-après un certain nombre d'exemples, de sorte que l'invention peut
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8t.re mise en oeuvre par les personnesau courant des métaux à déposer. Cornue base pour le dépôt du revêtement, on peut utiliser tout réflecteur argenté qui présente à la surface non-réfléchissante une surface d'argent à laquelle le revêtement protecteur peut être assemblé métalliquement. Ces pellicules d'argent peuvent être dé- posées de toute façon bien connue, dont celle qui est préférée est l'application par des solutions d'argent contenant des agents réducteurs chimiques qui effectuent la décomposition du composé d'argent en solution pour dé- poser la pellicule d'argent réfléchissante sur le verre ou autre produit,
Exemple 1 - FER,,- Pour déposer du fer sur une pellicule d'argent de ce genre, on peut utiliser la solution suivante : chlorure ferreux (séché) (FeCl2) 190 grammes
Chlorure de calcium (séché) (CaCl2)250 grammes de l'eau pour faire une solution de 750 centimètres cubes
La solution est utilisée comme bain électrolytique avec une anode de fer, en utilisant la pellicule d'argent comme cathode, à une température de 90 C et un courant d'environ 0,5 ampère au décimètre carré. Le revêtement protecteur de cet exemple et d'autres exemples peut être aussi épais qu'on le désire pour cet usage.
Il peut être en outre revêtu d'autres métaux ou matières protec- teurs pour des buts spéciaux, tels que le plomb communé- ment utilisé pour recouvrir le cuivre utilisé jusqu'à présent sur les réflecteurs à dos recouverts d'argent pour les projecteurs et phares contenant des arcs élec- triques chauds.
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Exemple II - COBALT.- Pour déposer du cobalt sur une. pellicule d'argent, on peut utiliser la solution suivante : sulfate de cobalt (CoSO4 7H2O) 378 grammes chlorure de sodium (NaCl) 13 grammes acide borique (H3BO3) 30 grammes acide chlorhydrique concentré (solution à environ 37% (HCl) environ 2 gouttes de l'eau pour faire une solution de 750 centimètres cubes
La solution est utilisée comme bain électrolytique avec une anode de cobalt, en utilisant la pellicule d'argent comme cathode, à une tempé rature de 90 Cà 100 C, et une force de courant d'approximativement 0,5 ampère au décimètre carré.
Exemple III -NICKEL.- Pour déposer du nickel sur une pellicule d'argent, on peut utiliser la solution suivante : sulfate de nickel (NISO4.7H2O) 90 grammes chlorure de nickel (NiCl2.6H2O) 30 grammes acide borique (H3BO3) 15 grammes de l'eau pour faire un litre
La solution est utilisée comme bain électrolytique avec une anode de nickel, en utilisant la pellicule d'ar- gent comme cathode, à la température ambiante et avec une densité de courant d'approximativement 0,3 à 0,6 ampères au décimètre carré.
Exemple IV.- Alliage fer-nickel (faible en nickel),- Pour déposer un alliage, la solution suivante peut être utilisée : sulfate ferreux (FeSO4. 6H2O) 262 grammes sulfate de nickel (NiSO4 7H20) 278 grammes acide borique (H3BO3) de l'eau pour faire une solution d'un litre.
Dans la solution ci-dessus, le sel de fer et le sel de nickel existent chacun dans la propostion d'un gramme de poids moléculaire par litre. La solution est utilisée comme bain électrolytique aveo des anodes de fer et nickel
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de surfaces ou section proportionnées, ou bien une anode d'alliage,fer et nickel, en utilisant une pellicule d'argent comme cathodeà la température ambiante ordinaire, et avec
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une densité de eouraut d'approxijmtivement 0,5 ampères au décimètre carré. Elle dépose un alliage de fer et nickel contenant environ 12,5 % de nickel.
Exemple V- Alliage fer-nickel (aute teneur de nickel), Pour déposer un alliage à haute teneur en nickel, on peut utiliser la solution suivante sulfate ferreux (FeSO4. 6H2O) 26,2 granmes sulfate de nickel (NiSO4. 7H2O) 250 grammes de l'eau pour faire une solution d'un litre.
De l'acétate de sodium en quantité suffisante pour donner uneconcentration en ions d'hydrogène équiva- lente au pH de 5,2 à la temp3 rature ambiante.
La solution ci-dessus contient par litre 0,2 grammes d'équivalents du sel de fer et 1,8 gramme d'équivalents du sel de nickel. Elle est utilisée comme bain électrolytique avec des anodes de fer et nickel de surfaces ou sections proportionnées, ou bien une anode d'alliage de fer et nickel, en utilisant., comme cathode., une pellicule d'argent, à la température ambiante, et avec une densité de courant d'appro- ximativement 0,3 à 0,5 ampères au décimètre carré. Elle dépose un alliage de fer et nickel contenant environ 65 % de nickel.
Il est évident, par ce qui précède, que l'invention peut être mise en oeuvre en utilisant les procédés électrolytiques ordinaires pour produire des pellicules déposées par voie galvanique de métaux purs eu alliés. Il n'y a aucune diffi- culté pour les gens du métier à utiliser ces procédés et d'autres, ou bien à modifier et adapter les façons de procéder signalées ci-dessus aux pratiques du métier.
Des réflecteurs comportant les métaux ci-dessus durent plus,longtemps que des miroirs ou réflecteurs protégés par du
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-cuivre sous des conditions dans lesquelles la chaleur ou la durée d'utilisation font que le cuivre obscurcit, rougit ou déco'lore la pellicule d'argent. Des essais comparatifs ont été faits avec des pellicules protégées par du cuivre et des pellicules conformes à la présente invention, en chauffant les miroirs et réflecteurs à 260 C, une température à laquelle ils peuvent facilement être exposée à l'usage normal, et on a constaté que le cuivre décolore et ou abime la surface réfléchissante normale qui..est caractéristique d'argent pur, tandis que les pellicules conformes à la présente invention restent inaltérées.
Aucune durée définie n'est spécifiée pour un essai de ce genre, mais elle est fixée pour une com- paraison courante et dépend de l'épaisseur de la pelli- cule d'argent.
L'invention n'est pas limitée aux exemples indiqués ci-dessus et elle est susceptible de nombreuses variantes dans l'étendue de ses principes.
REVENDICATIONS.
1.- Un réflecteur ou miroir, composé d'un corps en matière transmettant la lumière d'une pellicule mé- tallique réfléchissante adhérant à une surface de ce corps, d'un revêtement métallique protecteur métal li- quement assemblé à la. polliculo métallique réfléchissan- te, dans lequel le métal de la pellicule réfléchissante et le métal du revêtement protecteur sont sensiblement de la même couleur.
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Improvements to Reflectors and Mirrors protected by metal
The present invention relates to reflectors covered with the metal back, for example glass reflectors, and in particular those which are used in combination with light bulbs for lighting, for example in rooms; etc ..,. or with electric arcs., as in spotlights $ headlights, etc ... or quite simply for ordinary mirrors.
Mirrors and reflectors with a silver film on the back of the mirror have long been used
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to serve as a reflective surface. Pure silver has been used for this purpose because it has an extremely high reflecting power in the range of visible light and because the methods of depositing silver on glass are well known and widely developed.
To protect the silver film, it was customary to deposit a copper coating on the silver film. This is done largely and easily by deposition methods, in a well known manner, either chemically or electrochemically. This provides protection against attack by gases and for the removal of heat from the mirror or reflector.
The silver films protected by copper have shown certain defects in use. When the copper-coated silver reflectors are not used, for example when they are in storage, their life without defects is much longer than when the reflectors are used for lighting. In use, they are subjected to the heat of the lamp or the arc and this heat causes defects to appear much earlier. These defects may not always be of the same nature. Sometimes the silver film is covered with bubbles. It can become dull and lose its gloss by the formation of a red tint on surfaces of notable size.
Sometimes there is no bubble formation or reddening, but the surface loses its characteristic silver appearance, remains polished, and takes on a color tint more characteristic of drunk than silver.
The present invention is based on the discovery
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of the cause of these defects and it aims to improve silver protection processes to avoid these defects. Research has shown that the copper in the protective coating and the silver in the film penetrate to a certain extent sufficient to destroy the surface of the pure silver film at its junction with the ice. It has not been established whether the copper enters the silver coating without the silver entering the copper film, or whether one or both of these metals leave their original position.
It has been noticed that silver and copper are
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metHl1x ..t: R ('r; itN9 tL te7 1l01, lh!' {) \ Ix 1 "1,4 are both part of group 1 of the periodic system of classification of elements. In other words, they are so close as to their characteristics and properties that they easily penetrate into each other. This tendency exists and, when conditions are favorable, for example over time ;, diminished. by heat, they mix and it results from this mixing that the color of copper is given to the silver and this decreases the efficiency.
The main object of the invention is to protect a reflective metal in a mirror, reflector or the like with a metallically bonded coating of non-analog metal.
One of the aims of the present invention is not to use copper as a protective metal for silver in reflectors or mirrors and to use a metal which is more dissimilar to silver than is.
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the copper.
Another object of the invention is to use as a protective metal for silver a metal which can be characterized as being a white metal incapable of imparting color to an alloy or mixture with silver. The invention aims in particular to use a protective metal for the silver films of mirrors and reflectors which is classified in a group different from that of silver. according to the periodic system. It also tends to use a metal or alloy more dissimilar to silver than copper and which can be easily deposited on silver by ordinary deposition methods, for example galvanically.
Another feature is to use metals or alloys comprising metals which are classified as ferro-magnetic metals and which form a distinctive subgroup in group VIII of the periodic system, comprising iron, nickel and cobalt.
The accompanying drawing shows in cross section, on a scale larger than the natural dimensions, a part of a mirror or reflector constituting an exemplary embodiment of the invention.
This mirror or reflector comprising flat parts and curved parts has been shown as an explanatory embodiment of the inventio, but of course, without departing from the principles of this invention, it can be applied to other forms of surfaces of mirrors or reflectors and, in practice, it will be applied greatly to irregular and curved surfaces when used in
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reflectors used for lighting.
The portion designated 10 is a piece of glass, ice, quartz or other suitable light transmitting material which may be silvered to produce a mirror-like article. Layer 11 is a reflective metal film, such as silver deposited on this piece of glass to form a reflecting surface on piece 10 for light falling on the uncovered side of this piece 10. The piece 12 is a protective metal layer not analogous to
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m6trtl 11 and do 11 nabu '(J 1) 11zlj Iw, rtio, Ülèl'elwl1l. describe below. Part 13 may be a layer of another material, metallic or otherwise, such as paint, enamel, varnish or the like.
In choosing a metal to be applied to reflective silver, preference is given to metals which have less tendency than copper to mix with silver, but not necessarily those metals which are completely non-penetrating. Whether or not a metal is penetrating within the spirit of the present invention depends on the specific metal, how it is applied and the conditions to which the mirror or reflector is subjected. We can choose a metal which can, under certain circumstances, penetrate silver, but when this metal is metal. said white, which is free from a distinguishing color similar to copper, penetration by this metal does not significantly alter the visual color of the film.
It is also preferable to use, as a protective metal, a metal which is not easily penetrated.
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by silver, for the reason that if the protective film can be easily penetrated by the silver, without the silver being easily penetrated by the protective metal, there is a tendency to destroy the film of silver by its migration from against the glass in the protective coating.
In the event that the two metals combine easily, each of them can penetrate the other. This can result in discoloration or the formation of a composition which can give a characteristic crystallizing mixture to destroy the reflective surface.
Various experiments have shown that the preferred metals are those which are distant from silver in periodic systems of classification and which in these systems form a distinctive subgroup known as ferro-magnetic metals, including iron, nickel, cobalt, alloys containing these metals and alloys consisting only of these metals. They are distinctly white metals.
Other metals which can be used are platinum, aluminum and chromium, also considered as white metals, for the purpose of the present invention; all of these metals are classified outside group 1 in the periodic system and in groups separated from group 1 by at least one other group, aluminum being group
III, chromium being in group VI and platinum being group VIII, which also contains the ferro-magnetic group, iron, nickel and cobalt.
To illustrate the invention, a number of examples are given below, so that the invention can
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8t.re implemented by people familiar with the metals to be deposited. As the basis for the deposition of the coating, any silver reflector can be used which has on the non-reflecting surface a silver surface to which the protective coating can be metallically assembled. These silver films can be deposited in any well known manner, the preferred one of which is the application by silver solutions containing chemical reducing agents which effect the decomposition of the silver compound in solution for deposition. put the reflective silver film on the glass or other product,
Example 1 - FER ,, - To deposit iron on such a silver film, the following solution can be used: ferrous chloride (dried) (FeCl2) 190 grams
Calcium chloride (dried) (CaCl2) 250 grams of water to make a solution of 750 cubic centimeters
The solution is used as an electrolytic bath with an iron anode, using the silver film as the cathode, at a temperature of 90 C and a current of about 0.5 amps per square decimetre. The protective coating of this and other examples can be as thick as desired for this use.
It can be further coated with other metals or protective materials for special purposes, such as the lead commonly used to coat copper heretofore used on silver-backed back reflectors for headlamps and headlights containing hot electric arcs.
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Example II - COBALT.- To deposit cobalt on a. film of silver, the following solution can be used: cobalt sulfate (CoSO4 7H2O) 378 grams sodium chloride (NaCl) 13 grams boric acid (H3BO3) 30 grams concentrated hydrochloric acid (approximately 37% solution (HCl) approximately 2 drops of water to make a solution of 750 cubic centimeters
The solution is used as an electrolytic bath with a cobalt anode, using the silver film as the cathode, at a temperature of 90 C to 100 C, and a current force of approximately 0.5 amps per square decimetre.
Example III -NICKEL.- To deposit nickel on a silver film, the following solution can be used: nickel sulfate (NISO4.7H2O) 90 grams nickel chloride (NiCl2.6H2O) 30 grams boric acid (H3BO3) 15 grams of water to make a liter
The solution is used as an electrolytic bath with a nickel anode, using the silver film as the cathode, at room temperature and with a current density of approximately 0.3 to 0.6 amps per square decimetre.
Example IV.- Iron-nickel alloy (low in nickel), - To deposit an alloy, the following solution can be used: ferrous sulfate (FeSO4. 6H2O) 262 grams nickel sulfate (NiSO4 7H20) 278 grams boric acid (H3BO3) of water to make a one liter solution.
In the above solution, the iron salt and the nickel salt each exist in the proposal of one gram of molecular weight per liter. The solution is used as an electrolytic bath with iron and nickel anodes
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of proportionate surfaces or section, or an anode of alloy, iron and nickel, using a silver film as cathode at ordinary room temperature, and with
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a density of approximately 0.5 amperes per square decimetre. It deposits an iron and nickel alloy containing approximately 12.5% nickel.
Example V- Iron-nickel alloy (other nickel content) To deposit an alloy with a high nickel content, the following solution can be used ferrous sulphate (FeSO4. 6H2O) 26.2 granmes nickel sulphate (NiSO4. 7H2O) 250 grams of water to make a one liter solution.
Sufficient sodium acetate to give a hydrogen ion concentration equivalent to pH 5.2 at room temperature.
The above solution contains per liter 0.2 grams of iron salt equivalents and 1.8 grams of nickel salt equivalents. It is used as an electrolytic bath with iron and nickel anodes of proportionate surfaces or sections, or an anode of iron and nickel alloy, using., As cathode., A silver film, at room temperature, and with a current density of approximately 0.3 to 0.5 amps per square decimetre. It deposits an iron and nickel alloy containing about 65% nickel.
It is evident from the foregoing that the invention can be practiced using ordinary electrolytic processes to produce galvanically deposited films of pure or alloyed metals. There is no difficulty for those skilled in the art in using these and other methods, or in modifying and adapting the procedures noted above to practice in the art.
Reflectors containing the above metals last longer than mirrors or reflectors protected by
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-copper under conditions in which heat or length of use causes copper to darken, redden or decolorize the silver film. Comparative tests were made with copper-protected films and films according to the present invention, heating the mirrors and reflectors to 260 C, a temperature to which they can easily be exposed in normal use, and we have found that copper discolours and / or damages the normal reflective surface which is characteristic of pure silver, while the films according to the present invention remain unaltered.
No definite time is specified for such a test, but it is fixed for a routine comparison and depends on the thickness of the silver film.
The invention is not limited to the examples indicated above and it is susceptible of numerous variations within the scope of its principles.
CLAIMS.
1.- A reflector or mirror, composed of a body of material transmitting the light of a reflective metallic film adhering to a surface of this body, of a protective metallic coating of metal loosely assembled to the. reflective metallic polliculo, in which the metal of the reflective film and the metal of the protective coating are substantially the same color.
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