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Title:
OPTICAL SCATTERER COMPRISING A SCATTERING PORTION FORMED FROM A FOAM COMPRISING AT LEAST ONE FLUOROPOLYMER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/049450
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to an optical scatterer having a scattering portion able to be passed through by the light flux emitted by a point light source, when said optical scatterer is mounted on said point light source. According to the invention, characteristically, said scattering portion is formed from a solid foam comprising at least one fluoropolymer.

Inventors:
FINE THOMAS (FR)
ZERAFATI SAEID (US)
Application Number:
PCT/FR2014/052454
Publication Date:
April 09, 2015
Filing Date:
September 30, 2014
Export Citation:
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Assignee:
ARKEMA FRANCE (FR)
International Classes:
G02B5/02
Domestic Patent References:
WO2006100126A22006-09-28
Foreign References:
KR20130077669A2013-07-09
US20130108816A12013-05-02
Attorney, Agent or Firm:
ALBANI, Dalila (FR)
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Claims:
Revendications

1 . Diffuseur optique présentant une portion diffusante apte à être traversée par le flux lumineux émis par une source lumineuse ponctuelle, lorsque ledit diffuseur optique est monté sur ladite source lumineuse ponctuelle, caractérisé en ce que ladite portion diffusante est formée d'une mousse solide comprenant au moins un polymère fluoré, ledit polymère fluoré étant un copolymère de fluorure de vinylidène (VDF) avec un comonomère fluoré choisi parmi le chlorotrifluoroéthylène (CTFE), l'hexafluoropropylène (HFP), le trifluoroéthylène (VF3), le tétrafluoroéthylène (TFE) et leurs mélanges.

2. Diffuseur optique selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit copolymère ne comprend que du VDF et de l'HFP. 3. Diffuseur optique selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit copolymère VDF-HFP contient au moins 50% en masse de VDF, avantageusement au moins 75% en masse de VDF et de préférence au moins 80% en masse de VDF. 4. Diffuseur optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite mousse contient, en outre, un polymère acrylique, notamment du polyméthacrylate de méthyle.

5. Diffuseur optique selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite mousse contient une fraction massique de polymère acrylique comprise entre

0,1 et 90%, par rapport à la masse totale du mélange polymère acrylique- fluorure de vinylidène.

6. Diffuseur optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite portion diffusante présente une épaisseur sensiblement égale ou supérieure à Ι ΟΟμιτι et sensiblement inférieure ou égale à 2mm et en particulier une épaisseur sensiblement égale ou supérieure à 150μηη et sensiblement inférieure ou égale à 1 mm.

7. Diffuseur optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite portion diffusante présente un pouvoir occultant HP(5,1 )% mesuré selon la méthode de la sphère intégrante sensiblement égal ou supérieur à 80% et en particulier sensiblement égal à 90%.

8. Diffuseur optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite portion diffusante transmet, dans les longueurs d'ondes du spectre visible, au moins 50% et de préférence au moins 65% de la lumière émise par ladite source de lumière ponctuelle.

9. Dispositif émetteur de lumière comprenant une source lumineuse ponctuelle, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un diffuseur optique selon l'une quelconque des revendications précédentes.

10. Dispositif émetteur de lumière selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite source lumineuse ponctuelle est une diode électroluminescente.

Description:
Diffuseur optique comportant une portion diffusante formée d'une mousse comprenant au moins un polymère fluoré

La présente invention concerne un diffuseur optique, notamment un diffuseur optique utilisable pour une source lumineuse ponctuelle telle que, par exemple, une LED, ainsi qu'un dispositif émetteur de lumière comportant une source lumineuse ponctuelle associée au diffuseur optique précité.

Une source lumineuse ponctuelle crée une zone lumineuse présentant une forme déterminée identifiable à l'œil nu. La forme de la zone émettrice de lumière reste visible et il est donc indispensable, pour certaines utilisations, de masquer cette forme en créant un halo de lumière plus diffuse. Par exemple, lorsque des sources de lumière ponctuelles sont utilisées pour former une image, l'individualisation des sources de lumière engendre le phénomène dit de « pixellisation » qui amoindrit la qualité de l'image, celle-ci apparaissant comme un ensemble de points lumineux.

Les LEDs (pour «Light-Emitting Diodes») ou diodes électroluminescentes, qui sont des sources de lumière ponctuelles, sont de plus en plus préférées aux sources lumineuses incandescentes ou fluorescentes du fait de leur plus faible consommation énergétique. Les LEDs sont utilisées, par exemple, comme sources lumineuses sur les automobiles, pour les panneaux indicateurs, les enseignes lumineuses et l'éclairage public.

Néanmoins, les LEDs produisent un point lumineux très brillant, un peu cru, qui est souvent éblouissant. La lumière des LEDs n'est donc pas confortable pour l'utilisateur et il est nécessaire d'utiliser, dans de nombreuses applications, un diffuseur optique qui diminue la brillance des LEDs.

Par ailleurs, les LEDs, en particulier les LEDs produisant un flux lumineux important, créent un faisceau lumineux unidirectionnel dont le spectre d'émission est particulier. Tout diffuseur optique ne peut donc convenir pour des LEDs.

Les diffuseurs optiques (encore appelés lentilles) sont généralement en matière plastique. Ils sont conçus pour être utilisés avec une source lumineuse ponctuelle et présentent une portion diffusante. La portion diffusante est disposée à proximité de la source lumineuse ponctuelle lorsque le diffuseur optique est monté sur cette dernière. La portion diffusante est alors traversée par la lumière émise par la source lumineuse ponctuelle. Les diffuseurs optiques ont pour fonction de protéger la source lumineuse ponctuelle tout en assurant une transmission satisfaisante de la lumière émise par cette dernière. Ils permettent également d'obtenir une diffusion de la lumière émise par la source lumineuse ponctuelle, réduisant ainsi l'éblouissement généré et empêchant le phénomène de pixellisation précité.

Le document WO 2006/100126 décrit un diffuseur optique en matière thermoplastique qui contient des particules permettant de diffuser la lumière.

Un but de la présente invention est de proposer un diffuseur optique utilisable, notamment avec une source lumineuse ponctuelle, en particulier une LED, qui procure une bonne transmission de la lumière et qui présente un pouvoir occultant satisfaisant.

Un autre but de la présente invention est de proposer un diffuseur optique pour une source lumineuse ponctuelle qui soit facile à produire et présente un faible coût.

Un autre but de la présente invention est de proposer un diffuseur optique qui résiste bien au feu et à la chaleur, notamment à la chaleur dégagée par la source lumineuse ponctuelle.

Un autre but de la présente invention est de proposer un diffuseur optique transparent aux UV et qui est relativement inerte chimiquement. Par inerte chimiquement, on entend le fait qu'il résiste aux attaques acides et/ou basiques, permettant ainsi une exposition aux intempéries.

Pour atteindre au moins l'un des buts précités, la présente invention propose un diffuseur optique apte à être monté sur une source lumineuse ponctuelle et qui présente une portion diffusante qui est traversée par le flux lumineux émis par une source lumineuse ponctuelle, lorsque ledit diffuseur optique est monté sur cette dernière. De manière caractéristique, selon l'invention, ladite portion diffusante est formée d'une mousse solide comprenant au moins un polymère fluoré.

C'est en effet le mérite de la Demanderesse que d'avoir mis en évidence que l'utilisation d'une mousse telle que précitée, permet, du fait de la présence de bulles, d'obtenir une diffusion satisfaisante de la lumière sans perte notable du taux de transmission de cette dernière.

L'utilisation d'une mousse permet, de plus, de réduire la quantité de polymère utilisée, ce qui engendre un allégement du diffuseur optique et une réduction de son coût.

S'agissant du polymère fluoré, on désigne ainsi tout polymère obtenu à partir d'au moins un monomère choisi parmi les composés contenant un groupe vinyle capable de s'ouvrir pour se polymériser et qui contient, directement attaché à ce groupe vinyle, au moins un atome de fluor, un groupe fluoroalkyle ou un groupe fluoroalkoxy.

A titre d'exemples de monomère, on peut citer le fluorure de vinyle; le fluorure de vinylidène (VDF, CH 2 =CF 2 ); le trifluoroéthylène (VF 3 ); le chlorotrifluoroéthylène (CTFE); le 1 ,2-difluoroéthylène; le tétrafluoroéthylène (TFE); l'hexafluoropropylène (HFP); les perfluoro(alkyl vinyl) éthers tels que le perfluoro(méthyl vinyl)éther (PMVE), le perfluoro(éthyl vinyl) éther (PEVE) et le perfluoro(propyl vinyl) éther (PPVE); le perfluoro(1 ,3-dioxole); le perfluoro(2,2- diméthyl-1 ,3-dioxole) (PDD); le produit de formule CF 2 =CFOCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 X dans laquelle X est SO 2 F, CO 2 H, CH 2 OH, CH 2 OCN ou CH 2 OPO 3 H; le produit de formule CF 2 =CFOCF 2 CF 2 SO 2 F; le produit de formule F(CF 2 ) n CH 2 OCF=CF 2 dans laquelle n= 1 , 2, 3, 4 ou 5; le produit de formule R 1 CH 2 OCF=CF 2 dans laquelle R 1 est l'hydrogène où F(CF 2 ) Z et z=1 , 2, 3 ou 4; le produit de formule R 3 OCF=CH 2 dans laquelle R 3 est F(CF 2 ) Z - et z est 1 , 2, 3 ou 4; le perfluorobutyl éthylène (PFBE); le 3,3,3- trifluoropropène et le 2-trifluorométhyl-3,3,3 -trifluoro-1 -propène.

Le polymère fluoré peut être un homopolymère ou un copolymère, il peut aussi comprendre des unités monomériques non fluorées telles que l'éthylène ou le propylène.

A titre d'exemple, le polymère fluoré peut être choisi parmi :

- les homo- et copolymères du fluorure de vinylidène (VDF, CH 2 =CF 2 ) contenant au moins 50% en poids de VDF ; le comonomère du VDF peut être choisi parmi le chlorotrifluoroéthylène (CTFE), l'hexafluoropropylène (HFP), le trifluoroéthylène (VF 3 ) et le tétrafluoroéthylène (TFE) ; - les copolymères du TFE et de l'éthylène (ETFE) ;

- les homo- et copolymères du trifluoroéthylène (VF 3 ) ;

- les copolymères du type EFEP associant le VDF et le TFE (notamment les EFEP de Daikin) ;

- les copolymères, et notamment terpolymères, associant les restes des motifs chlorotrifluoroéthylène (CTFE), tétrafluoroéthylène (TFE), hexafluoropropylène (HFP) et/ou éthylène et éventuellement des motifs VDF et/ou VF 3 .

Avantageusement, le polymère fluoré est constituée d'un PVDF homopolymère ou d'un copolymère préparé par copolymérisation du fluorure de vinylidène (VDF, CH 2 =CF 2 ) avec un comonomère fluoré choisi parmi : le fluorure de vinyle; le trifluoroéthylène (VF3); le chlorotrifluoroéthylène (CTFE); bromotrifluoroéthylène ; le 1 ,2-difluoroéthylène; le tétrafluoroéthylène (TFE); l'hexafluoropropylène (HFP); les perfluoro(alkyl vinyl) éthers tels que le perfluoro(méthyl vinyl)éther (PMVE), le perfluoro(éthyl vinyl) éther (PEVE) et le perfluoro(propyl vinyl) éther (PPVE); le perfluoro(1 ,3-dioxole); le perfluoro(2,2- diméthyl-1 ,3-dioxole) (PDD), tétrafluoropropène, chlorotrifluoropropène ; 3,3,3- trifluoropropène ; pentafluoropropène ; 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène ; le produit de formule CF 2 =CF0CF2CF(CF3)OCF2CF 2 X dans laquelle X est SO 2 F, CO 2 H, CH 2 OH; CH 2 OCN ou CH 2 OPO 3 H, le produit de formule CF 2 =CFOCF 2 CF 2 SO 2 F; le produit de formule F(CF 2 ) n CH 2 OCF=CF 2 dans laquelle n est égal à 1 ,2,3,4 ou 5 ; le produit de formule RiCH 2 OCF=CF 2 dans laquelle Ri est l'hydrogène ou F(CF 2 ) Z et z vaut 1 , 2, 3, ou 4; le produit de formule R 3 OCF=CH 2 dans laquelle R 3 est F(CF 2 ) Z et z vaut 1 , 2, 3, ou 4 ; perfluorobutyléthylène (PFBE) ; fluoroéthylènepropylène (FEP) ; 2 trifluoromethyl-3,3,3-trifluoro-1 -propène ; 2,3,3,3-tétrafluoropropène ou HFO- 1234yf ; E-1 ,3,3,3-tetrafluoropropène ou HFO-1234zeE ; Z-1 ,3,3,3- tétrafluoropropène ou HFO-1234zeZ ; 1 ,1 ,2,3-tétrafluoropropene ou HFO- 1234yc ; 1 ,2,3,3-tétrafluoropropène ou HFO-1234ye ; 1 ,1 ,3,3- tétrafluoropropène ou HFO-1234zc ; chlorotétrafluoropropène ou HCFO-1224.

De préférence le comonomère fluoré précité est choisi parmi le chlorotrifluoroéthylène (CTFE), l'hexafluoropropylène (HFP), le trifluoroéthylène (VF3), le tétrafluoroéthylène (TFE) et leurs mélanges. Le comonomère est avantageusement l'HFP. De préférence, le copolymère ne comprend que du VDF et de l'HFP.

De préférence, les copolymères fluorés sont des copolymères de VDF comme le VDF-HFP contenant au moins 50% en masse de VDF, avantageusement au moins 75% en masse de VDF et de préférence au moins 80% en masse de VDF. On peut citer par exemple plus particulièrement les copolymères de VDF contenant plus de 75% de VDF et le complément de HFP commercialisés par la société ARKEMA sous le nom KYNAR FLEX ® .

La mousse de polymère fluoré peut avantageusement comprendre, en outre, un polymère acrylique dès lors que celui-ci est miscible avec ledit polymère fluoré. Une telle mousse présente une excellente résistance à la chaleur et aux flammes. De plus, les polymères acryliques étant moins chers que les polymères fluorés, on obtient ainsi, à moindre coût, un diffuseur optique présentant de bonnes propriétés optiques et une excellente résistance au feu. Le polyméthacrylate de méthyle, qui est peu onéreux, peut avantageusement être ajouté au polymère fluoré. Les poly(acide acrylique) (PAA), les polyacrylates, le polyacrylamide (PAM), les polyacrylates d'alkyles tels que le polyacrylate de méthyle (PMA), le polyacrylate d'éthyle (PEA) et le polyacrylate de butyle (PBA) peuvent être cités à titre d'exemples de polymères acryliques. De manière générale, un polymère acrylique désigne au sens de la présente invention, un polymère de formule générale (-CH 2 -CHCOOR-) n , dans laquelle R est un atome d'hydrogène ou un radical alkyl contenant de 1 à 20 atomes de carbone.

Avantageusement, la mousse contient une fraction massique d'un polymère acrylique comprise entre 0,1 et 90%, de manière préférentielle comprise entre 5 et 50%, et encore plus préférentiellement comprise entre 5 et 30% par rapport à la masse totale du mélange polymère acrylique-fluorure de vinylidène. La valeur précitée est donnée à titre d'exemple, l'Homme du Métier étant capable d'ajuster la fraction de polymère acrylique en fonction de la résistance au feu souhaitée pour le produit final ou de la résistance chimique souhaitée ou de la transparence aux UV souhaitée.

Avantageusement, ledit polymère acrylique est un polyméthacrylate de méthyle. Avantageusement, ladite mousse contient, en outre, au moins un additif choisi parmi les agents retardateurs de flamme, les colorants, les plastifiants, les pigments, les antioxydants, les agents antistatiques, les surfactants, et les modifiants chocs.

La méthode de fabrication de la mousse n'est pas limitée selon l'invention. Elle peut être obtenue par émulsion, suspension, injection d'un gaz, utilisation d'un agent de nucléation, utilisation d'un composé générant un gaz par réaction chimique ou autre. La mousse obtenue peut être injectée, injectée- moulée ou extrudée, puis éventuellement laminée pour former la portion diffusante du diffuseur de l'invention ou le diffuseur lui-même.

Avantageusement, au moins la portion diffusante du diffuseur optique de l'invention est obtenue par extrusion ou par injection. Le procédé de fabrication de la mousse et du diffuseur optique lui-même, ne sont pas limitatifs de la présente invention.

La forme du diffuseur optique n'est pas limitée selon l'invention. Il peut être coloré et/ou comporter un motif.

Avantageusement, la portion diffusante présente une épaisseur sensiblement égale ou supérieure à Ι ΟΌμιτι et sensiblement inférieure ou égale à 2mm. De manière encore plus avantageuse, la portion diffusante présente une épaisseur sensiblement égale ou supérieure à 150μηη et sensiblement inférieure ou égale à 1 mm.

Avantageusement, la portion diffusante présente un pouvoir occultant

HP(5,1 )% mesuré selon la méthode de la sphère intégrante sensiblement égal ou supérieur à 80% et en particulier sensiblement égal à 90%.

Avantageusement, la partie diffusante transmet, dans les longueurs d'onde du spectre visible, au moins 50% et de préférence au moins 65% de la lumière émise par ladite source de lumière ponctuelle. Les valeurs précitées sont obtenues selon la norme ASTM D1003.

La présente invention concerne également un dispositif émetteur de lumière comprenant une source lumineuse ponctuelle et un diffuseur optique selon l'invention.

Selon un mode de réalisation, ladite source lumineuse ponctuelle est une diode électroluminescente. DEFINITIONS

On définit, au sens de la présente invention, une « source lumineuse ponctuelle» comme étant toute source de radiation électromagnétique de longueur d'onde sensiblement supérieure ou égale à 4000 Angstrom et sensiblement inférieure ou égale à 7 700 Angstrom. Les sources lumineuses ponctuelles incandescentes, fluorescentes, les sources lumineuses au néon, à l'argon et les LEDs (« Light-Emmiting Diode» ou diodes électroluminescentes) peuvent être citées comme exemples non limitatifs de source lumineuse ponctuelle.

On définit au sens de la présente invention un dispositif émetteur de lumière comme étant la combinaison entre une source lumineuse ponctuelle et un diffuseur optique.

On définit le pouvoir occultant HP(n)% comme étant mesuré selon la méthode de la sphère intégrante décrite ci-après.

Les termes « mousse solide » désignent un solide contenant une multitude de bulles et/ou cavités de taille plus au moins homogène et réparties plus ou moins uniformément dans tout le volume occupé par la mousse. Ces bulles ou cavités peuvent communiquer les unes avec les autres ou non.

Le terme « polymère » couvre, au sens de la présente invention, les homopolymères, les copolymères, notamment les copolymères statistiques, les copolymères alternés, les copolymères bloc et les copolymères branchés. Le terme « copolymère » englobe les polymères tels que précités obtenus à partir d'au moins deux monomères différents ou d'au moins un monomère et d'au moins un polymère. Les copolymères selon l'invention peuvent ainsi être des terpolymères c'est-à-dire des polymères obtenus à partir d'un mélange contenant trois monomères, ou à partir d'un mélange contenant deux monomères et un polymère ou à partir d'un mélange contenant un monomère et deux polymères. Les copolymères selon l'invention peuvent également être des copolymères obtenus à partir de plus de trois monomères et/ou polymères différents.

Par « unité monomérique », on entend au sens de la présente invention que le polymère comporte, dans sa chaîne la plus longue, la molécule dudit monomère liée à une autre molécule du même monomère ou à une molécule d'un autre monomère ou polymère. La molécule dudit monomère est désignée par les termes « unité monomérique ».

L'acronyme « PVDF » désigne un polymère de fluorure de vinylidène ; le terme « polymère » correspondant à la définition précitée.

FIGURES

- La Fig.1 représente le pouvoir occultant HP(5,1 )% mesuré à 5,1 cm en fonction du taux de transmission de la lumière (pour une lumière à 23°C émise par un illuminant standard A) mesuré selon la norme ASTM D 1003, respectivement pour une plaque de PVDF non moussé de 1 143μηη d'épaisseur et pour une plaque de PVDF moussé de 381 μιτι d'épaisseur ;

-La Fig. 2 représente le pouvoir occultant HP(5,1 )% mesuré à 5,1 cm en fonction du taux de transmission de la lumière (pour une lumière à 23°C, émise par un illuminant standard A), mesuré selon la norme ASTM D 1003, pour une plaque de PVDF moussé de 381 m d'épaisseur et pour une plaque de PVDF non moussé de 762μηη d'épaisseur ;

- La Fig. 3 représente le pouvoir occultant HP(5,1 )% mesuré à 5,1 cm en fonction du taux de transmission de la lumière (pour une lumière à 23°C, émise par un illuminant standard A), mesuré selon la norme ASTM D 1003 pour une plaque de PVDF moussé de 381 m d'épaisseur et pour une plaque de PVDF non moussé présentant la même épaisseur ; et

- la Fig. 4 représente le taux de transmission de la lumière en fonction de la longueur d'onde de cette dernière, respectivement pour une feuille de mousse de PVDF d'une épaisseur égale à 355, 6μηη, pour une lentille en Plexiglas® transparent et pour une feuille en mousse de PVDF d'épaisseur égale à 165,1 μιτι.

PARTIE EXPERIMENTALE

Méthode de mesure du pouvoir occultant HP(n)%

La méthode de mesure du pouvoir occultant mise en œuvre dans toute la présente demande, utilise un appareil Perkin Elmer Lambda 950 ou un appareil du type Haz-mètre Byk Gardner. Tout autre appareil équivalent peut également être utilisé. Cette méthode, dite « méthode de la sphère intégrante », permet de déterminer la quantité de lumière "perdue" dans l'axe d'un faisceau lumineux, par diffusion au passage dans la portion diffusante du diffuseur optique à étudier. Pour cela, on effectue deux mesures pour une même plage de longueurs d'onde donnée. Pour la première mesure, on utilise une source lumineuse émettant à la longueur d'onde donnée et disposée à une distance déterminée d'une sphère intégrante qui mesure tout le flux lumineux qu'elle reçoit. On place la portion diffusante du diffuseur optique à étudier juste à l'entrée de la sphère et l'on mesure ainsi le flux lumineux transmis à travers ladite portion diffusante (selon la norme ASTM D1003) ; on obtient ainsi une valeur T0 (%).

Pour la deuxième mesure, on place la portion diffusante du diffuseur optique à étudier, à une distance n en amont de la sphère intégrante, la distance source lumineuse ponctuelle-sphère intégrante et le spectre d'émission de la source lumineuse ponctuelle restent inchangées (même plage de longueurs d'onde); dans ces conditions, une partie de la lumière émise par la source lumineuse est diffusée par la portion diffusante du diffuseur optique, à l'extérieur de la sphère intégrante, et cette dernière ne mesure, en théorie, que la lumière transmise dans l'axe de l'entrée de la sphère intégrante. On obtient alors une valeur T(n) (%).

On définit, au sens de la présente invention, le pouvoir occultant HP(n)% (HP pour «hiding power») mesuré à une distance n comme suit :

HP(n)%= 1 -(T(n)/T0) avec n = distance entre l'entrée de la sphère intégrante et la portion diffusante du diffuseur à étudier, mesurée en cm.

On considère que le pouvoir occultant est satisfaisant s'il est au moins égal à 40% pour n=5,1 cm ; en dessous de 40%, une source lumineuse ponctuelle, notamment une LED, apparaît comme un point lumineux, à une distance de 5,1 cm de cette dernière. Lorsque HP(5,1 )% est supérieur à 95%, le taux de transmission de la lumière est compromis diminuant le ratio lumen/watt consommé.

Influence du moussage sur le pouvoir occultant

Les expérimentations qui suivent ont été réalisées à partir de feuilles de mousse de KYNAR FLEX® (densité d=1 ,78) obtenues par extrusion. La feuille de 380μηη d'épaisseur présente ainsi une densité de 1 ,48, celle de 508μηη d'épaisseur une densité de 1 ,42 et celle de 762μηη d'épaisseur une densité de 1 ,19.

Le KYNAR FLEX® est un copolymère de VDF contenant plus de 75% de VDF et le complément de HFP commercialisé par la société ARKEMA. L'appellation « KYNAR FLEX® moussé » correspond à une mousse solide de KYNAR FLEX®. La source lumineuse est un illuminant de type A tel que défini par la Commission Internationale de l'Eclairage.

Les valeurs du pouvoir occultant HP% sont obtenues pour les figures 1 à 3 au moyen d'un Haze-mètre Byk Gardner.

Comme cela est visible sur la Fig. 1 , l'utilisation d'une mousse d'un polymère de fluoré, permet de réduire l'épaisseur de la portion diffusante sans diminution du pouvoir occultant. En effet, la feuille de KYNAR FLEX® non moussé d'épaisseur égale à 1 143μηη présente un pouvoir occultant HP(5,1 )% sensiblement égal à 87% alors que la feuille de mousse de KYNAR FLEX® d'épaisseur égale à 381 μιτι présente elle, un pouvoir occultant HP(5,1 )% supérieur (90%). Le gain de poids est évident. La plaque de 1 143μηη correspond à 2035g/m 2 alors que la mousse de 381 μιτι correspond à 564g/m 2 .

Par ailleurs, les résultats de la Fig. 1 montrent également que la portion diffusante en mousse de polymère fluoré transmet plus de lumière (T0=67%) que celle réalisée avec le même polymère fluoré mais non sous la forme d'une mousse (T0=56%).

L'utilisation d'une mousse de polymère fluoré, en particulier d'une mousse d'un polymère de fluorure de vinylidène pour la fabrication de la portion diffusante d'un diffuseur optique permet donc de réduire l'épaisseur de la portion diffusante sans réduire le pouvoir occultant, en particulier le pouvoir occultant mesuré comme précité à 5,1 cm (HP(5,1 )%). La réduction d'épaisseur s'accompagne de plus d'une transmission de la lumière plus importante.

Comme représenté sur la Fig. 2, pour sensiblement une même valeur de T0 égale à 66%, la feuille de mousse de polymère fluoré présente un meilleur pouvoir occultant (78% pour le KYNAR FLEX® non moussé contre 90% pour la mousse de KYNAR FLEX®). Ces résultats montrent bien que pour une même transmittance, il est possible d'obtenir un pouvoir occultant HP(5,1 )% plus important en utilisant une mousse de polymère fluoré, en particulier une mousse de polyfluorure de vinylidène.

En référence à la Fig. 3, on constate que la plaque de mousse de polymère fluoré présente un pouvoir occultant HP(5,1 )% de 90% alors que celle constituée du même polymère fluoré non moussé présente un pouvoir occultant HP(5,1 )% de 35% seulement, pour une même épaisseur. Les bulles de la mousse permettent donc d'augmenter le pouvoir occultant en diffusant la lumière tout en conservant un taux de transmission acceptable pour une utilisation en tant que portion diffusante d'un diffuseur optique.

Influence du moussage sur le taux de transmission de la lumière

Les résultats visibles sur la Fig. 4 sont obtenus pour des feuilles de KYNAR FLEX® moussé obtenues par extrusion. Les mesures ont été effectuées avec un appareil Lambda 950. La source lumineuse est un illuminant de type A tel que défini par la Commission Internationale de l'Eclairage.

PRD 1060 fait référence à une lentille commerciale en Plexiglas® (c'est- à-dire en polyméthacrylate de méthyle) d'une épaisseur de 2032 μιτι.

La courbe inférieure en trait plein représente le taux de transmission de la lumière en fonction de la longueur d'onde de celle-ci pour une feuille de KYNAR FLEX® moussé de 355,6 μιτι. Pour une longueur d'onde de 350nm, le taux de transmission est d'environ 35%. Il croît régulièrement pour atteindre la valeur de 57% à 850 nm.

La courbe en pointillés représente le taux de transmission de la lumière en fonction de la longueur d'onde de celle-ci pour une lentille PRD 1060. Pour une longueur d'onde de 350 nm, le taux de transmission est d'environ 5%. Il croit brusquement jusqu'à 400 nm pour atteindre la valeur de 68% puis croît régulièrement pour atteindre la valeur de 78% à 850 nm.

La courbe supérieure qui comporte des croix représente le taux de transmission de la lumière en fonction de la longueur d'onde de celle-ci pour une feuille de KYNAR FLEX® moussé de 165,1 μηη d'épaisseur. Pour une longueur d'onde de 350 nm, le taux de transmission est d'environ 80%. Il croit régulièrement pour atteindre la valeur de 90% à 850 nm.

Comme représenté sur la Fig. 4, le taux de transmission de la lumière est toujours plus élevé pour la plaque de KYNAR FLEX® moussé de 165,1 μηη d'épaisseur. La courbe correspondant à la lentille commerciale coupe celle de la plaque de KYNAR FLEX® moussé de 355,6 μιτι à une longueur d'onde comprise entre 350 et 450 nm.

Les résultats de la Fig. 4 montrent que par un choix judicieux de l'épaisseur de la mousse PVDF, on peut obtenir des propriétés optiques identiques à celle d'une lentille commerciale avec cependant une transmission plus élevée autour de 350 nm. L'autre avantage majeur est que la mousse de PVDF est résistante au feu ce qui n'est pas le cas de la lentille en PMMA.

Le tableau I ci-dessous regroupe les valeurs du pouvoir occultant des différentes plaques précitées mesuré avec un illuminant de type A comme précité, en tant que source lumineuse, pour n=5,1 cm.

Tableau I

Les résultats du Tableau I montrent que l'utilisation d'une mousse de polymère fluoré pour la fabrication d'un diffuseur optique permet d'obtenir un meilleur pouvoir occultant avec une plaque plus mince.

Influence de la densité sur les propriétés optiques

Des mesures de pouvoir occultant à n=2,5 cm et à n=5,1 cm ont été réalisées avec un Haze-mètre Byk Gardner pour déterminer l'influence de la densité de la mousse de polymère fluoré. La source de lumière utilisée est un illuminant de type A comme précité. Dans le tableau II, les propriétés optiques de deux mousses sont comparées. La feuille de mousse KYNAR FLEX® (référencée mousse I) de 0,51 mm a une densité de 1 ,42. La feuille de mousse de KYNAR FLEX® (référencée mousse II) de 0,76 mm présente une densité de 1 ,19.

Les résultats obtenus sont regroupés dans le Tableau II ci-dessous.

Tableau II

Les résultats du Tableau II ci-dessus montrent que pour sensiblement un même pouvoir occultant (HP(2,5) ou HP(5,1 )), la mousse II présente une meilleure transmittance en dépit de son épaisseur plus importante.

Les résultats précités montrent qu'il est possible, en ajustant certains paramètres comme l'épaisseur de la portion diffusante et la densité de la mousse solide de polymère fluoré, d'obtenir un diffuseur optique dont la portion diffusante réalise un compromis plus que satisfaisant entre le pouvoir occultant et le taux de transmission de la lumière émise par la source lumineuse.

Par ailleurs, tous les résultats obtenus concernent des feuilles ou plaques obtenues par extrusion. Or, L'Homme du Métier sait que la qualité optique des feuilles/plaques extrudées est inférieure à celle des plaques/feuilles obtenues par injection. Des résultats au moins équivalents seront obtenus pour des feuilles ou plaques obtenues par injection.