DESCRIPTION

DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTÉRIEUR

L'invention concerne le domaine des compositions présentant une forte luminescence la nuit ou dans des conditions d'obscurité.

Dans ce domaine, on connaît des compositions et des dispositifs du type de ceux décrits dans le document US 5904017.

Cette technique met en œuvre des produits satisfaisant à la norme DIN 67510 (qualité A) . Pus précisément elle met en œuvre du sulfure de zinc, qui est en outre très fragile et pas utilisable en milieu humide .

Il se pose donc le problème de trouver une nouvelle composition présentant des caractéristiques de luminescence améliorées par rapport aux compositions actuellement connues et mises en œuvre.

Il se pose également le problème de trouver une nouvelle composition présentant une forte résistance aux intempéries, notamment à la pluie et à 1 ' humidité .

EXPOSÉ DE L'INVENTION

L'invention concerne d'abord un matériau composite aux propriétés de photoluminescence rémanente comportant : - un matériau formant liant ou matrice, transparent au rayonnement dans une gamme spectrale comprise, par exemple, entre 400 nm et 700 nm ;

- des pigments photoluminescents dont la concentration en volume ou en poids, par rapport au matériau formant le liant, peut être comprise entre 30% à 100%, et la taille individuelle desdits pigments pouvant être comprise entre 5 pm et 1 000 pm.

Selon une alternative, le matériau composite peut comporter une concentration en volume ou en poids de pigments photoluminescents, par rapport au matériau formant le liant, compris entre 30% et 50%, ou entre 30% et 60%, ou entre 50% et 60%, ou entre 50% et 80%, ou entre 60% et 80%, ou entre 50% et 100%, ou entre 60% et 100%, ou entre 80% et 100%.

Selon une autre alternative, le matériau composite peut comporter des pigments photoluminescents dont la taille individuelle peut être comprise entre 5 pm et 30 pm, ou entre 30 pm et 80 pm, ou entre 80 pm et 1 000 pm.

Les pigments photoluminescents sont de préférence bruts, autrement dit, les pigments photoluminescents ne sont pas traités avant d'être incorporés dans le liant. Cela permet avantageusement de favoriser le maintien mécanique du matériau composite, plus particulièrement lorsque ledit matériau est au contact de l'eau et/ou la concentration en poids des pigments photoluminescents est importante, par exemple supérieure à 80%. L'inventeur a en effet constaté de façon surprenante qu'un matériau composite, au contact de l'eau, a une résistance mécanique plus importante lorsqu'il comporte des pigments photoluminescents bruts, par rapport aux matériaux composites comportant des pigments photoluminescents traités .

La ou les densités volumiques des pigments photoluminescents présents dans le liant, peuvent être égales ou inférieures à la densité volumique du matériau formant le liant ou la matrice.

Si cela n'est pas le cas, le liant peut comporter une charge transparente permettant d'augmenter la valeur de la densité volumique du liant, afin que celle-ci soit égale ou supérieure à la densité volumique des pigments photoluminescents. Autrement dit, le liant a une densité équivalente ou plus importante que celle des pigments photoluminescents qu'il comporte, afin de limiter ou d'éviter le phénomène de sédimentation des pigments photoluminescents. Ainsi, les pigments photoluminescents restent avantageusement en suspension dans le liant lorsque celui-ci se durcit. La charge transparente est donc de préférence incorporée dans le liant lorsque l'on souhaite réaliser un matériau composite aux propriétés de photoluminescente rémanente plus longue. Il a en effet été constaté par l'inventeur que la durée de rémanence du matériau composite est proportionnelle à son épaisseur.

Autrement dit, pour un matériau composite selon l'invention, il est préférable que les pigments photoluminescents ne sédimentent pas lorsque ledit matériau est mis en forme. La charge transparente peut être un matériau de type gélifiant, comme le thixotropant .

La charge transparente peut avoir une proportion en poids, par rapport au liant, comprise entre 1% et 3%.

Un matériau composite selon l'invention offre une intensité lumineuse nocturne accrue, celle-ci pouvant être supérieure à 1 100mcd/m ² , ou supérieure à 1 500mcd/m ² , ou supérieure à 1 800mcd/m ² après 10 minutes de présence du matériau composite dans l'obscurité. Ces valeurs ont notamment été mesurées selon la norme DIN 67510, reconnue au niveau international en ce qui concerne l'évaluation de la densité lumineuse et la période d'affaiblissement de la luminosité. Ces mesures ont montré qu'un matériau composite peut avoir une luminosité 2 à 4 fois plus puissante et 6 à 10 fois plus longue que la classe A ou DIN 67510.

Un matériau selon l'invention peut être utilisé aussi bien à l'intérieur ou à l'extérieur des bâtiments, ou dans l'eau.

Le liant mis en œuvre peut recevoir ou avoir reçu préalablement un colorant quelconque, pour toute couleur primaire ou secondaire, mais de préférence très transparent.

Selon un mode particulier de réalisation, il est possible de réaliser une ou des variations de couleur, par exemple entre le jour et la nuit, en fonction de la température, par adjonction de pigment thermique. Un pigment thermique à la propriété d'être transparent lorsque sa température est stable, mais d'être coloré lorsque sa température varie.

Le matériau formant liant peut comporter une résine époxy incolore ou une résine de type polyester, ou polyuréthane, ou polyacrylique.

Selon une variante, le liant peut être formé à partir d'une base aqueuse transparente, afin d'obtenir un matériau composite de type peinture à eau, c'est-à-dire, ne comportant pas de solvant.

Un matériau composite selon l'invention peut être formé ou disposé sur un substrat réfléchissant, la surface du substrat réfléchissant sur laquelle repose le liant pouvant être blanche, par exemple de couleur de type « RAL » 9016 ou « Pantone » 705. Avantageusement, une couleur claire favorise la réflexion de la lumière émise par le matériau composite vers l'extérieur.

L'invention concerne également un élément de construction pour l'industrie du bâtiment, comportant un substrat et un revêtement en un matériau composite selon l'invention.

Par exemple, le substrat peut être une brique ou être à base de ciment ou de béton encore être en bois ou en plastique, ou joint de carrelage.

Selon un autre exemple, un matériau composite peut être sur et/ou dans un substrat transparent ou non, afin d'indiquer la présence dudit substrat dans l'obscurité. Autrement dit, un matériau composite peut permettre de signaler la position d'un objet, par exemple un encadrement d'interrupteur, afin de faciliter sa localisation et/ou son utilisation dans l'obscurité. Un objet comportant le matériau composite peut alors avoir une nouvelle fonction, de type veilleuse .

L'invention est plus particulièrement avantageuse lorsqu'elle est présente sur des éléments textiles en contact ou pouvant être en contact avec de l'eau. En effet, les propriétés de photoluminescence rémanente du matériau composite sont préservées au contact de l'eau.

Ainsi, l'invention peut concerner un textile comportant un matériau composite selon l'invention, par exemple un vêtement, une corde ou autre... Avantageusement, un matériau luminescent peut être déposé dans et/ou à la surface d'un drapeau, afin de permettre plus facilement sa localisation dans l'obscurité ou dans un environnement peu éclairé.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

- La figure 1 représente le principe de fonctionnement d'un matériau composite selon

1 ' invention;

- La figure 2 représente une variante d'un matériau composite selon l'invention.

- La figure 3 représente une brique munie d'un revêtement en un matériau selon l'invention.

- La figure 4 représente un élément de construction incorporant un revêtement en un matériau selon l'invention. - La figure 5 représente des mesures de la luminance restituée par un premier échantillon en fonction du temps.

- La figure 6 représente des mesures de la luminance restituée par un second échantillon en fonction du temps.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS

Un premier exemple de réalisation de l'invention va d'abord être décrit en liaison avec la figure 1.

Un matériau 2 formant liant ou matrice, par exemple une résine époxy incolore, comporte des pigments 4 d'aluminate de strontium, de préférence de 30% à 100 % en volume ou en poids.

Ce liant est transparent à la lumière, plus précisément aux rayonnements électromagnétiques ayant au moins une longueur d'onde comprise, par exemple, entre 400 nm et 750 nm, ou entre 450 nm et 700 nm, ou entre 500 nm et 650 nm. Dans la gamme de longueur d'onde retenue, et pour les épaisseurs de matériaux envisagés (de quelques dixièmes de millimètre jusqu'à quelques dizaines de millimètres, voir ci-dessous) on aura de préférence un coefficient de transmission proche de 1, ou en tout cas supérieur à 0,9, ou à 0,8.

Le liant est par exemple une résine de type polyester, ou polyuréthane, ou polyacrylique, ou de type Resoltech 1070s.

Le liant peut également être formé à partir d'un des composés précédents, sous forme de base aqueuse transparente. Une base aqueuse transparente peut avantageusement être utilisée pour réaliser une peinture à l'eau, éventuellement colorée par des pigments photoluminescents tels que décrits ci-dessous.

Le liant peut être une encre de sérigraphie

UV, c'est-à-dire, éventuellement séchée par l'utilisation d'une lampe UV.

En variante, le liant peut-être de type polycarbonate , ou ABS ou PET. Dans ce cas, il est préparé par moulage. Dans ce cas, un matériau composite selon l'invention peut comporter un liant ou une matrice dont la densité volumique est inférieure à celle des pigments, afin de limiter leur sédimentation lors du moulage. Eventuellement, une charge transparente peut être incorporée au liant dans ce but.

Autrement dit, une charge transparente est avantageusement utilisée lorsqu'on souhaite favoriser le phénomène de suspension des pigments luminescents dans un matériau composite, sous forme d'encre ou de pièce moulée.

Un matériau composite selon l'invention peut être coloré à la demande, selon toutes les colorations de jour. Pour cela, des colorants transparents photoluminescents peuvent être incorporés dans le liant tant que le matériau composite obtenu à un coefficient de transmission supérieur à 0,8 ou 0,9. Autrement dit, le liant peut être coloré par des pigments photoluminescents de différentes couleurs, tant qu'une onde incidente, comprise dans le domaine du visible, peut traverser deux fois de suite ledit matériau et être visible par l'œil humain. Les pigments photoluminescents de coloration, par exemple d'aluminate de strontium, ont une taille ou une granulométrie, c'est-à-dire une taille moyenne de grains, qui peut être comprise entre 5 pm et 30 pm, ou entre 30 pm et 80 pm, ou entre 80 pm et 1 000 pm. De préférence, 90 % des grains ont une taille comprise dans l'une des plages de taille moyenne précédente .

Un pigment d'aluminate de strontium peut avoir une luminescence de couleur jaune ou verte, ou bleue, ou rouge. L'inventeur a constaté que, dans le cadre de la présente invention, il sera préférable d'utiliser un pigment luminescent jaune ou bleu-vert, ce type de pigment assurant un meilleur effet en termes de luminescence.

On peut également utiliser un liant présentant une certaine couleur non-luminescente, par exemple rouge, avec un pigment photoluminescent d'une autre couleur, par exemple bleue. Dans ce cas, on aura une couleur rouge, due au liant, à la lumière ou pendant le jour, et une couleur bleue dans l'obscurité ou pendant la nuit, résultant de l'effet combiné du pigment photoluminescent et du liant. De préférence la proportion volumique des pigments non-luminescents présents dans le liant, est comprise entre 1% et 6% ou entre 1% et 3%, afin de préserver les propriétés de transmission du liant.

Les échantillons représentés en figures 1 et 2 ont une épaisseur E comprise par exemple entre 0,5 mm et 50 mm, par exemple encore entre 2 mm et 20 mm. L'interaction de la lumière et du matériau composite selon l'invention est illustrée en figure 1. Un flux lumineux, symbolisé par les flèches 12, circule dans la masse du matériau, entre les pigments 4, ce flux provenant de la pénétration de la lumière extérieure, par exemple la lumière naturelle 10 ou bien encore une lumière produite de manière artificielle, par une ou plusieurs lampes ou par un dispositif d'éclairage. Pa exemple, un dispositif d'éclairage peut être une source d'émission de longueurs d'onde comprise entre 365 nm et 385 nm, pour favoriser l'excitation des pigments photoluminescents.

Dans le matériau composite les pigments photoluminescents emmagasinent eux-mêmes une partie du rayonnement 10, pour ensuite le réémettre ultérieurement .

Dans le mode de réalisation de la figure 2, un fond blanc 14 permet de réfléchir cette lumière. Ce fond blanc a par exemple une couleur de type 9016 « RAL » ou « Pantone » 705. D'autres types de réflecteurs peuvent être utilisés, par exemple une surface formant miroir, ou toute autre matière réfléchissante .

Avec une structure du type de celle de la figure 2, avec fond blanc 14, des mesures de luminescence ont été réalisées selon la norme internationale 67510 DIN. Cette norme est reconnue au niveau international en ce qui concerne l'évaluation de la densité lumineuse et la période d'affaiblissement de la luminosité. Les mesures sont réalisées en éclairant un matériau composite selon l'invention (figure 2) avec un arc au Xénon (référence LNE 1003595) pendant 30 minutes. L ' éclairement lumineux est de 1 500 ± 80 lux. Les mesures de luminances sont effectuées dans l'obscurité totale avec un luminancemètre (référence LNE 1036148), toutes les deux minutes après la fin de l'exposition. La face avant du détecteur du luminancemètre, comportant le détecteur de lumière, est déposée sur et en vis-à-vis du matériau composite. De ce fait, le champ de luminance analysé correspond à la forme du détecteur, circulaire et de 50 mm de diamètre.

Les mesures ont été effectuées sur un premier échantillon, composé d'un textile de couleur blanche, recouvert par une encre à l'eau selon l'invention. L'encre est composée d'un liant de polyuréthane, à base aqueuse, plus précisément du 0,9- 1,5 N-éthylmorpholine, comportant des pigments photoluminescents d'aluminate. La taille des pigments est de l'ordre de 40pm et leur concentration en poids par rapport au liant est de l'ordre de 50%. L'épaisseur de l'encre est de lOOpm sur le textile. Ces mesures sont reportées dans le tableau 1 ci-dessous et sur la

Tableau 1 Des mesures ont également été réalisées, selon la même norme internationale, sur un second échantillon d'un matériau composite, sous forme d'un grain ou d'un plot, dont l'épaisseur est de l'ordre de 10mm. Le matériau composite est composé d'un liant similaire ou identique au liant précédent, comportant également des pigments photoluminescents d'aluminate. Leur concentration en poids, par rapport au liant, est de l'ordre de 50% et leur dimension est de l'ordre de 350pm. Là encore, l'échantillon est déposé sur un réflecteur de couleur blanche. Ces mesures sont reportées dans le tableau 2 ci-après et sur la figure 6. Le tableau donne les mesures en mcd/m ² .

Tableau 2

Ces mesures montrent que la luminance minimale restituée d'un matériau composite selon l'invention, en fonction notamment de sa composition et de son épaisseur, peut être supérieure à 180 mcd/m ² ou supérieure à 1 100mcd/m ² au bout de 10 minutes, et supérieure à 30 mcd/m ² ou supérieure à 75 mcd/m ² au bout de 60 minutes. Le matériau composite présente une durée d'extinction de l'ordre de 48 heures ou plus.

Par comparaison aux produits de type DIN 67510, une composition selon l'invention a une luminance de 3mcd/m ² au bout de 20h (soit 1200 minutes), donc 20 fois supérieure. En outre une composition selon l'invention a une extinction totale (luminance inférieure à 0.3mcd/m ² ) après plus de lOOh, soit environ 5 jours (valeur établie avec un photomètre certifié et selon la norme DIN 67510) .

En variante, une composition selon l'invention peut en outre incorporer un pigment fluorescent, différent du pigment 4 déjà présenté ci- dessus. Un tel pigment fluorescent permet d'obtenir un effet de fluorescence à la lumière ou pendant le jour, tandis que, à l'obscurité ou pendant la nuit, c'est l'effet de luminescence, déjà présenté ci-dessus, qui se produit .

Une composition selon l'invention peut être préparée par moulage, de préférence à froid. On incorpore dans ce liant des pigments d'aluminate de strontium (50 à 100% du volume ou du poids) avec la granulométrie indiquée ci dessus. En variante, elle peut être incorporée ou incrustée dans un matériau quelconque.

Une composition ou un matériau selon l'invention peut être utilisé sous diverses formes, par exemple en surface d'un matériau de construction destiné à être apparent à l'extérieur d'un bâtiment. Il est représenté en figure 3 sous forme d'un revêtement 22 d'une brique 20. Il peut ainsi être dans ou sur une partie soumise à l'humidité ou à l'eau, notamment dans une piscine, par exemple sur un support tel qu'une brique ou du béton ou un panneau de revêtement de ces surfaces ou supports. Le pigment 4 ne craint pas l'humidité et, en outre, il est protégé par le liant 2.

Il peut être aussi utilisé en intérieur, par exemple comme motif décoratif. Ainsi, il peut être utilisé notamment comme élément 32, 34, 36 incorporé dans ou sur un panneau 30, par exemple encore destiné à être utilisé comme panneau de revêtement intérieur d'un bâtiment, comme illustré en figures 4A et 4B. Le matériau suivant l'invention peut par exemple être réalisé sous forme d'une bande 32 et/ou sous forme de points ou de zones circulaires 34, 36, Il est possible de réaliser des formes plus complexes, par exemple des dessins ou des inscriptions ou des messages publicitaires .

Une peinture à l'eau selon l'invention est moins nocive pour l'environnement pour réaliser des impressions par sérigraphie, par exemple sur des matériaux textiles : habits, drapeaux, cordages, voiles...

Une composition selon l'invention peut donc être utilisée en combinaison avec tout support, qu'il soit de type brique ou à base de ciment ou de béton, ou bien en bois, ou bien en matière plastique, ou bien en matière textile... Le liant 2 assure l'adhésion ou le maintien mécanique sur la surface ou le support.

En variante, il est possible de poser un panneau d'un matériau selon l'invention contre une surface ou un support de l'un des types évoqués ci- dessus, et de fixer ce panneau à cette surface.

En variante encore, un matériau selon l'invention peut être projeté sur la surface ou le support visé.

L'invention s'applique à tous les domaines nécessitant une décoration à base d'élément visibles dans la pénombre ou l'obscurité.