Brevet FR2090036A1 — publié le 19720114

La présente invention a pour obJet, à titre de-nouveau produit un matériel présentant des propriétés de diffusion de la lumière pouvant varier en fonction de la température. L'invention concerne également les applications dudit matériel. Pour situer un domaine auquel peut s'appliquer l t inventions on mentionnera les vitrages, par exemple ceux utilisés dans les serres, ou autres installations où l'on cherche à réaliser un éclairement contrôlé. Il est souhaitable, en effet, dans ce cas, qu'on puisse régler la transmission de lumière, afin d'obtenirdes conditions climatiques aussi constantes que possible dans un local intérieur. Il est évident que si lion utilise des vitres ordinaires, ces dernières laissent passer les rayons lumineux et les rayons solaires de sorte que le local intérieur reste soumis aux variations thermiques de l'environnement extérieur. On a essayé de remédier à cet inconvenient à l'aide de vitrages spéciaux absorbant les rayons lumineux, mais leur prix de -re- rient est élevé et ils ne peuvent pas s'adapter aux conditions ambiantes de température. On a également fait des recherches pour mettre au point des composés sensibles aux radiations et pour les utiliser conjointement avec des vitrages Cette solution est encore conteuse et, jusqu'à présent, il ne semble pas qu on ait trouvé de composés donnant pleinement satisfaction sur une large gamme de température. Les considérations qui précèdent illustrent le genre de problè- me auquel l'invention apporte une solution simple et ef caze. Les moyens proposés par l'invention peuvent cependant s'appliquer à bien d'autres domaines, comme il ressortira de la description ci-après. Sous sa forme la plus générale5 l'invention a pour objet un matériel présentant des propriétés varnatoles de diffusion de la lumière et comprenant essentiellement en combin-son (a) au moins un support translucide ou transparent (b) au moins une substance surfactive non ionQène coopérant physiquement au moins partiellement avec ledit support et présentée en association avec un solvant de cette substances le point de trouble de l'association surfactif-solvant étant sinué entre O et 100 C. Un matériel conforme à l'invention, utilisable comme vitrage, peut comprendre un vitrage double monte dans un ehassis etanehe et caractérisé par la présence entre les deux vitres individuelles @@@ @@@@@@@@ @trage, d'une @@@@@@@ @@spension, ému@sion, @@eude@selution ou antre forme d'assonta@ion d'un surfacbif non @@negène et d'un solvant, dent de point de trouble est situé entre 0 et 100 C, er particulier entre 10 et 100 C. Selon la caractéristique des m@@é@@els selon l'invention, l'opacification eu autre modifiention des propriétés de diffusion de la lumièra prend naissance aven l'augmentation de la tempéra @ure ambiante. Une propriété des substances non ionogènes en mi @ieu solvant est ainsi mise à profit par l'invention, cette propeiété étant que l'opaeification augmente lor@que la température s'élève, contrairement aux solutions usuelles dans lesquelles la @clubilité des eomposés dissous augmente en même temps que la @empérature Dans les matériels selon l'invention, la solubilité '3os produits non ionogènes mis en oeuvre décroît au fur et à mesure que la température augmente. On notera aussi que la formation de l'opacification ou du trouble est un phénomène physique réversible. Autrement dit, si le matériel selon l'invention est devenu opaque sous l'effet d'une augmentation de la température, il devient à nouveau clair et limpide en se refroidissant. Il est évident qu'on peut choisir à volonté le point d'opacificatinn désiré dans la gamme de O à 10000 précitée, en faisant varier les produits opacifiants ou leurs mélanges. La description qui suit a pour seul but de donner à l'homme tt* 1 t art les moyens d'exercer ce choix, mais elle ne limite nullement ies catégories de produits qui sont applioables dans le ma teriel de l'invention. D'une façoli très générale, les produits convenant aux besoins de l'invention sont des composés non ionogènes, solubes dans les @@l@unts pelaires, tels que l'eau ou les alcools comme les alcools @@férieure et les glycols,at dont point de trouble/en solution @@@@@@@@@ entre @et 100 C. Il est également important que lesdits @@@posés sofest stables en milied @@ide et basique ainsi qu'en présence d'i@@s métalliques. Il @@dete déjà de nombreux preduite remplissaut ces conditions. Il @'agit en partieulier d'@gents surfaetifs, qui réduisent la tension superficielle du milieu @@lvant dans lequel ils sont introduits.On indiquera ei-après un certain nombre de types d'agents surfactifs convenant aux besoi@ de l'invention; - condensats d'oxyde d'éthylène sur les propylènes glycols, par exemple ceux disponibles sur le marché sous les dénominations "EMKALIX" ou "PLURONIC." (MARLES-KUHLMANN-WYANDr E), - éthers polyglycoliques d'alcools gras obtenus par réaction de l'oxyde d'éthylène avec des monoalcools gras supérieurs, par exemple ceux dispnnibles sur le marché sous les dénominations "GENAPOL" (HOECHST). - éthers polyglycoliques de trbutylphénol, par exemple ceux disponibles sur le marché sous les dénominations '19APOGEMAT (HOECHST). - alcoylphénols polyoxyéthylés par exemple ceux disponibles sur le marché sous les dénominations "CEMULSOL K (IVIelle Bezons). - Alcoylphénols modifiés par exemple ceux disponibles sur le marché sous les dénominations "LUTENSOL" (BASF). - Dérivés éthoxylés d'alcools linéaires isomériques par exemple ceux disponibles sur le marché sous les dénominations 'TERGITOL" (UNION CARBIDE). - Condensats d'oxydes d'alkylènes sur des alcools par exemple ceux disponibles sur le marché sous les dénominations "PLURAFAC" (MARLES- KUHLMANN-WYANDOTTE). En général des quantités de 0,i à 10 en poids des agents ci-dessus ou de leurs mélanges, dans des solutions aqueuses conviennent. En dessous de 091% et fréquemment en-dessous de 0,5 l'opacification n'est pas assez marquée. Par ailleurs, il n'est pas économique d'utiliser des quantités d'agent actif supérieures à 10X, car on obtient déjà des résultats satisfaisants avant cette valeur. Les produits ci-dessus sont bien connus de l'homme de l'art. L'invention met à profit les propriétés des solutions desdits produits, et dans l'application de l'invention, on utilise en particulier le fait que l'opacification est une fonction sensiblement linéaire du degré d'oxyalkylunation, par exemple d'oxy éthylation, desdits produits. Dans la présente description, on ne désire pas se limiter à une interprétation théorique des phénomènes physiques mis en jeu dès lors que des résultats industriels, dans leur application propre sont obtenus. On a constaté cependant, à titre d'exemple, que, dans le cas d'un éther polyglycolique de nonylphénol, le point de trouble, ou en d'autres termes la température à laqu-e" l'opacification se produit, s'élève au fur et à mesure que la channe d'éther polyglycolique s'allonge. Ainsi, les produits fortement oxyéthylénés ou alkylénés s'opacifient à des tempéra tures voisines de l'ébullition; l'opacification dépend donc du nombre de molécules d'oxyde d'éthylène ou d'alkylène fixées. Outre le choix des composés non ionogènes, l'invention pro pose des moyens complémentaires de faire varier le point d'opacification du matériel. Selon l'un de ces moyens, on peut abaisser le point de trouble en ajoutant un glycol ou des mélanges de glycols, ou en utilisant de tels alcools comme solvants. Selon un autre moyen, on peut faire varier le point de trouble en ajoutant un électrolyte, tel que le chlorure de sodium. L'invention est applicable dans tous les cas où l'on désire obtenir un effet diffusant de lumière, auquel cas on interpose entre deux milieux un matériel selon l'invention. Il a été notamment fait allusion aux serres, à titre d'exemple, dans le début de la description. Des vitrages doubles équipés suivant l'inven tion peuvent aussi être utilisés dans les constructions intérieu res ou extérieures. Par exemple de tels vitrages peuvent consti tuer un écran contre l'ensoleillement ou uneluminosité quelconqu. Des salles de bains, de douches ou autres peuvent être équipées de tels vitrages A la t-empérature ordinaire, ces vitrages sont translucides, c, transparents. Lorsque la température ambiante augmente, par exemple sous l'effet de la vapeur d'eau provenant des appareils sanitaires, les vitrages deviennent opaques. nes dispositifs utilisant les matériels selon l'invention peuvent être utilisés dans l'industrie publicitaire. On peut mettre à profit la propriété réversible de l'opacification en incorporant une résistance chauffante et/ou un appareil refroi disseur au dispositif pour obtenir alternativement et suivant une séquence déterminée, des changements successifs d'opacifi cation, ou de diffusion de la lumière. On peut aussi faire appel aux matériels de l'invention, pour faire varier l'éclairement - ou maintenir constant l'éclairement- d'un grand nombre d'installations mettant en oeuvre des radiations thermiques, notamment des lampes à rayons ultra-violets, à rayons infra-rouges etc... Dans ces diverses applications qui n'ont dté citées qu'à titre purement illustratif, l'agent actif opacifiant ou diffus:w est associé à un solvant. Il peut se trouver en solution ou scus autre forme liquide, mais, pour des besoins particuliers, il peut être mis sous forme de gel, de produits particulaires etc... @l plus, si la couleur blanche d'opacité naturelle, fournie par les agents surfactifs mis en oeuvre selon l'invention, ne convient pas ou si l'on désire obtenir des effets de coloration spéciaux, on peut incorporer au matériel des colorants ou Pigments, de préférence solubles dans le milieu solvant. Lorsque l'agent actif ne confère pas d'opacification n le matériel appa raît sous une coloration donnée, mais reste transparent ou translucide. L'invention est illustrée, sans être limitée, par les exemples suivants. Dans ces exemples, on essaie toute une série de produits qui procurent une opacification des matériels dans une gamme de température allant de O à 100 C environ. Exemple 1 On constitue un châssis de vitrage double, avec deux verres à vitre usuels, de 20 cm sur 20 cm, en laissant un espace libre de 2 mm entre les deux vitres. On remplit cet espace libre d une solution aqueuse à 1% en poids de "PLURONIC L 81", puis on ferme Te châssis de façon étanche. @n note alors la température à laquelle la solution s'opacifie. Dans l'exemple choisi, cette temps rature est de 20 C. L'opacification se réalise de façon trèe nette et très rapide. A 19 C, la transparence au vitrage est encore totale, A 20 C, l'ensemble du volume devient blane et opaque. EXEMPLE 2 On opère dans les mêmes conditions qu'à l'exemple 1 mais en utilisant d'autres agents surfactifs à la place du "PLURONIC L 81 " . Dans le tableau ci-après, on indique les divers produits utilisés, le solvant mis -n oeuvre la concentration de la solution, et le températun d'opacification correspondante. TABLEAU N exemple Produit solvant Concentration Température (dénomination d'opacifi commerciale) cation 2 PLURONIC L-101 eau 1% 15 C 3 GEN@POL 080 eau 1% 42 C 4 PLURONIC L 43 eau 1% 42 C 5 TERGITOL 15-S-9 eau 1% 60 C 6 GENAPOL 0-1-100 eau 1% 77 C (polyglycol-ether d'alcool oléylique) 7 " bvutylglycol 1% 87 C 8 " solution aqueuse Nacl N/10 1% 50 C 9 SAPOGENAT T-100 (polyglycoléther de tributylphé nol) eau 1% 28 C 10 " butylglycol 1% 74 C 11 SAPOGENAT T-130 (polyglycoléther de tributylphénol) eau 1 63 C 12 " butylglycol 1% 81 C 13 " solution aqueuse Nacl N/10 1% 36 C 14 THNSOPHENE H10 oxyde d'éthylène sur alkylphénol eau 1% 3000 15 TENSOLASE D 25 concentré(oxyde d'éthylène sur alcool gras) eau 2% 6500 16 GENAPOL C 080 (éther polyglyco- lique d'alcools gras de coco) eau 1% 76 C 17 " butylglycol ,' 84 C 18 " solution aqueuse Nacl N/10 1 49 C 19 GENAPOL S-100 (éther polygly colique de l'al cool stéarique) eau 1% 76 C 20 n butylglycol 1% 88 C 21 tt solution aqueuse 4600 Nacl N/10 TABLEAU (suite) N exemple Produit Solvant Concentration Température (dénomination dtopacifi- commereiale) cation 22 TERGITOL NP-27 eau 0,5% 200C (nonylphénol) 23 TERGITOL NPX (nonylphénol) eau 0,5% 63 C 24 TERGITOL NP-35 (nonylphénol) eau 0,5% 960C 25 TERGITOL 12-P-9 (dodécylphénol) eau 0,5% 180C 26 TERGITOL TMN (triméthylnonanol eau 0,5% 36 C 27 TERGITOL 12-M-10 (dodécylmercaptan) eau 0,5% 53 C 28 TERGITOL XD (polyalkylène) eau 0,5% 63 C 29 TERGITOL 13-S-7 (alcool linéaire en C11 à C 13) eau 1 % 34 C 30 EMKALIX PLURONICS L-61 (oxyde d'é thylène sur pro pylèneglycol) eau 1 % 24 C 31 PLURAFAC D-25 (oxyde d'alkylène sur alcools à chai ne droite) eau 1 % 59 C 32 ANTAROX-CO-610 (nonylphénoxypo lyéthanol) eau 1 % 30 C 33 HEXAPON D (octylphénol polyoxyéthylé) eau 1% 9 C 34 SYNTOPON B (nonylphénol polyoxyéthylé) eau 1 % 30 C. REVENDICATIONS 1 - Matériel présentant des propriétés variables de diffusion de la lumière, caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement, en combinaison (a) au moins un support translucide ou transparent; (b) au moins une substance surfactive non ionogène coopérant physiquement au moins partiellement avec ledit support et présentée en association avec un solvant de cette substance, le point de trouble de l'association surfactif-solvant étant situé entre O et 1000C. environ. 2 - Matériel selon la revendication 1, utilisable comme vi- trame, comprenant un vitrage double monté dans un châssis étanche et caractérisé par la présence, entre les deux vitres individuelles constituant le vibrage, d'une solution, suspension, émulsion, pseudo-solution ou autre forme d'association d'un surfactif non ionogène et d'un solvant, dont le point de trouble est situé entre O et 100 C, en particulier entre 10 et 10000. 3 - Matériel selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la- substance (b) est soluble dans les solvants polaires, tels que l'eau ou les alcools; 4 - Matériel selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la substance (b) est stable en milieu acide et basique ainsi qu en présence d'ions métalliques. 5 - Matériel selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la substance (b) est choisie parmi les agents surfactifs ci-aprè.s: - condensats d'oxyde d'éthylène sur les propylènes glycols, tels que ceux disponibles sur le marché sous les dénominations "EMKALIX ou "PLURONlO". - éthers polyglycoliques d'alcools gras obtenus par réaction de ltoxyde d'éthylène avec des monoalcools gras supérieurs, tels que ceux disponibles sur le marché sous les dénominations "GENAPibL" - éthers polyglycoliques de tributylphénols, tels que ceux disponibles sur le marché sous les dénominations "SAPOGENATtt - tlcoylphenols polyéthoxylés, tels que ceux disponibles sur le marché sous les dénominations CEMLTLSOL. - alcoyl phénols modifiéE tels que ceux disponibles sur le marché sous les dénominations "LUTENSOL". - dérivés éthoxylés d'alcools linéaires tels que ceux disponibles sur le marché sous les dénominations "TERGITOL''' - condensats d'oxydes d'alkylènes sur des alcools, tels que ceux disponibles sur le marché sous les dénominations "PLURAFAC" et autres produits non ioniques. 6 - Matériel selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la substance (b) est utilisée en solution aqueuse à raison de 0,1 à 10 en poids environ. 7 - Matériel selon 1 une quelconque des revendications t a o caractérisé en ce que la. substance (b) contient des agents modificateurs du point de trouble, tels que des glycols, ou des électrolytes, tels que le chlorure de sodium. 8 - Matériel selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caraotérisé en ce que la substance (b) est associée au solvant sous forme d'un gel ou d'un produit particulaire. 9 - Matériel selon l'une quelconque des revendications t à 8, caractérisé en ce que la substance (b) contient un colorant. 10- Applications du matériel selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, notamment dans les industries de la construe tion, de la publicité, de l'appareillage scientifique, et autres domaines en vue d'obtenir un réglage de l'éclairement d'un milieu intérieur par rapport à un environnement extérieur, ledit matériel étant alors interposé entre ce milieu et l'environnement ambiant.