Brevet FR2623125A1 — publié le 19890519

MATERIAU COMPOSITE PERMETTANT LA REFLEXION ET EVENTUELLEMENT LA TRANSMISSION DE LA LUMIERE, ET ECRAN REALISE A PARTIR DE CE MATERIAU ------ La présente invention concerne un matériau composite permettant une excellente réflexion et, le cas échéant, transmission de la lumiène. Cette invention concerne également des écrans réalisés dans ce matériau composite. Les matériaux connus ont un pouvoin relativement faible de réflexion et ont, en générat, la tendance de présenten, lors de la projection de lumiène sur ces matériaux connus, le phénomène de "points chauds" (HOT SPOTS), c'est-à-dine la création d'une image locatisée très lumineuse de la source de lumiène notamment au cas où la lumiène traverse ledit matériau, comme c'est, par exemple, le cas pour les rétro-projections ou encore pour les projections bifaciales où l'image projetée d'un côté dudit matériau peut être lue sur ses deux faces. La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients. Conformément à la présente invention, le matériau composite est caractérisé en ce qu'il comprend au moins un ensemble constitué par au moins une couche de base et au moins une couche de revêtement, et en ce que des particles en une matiène réfléchissante sont noyées dans au moins l'une desdites couches, la quantité desdites particules étant au moins 3 % en poinds de la couche dans laquelle elles sont noyées. Au moins l'une des faces d'au moins l'une desdites couches est rugueuse. La profondeur de rugosité moyenne est très fine jusqu'à moyenne (0.04 à 6 ) selon les définitions précisées dans les DIN (Deutsche Industrie Normen) N 4763 et 4764. Selon un premeir mode de réatisation, au moins l'une des couches d'un ensemble est au moins partiellement opaque. Selon un autre mode de réalisation, toutes les couches sont au moins partiellement translucides ou transparentes. Pour tous modes de réalisation, la couche de base est en une matière rigide ou flexible tandis que la (les) couche (s) de revêtement est (sont) en un vernis durci oj équivalent déposée (s) en état fluide, de façon à y adhérer sur au moins l'une des faces de ladite couche de base. Il peut être avantageux à ce que lesdites particules soient noyées dans au moins l'une des couches de revêtement. De préference, mais non nécessairement, moins la face de la couche de base sur laquelle est déposé le revêtement est rendue rugueuse. Au moins une partie desdites particules a une grandeur au moins égale à 3 ou au moins une partie desdites particules a une prandeur d'au moins égale à 20 . L'invention concerne également un écran pouvant être au moins partiellement opaque par exemple, réalisé en un matériau conforme à l'invention, dans lequel au moins une partie desdites particules a une grandeur maximale de 6 et que la quantité présente desdites particules est au moins égale à 15 % en poids de la couche dans laquelle elles sont noyées. Selon un autre mode de réalisation d'une écran pouvant étre au moins partiellement opaque par exemple au moins une partie desdites particules a une grandeur d'au moins 20 et que la quantité présente desdites particules est au moins égale à 22 % en poids de la couche dans laquelle elles sont noyées. l'invention concerne également un écran pouvant être au moins partiellement translucide par exemple ou transparent réalisé en un matériau conforme à l'invention, dans lequel au moins une partie desdites particules a une grandeur maximale de 6 et que la quantité présente desdites particules est au moins égale à 15 % en poids de la couche dans laquelle elles sont noyées. Selon un autre mode de réatisation d'un écran pouvant être au moins partiellement opaque par exemple, au moins une partie desdites particules a une grandeur d'au moins 20 et que la quantité présente desdites particules est au moins égale à 22 % en poids de la couche dans laquelle elles sont noyées. L'invention concerne également un écran pouvant être au moins partiellement translucide par exemple ou transparent réalisé en un matériau conforme à l'invention dans lequel, au moins une partie desdites particules a une grandeur d'au moins 20 et que la quantité présente desdites particules est au moins égale à 3 % en poids de la couche dans laquelle elles sont noyées ou encore en un matériau dans lequel au moins une partie desdites particules à une grandeur d'au moins 3 et que la quantité présente desdites particules est au moins égale à 3 % en poids de la couche dans laquelle elles sont noyées. Toutefois, pour tout mode de réalisation susmentionné d'un écran, la couche de base et la (ou fes) couche(s) de revêtement peuvent être translucides ou transparentes. Dans ce cas, l'opacité peut être obtenue par un dosage approprié des particules dans la (ou les) couche(s) concernée(s) d'une part et par la grandeur des particules. Tl est avantageux qu'au moins l'une des faces de la couche de base soit rendue rugueuse par tout moyen connu, tel que sablage, impression à chaud par exemple. Afin d'obtenin le meilleur résultat possible de diffusion de la lumiène (réflexion ou transmission) il est souhaitable que les deux faces de la couche de base soient rugueuses; on peut alors pratiquement éliminer le phénomène gênant de "point chaud" (HOT SPOT). En général, le matériau selon la présente invention permet l'obtention d'une excellente transmission de la lumiène incidente aussi bien pour la projection vidéo (image visible sur la face opposée à celle sur laquelle la lumiène est projetée) ou encore la projection bifaciale (l'image est visible sur les deux faces dudit matériau, la projection de la lumiène s'effectuant sur une seule face), en utilisant en combinaison la rugosité des faces de la couche de base auec une concentration relativement faible des particules réfléchissantes dans au moins l'une des couches, par exemple une couche de revêtement. Le degré de la rugosité moyenne des faces de la couche de base est choisie en fonction de l'utilisation, de l'intensité de la source de lumiène de la distance de la source de lumiène du matérau pour une intensité donnée, de l'épaisseur du matériau, etc... Dans un certain nombre de cas, il est avantageux d'utiliser des particules réfléchissantes dont au moins une partie est constituée par des particules ayant une grandeur relativement importante, entre 20 et 30 et, par exemple une grandeur moyenne de 25 Les particules réfléchissantes peuvent avoir des formes géométriques quelconques. Elles sont positionnées au hasard dans la couche où elles sont n@yées, de façon irréguliène; en effet, l'expérience a prouvé que l'on obtient ainsi une excellente diffusion de la lumiène par rapport à laxe d'incidence de la lumiène projetée. D'autres caractéristiques et avantages ressontiront du texte suivant et des figures y afférentes, donnés à titre d'exemple uniquement. La fig. 2 montre un mode de réalisation, où le matériau est opaque, et La fig. 1 montre un mode de réalisation où le matériau est translucide ou transparent. Les mêmes numéros de références sont utilisés pour les même éféments. Comme c'est montré dans les figures, un ensemble (E) du matériau composite (1) est, par exemple, constitué d'une couche base (11) d'une couche de revêtement (10). La couche de ba4e (11) peut être en une matiène acrylique ou en evrre ou similaine. La couche de revêtement (10) peut être un vernis à base acrylique ou vinylique glycérophtalique ou équivalent. L'éparisseur (e2) de la couche de base (11) peut atteindre 5 mm et plus, en fonction de la rigidité de l'ensemble (E) demandée. L'épaisseur (e1) de la couche (10) est de l'ordre de 4 à 30 , mais peut, dans certains cas, atteindre des valeurs allant jusqu'à 1 mm. Plusieurs ensembles (E) peuvent être disposés l'un sur l'autre pour former un seul matériau (1) multi-ensembles. En outre, une couche de revêtement peut être disposée sur chaque face (111, 112) de la couche de base (11) formant ainsi un ensemble (E), ou au moins un sous ensemble dans un matériau (1) multi ensembles. Dans les modes de réalisation montrés dans les figures, l'ensemble (E) comporte deux couches (10,11), des particules réfléchissantes (3) étant noyées dans la couche de revêtement (10). La concentration des particules (3), c'est-à-dire le nombre et donc le poids moyen de porticules par cm3 , ainsi que la grandeur moyenne de chaque particule sont fonction de l'utilisation, comme on le verra ci-après. Les particules réfléchissantes (3) peuvent être métallioues: en aluminium ou un allia@e d'aluminium. par exemple. ou encore avoir au moins l'une de leurs faces 937) pourvues d'une mat@ere reflechissante. Ce m#tériau (1) peut être utilisé pour dès écrans, par exemple : (i) - Un écran pour recevoin la projection des diapositifs, des films ou des images (sur papier ou équivalent). L'écran doit être opaque. Ce résultat est obtenu en rendant au moins l'une des laces (111) (112) de la couche de base (11) opaque, ou en utilisant un matériau opaque pour au moins l'une des couches (10,11); selon un mode de réalisation, la lace (111) en contact avec la lace (102) de la couche (10) est rendue opaque.Il est encore possible d'obtenir l'opacité au moins partielle par une forte concentration de particules (3), de 15 % à 25 % en poids de la couche (10). La grandeur moyenne des particules pour ce type d'écran de dépasse, en général, pas 4 . Un tel écran réféchit la pratiquement totalité des rapyons (2) de lumiène incidente, et ceci pour une gamme importante de l'angle d'incidence &alpha;, pouvant atteindre 170 par rapport à la face (101) de la couche (10). Dans la fig. 1 , on voit que le rayon (2) traverse la couche (10) $rayon 21) et la couche (11) (rayon (22), tandis que les rayons (23) et (24) sont réfléhcis. (ii) - Un écran peut montrer le ou les images reçues à partinr d'un moins une source de rumière sur l'une et/ou l'autre face de l'ensemble (101, 112) ou sur l'une des faces (101) ou (112) seufement, donc pour la projection des dispositifs, films, etc, pour la uideo projection, pour la rétro- projection et la projection "bifaciale". Le matériau est translucide ou transparent. La concentration des particules (3) est relativement faible : de l'ordre de 5 %. La grandeur moyenne des particules (3) est importante et peut être de l'ordre de 25 . Afin d'éviten tout scintillement et/ou scintillation qui pourraient être provoquées par la présence de particules (3) ayant une grandeur relativement importante, il suffit de diriger la projection de la lumière (donc de l'image) sur la face (112) de la couche de base qui ne porte pas de revétement, cette surface étant également rendue rugueuse, la rugosité des surfaces (11, 112) permettant la diffusion la meilleure possible de la lumière incidente. (iii) - Un écran pouvant être utilisé, essentiellement, pour capter une image obtenue par projection vidéo. Le patériau (1) est rendu opaque de façon similaine à celle décrite dans le point (i) ci-dessus. La concentration est de l'ordre de 25 %. Les particules (3) ont une grandeur moyenne de 25 . Cette concentration importante de particles grandes suffit, en principe, pour obtenir une opacité suffisante du matériau (1). L'écran obtenu obtenu ainsi a une brillance exceptionnelle et peut avoir un gain de 10, comme les essais faits par les laboratoires du Centre National de la Cinématographie ont permis de constater. La courbe de luminosité de cet écran allant d'un état quasi totalement directionnel vers un état non directionnel permet de laçonner l'écran pour l'utilisation désirée, en choisissant la rugosité des faces (11, 112) de la couche de base (11.). Par exemple, la rugosité peut être telle que le gain en brillance sera de l'ordre de 4, et que la courbe de luminosité permette l'obtention de 50 % de la lumiène axialement réfléchie pour un angle &alpha; de 60 environ. De nombreuses modifications et améliorations peuvent être apportées au matériau (1) et aux écrans utilisant ce matériau sans pour autant sortin du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S --------------------------1.) - Matériau composite caractérisé en ce qu'il comprend au moins un ensemble (E) constitué par au moins une couche de base et au moins une couche de revêtement, et en ce que des particules (3) en une matière réfléchissante sont noyées dans au moins l'une desdites couches (10,11), la quantité desdites particules (3) étant au moins 3 % poids de la couche dans laquelle elles sont noyées. 2.) - Matériau composite selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins l'une des faces (111, 112, 102) d'au moins d'une desdites couches (10,11) est rugueuse. 3.) - Matériau composite selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la profondein de rugosité moyenne est très fine jusqu'à moyenne (0,04n 6 ) selon les définitions précisées dans les DIN (Deutsche Industrie Normen) N 4763 et 4764. 4.) - Matériau composite selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'au moins l'une des couches (10,11) d'un ensemble (E) est au moins partiellement opaque. 5.) - Matériau composite selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que toutes les couches (10,11) sont au moins partiellement translucides ou transparentes. 6.) - Matériau composite selon l'une des revendications précdentes, caractérisé en ce que la couche de base (11) est en une matiène rigide ou flexible tandis que la (ou les) couche(s) (10) de revêtement est (sont) en un vernis durci ou équivalent déposée (s) en état fluide de façon à y adhérer sur au moins l'une des faces de ladite couche de base (11). 7.) - Matériau composite selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites particules (3) sont noyées dans au moins l'unè des couches (10) de revêtement. 8.) - Matériau composite selon l'une des revendication précédentes, caractérisé en ce qu'au moins la face (111) de la couche de base sur laquelle est déposé le revêtement est rendue rugueuse. 9.) - Matériau composite selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une partie desdites particules (30) a une grandeur au moins égale à 3 . 10.) - Matériau composite selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'au moins une partie desdites particules (3) a une grandeur d'au moins égale à 20 . 11.) - Ecran réalisé en un matériau tel que précisé dans l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'au moins une partie desdites particules (3) a une grandeur maximale de 6 et que la quantité présente desdites particules est au moins égale à 15 % en poids de la couche (10,11) dans laquelle elles sont noyées. 12.) - Ecran réalisé en un matériau composite tel que précisé dans l'unedes revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'au moins une partie desdites particules (3) a une grandeur d'au moins 20 et que la quantité présente desdites particules est au moins égale à 22 % en poids de la couche 10, 11) dans laquelle elles sont noyées. 13.) - Ecran réalisé en un matériau composite tel que précisé dans l'une des revendication 1 à 10, caractérisé en ce qu'au moins une partie desdites particules (3) a une grandeur d'au moins 20 , et que la quantité présente desdites particules (3) est au moins égale à 3 % en poids de la couche (10,11) dans laquelle elles sont noyées. 14.) - Ecran réalisé en un matériau composite tel que précisé dans l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'au moins une partie desdites particules (3) a une grandeur d'au moins 3 et que la quantité présente desdites particules (3) est au moins égale é 3 % en poids de la couche (10,11) dans laquelle laquelle elles sont noyées.