Brevet FR2682962A1 — publié le 19930430

i MATERIAU COMPORTANT DES PIGMENTS, NOTAMMENT LUMINESCENTS, ET SON PROCEDE D'OBTENTION La présente invention concerne un matériau comportant des pigments, notamment luminescents, et son procédé d'obtention. Elle s'applique par exemple à des revêtements de surface devant rester visibles après disparition de tout éclairage, artificiel ou naturel, pour des raisons de sécurité ou d'esthétique, ces revêtements étant par ailleurs soumis à de fortes contraintes mécaniques comme dans le cas notamment de revêtements de sol notamment Plus généralement elle s'applique à tous revêtements dont il est nécessaire de garantir une longue durée de vie tout en gardant ses propriétés, luminescentes par exemple, ainsi que ses qualités esthétiques, et cela, quel que soit l'application ou l'environnement. Les revêtements luminescents notamment photoluminescents déjà connus sont très peu résistants aux contraintes mécaniques En effet ces produits sont généralement constitués d'un liant solidifié contenant des pigments photoluminescents Or ceux-ci sont très fragiles et à la moindre contrainte mécanique telle qu'un léger écrasement par exemple, ils perdent leur propriété luminescente Les liants, généralement à base de polymères, amortissent mal ces contraintes Cet inconvénient empêche l'utilisation de ces produits pour des revêtements de sol par exemple. Un autre inconvénient propre à ces produits photoluminescents connus est leur médiocre qualité esthétique due au fait que les pigments photoluminescents ne se répartissent pas de façon homogène à l'intérieur du liant De plus, la densité relative des pigments par rapport au liant fait que lors de la pose du revêtement notamment, alors que le liant est encore fluide, ceux-ci s'agglutinent vers le fond avant que le produit ait eu le temps de durcir Un moyen connu pour rendre le revêtement homogène et améliorer ainsi ses qualités esthétiques, est de saturer le liant de pigments photoluminescents Cependant cette méthode est inexploitable pour certaines applications car elle nécessite une très grande quantité de pigments photoluminescents qui sont très coûteux De plus, si cette méthode résout partiellement les problèmes d'homogénéité et de répartition dans le liant, elle élude le problème du manque de résistance mécanique de ces produits Enfin, ces derniers s'enflamment facilement à cause de la grande quantité de liant qu'ils contiennent, le liant est en effet à base de matière organique, ce qui rend l'utilisation de ces revêtements dangereux dans des lieux publics ou susceptibles d'être soumis à des incendies. Le but de l'invention est de pallier les inconvénients précités. A cet effet l'invention a pour objet un matériau comportant des pigments, ayant une épaisseur donnée et étant constitué au moins d'un liant, de billes et de pigments, caractérisé en ce que les billes sont jointives à l'intérieur du revêtement et réparties sensiblement sur toute son épaisseur, les pigments étant contenus dans le liant entre les billes. L'invention a également pour objet un procédé d'obtention du revêtement précité. L'invention a pour principaux avantages qu'elle permet d'obtenir des produits luminescents offrant une grande résistance aux contraintes mécaniques, ayant de remarquables qualités esthétiques, étant très peu inflammables et ayant une longue durée de vie, enfin qu'elle permet d'obtenir ces produits de façon simple et peu coûteuse. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard des dessins annexés qui représentent: la figure la, une vue en coupe d'un revêtement comportant des pigments; la figure 1 b, une vue en coupe d'un revêtement dont le liant est saturé de pigments; la figure 2 a, une vue en coupe d'un revêtement possible selon l'invention; la figure 2 b, des pigments disposés entre des billes de verre selon l'invention; les figures 3 a et 3 b, des illustrations de charges supplémentaires contenues dans des revêtements selon l'invention; la figure 4, une illustration d'un procédé d'obtention possible d'un produit de revêtement selon l'invention. La figure la illustre une vue en coupe d'un revêtement comportant des pigments réalisé selon l'art antérieur, elle présente un support 1 repéré par des hachures, sur lequel a été déposé une couche de liant 2 contenant des pigments 3 Le liant 2 est constitué d'une matière de base fluide, une résine translucide par exemple et d'un durcisseur destiné à solidifier le liant après la pose La nature de ces deux éléments utilisés dépend de leurs compositions respectives et de la nature des pigments Avant la pose du produit, les pigments 3 sont incorporés dans le liant 2 et répartis de façon homogène à l'intérieur de celui-ci Cependant, peu après la pose sur le support 1, les pigments dont la densité est en général supérieure à celle du liant s'agglutinent de façon inhomogène au fond du liant, sur le support, comme le montre la figure la, dégradant considérablement l'effet esthétique recherché et l'efficacité de luminescence dans le cas notamment o les pigments 3 sont luminescents. La figure lb présente une couche de revêtement obtenue en saturant le liant 2 de pigments 3 Dans ce cas la répartition est effectivement homogène Cette solution nécessite cependant de grandes quantités de pigments et est donc très couteuse, notamment dans le cas o les pigments sont luminescents Par ailleurs les pigments proches de la surface 4, soumis à l'environnement extérieur sont facilement détériorés De plus, dans le cas de contraintes mécaniques, exercées par exemple suivant la flèche 5, les pigments sont écrasés, et si ceux-ci sont luminescents, ils perdent alors cette propriété Dans le cas d'un revêtement luminescent, la solution présentée par la figure lb, toujours réalisée selon l'art antérieur, apporte des qualités esthétiques acceptables mais n'apporte aucune résistance, notamment mécanique et ne peut en aucun cas s'adapter à des revêtements de sol par exemple, particulièrement à des revêtements luminescents à cause de la très grande fragilité mécanique des pigments luminescents. La figure 2 a présente une vue en coupe d'un revêtement possible selon l'invention comportant des pigments Des billes 6, translucides par exemple, chargent le liant 2 en quantité suffisante de manière à être jointives et réparties sur toute l'épaisseur du revêtement délimité par le support 1 et sa surface 4, comme le montre la figure 2 a. La couche supérieure de billes 6 peut être éventuellement recouverte d'une légère couche de liant sans pour autant nuire à la qualité du revêtement Les pigments 3 contenus dans le liant 2 sont ainsi emprisonnés entre les billes 6 comme le montre de façon détaillée la figure 2 b Sur cette figure, quatre billes 6 jointives contenues dans le liant 2 sont représentées Des pigments 3 sont emprisonnés entre ces billes 6 Au moment du mélange entre le liant 2 à l'état fluide, les billes 6 et les pigments 3, ces derniers sont répartis de façon homogène dans le mélange et le restent après la pose de celui-ci, car leur emprisonnement entre les billes 6 les empêche de s'agglutiner sur le support 1 De plus, les billes 6, notamment si elles sont en verre, apportent une protection mécanique aux pigments, puisque ceux-ci sont compartimentés dans des espaces, entre les billes, soumis à aucune contrainte mécanique quel que soit l'environnement extérieur au produit obtenu selon l'invention Cette dernière propriété est particulièrement importante dans le cas de pigments photoluminescents L'efficacité du produit quant à ces qualités est d'autant mieux atteinte que les billes 6 sont en verre et polies, c'est- à-dire ayant une surface régulière permettant de bien rendre les billes jointives La granulométrie des billes 6, plus particulièrement leur diamètre, doit aussi permettre une compartimentation satisfaisante des pigments En effet, si le diamètre est trop faible, les pigments risquent d'être écrasés et si le diamètre est trop grand, les pigments risquent d'être mal retenus prisonniers entre les billes Par exemple, pour des pigments ayant un diamètre compris entre 5 et 40 plm par exemple, des billes dont le diamètre est compris entre 200 et 300 /pm permettent une bonne compartimentation des pigments Les billes 6 n'ont pas nécessairement le même diamètre Dans le cas de la figure 2 a, quatre couches de billes constituent l'épaisseur du produit déposé Ce nombre de couches est évidemment présenté à titre d'exemple, et dépend de l'épaisseur du revêtement Pour des applications telles que des revêtements de sol ou de mur par exemple cette épaisseur peut atteindre plusieurs millimètres, voire un centimètre et plus. Un des avantages supplémentaires apportés par le produit selon l'invention est que la quantité de liant qui est un produit organique, est grandement diminué au profit de la quantité de billes 6; or, si celles- ci sont en verre ou en silice par exemple, le produit sera en conséquence très peu inflammable De plus, dans le cas de produit luminescent par exemple, la quantité de pigments luminescents nécessaire est réduite puisque ceux-ci sont répartis dans l'espace situé entre les billes 6 et de façon homogène sur toute la couche de produit, ce qui diminue grandement le coût du produit Suivant les diamètres des billes, la proportion de celles-ci dans le mélange constituant le produit de revêtement peut dépasser 90 % Le liant peut être constitué par exemple d'une matière de base époxy et d'un durcisseur compatible En fait, tous les types de liants connus de l'homme de l'art peuvent être utilisés, en fonction évidemment de la nature des pigments et des billes. Le revêtement illustré par la figure 2 a présente un état de surface 4 bosselé dû au fait qu'en durcissant, le liant épouse la forme des billes 6 en surface Une solution pour supprimer cet effet consiste à ajouter au mélange constitué du liant 2, des billes de verre 6 et des pigments 3, des charges 7 beaucoup plus petites que les billes 6, des particules de verre broyé par exemple, comme l'illustre la figure 3 a Ces charges 7 comblent les creux de surface 4 de la figure 2 a et permettent d'obtenir une surface lisse, n'accrochant pas la poussière par exemple. Les particules de verre broyé peuvent être remplacées éventuellement par de la poudre de quartz moins coûteuse De la poudre de silice pourrait être utilisée, cependant, n'étant pas translucide, elle n'est pas adaptée aux revêtements luminescents notamment. La figure 3 b montre un autre avantage de ces charges supplémentaires 7 Elle permet en effet de diminuer la quantité de liant 2 entre les billes 6 Si ces charges sont des particules de verre broyé ou de quartz par exemple, elle rendent le revêtement encore plus résistant au feu Le mélange obtenu avant la pose constitue dans ce cas une sorte de mortier sec, facile à poser. Aux mélanges précédemment décrits, il est possible d'ajouter des agents bien connus de l'homme de l'art Ces agents additifs peuvent être par exemple des agents mouillants, des agents de pontage, des agents antimoussants, des agents débulleurs, des agents plastifiants ou des agents filtrant les rayons ultra-violets Les agents mouillants permettent en particulier aux pigments d'être convenablement mouillés par le liant et donc de bien se mélanger à celui-ci, les agents de pontage favorisent la liaison mécanique et chimique entre le liant et les pigments d'une part, et entre le liant et les billes d'autre part Les agents antimoussants et les agents débulleurs suppriment les bulles d'air constituées lors du mélange des constituants du revêtement Les agents mouillants et les agents de pontage participent également à la suppression de bulles d'air Ces bulles d'air sont en effet très néfastes à la qualité du revêtement; soumises à des rayonnements de photons par exemple, elles libèrent de petites quantités d'eau qui noircissent le revêtement et lui font perdre tout effet luminescent dans le cas notamment de revêtements luminescents Les agents plastifiants augmentent les propriétés élastiques du revêtement afin de le rendre plus souple et moins cassant Enfin les agents filtrants les ultra-violets protègent les pigments de ces rayonnements si cela est nécessaire, en particulier quand ce rayonnement s'avère trop intense Tous ces agents sont ajoutés en faible quantité et constituent des proportions généralement inférieures à 1 % environ du mélange total. Les qualités esthétiques du revêtement selon l'invention comportant notamment des particules luminescentes peuvent être complétées en ajoutant par exemple aux mélanges précédemment décrits, des paillettes métalliques, de nacre, de la poudre de verre ou de quartz coloré. La figure 4 présente un procédé d'obtention possible d'un produit de revêtement selon l'invention Une matière de base 41, appelée généralement base, de préférence en résine époxy, mais aussi par exemple en polyuréthanne ou en méthacrylate, est associée à des billes 6, en verre poli par exemple, pour obtenir un premier mélange 43 De même, un durcisseur 42, à base d'amine cycloaliphatique par exemple, est associé à des pigments 3, photoluminescents par exemple pour un deuxième mélange 44 Les deux mélanges obtenus 43 et 44 sont ensuite regroupés pour subir une phase de malaxage 45 Lors de cette phase de malaxage 45, des agents additifs 46 tels que ceux précédemment cités peuvent être ajoutés aux mélanges 43 et 44 Une fois la phase de malaxage 45 terminée, un produit de revêtement 47 selon l'invention est obtenu et prêt à être posé Ce produit obtenu, encore fluide, est composé d'un liant constitué de la matière base 41 et du durcisseur 42, de billes 6 et de pigments 3 et éventuellement d'agents additifs La polymérisation du liant dépendant de la nature du durcisseur, le revêtement selon l'invention se solidifiera plus ou moins rapidement Les proportions des produits ainsi que le diamètre des billes doivent être tels qu'ils permettent d'obtenir les structures présentées par les figures 2 a et 2 b Un exemple de composition de mélange est donné ci-dessous base 19,70 % durcisseur 9,20 % billes de verre de diamètre 200 à 300,pm 59,00 % pigments photoluminescents de diamètre 5 à 40 pm 11,80 % agents additifs 0,30 % Les quantités de base et de durcisseur peuvent être par exemple diminuées au profit de quantités de particules de verre broyé ou de quartz comme dans l'exemple de composition ci-dessous: base 17,70 % durcisseur 8,30 % billes de verre de diamètre 200 à 300 pm 59,00 % pigments photoluminescents de diamètre 5 à 40 pm 11,80 % verre broyé 2,90 % agents additifs 0,30 % Ces proportions dépendent bien évidemment du type d'application Les produits de revêtement obtenus selon l'invention, très résistants mécaniquement et aux qualités esthétiques remarquables, peuvent être posés sur toutes sortes de surface, suivant plusieurs épaisseurs possibles Le revêtement peut être recouvert d'un vernis ou d'un produit antidérapant par exemple, notamment dans le cas de revêtement de sol Ces produits peuvent éventuellement durcir avant la pose de manière à obtenir par exemple des carreaux ou des plinthes Des moules peuvent par ailleurs être recouverts d'un revêtement selon l'invention pour obtenir des objets tels que des vases ou des récipients par exemple. R E V E N D I C A T I O N S 1 Matériau comportant des pigments, ayant une épaisseur donnée et étant constitué au moins d'un liant ( 2), de billes ( 6) et de pigments ( 3), caractérisé en ce que les billes ( 6) sont jointives à l'intérieur du revêtement et réparties sensiblement sur toute son épaisseur, les pigments ( 3) étant contenus dans le liant ( 2) entre les billes ( 6). 2 Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les billes ( 6) sont translucides. 3 Matériau selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les billes ( 6) sont en verre. 4 Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pigments ( 3) sont luminescents. Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pigments ( 3) sont photoluminescents. 6 Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en que les billes ( 6) sont pleines. 7 Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les billes ( 6) ont un diamètre relatif par rapport à la taille des pigments ( 3) telles qu'elles n'écrasent pas les pigments ( 3). 8 Matériau selon la revendication 7, caractérisé en ce que les billes ( 6) ont un diamètre compris entre 200,m et 300 pm. 9 Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient en outre des particules ( 7) de verre broyé. Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient en outre des particules ( 7) de quartz. 11 Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient en outre un agent mouillant ( 46). 12 Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient en outre un agent de pontage ( 46). 13 Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient en outre un agent débulleur ( 46) 14 Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient en outre un agent plastifiant ( 46). Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient un agent filtrant ( 46) les rayons ultra-violets. 16 Matériau selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 14 et 15, caractérisé en ce que la composition du mélange contient: base ( 41) 19,70 % durcisseur ( 42) 9,20 % billes ( 6) de verre de diamètre 200 à 300 Jm 59,00 % pigments ( 3) photoluminescents 11,80 % agents additifs ( 46) 0,30 % 17 Matériau selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 et 15, caractérisé en ce que la composition du mélange contient: base ( 41) 17,70 % durcisseur ( 42) 8, 30 % billes ( 6) de verre de diamètre 200 à 300 pm 59,00 % pigments ( 3) photoluminescents 11,80 % verre broyé ( 7) 2,90 % agents additifs ( 46) 0,30 % 18 Procédé pour l'obtention du revêtement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à associer une base ( 41) à des billes ( 6) pour obtenir un premier mélange ( 43), à associer un durcisseur ( 42) et des pigments ( 3) pour obtenir un deuxième mélange ( 44), à regrouper les deux mélanges ( 43, 44) obtenus dans une phase de malaxage ( 45), des agents additifs ( 46) étant ajoutés aux mélanges ( 43, 44) lors de la phase de malaxage, pour obtenir un produit ( 47) de revêtement prêt à être posé.