Brevet FR2811663A1 — publié le 20020118

MATERIAU LUMINESCENT DE RAGREAGE. PROCEDE DE MISE EN PLACE D'UN TEL MATERIAU L'invention se rapporte au domaine technique des revêtements de surface, notamment des revêtements de sols, de murs, de cloisons ou de surfaces vitrées. L'invention concerne plus particulièrement un revêtement de surface qui présente tout à la fois une bonne étanchéité et comprenne au moins localement des zones phosphorescentes et/ou fluorescentes. Par fluorescence, on désigne ici une émission de rayonnement électromagnétique, au moins dans le domaine du visible, ce rayonnement apparaissant dès l'excitation ou après un temps très court de l'ordre de 10 8 s. La phosphorescence considérée ici est une photoluminescence à températures voisines de la température ambiante, luminescence persistant par rémanence pendant un temps relativement long après la suppression de lI'excitation. Par photoluminescence, on désigne ici l'émission d'un rayonnement électromagnétique au moins en partie dans le domaine du visible, suite à l'absorption de photons. On connaît de nombreuses applications de la luminescence. La majorité des applications de la luminescence concernent les domaines de l'électronique ou du médical: - électroluminescence par excitation cathodique sélective de luminophores déposés sur la surface interne d'écrans de télévisions, d'ordinateurs ou autres panneaux électroluminescents; - éclairage fluorescent type lampes à décharge, à vapeur de mercure haute ou basse pression; écrans à émissions de champs; écrans plasmas; diodes DEL; formations d'images radiologiques et écrans renforçateurs de rayons X; détection des radiations ionisantes; pompage laser; - enregistrement électrophotographiques, photopiles; chimioluminescence mise en oeuvre pour les dosages biologiques le séquençage d'acides nucléiques ou l'immunofluorescence. Les autres applications de la luminescence sont essentiellement orientées vers la sécurité ou le marquage et l'identification de produits: marquage d'identification ou d'authentification ou de protection contre le vol ou la photocopie, tri sélectif des matériaux - marquage des défauts dans des pièces par ressuage; - marquage routier et marquage de sécurité. Pour ce type d'applications, on peut se reporter, par exemple, aux documents suivants: demandes de brevet en France publiées sous les numéros 2 406 265, 2 441 231, 2 450 865, 2 684 398; demandes de brevet européen publiées sous les numéros 0 040 710, 0 525 977, 0 872 525; demandes internationales de brevet publiées sous les numéros /02226, 91/09253, 92/18573, 93/18237, 94/20577, 95/10663, 95/14134, 99/21937; - vêtements de sécurité et de protection, ainsi qu'il est décrit dans les io documents FR-A-2 406 265, FR-A-2 583 960, EP-A-0 026 463, FR-A-2 384 836, FR-A-2 514 377. La luminescence est parfois mise en oeuvre pour la simple décoration. Des matières fluorescentes ou phosphorescente ont ainsi été introduites dans certaines colles, vernis, encres laques ou peintures (cf. documents FR-A-2 565 347, WO-A-91/05833, WO-A-92/14799, WO-A-99/38916) pour des applications aussi variés que les verres à boire (FR-A-2 539 606), les parapluies (FR-A-2 627 679), les feux de positions (EP-A-522 785, EP-A421324), les préservatifs (WO-A-90/14058), les fausses pierres de construction (WO-A- 89/09250, WO-A-98/32267, WO-A-98/35919), les azurants optiques pour textiles. La variété des applications des matières fluorescentes ou phosphorescentes tend à faire croire que leur mise en oeuvre est aisée, ce qui est loin d'être le cas. En particulier, ces matériaux sont sensibles au vieillissement, notamment sous l'effet des rayonnements ultraviolets, leur luminescence allant souvent en déclinant avec le temps. Par ailleurs, ces matériaux sont souvent onéreux, de sorte que leurs applications conventionnelles sont: - soit très techniques, le prix de ces matériaux étant alors peu critique; - soit peu technique, auquel cas les surfaces luminescentes sont d'étendues limitées, les matériaux employés présentant de plus un rendement de luminescence faible et une brillance réduite. L'invention concerne un revêtement de sol étanche, phosphorescent et/ou fluorescent dans sa masse, à rendement de luminescence élevé, dépourvu de radionuclédes, et pouvant être mis en place sur surface humide ou sèche. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante de modes de réalisation, description qui va être effectuée en se référant aux dessins annexés, schématisant, en coupe transversale: - en figure 1, un mode d'imprégnation en résine d'une chape; - en figure 2, un mode de mise en oeuvre d'un mortier de résine thermodurcissable à charge ligneuse ou caoutchouteuse selon l'invention; - en figure 3, un mode de mise en oeuvre d'un revêtement en mortier coulable selon l'invention; - en figure 4, un mode de mise en oeuvre d'une peinture ou couche filmogène selon l'invention; - en figure 5, un mode de mise en ceuvre d'un joint en résine selon l'invention. Dans tous les modes de réalisation représentés, le support de base 1 est un liant hydraulique tel que béton ou analogue. Il est entendu toutefois que d'autres types de support de base peuvent être concernés ainsi que le reconnaîtra l'homme du métier. Les modes de réalisations décrits et représentés ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. Ce support de base 1 est revêtu d'une chape talochée 2, dans les modes de réalisation des figures 1 à 4. Sur cette chape talochée 2, une couche d'imprégnation 3 est mise en place. Dans d'autres modes de réalisation, non représentés, la couche d'imprégnation 3 est directement mise en place sur le support 1, sans chape intermédiaire 2. La surface supérieure du support est éventuellement traitée pour permettre l'accrochage de cette couche d'imprégnation 3. Ce traitement peut être effectué de différentes manières, par exemple par ponçage ou meulage, grenaillage, projection d'eau sous pression, sablage, hydrosablage, bouchardage, rabotage ou fraisage. Le ponçage ou le meulage peuvent être réalisés à sec ou à l'eau avec éventuellement une aspiration. La projection d'eau sous pression peut être réalisée avec des pressions allant de quelques bars à 1000 bars environ, et des débits de l'ordre de quelques litres par minutes à quelques centaines de litres par minutes, I'eau étant éventuellement chauffée. Une préparation mécanique ou un décapage chimique sont le cas échéant conduits, lorsque le support de base 1 est recouvert d'une peinture ou d'un bitume. Lorsque le décapage chimique est employé, la pose du revêtement selon l'invention sera effectuée après un temps de séchage suffisant pour permettre l'évaporation totale des solvants du décapant. Sur support béton, l'arrosage 24 heures avant la pose diminuera la porosité s du support et le bullage, la pose s'effectuant sur un support humide et débarrassé des excès d'eau dans les flashs. Les conditions de préparation du support de base sont définies par les textes suivants DTU 21, DTU p74-203 et DTU 59.3, I'application de ces textes et réglementations étant tout à fait possible lors de la mise en oeuvre de l'invention. La mise en place de la couche de résine d'imprégnation 3 peut être réalisée au rouleau ou à la brosse, éventuellement au pistolet, dans le but de lier les particules de surface. L'imprégnation ferme les pores sans former un film continu. La quantité de résine d'imprégnation à appliquer est fonction de la structure du support (et de son pourvoir absorbant) et sera telle qu'après traitement et séchage le support soit légèrement brillant. La résine d'imprégnation est de préférence sans pigment afin de ne pas diminuer la pénétration en profondeur. L'application de la résine d'imprégnation s'effectue de préférence sur un sol propre, dégraissé et sec. L'application se fait en épaisseur allant jusqu'à 20mm, la pénétration dans le support étant comprise entre 0.5 à 2mm environ. Sur la couche d'imprégnation 3, un revêtement 4 est mis en place. Dans le mode de réalisation schématisé en figure 2, ce revêtement 4 est une couche truellable en mortier de résine, comprenant une résine thermodurcissable, des charges et additifs, et éventuellement des pigments. L'épaisseur de la couche truellable est de l'ordre de 6 à 12 mm. L'application se fait, à la tisseuse et à la taloche, sur un sol propre, dégraissé et sec. La consommation de mortier est environ de 1.8 à 2kg par mètre carré par millimètre d'épaisseur. Ce mode de réalisation convient pour les applications dans lesquelles une bonne résistance mécanique et une bonne résistance chimique sont exigées. Dans une variante de réalisation, correspondant également au schéma de la figure 2, le revêtement est un mortier truellable contenant une résine thermodurcissable et comme liant, des charges cellulosiques telles que copeaux de bois ou analogues. Ce revêtement 4 est antidérapant. Il peut être appliqué en épaisseur de 3 à 12mm. L'application est effectuée sur un sol parfaitement propre et dégraissé. Ce mode de réalisation convient aux applications dans lesquelles une bonne résistance mécanique est souhaitée pour un sol doux et thermiquement isolant. Ce mode de réalisation ne convient pas lorsqu'une bonne résistance chimique est souhaitée. Dans une autre variante de réalisation, le revêtement 4 comprend une résine thermodurcissable et des charges en caoutchouc. Ce revêtement adhérent peut être appliqué en épaisseur de 3 à 12mm. Ce mode de réalisation convient pour des applications dans lesquelles un sol souple doux et thermiquement isolant est souhaité, mais ne convient pas lorsqu'une bonne résistance chimique ou mécanique sont souhaitées. L'application est effectuée sur un sol propre io dégraissé et sec. Dans le mode de réalisation de la figure 3, le revêtement 4 est un mortier coulable, comprenant une résine, des charges et des pigments éventuels, dans une épaisseur comprise entre 1 et 6 mm. La consommation de mortier est de l'ordre de 1.8 kg par mètre carré par millimètre d'épaisseur. Lorsque la teneur en résine est élevée, le mortier peut être autonivellant. L'application à la truelle sera conduite pour des teneurs en charges élevées. Ce mode de mise en oeuvre est adapté aux applications dans lesquelles une usure par frottement est à craindre, ou lorsque le support de base 1 est rugueux ou ancien mais pas trop dégradé. Dans le mode de réalisation schématisé en figure 4, le revêtement 4 est une peinture ou une couche filmogène, appelée improprement " scellement " par certains praticiens. Ce mode de réalisation permet une fermeture complète des pores du support de base 1 et la formation d'un film continu et imperméable. Ce mode de réalisation convient pour les applications dans lesquelles une bonne résistance chimique est souhaitée. La finition peut être lisse ou antidérapante. L'épaisseur de la couche filmogène est comprise entre 0.1mm et 1mm environ. L'application de la couche filmogène est effectuée sur un sol parfaitement propre, dégraissé et sec. La formulation peut contenir des pigments et des charges. La teneur en éléments solides contenus dans la couche de revêtement 4 peut être plus élevée que pour celle contenue dans la couche d'imprégnation 3. La couche filmogène est appliquée au rouleau, à la brosse, au pistolet, ou par coulage et tirage, cette dernière méthode étant réservée au cas des systèmes sans solvants. Suivant la nature du produit et du support, on applique de une à quatre couches. Dans une variante de réalisation correspondant également au schéma de la figure 4, le revêtement 4 est une peinture comprenant une résine thermodurcissable, des charges et colorants. Ce type de produit permet la décoration et la protection intérieure et extérieure des supports ciments, plâtre, briques, bétons ou crépis. La mise en oeuvre se fait en deux couches frais sur frais à la brosse au rouleau sur primaire. Les supports doivent être sains, exempts de poussières et de toutes substances pouvant nuire à la bonne tenue du revêtement. Dans le mode de réalisation de la figure 5, un mastic composé d'une résine thermodurcissable et de charges est appliqué pour le bouchage de fissures ou la réalisation de joints de raccordement dans la construction, ou bien encore pour la o10 réalisation de joint de liaison entre plinthes, de raccords sur mur ou sol pour l'étanchéité, de joint de dilation, ou pour le colmatage ou la décoration. L'application peut se faire par coulage ou par cartouche, le mastic pouvant être coulant ou chargé de sorte à être thixotrope. On décrit maintenant une composition de résine telle que pouvant être mise en oeuvre dans les applications schématisées sur les figures annexées. Dans un mode de réalisation, la résine comprend une base époxydique type bisphénol éther et un durcisseur à base de cycloliphatique. Le mélange comprend par exemple deux volumes de résine pour un ou deux volumes de durcisseur. Dans un autre mode de réalisation, la résine est de type polyuréthane. De la poudre de zinc est ajoutée à la résine, ainsi que des pigments phosphorescents ou fluorescents. La résine ne contient pas de radionucléides. Dans un mode de réalisation, le produit luminescent est un pigment vendu par la société Canrad Hanovia Inc. De Newrak (New Jersey, Etats-Unis), sous le marque Lumilux (Ridel de Haen AG). Ce pigment phosphorescent se présente sous forme d'une poudre finement divisée. Dans d'autres modes de réalisation, la matière luminescente est choisie parmi le groupe comprenant: - les sulfures de zinc ou de cadmium, - les oxydes d'aluminium et d'un métal choisi parmi le groupe comprenant le calcium, le strontium et le baryum; -les aluminates de strontium activés à l'europium et/ou au dysprosium, au moins une partie des atomes de strontium étant remplacé par un élément choisi parmi le plomb, le dysprosium et le zinc; - les oxyhalogénures de terres rares tels que par exemple oxyhalogénure de lanthane, gadolinium ou mixte lanthanegadolinium associé à un activateur de terres rares, - le borate de lithium Li2B407, - un fluorohalogénure de métaux alcalino-terreux activés à l'europium; - les phosphates de lanthane et de thallium, par exemple produits par io décomposition thermique de gels, de solution ou de poudres comprenant des sels de lanthane, de lithium et de métaux alcalins et un précurseur organique tel que le phosphate de tri-méthyle et l'acide borique. La résine à effet phosphorescent et/ou fluorescent peut être appliquée dans l'eau, sur des surfaces humides ou sèches, à température ambiante ou à basse température. Cette résine peut être mélangée à une multitude de charges. Les principaux locaux visés sont à usage d'habitation, scolaire, sportif, hospitalier, de parking, commercial, technique, industriel, de stockage. Les surfaces pouvant être revêtues de ladite résine peuvent être des sols ou des murs. D'autres applications possibles sont: - la signalisation routière; - le marquage dans les usines; - la signalisation de sécurité; - les lettres dessins et peintures pour la publicité ou la décoration; - les surfaces internes des cuves, tanks, souterrains et autres surfaces de lieux sombres. Suivant le type de produit luminescent choisi, I'effet coloré sera jaune, bleu, vert, ou rouge. Le mélange de différents pigments luminescents permet d'obtenir une palette de nuances. L'ajout de charges colorées, de sables, de polymères, ou de grains de métaux permet de varier encore les effets. Les produits selon l'invention permettent, suivant leur mode de mise en place, de réaliser l'une ou plusieurs des fonctions suivantes: suppression de la formation des poussières provenant du béton ou des mortiers à base de liants hydrauliques; - diminution de la porosité du support de base 1 dont l'entretien se trouve ainsi facilité; - coloration uniforme du support de base 1; - protection du support contre certains produits chimiques; - réduction de la micro rugosité du support 1; amélioration de la résistance à l'abrasion; - pouvoir antidérapant par incorporation de granulats (quartz, slice, io corindon); - augmentation de la résistance intrinsèque du support; - rattrapage des niveaux ou pentes du support de base 1; - augmentation de résistance à la microfissuration; - amélioration de l'étanchéité du support. REVENDICATIONS 1. Matériau de ragréage de surface, caractérisé en ce qu'il comprend une résine thermodurcissable et au moins un pigment luminescent. 2. Matériau de ragréage de surface selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résine est choisie parmi le groupe comprenant les résines à base époxydique type bisphénol éther, les résines à base polyuréthane. 3. Matériau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau luminescent est choisi parmi le groupe comprenant: les sulfures de zinc; les sulfures de cadmium; les oxydes d'aluminium et de calcium; les oxydes io d'aluminium et de strontium; les oxydes d'aluminium et de baryum; les aluminates de strontium activés à l'europium et/ou au dysprosium; les aluminates de strontium activés à l'europium et/ou au dysprosium dont au moins une partie des atomes de strontium est remplacé par des atomes de plomb, de dysprosium ou de zinc; les oxyhalogénures de terres rares; les oxyhalogénures de lanthane, gadolinium ou mixte lanthane-gadolinium associé à un activateur de terres rares; le borate de lithium Li2B407; un fluorohalogénure de métaux alcalino-terreux activés à l'europium;les phosphates de lanthane et de thallium. 4. Matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des charges choisies parmi le groupe comprenant les copeaux de bois, les grains de caoutchouc, les copeaux métalliques. 5. Procédé de mise en place d'un matériau tel que présenté dans l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mise en place d'une couche d'imprégnation (3), formant support audit matériau de ragréage. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de mise en place d'une chape talochée (2), formant support de la couche d'imprégnation (3).