Brevet FR2954343A1 — publié le 20110624

La présente invention concerne un matériau photoluminescent en poudre, le procédé permettant de l'obtenir et un procédé d'application dudit matériau photoluminescent en poudre. Dans la présente demande il est entendu que le terme photoluminescent est utilisé pour caractériser un produit capable d'émettre un rayonnement lumineux à une température inférieure à la température d'incandescence, après absorption d'énergie reçue sous forme d'une excitation lumineuse. La photoluminescence englobe la phosphorescence pour laquelle la luminescence persiste après l'excitation (temps de persistance pouvant aller d'une fraction de seconde à plusieurs jours) et la fluorescence pour laquelle la luminescence s'arrête avec l'excitation. Dans la présente demande, il est également entendu que le terme résine désigne toute substance organique susceptible de constituer un élément filmogène lorsqu'on l'applique en couches minces. Cette définition inclut en particulier les vernis en paillettes ou en poudre. Les pigments photoluminescents trouvent tout particulièrement une utilité dans les domaines de l'affichage de sécurité, de la signalisation d'évacuation ou des équipements de protection individuelle à haute visibilité. En effet, les pigments photoluminescents ne présentent pas de risque de panne puisqu'ils fonctionnent sans alimentation électrique, sous réserve qu'ils aient subi une excitation lumineuse préalable. De façon classique les surfaces destinées à recevoir les pigments photoluminescents sont d'abord recouvertes d'une couche d'un revêtement blanc assurant la réflexion et le support, puis d'une couche intermédiaire contenant les pigments photoluminescents et enfin d'une couche supérieure transparente de protection. Une telle application de couches successives de différents matériaux peut se révéler longue et couteuse. Aussi, afin de limiter l'utilisation de solvants polluants et pour des questions d'économies, il est souhaitable de recourir à une application d'un matériau en poudre. Il est connu par le document US 6 398 983 un matériau fluorescent constitué d'un mélange d'un pigment fluorescent en poudre et d'une poudre époxy. Un tel mélange est alors appliqué sur la surface à traiter, avant d'être transformé en liquide par chauffage pour ensuite former un film fluorescent recouvrant ladite surface, après refroidissement. Un tel mélange présente de nombreux inconvénients lors de sa mise en oeuvre et à l'usage. En particulier, un tel mélange ne permet pas d'obtenir une répartition homogène des pigments dans l'épaisseur du film fluorescent. Il ne permet également pas d'obtenir une charge de pigments fluorescents dans le film fluorescent supérieure à environ 90g/m2, limitant ainsi la luminance des surfaces revêtues avec un tel matériau. Il existe un besoin de nouveau matériau photoluminescent en poudre permettant d'obtenir une charge plus importante en pigment photoluminescent dans ledit film. De façon générale, la présente invention a pour objet de remédier en tout ou partie aux différents inconvénients précédemment cités et, à cet effet, expose un procédé de préparation d'un matériau photoluminescent en poudre, ledit matériau photoluminescent en poudre permettant d'obtenir des films photoluminescents qui présentent une charge améliorée en pigments photoluminescents. La présente invention a également pour objet un procédé d'application sur une surface d'un matériau photoluminescent en poudre selon l'invention à l'aide d'un pistolet à poudre pour former un revêtement photoluminescent. Plus précisément, ce document décrit d'abord un procédé de 20 préparation d'un matériau photoluminescent en poudre comprenant les étapes consistant à : a) mélanger au moins une résine en poudre et au moins un pigment photoluminescent en poudre pour obtenir une composition photoluminescente ; 25 b) extruder à chaud une composition photoluminescente ayant au moins subi l'étape a) dudit procédé de préparation ; c) durcir une composition photoluminescente ayant au moins subi l'étape b) dudit procédé ; d) broyer une composition photoluminescente ayant au moins subi 30 l'étape b) ou c) dudit procédé pour obtenir un matériau photoluminescent en poudre. Avantageusement ladite résine en poudre permet de former un film transparent ou translucide. Dans un mode de réalisation du procédé de préparation selon la 35 présente invention, ledit pigment photoluminescent en poudre est amagnétique. Dans un mode de réalisation du procédé de préparation selon la présente invention, l'étape d) est suivie d'une étape e) consistant à filtrer ledit matériau photoluminescent en poudre. Avantageusement, ladite étape e) permet d'obtenir un matériau 5 photoluminescent en poudre présentant des particules dont la taille n'excède pas 200 pm. Dans un mode de réalisation du procédé de préparation selon la présente invention, ledit pigment photoluminescent en poudre est choisi parmi les pigments phosphorescents, les pigments fluorescents ou un mélange de 10 ceux-ci. L'utilisation de pigments fluorescents ou phosphorescents permet d'obtenir un matériau respectivement fluorescent ou phosphorescent tandis que l'utilisation combinée de pigments fluorescents et phosphorescents permet d'obtenir un matériau photoluminescent en poudre présentant une fluorescence lorsqu'il est soumis à une excitation lumineuse pour lequel un phénomène de 15 phosphorescence persiste après l'excitation lumineuse. La fluorescence permet d'augmenter la visibilité du matériau photoluminescent en poudre sous lumière d'excitation et, éventuellement, permet de modifier sa couleur. L'utilisation combinée de pigments fluorescents et phosphorescents conduit éventuellement à un matériau photoluminescent en poudre présentant deux 20 couleurs distinctes, l'une observée lorsqu'il est soumis à une excitation lumineuse et l'autre lorsque ledit matériau n'est plus soumis à l'excitation lumineuse et qu'il émet de la lumière par phospholuminescence. Dans un mode de réalisation du procédé de préparation selon la présente invention, la composition photoluminescente obtenue à l'étape a) 25 dudit procédé comprend 40 à 70 % en masse de pigments photoluminescents en poudre. La mise en oeuvre du procédé de préparation selon un tel mode de réalisation permet d'obtenir un matériau photoluminescent en poudre capable de former un film photoluminescent qui présente une charge en pigments photoluminescents en poudre supérieure à environ 90 g/m2. 30 Dans un mode de réalisation du procédé de préparation selon la présente invention, ledit pigment photoluminescent en poudre est choisi parmi le sulfure de zinc ou les aluminates de strontium. Dans le présent document, il doit être compris que le sulfure de zinc peut présenter des traces de cuivre ou de cobalt selon les proportions 35 connues de l'homme de l'art afin de lui conférer les propriétés photoluminescentes désirées. De la même façon, il doit être compris que les aluminates de strontium peuvent nécessiter la présence d'un dopant tel que de l'europium, du dysprosium ou une autre terre rare afin de leur conférer les propriétés photoluminescentes désirées. La présente invention n'est en aucun cas limitée à l'utilisation des pigments photoluminescents en poudre précédement cités et tout autre pigment présentant des propriétés photoluminescentes conviendrait. Dans un mode de réalisation du procédé de préparation selon la présente invention, ladite étape a) est mise en oeuvre avec, outre ladite résine en poudre et ledit pigment photoluminescent en poudre, un additif choisi parmi des pigments colorés, des pigments thermiques ou un mélange de ceux-ci. Les pigments colorés permettent de modifier la couleur d'excitation ou la couleur de restitution du film photoluminescent. Les pigments thermiques sont sensibles à la température et changent de couleurs lorsqu'ils atteignent une certaine température prédéfinie. L'utilisation de tels pigments thermiques permet de modifier ou la couleur d'excitation ou la couleur de restitution du matériau en fonction de sa température. La présente invention concerne ensuite un matériau photoluminescent en poudre pour revêtement de surface obtenu par le procédé selon la présente invention. Ainsi, Le matériau photoluminescent en poudre selon la présente invention permet d'obtenir des films photoluminescents présentant une charge en pigments photoluminescents bien supérieure à 90 g/m2, de l'ordre de 140 g/m2 à 180 g/m2. Le matériau photoluminescent en poudre selon la présente invention permet de former des films photoluminescents présentant une répartition homogène des pigments photoluminescents. Avantageusement, le matériau photoluminescent en poudre contient en outre des billes de verre et / ou des brisures de verre. Lesdites billes de verre sont ajoutées audit matériau photoluminescent en poudre afin de lui conférer des qualités rétroréfléchissantes accrues, particulièrement recherchées dans le domaine de la signalisation de sécurité. La présente invention concerne enfin un procédé d'application d'un revêtement sur une surface comprenant les étapes successives suivantes : 1°) appliquer un matériau photoluminescent en poudre selon la présente invention avec un pistolet à poudre sur ladite surface ; 2°) élever la température de ladite surface ; 3°) refroidir ladite surface. Avantageusement, ladite surface est choisie métallique et l'on applique un champ électrostatique entre ledit pistolet et ladite surface. Lors de l'application du matériau photoluminescent en poudre par ce procédé, la charge en pigments photoluminescents n'est pas diminuée, en particulier sur les parties horizontales de ladite surface. En effet, les particules de pigment photoluminescent, intimenent liées aux particules de la résine en poudre de ladite composition photoluminescente, adhérent à ladite surface même si ledit pigment est amagnétique. Le procédé d'application selon l'invention permet de réduire considérablement les pertes en matériau photoluminescent en poudre, en assurant l'adhésion de la poudre sur ladite surface. L'application d'un champ électrostatique entre ledit pistolet et ladite surface assure l'adhésion du matériau photoluminescent en poudre sur ladite surface alors que les pigments photoluminescents en poudre amagnétiques n'adhéreraient pas. Le procédé d'application selon l'invention permet ainsi d'éviter une diminution de la charge en pigments photoluminescents sur les parties verticales de ladite surface. Ladite surface peut recevoir préalablement à la mise en oeuvre du procédé d'application une préparation, par exemple : - une couche d'un revêtement blanc qui a pour effet d'améliorer l'efficacité lumineuse des pigments photoluminescents dans l'obscurité ; - Un fond ou une couche avec une teinte visible en lumière normale permettant d'obtenir un aspect esthétique particulier sans compromettre le résultat photoluminescent obtenu dans l'obscurité. L'exemple suivant illustre l'invention : Exemple 1 : Une composition photoluminescente El est préparée à partir d'un vernis électrostatique en paillettes (50% de la masse globale - Realcoat Polyester incolore brillant commercialisé par la société ACIL-Pulvercoat) et mélangé pendant 3 minutes dans un secoueur avec un pigment photoluminescent en poudre amagnétique (50% de la masse globale - HS2 commercialisé par la société Luminova). Ladite composition photoluminescente El est ensuite introduite dans une extrudeuse à vis à une température comprise entre 90°C et 120°C. Après refroidissement à température ambiante, ladite composition El est ensuite introduite dans un broyeur avant d'être filtrée à 200 pm pour fournir un matériau photoluminescent en poudre M1 selon l'invention. Le procédé d'application selon l'invention est mis en oeuvre en épandant ce matériau photoluminescent M1 à l'aide d'un pistolet à poudre à godet sur une surface S1 de couleur grise, puis en élevant la température de la surface revêtue à l'aide d'une lampe infrarouge (IR Matherm réglée à 11) positionnée à 20 cm de ladite surface S1. Un film photoluminescent F1 revêt alors la surface S1 et comporte environ 140 g/m2 de pigment photoluminescent. Ladite surface S1 revêtue dudit film photoluminescent F1 est soumise à une excitation lumineuse de 1000 lux pendant 15 minutes puis deux mesures de luminance sont effectuées après respectivement 10 min et 60 min. Les valeurs obtenues sont respectivement de 61 mcd/m2 et 8.2 mcd/m2. Lorsque la surface S1 est initialement de couleur crème, les mesures de luminance effectuées dans les mêmes conditions que précédemment donnent respectivement 100 mcd/m2 et 14 mcd/m2. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un exemple particulier de réalisation, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Procédé de préparation d'un matériau photoluminescent en poudre comprenant les étapes consistant à : a) mélanger au moins une résine en poudre et au moins un pigment photoluminescent en poudre pour obtenir une composition photoluminescente ; b) extruder à chaud une composition photoluminescente ayant au moins subi l'étape a) dudit procédé de préparation ; c) durcir une composition photoluminescente ayant au moins subi l'étape b) dudit procédé ; d) broyer une composition photoluminescente ayant au moins subi l'étape b) ou c) dudit procédé pour obtenir un matériau photoluminescent en poudre. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit pigment photoluminescent en poudre est amagnétique. 20 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape d) est suivie d'une étape e) consistant à filtrer ledit matériau photoluminescent en poudre. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite étape e) 25 permet d'obtenir un matériau photoluminescent en poudre présentant des particules dont la taille n'excède pas 200 pm. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit pigment photoluminescent en poudre est choisi parmi les 30 pigments phosphorescents, les pigments fluorescents ou un mélange de ceux-ci. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la composition photoluminescente obtenue à l'étape a) dudit 35 procédé comprend 40 à 70 % en masse de pigment photoluminescent en poudre. 15 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit pigment photoluminescent en poudre est choisi parmi le sulfure de zinc ou les aluminates de strontium. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite étape a) est mise en oeuvre avec, outre ladite résine en poudre et ledit pigment photoluminescent en poudre, un additif choisi parmi des pigments colorés, des pigments thermiques ou un mélange de ceux-ci. 9. Matériau photoluminescent en poudre pour revêtement de surface obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8. 1O.Matériau photoluminescent en poudre selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il contient en outre des billes de verre et/ou des brisures de verre. 11. Procédé d'application d'un revêtement sur une surface comprenant les étapes successives suivantes : 1°) appliquer un matériau photoluminescent en poudre selon la revendication 9 ou 10 avec un pistolet à poudre sur ladite surface ; 2°) élever la température de ladite surface ; 3°) refroidir ladite surface. 12.Procédé d'application selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite surface est choisie métallique et en ce que l'on applique un champ électrostatique entre ledit pistolet et ladite surface. 25