Brevet FR2962363A1 — publié le 20120113

STRUCTURE FEUILLETEE POUR LA VISUALISATION D'INFORMATIONS La présente invention a trait à un dispositif d'affichage, particulièrement transparent, fonctionnant avec des luminophores. II s'agit notamment d'un vitrage feuilleté pour la visualisation d'informations du type pare-brise pour véhicule de transport, vitrage pour bâtiment ou mobilier urbain. Ainsi connaît-on déjà, par exemple, des pare-brise de véhicules automobiles équipés de systèmes de viseurs tête haute (HUD pour « Head Up Display » en anglais). Des couches peuvent être formées à cet effet par dépôt par sérigraphie d'une pâte constituée de polyvinylbutyral, d'un solvant tel que la cyclohexanone et d'un luminophore. Cette technique de dépôt est décrite dans le document FR-A-2 929 017. Les inventeurs ont maintenant cherché un moyen d'imprimer des luminophores sur l'adhésif intercalaire de vitrage feuilleté (polyvinylbutyral ou équivalent) ou sur le verre, sans que la couche de luminophore ne soit endommagée lors des manutentions ou stockages préalables à l'assemblage du vitrage feuilleté. A cet effet, l'invention a pour objet une structure feuilletée comprenant au moins successivement un substrat, une première couche de luminophore et une deuxième couche de matériau polymère adhésif. Les inventeurs se sont aperçus que cette structure garantissait la protection et la durabilité recherchée de la couche de luminophore, et ont mis au point des techniques et précurseurs pour le dépôt de ces deux couches. La fabrication de vitrages feuilletés pour la visualisation d'informations est ainsi à la fois possible et facilitée. Au sens de l'invention, un matériau polymère adhésif désigne celui de l'intercalaire qui colle deux feuilles transparentes plus ou moins rigides en matériau verrier ou polymère, dans un vitrage feuilleté. Des exemples en seront donnés dans la suite. Les inventeurs ont pu créer les conditions de parfaite compatibilité et adhésion de la première couche sur le substrat, de la deuxième couche sur la première, et globalement de la structure feuilletée elle-même au sein du vitrage feuilleté à dispositif de visualisation d'informations. Selon des caractéristiques préférées de la structure feuilletée de l'invention : - elle est transparente ; - le substrat est choisi parmi un matériau minéral, notamment verrier (verre, vitrocéramique...), et un matériau polymère choisi en particulier parmi les polycarbonate, polymère acrylique tel que poly((méth)acrylate de méthyle), polyoléfine, polyamide, résine ionomère et similaire, seul ou en mélange de plusieurs d'entre eux, ou bien encore adhésif et compatible avec celui de la deuxième couche ; le luminophore est choisi parmi une coumarine, un stylbène, une bétaïne, un complexe de terres rares, un dérivé de la rhodamine, du fluorol, de téréphtalate, naphtale, naphtalimide, oxazole, pérylène, phényle, pyrène, styryle ou xanthène, seul ou en mélange de plusieurs d'entre eux ; la première couche de luminophore comprend un matériau polymère adhésif compatible avec celui de la deuxième couche ; le matériau polymère adhésif de la deuxième couche est choisi parmi un polyvinylbutyral, un polyuréthane, un copolymère éthylène-acétate de vinyle, seul ou en mélange de plusieurs d'entre eux ; en particulier toute qualité de polyvinylbutyral, texturé, rugueux ou non, procurant une isolation acoustique ou non, plus ou moins plastifié, peut être employée ; la masse surfacique de luminophore de la première couche est au moins égale à 0,1, de préférence 1 g/m2, au plus égale à 5, de préférence 3,5 g/m2; ; - la masse surfacique de matériau polymère adhésif de la deuxième couche est au moins égale à 1, de préférence 7 g/m2, au plus égale à 20, de préférence 14 g/m2; ; - elle comprend une feuille en matériau verrier collée directement sur la deuxième couche de matériau polymère adhésif, ou reliée à celle-ci par l'intermédiaire d'une troisième couche de matériau polymère adhésif ; - elle comprend une feuille en matériau verrier collée directement sur le substrat, ou reliée à celui-ci par l'intermédiaire d'une quatrième couche de matériau polymère adhésif. Un autre objet de l'invention consiste en un procédé de préparation d'une structure feuilletée décrite ci-dessus, comprenant les opérations - de dépôt sur le substrat d'une solution de luminophore, puis - de dépôt sur la première couche de luminophore qui en résulte, d'une solution de matériau polymère adhésif. Selon des caractéristiques préférées de ce procédé, les solutions de luminophore et de matériau polymère adhésif ont comme solvant un alcool tel que méthanol, éthanol, n- et iso-propanol, n- et sec-butanol, alcool benzylique, un cellosolve tel que méthyl-, éthyl- , butyl-cellosolve, une cétone telle qu'acétone, méthyléthylcétone, cyclohexanone, isophorone, un amide tel que diméthylacétamide, N,N- diméthylformamide, N-méthyl-2-pyrrolidone, un éther tel que dioxane, tétrahydrofurane ou un hydrocarbure aromatique tel que toluène, pyrridine, seul ou en mélange de plusieurs d'entre eux ; la solution de luminophore comprend un matériau polymère adhésif compatible avec celui de la solution de matériau polymère adhésif ; le dépôt de chaque solution est effectué par pulvérisation, sérigraphie, impression jet d'encre ou similaire. Un autre objet de l'invention consiste en un vitrage feuilleté pour la visualisation d'informations du type pare-brise pour véhicule de transport, vitrage pour bâtiment ou mobilier urbain, comprenant une structure feuilletée telle que 25 décrite précédemment. L'invention est maintenant illustrée par les exemples qui suivent, dans lesquels les proportions indiquées sont des pourcentages massiques. Exemple 1 Formulation de la solution de luminophore : 30 Dissolution du diéthyl-2,5-dihydroxytéréphtalate et de PVB commercialisé par la société Solutia sous la référence commerciale RF41 dans du THF (tétrahydrofurane) avec les ratios suivants : luminophore/PVB/solvant = 2/2/96 Formulation de la solution de PVB : Dissolution de PVB RF41 dans du THF avec le ratio suivant : PVB/solvant = 2/98 Ces mélanges sont agités jusqu'à une parfaite solubilisation du 5 luminophore et du PVB. On effectue successivement les dépôts des solutions de luminophore puis de PVB par pulvérisation sur un substrat de PVB RF 41 de 300X300 mm2. La buse passe huit fois sur le substrat (quatre allers-retours), opération répétée quatre fois en tournant chaque fois le substrat d'un quart de tour. 10 On emploie les paramètres de pulvérisation suivants : pression d'atomisation : 3,5 bars - débit : 70 ml/min - vitesse de balayage : 300 mm/s. On obtient une première couche de luminophore de 3 g/m2 de masse 15 surfacique, et une deuxième couche de polyvinylbutyral de 7 g/m2 de masse surfacique. On attend, avant de pulvériser la solution de PVB, que la première couche de luminophore soit sèche. D'autre part la rugosité du substrat a été caractérisée avant et après les deux dépôts successifs. 20 La rugosité moyenne Ra est la moyenne arithmétique des écarts du profil de rugosité filtré, de la ligne moyenne au sein de la course de mesure, selon les normes DIN 4768/1 ; DIN 4762/1 E et ISO/DIN 4287. La profondeur moyenne de rugosité RZ est la moyenne arithmétique des profondeurs de rugosité isolées de cinq fractions de mesures successives du profil 25 de rugosité filtré selon la norme DIN 4768/1. Sur plusieurs échantillons, les valeurs de Ra (pm), respectivement RZ (pm) sont de 9 à 11, respectivement 41 à 48 pm avant, et 7 à 8, respectivement 34 à 36 pm après les deux dépôts successifs. 30 Exemple 2 On reproduit l'exemple 1 avec les formulations suivantes, mettant en oeuvre deux solvants. Formulation de la solution de luminophore Dissolution du diéthyl-2,5-dihydroxytéréphtalate et de PVB RF41 dans du THF (solvant 1) et de l'éthanol (solvant 2) avec les ratios suivants : luminophore/PVB/solvantl/solvant2 = 2/2/48/48 Formulation de la solution de PVB : Dissolution de PVB RF41 dans du THF (solvant 1) et de l'éthanol (solvant 2) avec le ratio suivant : PVB/solvant = 2/49/49 Les mesures de rugosité du substrat avant et après les deux dépôts 10 successifs donnent des valeurs dans les mêmes domaines qu'à l'exemple 1. Exemple 3 On reproduit l'exemple 1 avec les formulations suivantes, mettant en oeuvre du PVB commercialisé par la société Solutia sous la référence commerciale 15 AG21. Formulation de la solution de luminophore Dissolution du diéthyl-2,5-dihydroxytéréphtalate et de PVB AG21 dans du THF (tétrahydrofurane) avec les ratios suivants : luminophore/PVB/solvant = 2/2/96 20 Formulation de la solution de PVB : Dissolution de PVB AG21 dans du THF avec le ratio suivant : PVB/solvant = 2/98 Exemple 4 25 On reproduit l'exemple 1 en l'absence de PVB dans la solution de luminophore. Formulation de la solution de luminophore Dissolution du diéthyl-2,5-dihydroxytéréphtalate dans du THF (tétrahydrofurane) avec les ratios suivants : luminophore/solvant = 2/98 30 Formulation de la solution de PVB : Dissolution de PVB RF41 dans du THF avec le ratio suivant : PVB/solvant = 2/98 Exemple 5 On reproduit l'exemple 1 avec une solution d'un autre luminophore, ne contenant également pas de PVB. Formulation de la solution de luminophore : Dissolution d'un complexe d'europium (Eu(NTA)3 2H2O ; NTA = 1-(2-naphthoyl)-3,3,3-trifluoroacétonate)) dans du THF (tétrahydrofurane) avec les ratios suivants : luminophore/solvant = 2/98 Formulation de la solution de PVB : Dissolution de PVB RF41 dans du THF avec le ratio suivant : PVB/solvant = 2/98 10 On obtient, dans chacun de ces exemples, des couches à parfaite fonctionnalité luminescente, et protégées par leur revêtement de PVB, de telle manière qu'elles peuvent être soumises à toutes les manipulations courantes sans en être nullement affectées. 15 De plus, lorsque pour préparer la structure feuilletée de l'invention, on a utilisé au départ un PVB de rugosité importante (30 pm REVENDICATIONS1. Structure feuilletée comprenant au moins successivement un substrat, une première couche de luminophore et une deuxième couche de matériau polymère adhésif. 2. Structure feuilletée selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est transparente. 3. Structure feuilletée selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le substrat est choisi parmi un matériau minéral et un matériau polymère. 4. Structure feuilletée selon la revendication 3, caractérisée en ce que le matériau minéral est un matériau verrier. 5. Structure feuilletée selon la revendication 3, caractérisée en ce que le matériau polymère est choisi parmi les polycarbonate, polymère acrylique tel que poly((méth)acrylate de méthyle), polyoléfine, polyamide, résine ionomère et similaire, seul ou en mélange de plusieurs d'entre eux. 6. Structure feuilletée selon la revendication 3, caractérisée en ce que le matériau polymère est adhésif et compatible avec celui de la deuxième couche. 7. Structure feuilletée selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le luminophore est choisi parmi une coumarine, un stylbène, une bétaïne, un complexe de terres rares, un dérivé de la rhodamine, du fluorol, de téréphtalate, naphtale, naphtalimide, oxazole, pérylène, phényle, pyrène, styryle ou xanthène, seul ou en mélange de plusieurs d'entre eux. 8. Structure feuilletée selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la première couche de luminophore comprend un matériau polymère adhésif compatible avec celui de la deuxième couche. 9. Structure feuilletée selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le matériau polymère adhésif de la deuxième couche est choisie parmi un polyvinylbutyral, un polyuréthane, un copolymère éthylène-acétate de vinyle, seul ou en mélange de plusieurs d'entre eux. 10. Structure feuilletée selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la masse surfacique de luminophore de la première couche est au moins égale à 0,1, de préférence 1 g/m2. 11. Structure feuilletée selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la masse surfacique de luminophore de la première couche est au plus égale à 5, de préférence 3,5 g/m2. 12. Structure feuilletée selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la masse surfacique de matériau polymère adhésif de la deuxième couche est au moins égale à 1, de préférence 7 g/m2. 13. Structure feuilletée selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la masse surfacique de matériau polymère adhésif de la deuxième couche est au plus égale à 20, de préférence 14 g/m2. 14. Structure feuilletée selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend une feuille en matériau verrier collée directement sur la deuxième couche de matériau polymère adhésif, ou reliée à celle-ci par l'intermédiaire d'une troisième couche de matériau polymère adhésif. 15. Structure feuilletée selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend une feuille en matériau verrier collée directement sur le substrat, ou reliée à celui-ci par l'intermédiaire d'une quatrième couche de matériau polymère adhésif. 16. Procédé de préparation d'une structure feuilletée selon l'une des revendications précédentes, comprenant les opérations - de dépôt sur le substrat d'une solution de luminophore, puis - de dépôt sur la première couche de luminophore qui en résulte, d'une solution de matériau polymère adhésif. 17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que les solutions de luminophore et de matériau polymère adhésif ont comme solvant un alcool, un cellosolve, une cétone, un amide, un éther ou un hydrocarbure aromatique, seul ou en mélange de plusieurs d'entre eux. 18. Procédé selon l'une des revendications 16 ou 17, caractérisé en ce que la solution de luminophore comprend un matériau polymère adhésif compatible avec celui de la solution de matériau polymère adhésif. 19. Procédé selon l'une des revendications 16 à 18, caractérisé en ce que le dépôt de chaque solution est effectué par pulvérisation, sérigraphie, impression jet d'encre ou similaire. 20. Vitrage feuilleté pour la visualisation d'informations du type pare-brise pour véhicule de transport, vitrage pour bâtiment ou mobilier urbain, comprenant une structure feuilletée selon l'une des revendications 1 à 15.