Brevet FR2974107A1 — publié le 20121019

MATERIAU COMPOSITE PHOTOLUMINESCENT DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTÉRIEUR L'invention concerne le domaine des compositions présentant une forte luminescence la nuit ou dans des conditions d'obscurité. Dans ce domaine, on connait des compositions et des dispositifs du type de ceux décrits dans le document US 5904017. Cette technique met en oeuvre des produits satisfaisant à la norme DIN 67510 (qualité A). Pus précisément elle met en oeuvre du sulfure de zinc, qui est en outre très fragile et pas utilisable en milieu humide. Il se pose donc le problème de trouver une nouvelle composition présentant des caractéristiques de luminescence améliorées par rapport aux compositions actuellement connues et mises en oeuvre. Il se pose également le problème de trouver une nouvelle composition présentant une forte résistance aux intempéries, notamment à la pluie et à l'humidité. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention concerne d'abord un matériau composite comportant : - un matériau formant liant, transparent au rayonnement dans une gamme spectrale comprise, par exemple, entre 400 nm et 700 nm, 2 - des pigments d'aluminate de strontium, de 50% à 60 % en volume, de taille individuelle comprise entre 30 et 80 pm. Une composition selon l'invention offre une intensité lumineuse nocturne accrue par rapport aux compositions actuellement connues. En outre, sa durée de rémanence est beaucoup plus importante que celle des compositions photoluminescentes existantes à ce jour. Un matériau selon l'invention peut être utilisé aussi bien à l'intérieur ou à l'extérieur des bâtiments, ou dans l'eau. Le liant mis en oeuvre peut recevoir ou avoir reçu préalablement un colorant quelconque, pour toute couleur primaire ou secondaire, mais de préférence très transparent. Selon un mode particulier de réalisation, il est possible de réaliser une ou des variations de couleur, par exemple entre le jour et la nuit, en fonction de la température, par adjonction de pigment thermique ; un pigment thermique a la propriété d'être transparent lorsque la température est stable, mais d'être coloré lorsque la température varie. Le matériau formant liant peut comporter 25 une résine époxy incolore ou une résine de type polyester, ou polyuréthane, ou polyacrylique. Un matériau composite selon l'invention peut être formé ou disposé sur un substrat réfléchissant, la surface du substrat réfléchissant sur 30 laquelle repose le liant pouvant être blanc, par 3 exemple de couleur de type « RAL » 9016 ou « Pantone » 705. L'invention concerne également un élément de construction pour l'industrie du bâtiment, comportant un substrat et un revêtement en un matériau composite selon l'invention. Par exemple, le substrat peut être une brique ou être à base de ciment ou de béton encore être en bois ou en plastique. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS - La figure 1 représente le principe de fonctionnement d'un matériau composite selon l'invention; - La figure 2 représente une variante d'un 15 matériau composite selon l'invention. - La figure 3 représente une brique munie d'un revêtement en un matériau selon l'invention. - La figure 4 représente un élément de construction incorporant un revêtement en un matériau 20 selon l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Un premier exemple de réalisation de l'invention va d'abord être décrit en liaison avec la figure 1. 25 Un matériau 2 formant liant ou matrice, par exemple une résine époxy incolore, comporte des pigments 4 d'aluminate de strontium, de préférence de 50% à 60 % en volume. Au-delà de 60 %, il se produit un phénomène de saturation. En dessous de 50 %, le 4 phénomène de luminescence accentuée et prolongée, obtenu conformément à l'invention, se réduit fortement. Ce liant est transparent à la lumière, plus précisément aux rayonnements électromagnétiques ayant au moins une longueur d'onde comprise, par exemple, entre 400 nm 750 nm, ou entre 450 nm et 700 nm, ou entre 500 nm et 650 nm. Dans la gamme de longueur d'onde retenue, et pour les épaisseurs de matériaux envisagés (de quelques dixièmes de millimètre jusqu'à quelques dizaines de millimètres, voir ci-dessous) on aura de préférence un coefficient de transmission proche de 1, ou en tout cas supérieur à 0,9, ou à 0,8. La résine est par exemple de type Resoltech 10705. La résine peut être par exemple une résine de type polyester, ou polyuréthane, ou polyacrylique. En variante, le liant peut-être de type polycarbonate, ou ABS ou PET. Dans ce cas, il est préparé par moulage ou extrusion ou injection à chaud. La résine est par contre plutôt préparée par moulage à froid. Les pigments d'aluminate de strontium ont une taille ou une granulométrie, c'est-à-dire une taille moyenne des grains, comprise entre 30 et 80 pm. De préférence, c'est 90 % des grains qui ont une taille comprise entre 30 et 80 pm. Si les pigments ont des tailles en dehors de cette gamme, alors ils ont tendance à se déposer et à s'accumuler au fond du liant, faisant perdre à la composition ses propriétés intéressantes de luminescence. En outre, des pigments trop gros ne pourront pas être correctement travaillés en vue de la réalisation du mélange avec le liant. Un pigment d'aluminate de strontium peut avoir une couleur jaune ou verte, ou bleue, ou rouge. 5 L'inventeur a constaté que, dans le cadre de la présente invention, il sera préférable d'utiliser un pigment jaune ou rouge, ce type de pigment assurant un meilleur effet en termes de luminescence. On peut également utiliser un liant présentant une certaine couleur, par exemple rouge, avec un pigment d'une autre couleur, par exemple bleue. Dans ce cas, on aura une certaine couleur, due au liant, à la lumière ou pendant le jour, et une autre couleur, en obscurité ou pendant la nuit, qui résulte de l'effet combiné du pigment et du liant. Les échantillons représentés en figures 1 et 2 ont une épaisseur E comprise par exemple entre 0,5 mm et 50 mm, par exemple encore entre 2 mm et 20 mm. L'interaction de la lumière et du matériau composite selon l'invention est illustrée en figure 1. Un flux lumineux, symbolisé par les flèches 12, circule dans la masse du matériau, entre les pigments 4, ce flux provenant de la pénétration de la lumière extérieure, par exemple la lumière naturelle 10 ou bien encore une lumière produite de manière artificielle, par une ou plusieurs lampes ou par un dispositif d'éclairage. Dans le matériau composite les pigments emmagasinent eux-mêmes une partie du rayonnement 10, pour ensuite le réémettre ultérieurement. 6 Dans le mode de réalisation de la figure 2, un fond blanc 14 permet de réfléchir cette lumière. Ce fond blanc a par exemple une couleur de type 9016 « RAL » ou « Pantone » 705. D'autres types de réflecteurs peuvent être utilisés, par exemple une surface formant miroir, ou toute autre matière réfléchissante. Des tests ont été réalisés avec une structure du type de celle de la figure 2, avec fond blanc 14. La luminance minimale restituée est de 450 mcd/m2 au bout de 10 minutes, de 75 mcd/m2 au bout de 60 minutes, et la matière présente une durée d'extinction de 7200 minutes. On a rassemblé dans le tableau I ci-dessous des mesures effectuées, d'une part, pour des échantillons suivant les normes DIN 67510 et, d'autre part, pour un échantillon suivant l'invention. Les différentes classes A, B, C, D correspondent à des compositions différentes, qui résultent elles-mêmes en des propriétés de luminance différentes. Le tableau donne les mesures en mcd/m2. Classe 10 min 60 min Extinction en min A ou DIN 23 3 90 67510 B 50 7 110 C 140 20 300 D 260 35 400 Invention 450 75 7200 Tableau 1 7 Par comparaison aux produits de type DIN 67510, une composition selon l'invention a une luminance de 3mcd/m2 au bout de 20h (soit 1200 minutes), donc 20 fois supérieure. En outre une composition selon l'invention a une extinction totale (luminance inférieure à 0.3mcd/m2) après plus de 100h, soit environ 5 jours (valeur établie avec un photomètre certifié). En variante, une composition selon l'invention peut en outre incorporer un pigment fluorescent, différent du pigment 4 déjà présenté ci-dessus. Un tel pigment fluorescent permet d'obtenir un effet de fluorescence à la lumière ou pendant le jour, tandis que, à l'obscurité ou pendant la nuit, c'est l'effet de luminescence, déjà présenté ci-dessus, qui se produit. Une composition selon l'invention peut être préparée par moulage, injection, extrusion ou co-extrusion du liant. On incorpore dans ce liant des pigments d'aluminate de strontium (50 à 60% du volume) avec la granulométrie indiquée ci dessus. En variante, elle peut être incorporée ou incrustée dans un matériau quelconque. Une composition ou un matériau selon l'invention peut être utilisé sous diverses formes, par exemple en surface d'un matériau de construction destiné à être apparent à l'extérieur d'un bâtiment. Il est représenté en figure 3 sous forme d'un revêtement 22 d'une brique 20. Il peut ainsi être dans ou sur une partie soumise à l'humidité ou à l'eau, notamment dans une piscine, par exemple sur un support tel qu'une 8 brique ou du béton ou un panneau de revêtement de ces surfaces ou supports. Le pigment 4 ne craint pas l'humidité et, en outre, il est protégé par le liant 2. Il peut être aussi utilisé en intérieur, par exemple comme motif décoratif. Ainsi, il peut être utilisé notamment comme élément 32, 34, 36 incorporé dans ou sur un panneau 30, par exemple encore destiné à être utilisé comme panneau de revêtement intérieur d'un bâtiment, comme illustré en figures 4A et 4B. Le matériau suivant l'invention peut par exemple être réalisé sous forme d'une bande 32 et/ou sous forme de points ou de zones circulaires 34, 36, Il est possible de réaliser des formes plus complexes, par exemple des dessins ou des inscriptions ou des messages publicitaires. Une composition selon l'invention peut donc être utilisée en combinaison avec tout support, qu'il soit de type brique ou à base de ciment ou de béton, ou bien en bois, ou bien en matière plastique... Le liant 2 assure l'adhésion ou le maintien mécanique sur la surface ou le support. En variante, il est possible de poser un panneau d'un matériau selon l'invention contre une surface ou un support de l'un des types évoqués ci- dessus, et de fixer ce panneau à cette surface. En variante encore, un matériau selon l'invention peut être projeté sur la surface ou le support visé. L'invention s'applique à tous les domaines 30 nécessitant une décoration à base d'élément visibles dans la pénombre ou l'obscurité. REVENDICATIONS1. Matériau composite comportant un matériau (2) formant liant, transparent au rayonnement dans une gamme spectrale comprise entre 400 nm et 700 nm, - des pigments (4) d'aluminate de strontium, de 50% à 60 % en volume, de taille individuelle comprise entre 30 }gym et 80 }gym. 2. Matériau composite selon la revendication 1, le matériau (2) formant liant comportant une résine époxy incolore ou une résine de type polyester, ou polyuréthane, ou polyacrylique. 3. Matériau composite selon la revendication 1 ou 2, comportant en outre un substrat (14) réfléchissant. 20 4. Matériau composite selon la revendication 3, la surface du substrat réfléchissant sur laquelle repose le liant étant blanc, par exemple de couleur de type « RAL » 9016 ou « Pantone » 705. 25 5. Matériau selon l'une des revendications précédentes, comportant en outre des pigments d'une ou plusieurs couleurs, et/ou des pigments thermiques. 6. Matériau selon l'une des revendications 30 précédentes, comportant en outre un ou des pigments fluorescents.15 10 7. Elément de construction, du type utilisé dans l'industrie du bâtiment, comportant un substrat (20, 30) et un revêtement en un matériau selon l'une des revendications 1 à 6. 8. Elément de construction selon la revendication 7, le substrat (20) étant une brique ou à base de ciment ou de béton. 9. Elément de construction selon la revendication 7, le substrat (30) étant en bois ou en plastique. 10. Elément de construction, destiné à être 15 disposé dans une piscine, comportant un substrat (20, 30) et un revêtement en un matériau selon l'une des revendications 1 à 6. 10