Brevet FR3004139A1 — publié le 20141010

REVETEMENT DE SURFACE THERMOCHROME La présente invention concerne un revêtement de surface, notamment un revêtement de sol ou un revêtement mural dont la coloration varie avec la température ambiante. Elle concerne également un procédé pour sa fabrication. Les revêtements de surface en matière plastique, par exemple en chlorure de polyvinyle, constituent une solution pratique et économique pour recouvrir les surfaces de l'habitat, notamment les sols. Si l'offre sur le marché est assez large, la variété en termes de design et fonctionnel reste limitée, notamment au segment économique. Par ailleurs, les modes de chauffage modernes permettent de régler la température aux valeurs optimales pour chaque activité. En effet, on préconise actuellement une température de 24°C environ pour une salle de bain, de 20 à 22°C pour des personnes sédentaires ou une activité intellectuelle, de 18°C pour un espace dédié à l'activité physique et de 16°C dans les chambres à coucher. Les habitations, privées ou collectives, présentent donc fréquemment des températures différentes selon l'espace. En vue d'élargir les possibilités de design intérieur, il serait intéressant de disposer de revêtements de surface traduisant une température par une couleur, en vue de créer des ambiances différentes en utilisant le même revêtement de surface. Il peut par ailleurs y avoir un intérêt de sécurité à rendre un changement de température perceptible à l'oeil, par exemple afin de contrôler si la température d'un espace excède une valeur maximale donnée. Un tel intérêt peut exister par exemple dans des résidences pour personnes âgées, afin de signaler la nécessité de prévoir une hydratation suffisante lorsque la température régnant dans la pièce augmente. Le but de la présente invention est donc la mise au point d'un revêtement de surface présentant la propriété de varier de couleur en fonction de la température ambiante. Ce but est atteint, selon l'invention, par un revêtement de surface incorporant un ou plusieurs colorants thermochromes, et dont la couleur est susceptible de changer avec la température. Aussi, selon un premier aspect, l'invention vise un revêtement de surface comprenant : une couche de base ; une couche de décor ; et une couche d'usure, dans lequel la couche de décor et/ou la couche d'usure comprennent au moins un colorant thermochrome. Particulièrement visés est un revêtement de surface à base de chlorure de polyvinyle (PVC). Le revêtement de surface peut être notamment un revêtement de sol, notamment un revêtement de sol résilient. En alternative, il peut également s'agir d'un autre revêtement, par exemple d'un revêtement mural. Le revêtement de surface peut être complété par d'autres couches, selon l'application envisagée. Le colorant thermochrome peut être contenu notamment dans une encre, notamment une encre à base d'eau, formant la couche de décor. Avantageusement, le colorant thermochrome est microencapsulé. En alternative, le colorant thermochrome peut être présent dans la couche d'usure, généralement formée de résine. Il peut être ajouté notamment sous forme de poudre ou de mélange maître. Selon un second aspect, l'invention vise un procédé de fabrication d'un revêtement de surface tel que décrit, comprenant les étapes de : (i) fourniture d'une couche de base ; (ii) impression sur la couche de base d'un décor, formant la couche de décor ; et (iii) application au-dessus de la couche décor d'une résine formant une couche d'usure, dans lequel on ajoute au moins un colorant thermochrome à l'encre utilisée pour former la couche décor et/ou à la résine formant la couche d'usure. De préférence, le colorant thermochrome est ajouté sous forme de microencapsulée, sous forme de poudre ou encore sous forme de mélange maître. Dans le cadre de cet exposé, on entend par le terme « colorant » désigner tout composé capable de conférer une teinte à un matériau, par solubilisation, dispersion ou sous une forme distincte, notamment microencapsulée. On entend par le terme « thermochromie » la capacité de certains matériaux de changer de couleur en fonction de la température. Les composés thermochromes les plus répandus sont les cristaux liquides et les leuco-colorants. Les cristaux liquides thermochromes changent de couleur avec la température en raison d'un changement de structure modifiant la longueur d'onde correspondant à la réflexion sélective de la lumière. Les leuco-colorants sont des molécules pouvant prendre deux formes différentes : une forme colorée et une forme transparente. Un leuco-colorant peut être en particulier une molécule comportant un cycle qui se brise sous l'action d'une hausse de température: la molécule reste connexe et ne change pas de composition, mais ses propriétés changent, en particulier sa couleur. L'action inverse, une baisse de température, permet à la liaison de se reformer, et ainsi à la molécule de retrouver son état initial. Les leuco-colorants sont le plus souvent utilisés sous forme microencapsulée. La microencapsulation a l'avantage de conserver l'intégrité chimique et la réversibilité du liquide microencapsulé et de le protéger de l'influence du milieu ambiant. Cette microencapsulation est généralement réalisée par coacervation ou par polymérisation interfaciale. Le polymère d'encapsulation le plus répandu est la mélamine formaldéhyde. Le choix final du type de technique et du polymère d'encapsulation dépend de l'application et des facteurs tels que la dimension particulaire, l'épaisseur de la paroi, l'imperméabilité, la stabilité thermique, et la compatibilité et l'adhérence à l'environnement de l'utilisation finale. La préparation thermochrome microencapsulée est le plus souvent formée de trois composants de base : un leuco-colorant, un développeur de couleur et un solvant. Le colorant thermochrome peut être choisi notamment parmi les spirolactones, fluorans, spiropyranes, ou fulgides. Ces composés passent d'un état coloré à incolore en fonction du pH du milieu. À pH acide, les formes protonées dominent sur les formes réduites. En milieu basique, l'équilibre est inversé. La position de cet équilibre se décale avec la température. Le développeur de couleur a comme fonction principale de donner des protons. Généralement, il s'agit d'acides faibles. Le solvant a comme fonction de permettre la dissolution du ou des colorants thermochromes et du développeur de couleur. Il s'agit généralement un solvant polaire comme un alcool ou un ester. La microencapsulation permet l'ajout d'une fonction thermochrome réversible à tout type de matériau comme des encres d'imprimerie, des peintures ou des matières plastiques. De tels colorants thermochromes, sous forme microencapsulée, sous forme de poudre ou encore de mélange maître sont vendus dans des couleurs de base, notamment par la société française Gem'Innov, la société japonaise Matsui et la société américaine Hallcrest. De préférence, les colorants thermochromes sont réversibles. Selon un mode de réalisation particulier, le revêtement de surface selon l'invention inclut plusieurs colorants, lesquels peuvent être thermochromes ou pas. En effet, les colorants thermochromes peuvent également être combinés avec des colorants ou des pigments classiques. Ainsi, la décoloration du colorant laissera apparaître le colorant ou le pigment de base. Une multitude de colorants et de type de colorants permet ainsi d'élargir la palette de couleur et de créer des effets visuels plus subtils. Par ailleurs, il est possible de prévoir un décor non thermochrome qui est couvert par des colorants thermochromes et révélé seulement lorsque les colorants thermochromes deviennent transparents. Les colorants thermochromes, notamment en microcapsules, peuvent avoir une température de réponse très précise, au degré près. Le changement de couleur s'opère dans un intervalle de 1,0 à plusieurs degrés suivant le degré de précision désiré. Selon l'application envisagée, on choisira avantageusement des colorants thermochromes dont la température de réponse est comprise entre 5 °C et 45 °C, généralement entre 15 et 35°C et tout particulièrement entre 20 et 27°C. En alternative ou en complément, il est possible d'inclure la fonction thermochrome dans la couche d'usure du revêtement de surface. La couche d'usure est le plus souvent réalisée en résine, par exemple en résine mélamine. On peut alors utiliser avec avantage des colorants thermochromes sous forme de poudre, laquelle est mélangée avec la résine par exemple par extrusion. En alternative, il est également possible d'utiliser des colorants thermochrome formulés sous forme de mélange concentré dans un polymère compatible, mélanges dits « mélange maître » et également disponibles sur le marché. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation du revêtement de surface selon l'invention ; et - la figure 2 est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation du revêtement de surface selon l'invention. Sur la figure 1 est représenté un revêtement de sol selon un premier mode de réalisation de l'invention. Le revêtement de sol désigné par la référence générale 1 comprend trois couches principales : une couche de base 2, une couche de décor 3 et une couche d'usure 4. D'autres couches peuvent être présentes, selon l'application envisagée. La couche de base 2 est typiquement composée de chlorure de polyvinyle éventuellement adjuvanté. D'autres polymères peuvent toutefois également convenir. La couche de décor 3 peut être formée d'une feuille de décor ou par un décor imprimé sur la couche de base. Lorsque le décor est formé par impression, il est possible d'apporter la fonction thermochrome en incluant un ou plusieurs colorants thermochromes dans l'encre utilisé pour l'impression du décor. En raison de considérations économiques et écologiques, l'encre est de préférence une encre à base d'eau. Dans ce cas, il peut être intéressant d'inclure un colorant thermochrome microencapsulé. Le revêtement de sol 1 est également muni d'une couche d'usure 4 le plus souvent transparente ou du moins translucide, disposée par-dessus la couche de décor 4. La couche d'usure 4 est le plus souvent composée d'une résine, notamment de résine mélaminée. Sur la figure 2 est représenté un autre mode de réalisation du revêtement de sol selon l'invention. Ce revêtement de sol, désigné par la référence générale 10, comprend également une couche de base 20, une couche de décor 30 et une couche d'usure 40. La couche de base 20 est comme décrit préalablement, typiquement composée de chlorure de polyvinyle éventuellement adjuvanté, mais d'autres polymères peuvent également convenir. La couche de décor 30 peut inclure un ou plusieurs colorants thermochromes ou pas, puisque dans ce mode de réalisation, un colorant thermochrome est présent dans la couche d'usure 40. Lorsqu'un colorant thermochrome est ajouté à la couche d'usure, il peut être avantageux de l'utiliser sous forme de poudre. Le mélange avec la résine peut se faire de manière connue comme pour un colorant classique. En alternative, il est possible d'utiliser le colorant thermochrome sous forme de mélange maître dans un polymère compatible, par exemple dans une résine mélaminée. Le fonctionnement des revêtements de surface selon l'invention sera expliqué ci- après pour le cas d'un leucocolorant inclus dans la couche d'usure et devenant transparent à une température excédant sa température de réponse. Lorsque la température ambiante est inférieure à sa température de réaction, le revêtement de surface selon l'invention présente le décor de la couche de décor dans la couleur du colorant thermochrome présent dans la couche d'usure. Lorsque la température excède la température de réponse, la couche d'usure devient transparente, révélant alors le décor de la couche de décor dans sa couleur originale. Lorsque la température baisse de nouveau en-deçà de la température de réponse, la couche d'usure se teinte à nouveau, ajoutant ainsi de nouveau sa couleur à celle du décor. L'invention permet donc de disposer d'un revêtement de surface présentant un décor qui change avec la température. Un avantage supplémentaire de l'invention constitue le fait que la fabrication du revêtement de surface ne requiert pas de matériel particulier et peut être réalisée de manière analogue à la fabrication d'un revêtement de surface conventionnel. REVENDICATIONS1.- Revêtement de surface comprenant : - une couche de base ; - une couche de décor ; et - une couche d'usure, dans lequel la couche de décor et/ou la couche d'usure comprennent au moins un colorant thermochrome. 2.- Revêtement de surface selon la revendication 1, dans lequel le revêtement est à base de chlorure de polyvinyle (PVC). 3.- Revêtement de surface selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un revêtement de sol. 4.- Revêtement de surface selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un revêtement de sol résilient. 5.- Revêtement de surface selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le colorant thermochrome est contenu dans une encre formant la couche de décor. 6.- Revêtement de surface selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le colorant thermochrome est microencapsulé. 7.- Revêtement de surface selon la revendication 1 à 6, dans lequel le colorant thermochrome est contenu dans la couche d'usure. 8.- Revêtement de surface selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le colorant thermochrome est présent sous forme de poudre. 9.- Procédé de fabrication d'un revêtement de surface selon l'une des revendications 1 à 8 comprenant les étapes de : (i) fourniture d'une couche de base ; (ii) impression sur la couche de base d'un décor, formant la couche de décor ; et (iii) application au-dessus de la couche décor d'une résine formant une couche d'usure,dans lequel on ajoute au moins un colorant thermochrome à l'encre utilisée pour former la couche décor et/ou à la résine formant la couche d'usure. 10. Procédé de fabrication d'un revêtement de surface selon la revendication 9, dans lequel le colorant thermochrome est ajouté sous forme de encapsulée, sous forme de poudre ou encore sous forme de mélange maître.