<EMI ID=1.1>
leur fabrication.
Basée sur les brevets français N[deg.] 72 01865 déposé le 20 janvier 1972 et accordé le 6 aout 1973 et N[deg.] 72 43104 (Addition) déposé le 4 décembre 1972 et délivré le 17 juin 1974.
<EMI ID=2.1>
truction, par exemple du béton, da plâtre, ou un matériau stratifié tel que les matériaux modernes à base de fibre de verre enrobée de résine synthétique. Le terme ''matériau de construc- <EMI ID=3.1> considérés dans le cas présent doivent pouvoir servir non seulement à construire des bâtiments ou parties de bâtiments, des chaussées routières, des barrières de sécurité, des pistes d'aé- rodromes, des plate-formes ou des revêtements en couche épaisse
- rentrant dans le domaine de la construction classique et des travaux publics - en ayant à cet effet la résistance nécessaire, mais aussi des pièces de construction de machines, des carros- series automobiles ou des coques de bateaux en matériau strati- fié moulé, voire des pièces sculptées ou motifs ornementaux, exécutés dans des matériaux solides. Sont exclues néanmoins
de la catégorie ici visée des "matériaux de construction",
toutes les pièces métalliques, comme on le comprendra par la suite.
L'invention a pour but de remédier à une absence d'éclairage, telle que celle d'une panne du réseau d'éclairage,
qui pourrait causer des accidents. Par exemple, sur une portion
<EMI ID=4.1>
d'allumer les phares des automobiles, une panne subite de l'éclairage risque de causer des accidents si le tracé de la route est incurvé, les barrières latérales de sécurité n'étant pas visibles. De même, dans un escalier, si la lumière s'éteint brusquement, la minuterie étant à bout de course, la situation
<EMI ID=5.1>
vention a pour but également de se dispenser de prévoir un système d'éclairage permanent, toujours onéreux en investissement et en entretien. Sur une autoroute par exemple, la rémanence lumineuse de l'infrastructure, établie en matériau de construction photoluminescent selon l'invention comme il sera expliqué, rémanence due au balayage par les phares des véhicules roulant sur la chaussée, suffira pour matérialiser et baliser la bande
de roulement, l'aire d'évolution, les obstacles, l'indication
du sens de circulation, la sortie de secours, etc.
Pour remédier aux accidents ou difficultés, on a déjà proposé des peintures'à base de produits réfléchissants, appliquées sur les obstacles ou parties utiles (chaussées, marches d'escaliers, colonnes, embrasures de portes, etc.) au moins pour en tracer le contour, et également des produits de surfaces filmogènes et phosphorescents pour matérialiser un obstacle
ou indiquer une direction. Le défaut de ces artifices est
que la peinture s'use par frottement et par suite au bout de quelque temps, elle ne joue plus son rôle.
On connaît également une matière à base de PVC (chlorure de polyvinyle), dans laquelle on a incorporé un produit phosphorescent; on l'utilise, par exemple, pour constituer les boutons des interrupteurs d'éclairage des couloirs obscurs ou d'escaliers. Cette matière ne présente pas la rigidité nécessaire pour en faire un "matériau de construction" au sens indiqué plus haut.
L'invention propose une autre solution, bien plus intéressante, en ce sens qu'elle fournit un matériau présentant des propriétés permanentes, physiques, mécaniques, chimiques, non altérables par le frottement ou même par l'enlèvement d'une partie de son épaisseur.
L'invention a donc pour objet de fournir un matériau ayant à la fois deux fonctions : - d'une part, celle d'être un matériau de construction, au sens donné plus haut;
- d'autre part, celle d'être photoluminescente dans sa masse pendant une certaine période de rémanence, après extinction de l'éclairage ambiant ou d'un éclairage sporadique, cette période étant suffisante pour éviter les risques d'accidents ou des difficultés de circulation.
Dans le matériau de construction selon l'invention, on a incorporé pour le but visé au moins une certaine quantité d'un produit photoluminescent; divers produits naturels peuvent être envisagés à cet effet, comme des pigments photoluminescents ou phosphorescent à base de sulfure de strontium, ou d'autres produits phosphorescents activés par des sels radioactifs; toutefois, dans l'invention, on recommande d'utiliser comme étant les plus faciles à se procurer et de coût abordable,
tout en ne présentant aucun risque de manipulation, des pigments photoluminescents au sulfure de zinc que l'on trouve à l'état naturel sous forme de blende, ou de minerai de zinc, voire du sulfure de zinc seul. Avec le sulfure de zinc, il suffit de
10 secondes d'exposition pour obtenir une rémanence de plusieurs heures, la durée et l'intensité de la lumière restituée étant directement fonction de l'intensité de la lumière reçue et non du temps d'exposition.
De plus, un grand nombre de matériaux de construction, tels que le béton et le plâtre, ne sont pas translucides. C'est pourquoi dans l'invention, on peut prévoir d'y incorporer des particules de verre, de préférence sous forme de microbilles hémisphériques, soit au quartz, soit au borosilicate, qui permettent à la lumière incidente d'entrer dans la masse et, en sens contraire, facilitent la luminescence. Ca n'est pas néces- <EMI ID=6.1>
verre, pourvu que la résine soit elle-même suffisamment translucide. La règle générale, dans ces matériaux de construction selon l'invention, est d'utiliser des constituants aussi clairs que possible, pour leurs qualités 'optiques (meilleure réflexion, plus grande rémanence, aspect "cristal" plus agréable) et surtout vis-à-vis de l'ultra-violet, comme on l'expliquera plus loin.
Ainsi, l'invention a pour objet un matériau de construction, comprenant en plus des éléments connus procurant une résistance mécanique requise un liant, un produit photoluminescent et des constituants clairs incorporés dans la masse
du liant, ces derniers constituants étant choisis pour permettre la pénétration suffisante des radiations ultra-violettes
de l'extérieur jusqu'au produit photoluminescent incorporé pour l'exciter, puis le passage des radiations lumineuses émises
par le produit photoluminescent de l'intérieur du matériau vers l'extérieur.
D'autres adjonctions au matériau de l'invention sont encore possibles, par exemple des produits d'azurage.
L'exemple le plus important de matériau de construction selon l'invention parait être le béton rendu photoluminescent. Pour l'obtenir, on peut employer l'un des deux procédés ci-après.
1. On mélange, à l'eau de gâchage du béton, de 5 à 20 % en poids
<EMI ID=7.1>
sous forme cristalline en petits cristaux, granuleuse ou pulvérulente, par rapport au poids du ciment (soit en pratique 10 % environ de blende ou sulfure de zinc en poids);
l'eau de gâchage peut également contenir des latex ou certain:
types -le silicones dont on sait qu'ils modifient les propriétés mécaniques du béton. Les microbilles de verre sont
<EMI ID=8.1>
Ou bien :
2. On mélange au ciment lui-même (en poudre) le susdit pigment,
la blende ou sulfure de zinc sous la forme ci-dessus et dans les mêmes proportions. Les adjuvants éventuels (dont les microbilles) sont mélangés à l'eau de gâchage et interviennent lors du malaxage en bétonnière.
Les propriétés mécaniques d'un béton ainsi obtenu sont sensiblement les mêmes que celles d'un béton habituel.
Le béton habituel comporte, en gros, une part de ciment, deux de sable, et une ou deux de gravier, sans compter l'eau de gâchage. Par l'un des procédés ci-dessus, cela revient sensiblement à remplacer l'une des parties de sable par une partie de blende (ou pigment, ou sulfure de zinc) pulvérulente. On peut aussi, dans la composition précédente, remplacer une part de gravier par une part de "cailloux" de blende. La blende peut être ainsi "substituée", mais elle peut être aussi "ajoutée", sensiblement avec les mêmes proportions. Le sulfure de zinc peut aussi être remplacé par un mélange de sulfure de zinc et de sulfure de cadmium.
Le ciment utilisé est de préférence du ciment blanc, au moins sensiblement. Le latex ajouté est du latex de synthèse
(styrène-bu.tadiène). Les agrégats utilisés peuvent être normaux
(sable et gravier communs) ou du quartz ou de la silice spécialement préparé. Les microbilles de verre peuvent être par exemple celles qu'on utilise pour les peintures auto-routières.
Il est également possible de rendre photoluminescents des agrégats d'un matériau de construction selon l'invention, notaient d'un béton, ces agrégats étant le sable, la silice, les billes de .'erre, etc. en les imbibant par du pigment pho-
<EMI ID=9.1>
aux silicones, résine acrylique ou analogue, latex, etc., émulsion que l'on mélange ensuite aux agrégats.
Le plâtre fabriqué selon l'invention est obtenu de manière analogue. A cet effet, on mélange de la blende trouvée dans la nature et réduite en poudre (ou le susdit pigment ou
le sulfure de zinc) à la poudre de plâtre avant de la gâcher, dans une proportion de 5 à 20 %, ou de préférence 10 %, en poids, par rapport à la poudre de plâtre.
Le matériau de construction selon l'invention peut constituer tout ou partie d'une construction.
Suivant une mise en oeuvre évoluée de l'invention,
<EMI ID=10.1>
luminescent ne se recouvre de dépôts, sous l'influence de la pluie et de la boue en particulier, on recouvre la surface en question d'un vernis aux silicones, qualité cristal, qui a la propriété d'être hydrophobe et oléophobe, de sorte que le matériau reste propre. En même temps, le démoulage est facilité.
Ceci est particulièrement intéressant pour fabriquer des parties de coques de bateaux ou de carrosseries de voitures, qui sont lumineuses la nuit et le restent, sans possibilité de salissure exagérée.
On reviendra maintenant sur la définition importante des "constituants clairs" dont il a été question plus haut.
<EMI ID=11.1>
Il ne convient pas que le constituant clair en question soit du verre blanc broyé, car un tel constituant ne serait <EMI ID=12.1>
Ainsi que le propose la présente invention, il est particulièrement avantageux de choisir au moins un des éléments
<EMI ID=13.1>
une intensité .suffisante les cristaux de sulfure de zinc ou autre produit luminescent incorpore; en même temps, il sera
<EMI ID=14.1>
<EMI ID=15.1>
J'est ainsi qu'il conviendra d'interpréter la stipulation suivant laquelle le matériau de construction envisagé doit contenir des constituants clairs.
<EMI ID=16.1>
cas :
1. le matériau comprend une résine perméable aux rayons ultraviolets et aussi des charges diverses perméables à ces mêmes rayons; l'ensemble donne un matériau photoluminescent de grande intensité;
2. le matériau peut comprendre une résine perméable aux rayons
ultra-violets, associée à des charges perméables à la seule lumière visible;
3. le matériau comprend une résine seulement perméable au
rayonnement visible, mais les charges sont cette fois perméables aux rayons ultra-violets.
On comprend que dans ces deux derniers cas la réma-
<EMI ID=17.1> des ultra-violets ainsi faite peut permettre de préserver certaines liaisons fragiles dans les résines utilisées.
Quel que soit le mode de réalisation adopté selon l'invention, on constate que les matériaux ainsi fabriqués ont une photoluminescence bien supérieure à celle des matériaux connus dans ce genre.
Suivant un premier aspect de la présente invention, lesdits constituants clairs sont constitués par (ou comprennent) des corps contenant de la silice sous une forme appropriée, tels que :
- du verre au quartz broyé,
- du quartz broyé,
- du gel de silice,
- de l'anhydride silicique,
- du silicagel, certains de ces corps ayant la forme d'un colloïde que peut pénétrer l'ultra-violet. Ainsi, un matériau de construction photoluminescent à liant hydraulique, conçu selon l'invention, pourra avoir la composition "A" ci-après.
<EMI ID=18.1>
<EMI ID=19.1>
Dans cette composition, qui est celle d'un béton photoluminescent, les charges minérales peuvent être employées individuellement de façon sélective, à concurrence de la quantité indiquée, ou associées les unes aux autres, à condition toutefois que leur granulométrie soit convenable pour que le matériau ait la résistance voulue (en recourant, par exemple,
à la courbe granulométrique de Fuller ou de Bolomey).
Les cristaux photoluminescents, l'agent de coalescence et l'eau peuvent être avantageusement conditionnés ensemble sous forme d'une dispersion, suspension ou émulsion aqueuse. Le gel de silice notamment se prête en effet à la préparation d'une suspension de la silice et du sulfure de zinc, suspension dans laquelle le sulfure de zinc sera reparti et ce, d'une façon stable.
<EMI ID=20.1>
<EMI ID=21.1>
constituants clairs, faisant partie du- �atériau de construction
<EMI ID=22.1>
pable de remplacer en tout ou partie T-=- liant hydraulique du ciment de béton et de conférer à la masse les deux propriétés d'être perméable aux rayons ultra-violets pour l'excitation des cristaux photoluminescents et aux radiassions visibles émises
<EMI ID=23.1>
surface spécifique augmentée, donc leurr sensibilité accrue.
C'est ainsi que selon l'invention on peut réaliser un matériau photoluminescent à liant hydraulique et adjuvants
<EMI ID=24.1>
"B" suivante :
<EMI ID=25.1>
<EMI ID=26.1>
re composition donnée, on observera encore dans le cas présent que les charges minérales peuvent être employées individuellement ou associées, avec une granulométrie appropriée comme
déjà dit; qu'avantageusement les charges luminescentes, l'agent de coalescence, l'eau et l'adjuvant résineux peuvent être conditionnés ensemble sous forme d'une seule phase - dispersion, suspension ou émulsion aqueuse - avec le même effet que précédemment.
Il est possible encore, selon un aspect particulier de la présente invention, de fabriquer des matériaux photoluminescents comportant, non pas un liant hydraulique habituel, mais un liant de synthèse, c'est-à-dire une résine thermodurcissable ou thermoplastique, telle que du polyuréthane, un polyester, une résine époxyde, une résine acrylique ou une résine vinylique.
Dans ce cas, la formulation générale des mortiers
et bétons correspondante sera :
<EMI ID=27.1>
On notera au passage que les cristaux photoluminescents, dans toutes ces formulations d'ailleurs, ne sont pas
<EMI ID=28.1>
vent être aussi des cristaux photoluminescents du type oxyde <EMI ID=29.1>
intéressant de prendre, comme résine, une résine époxyde en masse liquide (Epikote 828 ou Araldite GY 250) représentant
100 en poids et, comme plastifiant, un polyamide en masse liquide (indice d'amide GY 250) représentant 52 en poids. De plus, les charges minérales à envisager pourront comprendre du silicate hydraté [pound]talc 0 15 microns) 50 en part pondérable; de la calcite (par exemple Durcal 40) représentant 100; et de la calcite (0 135 microns) représentant 50 en part pondérable.
On peut aussi adopter une formulation de matériau
à liant de synthèse pour béton synthétique, telle que "D" :
<EMI ID=30.1>
- des cristaux photoluminescenta
<EMI ID=31.1>
- un colloïde perméable à l'ultra-violet
<EMI ID=32.1>
<EMI ID=33.1>
Voici un autre exemple de formulation pour béton synthétique à liant de synthèse :
<EMI ID=34.1>
- Liant de synthèse
<EMI ID=35.1>
- charges à pouvoir de transmission dans l'ultraviolet et le spectre visible
<EMI ID=36.1>
Enfin, toujours suivant le même genre de conception, on donnera ci-après la formulation d'un sol synthétique autolissant
<EMI ID=37.1>
<EMI ID=38.1>
<EMI ID=39.1>
- Charges
<EMI ID=40.1>
Dans cette formulation, on peut remplacer les trois charges ci-dessus par l'agrégat quartz:corindon du type Hinarthit .
On peut aussi proposer un matériau formant revêtement de sol, à base de chlorure de polyvinyle (PCV) tel que le suivant :
<EMI ID=41.1>
On peut remarquer que si la résine n'est pas par elle-même perméable aux rayons ultra-violets, on peut la dissoudre dans un solvant aromatique pouvant avoir des propriétés de captation d'énergie dans une bando de fréquence U.V. et de réémission dans une autre supérieure.
Suivant le deuxième aspect de la présente invention
(choix des résines comme "constituants clairs"), outre le fait que l'on s'est attaché à décrire des formulations de base de matériaux photoluminescents :
(a) matériaux traditionnels à liant hydraulique et adjuvant résineux,
(b) matériaux à liant de synthèse particulièrement, où les résines cristallines sont prises comme vecteur des éléments photoluminescents,
on s'est attaché, par ailleurs, à leur donner un caractère de perméabilité aux hautes fréquences de l'ultra-violet par le choix :
(a) de résines cristallines,
(b) de charges type composés silicium, silicate, mica
(c) de faibles charges pigmentaires du type calcite,
(d) de diluants ou solvants aromatiques de la série des benzènes par exemple.
On débouche ainsi sur la notion de photoluminescence en cascade, qui permet une plus grande mobilisation d'énergie
<EMI ID=42.1>
Ainsi, l'énergie appliquée aux centres phosphorescents du type sulfure est accrue et, par conséquent, l'énergie lumineuse rémanée des matériaux également.
En outre, la surface spécifique de chaque centre photoluminescent étant accrue de l'ordre de dix fois par son association aux vecteurs résines cristallines, la surface de captât ion des rayonnements incidents est également augmentée.
Voici un exemple de luminescence en cascade :
<EMI ID=43.1>
les charges de quartz et un diluant aromatique du type anthra-
0
cène capteront l'énergie de la raie 3.600 - 3.800 A pour la réémettre dans la raie 3.800 - 4.000, qui est le seuil inférieur de la plage de sensibilité du cristal SZn : Cu (0,003) hexago-
0
<EMI ID=44.1>
On comprend ainsi que l'énergie transmise par les
éléments quartz et aromatiques s'ajoute à l'énergie captée par
les centres photoluminescents à sulfure de zinc pour accroître l'énergie lumineuse accumulée.
Dans de tels systèmes, on enregistre un effet de
rémanence toujours supérieur à la rémanence des centres photoluminescents seuls.
De plus, toujours dans le but d'accroître la transparence du matériau à l'ultra-violet et d'améliorer le passage
des radiations lumineuses, on peut avantageusement envisager,
selon l'invention, d'incorporer dans le matériau des substances
dites porophores ou porogènes dont les vacuoles sont des centres
de convergence lumineux, qui permettent d'obtenir des matériaux à struc ture cellulaire. En même temps que ladite transparence est accrue, les qualités mécaniques du matériau se trouvent améliorées grâce
aux charges associées à la résine combinée au pigment photoluminescent.
On peut proposer ainsi, selon la présente invention,
des formulations I, J, K telles que les suivantes :
<EMI ID=45.1>
Enfin, à partir d'une armature plus ou moins souple constituée par des tissus et autres textures, on peut envisager de construire des matériaux stratifiés, forcés par une suc- <EMI ID=46.1>
- un tissu de verre (au quartz),
- une résine,
- une matte de verre (au quartz),
- une substance résineuse de finition (dite gel coat).
(Les résines ici considérées peuvent être du type polyester, polyuréthane ou époxy qu'on rend photoluminescent comme déjà expliqué) .
Le tout, qui est thermodurcissable, est soumis à l'action de la chaleur, ou bien il est catalysé à froid, de sorte qu'on obtient un matériau de revêtement ou matériau mince, photoluminescent dans la masse et suffisamment rigide, qui est utilisable en construction.
Voici des formulations possibles, L, M, N de ces matériaux de synthèse, pour les parties "substances résineuses d'enduction" et "substances résineuses de finition" :
<EMI ID=47.1>
<EMI ID=48.1>
(b) - Eléments photoluminescents :
<EMI ID=49.1>
(a) - Résine :
<EMI ID=50.1>
(b) - Eléments photoluminescents :
1. Sulfure de zinc en cristaux 20
2. Agent de suspension (gel de silice) 2
3. Microbilles de verre de quartz ou de
verre au borosilicate 18
REVENDICATIONS
<EMI ID=51.1>
des éléments connus procurant une résistance mécanique requise
un liant, un produit photoluminescent et des constituants clairs incorporés dans la masse du liant, ces derniers constituants
étant choisis pour permettre la pénétration suffisante des radiations ultra-violettes de l'extérieur jusqu'au produit photoluminescent incorporé pour l'exciter, puis le passage des radiations lumineuses émises par le produit photoluminescent de l'intérieur du matériau vers l'extérieur.
<EMI ID = 1.1>
their manufacture.
Based on French patents N [deg.] 72 01865 filed January 20, 1972 and granted August 6, 1973 and N [deg.] 72 43104 (Addition) filed December 4, 1972 and issued June 17, 1974.
<EMI ID = 2.1>
construction, for example concrete, plaster, or a laminate material such as modern materials based on fiberglass coated with synthetic resin. The term `` construction material- <EMI ID = 3.1> considered in the present case must be able to be used not only to construct buildings or parts of buildings, roadways, safety barriers, airfield runways, platforms or thick coatings
- falling within the field of conventional construction and public works - having for this purpose the necessary resistance, but also construction parts of machines, automobile bodies or boat hulls in molded laminate material, even sculpted pieces or ornamental motifs, executed in solid materials. Are excluded however
of the category referred to here as "construction materials",
all the metal parts, as will be understood below.
The object of the invention is to remedy an absence of lighting, such as that of a failure of the lighting network,
which could cause accidents. For example, on a portion
<EMI ID = 4.1>
switch on the headlights of automobiles, a sudden failure of the lighting could cause accidents if the road alignment is curved, the side safety barriers not being visible. Likewise, in a staircase, if the light goes off suddenly, the timer being at the end of its run, the situation
<EMI ID = 5.1>
vention also aims to dispense with providing a permanent lighting system, always expensive in investment and maintenance. On a motorway for example, the light afterglow of the infrastructure, established in photoluminescent construction material according to the invention as will be explained, afterglow due to the scanning by the headlights of vehicles traveling on the roadway, will suffice to materialize and mark the strip.
running, the running area, the obstacles, the indication
direction of traffic, the emergency exit, etc.
To remedy accidents or difficulties, paints based on reflective products have already been proposed, applied to obstacles or useful parts (pavements, steps of stairs, columns, doorways, etc.) at least in order to trace them. contour, and also film-forming and phosphorescent surface products to materialize an obstacle
or indicate a direction. The defect of these devices is
that the paint wears away by friction and consequently after some time it no longer plays its role.
A material based on PVC (polyvinyl chloride) is also known, in which a phosphorescent product has been incorporated; it is used, for example, to constitute the buttons of light switches in dark corridors or stairs. This material does not have the rigidity necessary to make it a "building material" in the sense indicated above.
The invention proposes another solution, much more interesting, in that it provides a material exhibiting permanent, physical, mechanical, chemical properties which cannot be altered by friction or even by the removal of part of its thickness. .
The object of the invention is therefore to provide a material having both two functions: on the one hand, that of being a construction material, in the sense given above;
- on the other hand, that of being photoluminescent in its mass for a certain period of afterglow, after extinction of the ambient lighting or sporadic lighting, this period being sufficient to avoid the risk of accidents or difficulties of circulation.
In the construction material according to the invention, there has been incorporated for the intended purpose at least a certain amount of a photoluminescent product; various natural products can be envisaged for this purpose, such as photoluminescent or phosphorescent pigments based on strontium sulfide, or other phosphorescent products activated by radioactive salts; however, in the invention, it is recommended to use as being the most readily available and affordable,
while not presenting any risk of handling, photoluminescent pigments with zinc sulphide which are found in the natural state in the form of blende, or zinc ore, or even zinc sulphide alone. With zinc sulphide, it suffices to
10 seconds of exposure to obtain an afterglow lasting several hours, the duration and intensity of the light restored being a direct function of the intensity of the light received and not of the exposure time.
In addition, a large number of building materials, such as concrete and plaster, are not translucent. This is why in the invention, provision can be made to incorporate therein glass particles, preferably in the form of hemispherical microbeads, either quartz or borosilicate, which allow incident light to enter the mass and , in the opposite direction, facilitate luminescence. It is not necessary- <EMI ID = 6.1>
glass, provided that the resin itself is sufficiently translucent. The general rule, in these building materials according to the invention, is to use constituents which are as clear as possible, for their optical qualities (better reflection, greater remanence, more pleasant "crystal" appearance) and especially vis-à-vis. -vis of ultra-violet, as will be explained later.
Thus, the subject of the invention is a construction material, comprising, in addition to known elements providing the required mechanical resistance, a binder, a photoluminescent product and clear constituents incorporated into the mass.
of the binder, the latter constituents being chosen to allow sufficient penetration of ultraviolet radiation
from the outside to the incorporated photoluminescent product to excite it, then the passage of the light radiations emitted
by the photoluminescent product from the inside of the material to the outside.
Other additions to the material of the invention are also possible, for example brightening products.
The most important example of a building material according to the invention appears to be concrete made photoluminescent. To obtain it, one of the two methods below can be used.
1. 5 to 20% by weight are mixed with the mixing water of the concrete
<EMI ID = 7.1>
in crystalline form in small crystals, granular or pulverulent, relative to the weight of the cement (ie in practice approximately 10% of zinc blende or sulphide by weight);
the mixing water may also contain latex or certain:
types -silicones which are known to modify the mechanical properties of concrete. Glass microspheres are
<EMI ID = 8.1>
Or :
2. The aforementioned pigment is mixed with the cement itself (in powder),
zinc blende or sulfide in the above form and in the same proportions. The possible adjuvants (including the microbeads) are mixed with the mixing water and intervene during mixing in a concrete mixer.
The mechanical properties of a concrete thus obtained are substantially the same as those of a usual concrete.
Usual concrete has roughly one part cement, two sand, and one or two gravel, not counting the mixing water. By one of the above processes, this substantially amounts to replacing one of the parts of sand with a part of pulverulent blende (or pigment, or zinc sulphide). It is also possible, in the previous composition, to replace a part of gravel by a part of "pebbles" of blende. The blende can thus be "substituted", but it can also be "added", in substantially the same proportions. Zinc sulfide can also be replaced by a mixture of zinc sulfide and cadmium sulfide.
The cement used is preferably white cement, at least substantially. The added latex is synthetic latex
(styrene-bu.tadiene). Aggregates used may be normal
(common sand and gravel) or specially prepared quartz or silica. The glass microspheres can be, for example, those which are used for highway paints.
It is also possible to make the aggregates of a building material according to the invention photoluminescent, noted from a concrete, these aggregates being sand, silica, beads, etc. by soaking them with pho-
<EMI ID = 9.1>
with silicones, acrylic resin or the like, latex, etc., emulsion which is then mixed with the aggregates.
The plaster produced according to the invention is obtained in a similar manner. For this purpose, blende found in nature and reduced to a powder (or the aforesaid pigment or
zinc sulphide) to the plaster powder before mixing it, in a proportion of 5 to 20%, or preferably 10%, by weight, relative to the plaster powder.
The construction material according to the invention can constitute all or part of a construction.
According to an advanced implementation of the invention,
<EMI ID = 10.1>
luminescent does not become covered with deposits, under the influence of rain and mud in particular, the surface in question is covered with a silicone varnish, crystal quality, which has the property of being hydrophobic and oleophobic, so that the material remains clean. At the same time, demolding is facilitated.
This is particularly useful for making parts of boat hulls or car bodies, which are bright at night and stay that way, without the possibility of excessive soiling.
We will now come back to the important definition of "clear constituents" discussed above.
<EMI ID = 11.1>
The clear component in question should not be ground white glass, as such a component would not be <EMI ID = 12.1>
As the present invention proposes, it is particularly advantageous to choose at least one of the elements
<EMI ID = 13.1>
a sufficient intensity the crystals of zinc sulphide or other luminescent product incorporated; at the same time it will be
<EMI ID = 14.1>
<EMI ID = 15.1>
This is how the stipulation that the construction material envisaged must contain clear constituents should be interpreted.
<EMI ID = 16.1>
case:
1. the material comprises a resin permeable to ultraviolet rays and also various fillers permeable to these same rays; the whole gives a photoluminescent material of great intensity;
2.the material may include radiation permeable resin
ultra-violet, associated with charges permeable only to visible light;
3.the material comprises a resin permeable only to
visible radiation, but this time the charges are permeable to ultra-violet rays.
We understand that in these last two cases the rema-
<EMI ID = 17.1> ultraviolet rays produced in this way may make it possible to preserve certain fragile bonds in the resins used.
Whatever the embodiment adopted according to the invention, it is observed that the materials thus manufactured have a much higher photoluminescence than that of the materials known in this genre.
According to a first aspect of the present invention, said clear constituents are constituted by (or comprise) bodies containing silica in a suitable form, such as:
- crushed quartz glass,
- crushed quartz,
- silica gel,
- silicic anhydride,
- silica gel, some of these bodies having the form of a colloid that ultraviolet can penetrate. Thus, a photoluminescent construction material with a hydraulic binder, designed according to the invention, could have the composition “A” below.
<EMI ID = 18.1>
<EMI ID = 19.1>
In this composition, which is that of a photoluminescent concrete, the mineral fillers can be used individually and selectively, up to the quantity indicated, or combined with each other, provided however that their particle size is suitable for the material have the desired resistance (by using, for example,
to the Fuller or Bolomey grain size curve).
The photoluminescent crystals, the coalescing agent and the water can advantageously be packaged together in the form of an aqueous dispersion, suspension or emulsion. Silica gel in particular lends itself in fact to the preparation of a suspension of silica and zinc sulphide, a suspension in which the zinc sulphide will be distributed and this, in a stable manner.
<EMI ID = 20.1>
<EMI ID = 21.1>
clear constituents, part of the construction material
<EMI ID = 22.1>
able to replace all or part of T - = - hydraulic binder of concrete cement and give the mass the two properties of being permeable to ultraviolet rays for the excitation of photoluminescent crystals and to visible radiation emitted
<EMI ID = 23.1>
increased specific surface, therefore increased sensitivity.
Thus, according to the invention, a photoluminescent material with a hydraulic binder and adjuvants can be produced.
<EMI ID = 24.1>
Next "B":
<EMI ID = 25.1>
<EMI ID = 26.1>
re composition given, it will also be observed in the present case that the mineral fillers can be used individually or combined, with an appropriate particle size such as
already said; that advantageously the luminescent fillers, the coalescing agent, the water and the resinous adjuvant can be packaged together in the form of a single phase - aqueous dispersion, suspension or emulsion - with the same effect as above.
It is also possible, according to a particular aspect of the present invention, to manufacture photoluminescent materials comprising, not a usual hydraulic binder, but a synthetic binder, that is to say a thermosetting or thermoplastic resin, such as polyurethane, polyester, epoxy resin, acrylic resin or vinyl resin.
In this case, the general formulation of the mortars
and corresponding concrete will be:
<EMI ID = 27.1>
It will be noted in passing that the photoluminescent crystals, in all these formulations moreover, are not
<EMI ID = 28.1>
can also be photoluminescent crystals of the oxide type <EMI ID = 29.1>
interesting to take, as resin, an epoxy resin in liquid mass (Epikote 828 or Araldite GY 250) representing
100 by weight and, as plasticizer, a polyamide in liquid mass (amide number GY 250) representing 52 by weight. In addition, the mineral fillers to be envisaged may comprise hydrated silicate [pound] talc (0 15 microns) 50 in weightable part; calcite (for example Durcal 40) representing 100; and calcite (0 135 microns) representing 50 in weight.
We can also adopt a material formulation
with synthetic binder for synthetic concrete, such as "D":
<EMI ID = 30.1>
- photoluminescent crystals
<EMI ID = 31.1>
- a colloid permeable to ultra-violet
<EMI ID = 32.1>
<EMI ID = 33.1>
Here is another example of a synthetic concrete formulation with a synthetic bond:
<EMI ID = 34.1>
- Synthetic binder
<EMI ID = 35.1>
- charges with transmitting power in the ultraviolet and visible spectrum
<EMI ID = 36.1>
Finally, still following the same type of design, the formulation of a self-leveling synthetic floor will be given below.
<EMI ID = 37.1>
<EMI ID = 38.1>
<EMI ID = 39.1>
- Charges
<EMI ID = 40.1>
In this formulation, the three fillers above can be replaced by the quartz aggregate: corundum of the Hinarthit type.
It is also possible to provide a material forming a floor covering, based on polyvinyl chloride (PCV) such as the following:
<EMI ID = 41.1>
It can be noted that if the resin is not by itself permeable to ultraviolet rays, it can be dissolved in an aromatic solvent which can have properties of capturing energy in a band of UV frequency and of re-emission in a other superior.
According to the second aspect of the present invention
(choice of resins as "clear constituents"), in addition to the fact that we have endeavored to describe basic formulations of photoluminescent materials:
(a) traditional materials with hydraulic binder and resinous admixture,
(b) particularly synthetic binder materials, where the crystalline resins are taken as a vector of the photoluminescent elements,
we have also endeavored to give them a character of permeability at high frequencies of ultra-violet by choosing:
(a) crystalline resins,
(b) fillers such as silicon, silicate, mica compounds
(c) low pigment loads of the calcite type,
(d) diluents or aromatic solvents of the benzene series, for example.
This leads to the concept of cascade photoluminescence, which allows greater mobilization of energy
<EMI ID = 42.1>
Thus, the energy applied to the phosphorescent centers of the sulfide type is increased and, therefore, the residual light energy of the materials as well.
In addition, the specific surface of each photoluminescent center being increased on the order of ten times by its association with the crystalline resin vectors, the surface for capturing the incident radiation is also increased.
Here is an example of cascading luminescence:
<EMI ID = 43.1>
quartz fillers and an aromatic thinner of the anthra- type
0
This will capture the energy of the 3,600 - 3,800 A line to re-emit it into the 3,800 - 4,000 line, which is the lower threshold of the sensitivity range of the SZn crystal: Cu (0.003) hexago-
0
<EMI ID = 44.1>
It is thus understood that the energy transmitted by
quartz and aromatic elements add to the energy captured by
zinc sulphide photoluminescent centers to increase accumulated light energy.
In such systems, an effect of
remanence always greater than the remanence of the photoluminescent centers alone.
In addition, always with the aim of increasing the transparency of the material to ultra-violet and improving the passage
light radiation, one can advantageously consider,
according to the invention, to incorporate substances into the material
known as porophores or porogens whose vacuoles are centers
of luminous convergence, which make it possible to obtain materials with a cellular structure. At the same time as said transparency is increased, the mechanical qualities of the material are improved thanks to
to the charges associated with the resin combined with the photoluminescent pigment.
It is thus possible to propose, according to the present invention,
formulations I, J, K such as the following:
<EMI ID = 45.1>
Finally, from a more or less flexible frame made up of fabrics and other textures, it is possible to envisage constructing stratified materials, forced by a suc- <EMI ID = 46.1>
- a glass fabric (quartz),
- a resin,
- a glass mat (quartz),
- a resinous finishing substance (called gel coat).
(The resins considered here can be of the polyester, polyurethane or epoxy type which is made photoluminescent as already explained).
The whole, which is thermosetting, is subjected to the action of heat, or it is cold catalyzed, so that a coating material or thin material, photoluminescent in the mass and sufficiently rigid, which is usable is obtained. in construction.
Here are possible formulations, L, M, N of these synthetic materials, for the parts "resinous coating substances" and "resinous finishing substances":
<EMI ID = 47.1>
<EMI ID = 48.1>
(b) - Photoluminescent elements:
<EMI ID = 49.1>
(a) - Resin:
<EMI ID = 50.1>
(b) - Photoluminescent elements:
1. Zinc sulphide crystals 20
2. Suspending agent (silica gel) 2
3. Quartz glass microbeads or
borosilicate glass 18
CLAIMS
<EMI ID = 51.1>
known elements providing the required mechanical resistance
a binder, a photoluminescent product and clear constituents incorporated into the mass of the binder, the latter constituents
being chosen to allow sufficient penetration of ultraviolet radiation from the outside to the incorporated photoluminescent product to excite it, then the passage of light radiations emitted by the photoluminescent product from the inside of the material to the outside.