FR3004139A1

FR3004139A1 - THERMOCHROME SURFACE COATING

Info

Publication number: FR3004139A1
Application number: FR1353014A
Authority: FR
Inventors: Remy Incourt
Original assignee: Tarkett GDL SA
Current assignee: Tarkett GDL SA
Priority date: 2013-04-03
Filing date: 2013-04-03
Publication date: 2014-10-10
Anticipated expiration: 2033-04-03
Also published as: FR3004139B1

Abstract

La présente 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. Elle vise par ailleurs un procédé de fabrication d'un tel revêtement de surface 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.The present invention provides a surface coating comprising: a base layer; - a layer of decoration; and a wear layer, wherein the decorative layer and / or the wear layer comprise at least one thermochromic dye. It also relates to a method of manufacturing such a surface coating comprising the steps of: (i) providing a base layer; (ii) printing on the base layer of a decoration, forming the decorative layer; and (iii) applying above the decor layer a wear layer forming resin, wherein at least one thermochromic dye is added to the ink used to form the decorative layer and / or the resin forming the wear layer.

Description

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.The present invention relates to a surface coating, in particular a floor covering or a wall covering whose coloration varies with ambient temperature. It also relates to a method for its manufacture. Surface coatings made of plastics, for example polyvinyl chloride, provide a practical and economical solution for covering the surfaces of the habitat, especially the floors. If the offer on the market is wide enough, the variety in terms of design and functional remains limited, especially to the economic segment. In addition, modern heating modes make it possible to set the temperature to the optimum values for each activity. Indeed, it is currently recommended a temperature of 24 ° C for a bathroom, 20 to 22 ° C for sedentary people or intellectual activity, 18 ° C for a space dedicated to physical activity and 16 ° C in the bedrooms. Houses, private or collective, therefore frequently have different temperatures depending on the space. In order to widen the possibilities of interior design, it would be interesting to have surface coatings expressing a temperature by a color, in order to create different atmospheres by using the same surface coating.

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.It may also be of safety interest to make a temperature change perceptible to the eye, for example to control whether the temperature of a space exceeds a given maximum value. Such interest may exist for example in residences for the elderly, to signal the need to provide sufficient hydration when the temperature in the room increases. The object of the present invention is therefore the development of a surface coating having the property of varying in color as a function of the ambient temperature.

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.This object is achieved, according to the invention, by a surface coating incorporating one or more thermochromic dyes, and whose color is likely to change with temperature. Also, according to a first aspect, the invention provides a surface coating comprising: a base layer; a layer of decor; and a wear layer, wherein the decorative layer and / or the wear layer comprise at least one thermochromic dye. Particularly targeted is a surface coating based on polyvinyl chloride (PVC). The surface coating may include a floor covering, especially a resilient floor covering. Alternatively, it may also be another coating, for example a wall covering. The surface coating may be supplemented with other layers, depending on the intended application.

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.The thermochromic dye may be contained in particular in an ink, especially a water-based ink, forming the decorative layer. Advantageously, the thermochromic dye is microencapsulated. Alternatively, the thermochromic dye may be present in the wear layer, generally formed of resin. It can be added especially in the form of powder or masterbatch. According to a second aspect, the invention provides a method of manufacturing a surface coating as described, comprising the steps of: (i) providing a base layer; (ii) printing on the base layer of a decoration, forming the decorative layer; and (iii) applying above the decor layer a wear layer forming resin, wherein at least one thermochromic dye is added to the ink used to form the decorative layer and / or the resin forming the wear layer. Preferably, the thermochromic dye is added in microencapsulated form, in powder form or in the form of a masterbatch. As part of this disclosure, the term "dye" refers to any compound capable of imparting a hue to a material, by solubilization, dispersion or in a distinct form, including microencapsulated. The term "thermochromic" is understood to mean the ability of certain materials to change color as a function of temperature. The most common thermochromic compounds are liquid crystals and leuco-dyes. The thermochromic liquid crystals change color with temperature due to a change of structure modifying the wavelength corresponding to the selective reflection of light. Leuco-dyes are molecules that can take two different forms: a colored form and a transparent form. A leuco dye may be in particular a molecule having a cycle which breaks under the action of a rise in temperature: the molecule remains connected and does not change composition, but its properties change, in particular its color. The reverse action, a drop in temperature, allows the bond to reform, and thus the molecule to regain its initial state. Leuco dyes are most often used in microencapsulated form. Microencapsulation has the advantage of maintaining the chemical integrity and reversibility of the microencapsulated liquid and protecting it from the influence of the surrounding environment. This microencapsulation is generally performed by coacervation or interfacial polymerization. The most common encapsulation polymer is melamine formaldehyde. The final choice of the type of technique and the encapsulating polymer depends on the application and on factors such as particle size, wall thickness, impermeability, thermal stability, and compatibility and adhesion to the end-use environment. The microencapsulated thermochromic preparation is most often formed of three basic components: a leuco dye, a color developer and a solvent. The thermochromic dye may be chosen in particular from spirolactones, fluorans, spiropyrans, or fulgides. These compounds pass from a colored to colorless state as a function of the pH of the medium. At acidic pH, protonated forms dominate the reduced forms. In basic medium, the equilibrium is reversed. The position of this equilibrium shifts with temperature. The color developer's main function is to give protons. Generally, it is weak acids. The solvent has the function of allowing the dissolution of the thermochromic dye (s) and the color developer. It is usually a polar solvent such as an alcohol or an ester. Microencapsulation allows the addition of a reversible thermochromic function to any type of material such as printing inks, paints or plastics. Such thermochromic dyes, in microencapsulated form, in the form of a powder or a masterbatch, are sold in basic colors, in particular by the French company Gem'Innov, the Japanese company Matsui and the American company Hallcrest. Preferably, the thermochromic dyes are reversible.

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.According to a particular embodiment, the surface coating according to the invention includes several dyes, which may be thermochromic or not. Indeed, the thermochromic dyes can also be combined with dyes or conventional pigments. Thus, discoloration of the dye will reveal the dye or base pigment. A multitude of dyes and types of dyes can expand the color palette and create more subtle visual effects. On the other hand, it is possible to provide a non-thermochromic decoration which is covered by thermochromic dyes and only revealed when the thermochromic dyes become transparent. Thermochromic dyes, especially in microcapsules, can have a very precise response temperature, to the degree. The color change takes place in a range of 1.0 to several degrees depending on the desired degree of precision. Depending on the application envisaged, it will be advantageous to choose thermochromic dyes whose response temperature is between 5 ° C. and 45 ° C., generally between 15 and 35 ° C. and most particularly between 20 and 27 ° C. Alternatively or in addition, it is possible to include the thermochromic function in the wear layer of the surface coating. The wear layer is most often made of resin, for example melamine resin. It is then possible to advantageously use thermochromic dyes in powder form, which is mixed with the resin, for example by extrusion. Alternatively, it is also possible to use thermochromic dyes formulated in the form of a concentrated mixture in a compatible polymer, so-called "masterbatch" mixtures and also available on the market. The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of realization of the surface coating according to the invention; and FIG. 2 is a sectional view of a first embodiment of the surface coating according to the invention. In Figure 1 is shown a floor covering according to a first embodiment of the invention. The floor covering designated by the general reference 1 comprises three main layers: a base layer 2, a decorative layer 3 and a wear layer 4. Other layers may be present, depending on the intended application.

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.The base layer 2 is typically composed of optionally adjuvanted polyvinyl chloride. Other polymers, however, may also be suitable. The decorative layer 3 may be formed of a decorative sheet or by a decoration printed on the base layer. When the decor is formed by printing, it is possible to provide the thermochromic function by including one or more thermochromic dyes in the ink used for the printing of the decor. Due to economic and ecological considerations, the ink is preferably a water-based ink. In this case, it may be interesting to include a microencapsulated thermochromic dye. The floor covering 1 is also provided with a wear layer 4 that is most often transparent or at least translucent, disposed on top of the decorative layer 4. The wear layer 4 is most often composed of a resin , especially melamine resin. In Figure 2 is shown another embodiment of the flooring according to the invention. This flooring, designated by the general reference 10, also comprises a base layer 20, a decorative layer 30 and a wear layer 40. The base layer 20 is as previously described, typically composed of optionally polyvinyl chloride adjuvanted, but other polymers may also be suitable. The decor layer 30 may include one or more thermochromic dyes or not, since in this embodiment a thermochromic dye is present in the wear layer 40. When a thermochromic dye is added to the wear layer, may be advantageous to use in powder form. The mixing with the resin can be done in a known manner as for a conventional dye. Alternatively, it is possible to use the thermochromic dye as a masterbatch in a compatible polymer, for example in a melamine resin.

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.The operation of the surface coatings according to the invention will be explained hereinafter for the case of a leukocolorant included in the wear layer and becoming transparent at a temperature exceeding its response temperature. When the ambient temperature is below its reaction temperature, the surface coating according to the invention has the decor of the decorative layer in the color of the thermochromic dye present in the wear layer. When the temperature exceeds the response temperature, the wear layer becomes transparent, revealing the decor layer in its original color. When the temperature falls back below the response temperature, the wear layer becomes dyed again, again adding color to the decor.

L'invention permet donc de disposer d'un revêtement de surface présentant un décor qui change avec la température.The invention therefore provides a surface coating having a decor that changes with temperature.

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.A further advantage of the invention is the fact that the manufacture of the surface coating does not require any particular material and can be carried out analogously to the manufacture of a conventional surface coating.

Claims

CLAIMS1.- A surface coating comprising: - a base layer; - a layer of decoration; and a wear layer, in which the decorative layer and / or the wear layer comprise at least one thermochromic dye.

2. The surface coating of claim 1, wherein the coating is based on polyvinyl chloride (PVC).

3. Surface coating according to claims 1 or 2, characterized in that it is a floor covering.

4. Surface coating according to claim 3, characterized in that it is a resilient flooring.

5. Surface coating according to one of claims 1 to 4, wherein the thermochromic dye is contained in an ink forming the decorative layer.

6. Surface coating according to one of claims 1 to 5, wherein the thermochromic dye is microencapsulated.

7. Surface coating according to claim 1 to 6, wherein the thermochromic dye is contained in the wear layer.

8. Surface coating according to one of claims 1 to 7, wherein the thermochromic dye is present in powder form.

9. A method of manufacturing a surface coating according to one of claims 1 to 8 comprising the steps of: (i) providing a base layer; (ii) printing on the base layer of a decoration, forming the decorative layer; and (iii) applying above the decor layer a wear layer forming resin, wherein at least one thermochromic dye is added to the ink used to form the decorative layer and / or the resin forming the wear layer.

The process for producing a surface coating according to claim 9, wherein the thermochromic dye is added in encapsulated form, in powder form or in the form of a masterbatch.