BE1018482A3 - Film protecteur respirant. - Google Patents

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BE1018482A3
BE1018482A3 BE2008/0256A BE200800256A BE1018482A3 BE 1018482 A3 BE1018482 A3 BE 1018482A3 BE 2008/0256 A BE2008/0256 A BE 2008/0256A BE 200800256 A BE200800256 A BE 200800256A BE 1018482 A3 BE1018482 A3 BE 1018482A3
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film
face
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polymer
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BE2008/0256A
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Martine Pascale Marie Detroye
Jean-Pierre Georges Ghislain Passagez
Laurent Franz Rene Gabriel
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Mactac Europ
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Abstract

Film protecteur solaire respirant comprenant un premier film de polymère (3) et un deuxième film de polymère (4) reliés l'un à l'autre par une première couche adhésive (2). Le film protecteur comprend en outre des particules permettant de réfléchir le rayonnement thermique solaire, tout en laissant passer la lumière visible.

Description

“Film protecteur respirant.”
La présente invention se rapporte à un film protecteur respirant à placer sur des support transparents ou sensiblement translucides, tels que des structures de fenêtre.
Par structure de fenêtre on entend des panneaux de verre, autant que des panneaux en matière plastique comprenant le polycarbonate, le polyacrylate et le polyméthyl méthacrylate. De telles matières plastiques sont solides, légères, résistantes et transparentes et elles peuvent être utilisées pour des structures de fenêtre telles que des vérandas, des solariums, des verrières, des châssis vitrés, des lucarnes, des coupoles, des tabatières et analogues.
Dans la construction des bâtiments, la lumière naturelle est un facteur à prendre en considération par les architectes, les constructeurs et les propriétaires. Le fait de permettre la lumière naturelle dans les bâtiments est une option de construction attrayante. Malheureusement, la lumière provenant du soleil provoque de la chaleur, augmente la consommation d’énergie et les coûts de refroidissement par d’éventuels climatiseurs.
Dès lors, plutôt que de sacrifier la beauté de la lumière naturelle pour des raisons d’économie d’énergie, on peut appliquer des films protecteurs sur les fenêtres pour économiser de l’énergie et obtenir d’autres avantages.
Plus particulièrement, l’invention se rapporte à un film protecteur respirant pour un support transparent comprenant : - un premier film de polymère en chlorure de polyvinyle ayant une première face et une deuxième face, - un deuxième film de polymère ayant également une première face et une deuxième face, ladite deuxième face dudit premier film de polymère en chlorure de polyvinyle étant agencée pour être reliée à ladite première face dudit deuxième film, et - une première couche adhésive, appliquée sur ladite première face dudit premier film, agencée pour être mise en contact avec ledit support transparent.
Un tel film protecteur est connu du document WO 2005/102670.
Certains inconvénients peuvent se produire parce que des films polymères sont reliés à des panneaux de polycarbonate, de polyacrylate ou de polyméthyl méthacrylate. Des bulles, des cratères ou analogues peuvent apparaître, produisant dès lors un aspect esthétique inacceptable pour le propriétaire ou le constructeur. De telles plaques en matière plastique tel qu’en polycarbonate ou en polyacrylate contiennent de l’humidité qui peut créer des défauts à l’interface adhésif/film et de la plaque, lorsque l’humidité du support s’échappe. Des défauts peuvent se produire dans un film polymère qui est imperméable à l’humidité. Ceci a fait l’objet de la demande de brevet internationale W02005/102670 susdite qui décrivait un film multicouche qui est respirable et susceptible d’adhérer à des plaques de polycarbonate et de polyacrylate sans développer de bulles, de cratères ou de tunnels suite à l’échappement d’humidité provenant de la plaque en matière plastique.
Malheureusement, le film multicouche du document W02005/102670 ne permet pas d’obtenir une durabilité acceptable pour son propriétaire. En effet, il a été observé que les rayons ultraviolets réfléchis par le film multicouche étaient également en même temps absorbés par la deuxième couche de polymère, qui était dans le document W02005/102670 constituée d’une couche de chlorure de polyvinyle transparente stabilisée. Dès lors, le film multicouche accumule une quantité de chaleur élevée qui accélère la dégradation du film. En outre, le pourcentage de lumière transmise n’était que de 20 %. Cette accumulation de chaleur provoquait la formation de zones brunes-noires dans le film protecteur adhérant au support transparent.
L’invention a pour but de palier les inconvénients de l’état de la technique en procurant un film protecteur respirant qui présente une durée de vie augmentée par rapport au film respirant du document W02005/102670 tout en laissant passer une quantité de lumière augmentée.
Pour résoudre ce problème, il est prévu, suivant l’invention, un film protecteur respirant tel qu’indiqué au début, comprenant des particules permettant de réfléchir le rayonnement solaire ayant une longueur d'onde supérieure à 750 nm, tout en laissant passer la lumière visible.
De cette façon, le rayonnement thermique (IR) qui présente une longueur d'onde supérieure à 750 nm est réfléchi par le film protecteur selon l'invention et la dégradation due aux rayonnement thermique est substantiellement réduite, grâce à la présence de particules alors que la lumière visible est transmise au travers dudit film protecteur respirant selon l'invention. De cette façon, la luminosité au travers dudit support sur lequel un film selon l'invention est disposé est largement conservée.
En outre, le film protecteur selon l'invention présente une conformabilité qui permet de l'appliquer sur des surfaces courbes. En effet, généralement, lorsque l'on augmente la durabilité, on a tendance à augmenter la rigidité et le film protecteur n'est plus étirable ou devient peu étirable. Selon l'invention, malgré le fait que la durabilité ait été augmentée, la conformabilité ainsi que la respirabilité ont été préservées.
Dans une forme de réalisation, lesdites particules sont comprises dans une deuxième couche adhésive entre ledit premier et ledit deuxième film de polymère. Dès lors, les étapes de fabrication sont largement simplifiées car les particules (ou pigments) réfléchissant la lumière ne doivent plus être intégrés dans un film de polymère mais bien dans une composition adhésive.
Dans une variante selon l'invention, lesdites particules sont comprises dans ledit deuxième film de polymère.
Dès lors, les deux films de polymères peuvent être cocalandrés chez le fournisseurs de film en polymère et dès lors, suivant l'invention, il n'est plus nécessaire que d'adhésiver la première couche adhésive sur ledit premier film de polymère.
De préférence, ledit premier film de polymère respirant est en chlorure de polyvinyle.
Avantageusement, lesdites particules sont choisies dans le groupe constitué du T1O2, du Mica, du Zr02, du Sn02, leurs dérivés et leur mélange et sont de préférence un mélange de T1O2, de Mica, de ZrC>2, et de Sn02- Ces particules présentent l’avantage de réfléchir le rayonnement thermique solaire et donc de réfléchir la chaleur tout en laissant passer la lumière visible et donc tout en permettant d’obtenir un pourcentage de lumière transmise qui est augmentée par rapport à l’art antérieur, en particulier, selon l’invention, le pourcentage de lumière transmise est compris dans la plage allant de 40 à 90 %, de préférence, dans la plage allant de 50 à 80% et est plus préférentiellement d’environ 60 %.
En outre, suivant l’invention, la respirabilité du film protecteur selon l’invention est conservée afin d’éviter la formation de bulles, de cratères ou de tunnels.
Dans une forme de réalisation préférentielle, lesdites particules présentent une taille de particule comprise entre 5 et 25 pm. En outre, les particules sont orientées de manière parallèle à l’interface des deux films de polymère. Ces particules présentent un effet de filtre de lumière en fonction de la longueur d’onde.
Dans une forme de réalisation particulière, ledit premier film de polymère en chlorure de polyvinyle comprend des stabilisateurs U.V.
dans une quantité allant de 0,5 à 5% en poids par rapport au poids de polymère, Dans une variante, ledit premier film de polymère respirant comprend des groupes amines, plus particulièrement des groupes amine non-libres en tant que stabilisateurs à la lumière (HALS), dans une proportion allant de 0,05 à 0,5% en poids par rapport au poids dudit polymère. Avantageusement, et à titre d'exemple, ledit premier film de polymère comprend environ 0,1 % en poids de HALS et environ 1% en poids d'absorbeurs UV.
De cette façon, le film de polymère en chlorure de polyvinyle, résiste aisément aux conditions environnementales auxquelles il est soumis. En effet, un tel film doit pouvoir supporter une chaleur élevée (dû au rayonnement du soleil qui passe au-travers du deuxième film de polymère)
Dans une forme de réalisation préférentielle, ledit deuxième film de polymère est un film de polyuréthanne. Le polyuréthanne présente une meilleure résistance à la chaleur par rapport à un chlorure de polyvinyle. Toutefois, une telle couche de polyuréthanne aurait pu nuire à la respirabilité de l’ensemble formé par le film protecteur selon l’invention. Toutefois, il a été prouvé, de manière surprenante, que la respirabilité restait tout à fait acceptable et que le niveau esthétique produit par le film protecteur selon l’invention était satisfaisant.
Dès lors, par la présence d’un film de polyuréthanne plus résistant, la dégradation du film dû aux U.V. qui se produisait dans le film respirant de l’art antérieur, ne se produit pas selon l’invention.
Avantageusement, la première couche adhésive comprend une composition adhésive à base de composé acrylique sensible à la pression à base de solvant et transparente.
Dans une autre forme de réalisation avantageuse, ladite deuxième couche adhésive (comprenant éventuellement lesdites particules) comprend une composition adhésive à base de composé acrylique sensible à la pression, à base de solvant, et transparente.
Dans une forme préférentielle selon l’invention, ledit film protecteur comprend en outre un feuillet de coulée sur ladite deuxième face dudit deuxième film de polymère.
D’autres formes de réalisation du film protecteur selon l’invention sont mentionnées dans les revendications annexées.
D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et en faisant référence aux figures annexées.
La figure 1 est une vue en coupe d’un film protecteur selon l’invention placé sur un support transparent.
La figure 2 illustre le pourcentage de transmission du film protecteur suivant l’invention par rapport au film de l’art antérieur.
La figure 3 illustre la réflexion du film protecteur suivant l’invention par rapport aux films de l’art antérieur.
La figure 1 illustre un support transparent 1, recouvert d’un film protecteur F selon l’invention. Le film protecteur F selon l’invention comprend un premier film de polymère en chlorure de polyvinyle 3 qui présente une première face 3a et une deuxième face 3b. Ce film de polymère en chlorure de polyvinyle comprend des stabilisateurs U.V. Ce film est un film respirable qui est perméable à l’eau et qui permet à l’humidité de s’échapper du substrat transparent. Le film protecteur comprend en outre un deuxième film de polymère 4 qui présente également une première face 4a et une deuxième face 4b. Le deuxième film est un film de polyuréthanne 4 comprenant la feuille de coulée 5. Cette couche de polyuréthanne augmente la durabilité du film protecteur selon l’invention et augmente la durée de vie du panneau recouvert dans des applications exposées aux conditions climatiques. Ce film transparent de polyuréthanne présente une épaisseur comprise dans la plage allant de 30 à 60 microns et présente de préférence une épaisseur d’environ 45 micromètres. Sa feuille de coulée présente une épaisseur comprise entre 40 et 60 microns et est de préférence de 50 microns. La feuille de coulée est de préférence en polyéthylène. La feuille de coulée doit être retirée après son application sur ledit support transparent ou sensiblement transparent.
Le premier film de polymère en chlorure de polyvinyle présente quant à lui, une épaisseur comprise dans la plage allant de 60 à 90 micromètres et est de préférence d’environ 75 micromètres.
La première couche de polymère et la deuxième couche de polymère sont maintenues en contact par une couche d’adhésif qui contient des pigments ou des particules réfléchissant la chaleur, cette couche adhésive 6 est de préférence transparente et résistante aux conditions climatiques. De cette façon, la majorité de la lumière visible peut passer au-travers du film protecteur selon l’invention. Cette couche adhésive 6 comprenant les particules de Ti02, de Mica, de Zr02 et de Sn02 mélangées présente une épaisseur comprise dans la plage allant de 40 à 60 micromètres et vaut de préférence 50 microns. La couche adhésive 6 comprend de préférence un adhésif acrylique présentant d’excellentes caractéristiques de mouillage pour des raisons de clarté. La composition adhésive 6 est formulée pour être perméable à l’eau de telle façon que l’humidité puisse s’échapper du support transparent 1. Une composition adhésive à base d’acrylique est une composition adhésive, sensible à la pression, à base de solvant, et transparente.
En outre, le film protecteur suivant l’invention comprend également une première couche adhésive 2 appliquée sur ladite première face 3a dudit premier film 3. Cette couche adhésive met en contact le support transparent 1 et le premier film de polymère en chlorure de polyvinyle.
De cette façon, le film protecteur selon l’invention peut adhérer à des plaques de verre, de plastique, ou d’autres structures de fenêtre. Le support transparent peut être en polycarbonate, en polyacrylate ou en polyméthyl méthacrylate (PMMA), desquels de l’humidité peut s’échapper.
Le film protecteur selon l’invention est également approprié pour des plaques de plastique armé. Des plaques de polymère pour des structures de fenêtre sont connues dans l’art et son typiquement transparentes ou translucides, toutefois, elles peuvent nécessiter des films respirables pour protéger de la lumière du soleil.
La première couche adhésive 2 est de préférence une composition adhésive acrylique présentant d’excellentes caractéristiques de mouillage pour des raisons de clarté. La première couche adhésive 2 est formulée pour être perméable à l’eau de telle façon que l’humidité puisse s’échapper du support transparent 1. Une première couche adhésive acrylique est préférentielle selon l’invention, comprend un adhésif acrylique sensible à la pression, transparent et à base de solvant.
La couche adhésive 2 permet l’adhérence du film selon l’invention au support transparent 1. De préférence, la première couche adhésive présentera une épaisseur comprise entre 20 et 40 microns et de préférence de 30 microns. La première couche adhésive est de préférence un adhésif acrylique, comme on l’a dit précédemment, qui peut être une composition adhésive permanente ou temporaire. Si la couche adhésive comprend un adhésif semi-permanent ou temporaire, l’élimination du film protecteur selon l’invention quand il n’est plus souhaitable est facilitée.
Les données d’une telle couche adhésive sont les suivantes : - après 20 minutes, la valeur de release à 180° est comprise dans la plage allant de 12 à 17 cN par 25 mm suivant la méthode FINAT n° 1 (FTM1) ; - après 24 heures, la valeur de release à 180° est comprise dans la plage allant de 15 à 22 cN/25 mm suivant la même méthode FINAT n° 1 (FTM1).
La prise rapide sur le verre était comprise dans la plage allant de 10 à 15 cN suivant la méthode FINAT n° 9 (FTM9) quant au cisaillement sur le verre (en heure, à raison de 1 kg (25 mm x 25 mm), la valeur était supérieure à 2.000 heures suivant la méthode FINAT n° 8 (FTM8)).
Par valeur de release, on entend la force nécessaire pour séparer ledit adhésif acrylique du support transparent. Par méthode FINAT, on entend une méthode qui définit la force requise pour séparer les composants d’un complexe auto-adhésif suivant un angle constant de 180° et à une vitesse prédéterminée. Cette force d’anti-adhérence (délaminage) est exprimée en cN par 25 mm ou 50 mm de largeur.
Le film protecteur suivant l’invention peut être utilisé pour des applications sur des surfaces intérieures ou extérieures des substrats transparents en matière plastique ainsi qu’en verre.
Les propriétés solaires du film protecteur suivant l’invention sont décrites à la figure 2 et à la figure 3 ainsi que dans le tableau ci-dessous.
Figure BE1018482A3D00101
Ces mesures ont été faites avec un spectrophotomètre VARIANT CARY 5000 UV-VIS-NIR (U.V. visible proche de l’infrarouge) avec un double faisceau et un double monochromatique. Ce spectrophotomètre est équipé d’une sphère d’intégration de 150 mm de diamètre (VARIANT DRA 900). Cette sphère donne la possibilité de mesurer la totalité de la transmission ou de la réflexion diffuse et directe. Les propriétés de transmission lumineuse ont été calculées à partir de la mesure des valeurs spectrales de transmission et de réflexion de l’échantillon suivant la norme européenne EN410.
Les mesures ont été effectuées sous un angle d’incidence normal par rapport à l’échantillon. Comme on peut le voir à la figure 2, le film protecteur suivant le document W02005/102670 est représenté par la courbe A. Comme on peut le voir, à toutes les longueurs d’ondes, le pourcentage de lumière transmise est sensiblement constant. La courbe B, représente le pourcentage de lumière transmise du film protecteur suivant l’invention. Comme on peut le voir, le film protecteur suivant l’invention présente un pic au niveau de la lumière visible et un minimum pour des longueurs d’onde supérieures à 750. Ceci signifie que, pour les lumières visibles auxquelles l’œil humain répond, (voir courbe C qui représente la réponse de l’œil humain par rapport à la longueur d’onde), le film protecteur suivant l’invention laisse passer et donc transmet la lumière visible, tandis qu’il ne laisse pas passer les rayonnements lumineux infrarouge, c’est-à-dire, ceux générant de la chaleur.
A la figure 3, c’est le pourcentage de réflexion qui est illustré. Comme on peut le voir, le film protecteur suivant l’invention présente un minimum de réflexion de la lumière dans la partie visible, c’est-à-dire, qu’il ne réfléchit pratiquement pas de lumière visible tandis que le maximum de réflexion est observé pour des longueurs d’onde supérieures à 750 nm. Comme on peut le constater, le film protecteur suivant l’invention permet de réfléchir la chaleur tout en laissant passer la lumière visible.
Un dos pelable qui n’est pas illustré, est normalement appliqué sur la première couche adhésive pour un transport aisé. Ce dernier peut offrir de la stabilité et de la tenue à la couche adhésive et peut être un papier ou un film, en particulier de polyester. Lorsqu’il est utilisé, le dos pelable peut être enlevé et dès lors, la couche adhésive 2 est exposée et peut donc être placée sur le support transparent 1.
Il est bien entendu que la présente invention n’est en aucune façon limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre des revendications annexées.

Claims (13)

1. Film protecteur (F) respirant pour support transparent (1 ) ou sensiblement translucide comprenant : - un premier film de polymère respirant (3) ayant une première face (3a) et une deuxième face (3b), - un deuxième film de polymère respirant (4) ayant également une première face (4a) et une deuxième face (4b), ladite deuxième face (3b) dudit premier film de polymère respirant (3) étant agencée pour être reliée à ladite première face (4a) dudit deuxième film (4), - une première couche adhésive (2) appliquée sur ladite première face (3a) dudit premier film (3) agencée pour être mise en contact avec ledit support transparent (1) caractérisé en ce que ledit film protecteur (F) comprend des particules permettant de réfléchir le rayonnement solaire ayant une longueur d'onde supérieure à 750 nm, tout en laissant passer la lumière visible.
2. Film protecteur selon la revendication 1, dans lequel lesdites particules sont comprises dans une deuxième couche adhésive (6), entre ledit premier (3) et ledit deuxième film de polymère (4).
3. Film protecteur (F) selon la revendication 1, dans lequel lesdites particules sont comprises dans ledit deuxième film de polymère (4).
4. Film protecteur (F) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel premier film de polymère respirant (3) est en chlorure de polyvinyle.
5. Film protecteur (F) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lesdites particules sont choisies dans le groupe constitué du T1O2, du Mica, du Zr02, du Sn02, leurs dérivés et leur mélange et sont de préférence un mélange de TiC>2, de Mica, de ZrC>2, et de SnC>2. y
6. Film protecteur (F) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lesdites particules présentent une taille de particules moyennes comprises entre 5 et 25 pm.
7. Film protecteur (F) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lesdites particules sont orientées de manière parallèles entre ledit premier film de polymère (3) et ledit deuxième film de polymère (4).
8. Film protecteur (F) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit premier film de polymère respirant (3) comprend des stabilisateurs U.V. dans une quantité allant de 0,5 à 5 % en poids par rapport au poids dudit polymère
9. Film protecteur (F) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit premier film de polymère respirant (3) comprend des groupes amines, plus particulièrement des groupes amine non-libres en tant que stabilisateurs à la lumière (HALS), dans une proportion allant de 0,05 à 0,5 % en poids par rapport au poids dudit polymère.
10. Film protecteur (F) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit deuxième film de polymère (4) est un film de polyuréthanne (4).
11. Film protecteur (F) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite première couche adhésive comprend une composition adhésive à base de composé acrylique, à base de solvant, transparente et sensible à la pression.
12. Film protecteur (F) selon l’une quelconque des revendications 2 à 11, dans lequel ladite deuxième couche adhésive comprend une composition adhésive à base de composé acrylique, à base de solvant, transparente et sensible à la pression.
13. Film protecteur (F) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un feuillet de coulée (5) sur ladite deuxième face (4b) dudit deuxième film de polymère (4).
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