Les dispositifs capables d'émettre de la lumière par le fait du mélange de deux liquides chimiques entre eux sont bien connus. On peut citer notamment les brevets des Etats-Unis 3539794, 3576987, 4193109, 4682544, 4751616, 4814949 et 5121302.
Le document EP 0 011 911 A montre un dispositif d'éclairage chimiluminescent selon le préambule de la revendication 1.
D'une manière générale les dispositifs proposés comportent deux chambres contenant respectivement le premier liquide, dit solution oxalate et le second liquide, appelé solution activatrice. Ces chambres étant séparées par une paroi qui peut soit être brisée par l'utilisateur soit comporter une partie amovible. Cette paroi doit aussi constituer une excellente barrière aux gaz car la solution oxalate est très sensible à toute contamination venant de l'extérieur, ou de l'activateur. De ce fait, en pratique, à part quelques exceptions économiquement coûteuses, la solution oxalate est enfermée dans une ampoule de verre brisable. Malheureusement il n'est pas possible de fabriquer en continu, au départ de rouleaux de matière, des éléments comportant des ampoules en verre. En outre, elles sont chères.
La présente invention concerne un élément susceptible d'une telle production en continu, donc très économique, et ce d'autant plus que les matériaux constitutifs en sont très bon marché. L'élément présente en outre l'avantage d'être plat, celui d'être particulièrement léger, et présente d'autres avantages auxiliaires qui vont apparaître dans l'exposé ci-dessous.
Plus particulièrement, l'invention propose un élément d'éclairage chimiluminescent comportant au moins deux chambres remplies respectivement d'une solution d'oxalate et d'une solution activatrice. La solution oxalate se trouve dans une pochette étanche en film mince d'aluminium doublé, côté intérieur, d'un polymère, ladite pochette, formant une première chambre. Cette pochette est elle-même enfermée dans une pochette étanche plus grande en film polymérique translucide, formant une deuxième chambre, qui contient également l'activateur liquide.
L'élément selon l'invention est donc essentiellement constitué d'une pochette en film d'aluminium contenant la solution oxalate, disposée à l'intérieur d'une pochette en film plastique translucide contenant aussi la solution activatrice. Optionnellement, un feutre absorbant et une bille d'acier, ou autre grain de matière dure, dont le rôle est d'éventrer la pochette en aluminium au moment de l'utilisation, sous l'effet de la manipulation de l'utilisateur.
L'invention sera mieux comprise à l'examen des dessins joints en annexe à titre d'exemple uniquement.
Dans ces dessins :
La pochette intérieure 1 est constituée des deux films d'aluminium 2 et 3 scellés ensemble selon une périphérie 4 rectangulaire dans les figs. 1 et 2 et circulaire dans les figs. 3 et 4. Elle contient la solution d'oxalate liquide dont le niveau est figuré en 5. La pochette extérieure 6 est constituée de deux films 7 et 8 en polymère souple translucide, de préférence polyoléfine, p.e. polyéthylène ou polypropylène, scellés ensemble selon une périphérie 9, rectangulaire dans les figs. 1 et 2 et circulaire dans les figs. 3 et 4. Elle contient le liquide activateur dont le niveau est représenté en 10.
Le dispositif comporte optionnellement une bille 11 en acier ou un grain de matière dure sur lequel l'utilisateur appuiera pour perforer la pochette en aluminium et ainsi provoquer le mélange. On peut aussi concevoir de se passer de cette bille ou grain et faire éclater la pochette par pression. Dans ce cas il est bon de prévoir une zone de résistance affaiblie, par exemple une ligne de soudure. Chacun des deux films aluminium est doublé, par enduction, lamination ou toute autre technique, d'une couche de vernis polymérique sur celle de leurs surfaces qui est destinée à venir face à l'autre. Cette couche de vernis préférence basée sur un polypropylène modifié ou non est destinée à assurer l'adhésion des deux films l'un à l'autre en cours du scellage de leur périphérie par action thermique. Cette couche n'est pas représentée sur la figure pour raisons de clarté.
Cette couche polymérique, outre l'adhésion, joue aussi le rôle d'assurer une bonne compatibilité entre la matière aluminium et la solution oxalate, qui est fort délicate et sensible aux contaminations, et n'est compatible qu'avec très peu de matériaux. Cette couche est très mince de manière à ne pas renforcer la résistance mécanique du film d'aluminium, destiné à se briser.
Outre cette couche, il est possible de prévoir aussi la présence d'un mince film souple en polypropylène entre les deux films d'aluminium. Il sera emprisonné entre eux lors du scellage et contribuera à renforcer la solidité de celui-ci. Il n'est pas, par clarté, représenté sur les figures. Il va de soi que la solution oxalate se trouvera entre ce film souple et un film aluminium et que c'est ce dernier qui sera éventré.
Le dispositif comporte aussi, optionnellement, un feutre 12 (succession de petites croix sur les figures) en matière non tissée dont les fibres sont, de préférence, constituées du même polymère que les films de la pochette extérieure. Il sera emprisonné lors du scellage thermique périphérique entre les deux films. Lors du stockage de l'élément avant son utilisation, ce feutre aura le temps d'absorber tout le liquide activateur et de le répartir uniformément dans toute la pochette. Il en résultera une belle uniformité de lumière, après la libération du liquide oxalate, car les deux liquides sont avides de diffuser l'un dans l'autre dans un court délai. Le niveau de liquide activateur, figuré en 10 dans la fig. 2 est celui qu'on a au moment du remplissage, par la suite il se voit absorbé dans le feutre comme dit ci-dessus.
Une fois vidée, ou à peu près vidée, de son contenu, la pochette en aluminium reste en place et joue le rôle de réflecteur; en effet, toute l'émission lumineuse se trouve du même côté de la pochette aluminium à savoir celui qu'on a éventré. Il n'y a presque pas de liquide de l'autre côté de la pochette aluminium. Cette émission directionnelle intense est incontestablement un avantage par rapport à l'art antérieur en la matière.
Il est fréquent que la pochette intérieure ne soit pas entièrement vidée par l'utilisateur au moment de l'allumage. On s'est aperçu qu'il y avait des replis ou d'autres causes qui faisaient qu'il en restait un peu. Il est alors avantageux, lorsque la lumière faiblit au fil des heures, par suite de l'inévitable consommation d'énergie chimique du système, de malaxer quelque peu l'élément pour en extraire les restes du contenu en oxalate hors de la pochette intérieure. On assiste alors à une sorte de regénération de l'émission lumineuse et ce, à un moment décidé par l'utilisateur. Ceci constitue un avantage appréciable par rapport à l'art antérieur. Il a été souvent demandé, mais en vain, par le marché jusqu'ici.
Dans les figs. 1 et 2 l'élément est représenté sous forme rectangulaire et dans les figs. 3 et 4 sous forme circulaire, mais il va de soi que le scellage périphérique peut affecter toute autre forme et en particulier, à des fins publicitaires, représenter la forme d'un logo de marque.
Pour la réalisation industrielle, il est prévu, avec utilisation de machine d'emballage du type "fill-and-seal" verticales, de dérouler depuis leurs rouleaux respectifs, les deux films minces d'aluminium ainsi le cas échéant, que le rouleau optionnel de film souple polymérique, afin de présenter ces films d'aluminium face à face selon leur face enduite polymérique, et de sceller de manière continue et temporisée les pochettes à la suite l'une de l'autre.
Lorsque les films d'aluminium se trouvent en face l'un de l'autre l'un des deux ou tous les deux se voit embouti légèrement par un petit poincon activé mécaniquement, ceci de manière à créer du volume pour le liquide à recevoir. On y fait l'injection de liquide oxalate, suivie du scellage de la pochette. Les pochettes scellées sont séparés au moyen d'un couteau automatisé, et tombent individuellement dans la deuxième machine décrite ci-dessous.
La machine peut être de type vertical, comme le suggèrent les figs. 1 et 2, ou de type horizontal, comme le suggèrent les figs. 3 et 4. L'emboutissage est plus facile en machine horizontale, et peut se limiter au film inférieur.
Les films aluminium ont été enduits ou laminés avec le vernis polymérique dont question ci-avant, au cours d'une opération préalable, elle aussi effectuée en continu par des moyens connus.
Une seconde machine, elle aussi du type "fill and seal", reçoit de manière séquencée et synchrone avec la précédente, les pochettes aluminium déjà remplies et scellées, et scelle ensemble les deux films en plastique souple et le feutre, s'il est prévu, tous trois se déroulant en continu depuis leurs rouleaux de stockage. Avant le scellage une dose de liquide activateur est introduite, ainsi que la bille.
Il est important de noter que dans cette seconde machine, qui fabrique les pochettes extérieures (et ceci, à l'inverse de ce qui se passe dans la première machine avec les films aluminium), les deux films de plastique souple, déroulés en vue de l'opération, restent plans, c'est à dire ni "emboutis", ni "formés" jusqu'au moment du scellage final. Ils adoptent une structure légèrement gonflée parce que au moment du scellage ils enserrent entre eux la pochette aluminium. Ce gonflement est une déformation purement élastique avec mise sous tension, due à l'élasticité naturelle des films, et par nature réversible. Il en résulte que les parois de la pochette extérieure exercent sur la pochette intérieure et son contenu, une pression élastique uniforme dont l'action est très favorable au moment de l'éventrement par l'utilisateur. Le liquide oxalate se voit alors éjecté avec force, ce qui favorise le mélange désiré.
Les pochettes finies sortent alors au bas de la machine selon une chaîne ou saucisse, et peuvent être livrées telles quelles à l'utilisateur si celui-ci est intéressé par des lignes de lumière, nouveauté de nature à rencontrer les désirs des forces de l'ordre ou de l'armée par exemple.
Mais bien entendu on peut aussi séparer les pochettes les unes des autres par le jeu d'un couteau automatisé, ou créer des lignes de faiblesse entre elles pour la séparation ultérieure par l'utilisateur.
On fait appel dans cet exemple à une machine verticale, du type "fill and seal", modifiée. On utilise un film d'aluminium de marque Reynolds, en ruban de 35 mm de large et rouleaux de 300 m. L'épaisseur est de 28 micromètres pour la face destinée à être éventrée et 38 micromètres pour l'autre.
Avant sa découpe en rouleaux de 35 mm, ledit film a été enduit sur sa pleine largeur, soit 600 mm, d'une dispersion de polypropylène et traité en four-tunnel. L'épaisseur résiduelle déposée après cure est de 6 micromètres.
Lorsque les deux films aluminium sont face à face leur scellage mutuel est opéré selon une périphérie rectangulaire de 33 x 65 mm à l'exception du côté supérieur, par lequel un doigt d'emboutissage pénètre mécaniquement, accompagné d'une aiguille d'injection de la solution oxalate puis ces deux éléments se retirent et le scellage est achevé.
La solution oxalate est constituée d'un solvant dibutylphtalate dans lequel, par litre, sont dissouts 120 g de CPO oxalate et 1,5 g de colorant DPEA. Ces composants sont bien connus de l'art antérieur en matière d'éléments chimiluminescents.
La bille est une bille de roulement, de troisième choix, d'un diamètre de 4,5 mm.
Les films de la pochette extérieure sont en copolymère polypropylène -polyéthylène sans agent glissant dans la formulation, de 0,25 m en rouleaux de largeur 40 mm, longueur 300 m. Ils se présentent en ruban de largeur 45 mm, épaisseur 0,25 mm, en rouleaux de 300 mètres.
Les doses d'oxalate et d'activateur sont respectivement 1,7 et 0,7 ml.
Les scellages sont réalisés à l'aide de mâchoires ou enclumes ayant la forme de rectangle à coin arrondis, avec une largeur de scellage effective de 2 mm. L'énergie thermique des scellages est apportée soit par des résistances électriques, soit via un générateur d'ultrasons.
Le feutre est un non tissé "spunbond" en fibres de polypropylène et polyéthylène, de 120 g par mètre carré.
Les pièces finies, séparées par un couteau automatique temporisé, mesurent 45 x 70 mm et pèsent 4 g.
On procède comme dans l'exemple 1 mais en employant une machine de type horizontal. L'emboutissage du film aluminium inférieur est opéré par descente d'un poinçon avant tout scellage; ensuite la dépose du liquide est réalisée à l'aide d'une aiguille amovible, puis le scellage entre les deux films d'aluminium est opéré d'un coup sur toute la périphérie.
Dans ce cas, les rubans d'aluminium alimentant la machine présentent une largeur de 41 mm et ceux en plastique souple une largeur de 65 mm. Les quantités de solution d'oxalate et de solution activatrice sont respectivement 2,2 et 1 ml. Les pièces finies ont un diamètre de 59 mm et pèsent 5 g.