Brevet FR2767075A1 — publié le 19990212

L'invention concerne les pièces en matière plastique ayant un aspect extérieur métallique brillant. Plus précisément, I'invention concerne la réalisation de pièces en matière plastique ayant au moins une partie extérieure d'aspect chromé. De telles pièces sont couramment utilisées dans le domaine automobile, où elles constituent des articles de garniture placés à l'intérieur ou à l'extérieur diun véhicule. Les pièces en matière plastique à aspect chromé sont également utilisées dans le domaine de ltélectroménager pour réaliser par exemple des boutons-poussoirs ou bien des carters d'appareils électriques. On connaît un procédé de réalisation d'un revêtement d'aspect chromé sur une pièce en matière plastique, qui est la métallisation sous vide. Dans ce procédé, on vaporise de l'aluminium sous vide, c'est à dire en pratique à une pression de i 10 4 à 1 o-2 millibars. L'aluminium est préalablement chauffé, de sorte qu'il se dépose par condensation sur la pièce en matière plastique considérée. Ce procédé comporte un inconvénient majeur. Sa mise en couvre nécessite des installations industrielles lourdes et coûteuses. Ainsi, la mise en oeuvre de ce procédé nécessite un circuit pneumatique de réalisation du vide dans une chambre de vaporisation étanche et une installation de chauffage particulièrement puissante. La métallisation sous vide d'une pièce en matière plastique nécessitant que cette pièce soit préalablement placée dans une enceinte étanche destinée à être dépressurisée, I'étape de métallisation sous vide est en outre difficile à intégrer sur une chaîne automatisée de traitement de pièces plastiques, telle qu'une chaîne conventionnelle de peinture de pièces en matière plastique où les pièces circulent sans intervention humaine d'un atelier à un autre. Par ailleurs, on commercialise de nos jours des bombes aérosol de peintures donnant un aspect métallique à un support sur lequel elles sont pulvérisées et adaptées pour être déposées sur des pièces en matière plastique. De telles peintures donnent des résultats esthétiques largement inférieurs à ceux obtenus grâce à la métallisation sous vide. L'aspect métallique des pièces recouvertes de ces peintures est très éloigné de l'aspect brillant et lumineux d'un chromage classique sur une pièce en métal. De plus, ces peintures ont une résistance très faible aux agressions mécaniques et chimiques et elles se dissolvent dans les vernis, de sorte que cette résistance ne peut pas être améliorée par dépôt d'une couche de vernis. Le but principal de la présente invention est de proposer un procédé de réalisation d'un revêtement d'aspect métallique sur une pièce en matière plastique qui soit d'un coût réduit, qui puisse être facilement intégré sur une chaîne de production automatisée, et qui fournisse des pièces ayant un aspect extérieur métallique proche de celui d'un chromage traditionnel sur une pièce en métal. Ce but est atteint selon la présente invention grâce à un procédé de réalisation d'une surface extérieure d'aspect métallique sur une pièce en matière plastique, caractérisé en ce que: a/ on réalise sur cette pièce une face brillante et d'une couleur comprise entre gris et noir, bl on dépose sur cette face une couche de peinture métallisante. Des aspects préférés, mais non limitatifs, de ce procédé sont les suivants: - on réalise la face brillante et de couleur comprise entre gris et noir en fournissant une partie extérieure de la pièce qui est en plastique de couleur comprise entre gris et noir, et en déposant une couche de vernis brillant, - on réalise la face brillante et de couleur comprise entre gris et noir en déposant sur la pièce en matière plastique une couche d'apprêt primaire brillant et de couleur comprise entre gris et noir; - on dépose sur la couche de peinture métallisante une couche de vernis - la pièce en matière plastique est une pièce de véhicule automobile. On prévoit également selon l'invention un élément comportant un corps principal en matière plastique et une surface extérieure d'aspect métallique, caractérisé en ce que la surface extérieure d'aspect métallique comporte une couche de peinture métallisante déposée sur une face inférieure d'un substrat qui est brillante et d'une couleur comprise entre gris et noir. Des aspects préférés, mais non limitatifs, de cet élément sont les suivants - le corps principal est de couleur comprise entre gris et noir dans sa masse, et la face inférieure brillante et de couleur comprise entre gris et noir comprend une partie extérieure du corps principal et une couche de vernis brillant recouvrant cette partie extérieure, - la face inférieure brillante et de couleur comprise entre gris et noir comprend une couche d'apprêt primaire brillant et de couleur comprise entre gris et noir, - la face inférieure brillante et de couleur comprise entre gris et noir comprend une couche d'apprêt primaire de couleur comprise entre gris et noir, et une couche de vernis brillant recouvrant cette couche d'apprêt primaire; - la surface extérieure d'aspect métallique comporte une seconde couche de vernis déposée sur la couche de peinture métallisante. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels: - la figure 1 représente une coupe transversale partielle d'une surface d'une pièce en matière plastique traitée selon le procédé de l'invention, la matière plastique constituant un corps principal de cette pièce étant teintée en noir dans sa masse. - la figure 2 représente une coupe transversale partielle d'une surface d'une pièce en matière plastique traitée selon une variante du procédé selon l'invention, où une couche de primaire est déposée sur un corps principal de la pièce en matière plastique; Dans la description qui va suivre, on entend par surface brillante une surface présentant une brillance supérieure à 50 lorsqu'elle est mesurée à l'aide d'un brillancemêtre sous une inclinaison de 60 degrés. On a représenté partiellement sur la figure 1 une pièce 100 en matière plastique, ayant une surface extérieure d'aspect chromé, obtenue selon l'invention. Cette pièce se compose de quatre éléments principaux: un corps principal 110 en matière plastique de couleur noire dans sa masse, une première couche de vernis 120, une couche de peinture métallisante 130, et une couche de vernis extérieure 140. La pièce 100 est réalisé de la façon suivante. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le corps principal 110 est une pièce moulée en plastique thermoplastique, teintée en noir dans la masse. De manière connue, les matières plastiques thermoplastiques sont facilement teintées dans leur masse avant moulage, en mélangeant une base colorante dans la matière plastique brute liquide à mouler. La matière plastique constituant le corps principal 110 est ici un polypropylène. Dans des variantes de l'invention, le corps principal 110 peut être en polyéthylène, en acrylonitrile butadiène styrène (ABS), en polycarbonate, en polyamide, en polybutylène téréphtalate (PBT), ou encore en un alliage de ces différents produits. Selon une variante de l'invention, la pièce 110 peut être constituée en une matière plastique thermodurcissable telle que par exemple un polyester de type BMR bien connu de l'homme de l'art ou un composé de moulage préimprégné ou sheet molding compound en anglais (SMC), ou encore telle qu'un epoxy, un vinylester ou un polyuréthanne. Le corps principal 110 subit ensuite, au niveau d'une paroi extérieure 115 de celui-ci, un traitement de surface. Dans l'exemple de réalisation décrit ici, où le matériau constitutif du corps principal 110 est un polypropylène, le corps principal 110 est soumis de manière préférentielle à un flammage. De manière connue, un traitement de surface proprement dit a pour rôle de modifier la paroi 115 de manière à créer des sites d'accrochage en vue d'une réaction de cette paroi avec une substance extérieure. Un tel traitement de surface peut être un traitement par plasma froid, par effet corona, par fluoration, ou encore un traitement consistant à déposer sur cette matière plastique un primaire et à exposer ce primaire à un rayonnement ultra violet. Plus généralement, le traitement subi par la paroi extérieure 115 est choisi en fonction de la nature de la matière constitutive du corps 110. De manière connue, on peut réaliser un simple dégraissage, par exemple en passant un solvant au chiffon sur la surface 115 de la pièce 110, ou en trempant le corps 110 dans une cuve de solvant ou de dégraissant approprié. On peut également prévoir un lavage alcalin de la paroi 115. Sur la paroi 115 est ensuite effectué un dépôt d'une couche de vernis 120. Ce vernis est dans le mode de réalisation préféré de l'invention décrit ici, un vernis polyuréthanne incolore commercialisé sous la dénomination AKZO 368 5182. En variante, on peut prévoir pour la couche 120 un vernis commercialisé en France par la société Verniplast sous le nom Koalac FV 612 MP incolore, ou encore un vernis conventionnel tel qu'un vernis acrylique. Afin d'obtenir une aspect final proche de celui d'une pièce chromée traditionnelle, le vernis doit être un vernis brillant. On entend par vernis brillant un vernis qui, à l'état sec, donne une brillance qui est supérieure à 50 lorsqu'elle est mesurée à l'aide d'un brillancemètre sous une inclinaison de 60 degrés. Pour obtenir un aspect chromé optimal, on choisit de manière préférentielle un vernis transparent. Ce vernis est préférentiellement appliqué au pistolet, mais il peut être déposé par trempage. Le vernis est ensuite désolvaté. Pour cela, il peut être cuit ou non. De manière préférentielle mais non nécessairement, la pièce 110 recouverte de la couche de vernis 120 subit un étuvage à 60"C pendant environ 30 minutes, afin d'accélérer la désolvatation du vernis. Sur la couche de vernis 120 est déposée la couche de peinture métallisante 130. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la peinture métallisante est une base métallisante commercialisée sous la dénomination KOACROM NV 2736 par la société Verniplast. Cette base contient une forte teneur en particules ou paillettes d'aluminium en suspension. Plus généralement, on peut remplacer cette base métallisante par une peinture métallisante contenant suffisamment de paillettes de métal ou de nacre pour produire un effet de reflet métallique sur une surface d'application, ou par toute peinture apte à produire un tel reflet métallique et, de manière préférentielle, ne se dissolvant pas dans les vernis. Cette base métallisante est applicable à l'aide d'un pistolet pneumatique à une pression de 1,5 à 2,0 bars environ. Cette base métallisante s'applique comme une base monocomposante, c'est-à-dire avec un faible débit de la base métallisante pour un débit d'air élevé en sortie du pistolet pneumatique. Comme pour la couche de vernis 120, I'application de la couche 130 de base métallisante peut être ou non suivie d'une phase de désolvatation. Une fois sèche, cette couche de base métallisante 130 est recouverte d'une seconde couche de vernis 140. Dans le mode de réalisation préférentiel représenté à la figure 1, ce vernis est un vernis polyuréthanne incolore commercialisé sous le nom KOALAC FV 603 TRS 88. Ce vernis est appliqué préférentiellement au pistolet pneumatique et est prévu pour pouvoir sécher en quelques heures à une température d'environ 20"C, ou en 20 minutes à une température constante de 80"C (en palier). On peut également utiliser pour la couche 140 un vernis composé mixte comportant par exemple des polyuréthannes, des polyesters ou des acryliques. La couche de vernis 140 a pour rôle de protéger la couche de base métallisante 130 contre la corrosion et plus généralement d'empêcher une délamination des couches 120130 et 140. De manière préférentielle, le corps principal 110 recouvert des couches successives 120, 130 et 140 subit ensuite une cuisson. Il est pour cela placé dans un air chaud à une température comprise entre 80"C et 1200C pendant environ 20 minutes. L'inventeur a découvert qu'un support en matière plastique de couleur noire dans sa masse recouvert d'une première couche de vernis brillant puis d'une couche de base métallisante déposée sur ce vernis constitue, lorsqu'il est au final recouvert d'une seconde couche de vernis, une pièce plastique ayant un aspect extérieur peu différenciable à l'oeil de celui d'une pièce traitée de manière traditionnelle par métallisation sous vide. Dans ce premier mode de réalisation, supprimer l'un des éléments parmi la couleur noire du support plastique, la première couche de vernis brillant, ou la couche de base métallisante fait perdre à la pièce son aspect chromé. Plus précisément, la pièce traitée selon l'invention présente une brillance et une luminance proches de celles des pièces traitées selon les techniques de métallisation sous vide utilisées aujourd'hui, de sorte qu'un observateur sans connaissance particulière dans le domaine de l'invention fait au premier coup d'oeil une distinction entre une pièce comportant une combinaison des trois éléments précités, et une pièce ne présentant que deux de ces éléments. L'inventeur a constaté après de nombreux essais que la pièce 110 ainsi traitée remplit des conditions de résistance aux agressions chimiques et mécaniques similaires à celles imposées dans des cahiers des charges habituels imposés par les constructeurs automobiles. On a inclus ci-dessous quatre tableaux présentant des résultats de mesures de brillance, de luminance, et de colorimétrie sur des pièces plastiques ayant été traitée selon différents procédés. Les colonnes de ces tableaux correspondent respectivement, de la gauche vers la droite, à des supports en matière plastique teintée dans la masse en blanc, gris, noir, bleu rouge, et à nouveau noir. Les deux couleurs noir sont similaires. La couleur grise de ce tableau correspond à une couleur dénommée par la société RENAULT sous la référence Couleur Cendre Foncé Référence 20544. Les supports gris utilisés ici ont initialement une luminance comprise entre 29,0 et 31,0 , une colorimétrie A comprise entre 0,0 et 0,2 , et une colorimétrie B comprise entre -1,4 et -1,0. Les lignes de ces tableaux correspondent à des gammes ou combinaisons de couches déposées sur les supports plastiques précités, ces combinaisons consistant respectivement en une couche de base métallisante seule déposée directement sur le support, une couche de vernis brillant déposée directement sur la pièce et recouverte d'une couche de base métallisante, et enfin une couche de vernis déposée directement sur la pièce, recouverte d'une couche de base métallisante elle-même recouverte d'une couche de vernis. Le tableau A présente des résultats de mesures de brillance pour ces différentes couleurs et ces différentes combinaisons de couches. Les mesures de brillance du tableau A sont réalisées à l'aide d'un brillancemètre sous une inclinaison de 60 degrés. TABLEAU A Blanc Gris Noir 1 Bleu Rouge Noir 2 Base Seule 12 3 9.5 1 12 ç 56 15 Vernis + Base 245 197 476 779 701 337 Base + Vemis 92 82 r 65 i 92 1 99 94 Vernis + Base + Vernis 184 184 218 189 212 160 La brillance est nettement plus élevée dans le cas d'une pièce comportant une couche de vernis recouverte d'une couche de base métallisante (ligne Vernis + Base), que dans le cas d'une pièce recouverte uniquement d'une couche de base métallisante (ligne Base Seule). Ainsi, dans les deux cas de supports de couleur noire, une pièce recouverte d'une couche de vernis puis d'une couche de base métallisante (ligne Vernis + Base) présente une brillance respectivement 50 et 22 fois plus élevée qu'une même pièce recouverte uniquement d'une couche de base métallisante (ligne Base Seule). La brillance d'une pièce de couleur grise recouverte d'une couche de vernis sur laquelle est déposée une couche de base métallisante est, elle, 66 fois plus élevée que la brillance d'une même pièce recouverte uniquement d'une couche de base métallisante. D'une manière générale, l'inventeur a pu constater qu'une brillance inférieure à 100 ne permet pas d'obtenir au final un aspect chrome. Les valeurs de brillance de la ligne Base Seule et Base + Vernis étant inférieures à 100, le tableau A montre donc qu'un aspect chrome ne peut pas être obtenu sans une couche de vernis sous la couche de base métallisante. De manière connue, I'ajout d'une couche de vernis extérieure sur un substrat déjà fortement brillant tend à diminuer la brillance de l'ensemble. Cet effet est accentué dans ce tableau par le fait que les couches de vernis utilisées sont légèrement jaunes. On a rapporté ci-dessous un tableau B présentant des résultats de mesures de luminance pour les différentes couleurs de supports et les différentes combinaisons de couches précitées. TABLEAU B Blanc Gris Noir 1 Bleu Rouge Noir 2 Base seule 79 59 50 71 74 57 Vernis + Base 79 36 45 54 58 41 Base + Vernis 80 61 57 73 74 59 Vernis + base + vernis 75 43 51 | 56 64 47 La ligne Vernis + Base + Vernis montre que les supports de couleur blanche ou de couleur rouge produisent une luminance élevée de la pièce finie. Ces luminances, respectivement de 75 et de 64, sont en pratique trop élevées pour que la pièce puisse avoir un aspect chromé. On a rapporté ci-dessous des tableaux C et D montrant des résultats de mesures respectivement de colorimétrie A et de colorimétrie B. La colorimétrie A permet de situer la couleur mesurée le long d'un axe allant du vert au rouge, et la colorimétrie B permet de situer la couleur mesurée le long d'un axe allant du bleu au jaune. TABLEAU C Blanc Gris Noir 1 | Bleu Rouge Noir 2 Base seule -1.1 -0.33 -0.41 -0.16 1.56 -0.43 Vernis + Base -1.45 -0.78 -0.7 -0.78 0.71 -0.51 Base + Vernis -1.1 -0.54 -1.2 -0.42 1.95 -0.44 Vernis + Base + Vernis -1.3 -0.57 -0.52 1 -0.23 1 3.04 1 -0.44 TABLEAU D Blanc Gris Noir 1 Bleu Rouge Noir 2 Base seule -0.89 -0.64 -0.64 -2.51 -0.18 -0.72 Vernis + Base -1.45 -1.95 -3.83 -1.96 -1.03 Bas + Vernis -1.1 -0.64 -1.48 -1.72 0.14 -0.27 Vernis + Base + Vernis -0.43 -0.77 -0.29 -5.03 0.83 -0.33 La ligne Vernis + Base + Vernis du tableau C montre qu'un support de couleur blanche donne un aspect final ayant une couleur verte, et qu'un support de couleur rouge donne un aspect final de couleur rouge. La ligne Vernis + Base + Vernis du tableau D montre qu'un support de couleur bleue donne un aspect final ayant une couleur bleue. Les supports de couleur grise ou noire permettent, eux, d'obtenir des résultats de colorimétrie A et B pour les supports recouverts d'une première couche de vernis, d'une couche de base métallisante puis d'une couche extérieure de vernis, qui sont compris entre -0.77 et -0.29. Cette plage de valeurs est tout à fait adaptée pour obtenir un aspect chrome. Dans un cas éventuel où on constaterait un jaunissement dû à la couche de vernis extérieur, on pourrait corriger ce jaunissement en ajoutant une faible dose d'un azurant optique dans le vernis de cette couche extérieure. Les résultats de mesures de colorimétrie montrent donc que seuls les supports en matière plastique noire ou grise n'introduisent pas de nuances de fond colorées inacceptables. Parmi les essais réalisés, une apparence proche de celle du chrome n'est obtenue qu'à condition de déposer sur un support en matière plastique de couleur allant de grise à noire une première couche de vernis brillant puis une couche de base métallisante. Plus précisément, les résultats des tableaux A à D montrent que le support peut être choisi avec une couleur comprise entre la couleur grise dont les références sont données plus haut, et une couleur noire. Dans ces tableaux, les différences de résultats entre les deux supports noirs proviennent principalement d'écarts d'épaisseur des différentes couches de vernis et des couches de base métallisante, d'un échantillon à un autre. II est toutefois possible d'obtenir d'autres effets que l'aspect chrome en incorporant des colorants dans le vernis extérieur ou dans la base métallisante, voire dans le support, suivant les aspects recherchés. On a représenté partiellement sur la figure 2 une pièce 100 en matière plastique ayant une surface extérieure d'aspect chromé, obtenue selon un variante de l'invention. Sur cette figure, les éléments semblables à ceux de la figure 1 portent les mêmes références. Ce deuxième mode de réalisation de l'invention ne diffère du premier mode de réalisation qu'en ce que la première couche de vernis brillant 120 est remplacée par une couche 125 d'un primaire noir brillant. De même que précédemment, le dépôt de la couche de primaire 125 est précédé d'un traitement de surface adapté à la nature de la matière plastique constituant la pièce 110. Cette couche de primaire noir et brillant est préférentiellement déposée au pistolet pneumatique. Une fois sèche, elle a l'aspect d'une laque noire brillante. Ce primaire est ici un dérivé de peinture polyuréthanne, mais il peut dans une variante de l'invention être un dérivé de peinture acrylique. La couche 125 peut, dans une variante de l'invention, et de meme que pour le mode de réalisation de la figure 1, être une couche de primaire grise, et, de manière préférentielle, grise foncée. Dans les deux cas, à la fois la brillance et la couleur noire ou grise, qui sont nécessaires sous la couche de base métallisante 130 pour obtenir un aspect chrome, sont apportées par la couche de primaire 125 à elle seule. La pièce 110 constitue uniquement un support d'attache pour les trois couches 125,130 et 140, et sa couleur est indifférente. Une fois désolvatée, cette couche de primaire 125 subit, de manière préférentielle, mais non nécessairement, un traitement de surface approprié. De façon similaire au premier mode de réalisation de l'invention décrit en rapport avec la figure 1, la couche 125 est ensuite recouverte d'une couche de base métallisante 130, puis la couche 130 est elle-même recouverte d'une couche extérieure 140 de vernis. Dans le cas des deux modes de réalisation de l'invention décrits précédemment respectivement en rapport aux figures 1 et 2, l'utilisation d'un support gris confère à la pièce un aspect final chromé tendant vers un aspect aluminium pailleté. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. Ainsi, on peut prévoir selon l'invention une surface extérieure d'aspect métallique constituée successivement d'une couche de primaire noir, d'une couche de vernis brillant, d'une couche de peinture métallisante, et d'une couche de vernis extérieure. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'une surface extérieure (110, 120, 125, 130, 140) d'aspect métallique sur une pièce (110) en matière plastique, caractérisé en ce que: a/ on réalise sur cette pièce (110) une face (110,120,125) brillante et d'une couleur comprise entre gris et noir; b/ on dépose sur cette face (110,120,125) une couche (130) de peinture métallisante. 2. Procédé de réalisation d'une surface extérieure (110, 120, 125, 130, 140) d'aspect métallique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réalise la face (110, 120, 125) brillante et de couleur comprise entre gris et noir en fournissant une partie extérieure (115) de la pièce (110) qui est en plastique de couleur comprise entre gris et noir, et en déposant une couche de vernis brillant (120). 3. Procédé de réalisation d'une surface extérieure (110, 120, 125, 130, 140) d'aspect métallique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réalise la face (110,120,125) brillante et de couleur comprise entre gris et noir en déposant sur la pièce (110) en matière plastique une couche d'apprêt primaire (125) brillant et de couleur comprise entre gris et noir. 4. Procédé de réalisation d'une surface extérieure (110, 120, 125, 130, 140) d'aspect métallique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on dépose sur la couche de peinture métallisante (130) une couche de vernis (140). 5. Procédé de réalisation d'une surface extérieure (110, 120, 125, 130, 140) d'aspect métallique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce (110) en matière plastique est une pièce de véhicule automobile. 6. Elément comportant un corps principal (110) en matière plastique et une surface extérieure (110, 120, 125, 130, 140) d'aspect métallique, caractérisé en ce que la surface extérieure (110, 120, 125, 130, 140) d'aspect métallique comporte une couche de peinture métallisante (130) déposée sur une face inférieure (110, 120, 125) d'un substrat qui est brillante et d'une couleur comprise entre gris et noir. 7. Elément selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le corps principal (110) est de couleur comprise entre gris et noir dans sa masse, et en ce que la face inférieure (110, 120, 125) brillante et de couleur comprise entre gris et noir comprend une partie extérieure (115) du corps principal (110) et une couche de vernis brillant (120) recouvrant cette partie extérieure (115). 8. Elément selon la revendication 6, caractérisé en ce que la face inférieure (110, 120, 125) brillante et de couleur comprise entre gris et noir comprend une couche d'apprêt primaire (125) brillant et de couleur comprise entre gris et noir. 9. Elément selon la revendication 6, caractérisé en ce que la face inférieure (110, 120, 125) brillante et de couleur comprise entre gris et noir comprend une couche d'apprêt primaire de couleur comprise entre gris et noir, et une couche de vernis brillant (120) recouvrant cette couche d'apprêt primaire. 10. Elément selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la surface extérieure d'aspect métallique (110, 120, 125, 130, 140) comporte une seconde couche de vernis (140) déposée sur la couche de peinture métallisante (130).