Brevet FR2839083A1 — publié le 20031031

PRODUIT MANUFACTURÉ AVEC COUCHE SUPERFICIELLE TRANSPARENTE ET PROTECTRICE ANTI-IRIDESCENTE ET PROCÉDÉ DE FINITION RELATIF La présente invention concerne un produit manufacturé avec une couche superficielle transparente et protectrice anti-iridescente et le procédé pour donner à la couche superficielle transparente et protectrice d'un produit manufacturé la fonction anti-iridescente. Domaine d'application de l'invention L'invention trouve une application particulière mais non exclusive dans le secteur des composants de matière plastique à l'aspect métallique tels que pour la finition externe et interne d'une automobile, mais également pour les produits manufacturés et les accessoires sanitaires, les produits manufacturés d'ameublement de la maison, les produits manufacturés et les accessoires de mode, tels que les électroménagers, les téléphones portables et chaque fois que l'application d'une protection transparente et à haute résistance à l'usure, à la corrosion et aux saletés est nécessaire. On peut également obtenir celle-ci par rapport aux surfaces de supports de différente nature, donc non seulement le plastique métallisé (obtenu par galvanisation ou métallisation sous vide), mais également les supports plastiques (type laques, polyméthacrylate de méthyle, polycarbonate et autres) également métalliques (type aluminium, magnésium, zamak, laiton, bronze et nickel) et enfin également les métaux traités de manière galvanique. On s'est rendu compte, par exemple, qu'une des possibles applications indiquée ci-dessus concerne les composants en matière plastique pour les intérieurs d'automobile. Habituellement, l'habitacle est particulièrement agréable et attrayant, et outre les sièges habillés avec un matériau synthétique ou en peau dans une multitude de coloris chromatiques, il dispose également d'une tapisserie, prévue pour habiller essentiellement, non seulement les parties des portières, du plafond, mais également du fond. On trouve également une planche de bord qui, en règle générale, comprend le tableau de bord concerné par les instruments de bord, par les touches qui activent le fonctionnement des différents accessoires, par les bouches d'aération et similaires. En outre, on raccorde à cette planche de bord, dans une position centrale, un dénommé tunnel, développé vers la partie arrière, qui prévoit le groupe de la boîte de vitesses et du frein à main et qui fait office de cloison pour séparer le côté conducteur du côté passager. Pour la majeure partie des voitures présentes aujourd'hui sur le marché de chaque zone, on peut affirmer que tant le tunnel que la planche de bord, proviennent désormais pratiquement en totalité du moulage de matière plastique, y compris ces pièces particulièrement en vue, qui par exemple peuvent se trouver dans le tableau de bord et donc dans la partie avant et principalement en vue, de l'habitacle. Ces pièces, comme par exemple les façades, situées à proximité des poignées des portières, ou également la petite porte du cendrier, ou plus simplement pour meubler la surface qui entoure les commandes à touche pour l'ouverture des fenêtres ou du toit ouvrant, jusqu'à il y a très peu de temps, se présentaient avec un aspect peu agréable de couleur unie, avec une tendance majeure au gris ou au noir. L'évolution continue, qui a tendance à découvrir des esthétiques toujours plus attrayantes, a suggéré dans un premier temps l'utilisation de matériaux divers, à associer à la matière plastique de base, comme par exemple des profils en bois. Puis, pour une raison de coût, on est passé à l'utilisation des profils et des insertions de différentes espèces de l'aspect du bois, qui en tant que tels, étaient constitués par un support en matière plastique ayant subi un traitement de surface, par exemple, fini avec un effet de racine au moyen de la technique du cubage. Toutefois lesdites fabrications ne conviennent jamais pour la multitude de produits innovants que les entreprises demandent, lesquelles ont besoin d'une gamme plus étendue de finitions, pouvant être obtenues avec des coûts compétitifs et en même temps en mesure de conférer une valeur esthétique particulière et toujours différente afin d'être affinée au cours des changements de modes. Actuellement, dans la réalisation desdits composants esthétiques, on a l'habitude d'utiliser des alliages polymères, par exemple un alliage de ABS-PC, qui donnent naissance à des produits manufacturés qui sont successivement soumis à un procédé de finition. Si l'on veut obtenir des surfaces à effet métallique, ledit procédé nécessite l'application, au moyen de la technique de galvanisation, de couches de matériaux métalliques en succession normale, lesquelles en se déposant sur la surface du produit manufacturé donnent une combinaison de couleur et d'éclat particulière. Ce procédé de finition, connu sous le nom de métallisation du plastique, à l'usage jusque dans les années soixante a été particulièrement apprécié, et il trouve encore aujourd'hui une grande place, surtout concernant la possibilité de combiner les caractéristiques du substrat de plastique (poids léger, ténacité et flexibilité, facilité de production des formes complexes, excellente qualité de surface après le moulage) avec les propriétés de la finition métallique (aspect extrêmement brillant, surface hygiénique, surface résistante à l'abrasion, bonne résistance à la corrosion). De manière encore plus particulière, un procédé classique de métallisation demande l'exécution en succession logique des étapes suivantes consistant à : a) mouler par injection le produit manufacturé ; b) métalliser chimiquement la pièce moulée ; c) (d) et (e) galvaniser en plusieurs étapes avec l'apport successif par couche, d'au moins un premier et un second métal ayant un potentiel électrochimique différent ; f) activer ledit second métal, par exemple avec une solution à base de soude caustique ; g) galvaniser une couche d'un alliage composé de nickel et d'étain ; h) traiter thermiquement pour l'élimination des résidus de tensions métalliques dans la masse de l'alliage polymère ; i) (j) appliquer au moins une couche de laque de protection. La solution proposée maintenant met en évidence certains inconvénients qui peuvent sensiblement être attribués au fait que ladite fabrication pose des problèmes par rapport à une résistance suffisante dans le temps, à l'usure et aux agents atmosphériques. La demande de brevet italienne ITPN9600067 (PlastalZop) a l'intention de résoudre les inconvénients rappelés, en proposant un procédé pour une finition superficielle de métallisation d'un produit manufacturé, pouvant être monté en tant que composant sur des surfaces externes de voitures et de motos, fabriqué avec un matériau synthétique, qui comprend les étapes suivantes consistant à : - métalliser chimiquement la matière plastique ; - galvaniser en déposant successivement des couches d'au moins deux métaux anti-corrosion ayant un potentiel électrochimique différent ; - galvaniser en déposant une couche de chrome ; - maintenir le produit manufacturé à température ambiante, donc inférieure à 30 C, pendant un laps de temps minimum d'environ 24 heures ; -retirer ladite couche de chrome ; - activer la couche la plus externe de métal anticorrosion ; - appliquer la couche métallique pouvant communiquer la finition esthétique désirée au produit manufacturé ; - appliquer un traitement thermique de détente ; - laquer avec au moins une couche de laque transparente afin de protéger la finition esthétique mentionnée ci-dessus. Enfin, la proposition contenue dans le document ITTV2000A000144 (De Meis) également publique, laquelle suggère un procédé de décoration de surface des produits manufacturés en matière plastique, en particulier pour des composants en vue d'une automobile, pour lesquels un cycle de fabrication d'un produit manufacturé en ABS/PCBlende moulé par injection comprend les étapes suivantes consistant à : a) métalliser chimiquement la matière plastique ; b) (c) (d) galvaniser en déposant successivement des couches d'au moins deux métaux anti-corrosion ayant un potentiel électrochimique différent ; e) activer la couche la plus externe de métal anticorrosion ; f) appliquer la couche métallique pouvant communiquer la finition esthétique désirée au produit manufacturé ; g) appliquer un traitement thermique de détente ; h) traiter le dépôt sous vide d'une couche de décoration superficielle, au moyen de la technique du PVD (Physical Vapor Déposition) (dépôt physique en phase gazeuse). On connaît également les traitements réalisés sur les produits manufacturés en matière plastique, finalisés pour conférer à la couche superficielle une fonction de protection. Lesdits revêtements transparents, comme par exemple SiOx, A1203, Ti02 et similaires, des produits avec des technologies sous vide, par exemple avec les technologies PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition) (dépôt chimique amélioré en phase gazeuse au plasma), PVD (Physical Vapour Déposition) (dépôt physique en phase gazeuse), MOCVD (Metal Organic Chemical Vapour Déposition) (dépôt chimique en phase gazeuse de métal organique) et MOPECVD (Metal Organic Plasma Enhanced Chemical Vapour Déposition) (dépôt chimique amélioré en phase gazeuse de métal organique au plasma) et similaires, ont la fonction d'améliorer la résistance : - aux rayures - à l'usure - à la corrosion chimique (telle que celle provenant de l'utilisation des détergents, des agents alcalins et acides). De manière encore plus détaillée, il n'y a pas de doute que lesdits revêtements transparents et protecteurs améliorent, par rapport aux matériaux non recouverts, les caractéristiques du produit fini. Tel est le cas par exemple d'une réduction significative de la visibilité des empreintes digitales et de la graisse sale et ceci surtout sur les surfaces très exposées, comme les métaux très satinés et brillants, par exemple le chrome, le bronze, le laiton et similaires. Encore un avantage imputable aux techniques de revêtement mentionnées ci-dessus, réside dans le fait qu'il en facilite le nettoyage, et dans le cas des surfaces métalliques, possède la capacité de maintenir l'effet - froid - au toucher par rapport à la même pièce protégée avec la laque. Inconvénients Malgré les qualités décrites de ladite typologie du revêtement transparent et protecteur, on sait qu'en présence de sources lumineuses qui présentent un spectre avec des bandes de fréquence très accentuées (telles que par exemple celles que l'on retrouve avec l'utilisation des lampes au néon ou au mercure), on peut se trouver face à un phénomène optique d'interférence indésirable sur le produit manufacturé. Plus connu en réalité sous le nom d'irisation, ce phénomène optique caractéristique de certains minéraux, génère des reflets superficiels, et parfois mobiles, avec une série de lignes, des couleurs de l'arc en ciel. Dans ce cas d'espèce, on peut affirmer en définitive que l'irisation est due aux changements d'épaisseur du dépôt transparent donné par son dépôt dans le vide, non homogène sur le détail traité. Le phénomène optique ainsi isolé, qui concerne indistinctement toute la zone traitée par le revêtement transparent, donne lieu, dans les sujets qui en jouissent, à une altération significative de la perception optique et tactile. Celle-ci s'avère être désagréable, invoquant aux personnes des sensations qui induisent à considérer le produit manufacturé comme de peu de valeur et de très mauvaise qualité. D'autre part, il est également vrai que le phénomène optique peut être facilement résolu au moyen de la technique du laquage, mais il est évident que ladite solution ne présente certainement pas les valeurs des revêtements transparents rappelés obtenus au moyen de la technique de dépôt sous vide de la couche de protection. Etat de l'art De nos jours, dans certains secteurs, tels que par exemple dans le secteur de la production des verres pour l'optique, le problème de l'irisation est résolu en créant une multicouche dont chaque couche a un indice de réfraction différent et une épaisseur différente et avec un nombre de couches impair et supérieur à deux. Il s'agit du cas du document EP0404463 (Whestley et associés) lequel décrit un corps polymère réfléchissant. Il s'agit, de manière plus détaillée d'un corps multicouche réfléchissant, qui comprend des couches alternées d'au moins un premier et un second matériau polymère, dont les couches en grande majorité ont une épaisseur optique inférieure à 0,90 m ou supérieure à 0,45 m, et les couches adjacentes auxdits premiers et seconds matériaux polymères sont différentes les unes des autres au niveau de l'indice de réfraction d'au moins 0,03. Un nombre suffisant de couches est présent afin d'empêcher l'irisation et habituellement 30 pour cent de la lumière incidente non absorbée est réfléchie. Le corps réfléchissant peut être obtenu en feuilles superficielles non corrosives métallisées d'articles, de pièces et de verres réfléchissants. D'autres, comme par exemple le document US-4 294 193 (Gordon) ont résolu le problème de l'irisation, en mettant au point un appareil qui dépose un revêtement vaporisé sur une plaque de verre plane, pour fenêtres, d'un premier matériau qui reflète l'infrarouge qui a avantageusement une épaisseur inférieure à 0,85 et où l'importance de l'irisation qui se rapporte au premier revêtement est significativement réduite en prévoyant une couche à variation continue de l'indice de réfraction entre le verre et le revêtement, afin que l'indice de réfraction augmente de manière continue du verre au premier revêtement. Les solutions adoptées jusqu'ici, par exemple, dans le domaine des verres, sont satisfaisantes uniquement si le produit manufacturé se développe principalement sur deux dimensions. En fait, dans la plupart des secteurs, tels que par exemple, les secteurs mentionnés au début, et ceci dans tous ces secteurs où l'on traite des produits manufacturés développés en trois dimensions et plus complexes, le problème est particulièrement présent et non résolu. Il existe par conséquent un besoin pour les entreprises, en particulier du secteur, d'apporter des améliorations aux techniques de finition de tels composants, jusqu'ici en vigueur. Un objet de la présente invention est également celui de remédier aux inconvénients décrits. Brève description de l'invention On atteint cet objet ainsi que les autres avec la présente invention, selon les caractéristiques des revendications jointes, résolvant les problèmes exposés au moyen d'un produit manufacturé avec une couche superficielle transparente et protectrice anti-iridescente et le procédé de finition relatif, comprenant les étapes consistant à : a) prédisposer un produit manufacturé en plastique, métallique, ou en plastique avec un revêtement métallique, avec la technique de dépôt sous vide ou par voie galvanique ; b) réaliser, par rapport à au moins une partie superficielle du produit manufacturé en plastique, métallique ou en plastique avec un revêtement métallique, au moyen de la technique de dépôt sous vide, un revêtement de surface avec un film transparent ; c) effectuer, par rapport à la micromorphologie de l'interface revêtement transparent - air, une modification de la surface, de sorte que celle-ci n'est pas cohérente avec la micromorphologie de l'interface substrat revêtement. Avantages De cette façon, par l'apport créatif considérable dont l'effet a permis d'atteindre un progrès technique considérable, on obtient différents avantages. Tout d'abord, on attribue le mérite, à un produit manufacturé traité avec un revêtement de protection transparent de faible épaisseur, de ne pas être iridescent. Donc, on n'altère pas la perception optique, ni la perception tactile du produit manufacturé, en optimisant toute la série des caractéristiques propres du revêtement protecteur transparent déposé avec la technique du sous vide. De manière plus détaillée, ceci permet d'obtenir des produits manufacturés dont la finition de surface est d'une dureté particulière et d'une résistance à l'abrasion particulière. Cette circonstance, malgré le peu d'habilité des utilisateurs du produit manufacturé, favorise dans le temps, le maintien stable de l'esthétique d'origine, pour le bénéfice total du consommateur, ce dernier a ainsi la possibilité d'apprécier la qualité des matériaux utilisés. Pour les autres moyens, on simplifie le procédé de fabrication, en bénéficiant des coûts et du temps de réalisation. Un second avantage non négligeable, est relatif au fait qu'un tel traitement confère au produit manufacturé une bonne résistance chimique et à la corrosion, ce qui en permet l'utilisation même dans des positions et des conditions particulièrement défavorables, dans lesquelles on n' a pas pu prévoir son utilisation, jusqu'à ce jour. Encore d'autres avantages résident dans le fait de sauvegarder les particularités esthétiques du substrat, lequel peut jouir d'une importante gamme de tons chromatiques pouvant être obtenus, avec des effets particuliers et avec une bonne stabilité de la couleur, dans différentes conditions ambiantes, toutes les solutions qui permettent de satisfaire et de diversifier simultanément plusieurs lignes de produits. Ces avantages ainsi que les autres ressortiront clairement de la description détaillée suivante d'une solution de réalisation préférentielle, en référence aux dessins d'accompagnement joints, dont les modes de réalisation ne doivent pas être interprétés comme limitatifs, mais seulement à titre d'exemple. Brève description des dessins La figure 1 représente la micromorphologie d'un revêtement transparent appliqué sur un substrat du type traité brillant. La figure 2 représente la micromorphologie d'un revêtement transparent appliqué sur un substrat du type traité satiné Description d'un exemple pratique de réalisation de l'invention Etant donné que le traitement de post finition peut être obtenu envers des surfaces de supports de différente nature, par conséquent non seulement le plastique métallisé (obtenu au moyen de galvanisation ou de métallisation sous vide), mais également les supports en plastique (type laques, polyméthacrylate de méthyle, polycarbonate et autres) également métalliques (type aluminium, magnésium, zamak, laiton, bronze et nickel) et enfin également les métaux traités de manière galvanique, ensuite on décrit à titre d'exemple, l'une des applications possibles. La partie innovante, objet de la présente invention, se rapporte aux phases c) et d) de la description suivante, de sorte que les phases a) et b) peuvent varier en fonction des surfaces et des supports de différente nature mentionnés. Phase a Sur un support en plastique, par exemple, du type obtenu au préalable brut par moulage par injection de ABS/PC(acrylonitrile-Butadiène-Styrène et polycarbonates), on poursuit avec une ou plusieurs séquences de revêtement, avec la technique de dépôt sous vide (avec cela on comprend une condition de vide comprise entre 10-4 mbar et 100 mbar) ou galvanique, de matériau métallique et avec une morphologie quelconque, soit du type brillant, satiné, griffé, brossé ou sablé. Ladite phase, mieux connue sous le nom de métallisation chimique de la matière plastique nécessite l'application d'une première couche de métal, telle que le nickel, qui a la possibilité de rendre la surface électroconductrice, pour ensuite permettre, dans des laps de temps différents, le dépôt de couches métalliques successives, chacune avec sa propre finalité anticorrosive et anti-rayure. Les phases de dépôt des couches de métaux successives peuvent par exemple comprendre un premier métal anticorrosion, composé d'une couche de cuivre, suivi par une seconde couche avec un potentiel électrochimique différent, tel que celui du nickel semi brillant, dans une solution préférentielle, on peut prévoir l'application d'une seconde couche de nickel, par exemple, brillante lamellaire, à la première couche de nickel. La couche de nickel ou si la seconde couche de nickel a été appliquée, est donc activée, afin de permettre une bonne adhésion de la couche métallique successive d'un alliage composé de préférence de nickel et d'étain, auquel on fait éventuellement subir un traitement de détente. Par conséquent, les composants sont soumis à une phase de revêtement d'une fine couche de métal 1 avec la technique VD (dépôt en phase gazeuse). Celle-ci nécessite que les produits manufacturés selon les phases précédentes, soient introduits dans un appareil approprié pour permettre le revêtement fin sous vide de chacun, selon la décoration désirée. De manière plus détaillée, à l'intérieur de la chambre de l'appareil, après avoir obtenu le vide, on génère des vapeurs qui, en fonction d'un mélange de gaz, judicieusement associé d'azote et de méthane, avec le concours de pastilles de métal appropriées, permettent le dépôt uniforme des nitrures générés de cette façon, sur chaque produit manufacturé présent à l'intérieur de ladite chambre. Phase b A ce moment là, on obtient un produit manufacturé, qui se compose d'un support, recouvert avec un substrat 1. Au dessus dudit substrat 1, on effectue un revêtement ultérieur avec un film transparent 2 composé d'oxydes métalliques et/ou d'oxydes de silicium, avec ou sans d'hydrocarbures ou mélangés entre eux. Lesdits oxydes peuvent, par exemple, être du silicium Si, du titane Ti, de l'aluminium Al, du magnésium Mg, du zirconium Zr, du niobium Nb, du wolfram ou tungstène W. L'application dudit revêtement avec un film transparent 2 par exemple, SiOx, A1203, Ti02 est toujours effectuée au moyen d'une technique de dépôt sous vide, pour laquelle on entend par sous vide, une condition de vide comprise entre 10-4 mbar et 100 mbar. Ladite technique peut se composer des techniques déjà rappelées, telles que les PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapour Déposition) (Dépôt chimique en phase gazeuse amélioré au plasma), PVD (Physical Vapour Déposition) (Dépôt physique en phase gazeuse), MOCVD (Metal Organic Chemical Vapour Déposition) (Dépôt chimique en phase gazeuse de métal organique) et MOPECVD (Metal Organic Plasma Enhanced Chemical Vapour Déposition) (Dépôt chimique en phase gazeuse amélioré de métal organique au plasma) et d'autres encore. Phase c Le support ainsi obtenu A est enfin soumis à un post traitement, lequel est finalisé pour éliminer l'effet d'irisation. Il s'agit, de manière plus détaillée, de réaliser sur la partie supérieure 20 de la couche de revêtement 2 avec une épaisseur comprise entre 10 m et 1 , une modification de la surface de sorte que la micromorphologie de l'interface 10 substrat - revêtement est différente de la micromorphologie de l'interface 20 revêtement - air. Cette incohérence entre les deux surfaces, l'interface 20 revêtement - air d'une part, et l'interface 10 substrat - revêtement d'autre part, est de préférence obtenue au moyen de la mise en place d'un procédé érosif sous vide au moyen d'une attaque chimique avec du gaz ou des mélanges de gaz. On obtient également de bons résultats au moyen de la technique d'érosion mécanique ou chimique, cette dernière étant effectuée tant sous forme liquide que sèche. On conclusion, il est donc possible de contrôler l'irisation du film de revêtement qui a les caractéristiques suivantes : épaisseur de 1 m jusqu'à 10 m transparence supérieure à 80% indice de réfraction de 1,4 à 2,9. REVENDICATIONS 1. Produit manufacturé avec une couche superficielle transparente et protectrice comprenant un substrat recouvert au moyen de la technique de dépôt sous vide avec un film de matériau transparent, caractérisé en ce que la micromorphologie de l'interface revêtement transparent air, est différente de la micromorphologie de l'interface substrat - revêtement. 2. Produit manufacturé avec une couche superficielle transparente et protectrice du type obtenu avec la technique du dépôt sous vide et composée d'oxydes métalliques et/ou d'oxydes de silicium, avec ou sans hydrocarbures ou mélangés entre eux, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le film transparent et protecteur présente les caractéristiques suivantes : épaisseur de 1 m jusqu'à 10 m transparence supérieure à 80% indice de réfraction de 1,4 à 2,9. 3. Procédé pour conférer la fonction anti-irisation à la couche superficielle transparente et protectrice d'un produit manufacturé selon les revendication 1 et 2, comprenant les étapes consistant à : a) prédisposer un produit manufacturé en plastique, métallique, ou en plastique avec un revêtement métallique avec la technique de dépôt sous vide ou par voie de galvanisation ; b) réaliser, par rapport au moins à une partie superficielle du produit manufacturé en plastique, métallique ou en plastique avec un revêtement métallique, au moyen de la technique de dépôt sous vide, un revêtement superficiel avec un film transparent, caractérisé en ce que la phase qui suit le dépôt d'un revêtement superficiel avec un film transparent, demande la réalisation, par rapport à l'interface revêtement transparent - air, d'une modification de la surface, de sorte que la micromorphologie de celle-ci est incohérente par rapport à la micromorphologie de l'interface substrat - revêtement. 4. Procédé pour conférer la fonction anti-irisation à la couche superficielle transparente et protectrice d'un produit manufacturé, selon la revendication 3, caractérisé en ce que la modification de la micromorphologie de l'interface revêtement - air est obtenue au moyen de : la réalisation d'un procédé érosif sous vide au moyen de l'attaque chimique avec du gaz ou des mélanges de gaz, ou de la technique d'érosion mécanique, ou l'érosion chimique, tant sous forme liquide que sèche.