Brevet FR2925507A1 — publié le 20090626

PROCEDE DE PREPARATION D'UNE COMPOSITION DE REVETEMENT POUR LAME D'ESSUYAGE D'ESSUIE-GLACE L'invention a pour objet un procédé de préparation d'une composition 5 de revêtement pour lame d'essuyage d'essuie-glace pour véhicule automobile. Elle a également pour objet une composition obtenue par ce procédé, ainsi qu'une lame d'essuyage d'essuie-glace revêtue de cette composition. Il est connu de réaliser des revêtements sur des lames d'essuie-glace, afin de réduire le coefficient de frottement entre la lame et la glace avec 10 laquelle la lame est en contact pour en réaliser l'essuyage. Ainsi, on peut recouvrir la lame d'essuyage, en élastomère naturel ou synthétique, d'une composition comprenant un agent lubrifiant, notamment du graphite cristallin, sous forme de particules de très petites dimensions dont la fonction, lors des phases d'essuyage, est alors celle d'un lubrifiant permettant 15 d'améliorer de manière importante la glissance et la qualité de l'essuyage. Généralement, l'élastomère est préalablement halogéné à l'aide de chlore ou de brome en phase gazeuse ou dissous en phase aqueuse, afin d'apprêter la surface du matériau. Le revêtement de la lame est ensuite réalisé par trempage de la lame 20 dans la composition ou par enduction de la lame au moyen de la composition, ou encore par pulvérisation de la composition sur la lame, puis par séchage. On peut par exemple utiliser une composition de revêtement comprenant un liant, un agent lubrifiant solide comme par exemple de la poudre de graphite cristallin, ainsi que des microparticules de polymère, les différents 25 composants étant généralement dispersés ou dissous à l'aide de solvants organiques. De tels revêtements sont notamment connus du document EP 0 562 191, qui décrit une composition de revêtement destinée à être appliquée sur une surface en caoutchouc. La composition comprend un lubrifiant solide, une 30 matrice de résine, dans un solvant organique. Elle peut également comprendre des microparticules de polytétrafluoroéthylène (PTFE) pour augmenter la lubrification du revêtement. L'utilisation de solvants organiques présente toutefois un certain nombre d'inconvénients. Ils sont en effet néfastes pour la santé et l'environnement, et peuvent poser de graves problèmes de sécurité lors du stockage et de l'application de la 5 composition à cause de leur caractère inflammable. Il apparaît ainsi souhaitable de pouvoir préparer des compositions de revêtement pour matériaux en élastomère, en particulier pour des lames d'essuyage d'essuie-glaces, à base de résine, d'un agent dispersant solide et de microparticules de polymères, la préparation s'effectuant en phase aqueuse. 10 Il est par ailleurs souhaitable de pouvoir obtenir une répartition homogène des microparticules de polymère le long du revêtement, afin d'assurer une bonne cohésion du revêtement, et par conséquent une résistance mécanique et chimique élevée. Enfin, on souhaite préparer le revêtement avec une faible quantité de 15 composés hydrophiles, et notamment d'agents épaississants, afin que la lame d'essuie-glace repousse correctement l'eau tors du balayage de la glace. L'invention a pour objet un procédé permettant d'atteindre ces objectifs. L'invention a ainsi pour objet un procédé de préparation d'une 20 composition de revêtement pour lame d'essuyage d'essuie-glace, la composition étant du type comprenant une résine, un agent lubrifiant solide et des microparticules de polymère. Le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes : - une étape de préparation d'une dispersion d'un agent lubrifiant solide 25 en phase aqueuse, - une étape d'introduction de microparticules de polymère dans la dispersion, de façon à produire une dispersion des microparticules, et - une étape de mise en contact de la dispersion de microparticules obtenue avec une dispersion d'une résine en phase aqueuse. 30 Lors de la première étape, on prépare une dispersion d'un agent lubrifiant solide en phase aqueuse. :3 Par � phase aqueuse � au sens de l'invention, on entend une composition qui comprend une teneur en solvants organiques inférieure ou égale à 10% en poids du poids total de la composition. La teneur en solvants organiques est de préférence inférieure ou égale à 5% en poids, et encore de préférence égale à 0% en poids du poids total de la composition. L'agent lubrifiant solide peut être choisi parmi les lubrifiants connus de l'homme du métier. On peut notamment citer les lubrifiants naturels comme le graphite, le bisulfure de molybdène, ainsi que tes lubrifiants synthétiques, comme le fluorure de graphite, le bisulfure de tungstène, le nitrure de bore, le biséléniure de tungstène, de molybdène et de niobium, ou encore l'iodure et le bisulfure de titane. On utilise de préférence du graphite ou du bisulfure de molybdène, et tout particulièrement du graphite en poudre. La dispersion peut comprendre des adjuvants usuels de dispersion, 15 comme des épaississants, mais aussi des agents mouillants-dispersants, des additifs anti-mousses, ou des conservateurs. Les épaississants sont de préférence choisis parmi les celluloses modifiées et les polymères uréthanes modifiés. La teneur en agents épaississants de la dispersion est de préférence 20 inférieure ou égale à 0,5% en poids du poids total de la dispersion d'agent lubrifiant, afin de conserver une hydrophobie suffisante à la composition finale, ce qui améliore la résistance du revêtement à t'eau et aux solvants oxygénés. Dans une deuxième étape, on introduit des microparticules de polymère, et notamment des microsphères de polymère, dans ta dispersion d'agent 25 lubrifiant obtenue à l'issue de la première étape. Les microparticules de polymère sont destinées à conférer à la lame d'essuyage une meilleure résistance à l'abrasion, aux produits nettoyants, ainsi qu'à la glace et à la neige. Les revêtements à base de graphite seul, dans une matrice de résine, 30 sont en effet sensibles à l'abrasion, particulièrement lors de la présence de boue ou de poussière sur la vitre à essuyer. Ils sont également sensibles aux produits 4 de nettoyage, généralement à base d'eau et d'éthanol, ainsi qu'à la neige ou à la glace présente sur les pare-brises en hiver, du fait de la forte adhérence du revêtement à ta glace. Les microparticules de polymère permettent de réduire le frottement entre la lame d'essuyage et te pare-brise grâce à la création d'une rugosité régulière à la surface de la lame, et au contact tangentiel avec le pare-brise. Elles confèrent par ailleurs au revêtement une bonne qualité d'essuyage, la lame repoussant correctement l'eau lors du balayage de l'essuie-glace, sans formation de stries ou de traînées d'eau. Par microparticules au sens de l'invention, on entend des particules dont ta taille est de l'ordre du pm (inférieure à 10 pm), ou de la dizaine de pm (entre 10 et 100 pm). Les microparticules de polymère ont de préférence une taille moyenne comprise entre 0,1 et 30 pm, de préférence comprise entre 1 et 30 pm, encore de préférence entre 1 et 15 pm, et encore de préférence entre 2 et 6 pm. Une taille moyenne de microsphères comprise entre 2 et 6 pm permet une très bonne insertion des microsphères dans la matrice de résine, ce qui entraîne une friction faible du revêtement et une hydrophobie élevée, assurant ainsi une bonne qualité d'essuyage. Le polymère des microparticules peut être un homopolymère ou un copolymère. Le polymère des microparticules peut être choisi parmi les polymères à base d'acrylates, de diallyl phtalates, d'unités époxy, acétate de vinyle-éthylène, d'urée-formol, de phénols, d'amide (comme par exemple le nylon), de carbonate, de fluoropolymères (comme par exemple le polytétrafluoroéthylène), d'organosiloxanes, d'esters insaturés, de polyéthylène, d'éthylène téréphtalate, d'imide d'amide-imide, de propylène, de styrène, de sulfone, d'éther sulfone, d'uréthane, de chlorure de vinyle. Ces polymères peuvent être mis en oeuvre seuls ou mélangés suivant leurs cornpatibilités ou les propriétés finales recherchées. Le polymère des microparticules est de préférence un polymère hydrophobe, et résistant aux solvants oxygénés. Il peut notamment être choisi parmi les polymères à base d'acrylates, d'amide (comme par exemple le nylon), de carbonate, de fluoropolyrères, d'organosiloxanes, de styrène. Le polymère est de préférence choisi parmi les silicones, comme par 5 exemple les polyorganosiloxanes. On emploie préférentiellement le polyméthylsilsesquioxane. On peut notamment utiliser les microsphères de polyméthylsilsesquioxane commercialisées sous la dénomination Tospearl� par la société Momentive Performance Material.s. Les microparticules de polymère sont introduites dans la dispersion en une quantité apte à produire une dispersion des microsphères. Si on utilise trop peu de microparticules, celles-ci auront du mal à être incorporées dans la dispersion d'agent lubrifiant. Si au contraire on met en oeuvre une quantité trop importante de microparticules, celles-ci vont se regrouper, ce qui donnera une consistance grumeleuse au revêtement final. On utilise ainsi de préférence une teneur en microparticules de polymère allant jusqu'à 50%, et de préférence comprise entre 20 et 30% en poids du poids de la dispersion d'agent lubrifiant. Dans une troisième étape, on prépare une dispersion de résine en phase aqueuse, puis on met en contact cette dispersion de résine avec la dispersion de microparticules de polymère obtenue à l'issue de la deuxième étape. On peut indifféremment introduire ta dispersion de résine dans ta dispersion de microparticules, ou introduire ta dispersion de microparticules dans la dispersion de résine. De préférence, on introduit la dispersion de résine dans la préparation de microparticules, de manière à fabriquer la composition finale dans un unique récipient. On peut utiliser comme dispersion de résine tout polymère dispersé, émulsionné ou fabriqué en phase aqueuse. On appellera une telle dispersion de résine � résine en phase aqueuse �. On peut notamment utiliser un polymère acrylique, vinylique, styrénique, ou uréthane. Le polymère peut être un homopolymère ou un copolymère. Ces polymères peuvent être mis en oeuvre seuls ou mélangés suivant leurs compatibilités ou les propriétés finales 6 recherchées. La résine a de préférence une température de transition vitreuse inférieure ou égale à 0°C, et encore de préférence inférieure ou égale à -20°C, afin de conserver les propriétés de souplesse du film de revêtement à basse température. On utilise de préférence en tant que résine en phase aqueuse la résine Hycar� 26717 commercialisée par ta société Lubrizol, ou encore les résines Primat� Eco-36 et Elastène� 404 commercialisées par la société Rohm Et Haas. Ces résines ont l'avantage de présenter une bonne résistance à l'eau et aux solvants oxygénés, associée à un bon comportement mécanique aux déformations et à t'abrasion à des températures comprises entre -20°C et +50°C. On peut ajouter à la composition différents additifs, comme des additifs anti-mousses pour empêcher la formation de mousse tors de la fabrication, des conservateurs pour assurer la stabilité biologique du mélange au stockage, ou encore des agents d'étalement pour améliorer le mouillage du substrat à l'application. Ainsi, dans le procédé selon l'invention, c'est ta dispersion d'agent lubrifiant qui est utilisée pour incorporer les microparticules de polymère dans la préparation, ce qui a pour intérêt d'établir une formulation rapide à préparer, stable au stockage et homogène à l'application. Aucune autre étape n'est nécessaire à l'incorporation des microparticules. L'invention a également pour objet une composition de revêtement pour lame d'essuyage d'essuie-glace susceptible d'être obtenue par le procédé décrit 25 ci-dessus. Une telle composition comprend une résine en phase aqueuse, un agent lubrifiant solide et des microparticules de polymère. Le choix des composés et des additifs peut être fait parmi ceux mentionnés ci-dessus. 30 La composition de revêtement comprend de préférence les trois composés principaux dans les proportions suivantes (par rapport au poids total 7 des trois composés) : 10-88%, de préférence 40-60% résine : agent lubrifiant solide : 10-88%, de préférence 15-35% microparticules de polymère : 2-30%, de préférence 10-25% De telles proportions conduisent à une composition stable, permettant d'obtenir après séchage un revêtement sous forme de film présentant des propriétés de lubrification et de résistances élevées. L'invention a enfin pour objet une lame d'essuyage d'un essuie-glace de véhicule automobile revêtue d'une composition décrite ci-dessus. L'exemple suivant est destiné à illustrer l'invention, sans pour autant présenter un caractère limitatif. Exemple : préparation d'une composition de revêtement d'une lame d'essuyage pour véhicule automobile et revêtement de la lame Dans l'exemple, tous les pourcentages sont des pourcentages en poids. - préparation d'une dispersion d'un agent lubrifiant solide dans un solvant aqueux : 20 On peut utiliser une dispersion déjà prête, comme par exemple la dispersion de graphite commercialisée sous la dénomination Timrex� LB 1300 par la société Timcal. On peut également préparer une dispersion de la façon suivante : on 25 verse 5% d'eau dans un récipient, puis on verse 0,5% d'épaississant cellulosique (produit commercialisé sous la dénomination Natrosol� 250 HBR par la société Hercules). On agite pendant quinze minutes, puis on verse 26,5% de graphite en poudre (produit commercialisé sous la dénomination Timrex� KS6 par la société Hercules). On agite pendant cinq minutes et on verse 68% d'eau. On agite 30 ensuite pendant vingt minutes. Il est préférable d'agiter le mélange tout au long de l'opération.15 8 - préparation d'une pâte par introduction de microsphères de polymère dans la dispersion : On ajoute 2% de microsphères de polymère (produit commercialisé sous la dénomination Tospearl� 120 par la société Momentive Performance Materials) à 8,6% de dispersion obtenue à l'étape précédente. On agite pendant vingt minutes. On mélange ensuite 2,5% d'eau et 0,3% de tampon pH (ammoniaque à 10 23%) dans un second récipient, puis on verse le mélange dans ta préparation principale. On agite pendant cinq minutes. - mélange de la pâte avec une dispersion de résine en phase aqueuse : 15 On verse 9,1% de résine en phase aqueuse (produit commercialisé sous la dénomination Hycar� 26717 par la société Lubrizol) dans la pâte obtenue. On agite pendant dix minutes, puis on verse 2,5% d'eau. On agite pendant dix minutes. On obtient ainsi un produit intermédiaire, que l'on peut diluer en ajoutant 75% d'eau pour obtenir une composition de revêtement prête à 20 l'emploi. On agite pendant vingt minuties. revêtement d'une lame d'essuyage pour véhicule automobile : Le revêtement est réalisé par trempage d'une bande de caoutchouc 25 profilée dans la composition, par pulvérisation de la composition sur une bande caoutchouc profilée, ou par enduction d'une bande caoutchouc profilée au moyen de la composition. La bande de caoutchouc est ensuite séchée. Enfin, la bande de caoutchouc est redécoupée en deux ou trois parties pour obtenir les lames d'essuyage. L'application de la composition directement sur les lames 30 d'essuyage est également envisageable. 9 Ainsi, grâce au procédé selon l'invention, la composition de revêtement est préparée de manière adaptée à l'environnement, à la santé et est non inflammable. Sa mise en oeuvre est simple et est adaptée à une fabrication industrielle. On observe en outre une répartition homogène des microparticules de polymère le long du revêtement, ce qui a pour effet de réduire la friction et d'augmenter l'hydrophobie du film. Le revêtement obtenu est résistant à l'eau, aux solvants oxygénés et à la glace, ce qui permet d'augmenter la durée de vie des lames d'essuyage. REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation d'une composition de revêtement pour lame d'essuyage d'essuie-glace, la composition étant du type comprenant une résine, un agent lubrifiant solide et des microparticules de polymère, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - une étape de préparation d'une dispersion d'un agent lubrifiant solide en phase aqueuse, - une étape d'introduction de rnicroparticules de polymère dans la dispersion, de façon à produire une dispersion des microparticules, et - une étape de mise en contact de la dispersion de microparticules obtenue avec une dispersion d'une résine en phase aqueuse. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent lubrifiant est du graphite ou du bisulfure de molybdène. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'agent lubrifiant est du graphite en poudre. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le polymère est un polymère hydrophobe. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le polymère est choisi parmi les polymères à base d'acrylates, d'amide, de carbonate, de fluoropolymères, d'organosiloxanes, de styrène. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le polymère est le polyméthylsi lsesquioxane. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la teneur en agents épaississants de la dispersion d'agent lubrifiant solide est inférieure ou égale à 0,5% en poids du poids de la dispersion. 11 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la résine a une température de transition vitreuse inférieure ou égale à -20°C. 9. Composition de revêtement pour lame d'essuyage d'essuie-glace, pouvant être obtenue par le procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une résine en phase aqueuse, un agent lubrifiant solide et des microparticules de polymère. 10. Composition selon la revendication 9, caractérisée en ce que la résine est un polymère acrylique, vinylique, styrénique, ou uréthane, en phase aqueuse. 11. Composition selon la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce que l'agent lubrifiant est du graphite ou du bisulfure de molybdène. 12. Composition selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisée en ce que le polymère des microparticules est choisi parmi les polymères à base d'acrylates, d'amide, de carbonate, de fluoropolymères, d'organosiloxanes, de styrène. 13. Composition selon la revendication 12, caractérisée en ce que le polymère est le polyméthylsilsesquioxane. 14. Composition selon l'une des revendications 9 à 13, caractérisée en ce que ta résine, l'agent lubrifiant solide et les microparticules de polymères sont présents dans les proportions suivantes, en pourcentage en poids par rapport au poids total des trois composés : résine : 40-60% agent lubrifiant solide : 15-35% microparticules de polymère : 10-25%15. Lame d'essuyage d'un essuie-glace de véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle est revêtue d'une composition selon l'une des revendications 9 à 14.