Brevet FR2937142A1 — publié le 20100416

Procédé d'amélioration de la protection contre les radiations UV d'un placage en bois. La présente invention concerne un procédé d'amélioration d'un revêtement contre les radiations UV destiné à la protection d'un placage en bois de véhicule automobile, le revêtement comprenant un substrat et des nano particules réparties dans le substrat. Il est possible de disposer dans l'habitacle d'un véhicule automobile des placages en bois. Néanmoins, de tels placages sont susceptibles d'être altérés au cours du temps par la lumière du soleil, et en particulier les rayons dans un intervalle de longueurs d'ondes proche des UV, notamment aux alentours de 400 nm. Il est possible de protéger les placages en bois en les recouvrant d'un revêtement contre les radiations UV. Néanmoins, les conditions d'utilisation sont particulièrement sévères pour les véhicules automobiles. Un but de l'invention est de proposer un procédé permettant d'améliorer la protection contre les radiations UV d'un placage en bois de véhicule automobile. A cet effet, l'invention propose un procédé comprenant les étapes de : (a) vieillir à la lumière une pluralité d'échantillons d'une même essence de bois dans des intervalles de longueurs d'ondes différents ; (b) déterminer la sensibilité de l'essence de bois dans chaque intervalle de longueurs d'ondes à partir de la pluralité d'échantillons vieillis ; (c) préparer un revêtement contre les radiations UV par mélange d'un substrat et de nano particules ; (d) vieillir à la lumière au moins un échantillon de l'essence de bois recouvert du revêtement préparé à l'étape (c) ; et (e) déterminer l'efficacité du revêtement contre les radiations UV préparé à l'étape (c) pour la protection de l'essence de bois. Selon d'autres modes de mise en oeuvre, le procédé comprend une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - dans l'étape (b), on détermine la sensibilité de l'essence de bois dans les différents intervalles de longueurs d'ondes en mesurant la décoloration des échantillons vieillis, notamment selon le système de coordonnées CIE Lab ; - dans l'étape (e), on détermine l'efficacité du revêtement contre les radiations UV préparé à l'étape (c) en mesurant la décoloration du ou de chaque échantillon vieilli à l'étape (d), notamment selon le système de coordonnées CIE Lab ; - dans l'étape (d), on vieillit à la lumière plusieurs échantillons de l'essence de bois recouverts du revêtement contre les radiations UV préparé à l'étape (c) dans des intervalles de longueurs d'ondes différents ; - dans l'étape (e), on détermine l'efficacité du revêtement contre les radiations UV préparé à l'étape (c) en mesurant la décoloration de chaque échantillon vieilli à l'étape (d), notamment selon le système de coordonnées CIE Lab ; - on répète les étapes (c), (d) et (e) pour obtenir un revêtement contre les radiations UV efficace pour la protection de l'essence de bois ; et - on vieillit les échantillons par exposition à la lumière d'une lampe, et on modifie les intervalles de longueurs d'ondes lumineuses émis par lampe en modifiant la puissance de l'alimentation électrique de la lampe. L'invention concerne également un habillage intérieur ou extérieur de véhicule automobile comprenant un placage en bois réalisé dans une essence de bois déterminée et un revêtement contre les radiations UV recouvrant une face externe du placage en bois, obtenu par une procédé tel que défini ci-dessus. L'invention concerne encore un véhicule automobile comprenant un habillage intérieur ou extérieur tel que défini ci-dessus. L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la Figure 1 est une vue schématique en coupe d'un habillage intérieur de véhicule automobile comprenant un placage en bois ; - la Figure 2 est une vue agrandie de la zone Il de la Figure 1 ; et - les Figure 3 à 7 sont des vues schématiques illustrant les étapes d'un procédé d'amélioration de la protection contre les radiations UV d'un placage en bois. Tel que représenté sur la Figure 1, le véhicule 2 automobile comprend un habillage intérieur 4 disposé dans l'habitacle du véhicule 2 et recouvrant par exemple une planche de bord, un panneau de porte, un montant, une console centrale... L'habillage 4 comprend un support 6 recouvert par un placage 8 en bois. Le placage 8 se présente sous la forme d'une fine feuille de bois disposée sur la face externe 10 du support 6. Le placage 8 est réalisé dans une essence de bois particulière. L'habillage 4 comprend un revêtement 12 de protection recouvrant la face externe 14 du placage 8 opposée au support 6, qui est la face visible de l'habillage 4. Le revêtement 12 est sensiblement transparent ou translucide pour permettre de voir le placage 8, et a pour fonction de protéger le placage 8 des radiations lumineuses, en particulier des radiations UV, qui pourraient altérer l'aspect du placage 8. Le revêtement 12 est nommé généralement revêtement de protection contre les radiations � UV �, bien qu'il puisse protéger des radiations dans une gamme de longueurs d'ondes plus étendue que les radiations UV, comprise généralement entre 380 et 720 nm. L'expression � radiations UV � désigne dans le cadre de l'invention les radiations lumineuses dans la gamme des longueurs d'ondes UV et proche de longueur d'ondes du visible, notamment entre 315 et 400 mm. Tel que représenté sur la Figure 2, le revêtement 12 comprend un substrat 16 et des nano particules 18 dispersées dans le substrat 16. Le substrat 16 a pour fonction de permettre l'application du revêtement 12 sur le placage 8. Le substrat 16 doit être adapté au bois. Les nano particules 18 sont des particules ayant des dimensions de l'ordre de 10 à 60 �m. Elles ont pour fonction de réfléchir (Flèche F1) et/ou d'absorber (Flèche F2) les rayons lumineux, en particulier dans les gammes de longueur d'ondes du spectre visible proches des UV, pour protéger le placage 8 sous-jacent de l'agression des rayons lumineux / du rayonnement. La proportion de rayons lumineux absorbés ou réfléchis et la ou les intervalles de longueur d'ondes dans lesquelles ou lesquelles la lumière est préférentiellement réfléchie dépend notamment des la composition des nano particules 18 et de leur géométrie. Tel que représentées sur la Figure 2, les nano particules 18 présentent une forme en géa de aplatie. Les nano particules 18 de cette forme s'orientent lors de l'application du revêtement 12 sur le placage 8 sensiblement parallèlement à la face externe 14. Ceci permet de recouvrir efficacement la face externe 14 et d'augmenter la proportion des rayons absorbés ou réfléchis. Chaque essence de bois appartient à une espèce de bois. Chaque essence de bois est plus ou moins sensible au vieillissement à la lumière selon les intervalles de longueurs d'ondes considérés, en particulier dans les intervalles de longueurs d'ondes porches des UV. Les Figures 3 à 7 illustrent schématiquement des étapes successives (a), (b), (c), (d) et (e) d'un procédé d'amélioration d'un revêtement contre les radiations UV d'un placage en bois réalisé dans une essence de bois particulière. Dans l'étape (a), illustrée sur la Figures 3, on vieillit une pluralité d'échantillons d'une même essence de bois par exposition à de la lumière dans des intervalles de longueurs d'ondes différents. Dans l'étape (b), illustrée sur la Figures 4, on détermine la sensibilité de l'essence de bois dans chaque intervalle de longueurs d'ondes à partir de la pluralité d'échantillons vieillis à l'étape (a). Dans l'étape (c), illustrée sur la Figure 5, on prépare un revêtement par mélange d'un substrat et de nano particules. Dans l'étape (d), illustrée sur la Figure 6, on vieillit à la lumière au moins un échantillon de l'essence de bois recouvert du revêtement élaboré à l'étape (c). Dans l'étape (e), illustrée sur la Figure 7, on détermine l'efficacité du revêtement préparé à l'étape (c) pour la protection de l'essence de bois. Ensuite, si nécessaire, on répète les étapes (c) à (e) jusqu'à obtenir un revêtement contre les radiations UV efficace pour protéger l'essence de bois considérée. Tel qu'illustré sur la Figure 3, pour réaliser l'étape (a), on dispose un échantillon 20 de bois réalisé dans l'essence de bois choisie dans un appareil 22 de vieillissement à la lumière comprenant une chambre 24 d'exposition, une lampe 26 de vieillissement disposée dans la chambre 24 et un dispositif d'alimentation 28 de la lampe 26 en énergie électrique. Ensuite, on alimente la lampe 26 à l'aide du dispositif d'alimentation 28 de façon à exposer l'échantillon de bois 20 à une lumière possédant un spectre de longueurs d'ondes déterminé, pendant une durée déterminée. La lampe 26 émet de la lumière dont le spectre possède un ou plusieurs pics d'intensité dans un ou plusieurs intervalles de longueurs d'ondes. On considère que l'échantillon 20 est soumis de la lumière dans ce ou ces intervalle(s) de longueurs d'ondes. On vieillit plusieurs échantillons 20 de l'essence de bois en exposant ces échantillons à des lumières dont les spectres de longueur d'ondes sont différents, de façon que chaque échantillon est exposé à de la lumière dans un intervalle de longueurs d'ondes respectif. Le vieillissement est réalisé par exemple entre 250 et 500 nm, par intervalles de 50 nm (250 à 300 nm ; 300 à 350 nm....). Il est possible d'utiliser une lampe différente pour chaque échantillon, chaque lampe possédant un spectre de longueur d'ondes déterminé. En variante ou en option, il est possible de modifier l'alimentation de la lampe pour modifier le spectre de longueurs d'ondes qu'elle émet. La lampe 26 est par exemple une lampe au xénon. Dans ce cas, il est possible de modifier la consigne d'irradiance, i.e. l'intervalle de longueurs d'ondes émises par la lampe 26, en modifiant la puissance fournie par le dispositif d'alimentation 28. L'appareil 22 doté d'une lampe 26 au xénon est nommé appareil de simulation des rayons énergétiques du spectre solaire. Un appareil de ce type est commercialisé sous le nom CI3000 par la société SD Atles ou sous le nom Solar Eye par la société Q-UV. Il est possible de limiter le nombre de mesures en tenant compte du fait que les vitres du véhicule automobile filtrent une partie des rayons lumineux, notamment dans le domaine des UV. Les mesures peuvent donc être concentrées sur les gammes de longueurs d'ondes non filtrées par les vitres du véhicule automobile. Tel qu'illustré sur la Figure 4, pour réaliser l'étape (b), on mesure la décoloration des échantillons 20, par exemple à l'aide d'un spectrocolorimètre 29. Ce type d'appareil mesure la couleur des solides par analyse spectrale de la lumière issue d'une source lumineuse halogène et diffusée par la surface mesurée. Cette analyse est basée par exemple sur le modèle CIE Lab développé par la Commission Internationale de l'éclairage (CIE). Il caractérise une couleur à partir de trois grandeurs : la combinaison L* (ou clarté, qui va de 0 (noir) à 100 (blanc)), la composante a* (la gamme de l'axe rouge-blanc-vert) et la composante b* (la gamme de l'axe jaune-blanc-bleu). Un spectrocolorimètre adapté est commercialisé par exemple sous le nom Spectro-color par la société Dr Lange GMBH Afin de mesurer la différence de couleur perçue par l'oeil humain, on utilise AE qui correspond à la distance entre 2 couleurs suivant ce système de coordonnées L*a*b tridimensionnel. En comparant la valeur de coloration L1,a1,b1 de chaque échantillon exposé à celle L2,a2,b2 d'un échantillon de référence non vieilli à la lumière, on peut déterminer une décoloration AE comme la différence entre la valeur de coloration de l'échantillon de référence et celle d'un échantillon donné : AE=.~(L1- L2 )2 + (ai ù a2 )2 + (b1 - b2 )2 . Plus la décoloration est importante, plus on considère que l'essence de bois est sensible à l'intervalle de longueurs d'ondes qui a produit cette décoloration. Tel qu'illustré sur la Figure 5, pour réaliser l'étape (c), on sélectionne un substrat 16 ou un mélange de substrats 16 et des nano particules 18 ou un mélange de nanoparticules 16 de différents types, on les mélange de façon sensiblement homogène dans un mélangeur 30 pour obtenir un revêtement 12. On choisit le substrat par exemple parmi : solution PU, solution cellulosique, solution acrylique. On choisit des nano particules à base de matériaux choisis par exemple parmi : laponite, di-oxyde de fer, oxyde de titane, silice, céramique, oxyde d'argent.... Les nano particules sont sensiblement de forme sphérique ou en forme de géoïde aplatie. Il est possible de mélanger plusieurs types de nano particules différentes par leur composition et/ou leur forme. La modification de paramètres du mélange modifie le spectre des longueurs d'ondes absorbées et réfléchies par le revêtement préparé. Il existe un nombre important de combinaisons. Des revêtements peuvent différer par, de manière non limitative : - le substrat ; - la composition des nano-particules ; - la taille des nano-particules ; - la concentration des nano particules ; et - la forme des nano-particules. Tel que représenté sur la Figure 6, dans l'étape (d), on vieillit à la lumière au moins un échantillon 20 recouvert du revêtement 12 élaboré à l'étape (c) à l'aide de l'appareil 22. Dans l'étape (e) illustrée sur la Figure 7, on mesure la décoloration du ou de chaque échantillon 20 recouvert du revêtement 12 et vieilli à l'étape (d) à l'aide du spectrocolorimètre 29, par comparaison avec un échantillon 20 de référence recouvert du revêtement 12 et non vieilli. L'efficacité du revêtement 12 est déterminée par exemple en fonction de la décoloration AE entre le ou chaque échantillon 20 vieilli et l'échantillon de référence. Par exemple, un critère possible est que la décoloration AE du ou de chaque échantillon 20 vieilli par rapport l'échantillon de référence soit inférieure à 2. Ensuite, on répète les étapes (c) à (e) jusqu'à obtenir un revêtement contre les radiations UV efficace pour protéger l'essence de bois considérée. Dans un premier mode de mise en oeuvre, on vieillit à l'étape (d) une pluralité d'échantillon 20 de la même essence, recouvert du revêtement préparé à l'étape (c) en les exposant à de la lumière dans différents intervalles de longueurs d'ondes, et on détermine l'efficacité du revêtement à l'étape (e) en mesurant la décoloration AE de chaque échantillon 20 par rapport à l'échantillon de référence. Un critère possible pour accepter le revêtement 12 est que la décoloration AE de chaque échantillon 20 vieilli par rapport à l'échantillon de référence soit inférieure à 2. Dans un deuxième mode de mise en oeuvre, on vieillit à l'étape (d) un échantillon 20 de l'essence recouvert du revêtement préparé à l'étape (c) en l'exposant à une lumière à large spectre, et on détermine l'efficacité du revêtement à l'étape (e) en mesurant la décoloration AE de chaque échantillon 20. En option, il est possible d'utiliser plusieurs échantillons (20) que l'on vieillit en les exposant à la même lumière. Un critère possible pour accepter le revêtement 12 est que la décoloration AE du ou de chaque échantillon 20 vieilli par rapport à l'échantillon de référence soit inférieure à 2. La détermination de la sensibilité de l'essence de bois dans différents intervalles de longueurs d'onde aux étapes (a) et (b) permet, par expérience, d'obtenir plus rapidement un revêtement efficace pour protéger cette essence de bois, en jouant sur les différents paramètres possibles du revêtement. Le premier mode de mise en oeuvre des étapes (d) et (e) permet de déterminer les intervalles de longueurs d'ondes dans lesquels le revêtement préparé à l'étape (c) n'est pas efficace, et d'adapter en conséquence le mélange réalisé à l'étape (c) pour obtenir rapidement un revêtement qui soit plus efficace dans ces intervalles. La connaissance des intervalles où l'efficacité doit être améliorée permet par expérience de trouver plus rapidement un revêtement efficace. Le deuxième mode de mise en oeuvre des étapes (d) et (e), plus simple et moins long, peut être réaliser lorsque le retour sur expérience est suffisant, par exemple lorsqu'une essence de bois présente sensiblement la même sensibilité à la lumière dans les mêmes intervalles de longueur d'ondes qu'une essence de bois précédemment utilisée, ce qui permet d'utiliser le même revêtement ou d'adapter un revêtement déjà utilisé avec un risque d'erreur faible. Le procédé de l'invention permet donc d'obtenir rapidement de façon itérative un revêtement contre les radiations UV efficace pour une essence de bois déterminée. Ceci permet d'obtenir des placages en bois qui seront protégés efficacement et dons les propriétés esthétiques seront maintenue au cours de la vie du véhicule automobile, sans dégradation notable ou gênante pour l'utilisateur. REVENDICATIONS1. Procédé d'amélioration d'un revêtement contre les radiations UV destiné à la protection d'un placage (8) en bois de véhicule automobile, le revêtement (12) comprenant un substrat et des nano particules réparties dans le substrat, le procédé comprenant les étapes de : (a) vieillir à la lumière une pluralité d'échantillons d'une même essence de bois dans des intervalles de longueurs d'ondes différents ; (b) déterminer la sensibilité de l'essence de bois dans chaque intervalle de longueurs d'ondes à partir de la pluralité d'échantillons vieillis ; (c) préparer un revêtement contre les radiations UV par mélange d'un substrat et de nano particules ; (d) vieillir à la lumière au moins un échantillon de l'essence de bois recouvert du revêtement préparé à l'étape (c) ; et (e) déterminer l'efficacité du revêtement contre les radiations UV préparé à l'étape (c) pour la protection de l'essence de bois. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, dans l'étape (b), on détermine la sensibilité de l'essence de bois dans les différents intervalles de longueurs d'ondes en mesurant la décoloration des échantillons vieillis, notamment selon le système de coordonnées CIE Lab. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, dans l'étape (e), on détermine l'efficacité du revêtement contre les radiations UV préparé à l'étape (c) en mesurant la décoloration du ou de chaque échantillon vieilli à l'étape (d), notamment selon le système de coordonnées CIE Lab. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, dans l'étape (d), on vieillit à la lumière plusieurs échantillons de l'essence de bois recouverts du revêtement contre les radiations UV préparé à l'étape (c) dans des intervalles de longueurs d'ondes différents. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel, dans l'étape (e), on détermine l'efficacité du revêtement contre les radiations UV préparé à l'étape (c) en mesurant la décoloration de chaque échantillon vieilli à l'étape (d), notamment selon le système de coordonnées CIE Lab. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, danslequel on répète les étapes (c), (d) et (e) pour obtenir un revêtement contre les radiations UV efficace pour la protection de l'essence de bois. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on vieillit les échantillons par exposition à la lumière d'une lampe, et on modifie les intervalles de longueurs d'ondes lumineuses émis par lampe en modifiant la puissance de l'alimentation électrique de la lampe. 8. Habillage intérieur ou extérieur de véhicule automobile comprenant un placage en bois réalisé dans une essence de bois déterminée et un revêtement contre les radiations UV recouvrant une face externe du placage en bois, obtenu par une procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 9. Véhicule automobile comprenant un habillage intérieur ou extérieur selon la revendication 8.