Brevet FR3081133A1 — publié le 20191122

L'invention concerne les pièces de véhicule automobile réalisées en matière plastique et plus particulièrement l'intégration de films de surface à effet en trois dimensions sur de telles pièces. Ces films de surface sont des films réalisés en matière plastique. Ils comprennent 5 une ou plusieurs couches de matière plastique (par exemple une couche interne (appelée matrice) en polyuréthane et des couches décoratives en polyamide) transparentes. Les couches décoratives forment les faces externes du film et portent à cet effet un ou plusieurs reliefs permettant d'obtenir un effet de profondeur, appelé ci-dessus « effet en trois dimensions ». Il s'agit d'un effet lenticulaire. Les reliefs peuvent 10 être obtenus par estampage (ou gaufrage) des faces du film de surface. Un exemple d'un tel film de surface est décrit dans le brevet AI 511 083 B1. Ces films de surface sont actuellement présents sur différents équipements, notamment des équipements sportifs (par exemple des skis), afin d'optimiser le rendu visuel de ces équipements en étant disposés sur ce dernier, par exemple sur la face de 15 skis portant la marque du fabricant. Afin d'obtenir un effet visuel optimal, une impression est réalisée sur la face du film de surface destinée à être en contact avec la pièce équipée. Il peut par exemple s'agir d'une impression par sérigraphie. Le phénomène observé est le suivant : le flux lumineux atteignant le film de surface 20 (appelé rayon incident) est en partie réfracté lors de son passage dans le film de surface. La partie du flux lumineux réfractée atteint ensuite la face du film en contact avec la pièce équipée (c'est-à-dire la face ayant subi une impression) et va être réfléchie par la couche imprimée. Le flux lumineux traverse alors le film de surface en direction de la face opposée à la pièce (c'est-à-dire la face d'entrée). Le flux lumineux 25 quitte alors le film de surface (on parle de rayon émergent) en subissant une deuxième réfraction. Les angles de réfraction et de réflexion des rayons lumineux sont différents en fonction de la zone du relief en interaction avec les rayons lumineux. Le positionnement des reliefs les uns par rapport aux autres de part et d'autre du film permettent d'obtenir un effet visuel optimal. 30 Cette solution présente un inconvénient majeur. En effet, si la pièce équipée est une pièce transparente ou translucide, alors le film de surface ne permet pas de conserver cette transparence de la pièce à cause de l'impression réalisée sur une des faces du film de surface. En d'autres termes, la technique mise en place pour obtenir un effet visuel de qualité altère l'aspect initial de la pièce équipée. 35 L'impression nécessite également une étape de reprise du film de surface après fabrication ce qui nécessite du temps et engendre des coûts non négligeables du fait des techniques d'impression à mettre en place, par exemple en ne déposant des points 2 d'encre qu'a des endroits stratégiques pour l'obtention d'un effet optique optimal. De plus, l'effet visuel obtenu est d'une qualité aléatoire car il est dépendant de la lumière, par exemple de la quantité de lumière, atteignant le film de surface. L'effet visuel pourrait par exemple être de moins bonne qualité voire inexistant dans certaines 5 conditions. Un but de l'invention est donc de proposer une pièce de véhicule automobile comprenant un film de surface à effet en trois dimensions permettant de conserver un effet optique optimal quel que soit l'environnement dans lequel se situe la pièce de carrosserie. 10 L'invention a pour objet une pièce de véhicule automobile réalisée en matière plastique et comprenant : - un corps principal transparent ou translucide, - un film de surface transparent ou translucide comprenant deux faces opposées l'une à l'autre avec au moins un relief réalisé sur chacune des deux faces, 15 - une couche adhésive transparente ou translucide disposée entre le corps principal et le film de surface, et - des moyens aptes à envoyer de la lumière dans le corps principal de sorte que la lumière se réfléchit dans le corps principal et en sort par une face du corps principal en contact avec la couche adhésive, 20 la pièce étant apte à réfracter les rayons lumineux envoyés dans la pièce au moins deux fois, une première fois lorsque les rayons lumineux atteignent l'une des faces du film de surface et une seconde fois lorsque les rayons lumineux atteignent l'autre face du film de surface. Ainsi, on obtient une pièce conservant un effet optique optimal grâce à au moins 25 deux réfractions lorsque le flux lumineux traverse le film de surface de part en part tout en évitant une impression de la face du film de surface en contact avec le corps principal, ce qui permet de conserver la transparence de la pièce. Cette absence de reprise pour impression permet également de gagner du temps et de faire une économie lors de la fabrication des pièces, élément non négligeable dans 30 le cas de pièces devant être fabriquées en respectant une cadence industrielle. Enfin, l'intégration d'une source lumineuse dans la pièce permet d'obtenir un effet optique constant et de qualité quel que soit l'environnement dans lequel se situe la pièce. La pièce de carrosserie selon l'invention peut également comprendre au moins une 35 des caractéristiques suivantes : - le corps principal est réalisé dans un matériau ayant un indice de réfraction différent de celui du film de surface ; 3 - la couche adhésive a un indice de réfraction différent de celui du corps principal ; - la couche adhésive a un indice de réfraction différent de celui du film de surface ; - la couche adhésive comprend un adhésif en acrylique ; - la pièce comprend un substrat opaque sur une face du corps principal opposée à la face du corps principal en contact avec la couche adhésive ; - le relief comprend des bosselages ; - le corps principal est réalisé en polyméthacrylate de méthyle, en polycarbonate, en polyuréthane, en polypropylène, en cyclo-oléfines copolymères ou en cyclooléfines-polymères ; - les moyens aptes à envoyer de la lumière dans le corps principal comprennent des diodes électroluminescentes, des fibres optiques ou encore des guides lumière en polyméthacrylate de méthyle avec une source lumineuse à leur extrémité ou déportée ; - les moyens aptes à envoyer de la lumière dans le corps principal sont positionnés de manière à envoyer de la lumière à partir d'une face du corps principal perpendiculaire à la face du corps principal en contact avec la couche adhésive ; L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant une pièce selon l'invention. Nous allons maintenant présenter plusieurs modes de réalisation de l'invention 20 donnés à titre d'exemples non limitatifs et à l'appui des figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 est une vue en coupe d'une portion d'une pièce de véhicule automobile selon l'invention ; - la figure 2 est un agrandissement de la portion de la figure 1 représentant la 25 trajectoire d'un rayon lumineux ; - la figure 3 est une vue de dessus de la portion de la figure 1, la source lumineuse étant éteinte ; et - la figure 4 est une vue de dessus de la portion de la figure 1, la source lumineuse étant allumée. 30 La figure 1 représente une pièce 2 de véhicule automobile réalisée en matière plastique et comprenant un corps principal 4 transparent (il peut également être translucide et il peut présenter un effet diffusant pour homogénéiser la répartition des rayons lumineux dans le volume de ce corps principal 4), un film de surface 6 transparent fixé au corps principal 4 et comprenant deux faces opposées l'une à l'autre 35 avec au moins un relief 8 réalisé sur chacune des deux faces et une couche adhésive transparente disposée entre le corps principal et le film de surface. Le film de surface 6 forme la face externe de la pièce 2, c'est-à-dire la face visible par un utilisateur depuis 4 l'extérieur du véhicule lorsque la pièce 2 est montée sur un véhicule automobile. Le corps principal 4, le film de surface 6 et la couche adhésive 14 sont réalisés dans des matériaux aptes à réfracter les rayons lumineux au moins deux fois, une première fois lorsque les rayons lumineux atteignent l'une des faces du film de surface et une 5 seconde fois lorsque les rayons lumineux atteignent l'autre face du film de surface. On entend ici par transparence le fait qu'une fraction du flux lumineux est apte à traverser la pièce 2. Il s'agit par conséquent de la transmittance de la lumière visible (rapport caractérisant la transmission de la lumière dans la pièce 2). Le corps principal 4 de la pièce 2 peut avoir des dimensions équivalentes aux pièces de véhicule 10 standard, par exemple celles d'un pare-chocs si la pièce 2 est un pare-chocs. Le matériau utilisé pour la réalisation du corps principal 4 permet une bonne diffusion de la lumière. Il peut par exemple être réalisé de préférence en polycarbonate (PC), en polyméthacrylate de méthyle (ou PMMA), ou encore en polyuréthane (PU) ou en polypropylène (PP) ou bien à base de polyoléfine amorphe tels que les cyclo-oléfines- 15 copolymères (COC) et cyclo-oléfines-polymères (COP). Le film de surface 6 est un film tel que décrit plus haut. Il comprend une ou plusieurs couches de matière plastique. Les matériaux utilisés sont par exemple les polyamides, les polycarbonates ou encore le polyuréthane. Par exemple, le polyuréthane est utilisé comme couche interne et les couches externes formant les faces externes sont constituées de polyamide. Les polyamides ont un indice de réfraction compris entre 1,53 et 1,59. Les polycarbonates ont un indice de réfraction compris entre 1,56 et 1,64. Le polyuréthane a un indice de réfraction compris entre 1,50 et 1,67. La valeur de l'indice de réfraction dépend cependant de certains paramètres comme par exemple la densité du matériau traversé par la lumière. Quand le film de surface 6 est réalisé en plusieurs couches de matériaux, la ou les couches de surface portant le ou les reliefs sont d'une épaisseur d'au moins 150 micromètres pour un film de surface 6 d'une épaisseur comprise entre 0,2 et 0,8 millimètres. En tout état de cause, le film de surface 6 est connu de l'homme du métier, décrit par exemple dans le brevet cité dans le préambule de la demande. Le film de surface 6 comprend au moins un relief 8 pouvant prendre la forme de motifs particuliers comme représenté sur les figures 3 et 4. Ces motifs permettent l'obtention d'un effet de profondeur que l'on nommera par la suite effet optique en trois dimensions (effet lenticulaire). On peut également obtenir un effet texturant en donnant l'impression que la pièce 2 est rugueuse ou encore bosselée alors que cette dernière est lisse. Ces motifs peuvent être réalisés par exemple par estampage (ou gaufrage) après extrusion du film. Ce relief est visible sur les figures 1 et 2. Les reliefs 8 sont réalisés dans l'exemple illustré sur les deux faces du film de surface 8, la face 10 5 opposée au corps principal 4 et la face 12 en contact avec la couche adhésive 14. Le nombre de reliefs 8 peut bien évidemment varier. Le corps principal 4 peut, comme mentionné plus haut, être un pare-chocs ou une partie de pare-chocs située en face avant du véhicule ou encore d'un enjoliveur. Le 5 corps principal 2 peut par exemple être réalisé en polyamide, en polycarbonate ou encore en polyméthacrylate de méthyle. Il est donc réalisé dans un matériau plastique transparent qui peut être identique ou différent de celui du film de surface 6. Le corps principal 4 peut alors avoir un indice de réfraction identique ou différent de celui du film de surface. 10 Afin de fixer le film de surface 6 au corps principal 4, une couche de matière adhésive 14 est ajoutée entre les deux. Cette couche adhésive 14, qui peut être déformable, permet non seulement la fixation du film de surface 6 au corps principal 4 mais il contribue également à la conservation d'un effet optique optimal en jouant le rôle d'intermédiaire optique en assurant la continuité de passage des ondes lumineuses. En 15 effet, elle est réalisée dans un matériau ayant un indice de réfraction différent de celui du film de surface 6. La couche adhésive peut par exemple être réalisée en adhésif acrylique, matériau présentant un indice de réfraction égal à 1,49. En plus de la différence d'indice de réfraction, la couche adhésive peut être transparente. Cela permet d'obtenir une pièce 2 transparente ou translucide avec un effet optique optimal. 20 Afin d'accentuer l'effet de profondeur et/ou l'effet texturant, des moyens 18 aptes à envoyer de la lumière sont intégrés dans la pièce 2. On les nommera par la suite « source lumineuse 18 ». Il peut également s'agir d'un guide de lumière. La lumière émise est une lumière visible ayant une longueur d'onde comprise entre environ 400 et 800 nm. 25 La source lumineuse 18 peut par exemple être constituée de fibres optiques ou de guides lumière en PMMA avec une source lumineuse à l'extrémité ou positionnée de manière déportée. Avantageusement, la source lumineuse 18 peut être constituée de LEDs. Elle peut être par exemple intégrée en fixant un boîtier 20 sur une face latérale de la pièce 2, en assurant par exemple la fixation du boîtier 20 sur la pièce 2 par 30 l'intermédiaire d'un plot 22. La source lumineuse 18 peut être positionnée de manière à envoyer de la lumière, de façon assez puissante et de manière directe ou indirecte, à partir d'une face du corps principal 4 perpendiculaire à la face 24 du corps principal 4 en contact avec la couche adhésive 14. La lumière est dans ce cas diffusée latéralement dans le corps principal 4 à partir d'une extrémité de ce dernier. En tout état 35 de cause, la source lumineuse 18 permet d'obtenir un effet visuel constant par rapport à une pièce pour laquelle l'effet visuel est obtenu par interaction entre la pièce et la lumière environnante. De plus, il est possible de faire varier la couleur de la lumière 6 émise afin d'obtenir un effet visuel personnalisé. La figure 2 représente un agrandissement de la figure 1 sur laquelle la trajectoire d'un rayon lumineux est représentée. La face du corps principal 4 opposée à la face 24 en contact avec la couche 5 adhésive 14 peut être recouverte d'un substrat opaque 26 (par exemple une couche de peinture) comme cela est visible sur la figure 2. Une portion du rayon lumineux émis par la source lumineuse 18 peut être réfléchie plusieurs fois dans le corps principal 4 au niveau des faces 24 et 28 de ce dernier. Lorsque le rayon lumineux atteint une portion de la face 24 du corps principal 4 en 10 contact avec la couche adhésive 14, une partie de ce dernier est apte à passer du corps principal 4 à la couche adhésive 14 et peut être réfléchie sur la face de la couche adhésive 14 opposée au corps principal 4 pour retourner dans le corps principal 4 où elle est en partie réfléchie au niveau de la face 28 et renvoyée en direction de la couche adhésive 14. Ces différents passages entre le corps principal 4 et la couche 15 adhésive 14 peuvent s'accompagner d'une réfraction plus ou moins importante ou d'aucune réfraction, comme c'est le cas sur la figure 2. Lorsque le rayon lumineux atteint une portion de la couche adhésive 14 en contact avec le film de surface 6, au moins une partie de ce rayon lumineux subit deux réfractions successives au niveau des reliefs 8, une première en passant de la couche 20 adhésive 14 au film de surface 6 et une seconde en passant du film de surface 6 à l'air. Ces réfractions successives sont dues aux différences d'indices de réfraction entre la couche adhésive 14, le film de surface 6 et l'air. De plus, les reliefs 8 présents sur les faces 10 et 12 jouent un rôle dans la réfraction des rayons lumineux, ce qui permet d'obtenir un effet optique optimal en réorientant 25 différemment les rayons lumineux grâce aux différents changements de direction des surfaces 10 et 12 au niveau de ces reliefs. En d'autres termes, un rayon lumineux atteignant un relief 8 dans une première zone ou dans une deuxième zone ne sera pas réfracté de manière identique si l'orientation de la première zone (c'est-à-dire le plan dans lequel s'étend cette zone) est différente de l'orientation de la seconde zone. 30 Les figures 3 et 4 sont des vues de dessus de la pièce 2, la source lumineuse 18 (reliée à une source d'énergie par des moyens 30) étant inactive sur la figure 3 et activée sur la figure 4. Lors de l'activation de la source lumineuse 18, cette dernière peut éclairer la pièce au-delà des zones comprenant des reliefs 8. Lorsque les rayons lumineux atteignent 35 ces derniers, le phénomène décrit plus haut se produit, ce qui permet d'obtenir un effet texturant et/ou une impression de relief. Pour réaliser la pièce 2, il est possible de mouler le corps principal, par exemple par 7 injection, puis fixer le film de surface 6 sur le corps principal 4 en utilisant la couche adhésive 14. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. 5 Il est notamment possible d'envisager de protéger le film de surface lorsque ce dernier est exposé et peut être détérioré à cause des aléas climatiques (pluie, exposition prolongée au soleil, grêle, ...). Une telle protection peut être réalisée par l'ajout d'une couche de matière au-dessus du film de surface, par exemple une couche de matière plastique transparente ou une couche adhésive. Cette couche 10 supplémentaire transparente permet de protéger le film de surface sans pour autant dégrader les propriétés optiques de la pièce. Il est également possible de réaliser la pièce de véhicule en surmoulant le corps principal sur un ensemble composé du film de surface et de la couche adhésive (jouant ici seulement son rôle d'intermédiaire optique compte tenu du surmoulage). 15 De plus, les motifs présents sur le film de surface peuvent prendre des formes différentes de celle illustrée sur les figures 3 et 4. 8 Liste des références numériques 2 : pièce 5 4 : corps principal 6 : film de surface 8 : reliefs 10, 12 : faces du film de surface 14 : couche adhésive 10 18 : source lumineuse 20 : boîtier 22 : plot 24, 28 : faces du corps principal 26 : substrat opaque 15 30 : moyens d'alimentation REVENDICATIONS1. Pièce (2) de véhicule automobile réalisée en matière plastique caractérisée en ce 5 qu'elle comprend : - un corps principal (4) transparent ou translucide, - un film de surface (6) transparent ou translucide comprenant deux faces (10, 12) opposées l'une à l'autre avec au moins un relief (8) réalisé sur chacune des deux faces (10, 12), 10 - une couche adhésive (14) transparente ou translucide disposée entre le corps principal (4) et le film de surface (6), et - des moyens (18) aptes à envoyer de la lumière dans le corps principal (4) de sorte que la lumière se réfléchit dans le corps principal (4) et en sort par une face (24) du corps principal (4) en contact avec la couche adhésive (14), 15 la pièce (2) étant apte à réfracter les rayons lumineux envoyés dans la pièce (2) au moins deux fois, une première fois lorsque les rayons lumineux atteignent l'une des faces (10) du film de surface (6) et une seconde fois lorsque les rayons lumineux atteignent l'autre face (12) du film de surface (6). 20 2. Pièce (2) selon la revendication 1, dans laquelle le corps principal (4) est réalisé dans un matériau ayant un indice de réfraction différent de celui du film de surface (6). 3. Pièce (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la couche adhésive (14) a un indice de réfraction différent de celui du corps principal (4). 25 4. Pièce (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la couche adhésive (14) a un indice de réfraction différent de celui du film de surface (6). 5. Pièce (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la 30 couche adhésive (14) comprend un adhésif en acrylique. 6. Pièce (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant un substrat opaque (26) sur une face (28) du corps principal (4) opposée à la face (24) du corps principal en contact avec la couche adhésive (14). 35 7. Pièce (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le relief (8) comprend des bosselages. 10 8. Pièce (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le corps principal (4) est réalisé en polyméthacrylate de méthyle, en polycarbonate, en polyuréthane, en polypropylène, en cyclo-oléfines copolymères ou en cyclo-oléfines5 polymères. 9. Pièce (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les moyens (18) aptes à envoyer de la lumière dans le corps principal (4) comprennent des diodes électroluminescentes, des fibres optiques ou encore des guides lumière en 10 polyméthacrylate de méthyle avec une source lumineuse à leur extrémité ou déportée. 10. Pièce (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les moyens (18) aptes à envoyer de la lumière dans le corps principal (4) sont positionnés de manière à envoyer de la lumière à partir d'une face du corps principal 15 (4) perpendiculaire à la face (24) du corps principal en contact avec la couche adhésive (14). 11. Véhicule automobile comprenant une pièce (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes.