Brevet FR3087729A1 — publié le 20200501

PROCÉDÉ POUR IMPRESSION DE SURFACE COMPLEXE AVEC UNE ENCRE, PRODUIT OBTENU ET COMPOSITION D'ENCRE POUR CE PROCÉDÉ. L'invention a trait au domaine du recouvrement de surface plus particulièrement à une composition d'encre pour le recouvrement d'une carrosserie d'un véhicule, à un procédé de recouvrement utilisant cette encre et à un élément de carrosserie obtenu par ce procédé. Il est courant de peindre un élément de carrosserie. Cependant, la viscosité significative de la peinture cause une épaisseur de couche importante et l'aspect final manque souvent d'homogénéité surtout pour les surfaces verticales. De plus, l'application de peinture implique des installations complexes du type APEX (Acronyme anglo-saxon Atmosphere Explosion) sans rejet de solvants. L'invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l'état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif d'améliorer l'homogénéité du recouvrement. L'invention a pour objet une carrosserie de véhicule automobile comprenant un élément, l'élément présentant : un substrat avec une face ; et un revêtement sur la face du substrat ; remarquable en ce que le revêtement comprend : une couche d'accrochage sur la face du substrat ; et au moins une couche d'encre sur la couche d'accrochage, l'encre comprenant au moins une résine et des pigments conférant à l'encre une teinte, la taille maximale des pigments étant inférieure à 1000 nanomètres. Selon un mode avantageux de l'invention, le revêtement comprend, en outre, une couche intermédiaire entre la couche d'accrochage et l'au moins une couche d'encre, la couche intermédiaire étant une couche de lissage comprenant un monomère et des nanoparticules. Selon un mode avantageux de l'invention, le revêtement comprend, en outre, une couche de vernis sur la couche d'encre. Selon un mode avantageux de l'invention, la couche d'encre et/ou la couche de vernis comprend des inserts métalliques. 2 Selon un mode avantageux de l'invention, l'au moins une couche d'encre a une épaisseur comprise entre 3 et 9, ou 4 et 7 microns. L'invention concerne aussi un procédé d'application d'un revêtement sur une surface d'un élément de carrosserie d'un véhicule ; remarquable en ce que la carrosserie est 5 celle de l'invention et l'au moins une couche d'encre du revêtement est déposée par impression à jet d'encre sous forme d'un pilotage goutte à goutte à taille de goutte réglable. Selon un mode avantageux de l'invention, la couche de lissage et/ou la couche de vernis est déposée par impression à jet d'encre sous forme d'un pilotage goutte à 10 goutte à taille de goutte réglable. Selon un mode avantageux de l'invention, la couche d'accrochage est réalisée par cataphorèse. Selon un mode avantageux de l'invention, l'au moins une couche d'encre, la couche de lissage le cas échéant, et/ou la couche de vernis le cas échéant, comprend un 15 monomère, oligomère ou polymère apte à réticuler par application d'un rayonnement ultraviolet ou faisceau d'électrons, l'impression à jet d'encre de l'au moins une couche d'encre, de la couche de lissage, et/ou de la couche de vernis comprenant une application de rayonnement ultraviolet ou faisceau d'électrons figeant la couche. L'invention concerne aussi une encre spécialement adaptée pour le procédé selon 20 l'invention, dont la viscosité dynamique est comprise entre 10 à 30 mPas mesurée pour une température comprise entre 40 et 45 °C, l'encre comprenant des extraits secs ayant une concentration en masse d'au moins 80 % de la masse totale d'encre, les extraits secs comprenant des charges et/ou des pigments, la taille maximale des composés solides formant les charges et/ou les pigments étant inférieure à 1000 25 nanomètres. De manière préférentielle, le pilotage goutte à goutte à taille (volume) de goutte réglable contrôle en outre la fréquence des gouttes déposées. 3 De manière préférentielle, la couche d'encre notamment avec inserts métalliques, comprend au moins deux zones s'étendant transversalement par rapport à l'épaisseur de la couche, dont les tons respectifs sont différents. De manière préférentielle, l'épaisseur du revêtement est modifiée dans une zone 5 donnée s'étendant transversalement par rapport à l'épaisseur du revêtement en jouant sur la taille et la fréquence des gouttes déposées et/ou sur le nombre de couches déposées. De manière préférentielle, au moins deux des couches superposées et adjacentes comprennent un monomère ou oligomère commun. 10 De manière préférentielle, la surface est préalablement recouverte par au moins une couche de peinture ou une couche de finition. De manière préférentielle, la taille des inserts métalliques ou décoratifs est inférieure à 1000 nanomètres. De manière préférentielle, l'encre peut avoir une concentration en masse supérieure 15 à 90 % ou égale à 100 % d'extraits secs. De manière préférentielle, le procédé comprend une étape au cours de laquelle un élément fonctionnel est imprimé, par exemple un circuit intégré, une cellule photovoltaïque ou un capteur. L'invention peut également avoir pour objet une carrosserie de véhicule automobile 20 comprenant un élément, l'élément présentant : un substrat avec une face ; et un revêtement sur la face du substrat ; remarquable en ce que le revêtement comprend au moins une couche d'encre sur la face du substrat, l'encre comprenant au moins une résine et des pigments conférant à l'encre une teinte, la taille maximale des pigments étant inférieure à 1000 nanomètres. 25 Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'elles permettent d'améliorer l'homogénéité du recouvrement même lorsque la surface est verticale. Elles permettent aussi de simplifier les installations, car il n'est plus nécessaire de recycler les solvants et de les protéger contre les risques d'explosion. Par ailleurs, le pilotage goutte à goutte à taille de goute réglable selon l'invention permet de gérer des 4 changements de teinte sur une même partie de véhicule, par exemple une caisse Biton ou des motifs de personnalisation. Également, par des variations très localisées d'épaisseur de matière, il devient possible de créer des effets de texture ou des effets fonctionnels. 5 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - Les figures 1 à 5 représentent différentes juxtapositions de couches d'encre ; - La figure 6 illustre au moins une couche de couleurs d'encres bi-ton ; - Les figures 7 et 8 montrent au moins une couche d'encre à épaisseur variable. 10 La composition de l'encre selon l'invention a un fort pouvoir couvrant grâce à sa forte teneur en nano charges (dimension inférieure au micron) et en extraits secs. Une couche avec une épaisseur entre 3 et 9 microns, de préférence entre 4 et 7 microns et plus préférentiellement 5 microns suffit à donner une profondeur de teinte. Cette épaisseur est nettement inférieure à celle requise pour une couche de peinture ayant 15 une épaisseur d'environ 30 microns pour une même profondeur de teinte. Cette épaisseur réduite garantit une homogénéité du recouvrement même pour les surfaces verticales. La composition d'encre peut ne pas contenir de solvants. Dans ce cas, une formulation d'encre UV (Ultraviolet) ou EB (Acronyme anglo-saxon, Electron Beam, faisceau d'électrons), composée à partir de résines oligomères ou monomères, avec 20 additifs est préférée. Avec la suppression des solvants, les installations sont fortement allégées ne nécessitant plus de traitement d'air et de recyclage des boues. En outre, les encres peuvent intégrer des polymères UV ou EB, activable quasi instantanément par rayonnement UV LED (Acronyme anglo-saxon, Light Emitting Diode) ou EB. Ceci permet d'accélérer le figeage de l'encre et éviter un effet de « goutte » dégradant 25 l'aspect final. Cependant, l'exposition au rayonnement UV ou EB ne doit pas atteindre une couche d'accrochage 40 sous peine de la dégrader. À cette fin, des polymères UV ou EB sont ajoutés dans la formulation de l'encre et un séchage UV ou EB est intégré à l'installation figeant l'encre dès son application. Enfin, l'encre présente une viscosité dynamique qui se situe entre 10-30 mPas mesurée pour une température comprise entre 40 et 50 °C. Cette plage de valeurs est compatible avec le taux de 5 cisaillement élevé subit par l'encre lors de la formation et l'éjection des gouttes du dispositif d'impression à jet d'encre du type pilotage goutte à goutte à taille de goutte réglable. À titre de comparaison, une peinture utilisée pour recouvrir une carrosserie a une viscosité dynamique de l'ordre de 100 mPas. La taille maximale des composés 5 solides formant les charges et/ou les pigments est inférieure à 1000 nanomètres pour être compatible avec les dimensions hydrauliques (par exemple diamètre des buses) du dispositif d'impression à jet d'encre du type pilotage goutte à goutte à taille de goutte réglable. La figure 1 représente un exemple de recouvrement multicouche obtenu avec le 10 procédé selon l'invention. La surface 20 généralement métallique est recouverte d'une couche d'accrochage 40. Une première couche constituée d'une couche de lissage 60 est déposée notamment à l'aide d'une impression à jet d'encre. L'impression à jet d'encre sous forme d'un pilotage goutte à goutte à taille de goutte réglable permet un contrôle du volume et notamment de la fréquence des gouttes déposées. Une 15 seconde couche composée de matière teintée 80 est ensuite appliquée à l'aide d'une impression à jet d'encre. Cette dernière est recouverte par une troisième couche composée d'une matière transparente (vernis) 100 qui peut être déposée notamment par impression à jet d'encre. D'autres exemples non limitatifs de recouvrements obtenus avec le procédé selon l'invention sont illustrés dans les figures 2 à 8. 20 En figures 1,2 et 6-8, la couche de lissage 60 est appliquée directement sur la couche d'accrochage 40. La couche de lissage 60 bouche les porosités et neutralise les particules chargées provenant du traitement par cataphorèse, afin d'éviter des défauts d'esthétisme sur le rendu visuel final. La couche de lissage 60 est notamment constituée de charges nanométriques appliquées par impression à jet d'encre. Aussi, 25 la couche de lissage 60 peut être appliquée par un îlot de production qui est le même que celui utilisé pour l'application de l'encre avec de la matière teintée et/ou du vernis. La couche de lissage 60 permet une accroche homogène avec la couche suivante, tout en créant un léger lissage de surface 20. La couche de lissage 60 peut être constituée d'une matière mono ton à fort étalement pour permettre une coalescence 30 des gouttes et un autolissage de la surface (encre UV ou EB composée de monomères, de polymères et d'additifs de pigments organiques et minéraux et de 6 colorants), afin que les UV ou EB ne traversent pas la couche d'encre, ainsi la couche d'accrochage 40 n'étant jamais exposée aux UV ou EB ne risque pas d'être dégradée. Alternativement, le procédé peut ne pas comprendre une étape de dépose de couche de lissage 60. Plusieurs variantes possibles de recouvrement obtenues sans couche 5 de lissage 60 sont représentées en figures 3, 4 et 5. Selon ce mode de réalisation, une couche de matière teintée 80 peut être directement déposée sur la surface 20, par exemple métallique. Aussi, une couche de matière teintée 81, optionnellement avec des inserts de préférence métalliques est déposée directement sur une couche de base 21 (figure 5), qui peut être une couche de peinture ou une couche de finition. 10 Également, les inserts de préférence métalliques peuvent être intégrés au moins dans la couche de matière teintée 81 (figure 3) et/ou dans une couche de vernis 102 (figure 3), 101 (figures 2, 5). De plus, les inserts métalliques peuvent être réorientés dans la matière appliquée par l'intermédiaire d'un champ électrique ou électromagnétique pendant la polymérisation UV LED et/ou EB. 15 Les moyens d'impression à jet d'encre avec pilotage goutte à goutte à taille de goutte réglable permettent non seulement une dépose de l'encre avec précision, mais aussi un ajustement du volume et notamment de la fréquence des gouttes appliquées. Ainsi, l'épaisseur de la matière appliquée peut être optimisée localement. La figure 7 illustre un revêtement avec une couche de couleur 80 supplémentaire appliquée localement. 20 La figure 8 montre un revêtement avec une couche 80 de couleur dont l'épaisseur varie. Des effets de texture tels que peau de crocodile, cuir ou des effets fonctionnels tels que des renforcements localisés du type anti-gravillonnage, une création de circuits électroniques et une création « in situ » de capteurs par exemple photovoltaïques ou actionneurs peuvent être réalisés. La précision des moyens 25 d'impression à jet d'encre avec pilotage goutte à goutte à taille de goutte réglable permet de personnaliser une carrosserie d'un véhicule. Par exemple, la figure 6 montre une impression bi-ton avec deux couches de matières 80.1 et 80.2 avec des teintes différentes. L'utilisation de teintes différentes permet aussi de contrôler le rayonnement thermique absorbé par la carrosserie. Une teinte sombre absorbe plus 30 d'énergie qu'une teinte claire. 7 Une tête d'impression à jet d'encre du type pilotage goutte à goutte à taille de goutte réglable permet un contrôle du volume et notamment de la fréquence des gouttes déposées. Deux terminologies équivalentes au « pilotage goutte à goutte » sont le « pilotage unitaire de la goutte » et « DOD » (acronyme anglo-saxon pour « Drop On 5 Demand »). Le pilotage goutte à goutte utilisé peut être du type piézoélectrique. Finalement, deux des couches superposées dans un revêtement multicouche ont au moins un monomère commun, REVENDICATIONS1. Carrosserie de véhicule automobile comprenant un élément, ledit élément présentant : - un substrat (20) avec une face ; et - un revêtement sur la face du substrat ; caractérisée en ce que le revêtement comprend : une couche d'accrochage (40) sur la face du substrat (20) ; et au moins une couche d'encre (80 ; 80.1, 80.2) sur la couche d'accrochage (40), ladite encre comprenant au moins une résine et des pigments conférant à ladite encre une teinte, la taille maximale des pigments étant inférieure à 1000 nanomètres. 2. Carrosserie selon la revendication 1, caractérisée en ce que le revêtement comprend, en outre, une couche intermédiaire entre la couche d'accrochage (40) et l'au moins une couche d'encre (80 ; 80.1, 80.2), ladite couche intermédiaire étant une couche de lissage (60) comprenant un monomère et des nanoparticules. 3. Carrosserie selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le revêtement comprend, en outre, une couche de vernis (100 ; 101) sur la couche d'encre (80 ; 80.1, 80.2). 4. Carrosserie selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'au moins une couche d'encre (81) et/ou la couche de vernis (101) comprend des inserts métalliques. 5. Carrosserie selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'au moins une couche d'encre (80 ; 80.1, 80.2) a une épaisseur comprise entre 3 et 9, ou 4 et 7 microns. 6. Procédé d'application d'un revêtement sur une surface (20) d'un élément de carrosserie d'un véhicule ; caractérisé en ce que la carrosserie est selon l'une des revendications 1 à 5, et en ce que l'au moins une couche d'encre (80 ; 80.1, 80.2) du revêtement est déposée par impression à jet d'encre sous forme d'un pilotage goutte à goutte à taille de goutte réglable. 9 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément de carrosserie est selon la revendication 2 et/ou la revendication 3, la couche de lissage (60) et/ou la couche de vernis (100 ; 101) étant déposée par impression à jet d'encre sous forme d'un pilotage goutte à goutte à taille de goutte réglable. 5 8. Procédé selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la couche d'accrochage (40) est réalisée par cataphorèse. 9. Procédé selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que l'au moins une couche d'encre (80 ; 80.1, 80.2), la couche de lissage (60) le cas échéant, et/ou la couche de vernis (100 ; 101) le cas échéant, comprend un monomère, oligomère 10 ou polymère apte à réticuler par application d'un rayonnement ultraviolet ou faisceau d'électrons, l'impression à jet d'encre de l'au moins une couche d'encre (80 ; 80.1, 80.2), de la couche de lissage (60), et/ou de la couche de vernis (100 ; 101) comprenant une application de rayonnement ultraviolet ou faisceau d'électrons figeant ladite couche. 15 10. Encre spécialement adaptée pour le procédé selon l'une des revendications 6 à 9, dont la viscosité dynamique est comprise entre 10 à 30 mPas mesurée pour une température comprise entre 40 et 45 °C, l'encre comprenant des extraits secs ayant une concentration en masse d'au moins 80 % de la masse totale d'encre, les extraits secs comprenant des charges et/ou des pigments, la taille maximale 20 des composés solides formant lesdites charges et/ou lesdits pigments étant inférieure à 1000 nanomètres.