Brevet FR3088387A1 — publié le 20200515

Description TITRE : PROCEDE D'ENCOLLAGE AVEC INTEGRATION D'UN CONTROLE DE SURFACE [0001] La présente invention concerne des procédés de collage de vitrages, et notamment des procédés de collage avec des applications dans le domaine de l'automobile. [0002] Des méthodes de mesure de l'adhésion sont présentées dans les documents ON 107655829 et ON 203083913. Malgré la fiabilité de ces méthodes de mesure qui permettent d'obtenir des valeurs répétables, chacune d'entre elles utilise de l'eau lors du contrôle de la surface. [0003] Dans le cas d'un procédé d'encollage de vitrages à l'aide des colles à base aqueuse, la mise en oeuvre d'une telle étape du contrôle de la surface présente deux inconvénients majeurs. D'abord, l'eau n'est pas toujours compatible d'un point de vue physico-chimique avec le traitement de préparation de la surface des matériaux que l'on souhaite encoller, puisque ces traitements de surface peuvent être de nature hydrophobe, par exemple. Enfin, un tel traitement à l'eau augmente l'humidité de l'environnement proximal de la surface à encoller, ce qui peut nuire, aux qualités mécaniques du collage final. [0004] Lors de l'assemblage par collage de vitrages dans des véhicules automobiles tels qu'un pare-brise ou une lunette arrière, il est nécessaire de s'assurer que la surface à encoller est propre. Lorsque les pièces sont manipulées manuellement, elles ne doivent pas montrer de traces de doigts afin que l'adhésif puisse adhérer correctement. Un collage étanche suppose d'éviter donc l'apparition de bulles ou d'autres défauts entre le vitrage et la pièce de support sur lequel il est collé. [0005] Pour assurer une borine étanchéité du collage, mais aussi une qualité élevée d'adhésion des pièces à assembler, il est nécessaire de procéder au nettoyage de la vitre préalablement à l'encollage. Un procédé de nettoyage efficace comprend l'emploi d'un plasma froid ayant un double rôle, d'abord de nettoyage et ensuite de fonctionnalisation de la surface afin d'accroître son pouvoir d'adhésion. Cependant, la nature du vil:race (et, lorsqu'il est en verre organique, sa composition par exemple) peut être altérée par un traitement à l'aide d'un plasma froid. La composition chimique de la surface du verre peut être modifiée et ainsi donner des produits secondaires, considérés comme des impuretés, pouvant même parfois être toxiques. La surface du vitrage ne sera donc pas nettoyée correctement, puisque l'opération de nettoyage risque elle-même de générer des impuretés. Lorsque la maîtrise du résultat obtenu par un tel traitement n'est pas garantie, 2 ne peut être retenu industriellement. De plus, la mise en oeuvre d'un traitement de surface par un plasma froid ne permet pas d'effectuer un contrôle fiable du pouvoir d'adhésion etiou de la mouillabilité montrée par ladite surface à encoller. [0006] Il est connu d'utiliser un agent activateur d'adhérence lors de la mise en oeuvre d'un procédé d'encollage d'une vitre. L'agent activateur d'adhérence est déposé sur la surface à encoller avant le dépôt de la colle proprement dite. Malheureusement, l'agent activateur d'adhérence est étalé manuellement, ce qui risque de générer des défauts dans la couche déposée, par exemple un étalement non-homogène. [0007] Il est donc nécessaire de trouver un moyen pour s'assurer d'un nettoyage satisfaisant d'une surface à encoller avant son encollage afin de garantir l'étanchéité entre un vitrage de véhicule automobile et sa pièce de support lorsqu'ils sont collés l'un à l'autre. est également nécessaire de trouver un moyen de contrôle de la qualité de l'adhésion des pièces entre elles, et cela d'une manière répétable. [0008] A cet effet et selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé d'assemblage de deux pièces de véhicule entre elles, le procédé comprenant les étapes suivantes ; a) nettoyage de la surface d'une première pièce sur au moins la portion de ladite première pièce destinée à être encollée ; b) dépôt d'un agent activateur d'adhérence sur la portion de ladite première pièce destinée à être encollée d) encollage de la première pièce ; et e) assemblage par collage de la première pièce avec une deuxième pièce ; le procédé est remarquable en ce qu'il comprend en outre une étape c) de contrôle de l'état de la surface de la portion de ladite première pièce destinée à être encollée, ladite étape de contrôle étant effectuée après l'étape b) de dépôt d'un agent activateur d'adhérence. [0009] Comme on l'aura compris à la lecture de la définition qui vient d'en être donnée, l'invention concerne un procédé d'assemblage de deux pièces par collage comprenant une étape de contrôle de l'état de la surface de la portion d'une pièce destinée à être encollée. Cette étape de contrôle s'effectue préalablement à l'étape de dépôt de la colle. La qualité de collage diminuant lorsqu'une une surface est mal nettoyée et présente, par exemple, des traces de doigts ou des impuretés. La qualité du collage, en termes de qualité d'adhésion et d'étanchéité, est dépendante de l'état de la surface à encoller et donc de l'étape de nettoyage de ladite surface. La mise en oeuvre d'une telle étape de contrôle évite un encollage « à l'aveugle » sur une surface dont l'état n'est pas forcément suffisamment satisfaisant pour garantir un collage de qualité. 2 [0010] Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le procédé est remarquable en ce que l'étape cl de contrôle comprend l'acquisition et l'analyse d'une image de la surface de tout ou partie de la portion de ladite première pièce destinée à être encollée, et sur laquelle l'agent activateur d'adhérence a été déposé ; etiou le procédé est également remarquable en ce que les différentes étapes sont exécutées en continu au sein d'une même installation. Une telle étape de contrôle peut être facilement intégrée à un procédé d'assemblage mis en oeuvre dans une station de dépôt automatique de collage. [0011] Selon une mise en oeuvre de l'invention, l'étape b) de dépôt d'un agent activateur d'adhérence se fait par pulvérisation dudit agent activateur d'adhérence sur la surface de la portion de ladite première pièce destinée à être encollée, de telle sorte à ce que ledit agent activateur d'adhérence forme une pluralité de gouttelettes sur ladite surface. Le dépôt de l'agent activateur par pulvérisation assure un dépôt homogène sur la totalité de la surface destinée à être encollée et permet d'éviter les éventuels défauts pouvant découler d'un étalement manuel dudit composé. En effet, lors d'un étalement manuel de l'agent activateur d'adhérence, une quantité plu S importante de produit peut être déposée sur certaines portions de la surface à encoller par rapport à d'autres portions. Il peut même arriver que certaines portions de la surface à encoller ne recoivent pas d'agent activateur d'adhérence. De préférence, la pulvérisation s'effectue de manière automatisée. Ainsi, il est possible de s'affranchir de l'intervention d'un opérateur à proximité de l'environnement de collage, diminuant ainsi les risques d'intoxication par des substances nocives. [0012] Un autre avantage provenant du fait que le dépôt s'effectue par pulvérisation est l'optimisation de la quantité d'agent activateur employé, Le risque de déposer une quantité trop importante de produit est diminué. [0013] De préférence, l'étape o) de contrôle comprend la détermination de la taille moyenne des gouttelettes formées par l'agent activateur d'adhérence sur la surface de tout ou partie de la portion de ladite première pièce destinée à être encollée, la comparaison de la taille moyenne des gouttelettes ainsi déterminée à une valeur de référence, et la caractérisation d'un état satisfaisant ou non de la surface à encoller en fonction du résultat de cette comparaison, de telle sorte à ce que : si la taille moyenne des gouttelettes est supérieure à la valeur de référence sur toute la surface contrôlée, l'état de la surface à encoller est considéré comme satisfaisant et les étapes d) d'encollage et e) d'assemblage sont exécutées ; et si la taille moyenne des gouttelettes est inférieure ou égaie à une valeur de référence sur au moins une partie de la surface contrôlée, l'état de la surface à encoller est considéré comme non-satisfaisant. 4 [0014] La taille d'une gouttelette est directement corrélée avec la manière dont ladite gouttelette interagit avec la surface sur laquelle elle est pulvérisée. La modalité d'interaction à l'interface liquide-solide se traduit par la valeur de l'angle de contact formé entre ladite gouttelette et ladite surface. Un bon état de surface se traduit par une bonne mouillabilité de la surface et donc la présence de grosses gouttelettes. Au contraire, si l'état de surface et donc la rnouillabil-ité de la surface ne sont pas satisfaisants, les gouttelettes seront plus petites [0015] D'une manière préférentielle, si à l'issu de l'étape de contrôle c), l'état de la surface encoller est considéré comme non-satisfaisant, les étapes a) de nettoyage et h) de dépôt d'un agent activateur d'adhérence sont répétées ; de préférence l'étape c) est également répétée. Ainsi, la qualité de collage est assurée. [0016] Selon une mise en oeuvre de l'invention, l'adent activateur d'adhérence est un composé dégraissant promoteur d'adhérence à base aqueuse, etiou le procédé comprend une étape d'essuyage d'un excès d'agent activateur d'adhérence avant l'étape d'encollage de la première pièce. [0017] Selon un mode de réalisation de l'invention, l'étape a) de nettoyage de la surface d'une première pièce s'effectue par passage d'un chiffon sur ladite surface ; et/ou la première pièce est un vitrage automobile, de préférence un pare-brise. De préférence, le chiffon est réalisé en un tissu en microfibres. [0018] Selon un deuxième aspect, l'invention concerne une installation pour la mise en oeuvre d'un procédé selon le premier aspect, remarquable en ce qu'elle comprend un moyen d'acquisition et d'analyse d'une image de la surface destinée à être encollée ; de préférence ledit moyen comprend un robot équipé d'une caméra. Un tel contrôle visuel est avantageux en ce qu'il est répétahie. En effet, l'utilisation d'un tel moyen d'acquisition permet de mieux repérer les défauts de surface, invisibles à rceii nu, et cela de manière répétable. [0019] De préférence, l'installation comprend un dispositif de pulvérisation destiné au dépôt d'un agent activateur d'adhérence ; de préférence, ledit dispositif est équipé d'une buse apte à délivrer ledit agent activateur d'adhérence sous une forme d'aérosol comprenant des particules liquides. [0020] Selon un mode de réalisation de l'invention, l'installation comprend en outre un dispositif d'application d'une colle pour l'encollage de la première pièce ; de préférence, ledit dispositif comprend des moyens de pulvérisation ou de dépose de ladite colle sous forme d'un cordon. [0021] L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront clairement à la lecture de la description qui suit donnée en référence à la planche de dessins annexée sur laquelle [0022] [Fig. 1] La figure 1 est une image présentant un liquide déposé sous forme de gouttelettes sur la surface d'une portion d'une pièce destinée à être encollée dans laquelle une partie de la surface esr correctement nettoyée et l'autre non. [0023] [Fig. 2] La figure 2 est un organigramme du procédé selon l'invention. [0024] Dans la description qui suit, le terme « comprendre » est synonyme de « indure » et n'est pas limitatif en ce qu'il autorise la présence d'autres étapes dans le procédé ou d'autres éléments dans l'installation auxquels il se rapporte. ll est entendu que le ternie comprendre » inclut les termes = consister en ». Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. [0025] On se référera en premier lieu à la Figure 2 portant sur l'organigramme du procédé. [0026] L'invention concerne un procédé d'assemblage de deux pièces de véhicule entre elles, le procédé comprenant une étape a) de nettoyage 7 de la surface d'une première pièce sur au moins la portion de ladite première pièce destinée à être encollée ; une étape b) de dépôt 9 d'un agent activateur d'adhérence sur la portion de ladite première pièce destinée e encollée ; une étape d) d'encollage 13 de la première pièce ; et une étape e) d'assemblage 15 par collage de la première pièce avec une deuxième pièce. L'invention est remarquable en ce que le procédé comprend en outre une étape c) de contrôle 11 de l'état de la surface de la portion de ladite première pièce destinée à être encollée, ladite étape de contrôle étant effectuée après l'étape b) de dépôt d'un agent activateur d'adhérence. [0027] La qualité d'un collage entre deux pièces est donnée, entre autres, par la qualité d'adhésion entre les deux pièces et par la bonne étanchéité qui en résulte. Un collage efficace peut être obtenu par une bonne préparation préalable de la surface à coller. Une surface présentant des résidus organiques issus de traces de doigts ou des impuretés est à éviter. La présente invention propose un procédé de collage au sein duquel il est prévu d'effectuer une étape de contrôle 11 de l'état de la surface destinée à être encollée en vue d'aboutir à un collage le plus efficace et de la meilleure qualité possible. Dans l'art antérieur, le dépôt de l'agent activateur d'adhérence était directement suivi par le dépôt d'un cordon de colle. [0028] La figure 1 est un exemple d'acquisition d'une image utilisée dans l'étape c) de contrôle 11 et montrant des défauts de l'état de la surface par une différence de taille des 6 gouttelettes. L'étape c) de contrôle 11 du procédé comprend l'acquisition et l'analyse d'une surface destinée à être encollée et sur laquelle l'agent activateur d'adhérence a été déposé. [0029] Le dépôt 9 de l'agent activateur d'adhérence se fait par pulvérisation. Ainsi, lors du contact avec la surface destinée à être encollée, il est réparti dans une pluralité de gouttelettes, rendant le sa répartition sur la surface homogène et répétable. [0030] L'étape c) de contrôle 11 comprend en outre la détermination de la taille moyenne des gouttelettes formées par l'agent activateur d'adhérence pulvérisé sur la surface à encoller. Une fois la taille moyenne mesurée, elle est comparée à une valeur de référence. Suite à cette comparaison, il est possible de déterminer si la surface préalablement nettoyée avant le dépôt de l'agent activateur d'adhérence est conforme aux exigences nécessaires pour avoir le collage souhaité ou bien s'il existe des défauts sur cette surface qui empêcherait un collage parfait. [0031] La taille d'une gouttelette dépend de la manière dont ladite gouttelette interagit avec la surface solide sur laquelle elle est pulvérisée. Cette interaction à l'interface liquide-solide se traduit par l'apparition d'un angle de contact formé entre ladite gouttelette et ladite surface. L'angle de contact (ou angle de raccordement) d'un liquide sur un solide est l'angle formé par la surface du solide avec la tangente à une goutte du liquide déposée sur ce solide passant par le bord de la goutte. Sa valeur d'équilibre se calcule par la loi de Young-Dupré. [0032] Pour aller plus loin, la mesure de la tension de sur ace se fait en mesurant l'anale de contact entre la surface d'une goutte de liquide et la surface de l'échantillon sur laquelle elle est déposée. Plus cette tension est élevée, plus l'adhésion d'une substance appliquée sur le matériau sera bonne. Ainsi, une corrélation se crée entre la taille des gouttelettes et le pouvoir adhésif d'une surface. Plus la taille est importante, plus la surface va adhérer à la colle. [0033] La valeur de référence prise en compte lors de l'étape c) de contrôle 11 est déterminée en fonction de la connaissance préalable de l'interaction entre la surface destinée à être encollée et l'agent activateur d'adhérence utilisé. En connaissant l'angle de contact résultant, il est possible de connaître la taille moyenne des gouttelettes formées lors du contact entre ledit agent et ladite surface. [0034] Ainsi, un angle importait dénote une mauvaise interaction liquide-solide, et donc une petite taille de gouttelette mesurée selon sa circonférence. Cela pourrait être dû à la présence des traces de doigts sur la surface à encoller, ou bien de la poussière ou d'autres résidus qui diminueraient ledit pouvoir adhésif de la surface. [0035] A l'opposé, un angle moins important, généralement au moins inférieur à 90", de préférence inférieur à 70' et, plus préférentiellement encore inférieur à 50', équivaut à une bonne interaction liquide-solide car la surface du liquide qui interagit avec la surface du solide est plus importante. Ainsi, la gouttelette s'étale davantage, la taille de la gouttelette devenant plus importante, mesurée selon sa circonférence. [0036] Dans le cas où l'activateur est formulé à base d'eau, la présence des résidus organiques, donc hydrophobes, engendre un angle de contact plus important. Par conséquent, la taille moyenne des gouttelettes formées sur la partie de la surface présentant de tels résidus organiques sera plus petite. [0037] La figure 1 présente un agent activateur déposé sur la surface 1 d'une portion d'une pièce destinée à être encollée selon l'invention montrant l'interface entre une partie de la surface correctement préparée 3 et une partie avec des défauts 5. On peut donc remarquer que les gouttelettes ont des tailles différentes. Dans la partie les gouttelettes ont une taille plus importante que sur la partie 5. [0038] Ainsi, en revenant à la figure 2, lors de l'étape c) de contrôle 11, si la taille moyenne des gouttelettes est supérieure à la valeur de référence sur toute la surface contrôlée, l'état de la surface à encoller est considéré comme satisfaisant et les étapes d) d'encollage et e) d'assemblage sont exécutées. Comme discuté précédemment, une taille importante des gouttelettes équivaut à dire que l'état de la surface est satisfaisant et que le collage sera de meilleure qualité. [0039] Au contraire, si la taille moyenne des gouttelettes est inférieure ou égale à la valeur de référence sur au moins une parte de la surface contrôlée, l'état de la surface à encoller est considéré comme non-satisfaisant. La présence de résidus non souhaités a été donc détectée. Dans une telle situation, les étapes a) de nettoyage et b) de dépôt d'un agent activateur d'adhérence sont répétées. De préférence, l'étape c) est également répétée. Le cycle nettoyage-contrôle est répété autant de fois que nécessaire. Ainsi, la qualité de collage est assurée. [0040] Selon un mode de réalisation du procédé de l'invention non illustré dans le schéma de la figure 2, lors de la première étape de contrôle, une deuxième valeur de référence, inférieure à la première valeur de référence, peut être établie. Ainsi, si la taille moyenne mesurée lors d'un premier contrôle se situe entre la première et la deuxième valeur de référence, les étapes de nettoyage et de dépôt d'un agent activateur d'adhérence sont répétées, saris procéder une deuxième fois à l'étape c) de contrôle, niais en allant directement à l'étape d) d'encollage. Ainsi, le procédé est optimisé. Cela est intéressant 8 dans le cas où l'opérateur estime qu'un certain niveau d'existence de défauts est acceptable pour la qualité de collage souhaitée. [0041] Selon une mise en oeuvre de l'invention, l'agent activateur d'adhérence est un composé dégraissant promoteur d'adhérence à base aqueuse et/ou le procédé comprend éventuellement une étape d'essuyage d'un excès d'agent activateur d'adhérence avant l'étape d'encollage de la première pièce. [0042j Les agents activateurs pouvant être utilisés sont soit à base de solvant organique soit à base aqueuse. Les agents activateurs à base aqueuse sont plus préférés car ils sont plus respectueux vis-à-vis de l'environnement. Des exemples d'agents activateurs d'adhérence, commercialement disponibles, employant l'eau en tant que solvant sont SikaHydroprep 100 et SikaHydroprep 110, qui améliorent l'adhérence des colles de type polyuréthane. D'autres agents promoteurs d'adhérence peuvent être employés, tels que TECHNOLIT®, Varioprimer®. Bien évidemment, ces exemples ne sont pas limitatifs, l'homme du métier adaptera sans peine l'agent activateur au type de collage qu'il souhaite mettre en place. [0043] Des exemples de colles pouvant être utilisées pour le collage de vitrage d'automobile sont SikaFlex250FP, Terostat 8597 HMLC, Classic Plus commercialisé par Wûrth etc. Bien évidemment, ces exemples ne sont pas limitatifs, l'homme du métier adaptera sans peine la colle au type de collage qu'il souhaite mettre en place. [0044] Bien souvent, les agents activateurs ont à la fois un rôle dégraissant t promoteur d'adhérence. [0045] De préférence, l'étape a) de nettoyage 7 de la surface d'une première pièce s'effectue par passage d'un chiffon sur ladite surface. De manière complémentaire ou alternative, la première pièce est un vitrage automobile, de préférence un pare-brise. D'autres surfaces à encoller peuvent être également envisagées, telles que des surfaces appartenant à des pièces en tôle ou en plastique, Bien évidemment, l'homme du métier adaptera la composition de l'agent activateur d'adhérence à la surface à encoller. De préférence, le chiffon est confectionné en rnicrofibres. Le nettoyage 7 peut s'effectuer avec d'autres composés également, niais ceci sans changer l'humidité de l'environnement. Un tel changement pourrait ensuite fausser les résultats obtenus lors de l'étape c) de contrôle ultérieure. [0046] L'invention concerne également une installation (non eprésentée) pour la mise en oeuvre du procédé dans laquelle le moyen d'acquisition et d'analyse d'une image de la surface destinée à être encollée comprend un robot équipé d'une caméra. Un tel contrôle visuel est avantageux en ce qu'il est répétable. Utiliser un moyen d'acquisition automatisé 9 permet de mieux repérer les défauts de surface, invisibles à l'oeil nu, et cela de manière répétable. De plus, l'installation comprend un dispositif de pulvérisation destiné au dépôt d'un agent activateur d'adhérence équipé d'une buse apte à délivrer ledit agent activateur d'adhérence sous une forme d'aérosol comprenant des particules liquides. L'homme du métier veillera à ce que ladite buse soit adaptée à la viscosité de l'agent à pulvériser pour éviter le risque de bouchage. [0047] L'installation comprend en outre un dispositif d'application d'une colle pour l'encollage de la première pièce ; de préférence, le dispositif comprend des moyens de dépose de ladite colle sous forme d'un cordon. Le procédé selon l'invention peut être donc intégré au sein d'une station de dépose automatique de cordon de colle. L'homme du métier pourrait adapter l'installation à ce que le dépôt de colle puisse s'effectuer également par pulvérisation ou bien à l'aide d'un chiffon. 10