Brevet FR3159164A1 — publié le 20250815

Composition de revêtement antiviral et antibactérien pour pièce d’habillage intérieur de véhicule et pièce associée et procédé de fabrication de celle-ci L’invention concerne une composition de revêtement antiviral et antibactérien pour pièce d’habillage intérieur (10) de véhicule, comprenant en poids : - de 50 à 86 % d’un agent de liaison, l’agent de liaison comprenant un polymère matriciel choisi entre des polyols et un mélange de ceux-ci ; - de 10 à 30 % d’un agent actif, l’agent actif étant choisi entre les sels d’ammonium quaternaire et un mélange de ceux-ci ; et - de 4 à 10 % d’un agent de durcissement. Figure pour l’abrégé : Figure 1 Composition de revêtement antiviral et antibactérien pour pièce d’habillage intérieur de véhicule et pièce associée et procédé de fabrication de celle-ci La présente invention concerne une composition de revêtement antiviral et antibactérien, notamment pour la fabrication de pièces pour véhicule, plus particulièrement dans le domaine automobile. L’invention concerne également l’utilisation de ladite composition pour la fabrication d’une pièce d’habillage intérieur de véhicule, ainsi qu’une pièce d’habillage intérieur de véhicule obtenue en utilisant une telle composition et son procédé de fabrication. Afin d’éviter la propagation de la maladie dans un contexte pandémique tel que celui du virus Sars-CoV-2 associé à la maladie Covid-19, ou de lutter contre les épisodes de la grippe, de la gastro-entérite, de la prolifération bactérienne, etc., et plus généralement d’améliorer l’hygiène à l’intérieur d’un véhicule, il peut être nécessaire de désinfecter régulièrement les éléments intérieurs du véhicule, notamment les surfaces externes de sièges, de panneaux de portes et/ou de tableau de bord avec lesquels des passagers du véhicule entrent fréquemment en contact. Cela est particulièrement nécessaire dans le cas des véhicules partagés, tels que des véhicules de location, des véhicules avec chauffeur ou des taxis. Un grand nombre de passagers différents sont susceptibles d’utiliser de tels véhicules. L’assainissement ou la désinfection de surfaces d’un intérieur de véhicule a été traditionnellement réalisé(e) manuellement, en appliquant un désinfectant externe, tel qu’en pulvérisant un aérosol désinfectant sur ou en essuyant des surfaces avec un tissu jetable saturé en désinfectant. De telles techniques sont cependant onéreuses, chronophages, sujettes à l’erreur humaine et souvent pas respectueuses de l’environnement. Une autre option consiste à appliquer une lumière UV-C sur les surfaces pour inactiver le virus. Des lampes UV-C sont alors installées de façon temporaire ou permanente dans le véhicule. Bien que cette option soit efficace, elle présente plusieurs inconvénients. Plusieurs applications peuvent être requises, au cours desquelles personne ne peut se trouver à l’intérieur du véhicule. De plus, les lampes ne délivrent pas une dose homogène d’énergie UV-C à toutes les surfaces à désinfecter et certaines zones cachées ne sont pas désinfectées. De plus, des doses de rayonnement élevées pour les surfaces proches des lampes peuvent entraîner une dégradation accélérée (i.e. vieillissement) desdites surfaces. Un des buts de l’invention est de surmonter les inconvénients susmentionnés en proposant une solution pour la désinfection d’une pièce d’habillage intérieur de véhicule efficace dans le traitement des surfaces, notamment des pièces polymères, autonome et sûre, et facile à intégrer. Dans ce but, l’invention concerne une composition de revêtement antiviral et antibactérien pour pièce d’habillage intérieur de véhicule, comprenant en poids : - de 50 à 86 % d’un agent de liaison, l’agent de liaison comprenant un polymère matriciel choisi entre des polyols et un mélange de ceux-ci ; - de 10 à 30 % d’un agent actif, l’agent actif étant choisi entre les sels d’ammonium quaternaire et un mélange de ceux-ci ; et - de 4 à 10 % d’un agent de durcissement. Les inventeurs ont constaté que l’agent actif agit comme un piège pour les bactéries et virus et évite qu’ils se fixent à une cellule vivante. La composition de revêtement selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules, ou selon toute combinaison techniquement faisable : - l’agent actif est choisi entre le chlorure de diméthyloctadécyl[3-(triméthoxysilyl)-propyl] ammonium et le chlorure de 3-(triméthoxysilyl)-propyldiméthylocadécyl ammonium et un mélange de ceux-ci ; - le polymère matriciel est choisi entre les polyuréthanes, les polysiloxanes et un mélange de ceux-ci ; - l’agent de durcissement est choisi entre polyisocyanate aliphatique hydrophile, diisocyanate d’hexaméthylène et un mélange de ceux-ci. L’invention concerne également l’utilisation d’une composition de revêtement du type précité pour la fabrication d’une pièce d’habillage intérieur de véhicule. L’invention concerne encore une pièce d’habillage intérieur de véhicule comprenant : - un substrat constitué d’un matériau polymère ; et - une couche de revêtement obtenue par application d’une composition de revêtement du type susmentionné sur une surface du substrat. Selon un mode de réalisation préféré, le substrat est un substrat en polypropylène, de préférence un substrat en polypropylène injecté. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’une pièce d’habillage intérieur de véhicule du type susmentionné comprenant les étapes suivantes : - la fourniture du substrat ; - l’application d’une composition de revêtement du type susmentionné sur une surface du substrat ; et - le durcissement du substrat revêtu pour obtenir la couche de revêtement. Le procédé selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toute combinaison techniquement faisable : - la composition de revêtement est appliquée sur la surface du substrat par pulvérisation ; - le procédé comprend en outre une étape d’activation de surface avant l’application de revêtement, dans laquelle la surface à revêtir est flammée. L’invention sera mieux comprise à partir de la description suivante, donnée uniquement en guise d’exemple et faite en se référant au dessin annexé sur lequel : FIG. 1 La FIG. 1 est une vue schématique en coupe d’une pièce d’habillage intérieur de véhicule selon l’invention. Une pièce d’habillage intérieur 10 de véhicule selon l’invention est représentée sur la FIG. 1 . La pièce d’habillage intérieur 10 de véhicule est destinée à être agencée à l’intérieur d’un véhicule, notamment à l’intérieur d’un véhicule automobile. La pièce d’habillage intérieur 10 de véhicule est par exemple une pièce d’habillage intérieur, telle qu’un tableau de bord, un insert de tableau de bord, une console centrale ou un panneau de porte. La pièce d’habillage intérieur 10 de véhicule comprend un substrat 12 constitué d’un matériau polymère, de préférence un matériau thermoplastique, et une couche de revêtement 14 disposée sur une surface externe 120 du substrat 12. Le substrat 12 confère à la pièce d’habillage intérieur 10 sa forme et apporte également une partie de ses propriétés mécaniques, notamment sa rigidité. Par exemple, le substrat rigide 12 présente une forme tridimensionnelle. Le substrat 12 est constitué d’un matériau sensiblement rigide, tel qu’un matériau plastique ou composite. Il en résulte que le substrat rigide 12 présente une forme stable aux dimensions sensiblement stables dans des conditions normales d’utilisation, i.e. lorsque des contraintes normales lors d’une utilisation du véhicule sont appliquées sur le substrat 12. Le substrat 12 est de préférence constitué d’un matériau de polyoléfine, plus préférablement de polypropylène. Par exemple, le substrat 12 est un substrat thermoplastique injecté, plus préférablement un substrat en polypropylène injecté. Alternativement, le substrat 12 est une pièce thermoplastique, de manière notable une pièce en polypropylène, recouverte d’une feuille constituée par exemple de polyoléfine thermoplastique (TPO) et/ou de polychlorure de vinyle (PVC). La couche de revêtement 14 recouvre au moins une partie du substrat 12, avantageusement tout le substrat 12. De préférence, la couche de revêtement 14 recouvre les surfaces du substrat 12 accessibles par un passager du véhicule et qu’un passager peut toucher une fois la pièce d’habillage intérieur 10 installée dans le véhicule. De préférence, la couche de revêtement 14 présente une épaisseur e 14 comprise entre 5 et 30 μm. De préférence, la couche de revêtement 14 présente une masse surfacique comprise entre 2 et 8 g/m 2 , de préférence entre 3 et 6 g/m 2 et plus préférablement entre 4 et 5 g/m 2 . La couche de revêtement 14 comprend un agent actif ayant des propriétés antivirales et antibactériennes. La couche de revêtement 14 est formée directement sur une surface externe 120 du substrat 12 ou sur une couche d’apprêt appliquée sur ladite surface 120. La couche de revêtement 14 est obtenue par application d’une composition de revêtement selon l’invention. Ladite composition de revêtement est à base d’eau et comprend, en poids : (a) de 50 à 86 % d’un agent de liaison ; (b) de 10 à 30 % d’un agent actif ; et (c) de 4 à 10 % d’un agent de durcissement. De préférence, la composition de revêtement comprend de 60 à 85 %, plus préférablement de 65 à 80 %, encore plus préférablement de 74 à 78 % en poids de l’agent de liaison. Par « agent de liaison », on se réfère dans le contexte de l’invention à des composés aptes à réticuler le principe actif avec le substrat et à maintenir tous les matériaux ensemble grâce à des réactions chimiques, pour former un revêtement cohésif. L’agent de liaison est une solution de matrice polymère comprenant au moins un polyol. Par exemple, l’agent de liaison est choisi entre les polyuréthanes et les polysiloxanes, de préférence entre le polyoxyéthylène-éther d’alkyle et le fluoropolymère de polysiloxanes et leurs mélanges. De préférence, la composition de revêtement comprend de 10 à 30 %, plus préférablement de 14 à 20 % encore plus préférablement de 15 à 19 % en poids de l’agent actif. Par « agent actif », on se réfère dans le contexte de l’invention à des composés ayant une activité antivirale et/ou antibactérienne. Selon l’invention, l’agent actif est un agent antiviral cationique. Plus particulièrement, l’agent actif est choisi entre les sels d’ammonium quaternaire et leur mélange. Les sels d’ammonium quaternaire ont la formule générale R 1 R 2 R 3 R 4 N + X - , avec X représentant un atome d’halogène, tel que F, Cl, Br, ou I et R 1 , R 2 , R 3 et R 4 , qui peuvent être identiques ou différents, représentent indépendamment une chaîne hydrocarbonée saturée ou insaturée, linéaire ou ramifiée ou cyclique, éventuellement substituée par un ou plusieurs groupes fonctionnels et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes. Par exemple, R 1 , R 2 , R 3 et R 4 peuvent être choisis entre CH 3 , CH 3 (CH 2 ) x avec x allant de 1 à 25, et (CH 2 ) 3 Si(OCH 3 ) 3 De préférence, R 1 correspond à CH 3 , R 2 correspond à CH 3 (CH 2 ) 17 , R 3 correspond à CH 3 , R 4 correspond à (CH 2 ) 3 Si(OCH 3 ) 3 . De préférence, R 1 , R 2 , R 3 et R 4 représentent indépendamment une chaîne hydrocarbonée aromatique ou aliphatique. De préférence, ladite chaîne hydrocarbonée est une chaîne hydrocarbonée en C1 à C100, plus préférablement une chaîne hydrocarbonée en C1 à C25. Des exemples spécifiques de sels d’ammonium quaternaire qui sont appropriés pour une utilisation dans la présente invention incluent, sans limitation, des sels de tétra-alkylammonium, des sels de trialkylammonium, des sels de dialkyldiarylammonium, des sels d’alkyltriarylammonium, des sels de tétraarylammonium, des sels d’ammonium cyclique et des sels d’ammonium dicyclique. De préférence, l’agent actif est choisi entre le chlorure de diméthyloctadécyl[3-(triméthoxysilyl)-propyl] ammonium et le chlorure de 3-(triméthoxysilyl)-propyldiméthylocadécyl ammonium et des mélanges de ceux-ci. Sans vouloir être lié par une théorie particulière, les inventeurs supposent que les sels d’ammonium quaternaire attirent les virus, qui ont une charge négative, et les maintiennent sur la surface revêtue, les inactivant ainsi. Les virus ne peuvent plus se fixer à une cellule vivante et enfin meurent. De préférence, la composition de revêtement comprend de 4 à 10 %, plus préférablement de 5 à 9 % et encore plus préférentiellement une quantité égale à 7 % en poids de l’agent de durcissement. Par « agent de durcissement », on se réfère dans le contexte de l’invention à des composés aptes à augmenter la viscosité d’un liquide sans changer sensiblement leurs autres propriétés ou à des composés aptes à produire le durcissement du revêtement du à la catalyse de la composition. L’agent de durcissement est par exemple choisi dans le groupe des isocyanates aliphatiques. Par exemple, l’agent de durcissement est choisi entre polyisocyanate aliphatique hydrophile et diisocyanate d’hexaméthylène et leurs mélanges. Éventuellement, la couche de revêtement 14 comprend également des pigments et/ou additifs. Des pigments peuvent être utilisés pour colorer la couche de revêtement 14 à une couleur souhaitée et améliorer son aspect. Des additifs peuvent augmenter la résistance aux UV, aux produits chimiques, à l’abrasion et/ou à l’humidité. On va maintenant décrire un procédé de préparation d’une composition de revêtement telle que définie ci-dessus. Ledit procédé comprend le mélange de ses composants. Une première solution comprenant l’agent de liaison est d’abord préparée et agitée à température ambiante, de manière notable à 23 °C. L’agent actif et l’agent de durcissement sont ensuite ajoutés à la première solution, de préférence en agitant la première solution. Dans un mode de réalisation préféré, l’agent actif est tout d’abord introduit dans la première solution sous forme d’une solution comprenant l’agent actif et un premier agent de durcissement. Un second agent de durcissement, identique ou différent du premier agent de durcissement, est ensuite introduit. Par exemple, le premier agent de durcissement est choisi entre le (3-chloropropyl)triméthoxysilane et la 3-(triméthoxysilyl)-propylamine et le second agent de durcissement est choisi entre polyisocyanate aliphatique hydrophile et diisocyanate d’hexaméthylène. La composition est ensuite agitée pendant 2 à 10 minutes, de préférence pendant 5 minutes. La composition de revêtement obtenue présente de préférence une densité comprise entre 0,75 g/cm 3 et 1,25 g/cm 3 , plus préférablement entre 0,90 g/cm 3 et 1,10 g/cm 3 . La composition de revêtement présente de préférence une valeur solide volumique comprise entre 10 % et 30 %, de préférence entre 20 % et 25 %. Ces paramètres permettent un dépôt aisé du dépôt de revêtement sur la surface à revêtir. La composition de revêtement obtenue peut être maintenue au moins pendant 6 heures à 20 °C et au moins pendant 4 h à 27 °C. On va maintenant décrire un procédé de fabrication d’une pièce d’habillage intérieur de véhicule telle que définie ci-dessus. Tout d’abord, le substrat 12 est fourni. Par exemple, le substrat 12 est obtenu par fusion de pastilles de matériau polymère, de préférence de polypropylène, et par moulage du matériau fondu dans un appareil de moulage pour obtenir un substrat ayant la forme souhaitée. Dans un mode de réalisation préféré, la surface du substrat 12 à revêtir est ensuite soumise à un prétraitement pour activer la surface. Par exemple, le prétraitement est choisi entre le traitement à la flamme, la décharge par effet couronne, le traitement aux UV, l’activation au plasma, les procédés mécaniques tels que le dépolissage, le sablage, et les procédés chimiques tels que la gravure. Avantageusement, la surface à revêtir est flammée. La composition de revêtement est ensuite appliquée sur la surface du substrat 12. Avantageusement, la composition de revêtement est appliquée directement sur la surface externe 120 du substrat 12. Par « directement », on entend qu’aucune composition d’apprêt n’a été appliquée préalablement sur la surface externe 120 du substrat 12. Le processus est donc plus court et moins coûteux. La composition de revêtement peut être appliquée par pulvérisation, dépôt en phase vapeur, application au rouleau telle que revêtement au rouleau. Avantageusement, la composition de revêtement est pulvérisée sur la surface du substrat 12. Ensuite, le substrat revêtu 12 est durci, de préférence une température allant de 60 °C à 100 °C, le temps de chauffage étant de préférence compris entre 5 min et 15 min. Par exemple, le substrat revêtu 12 est durci à l’étuve à 80 °C pendant 10 minutes. On obtient ainsi la pièce d’habillage intérieur 10 de véhicule comprenant le substrat 12 et la couche de revêtement 14 selon l’invention. Exemple Une composition de revêtement CC a été préparée en mélangeant les composants suivants : [TABLEAU 1] : Composition de la composition de revêtement Composant Proportion (% en poids) A Polyoxyéthylène-éther d’alkyle + Fluoropolymère (agent de liaison) 76 B Chlorure de diméthyloctadécyle (3-(triméthoxysilyl) propyl) ammonium (agent actif) + 3-chloropropyltriméthoxysilane et 3 (Triméthoxysilyl)propylamine (agent de durcissement 1) 17 C Polyisocyanate aliphatique hydrophile + diisocyanate d’hexaméthylène (agent de durcissement 2) 7 Le composant A a d’abord été placé dans un récipient et agité par un agitateur magnétique pour créer un tourbillon sur la surface. Ensuite, les composants B et C ont été ajoutés et le mélange a été laissé sous agitation à 500 tr/min pendant 5 minutes. La composition de revêtement CC obtenue présentait une densité de 1,01 g/cm 3 et une valeur solide volumique de 22,4 % en volume. La densité de la composition a été mesurée par pycnomètre. La valeur solide volumique de la composition a été mesurée avec une éprouvette graduée par déplacement d’eau. Ensuite, la composition de revêtement CC a été appliquée par pulvérisation sur la surface d’un substrat de polypropylène injecté préalablement flammé. Le substrat revêtu a ensuite été durci dans une étuve à 80 °C pendant 10 minutes. On a ainsi obtenu une pièce revêtue avec une couche de revêtement de 5 µm d’épaisseur. Ladite pièce a montré d’excellentes propriétés antibactériennes contre les organismes à Gram positif (Staphylococcus Aurus, Streptococcus, Listeria, etc.) et les organismes à Gram positif (Escherichia Coli, Salmonella, Yersinia pestis, etc.). Les propriétés antivirales et antibactériennes de la pièce ont été mesurées selon ISO 22196:2011 (Mesure d’activité antibactérienne sur les plastiques et autres surfaces non poreuses). Lors de l’essai, une fine couche liquide contenant des bactéries (Staphylococcus Aurus ou Escherichia Coli) a été appliquée directement sur la surface revêtue de la pièce définie ci-dessus. Pour chaque type de bactéries, le nombre de germes (UFC, pour unité formatrice de colonie) a été immédiatement mesuré dans un échantillon témoin pour déterminer l’UFC initiale. Un autre échantillon pour chaque bactérie a ensuite été incubé dans un environnement humide à 35 °C, avec une humidité relative supérieure à 95 %. Après 24 heures, des bactéries survivantes ont été éliminées des surfaces des échantillons et le nombre de germes (UFC finale) a été déterminé. [TABLEAU 2] : Propriétés antibactériennes Milieux de culture Organisme UFC initiale (0 h) UFC finale (24 h) % de réduction Activité antimicrobienne Agar E. Coli 1,5.10 4 99,9997 % excellente Agar S.Aurus 1,5.10 4 99,9997 % excellente Comme visible dans le tableau 2, la composition de revêtement présente d’excellentes propriétés antibactériennes pour les deux types de bactéries. Aucune modification du visuel ou de l’aspect haptique n’a été observée par comparaison avec des pièces non revêtues. Les propriétés antivirales après vieillissement ont également été mesurées. Une pièce revêtue a été préparée selon le protocole ci-dessus et a ensuite été soumise à un traitement thermique simulant un vieillissement. La pièce revêtue a été chauffée dans un cycle de vieillissement climatique de 90 °C pendant 16 heures, avec une humidité relative de 0 %, puis de 55 °C pendant 48 heures, avec une humidité relative de 95 %, puis de 30 °C pendant 16 heures, avec une humidité relative de 0 %, puis de 100 °C pendant 16 heures, avec une humidité relative de 0 %. Les propriétés antivirales de la pièce ont ensuite été mesurées selon ISO 21702:2019 (Mesure d’activité antivirale sur les plastiques et autres surfaces non poreuses). [TABLEAU 3] : Propriétés antivirales Souche virale Temps de contact Température Humidité relative % de réduction HCoV-229E 8 heures 55 °C 95 % 99 % Comme visible sur le tableau 3, même après vieillissement, la réduction du virus était encore excellente. La composition de revêtement selon l’invention montre des propriétés antivirales durables après vieillissement. La durabilité du revêtement a également été étudiée en réalisant différents essais d’abrasion et de rayure sur une pièce revêtue avant et après un certain vieillissement climatique. Le vieillissement a été simulé en soumettant la partie revêtue à 40 °C pendant 240 h et une humidité relative saturée ou en soumettant la partie revêtue à 90 ºC pendant 72 h avec 95 % d’humidité relative. L’essai d’abrasion est réalisé à l’aide d’un crockmètre selon DIN EN ISO 105-X12 (2016). L’essai de rayure est effectué à l’aide d’un testeur de dureté à la rayure 430 P et le procédé de mesure est fait selon DIN EN ISO 11664-3 (2019). Même après vieillissement, la pièce revêtue a montré une bonne résistance à l’abrasion et à la rayure. Composition de revêtement antiviral et antibactérien pour pièce dʼhabillage intérieur de véhicule (10), comprenant en poids : - de 50 à 86 % d’un agent de liaison, l’agent de liaison comprenant un polymère matriciel comprenant au moins un polyol ; - de 10 à 30 % d’un agent actif, l’agent actif étant choisi entre les sels d’ammonium quaternaire et un mélange de ceux-ci ; et - de 4 à 10 % d’un agent de durcissement. Composition de revêtement selon la revendication 1, dans laquelle l’agent actif est choisi entre le chlorure de diméthyloctadécyle[3-(triméthoxysilyl)-propyl] ammonium et le chlorure de 3-(triméthoxysilyl)-propyldiméthyloctadécyl ammonium et un mélange de ceux-ci. Composition de revêtement selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle l’agent de liaison est choisi entre des polyuréthanes et des polysiloxanes. Composition de revêtement selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’agent de durcissement est choisi entre polyisocyanate aliphatique hydrophile, diisocyanate d’hexaméthylène et un mélange de ceux-ci. Utilisation dʼune composition de revêtement selon lʼune quelconque des revendications 1 à 4 pour la fabrication dʼune pièce dʼhabillage intérieur (10) de véhicule. Pièce dʼhabillage intérieur (10) de véhicule, comprenant : - un substrat (12) constitué d’un matériau polymère ; et - une couche de revêtement (14) obtenue en appliquant une composition de revêtement selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 sur une surface (120) du substrat (12). Pièce dʼhabillage intérieur (10) de véhicule selon la revendication 6, dans laquelle le substrat (12) est un substrat de polypropylène, de préférence un substrat de polypropylène injecté. Procédé de fabrication dʼune pièce dʼhabillage intérieur (10) de véhicule selon la revendication 6 ou 7, comprenant les étapes suivantes : - la fourniture du substrat (12) ; - l’application d’une composition de revêtement selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 sur une surface (120) du substrat (12) ; et - le durcissement du substrat revêtu pour obtenir la couche de revêtement (14). Procédé selon la revendication 8, dans lequel la composition de revêtement est appliquée sur la surface (120) du substrat (12) par pulvérisation. Procédé selon la revendication 8 ou 9, comprenant en outre une étape d’activation de surface avant l’application de revêtement, dans laquelle la surface (120) à revêtir est flammée.