EP3424268A1 - Procede de traitement d'une glace transparente pour un dispositif d'eclairage et/ou de signalisation pour vehicule automobile - Google Patents

Procede de traitement d'une glace transparente pour un dispositif d'eclairage et/ou de signalisation pour vehicule automobile

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Publication number
EP3424268A1
EP3424268A1 EP17707854.0A EP17707854A EP3424268A1 EP 3424268 A1 EP3424268 A1 EP 3424268A1 EP 17707854 A EP17707854 A EP 17707854A EP 3424268 A1 EP3424268 A1 EP 3424268A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coating
ice
lighting
transparent
electrically conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17707854.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Erwan FAOUCHER
François GRATECAP
Michel Juton
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Vision SAS
Original Assignee
Valeo Vision SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Vision SAS filed Critical Valeo Vision SAS
Publication of EP3424268A1 publication Critical patent/EP3424268A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/84—Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/017—Manufacturing methods or apparatus for heaters

Definitions

  • the present invention relates to a method of processing a transparent ice for a lighting and / or signaling device for a motor vehicle. It also relates to a lighting and / or signaling device for an associated motor vehicle.
  • a process for treating a transparent glass for a motor vehicle comprises, in a manner known to those skilled in the art, the application of a resistive element composed of wires metal on transparent ice. When powered by a current, the resistive element dissipates a power that heats said transparent ice. This makes it possible to defrost the ice. This method of treatment is used in particular for a rear windshield glass motor vehicle.
  • a disadvantage of this state of the art is that such a resistive element can not be used for a lighting and / or signaling device. Indeed, the metallic son of the resistive element that are visible to the naked eye can not be applied to a lighting and / or signaling device such as a projector for example because they may significantly change the properties optics of the transparent glass of the projector.
  • the present invention aims to solve the aforementioned drawback.
  • the invention proposes a method of treating a transparent ice for a lighting and / or signaling device for a motor vehicle to perform a de-icing function and / or an anti-condensation function on said ice, according to which the treatment method comprises:
  • the coating by applying an electrical voltage to the coating, the latter will emit thermal energy that will heat the transparent ice and thus prevent air from condensing and also defrost said ice.
  • the method for treating a transparent glass of a lighting and / or signaling device for a motor vehicle may also comprise one or more additional characteristics taken alone or in combination from the following :
  • the transparent ice is made of synthetic polymer
  • the method further comprises the application of a surfactant to said ice prior to depositing said coating;
  • the coating further comprises an alcoholic solvent
  • the polymerization of said coating is carried out by thermal baking. depositing said coating on the ice is by watering or spraying;
  • the organic material is composed of transparent electrically conductive polymers
  • said transparent electrically conductive polymers are:
  • the deposition of the coating on the ice is carried out so as to obtain a coating thickness e of between 0.3 ⁇ and ⁇ ⁇ ⁇ .
  • a lighting and / or signaling device for a motor vehicle comprising a housing and a transparent glass assembly said housing, wherein said ice comprises an electrically conductive coating on at least one inner face of said ice, said coating being based on electrically conductive organic material.
  • the lighting and / or signaling device for a motor vehicle may also include one or more additional characteristics taken alone or in combination from the following:
  • the organic material is composed of transparent electrically conductive polymers
  • the transparent electrically conductive polymers are: phenylene polysulfide (PPS); or Pedot-Pss.
  • the coating comprises a thickness e between 0.3 ⁇ and 10 ⁇ .
  • said lighting and / or signaling device is a projector.
  • FIG. 1 represents a flow diagram of the process for treating a transparent ice of a lighting and / or signaling device according to a non-limiting embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a schematic side view of the lighting and / or signaling device comprising a transparent crystal treated by the treatment method of FIG. 1;
  • FIG. 3 is an enlarged schematic view of a transparent ice portion of FIG.
  • the method MTH for processing a transparent glass G for a lighting and / or signaling device P for a motor vehicle V is illustrated in FIG. 1 in a nonlimiting embodiment.
  • the MTH treatment method makes it possible to perform a defrosting function Ft1 and / or anti-condensation Ft2 (or demisting) on the transparent ice G.
  • the frost may form on the outer face s2 as well as on the inner face s1 of the transparent ice G when it is integrated in a lighting and / or signaling device P for a motor vehicle V.
  • condensation or fog is mainly formed on the inner face s1 of the transparent ice G.
  • the lighting and / or signaling device P is a projector.
  • a vehicle projector P is an element that breathes during use, through ventilation arranged in its housing. There is thus a more or less humid air exchange between the outside environment and the interior of the projector P. In fact, condensation can occur due to a temperature difference between the inner face s1 of the ice G and the outer face s2 of the ice G which is colder. Depending on the temperature, this mist can even freeze and form a layer of frost.
  • a projector P more and more often incorporates light sources that are semiconductor emitter chips such as LED light emitting diodes. These LEDs emit less thermal energy than conventional light sources such as filament halogen lamps and therefore do not heat the inner side of the ice G. Also, with the use of said LEDs, there is more risk of condensation on the inner face s1 of said transparent glass G. This condensation phenomenon is all the more troublesome that it is visible by an observer because the ice-cream G is transparent, unlike rear lights of a motor vehicle whose ice is tinted. It will be noted that the rear lights are less exposed to this phenomenon of condensation or frost than the headlamps P because:
  • the light sources of the taillights are significantly less powerful than those of the headlamps. There is therefore less thermal difference between the outside and inside of the transparent ice G.
  • a projector P is illustrated in FIG. 2.
  • a projector P comprises in a non-limiting embodiment:
  • the MTH treatment process is implemented on the transparent ice G before placing said ice-cream G on the outer casing 21 to close it.
  • the ice G is subsequently attached to the housing 21 and generally glued.
  • This method of MTH processing thus easily integrates into an already existing manufacturing process of a projector P, as it is related to ice. It is thus possible to propose standard versions of the projector without the de-icing or defogging function and the special versions of these projectors with these functions, while having an ice-cream on which the coating R has been applied, as well as arrangements of the housing allowing the power supply of said coating.
  • the MTH method makes it possible to obtain an electrically conductive layer which is the coating R on the surface of the ice G and, by heating the transparent ice G, makes it possible to perform a defrosting function Ft1 on said transparent ice G and an anti-condensation function Ft2 on said ice cream G.
  • the coating R is thus conductive to convey the current supplied by a power source, and is also resistive to release heat so as to heat the transparent ice.
  • the MTH method comprises:
  • a coating R on at least one inner face s1 of said ice-cream G (illustrated function APP (R, s1, G)), said coating R being based on electrically conductive organic material;
  • the coating R is also called film or varnish.
  • the transparent ice G is made of synthetic polymer.
  • the transparent lens of a projector P is conventionally made of plastic.
  • said transparent ice G is polycarbonate.
  • the coating R is deposited on the inner face s1 of the glass G. This makes it possible to perform the functions of defrost Ft1 and anti-condensation Ft2 sought. Indeed, condensation appears mainly on the inner face s1 of the transparent ice G. Moreover, the fact of applying a voltage on the glass G, the latter, thanks to the resistive coating R, will heat and melt the frost which covers the outer face s2 or the inner face s1 of the ice G. In addition, the thermal energy released by the resistive coating R will help prevent air from condensing on the inner face s1 of the ice G.
  • the coating R is deposited preferably over the entire extent of the inner face of the transparent ice G.
  • zones that can be determined by thermal simulation or by observation during the development phases of the lighting device and the vehicle in which it is integrated.
  • the deposition of the coating R on the transparent ice G is done by a watering (called in English "flow-coating").
  • Watering allows to deposit the coating R by means of a jet which flows on the ice G.
  • the surplus of coating is recovered in a collecting tank by gravity or by rotation of the ice G.
  • the ice G can be placed in an inclined position so as to facilitate access to hard-to-reach areas on the inner side s1 by the watering machine.
  • These hard-to-access areas are so-called off-area areas or masked areas that correspond to areas of the ice-cream G not illuminated by the light sources of the projector P when they are lit. These areas are those on which the condensation is the most important since they are the coldest areas of the ice G because unheated by the light sources.
  • the deposition of the coating R on the transparent ice G is by spray (called “spray-coating”).
  • the coating is mixed with compressed air to produce a jet which is sprayed with a pistol on the inside face s1 of the ice-cream.
  • the depositing of the dip coating R (dip-coating) is not used if it is desired to cover only the inside face s1 of the ice-cream G, since in this case all the ice-cream G is immersed in a coating bath R.
  • the outer face s2 and the inner side s1 are covered with the coating R.
  • the deposition of the coating R on the ice-cream G is performed so as to obtain a coating thickness R included, inclusive, between 0.3 ⁇ and 10 ⁇ (after drying), preferably between 0, 5 and 1 ⁇ , limits included. It will be noted that the parameterization of the conventionally used deposition lines makes it possible to obtain a determined thickness e.
  • the thickness e of the coating R is a function of the inclination of the ice G, the viscosity of the coating R, the amount of solvent So used (described more away) and its evapo- ration.
  • the MTH treatment method comprises the deposition of one or more R coating layers on the transparent ice G.
  • a small thickness e between 0.3 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ .
  • This small thickness e of coating R makes it possible to preserve the optical properties of the transparent ice G. It is thus unnecessary to add an additional refractive layer. The path of the light beam formed by the light rays of the light sources is thus not disturbed. In addition, it does not alter the transparency effect of the ice G.
  • this thin thickness e allows almost instantaneous drying of the R coating on ice G.
  • this small thickness e makes it possible to obtain a defrosting in 20 minutes maximum in static mode simulating a stationary vehicle and cold engine, when the ice G is powered with a voltage of 12V in a non-limiting example.
  • the method of treatment MTH further comprises the application of a surfactant S on said ice-cream G prior to the deposition of said coating R ( function shown in dashed lines in Figure 1 APP (S, G)).
  • the surfactant S is a primer that modifies the surface tension of the transparent ice G to obtain a wettability effect and thus create a superior adhesion on said ice G. This makes it possible to deposit the coating R in a homogeneous and continuous manner and thus better check the thickness e deposited on the entire surface of the ice G.
  • the coating R may form droplets which cause a rupture of said coating. Due to this rupture, the electrical conductivity of the coating R can lose efficiency.
  • the surfactant S is soapy water.
  • the drying and / or the polymerization of the coating R makes it possible to modify the organic material of the coating R so that this organic material undergoes a transformation phenomenon (here thermal) and thus enters a rigid, solid, thermosetting and non-fusible phase.
  • a transformation phenomenon here thermal
  • the drying and / or the polymerization of the coating R causes an increase in the viscosity of the coating R and thus a solidification of said coating R.
  • drying and / or polymerization R coating is carried out by thermal baking (function shown in dashed lines in Figure 1 CK (R)).
  • Thermal cooking makes it possible to desolvenate the varnish R, namely to remove the solvent So (described later) which is used if appropriate.
  • the solvent So is not trapped in the layer of varnish R and does not risk creating bubbles that disrupt the effect of the varnish.
  • the thermal cooking makes it possible to polymerize the varnish R so that it becomes solid.
  • a crosslinking of said varnish R is observed, namely during a subsequent heat input, the varnish R will not melt or deform.
  • the coating R is detailed below with reference to FIG.
  • the coating R further comprises an alcoholic solvent So.
  • the alcoholic solvent is water combined with alcohol. This makes it possible to solubilize the organic matter.
  • the organic material is composed of transparent electrically conductive polymers Po as shown in FIG. 3 which is an enlargement of a portion of the mirror G of the lighting and / or signaling device P.
  • the conductivity of the transparent electrically conductive polymers Po is at least 10 3 Sm -1 (Siemens per meter), for example between 10 3 and 10 6 Sm -1 .
  • the transparent electrically conductive polymers Po are:
  • Pss is a mixture of two polymers which are:
  • PEDOT poly (3,4-ethylenedioxythiophene)
  • PSS poly (styrene sulfonate)
  • the electrical conductivity is the ability to let the electric charges move freely, namely to allow the passage of electric current.
  • the electrical conductivity thus depends on the density of the charge carriers in the organic material.
  • the charge carriers are the electrons (negative charge carrier) but also the electron holes (positive charge carriers).
  • the conductivity of the polymers is explained according to the molecular orbital theory.
  • the electrons of a molecular structure are treated as moving under the influence of the nuclei of the molecule as a whole. Electrons are not assigned to chemical bonds between atoms as in the case of atomic orbitals.
  • Each molecule is thus endowed with a set of molecular orbitals (also called hybrid atomic orbitals), a molecular orbital being a linear combination of atomic orbitals belonging to the same electronic layer.
  • boundary orbitals are:
  • the HOMO Highest Occupied Molecular Orbital
  • This orbital is also called valence band
  • - the LUMO Large Unoccupied Molecular Orbital
  • This orbital is also called conduction band.
  • the HOMO orbital comprises mobile electrons shared by the atoms of the molecule. They are called ⁇ electrons.
  • the electrical conductivity of the polymers results in particular from doping by the addition of a chemical reagent which oxidizes or reduces the polymer. Doping passes electrons from the HOMO orbital to the LUMO orbital, making the polymer electrically conductive.
  • the doping is chemical. It exposes the polymer to an oxidant (in a non-limiting example of iodine, bromine, halogens) or to a reducing agent (in a non-limiting example of the alkali metals). Oxidation doping is also called P-type doping, and reduction doping is called N-type doping. Thus, positive or negative charges are introduced on the polymer.
  • the doping is electrochemical.
  • Two electrodes are immersed in a solution. One of them is covered with the polymer that we want to dope. By applying a voltage between the electrodes, this causes a movement of the ions of the solution and the electrons which:
  • the power source is the battery of the vehicle that powers the onboard electrical network of said vehicle.
  • a lighting and / or signaling device P for a motor vehicle V comprising a housing 21 and a transparent ice G assembled to said housing 21, according to which said ice-cream G comprises an electrically conductive coating R on at least one inner face s1, said coating being based on electrically conductive organic material.
  • the lighting and / or signaling device is a projector P, as illustrated in FIG. 2 or FIG.
  • the lighting and / or signaling device P furthermore comprises a power source (not shown) for supplying voltage to the ice-cream G and thus supplying a supply current to the R. coating
  • the lighting and / or signaling device P will comprise electrical connection means for connecting the power source to the resistive coating R.
  • connection means will comprise in particular dedicated electrodes for connecting the housing to the glass G during or after the placing of said glass G on the housing of the lighting and / or signaling device P.
  • Such electrodes may according to a first embodiment be electrodes flexible metal, preferably copper, preferably adhesive. According to a second embodiment, they may be transparent and made based Pedot: Pss.
  • the coating R is applied to the outer face s2 of the transparent ice G.
  • the treatment method has been described in the context of a motor vehicle.
  • the treatment method can be applied to any type of vehicle, whether it is terrestrial or aerial, motorized or not.
  • the coating R degrades very little over time, especially when it is applied to the inner surface of the ice;

Landscapes

  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un procédé (MTH) de traitement d'une glace transparente (G) pour un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation (P) pour véhicule automobile (V) pour réaliser une fonction de dégivrage (Ft1) et/ou une fonction anti-condensation (Ft2) sur ladite glace (G), selon lequel le procédé de traitement (MTH) comprend : - le dépôt d'un revêtement (R) électriquement conducteur sur au moins une face intérieure (s1 ) de ladite glace (G), ledit revêtement étant à base de matière organique électriquement conductrice; et - la polymérisation dudit revêtement (R). L'invention a également pour objet un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation (P) pour véhicule automobile (V) comportant une glace traitée selon le procédé de l'invention.

Description

PROCEDE DE TRAITEMENT D'UNE GLACE TRANSPARENTE POUR UN DISPOSITIF D'ECLAIRAGE ET/OU DE SIGNALISATION POUR
VEHICULE AUTOMOBILE
DOMAI N E TECH N I Q U E D E L' I NVE NTI ON
La présente invention concerne un procédé de traitement d'une glace transparente pour un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation pour véhicule automobile. Elle concerne également un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation pour véhicule automobile associé.
Elle trouve une application particulière mais non limitative pour les projecteurs de véhicules automobiles.
AR R I È R E- P LAN TECH NOLOG I Q U E D E L' I NV E NTI ON Un procédé de traitement d'une glace transparente pour véhicule automobile comprend de manière connue de l'homme du métier l'application d'un élément résistif composé de fils métalliques sur la glace transparente. Lorsqu'il est alimenté par un courant, l'élément résistif dissipe une puissance qui permet de chauffer ladite glace transparente. Cela permet donc de dégivrer la glace. Ce procédé de traitement est notamment utilisé pour un pare-brise arrière en verre de véhicule automobile.
Un inconvénient de cet état de la technique est qu'un tel élément résistif ne peut être utilisé pour un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation. En effet, les fils métalliques de l'élément résistif qui sont visibles à l'œil nu ne peuvent pas être appliqués sur un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation tel qu'un projecteur par exemple car ils risquent de modifier fortement les propriétés optiques de la glace transparente du projecteur. Dans ce contexte, la présente invention vise à résoudre l'inconvénient précédemment mentionné.
D ESC R I PTI ON G E N E RALE D E L' I NV E NTI ON
A cette fin l'invention propose un procédé de traitement d'une glace transparente pour un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation pour véhicule automobile pour réaliser une fonction de dégivrage et/ ou une fonction d'anti-condensation sur ladite glace, selon lequel le procédé de traitement comprend :
le dépôt d'un revêtement électriquement conducteur sur au moins une face intérieure de ladite glace, ledit revêtement étant à base de matière organique électriquement conductrice ; et
la polymérisation dudit revêtement.
Ainsi, comme on va le voir en détail ci-après, en appliquant une tension électrique au revêtement, ce dernier va émettre une énergie thermique qui va chauffer la glace transparente et ainsi empêcher l'air de condenser et également dégivrer ladite glace.
Selon des modes de réalisation non limitatifs, le procédé de traitement d'une glace transparente d'un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation pour véhicule automobile, peut comporter en outre une ou plusieurs caractéristiques supplémentaires prises seules ou en combinaison parmi les suivantes :
- la glace transparente est en polymère synthétique ;
- le procédé comporte en outre l'application d'un surfactant sur ladite glace préalablement au dépôt dudit revêtement ;
- le revêtement comporte en outre un solvant alcoolique ;
- la polymérisation dudit revêtement s'effectue par cuisson thermique. - le dépôt dudit revêtement sur la glace se fait par arrosage ou par pulvérisation ;
- la matière organique est composée de polymères électriquement conducteurs transparents ;
- lesdits polymères électriquement conducteurs transparents sont :
- du polysulfure de phénylène (PPS) ; ou
- du Pedot-Pss.
- le dépôt du revêtement sur la glace est effectué de manière à obtenir une épaisseur e de revêtement comprise entre 0,3 μηι et Ι Ο μΓΤΙ.
Il est également proposé un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation pour véhicule automobile comprenant un boîtier et une glace transparente assemblée audit boîtier, selon lequel ladite glace comprend un revêtement électriquement conducteur sur au moins une face intérieure de ladite glace, ledit revêtement étant à base de matière organique électriquement conductrice.
Selon des modes de réalisation non limitatifs, le dispositif d'éclairage et/ou de signalisation pour véhicule automobile, peut comporter en outre une ou plusieurs caractéristiques supplémentaires prise(s) seule(s) ou en combinaison parmi les suivantes :
- la matière organique est composée de polymères électriquement conducteurs transparents ;
- les polymères électriquement conducteurs transparents sont : du polysulfure de phénylène (PPS) ; ou du Pedot-Pss.
- le revêtement comprend une épaisseur e comprise entre 0,3 μηι et 10 μΓΤΙ .
- ledit dispositif d'éclairage et/ou de signalisation est un projecteur. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent, sur lesquelles :
- la figure 1 représente un organigramme du procédé de traitement d'une glace transparente d'un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation selon un mode de réalisation non limitatif de l'invention ;
- la figure 2 est une vue schématique de profil du dispositif d'éclairage et/ou de signalisation comprenant une glace transparente traitée par le procédé de traitement de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue schématique agrandie d'une partie de glace transparente de la figure 2.
DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION
Les éléments identiques, par structure ou par fonction, apparaissant sur différentes figures conservent, sauf précision contraire, les mêmes références.
Le procédé MTH de traitement d'une glace transparente G pour un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation P pour véhicule automobile V est illustré sur la figure 1 dans un mode de réalisation non limitatif.
Comme on va le voir ci-après, le procédé de traitement MTH permet de réaliser une fonction de dégivrage Ft1 et/ou d'anti-condensation Ft2 (ou désembuage) sur la glace transparente G.
On notera que le givre peut se former sur la face extérieure s2 ainsi que sur la face intérieure s1 de la glace transparente G lorsqu'elle est intégrée à un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation P pour véhicule automobile V. Par ailleurs la condensation ou la buée se forme majoritairement sur la face intérieure s1 de la glace transparente G. Dans un exemple non limitatif, le dispositif d'éclairage et/ou de signalisation P est un projecteur.
Un projecteur P de véhicule est un élément qui respire durant son utilisation, au travers de ventilations aménagées dans son boîtier. Il y a ainsi un échange d'air plus ou moins humide entre le milieu extérieur et l'intérieur du projecteur P. De fait, de la condensation peut se créer en raison d'une différence de température entre la face intérieure s1 de la glace G et la face extérieure s2 de la glace G qui est plus froide. En fonction de la température, cette buée peut même geler et former une couche de givre.
Par ailleurs, un projecteur P intègre de plus en plus souvent des sources lumineuses qui sont des puces émettrices semi-conductrices telles que des diodes électroluminescentes LED. Ces LED dégagent moins d'énergie thermique que des sources lumineuses classiques telles que des lampes halogènes à filament et ne permettent donc pas de chauffer le coté intérieur de la glace G. Aussi, avec l'utilisation desdites LED, il y a plus de risque de condensation sur la face intérieure s1 de ladite glace transparente G. Ce phénomène de condensation est d'autant plus gênant qu'il est visible par un observateur car la glace G est transparente, contrairement à des feux arrières de véhicule automobile dont la glace est teintée. On notera que les feux arrières sont moins exposés à ce phénomène de condensation voire de givre que les projecteurs P car :
- ils ne sont pas confrontés au flux d'air frontal ; et
- les sources lumineuses des feux arrière sont nettement moins puissantes que celles des projecteurs. Il y a donc moins de différences thermiques entre l'extérieur et l'intérieur de la glace transparente G.
Un projecteur P est illustré sur la figure 2. Comme on peut le voir, un tel projecteur P comporte dans un mode de réalisation non limitatif :
- un réflecteur 20 ;
- un boîtier extérieur 21 dans lequel sont placés le réflecteur 20, un guide de lumière 22 et au moins une source lumineuse 23 ;
- un écran de protection 24 ;
- la glace transparente G pour fermer ledit boîtier extérieur 21 . Le procédé de traitement MTH est mis en œuvre sur la glace transparente G avant la mise en place de ladite glace G sur le boîtier extérieur 21 pour le fermer. La glace G est par la suite rapportée sur le boîtier 21 et en général collée.
Ce procédé de traitement MTH s'intègre ainsi facilement dans un procédé de fabrication déjà existant d'un projecteur P, comme il est lié à la glace. On peut ainsi proposer des versions standards de projecteur sans la fonction de dégivrage ou de désembuage et des versions spéciales de ces projecteurs avec ces fonctions, en ayant alors une glace sur laquelle le revêtement R a été appliqué ainsi que des aménagements du boîtier permettant l'alimentation électrique dudit revêtement.
Comme on va le voir ci-après, le procédé MTH permet d'obtenir une couche électriquement conductrice qui est le revêtement R sur la surface de la glace G et, en chauffant la glace transparente G, permet de réaliser une fonction de dégivrage Ft1 sur ladite glace transparente G et une fonction d'anti-condensation Ft2 sur ladite glace G.
Le revêtement R est ainsi conducteur afin de véhiculer le courant fourni par une source d'alimentation, et est également résistif pour dégager de la chaleur de manière à chauffer la glace transparente. Comme illustré sur la figure 1 , le procédé MTH comprend :
- le dépôt d'un revêtement R sur au moins une face intérieure s1 de ladite glace G (fonction illustrée APP(R, s1 , G)), ledit revêtement R étant à base de matière organique électriquement conductrice ; et
- la polymérisation dudit revêtement R (fonction illustrée POLYM(R)).
Dans la suite de la description, le revêtement R est également appelé film ou vernis.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la glace transparente G est en polymère synthétique. En effet, la glace transparente d'un projecteur P est de manière classique en matière plastique. Dans un exemple non limitatif, ladite glace transparente G est en polycarbonate.
Les étapes du procédé MTH sont décrites ci-après.
• P.épôt
Le revêtement R est déposé sur la face intérieure s1 de la glace G. Cela permet de réaliser les fonctions de dégivrage Ft1 et d'anti-condensation Ft2 recherchées. En effet, la condensation apparaît majoritairement sur la face intérieure s1 de la glace transparente G. Par ailleurs, le fait d'appliquer une tension électrique sur la glace G, cette dernière, grâce au revêtement résistif R, va chauffer et faire fondre le givre qui recouvre la face extérieure s2 ou la face intérieure s1 de la glace G. De plus, l'énergie thermique dégagée par le revêtement résistif R va permettre d'empêcher l'air de se condenser sur la face intérieure s1 de la glace G.
On notera que le revêtement R est déposé de préférence sur toute l'étendue de la face intérieure de la glace transparente G.
On pourra également le déposer sur une partie seulement de cette surface :
- si la forme de la glace empêche de réaliser le dépôt dans certaines zones, en fonction des techniques de dépôt retenues ;
- si l'on souhaite restreindre le dépôt aux zones de la glace dans lesquelles le phénomène de condensation se produit en situation de fonctionnement réel du dispositif d'éclairage et/ou signalisation auquel est destinée ladite glace, zones pouvant être déterminées par simulation thermique ou par observation lors des phases de mise au point du dispositif d'éclairage et du véhicule dans lequel il est intégré.
Dans un premier mode de réalisation non limitatif, le dépôt du revêtement R sur la glace transparente G se fait par un arrosage (appelé en anglais « flow- coating »).
L'arrosage permet de déposer le revêtement R au moyen d'un jet qui s'écoule sur la glace G. Le surplus de revêtement est récupéré dans une cuve collectrice par gravité ou par rotation de la glace G. On notera que la glace G peut être placée dans une position inclinée de sorte à faciliter l'accès à des zones difficiles d'accès sur la face intérieure s1 par la machine d'arrosage. Ces zones difficiles d'accès sont des zones dites hors zones éclairées ou zones masquées qui correspondent à des zones de la glace G non éclairées par les sources lumineuses du projecteur P lorsqu'elles sont allumées. Ces zones sont celles sur lesquelles la condensation est la plus importante puisque ce sont les zones les plus froides de la glace G car non chauffées par les sources lumineuses. Dans un deuxième mode de réalisation non limitatif, le dépôt du revêtement R sur la glace transparente G se fait par pulvérisation (appelé en anglais « spray-coating »). Le revêtement est mélangé avec de l'air comprimé pour produire un jet qui est pulvérisé au moyen d'un pistolet sur la face intérieure s1 de la glace G.
On notera que ces deux modes de réalisation permettent une bonne application du revêtement R sur une surface courbée, qui est au moins la face intérieure s1 de la glace G.
On notera que lorsqu'uniquement une partie de la glace G est traitée, on utilisera alors avantageusement des masques pour masquer les zones de la glace G à ne pas traiter avec les procédés de dépôt décrits ci-dessus.
On notera que le dépôt du revêtement R par trempage (appelé en anglais dip-coating) n'est pas utilisé si l'on veut recouvrir uniquement la face intérieure s1 de la glace G, car dans ce cas l'ensemble de la glace G est immergé dans un bain de revêtement R. La face extérieure s2 ainsi que la face intérieure s1 sont recouvertes du revêtement R.
On notera que l'on peut réutiliser des lignes déjà existantes de dépôt de vernis de traitement des glaces de projecteur automobile, par exemple pour le dépôt de vernis hyd roph i le anti-condensation sur la face intérieure de la glace ou le dépôt de vernis de protection extérieure tels que des vernis antirayures. Il n'est ainsi pas nécessaire de fabriquer une ligne de dépôt mécanique dédiée à l'application du vernis électriquement conducteur antigivre et anti-condensation R.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le dépôt du revêtement R sur la glace G est effectué de manière à obtenir une épaisseur e de revêtement R comprise, bornes incluses, entre 0,3μηι et 10μηι (après séchage), de préférence entre 0,5 et 1 μηπ, bornes incluses. On notera que le paramétrage des lignes de dépôt classiquement utilisées permet d'obtenir une épaisseur déterminée e.
Ainsi, par exemple, pour le dépôt par « flow-coating », l'épaisseur e du revêtement R est fonction de l'inclinaison de la glace G, de la viscosité du revêtement R, de la quantité de solvant So utilisé (décrit plus loin) et de son évapo ration.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le procédé de traitement MTH comprend le dépôt d'une ou plusieurs couches de revêtement R sur la glace transparente G. On aura ainsi, une faible épaisseur e comprise entre 0,3 μηι ΘΠ Ο μηι.
Cette faible épaisseur e de revêtement R permet de conserver les propriétés optiques de la glace transparente G. On évite ainsi de rajouter une couche de réfraction supplémentaire. Le cheminement du faisceau lumineux formé par les rayons lumineux des sources lumineuses n'est ainsi pas perturbé. De plus, on n'altère pas l'effet de transparence de la glace G.
Par ailleurs, cette fine épaisseur e permet un séchage quasi instantané du revêtement R sur la glace G.
Enfin, cette faible épaisseur e permet d'obtenir un dégivrage en 20 minutes maximum en mode statique simulant un véhicule à l'arrêt et moteur froid, lorsque la glace G est alimentée avec une tension électrique, de 12V dans un exemple non limitatif.
Afin d'améliorer le dépôt du revêtement R sur la glace transparente G, dans un mode de réalisation non limitatif, le procédé de traitement MTH comporte en outre l'application d'un surfactant S sur ladite glace G préalablement au dépôt dudit revêtement R (fonction illustrée en pointillés sur la figure 1 APP(S, G)).
Le surfactant S est un primaire qui modifie la tension de surface de la glace transparente G pour obtenir un effet de mouillabilité et ainsi créer une adhérence supérieure sur ladite glace G. Cela permet de déposer le revêtement R de façon homogène et continue et ainsi de mieux contrôler l'épaisseur e déposée sur l'ensemble de la surface de la glace G.
Sans dépose de surfactant S au préalable, le revêtement R risque de former des gouttelettes qui entraînent une rupture dudit revêtement. Du fait de cette rupture, la conductivité électrique du revêtement R peut perdre en efficacité. Dans un exemple non limitatif, le surfactant S est de l'eau savonneuse.
• Séchage et/pu J.yménsation
Le séchage et/ou la polymérisation du revêtement R permet de modifier la matière organique du revêtement R de sorte que cette matière organique subisse un phénomène de transformation (ici thermique) et entre ainsi dans une phase rigide, solide, thermodurcissable et non fusible.
Ainsi, le séchage et/ou la polymérisation du revêtement R entraîne une augmentation de la viscosité du revêtement R et ainsi une solidification dudit revêtement R.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le séchage et/ou la polymérisation du revêtement R s'effectue par cuisson thermique (fonction illustrée en pointillés sur la figure 1 CK(R)).
La cuisson thermique permet de désolvater le vernis R, à savoir d'enlever le solvant So (décrit plus loin) qui est utilisé le cas échéant. Le solvant So n'est ainsi pas piégé dans le couche de vernis R et ne risque pas de créer de bulles qui perturberaient l'effet du vernis.
D'autre part, la cuisson thermique permet de polymériser le vernis R de sorte qu'il devienne solide. On observe ainsi une réticulation dudit vernis R, à savoir lors d'un apport de chaleur ultérieur, le vernis R ne fondra pas ni ne se déformera.
La viscosité augmentant avec la chaleur, on obtient ainsi une couche durcie à la face intérieure s1 de la glace G.
Le revêtement R est détaillé ci-après en référence à la figure 3.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le revêtement R comporte en outre un solvant alcoolique So. Cela permet d'obtenir un effet de tension de surface. Dans un exemple non limitatif, le solvant alcoolique est de l'eau combinée avec de l'alcool. Cela permet de solubiliser la matière organique. On obtient ainsi un revêtement R aqueux ou hydro-alcoolique avec une viscosité assez faible, notamment inférieure à 0,9 m2s"1 à 25°C, pour faciliter l'application du revêtement sur la glace G.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la matière organique est composée de polymères électriquement conducteurs transparents Po comme illustré sur la figure 3 qui est un agrandissement d'une partie de la glace G du dispositif d'éclairage et/ou de signalisation P.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la conductivité des polymères électriquement conducteurs transparents Po est d'au moins 103S.m"1 (Siemens par mètre), par exemple comprise entre 103 et 106 S.m"1. Ainsi, dans des variantes de réalisation non limitatives, les polymères électriquement conducteurs transparents Po sont :
- du polysulfure de phénylène ; ou
- du Pedot:Pss.
On rappelle que le Pedot:Pss est un mélange de deux polymères qui sont :
- le poly(3,4-éthylènedioxythiophène) (PEDOT) ; et
- le poly(styrène sulfonate) de sodium (PSS).
On rappelle que la conductivité électrique est l'aptitude à laisser les charges électriques se déplacer librement, à savoir permettre le passage du courant électrique. La conductivité électrique dépend ainsi de la densité des porteurs de charges dans la matière organique. Les porteurs de charges sont les électrons (porteur de charge négative) mais également les trous d'électrons (porteurs de charge positive).
La conductivité des polymères est expliquée selon la théorie de l'orbitale moléculaire. Selon cette théorie, les électrons d'une structure moléculaire sont traités comme se déplaçant sous l'influence des noyaux de la molécule dans son ensemble. Les électrons ne sont pas assignés à des liaisons chimiques entre les atomes comme dans le cas des orbitales atomiques. Chaque molécule est ainsi dotée d'un ensemble d'orbitales moléculaires (appelées également orbitales atomiques hybrides), une orbitale moléculaire étant une combinaison linéaire d'orbitales atomiques appartenant à la même couche électronique.
Certaines orbitales moléculaires sont des orbitales frontières Les orbitales frontières sont :
- l'orbitale HOMO (« Highest Occupied Molecular Orbital ») qui est l'orbitale moléculaire la plus haute en énergie occupée par au moins un électron. Cette orbitale est également appelée bande de valence; - l'orbitale LUMO ("Lowest Unoccupied Molecular Orbital") qui est l'orbitale moléculaire la plus basse en énergie non occupée par un électron. Cette orbitale est également appelée bande de conduction.
L'orbitale HOMO comprend des électrons mobiles partagés par les atomes de la molécule. On les nomme les électrons π.
Ces électrons peuvent passer de l'orbitale HOMO à l'orbitale LUMO. C'est ce qu'on appelle la transition π-π*. L'énergie requise pour cette transition détermine la longueur d'onde maximale qui peut être convertie en énergie électrique par le polymère.
La conductivité électrique des polymères résulte en particulier : d'un dopage par l'ajout d'un réactif chimique qui oxyde ou réduit le polymère. Le dopage fait transiter des électrons de l'orbitale HOMO à l'orbitale LUMO, rendant le polymère électriquement conducteur.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le dopage est chimique. Il expose le polymère à un oxydant (dans un exemple non limitatif de l'iode, du brome, des halogènes) ou à un réducteur (dans un exemple non limitatif des métaux alcalins). Le dopage par oxydation est appelé également dopage de type P, et le dopage par réduction est appelé dopage de type N. On introduit ainsi des charges positives ou négatives sur le polymère.
Dans un deuxième mode de réalisation non limitatif, le dopage est électrochimique. Deux électrodes sont immergées dans une solution. L'une d'elle est recouverte du polymère que l'on veut doper. En appliquant une tension entre les électrodes, cela provoque un mouvement des ions de la solution et des électrons qui :
- se fixent sur le polymère. On obtient un excès d'électrons au niveau de la bande de conduction du polymère (dopage N) ; ou
- s'en échappent. On obtient un défaut d'électrons au niveau de la bande de conduction du polymère (dopage P). Ainsi, avec le traitement de la glace transparente G avec ledit revêtement conducteur R, lorsqu'on applique une tension d'alimentation à ladite glace G, tel que dans un exemple non limitatif, une tension de 12V délivrée par la batterie du véhicule, grâce au courant correspondant fourni, le revêtement R résistif dégage une énergie thermique qui est propagée vers la glace grâce à une conductivité thermique adaptée. La glace G ainsi chauffée ne gèle plus et il n'y a également plus de condensation sur la face intérieure s1 de ladite glace G. On notera que grâce à ce revêtement R conducteur et résistif, les tests réalisés ont permis de montrer que le dégivrage de la glace G est inférieur à dix minutes.
On notera que dans le cadre de l'application véhicule automobile, dans un mode de réalisation non limitatif, la source d'alimentation correspond à la batterie du véhicule qui alimente le réseau électrique de bord dudit véhicule.
Ainsi, grâce au procédé de traitement MTH décrit ci-dessus, on obtient un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation P pour véhicule automobile V comprenant un boîtier 21 et une glace transparente G assemblée audit boîtier 21 , selon lequel ladite glace G comprend un revêtement R électriquement conducteur sur au moins une face intérieure s1 , ledit revêtement étant à base de matière organique électriquement conductrice. Comme indiqué précédemment, dans un mode de réalisation non limitatif, le dispositif d'éclairage et/ou de signalisation est un projecteur P, tel qu'illustré sur la figure 2 ou sur la figure 3.
Bien entendu, dans un mode de réalisation non limitatif, le dispositif d'éclairage et/ou de signalisation P comporte en outre une source d'alimentation (non illustrée) pour alimenter en tension la glace G et fournir ainsi un courant d'alimentation au revêtement R.
De plus, le dispositif d'éclairage et/ou de signalisation P comportera des moyens de connexion électrique pour relier la source d'alimentation au revêtement résistif R. Ces moyens de connexion comporteront notamment des électrodes dédiées pour relier le boîtier à la glace G lors ou après la mise en place de ladite glace G sur le boîtier du dispositif d'éclairage et/ou de signalisation P. De telles électrodes pourront selon un premier mode de réalisation être des électrodes souples en métal, de préférence du cuivre, avantageusement adhésives. Selon un second mode de réalisation, elles pourront être transparentes et réalisées à base de Pedot :Pss.
Bien entendu la description de l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus.
Ainsi, dans un mode de réalisation non limitatif, le revêtement R est appliqué sur la face extérieure s2 de la glace transparente G.
Ainsi, le procédé de traitement a été décrit dans le cadre d'un véhicule automobile. Cependant, le procédé de traitement peut s'appliquer à tout type de véhicule, qu'il soit terrestre ou aérien, motorisé ou non.
Ainsi, l'invention décrite présente notamment les avantages suivants :
- c'est une solution simple à mettre en œuvre et peu coûteuse ;
- elle résout en même temps le problème de dégivrage et le problème de condensation ;
- elle apporte une solution simple de dégivrage et d'anti-condensation sur une glace de forme concave ;
- elle apporte une solution simple de dégivrage et d'anti-condensation sur une glace en matière plastique ;
- elle apporte une solution qui a une bonne tenue dans le temps : le revêtement R se dégrade très peu dans le temps, notamment lorsqu'il est appliqué sur la surface interne de la glace ;
- elle répond à une problématique concernant la présence de givre sur un projecteur à très faible température, ledit projecteur comprenant des diodes électroluminescentes ;
- elle ne perturbe pas le faisceau lumineux émis par le projecteur P contrairement à la solution de l'état de l'art antérieur comprenant une résistance sérigraphiée, ladite résistance étant composée de fils métalliques visibles ;
elle ne modifie pas les propriétés optiques de la glace G contrairement à une solution qui comprend un élément résistif sérigraphié sur une glace telle qu'un pare-brise arrière ;
elle ne modifie pas l'esthétique de la glace G puisqu'elle n'utilise pas de résistance composée de fils métalliques visibles comme dans l'art antérieur décrit ;
elle évite d'ajouter des pièces supplémentaires dans le projecteur contrairement à une solution qui comprend une résistance chauffante et un système de convection à l'intérieur du projecteur P ;
elle permet de dégivrer rapidement la glace G contrairement à une solution qui comprend une résistance chauffante et un système de convection à l'intérieur du projecteur P, cette solution ne permettant de dégivrer la glace qu'au bout d'une heure environ ;
elle n'est pas encombrante contrairement à une solution qui comprend une résistance chauffante et un système de convection à l'intérieur du projecteur P, le système de convection comprenant un ventilateur et un support et occupant ainsi une place importante dans le projecteur P ; elle n'est pas consommatrice d'énergie contrairement à une solution qui comprend une résistance chauffante et un système de convection à l'intérieur du projecteur P, ladite résistance chauffante consommant une puissance supérieure à 40Watts ;
elle évite de gérer l'agencement entre une résistance et un système de convection comme dans une solution qui comprend une résistance chauffante et un système de convection à l'intérieur du projecteur P ; elle est beaucoup plus efficace qu'une solution qui comprend le traitement de la surface intérieure de la glace par un vernis hydrophile, ledit vernis hydrophile évitant uniquement de voir les gouttelettes de condensation sur la glace mais n'évitant pas la formation de la condensation ni la formation de gel sur une glace G. Dans cette solution avec le vernis hydrophile, l'eau n'est pas évacuée et une fois le vernis saturé en eau, il perd en efficacité.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé (MTH) de traitement d'une glace transparente (G) pour un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation (P) pour véhicule automobile (V) pour réaliser une fonction de dégivrage (Ft1 ) et/ ou une fonction de d'anti-condensation (Ft2) sur ladite glace (G), selon lequel le procédé de traitement (MTH) comprend :
- le dépôt d'un revêtement (R) sur au moins une face intérieure (s1 ) de ladite glace (G), ledit revêtement étant à base de matière organique électriquement conductrice ; et
- la polymérisation dudit revêtement (R).
2. Procédé (MTH) selon la revendication 1 , selon lequel la glace transparente (G) est en polymère synthétique.
3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, selon lequel le procédé comporte en outre l'application d'un surfactant (S) sur ladite glace (G) préalablement au dépôt dudit revêtement (R).
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 3, selon lequel le revêtement (R) comporte en outre un solvant alcoolique (So).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 4, selon lequel la polymérisation dudit revêtement s'effectue par cuisson thermique.
6. Procédé (MTH) selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 5, selon lequel le dépôt dudit revêtement (R) sur la glace (G) se fait par arrosage ou par pulvérisation.
7. Procédé (MTH) selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 6, selon lequel la matière organique est composée de polymères électriquement conducteurs transparents (Po).
8. Procédé (MTH) selon la revendication précédentes 7, selon lequel polymères électriquement conducteurs transparents (Po) sont :
- du polysulfure de phénylène (PPS) ; ou
- du Pedot-Pss.
9. Procédé (MTH) selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 8, selon lequel le dépôt du revêtement (R) sur la glace (G) est effectué de manière à obtenir une épaisseur (e) de revêtement comprise entre 0,3 μηι et 10 μηι.
10. Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation (P) pour véhicule automobile (V) comprenant un boîtier (21 ) et une glace transparente (G) assemblée audit boîtier (21 ), selon lequel ladite glace (G) comprend un revêtement (R) sur au moins une face intérieure (s1 ), ledit revêtement étant à base de matière organique électriquement conductrice.
1 1 . Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation (P) selon la revendication précédente, selon lequel selon lequel la matière organique est composée de polymères électriquement conducteurs transparents (Po).
12. Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation (P) selon la revendication précédente, selon lequel selon lequel les polymères électriquement conducteurs transparents (Po) sont :
- du polysulfure de phénylène (PPS) ; ou
- du Pedot-Pss.
13. Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation (P) selon l'une quelconque des revendications précédentes 10 à 12, selon lequel le revêtement (R) comprend une épaisseur (e) comprise entre 0,3 μηι et 10 μΓΤΙ.
14. Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation (P) selon l'une quelconque des revendications précédentes 10 à 13, selon lequel ledit dispositif d'éclairage et/ou de signalisation (P) est un projecteur.
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