FR3093335A1 - Composition de revêtement pour lame d’essuyage pour balai d’essuie-glace et lame d’essuyage associée - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne une composition de revêtement pour lame d'essuyage (1) pour balai d’essuie-glace de véhicule, la composition comprenant : entre 10 et 30% en poids d’une résine acrylique en phase aqueuse ; entre 30 et 60% en poids d’un agent lubrifiant ; entre 0.1% et 10% en poids d’un protecteur UV, le protecteur UV comprenant un stabilisateur UV. L’invention concerne aussi une lame d’essuyage pour balai d’essuie-glace de véhicule revêtue au moins en partie d’une telle composition. Figure pour l'abrégé : 1
Description
Domaine technique de l'invention
La présente invention a pour objet une composition de revêtement pour lame d’essuyage pour balai d’essuie-glace de véhicule, l’utilisation d’une telle composition et une lame d’essuyage pour un balai d’essuie-glace.
Arrière-plan technique
Les véhicules automobiles sont couramment équipés de systèmes d'essuie-glace pour assurer un lavage et/ou essuyage du pare-brise et éviter que la vision qu'a le conducteur de son environnement ne soit perturbée. Les balais d’essuie-glaces d’un tel système sont classiquement entraînés par des bras effectuant un mouvement angulaire de va-et-vient. Ces lames frottent contre la surface extérieure de la vitre, par exemple du pare-brise, et évacuent l'eau en l'amenant en dehors du champ de vision du conducteur. Dans une version classique, les balais sont réalisés sous la forme de palonniers articulés qui tiennent la lame d’essuyage en plusieurs points. Dans une version plus récente dénommée "flat blade" (pour "lame plate"), les balais sont réalisés sous la forme d'un ensemble semi-rigide qui maintient la lame d’essuyage sur toute sa longueur.
De manière générale, une lame d’essuyage est réalisée en matériau déformable élastiquement à base d’un élastomère complété d’additifs, notamment pour en améliorer les propriétés mécaniques, l’élasticité, la résistance à l’usure, la résistance aux agressions extérieures ou encore faciliter la mise en œuvre du procédé de fabrication. Il peut par exemple s’agir de charges de renfort, de plastifiant, d’agent de vulcanisation, d’agent de protection contre les rayonnement UV, l’oxydation, l’ozone et/ou l’usure.
Cependant, il est souvent observé un vieillissement prématuré de la lame d’essuyage dû à une exposition à la lumière, en particulier une exposition prolongée au soleil, notamment aux rayons ultra-violet (UV). On peut alors observer, par exemple, l’apparition de fissures, une délamination de la lame d’essuyage, un farinage ou encore une perte de brillance et/ou un changement de couleur de celle-ci.
Il existe donc un besoin de disposer d’une composition de revêtement pour une lame d’essuyage pour balai d’essuie-glace de véhicule qui permette de limiter un vieillissement prématuré des lames d’essuyage, notamment un vieillissement prématuré dû à une exposition aux rayons UV.
L’invention propose à cet effet une composition de revêtement pour une lame d'essuyage (1) pour un balai d’essuie-glace de véhicule, la composition comprenant :
- entre 10 et 30% en poids d’une résine acrylique en phase aqueuse ;
- entre 30 et 60% en poids d’un agent lubrifiant ;
- entre 0.1% et 10% en poids d’un protecteur UV,
le protecteur UV comprenant un stabilisateur UV.
Selon différents modes de réalisation de l’invention, qui pourront être mis en œuvre ensemble ou séparément :
- la composition comprend entre 3% et 6% en poids de protecteur UV,
- la composition comprend entre 0.1% et 1% en poids de protecteur UV,
- la composition comprend entre 0.2% et 2% en poids de protecteur UV,
- la composition comprend entre 0.5% et 3% en poids de de protecteur UV,
- la composition comprend entre 0.1% et 0.3% en poids de de protecteur UV,
- le protecteur UV comprend un inhibiteur UV,
- la quantité massique de stabilisateur UV est jusqu’à 5 fois supérieure à la quantité massique d’inhibiteur UV,
- la quantité massique de stabilisateur UV est jusqu’à 3 fois supérieure à la quantité massique d’inhibiteur UV,
- la quantité massique de stabilisateur UV est jusqu’à 2 fois supérieure à la quantité massique d’inhibiteur UV,
- le stabilisateur UV comprend au moins un stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée,
- le au moins un stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée est de masse moléculaire comprise entre 200 et 1000 g.mol-1,
- le au moins un stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée est de masse moléculaire comprise entre 300 et 750 g.mol-1,
- le au moins un stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée est de masse moléculaire comprise entre 300 et 550 g.mol-1,
- le stabilisateur UV est un mélange d’au moins deux stabilisateurs à la lumière à base d’amine encombrée,
- l’inhibiteur UV comporte au moins un inhibiteur organique,
- l'inhibiteur UV comporte au moins un inhibiteur inorganique,
- l'inhibiteur UV comporte un mélange d’au moins un inhibiteur organique et d’au moins un inhibiteur inorganique,
- l’inhibiteur UV organique est un benzotriazole, une benzophénone, un triazine, ou un mélange de ceux-ci,
- l’inhibiteur UV inorganique est du dioxyde de titane (TiO2), de l’oxyde de zinc (ZnO), du noir de carbone, du graphite, un pigment coloré, ou un mélange de ceux-ci,
- l’agent lubrifiant est choisi parmi le graphite, le bisulfure de molybdène, le fluorure de graphite, le bisulfure de tungstène, le nitrure de bore, le biséléniure de tungstène, le biséléniure de molybdène, le biséléniure de niobium, l'iodure de titane, le bisulfure de titane, le polytétrafluoroéthylène (PTFE), des microparticules de polymère, ou un mélange de ceux-ci.
L’invention concerne encore l’utilisation d’une composition de revêtement selon l’invention pour revêtir au moins en partie une lame d’essuyage pour balai d’essuie-glace de véhicule.
L’invention concerne enfin une lame d’essuyage pour balai d’essuie-glace de véhicule revêtue au moins en partie d’une composition de revêtement selon l’invention.
Au moins la partie revêtue de la lame d’essuyage comprend un matériau à base de caoutchouc naturel et/ou de caoutchouc synthétique. Le caoutchouc synthétique peut être du caoutchouc à base de chloroprène, du caoutchouc éthylène-propylène-diène monomère (EPDM) et/ou du caoutchouc nitrile (NBR).
Brève description des figures
L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre, d'au moins un mode de réalisation de l’invention donné à titre d’exemple purement illustratif et non limitatif, en référence au dessin annexé :
Description détaillée de l'invention
La lame 1 d’essuyage pour balai d’essuie-glace de véhicule conforme à l’invention comprend un matériau à base de caoutchouc naturel et/ou de caoutchouc synthétique. Le caoutchouc synthétique peut être du caoutchouc à base de chloroprène, du caoutchouc éthylène-propylène-diène monomère (EPDM) et/ou du caoutchouc nitrile (NBR).
De plus, la lame 1 d’essuyage est revêtue au moins en partie d’une composition de revêtement selon l’invention. La composition de revêtement comprend :
- entre 10 et 30% en poids d’une résine acrylique en phase aqueuse, de préférence entre 15 et 25% en poids ;
- entre 30 et 60% en poids d’un agent lubrifiant, de préférence entre 35 et 45% en poids ;
- entre 0.1% et 10% en poids d’un protecteur UV, de préférence entre 3% et 6% en poids, voire entre 0.5% et 3% en poids, voire entre 0.2% et 2% en poids,
le protecteur UV comprenant un stabilisateur UV.
Par « phase aqueuse » au sens de l'invention, on entend une composition qui comprend une teneur en solvants organiques inférieure ou égale à 10% en poids du poids total de la composition. La teneur en solvants organiques est de préférence inférieure ou égale à 5% en poids, et encore de préférence égale à 0% en poids du poids total de la composition.
L'agent lubrifiant solide peut être choisi parmi les lubrifiants connus de l'homme du métier. On peut notamment citer les lubrifiants naturels comme le graphite, le bisulfure de molybdène, ainsi que les lubrifiants synthétiques, comme le fluorure de graphite, le bisulfure de tungstène, le nitrure de bore, le biséléniure de tungstène, de molybdène et de niobium, ou encore l'iodure et le bisulfure de titane. Il peut aussi s’agir de polytétrafluoroéthylène (PTFE) ou des microparticules de polymère.
On utilise de préférence du graphite ou du bisulfure de molybdène, et tout particulièrement du graphite en poudre.
On peut utiliser comme résine acrylique en phase aqueuse tout polymère acrylique dispersé, émulsionné ou fabriqué en phase aqueuse.
Le polymère peut être un homopolymère ou un copolymère. Ces polymères peuvent être mis en œuvre seuls ou mélangés suivant leurs compatibilités ou les propriétés finales recherchées.
La résine a de préférence une température de transition vitreuse inférieure ou égale à 0 °C, et encore de préférence inférieure ou égale à -20 °C, afin de conserver les propriétés de souplesse du film de revêtement à basse température.
On utilise de préférence en tant que résine en phase aqueuse la résine Hycar® 26717 commercialisée par la société Lubrizol, ou la résine Primal® Eco-36 commercialisée par la société Rohm Et Haas ou encore la résine Elastène® 404 commercialisées par la société Rohm Et Haas ou Dow. Ces résines ont l'avantage de présenter une bonne résistance à l'eau et aux solvants oxygénés, associée à un bon comportement mécanique aux déformations et à l'abrasion à des températures comprises entre -20°C et +50°C.
La composition peut comprendre en outre des microparticules de polymère, par exemple entre 0 et 10%en poids de microparticules de polymère.
Par microparticules au sens de l'invention, on entend des particules dont la taille est de l'ordre du µm (inférieure à 10 µm), ou de la dizaine de µm (entre 10 et 100 µm). Les microparticules de polymère ont de préférence une taille moyenne comprise entre 0,1 et 30 µm, de préférence comprise entre 1 et 30 µm, encore de préférence entre 1 et 15 µm, et encore de préférence entre 2 et 6 µm. Une taille moyenne de microsphères comprise entre 2 et 6 µm permet une très bonne insertion des microsphères dans la résine, ce qui entraîne une friction faible du revêtement et une hydrophobie élevée, assurant ainsi une bonne qualité d'essuyage.
Le polymère des microparticules peut être un homopolymère ou un copolymère. Le polymère des microparticules peut être choisi parmi les polymères à base d'acrylates, de diallyl phtalates, d'unités époxy, acétate de vinyle-éthylène, d'urée-formol, de phénols, d'amide (comme par exemple le nylon), de carbonate, de fluoropolymères (comme par exemple le polytétrafluoroéthylène), d'organosiloxanes, d'esters insaturés, de polyéthylène, d'éthylène téréphtalate, d'imide, d'amide-imide, de propylène, de styrène, de sulfone, d'éther sulfone, d'uréthane, de chlorure de vinyle. Ces polymères peuvent être mis en œuvre seuls ou mélangés suivant leurs compatibilités ou les propriétés finales recherchées. Le polymère des microparticules est de préférence un polymère hydrophobe, et résistant aux solvants oxygénés. Il peut notamment être choisi parmi les polymères à base d'acrylates, d'amide (comme par exemple le nylon), de carbonate, de fluoropolyrères, d'organosiloxanes, de styrène. Le polymère est de préférence choisi parmi les silicones, comme par exemple les polyorganosiloxanes. On emploie préférentiellement le polyméthylsilsesquioxane.
La composition peut comprendre différents additifs, comme des additifs anti-mousses pour empêcher la formation de mousse lors de la fabrication, des conservateurs pour assurer la stabilité biologique du mélange au stockage, des épaississants, ou encore des agents d'étalement pour améliorer le mouillage du substrat à l'application.
Au sens de l’invention, un stabilisateur UV est un composé chimique qui réagit avec des radicaux libres formés par les rayons UV en présence de lumière et d’oxygène, en particulier à la surface de la lame d’essuyage, en les désactivant. Il s’agit de préférence d’un inhibiteur de radicaux libres.
Le stabilisateur UV agit comme un rempart supplémentaire face aux rayons UV.
De façon avantageuse, le stabilisateur UV comprend au moins un stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée (HALS pourHindered Amine Light Stabilizeren anglais). Les HALS sont connus pour réagir avec les radicaux libres formés par les rayons UV de manière à les désactiver.
De préférence, le au moins un stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée est de masse moléculaire élevée afin d’éviter sa migration dans le matériau de la lame d’essuyage. Ainsi, le au moins un stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée est de masse moléculaire comprise entre 200 et 1000 g.mol-1, voire entre 300 et 750 g.mol-1, voire entre 300 et 550 g.mol-1, voire entre 550 et 750 g.mol-1.
Le stabilisateur UV peut être un mélange de stabilisateurs à la lumière à base d’amine encombrée, notamment un mélange d’au moins deux stabilisateurs à la lumière à base d’amine encombrée.
Avantageusement, le protecteur UV comprend en outre un inhibiteur UV.
De préférence, la quantité massique de stabilisateur d’inhibiteur UV est jusqu’à comprise entre 0 et 5 fois supérieure à la quantité massique d’inhibiteur de stabilisateur UV.
Au sens de l’invention, un inhibiteur UV, appelé aussi absorbeur d’UV, permet d’absorber les rayons ultra-violet (UV) avant que ceux-ci ne réagissent avec le matériau de base de la lame d’essuyage, notamment avec le polymère et/ou avec le revêtement disposé sur celle-ci. De manière générale, le stabilisateur UV migre dans la lame d’essuyage pour la protéger des rayons UV.
L’inhibiteur UV est au moins un inhibiteur organique ou au moins un inhibiteur inorganique ou un mélange d’au moins un inhibiteur organique et d’au moins un inhibiteur inorganique.
L’inhibiteur UV organique peut être un benzotriazole, une benzophénone, une triazine, ou un mélange de ceux-ci.
L’inhibiteur UV inorganique peut être du dioxyde de titane (TiO2), de l’oxyde de zinc (ZnO), du noir de carbone, du graphite, un pigment coloré, ou un mélange de ceux-ci.
Dans le cas d’un stabilisateur UV de masse moléculaire comprise entre 300 et 550 g.mol-1, notamment un stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée de masse moléculaire comprise entre 300 et 550 g.mol-1, le protecteur UV comprend avantageusement entre 0.1 et 3% en poids de stabilisateur UV, notamment de stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée.
Dans le cas d’un stabilisateur UV de masse moléculaire comprise entre 550 et 750 g.mol-1, notamment un stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée de masse moléculaire comprise entre 550 et 750 g.mol-1, le protecteur UV comprend avantageusement entre 0.5 et 6% en poids de stabilisateur UV, notamment de stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée, de préférence entre 3 et 6% en poids de stabilisateur UV, notamment de stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée, et plus préférentiellement 6% en poids de stabilisateur UV, notamment de stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée.
Le stabilisateur UV peut être un mélange d’au moins deux stabilisateurs UV, notamment d’au moins deux stabilisateurs à la lumière à base d’amine encombrée. De préférence, il s’agit de stabilisateurs UV, notamment de stabilisateurs à la lumière à base d’amine encombrée, de masse moléculaire comprise entre 300 et 550 g.mol-1. Le protecteur UV comprend alors avantageusement entre 0.1 et 3% en poids de stabilisateurs UV, notamment de stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée.
Dans le cas d’une composition comprenant un mélange d’au moins un inhibiteur UV et d’au moins un stabilisateur UV, notamment un stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée, le protecteur UV comprend avantageusement entre 0.3 et 3% en poids de mélange, de préférence 0.5% en poids de mélange, dans un ratio p/p stabilisateur UV (notamment stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée) / inhibiteur UV de préférence de 2 : 1.
De préférence, le stabilisateur UV est un stabilisateur UV de masse moléculaire comprise entre 550 et 750 g.mol-1, notamment un stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée de masse moléculaire comprise entre 550 et 750 g.mol-1.
De préférence, l’inhibiteur UV est un mélange de composés de masse moléculaire comprise entre 500 et 1200 g.mol-1, de préférence entre 600 et 1000 g.mol-1. Il peut s’agir d’un mélange de monomères de masse moléculaire comprise entre 500 et 750 g.mol-1, de préférence entre 600 et 700 g.mol-1et de dimères de masse moléculaire comprise entre 800 et 1200 g.mol-1, de préférence entre 900 et 1000 g.mol-1.
De façon avantageuse, la composition comprend uniquement un stabilisateur UV. Il s’agit alors de préférence d’un stabilisateur UV de masse moléculaire comprise entre 550 et 750 g.mol-1, notamment un stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée de masse moléculaire comprise entre 550 et 750 g.mol-1. La composition comprend alors avantageusement entre 0.5 et 6% en poids de stabilisateur UV, notamment de stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée, de préférence entre 3 et 6% en poids de stabilisateur UV, notamment de stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée, et plus préférentiellement 6% en poids de stabilisateur UV, notamment de stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée.
La composition peut être appliquée directement sur les lames d'essuyage ou sur une bande de caoutchouc profilée qui est ensuite redécoupée en deux ou trois parties pour obtenir les lames d'essuyage. L’application de la composition de revêtement est réalisée par trempage de la lame d’essuyage ou de la bande de caoutchouc profilée dans la composition, par pulvérisation de la composition sur la lame d’essuyage ou sur la bande de caoutchouc profilée, ou par enduction de la lame d’essuyage ou de la bande de caoutchouc profilée au moyen de la composition. La lame d’essuyage ou la bande de caoutchouc profilée est ensuite séchée. Dans le cas de la bande de caoutchouc, celle-ci est enfin redécoupée en deux ou trois parties pour obtenir les lames d'essuyage.
L’étape d’application peut être suivie d’une étape de préchauffe et d’une cuisson du revêtement, notamment en four infra-rouge.
L’épaisseur de la couche de revêtement est comprise entre 1 et 10 µm, de préférence entre 3 et 7 µm, et plus préférentiellement entre 4 et 6 µm.
Selon la figure 1, la lame 1 d’essuyage d’un balai d’essuie-glace conforme à l’invention présente une forme allongée et est destinée à être portée par un corps du balai (non représenté). La lame 1 comprend une lèvre 3 et un talon 5 qui sont reliés par une charnière 7. L’ensemble lèvre 3, talon 5, charnière 7 forme un corps de base de la lame 1.
Le talon 5 permet d’accrocher la lame 1 dans le corps du balai. La lèvre 3 est destinée à être au contact de la surface extérieure d’une vitre telle qu’un pare-brise en vue de son essuyage.
La charnière 7 est formée par une fine bande de matière qui confère à la lame une certaine flexibilité et autorise un basculement de celle-ci lors d’un changement de direction de déplacement du balai, autrement dit un mouvement de bascule d’avant en arrière de la lèvre.
La lame 1 est obtenue par un procédé de fabrication classique connu de l’Homme du métier.
De façon avantageuse, au moins une partie de la lame 1 est revêtue de la composition de revêtement telle que décrite précédemment, notamment le corps de base de la lame est revêtue de cette composition. On peut ainsi envisager des modes de réalisations dans lesquels, par exemple :
- seule la lèvre 3 est revêtue de la composition,
- seul le talon 5 est revêtu de la composition,
- toute la lame 1 est revêtue de la composition.
Si nécessaire, tout ou partie de la surface de la lame 1 peut aussi être traitée de manière à modifier celle-ci, par exemple par graphitisation, traitement plasma, halogénation (telle que chloration), implantation ionique et/ou dépôt d’un revêtement. Un tel traitement permet de renforcer les propriétés mécaniques, d’essuyage et/ou de résistance à l’usure de la lame.
La lame 1 d'essuyage peut ainsi comprendre un revêtement de type monocouche ou multicouche.
Des exemples de composition de revêtement utilisée pour le revêtement d’une lame 1 d’essuyage conforme à l’invention sont donnés ici à titre illustratif, l’invention ne se limitant nullement à ceux-ci. Des variantes de réalisation sont bien sûr possibles et la présente invention ne se limite pas seulement à des lames d’essuyage revêtues des compositions de revêtement données en exemples.
Dans les exemples, tous les pourcentages sont des pourcentages en poids.
La composition de base comprend :
- 10% en poids de graphite en dispersion aqueuse ou en poudre,
- 2% en poids de microparticules de polymère,
- 25% en poids de résine en phase aqueuse,
- eau, qsp 100.
De préférence, le graphite peut être du Timrex® KS6 commercialisé par la société Hercules.
De préférence, les microparticules de polymère peuvent être du Tospearl® 120 commercialisé par la société Momentive Performance Material.
De préférence, la résine en phase aqueuse peut être de l’Hycar® 26717 commercialisé par la société Lubrizol.
A ce mélange est rajouté un protecteur UV comprenant un stabilisateur UV et optionnellement un inhibiteur UV.
Exemple 1 :
Le protecteur UV comprend 3% en poids de stabilisateur UV. Le stabilisateur UV est un stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée. Il s’agit du Bis(1-octyloxy-2,2,6,6-tétraméthyl-4-pipéridyl) sébacate (N° CAS : 129757-67-1).
Exemple 2 :
Le protecteur UV comprend 6% en poids de stabilisateur UV. Le stabilisateur UV est un stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée. Il s’agit du Bis(1-octyloxy-2,2,6,6-tétraméthyl-4-pipéridyl) sébacate (N° CAS : 129757-67-1).
Exemple 3 :
Le protecteur UV comprend 0.1% en poids de stabilisateur UV. Le stabilisateur UV est un mélange de deux stabilisateurs à la lumière à base d’amine encombrée. Il s’agit du bis(1,2,2,6,6-pentaméthyl-4-pipéridyl) sébacate (N° CAS : 41556-26-7) et du méthyl 1,2,2,6,6-pentaméthyl-4-pipéridyl sébacate (N° CAS : 82919-37-7).
Exemple 4 :
Le protecteur UV comprend 0.3% en poids de stabilisateur UV. Le stabilisateur UV est un mélange de deux stabilisateurs à la lumière à base d’amine encombrée. Il s’agit du bis(1,2,2,6,6-pentaméthyl-4-pipéridyl) sébacate (N° CAS : 41556-26-7) et du méthyl 1,2,2,6,6-pentaméthyl-4-pipéridyl sébacate (N° CAS : 82919-37-7).
Exemple 5 :
Le protecteur UV comprend 0.5% en poids d’un mélange d’un stabilisateur UV et d’un inhibiteur UV dans un ratio p/p de 2 : 1.
Le stabilisateur UV est un stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée. Il s’agit du Bis(1-octyloxy-2,2,6,6-tétraméthyl-4-pipéridyl) sébacate (N° CAS : 129757-67-1).
L’inhibiteur UV est un mélange de α-[3-[3-(2H-Benzotriazol-2-yl)-5-(1,1-diméthyléthyl)-4-hydroxyphényl]-1-oxopropyl] -hydroxypoly(oxo-1,2-éthanediyl) (N° CAS : 104810-47-1), de α-[3-[3-(2H-Benzotriazol-2-yl)-5-(1,1-diméthyléthyl)-4-hydroxyphényl]-1-oxopropyl]-w- [3-[3-(2H-benzotriazol-2-yl)-5-(1,1-diméthyléthyl)-4-hydroxyphényl]-1-oxopropoxy]poly(oxy-1,2-éthanediyl)) (N° CAS : 104810-48-2) et de polyéthylène glycol (N° CAS : 25322-68-3).
Chacune des compositions de revêtement est appliquée sur une lame 1 d’essuyage faite en matériau à base de caoutchouc naturel et de chloroprène ayant subie un prétraitement de type chloration. Les compositions de revêtement sont appliquées sous la forme d’une couche de revêtement d’environ 4 µm d’épaisseur.
RESULTATS
Chacune des lames d’essuyage revêtue d’une des compositions de revêtement décrites ci-dessus est soumise à un test de photovieillissement accéléré en enceinte SEPAP 12/24.
Le photovieillissement artificiel accéléré en enceinte SEPAP 12/24 a été réalisé en accord avec les conditions de la norme NF EN 16472-2014 : « Plastiques – Méthode de photovieillissement accéléré utilisant des lampes à vapeur de mercure à moyenne pression ».
Dans cette enceinte, les échantillons sont soumis à une lumière polychromatique de 4 sources à vapeur de mercure moyenne pression filtrées.
L'éclairement énergétique UV (entre 290 et 400 nm), mesuré à la surface des échantillons, est de 95 ± 10 W.m-2. La distribution spectrale, l’éclairement énergétique et le maintien d’une température d’échantillon de 60°C au cours de l’essai contribuent à l’accélération des phénomènes de photovieillissement de manière représentative d’un vieillissement en conditions naturelles extérieures.
L’exposition est réalisée en condition pseudo-anhydre et est exempte de toute aspersion d’eau.
Le facteur d’accélération du vieillissement d’un matériau en enceinte SEPAP 12/24 (par rapport à un vieillissement naturel) dépend du matériau considéré. Il peut être déterminé précisément par l’étude comparative avec un vieillissement en conditions naturelles extérieures.
Dans le cas des matériaux acrylique, des études antérieures ont permis de déterminer qu’une durée de 150 heures en enceinte SEPAP 12/24 correspondait à une année d’exposition en Europe (centre de la France, latitude 45°). Pour les Etats-Unis, dont les latitudes sont plus basses et l’ensoleillement moyen plus élevé, la durée d’exposition en enceinte SEPAP 12/24 est comprise entre 200 et 250 heures pour une année, selon la localisation.
Une première série d’échantillons a été exposée en continu sans immersion dans l’eau pendant une durée totale de 500 heures.
Afin d’évaluer l’impact de l’eau sur le vieillissement des revêtements et l’apparition d’éventuelle dégradation en surface, une deuxième série d’échantillons a été exposée par cycle de 20 h en enceinte SEPAP 12/24 / immersion 1 h dans l’eau à 60°C. 25 cycles ont été effectués, soit une durée totale d’exposition correspondante de 500 heures.
Les échantillons ont été exposés en position statique et positionnés tel que la lèvre soit directement exposée. Aucune contrainte n’a été appliquée sur la lèvre. Une durée de 500 heures en enceinte SEPAP 12/24, comme nous l’avons précisé ci-dessus, correspond à une période de vieillissement en conditions naturelles d’au moins deux années aux Etats-Unis (dans les conditions les plus sévères).
Au cours de l’exposition, l’évolution chimique de la surface de la lèvre des échantillons a été suivie par spectrométrie IRTF en mode ATR (cristal Ge). Cette technique est particulièrement bien adaptée à l’étude des matériaux élastomères fortement chargés en noir de carbone. Elle permet l’analyse de la surface d’un matériau sur 1 à 2 μm de profondeur et d’un éventuel composé transférable de la surface sur le cristal pendant le contact.
L’avantage de la spectrométrie IR réside dans le fait que l’on peut observer, au cours du vieillissement, la formation des photo-produits d’oxydation, la dégradation du matériau lui-même (disparition des absorptions IR spécifiques du polymère) et éventuellement l’activité de certains additifs ou adjuvants incorporés au matériau. Ces évolutions chimiques observées au cours du vieillissement sont directement liées aux évolutions des propriétés mécaniques du matériau considéré (rupture de chaines et/ou réticulation).
Au cours de l’exposition, la surface de la lèvre des lames d’essuyage a été observée à l’aide d’une loupe binoculaire (x 18 environ) et/ou d’un microscope optique (x 125 environ) permettant d’obtenir des clichés avec des grossissements différents.
Les résultats obtenus pour chacune des lames ont été comparés au résultat obtenu pour une lame d’essuyage ayant été revêtue d’une couche de revêtement ne comprenant pas de protecteur UV, et au résultat obtenu pour une lame d’essuyage sans revêtement.
Pour les lames d’essuyage revêtues de la composition de l’exemple 1, 80% de dégradation chimique est visible à partir de 150 h d’exposition en enceinte SEPAP 12/24. Après 240 h d’exposition, aucune apparition de microfissures est observée.
Pour les lames d’essuyage revêtues des compositions des exemples 2, 3 et 5, 80% de dégradation chimique est visible à partir de 100 h d’exposition en enceinte SEPAP 12/24.
Pour les lames d’essuyage revêtues de la composition de l’exemple 4, 80% de dégradation est visible à partir de 60 h d’exposition en enceinte SEPAP12/24.
Pour comparaison, pour les lames d’essuyage revêtues d’une composition exempte de protecteur UV, 80% de dégradation chimique est visible après à peine 100 h d’exposition en enceinte SEPAP 12/24. Après 240 h d’exposition, aucune apparition de microfissures est observée.
Pour les lames d’essuyage sans revêtement, 80% de dégradation chimique est visible à partir de 60 h d’exposition en enceinte SEPAP 12/24. L’apparition de microfissures est observée après 240 h d’exposition.
Il ressort des tests de photovieillissement accéléré que les lames d’essuyage recouvert de la composition de revêtement selon l’invention comprenant un protecteur UV, présentent de meilleurs résultats que les lames d’essuyage sans revêtements et des lames d’essuyage revêtues d’un revêtement classique exempte de protecteur UV.
La dégradation de ces lames est observée après un temps plus long d’exposition aux rayons UV que pour des lames sans revêtement ou avec un revêtement sans protecteur UV. Elles sont ainsi plus résistantes à un vieillissement prématuré dû à une exposition aux rayons UV.
Claims (10)
- Composition de revêtement pour une lame d'essuyage (1) pour un balai d’essuie-glace de véhicule, la composition comprenant :
- entre 10 et 30% en poids d’une résine acrylique en phase aqueuse ;
- entre 30 et 60% en poids d’un agent lubrifiant ;
- entre 0.1% et 10% en poids d’un protecteur UV,
- Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le protecteur UV comprend un inhibiteur UV.
- Composition selon la revendication 2, dans laquelle la quantité massique de stabilisateur UV est jusqu’à 5 fois supérieure à la quantité massique d’inhibiteur UV.
- Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le stabilisateur UV comprend au moins un stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée.
- Composition selon la revendication précédente, dans laquelle le au moins un stabilisateur à la lumière à base d’amine encombrée est de masse moléculaire comprise entre 200 et 1000 g.mol-1.
- Composition selon l’une quelconque des revendications 4 ou 5, dans laquelle le stabilisateur UV est un mélange d’au moins deux stabilisateurs à la lumière à base d’amine encombrée.
- Composition selon l’une quelconque des revendications 2 à 6, dans laquelle l’inhibiteur UV comporte au moins un inhibiteur organique.
- Composition selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'inhibiteur UV comporte au moins un inhibiteur inorganique.
- Utilisation de la composition selon l’une quelconque des revendications précédentes pour revêtir au moins en partie une lame d'essuyage (1) pour balai d’essuie-glace de véhicule.
- Lame d'essuyage (1) pour balai d’essuie-glace de véhicule qui est revêtue au moins en partie d’une composition selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
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