DECORATIF

L'invention concerne les pièces de véhicule automobile réalisées en matière plastique et plus particulièrement l'intégration de films de surface à effet en trois dimensions sur de telles pièces.

Ces films de surface sont des films réalisés en matière plastique. Ils comprennent une ou plusieurs couches de matière plastique (par exemple une couche interne (appelée matrice) en polyuréthane et des couches décoratives en polyamide) transparentes. Les couches décoratives forment les faces externes du film et portent à cet effet un ou plusieurs reliefs permettant d'obtenir un effet de profondeur, appelé ci- dessus « effet en trois dimensions ». Il s'agit d'un effet lenticulaire. Les reliefs peuvent être obtenus par estampage (ou gaufrage) des faces du film de surface.

Un exemple d'un tel film de surface est décrit dans le brevet AT 511 083 B1 .

Ces films de surface sont actuellement présents sur différents équipements, notamment des équipements sportifs (par exemple des skis), afin d'optimiser le rendu visuel de ces équipements en étant disposés sur ce dernier, par exemple sur la face de skis portant la marque du fabricant.

Afin d'obtenir un effet visuel optimal, une impression est réalisée sur la face du film de surface destinée à être en contact avec la pièce équipée. Il peut par exemple s'agir d'une impression par sérigraphie.

Le phénomène observé est le suivant : le flux lumineux atteignant le film de surface (appelé rayon incident) est en partie réfracté lors de son passage dans le film de surface. La partie du flux lumineux réfractée atteint ensuite la face du film en contact avec la pièce équipée (c'est-à-dire la face ayant subi une impression) et va être réfléchie par la couche imprimée. Le flux lumineux traverse alors le film de surface en direction de la face opposée à la pièce (c'est-à-dire la face d'entrée). Le flux lumineux quitte alors le film de surface (on parle de rayon émergent) en subissant une deuxième réfraction. Les angles de réfraction et de réflexion des rayons lumineux sont différents en fonction de la zone du relief en interaction avec les rayons lumineux. Le positionnement des reliefs les uns par rapport aux autres de part et d'autre du film permettent d'obtenir un effet visuel optimal.

Cette solution présente un inconvénient majeur. En effet, si la pièce équipée est une pièce transparente, alors le film de surface ne permet pas de conserver cette transparence de la pièce à cause de l'impression réalisée sur une des faces du film de surface. En d'autres termes, la technique mise en place pour obtenir un effet visuel de qualité altère l'aspect initial de la pièce équipée.

De plus, l'impression nécessite une étape de reprise du film de surface après fabrication ce qui nécessite du temps et engendre des coûts non négligeables du fait des techniques d'impression à mettre en place, par exemple en ne déposant des points d'encre qu'à des endroits stratégiques pour l'obtention d'un effet optique optimal.

Il pourrait alors être envisageable de ne pas réaliser d'impression sur le film de surface et de fixer directement ce dernier sur une pièce.

Cependant, cette solution présente également un inconvénient majeur. Les pièces automobiles en matière plastique transparente sont réalisées dans un matériau identique à celui du film de surface. Dès lors, le flux lumineux atteignant la face du film de surface en contact avec la pièce équipée continue sa course dans la pièce équipée dans une direction identique à la direction de propagation du flux lumineux dans le film de surface. Cela a pour conséquence de dégrader fortement l'effet de profondeur recherché voire même de l'annuler car les rayons lumineux ne subissent plus de réfraction lors de leur passage du film de surface dans la pièce équipée.

Dans le cas d'une pièce en matière plastique opaque, le flux lumineux est absorbé par la pièce ce qui conduit également à la dégradation, voire à l'annulation de l'effet de profondeur recherché.

En d'autres termes, le relief présent sur la face du film de surface en contact avec la pièce équipée n'a plus d'impact sur la trajectoire des rayons lumineux et par conséquent sur l'effet visuel obtenu.

Un but de l'invention est donc de proposer une pièce de véhicule automobile comprenant un film de surface à effet en trois dimensions permettant à la fois de conserver un effet optique optimal tout en conservant l'aspect transparent de la pièce équipée.

L'invention a pour objet une pièce de véhicule automobile réalisée en matière plastique caractérisée en ce qu'elle comprend :

- un corps principal au moins partiellement transparent ou semi-opaque,

- un film de surface transparent comprenant deux faces opposées l'une à l'autre avec au moins un relief réalisé sur chacune des deux faces, et

- une couche adhésive transparente disposée entre le corps principal et le film de surface,

le corps principal, le film de surface et la couche adhésive étant réalisés dans des matériaux aptes à réfracter les rayons lumineux au moins deux fois, une première fois lorsque les rayons lumineux atteignent l'une des faces du film de surface et une seconde fois lorsque les rayons lumineux atteignent l'autre face du film de surface.

Ainsi, on obtient une pièce conservant un effet optique optimal grâce à au moins deux réfractions lorsque le flux lumineux traverse le film de surface de part en part tout en évitant une impression de la face du film de surface en contact avec le corps principal, ce qui permet de conserver la transparence de la pièce. Cette absence de reprise pour impression permet également de gagner du temps et de faire une économie lors de la fabrication des pièces, élément non négligeable dans le cas de pièces devant être fabriquées en respectant une cadence industrielle.

Optionnellement, la pièce de véhicule automobile peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

- le corps principal est réalisé dans un matériau ayant un indice de réfraction différent de celui du film de surface ;

- la couche adhésive a un indice de réfraction différent de celui du corps principal ;

- la couche adhésive a un indice de réfraction différent de celui du film de surface ;

- la couche adhésive comprend un adhésif en acrylique ;

- le relief comprend des bosselages ; et

- le corps principal (4) est réalisé en polyméthacrylate de méthyle, en polyamide, en polycarbonate, en polyuréthane, en polypropylène, en cyclo-oléfines copolymères ou en cyclo-oléfines-polymères.

On prévoit également selon l'invention un véhicule automobile comprenant une pièce selon l'invention.

Nous allons maintenant présenter plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et à l'appui des figures annexées sur lesquelles :

- les figures 1 A et 1 B sont respectivement des vues schématiques partielles en coupe et de face d'une pièce de véhicule automobile selon l'invention ;

- la figure 1 C est un agrandissement d'une zone de la pièce des figures 1 A et 1 B ;

- les figures 2A et 2B sont respectivement des vues schématiques partielles en coupe et de face d'une variante de réalisation de l'invention ; et

- la figure 2C est un agrandissement d'une zone de la pièce des figures 2A et 2B ; Les figures 1 A à 2C représentent une pièce 2 de véhicule automobile, par exemple une pièce de carrosserie, réalisée en matière plastique et comprenant un corps principal 4 transparent (il peut également être partiellement transparent et partiellement opaque), un film de surface 6 transparent fixé au corps principal 4 et comprenant deux faces opposées l'une à l'autre avec au moins un relief 8 réalisé sur chacune des deux faces et une couche adhésive transparente disposée entre le corps principal et le film de surface. Le corps principal 4, le film de surface 6 et la couche adhésive 14 sont réalisés dans des matériaux aptes à réfracter les rayons lumineux au moins deux fois, une première fois lorsque les rayons lumineux atteignent l'une des faces du film de surface et une seconde fois lorsque les rayons lumineux atteignent l'autre face du film de surface. La lumière dont le trajet sera décrit par la suite est une lumière visible ayant une longueur d'onde comprise entre environ 400 et 800 nm.

On entend par transparence le fait qu'une fraction du flux lumineux est apte à traverser la pièce 2. Il s'agit par conséquent de la transmittance de la lumière visible (rapport caractérisant la transmission de la lumière dans la pièce 2).

Le film de surface 6 est un film tel que décrit plus haut. Il comprend une ou plusieurs couches de matière plastique. Les matériaux utilisés sont par exemple les polyamides, les polycarbonates ou encore le polyuréthane. Par exemple, le polyuréthane est utilisé comme couche interne et les couches externes formant les faces externes sont constituées de polyamide. Les polyamides ont un indice de réfraction compris entre 1 ,53 et 1 ,59. Les polycarbonates ont un indice de réfraction compris entre 1 ,56 et 1 ,64. Le polyuréthane a un indice de réfraction compris entre 1 ,50 et 1 ,67. La valeur de l'indice de réfraction dépend cependant de certains paramètres comme par exemple la densité du matériau traversé par la lumière. Quand le film de surface 6 est réalisé en plusieurs couches de matériaux, la ou les couches de surface portant le ou les reliefs sont d'une épaisseur d'au moins 150 micromètres pour un film de surface 6 d'une épaisseur comprise entre 0,2 et 0,8 millimètres. En tout état de cause, le film de surface 6 est connu de l'homme du métier, décrit par exemple dans le brevet cité en préambule de la demande.

Le film de surface 6 comprend au moins un relief 8, par exemple ici trois reliefs en forme de cercles concentriques. Ces motifs permettent l'obtention d'un effet de profondeur que l'on nommera par la suite effet optique en trois dimensions (effet lenticulaire). Ces motifs peuvent être réalisés par exemple par estampage (ou gaufrage) après extrusion du film. Ce relief est visible sur les figures 1 A, 1 C, 2A et 2C. Les reliefs 8 sont réalisés dans l'exemple illustré sur les deux faces du film de surface 8, la face 10 opposée au corps principal 4 et la face 12 en contact avec le corps principal 4. Le nombre de reliefs 8 peut bien évidemment varier.

Le corps principal 4 de la pièce 2 peut avoir des dimensions équivalentes aux pièces de véhicule standard, par exemple celles d'un pare-chocs si la pièce 2 est un pare- chocs. Le matériau utilisé pour la réalisation du corps principal 4 permet une bonne diffusion de la lumière. Il peut par exemple être réalisé de préférence en polycarbonate (PC), en polyamide (PA), en polyméthacrylate de méthyle (ou PMMA), ou encore en polyuréthane (PU) ou en polypropylène (PP) ou bien à base de polyoléfine amorphe tels que les cyclo-oléfines-copolymères (COC) et cyclo-oléfines-polymères (COP). Il est donc réalisé dans un matériau plastique transparent qui peut être identique ou différent de celui du film de surface 6. Le film de surface 6 peut par exemple être disposé sur une surface pleine afin de simuler la présence d'une grille.

Afin de fixer le film de surface 6 au corps principal 4, une couche de matière adhésive 14 est ajoutée entre les deux. Cette couche adhésive 14 permet non seulement la fixation du film de surface 6 au corps principal 4 mais il contribue également à la conservation d'un effet optique optimal. En effet, elle est réalisée dans un matériau ayant un indice de réfraction différent de celui du film de surface 6. La couche adhésive peut par exemple être réalisée en adhésif acrylique, matériau présentant un indice de réfraction égal à 1 ,49. Une telle couche adhésive 14 est disponible dans le commerce. En plus de la différence d'indice de réfraction, la couche adhésive est transparente. Cela permet d'obtenir une pièce 2 transparente avec un effet optique optimal.

Plus précisément, et comme cela est illustré sur la figure 1 C, une partie du rayon incident 16, atteignant dans cet exemple le film de surface 6 avec un angle d'environ 45° par rapport à la surface de de ce dernier, est réfractée une première fois lorsqu'il passe de l'air au film de surface 6. Une partie du rayon réfracté 18 atteignant la face 12 du film de surface 6 est réfractée une seconde fois au moment de son passage dans la couche adhésive 14. Le rayon résultant 20 continue sa course puis passe de la couche adhésive 14 au corps principal 4 en subissant une troisième réfraction, comme c'est le cas sur la figure 1 C (représenté par la flèche 22), en fonction de la différence d'indice de réfraction entre le matériau composant la couche adhésive 14 et le matériau du corps principal 4.

Cette trajectoire des rayons lumineux permet d'obtenir un effet lenticulaire optimal comme cela est représenté sur la figure 1 B. En d'autres termes, les reliefs 8 présents sur la face 12 jouent un rôle dans la réfraction des rayons lumineux, ce qui permet d'obtenir un effet optique optimal avec une pièce transparente.

Les figures 2A à 2C illustrent une pièce 2 dans une autre configuration, c'est-à-dire dans le cas de figure où des rayons lumineux atteignent en premier lieu le corps principal 4 (atteignant dans cet exemple le corps principal 4 avec un angle d'environ 80 ° par rapport à la surface de de ce dernier). Il s'agit donc d'un cas de figure dans lequel le film de surface 6 va être disposée sur la face interne d'une pièce, par exemple la face non exposée d'un panneau de décoration partiellement transparent pour simuler l'effet d'une grille.

Les rayons lumineux traversent la couche adhésive 14 en subissant une réfraction lors du passage entre le corps principal 4 et la couche adhésive (toujours en fonction de la différence entre les indices de réfraction des matériaux composant la couche adhésive 14 et le matériau du corps principal 4) puis ils sont réfractés une lors de leur passage de la couche adhésive 14 au film de surface 6 puis une nouvelle fois lors de son passage du film de surface 6 à l'air. La réfraction des rayons lumineux est représentée par les flèches 30, 32, 34 et 36.

Cette trajectoire des rayons lumineux permet d'obtenir un effet optique en trois dimensions optimal comme cela est représenté sur la figure 2B.

Ce cas de figure illustre l'importance de la transparence de la pièce 2. En effet, une disposition dans laquelle la lumière traverse d'abord le corps principal puis le film de surface n'est pas envisageable avec la solution d'incorporation selon l'art antérieur car l'impression réalisée sur la face aurait réfléchi la lumière, l'empêchant de traverser le film de surface.

L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier.

Il est notamment possible d'envisager de protéger le film de surface lorsque ce dernier est exposé et peut être détérioré à cause des aléas climatiques (pluie, exposition prolongé au soleil, grêle, ...). Une telle protection peut être réalisée par l'ajout d'une couche de matière au-dessus du film de surface, par exemple une couche de matière plastique transparente ou une couche adhésive. Cette couche supplémentaire transparente permet de protéger le film de surface sans pour autant dégrader les propriétés optiques de la pièce.

Nomenclature

: pièce de véhicule automobile

: corps principal

: film de surface

: relief

: face opposée au corps principal

: face en contact avec le corps principal

: couche adhésive

: rayon incident

: rayon réfracté

: rayon traversant l'adhésif

: rayon traversant le corps principal

, 32, 34, 36 : rayons lumineux dans la variante de réalisation de l'invention