Brevet FR2195522A1 — publié le 19740308

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour la confection d'une matrice élastique modelée sur une dalle de pierre naturelle, par exemple en travertin, travaillée, taillée et de préférence meulée, comportant éventuelement dez cavités en contre-dépouille, matrice qui sert pour le moulage d'imitations de la dalle naturelle en béton. Pour la simulation de pierres naturelles telle que le travertin, sous la forme de pierres artificielles qui sont ordinairement formées de béton, on utilise, comme on le sait, des matrices élastiques qui sont prises directement sur la pierre naturelle en raison du profil à cavités en contre-dépouille que présentent ces pierres naturelles et pour l'obtention d'une image fidèle de la contexture. les procédés connus pour la confection de ces matrices, prises directement sur la pierre naturelle, utilisent exclusivement des matières premières élastiques, durcissables à la température ambiante normale et susceptibles d'être façonnées à froid, matière qui sont coulées ou appliquées au pinceau sur la surface d'une dalle naturelle appropriée (brevet allemand n 1 189 000). A la suite du processus de solidification, les matrices confectionnées de cette manière sont détachées de la dalle naturelle et elles reproduisent fidèlement la contexture de la pierre naturelle en question, constituant un moule négatif pour la fabrication d'imitations correspondantes sous la forme de dalles artificielles. Tous les procédés de medelage exécutés à la température ambiante normale ont pour inconvénient @es frais ipvés de maind'oeuvre qui accompagnent la confection de ces @atrices. Un autre inconvénient tient au processus OÙ-? olidification qui se déroule très lentement dans la plupart des c:.a0 en particulier en cas d'utilisation de dispersions de caoutchoue très élastique. A cela s'ajoute que les matières élastiques susceptibles autre façonnées à froid sont nettement plus coûtouses que des matières premières élastiques comparables susceptibles d'être façonnées à chaud. Il s'est avére d'autre part qu'il n'est pa::- poE...ble de donner une forme parfaitement régulière au coté arrière des matrices, lequel présente donc des inégalités qui se reportent sur sur la dalle artificielle moulée ultéreurement. Enfin, un inconvénient majeur de l'utilisation de matières élastiques susceptibles d'être façonnées à froid consiste en ce qu'on ne peut pas obtenir avec ce matériau la résistance nécessaire à la déchirure. Or, une résistance élevée de la matrice à la déchirure est la condition préalable essentielle pour un moulage économique répété d'imitations de dalles correspondantes. En effet, en raison du profil des pierres naturelles en q-lestion, profil qui présente parfois des angles importants de contre-déDouille, des parties du profil de la matrice se déchirent déjà au moment de la séparation d'avec la pierre naturelle et restent dans les cavités de la dalle naturelle. Le même processus se répète au moulage de dalles artificielles, si bien que la contexture de la matrice est détruite au bout d'une période assez brève.L'insuffisance de résistance à la déchirure des matériaux susceptibles d'être façonnés à froid a une autre conséquence : au moment du démoulage, les matrices se déchirent aux bords et, pour cette raison, elles ne se prêtent pas à une fabrication rationnelle et automatisée d'imitations de pierres naturelles. les inconvénients exposés ci-dessus sont également inhérents au procédé connu d'après la publication "Modem Plastics", vol. 39 nO 4, décembre 1961,pop 109 et 110. Il s'agit là de la réalisation de matrices métalliques pour la fabrication d'objets de matière synthétique ayant une structure superficielle qui imite fidèlement la nature, par exemple la contexture du bois ou d'autres surfaces naturelles. A cette fin, on commence par prendre un négatif de la surface à imiter en coulant un mélange de caoutchouc-polysulfure qui durcit en l'espace de 24 h à la température normale. A partir de ce négatif, on confectionne ensuite un positif avec le même matériau.Enfin, on réalise par voie galvanique, à partir de ce positif, un négatif de métal qui constitue le moule-outil défénitif ou matrice pour les objets de matière synthétique que l'on veut fabriquer avec une contexture superficielle imitant la nature. Ce procédé connu ne convient pas pour la fabrication d'imitations de pierre naturelle, avant tout pour la raison suivante : la confection des matrices de métal par voie galvanique se heurte déjà au fait qu'il n'est pas possible d'obtenir un dépôt de métal suffisant dans les cavités, et notamment dans les cavités en contre-dépouille du positif de caoutchouc métallisé.Même si ce problème pouvait être résolu, il serait certes possible de détacher le négatif métallique du positif de caoutchouc grâce à l'élasticité de ce dernier, mais il est évident que les contre-dépouilles s'opposeraient à la séparation des dalles artificielles à fabriquer de ce négatif de métal. L'utilisation du premier négatif de caoutchouc, qui ne constitue qu'un stade intermédiaire dans ce procédé connu, pour la moulage de dalles artificielles offre les mêmes inconvénients qui ont déjà été exposés précédemment sous forme générale à propos du procédé basé sur l'utilisation de matières élastiques susceptibles d'être façonnées à froid. On a également essayé d'améliorer la résistance à la déchirure de matières élastiques susceptibles d'être façonnées à froid en les armant avec des garnitures de tissu ou avec d'autres matériaux non extensibles. Mais l'amélioration ainsi obtenue de la résistance à la déchirure ne se manifeste que du côté plat de la matrice, et non dans la région où la résistance à la déchirure doit être augmentée, c'est-à-dire dans la région de la contexture. Abstraction faite de cela, une armature réduit l'élasticité du matériau et, de ce fait, élimine précisément la propriété qui est la plus importante. Les inconvénients précités pourraient en soi être éliminés presque complètement avec des matières vulcanisables à chaud. En particulier, la matière première est beaucoup moins coûteuse et elle pourrait être façonnée à la machine, en un temps beaucoup plus court et avec moins de frais de main-d'oeuvre, sous forme d'une matrice dotée d'une résistance élevée à la déchirure et d'une bonne élasticité. En se basant sur ces propriétés supérieures, on a essayé de modeler des matrices sur de la pierre naturelle en utilisant une matière première vulcanisable à chaud. A cet effet, on a placé en tant que matière première une plaque de caoutchouc non vulcanisé sur la dalle naturelle, puis on l'a vulcanisée dans une presse chauffante avec application de pression et de chaleur, procédé qui est couramment utilisé pour le façonnage du caout couc, par exemple dans la fabrication des pneumatiques. Mais la transposition du procédé de fabrication usuel dans la tec nique du caoutchouc se heurte au fait que les produits de vulcanisation à chaud ne peuvent être moulés qu'à la chaleur et sous pression et, en conséquence, les seuls moules qui conviennent doivent être en metal, par exemple en acier ou en aluminium.Une pierre naturelle ne possède pas les caractéristiques nécessaires pour une vulcanisation à chaud. Il s'est révélé qu'il apparat, dès le début du chauffage d'une dalle, des efforts de tension thermique qui donnent lieu à des fissurations et, en conséquence, à la destruction de la dalle. La pression qui doit entre en outre appliquée pendant le processus de vulcanisation produit le plus souvent une rupture de la dalle dès le moulage de la première matrice. Etant donné quil n'est donc manifestement pas possible de modeler directement des matrices vulcanisées à chaud sur la pierre naturelle, on a essayé de fabriquer, à partir de la pierre naturelle non résistante à la pression et à la chaleur qui sert de moule positif et par l'intermédiaire d'un moule négatif, un nouveau moule positif qui est la réplique de la pierre naturelle, mais en une matière résistant à la pression et à la chaleur. Mais cela se heurte au fait qu'il n'est pas possible de former un moule intermédiaire (négatif) avec lequel on pourrait obtenir, par exemple par le procédé de coulé d'un métal, une réplique de la pierre naturelle en question. Aucun des matériaux envisageables pour un moule intermédiaire approprié n'est extensible à la suite de la solidification, de sorte qu'une séparation entre moule (pierre naturelle) et préforme est déjà exclue à ce stade. Toutes ces considérations aboutissent au fait qu'au total, en tant que moule intermédiaire pour la formation d'une réplique, seule une matrice de matière élastique peut être obtenue directement à partir de la dalle naturelle ou est disponible. L'invention a pour but de fournir . procédé d type défini dans le préambule ainsi qu'un dispositif pour sa réalisa tion, permettant de fabriquer de manière rationnelle des matrices ayant un aspect pratiquement naturel à partir d'une matière très élastique et résistante à la déchirure. D'après l'invention, ce but est atteint avec le procédé ici proposé par le fait que la dalle naturelle est fixée de manière à résister à la pression et à la chaleur par un cadre, puis une matière très élastique et moulable à chaud est appliquée sur la face texturée de la dalle naturelle et elle est façonnée et vulcanisée ou polymérisée sous pression et chaleur pour constituer la matrice définitive. L'application de ce procédé élimine la difficulté fondamentale qui tient à la fragilité de la pierre naturelle à l'égard de la pression et de la chaleur et qui interdisait jusqu'ici de faire appel, pour la fabrication de matrices, à des produits de vulcanisation à chaud qui sont en soi beaucoup plus avantageux au point de vue des propriétés des matériaux. Certes, on n'évite pas avec ce procédé que lapierre naturelle se brise au moulage, mais on évite que les fentes qui se forment laissent des empreintes sur la matrice. En effet, il s'est révélé de façon tout à fait surprenante que les forces de pré-tension qui agissent de tous côtés dans la direction du plan de la dalle ne donnent pas lieu à un arrachement des bords de rupture, mais au contraire I'empêchent justement, car elles rendent impossible tout mouvement relatif et déplacement entre les différents fragments de la dalle. Dans ces conditions, il est même possible de meuler la dalle naturelle à la suite du moulage d'un certain nombre de matrices et de faire ainsi apparaitre une nouvelle contexture. les matrices fabriquées d'après ce procédé l'emportent, par toutes leurs caractéristiques, sur les matrices confectionnées à partir de matières vulcanisables ou polymérissables à froid. Outre les avantages déjà mentionnés au début, il convient de souligner le temps de fabrication qui est réduit presque au centième et l'uniformité des matrices finies. En outre, en raison des propriétés supérieures du matériau dont elles sont faites, les matrices fabriquées selon le procédé de l'invention ont une longévité beaucoup plus grande et, par suite, sont plus économiques à l'utilisation pour la fabrication d'imitations de pierre naturelle.A titre d'exemple, on peut indiquer qu'il n'était possible de mouler que jusqu'à une dizaine d'imitations de pierre naturelle, c'est-à-dire de pierres artificielles, avec les matrices usuelles, fabriquées par vulcanisation à froid, par exemple à partir.de caoutchouc silicone. Par contre, il est possible de mouler jusqu a mille pierres artificielles avec une matrice vulcanisée à chaud. Selon un mode de réalisation préféré du procédé de l'invention, la dalle naturelle est mise sous tension par ses petits côtés dans un cadre de moulage qui peut être resserré mécaniquement. Mais il est également possible, selon un autre mode de réalisation du procédé, que la dalle naturelle soit enfoncée en-position d'ajustement pressé dans un cadre de moulage. Une autre possibilité consiste à placer à chaud un cadre de serrage sur les petits côtés de la dalle naturelle. On peut encore parvenir au même résultat en coulant autour des petits côtés de la dalle-naturelleune matière ayant un taux de retirait élevé. Le but visé par l'invention peut etre également atteint par une forme de réalisation du procédé d'après laquelle on applique, au moins sur la face inférieure de la dalle naturelle, une couche de matière résistant à la pression et à la chaleur, en remplissant les cavités naturelles de la dalle et/ou les cavités qui ont été ajoutées artificiellement. Un développement du procédé de l'invention est basé sur les considérations suivantes. La fabrication de matrices de haute qualité, dans lesquelles les reliefs ou boutons ne se déchirent pas, exige, outre l'utilisation d'un élastomère façonnable à chaud, des dalles naturelles qui présentent une contexture très marquée, car les nuances colorées qui animent la pierre naturelle et lui donnent son caractère ne peuvent pas être transférées sur une imitation en pierre artificielle. Mais étant donné qu'on ne peut se pro curer que difficilement des dalles ayant une contexture appropriée et que celles-ci ne peuvent pas etre utilisées pendant une période illimitée en tant que moule, il est souhaitable de conserver ces contextures. Le mieux pour cela est de confectionner une réplique.La dalle naturelle (avec sa contexture attrayante ) peut être par exemple remplacée par une réplique en pierre artificielle ; or celle-ci ne permet pas non plus un moulage de matrices sans difficultés, en raison de la grande similitude de la pierre artificielle (béton) et de la pierre naturelle (travertin) en ce qui concerne la structure, la dilatation thermique, la conduction de chaleur et la résistance à la traction par flexion, si bien que le risque de rupture est éliminé, dans le cas également d'une dalle artificielle, par la proposition de mettre la dalle sous tension. D'après cela, un développement particulièrement pertinent du procédé de l'invention consiste à utiliser, à la place de la dalle naturelle, une réplique de celle ci en pierre artificielle.C'est ainsi qu'il est possible de garder en réserve une dalle artificielle et, lorsqu'une dalle naturelle dont la contexture est particulièrement satisfaisante devient inutilisable, de mouler la même contexture à partir d'une réplique. Dans ces conditions, la pierre artificielle qui sert de réplique peut même être armée le cas échéant. Le cadre de moulage pour l'exécution du procédé de l'invention se caractérise, selon un mode de réalisation préféré, par le fait que ce cadre, qui entoure de tous côtés la dalle, est formé de profilés en U qui sont fixés les uns aux autres et à un fond, dont la hauteur est approximativement égale à l'épais- seur de la dalle et qui sont équipés de vis de serrage au moins sur deux côtés perpendiculaires l'un à l'autre. Selon un mode de réalisation pertinent de ce cadre de moulage, une compensation de légères inégalités éventuellement présentes sur la face inférieure de la dalle est possible par le fait qu'il est intercalé, entre le fond et la face inférieure de la dalle, une couche d'une matière telle que l'amiante, résistant à la chaleur et déformable dans une légère mesure. On parvient à une distribution plus uniforme des efforts de compression dans la dalle et on évite un éventuel endommagement des faces latérales de celle-ci par les vis de serrage si, selon un autre mode de réalisation avantageux du cadre de moulage, des bandes de métal sont interposées entre les faces latérales de la dalle et les vis de serrage. Le cadre de moulage qui rend possible l'exécution du procédé de l'invention est illustré schématiquement par les dessins annexés, à propos de formes de réalisation representées à titre d'exemple. La fig. 1 est une vue en plan du cadre de moulage avec une dalle naturelle en position serrée. La fig. 2 est une coupe du cadre de moulage représenté sur la fig. 1, dans le plan passant par la ligne II-II. La fig. 3 est une coupe d'une dalle naturelle avec une couche de base qui assure sa fixation de manière à résister à la pression et à la chaleur, ainsi que d'une matrice qui est partiellement démoulée. Le cadre de moulage 1 représenté sur la fig. 1 se compose de profilés 2 en cornière ou en U qui sont assemblés en un rectangle et dont la hauteur est approximativement égale à l'épaisseur de la dalle 8 qu'ils contiennent. Les profilés 2 en U, de préférence en métal, sont soudés à un fond 4 le long de leurs bords inférieurs et externes. Des vis de tension 6 sont montées à intervalles appropriés le long de deux côtés, perpendiculaires l'une à l'autre, du cadre de moulage rectangulaire. Pous éviter d'éventuels endommagements des faces latérales de la dalle 8, ces vis ne portent pas directement contre ces faces, mais par l'intermédiaire de bandes métalliques 7 qui répartissent uniformément les efforts de compression. Des poignées 14 sont fixées extérieurement au cadre 1. Sur la coupe du cadre de moulage de la fig. 1, représentée sur la fig. 2, on peut voir que les vis de serrage 6 prennent appui sur des écrous 5 soudés à l'intérieur des profilés 2 en U. L'intervalle 3 entre le cadre de moulage et la dalle 8 permet de compenser les écarts dimentionnels entre différentes dalles, si bien qu'il n'y a pas besoin de prescrire des tolérances particu lièrement étroites pour celles-ci. La fig. 3 est une coupe d'une dalle naturelle 15 sur laquelle est appliquée une couche de base 17 en une matière résistant à la pression et à la chaleur qui pénètre dans les cavités naturelles de la dalle 15 et remplit ainsi la même fonction que le cadre de moulage représenté sur les fig. 1 et 2. Par ailleurs, on peut voir sur la fig. 3 une matrice 18 qui est partiellement démoulée de la dalle. il est judicieux de choisir, pour le cadre de moulage, pour la dalle naturelle ou pour une réplique de celle-ci, le format le plus grand possible en fonction des dimensions de la presse chauffante, car on peut ainsi fabriquer sans modification ntim- porte quel format plus petit de-matrice. Pour délimiter le format voulu dans chaque cas, lequel est le plus souvenormalisé, il suffit de préparer des tôles de recouvrement de différentes tailles et de fixer un cadre au format voulu sur une face de ces tôles. Dans ces conditions, la hauteur de ce cadre définit en même temps la section voulue de la matrice et, en outre, elle garantit une section uniforme du matériau. La fabrication d'une matrice s'effectue essentiellement de la manière suivante. Sur une dalle naturelle du genre indiqué ou sur une réplique de celle-ci, protégée contre la rupture et, de préférence, déjà pré-chauffée, on pose une plaque d'une matière moulable à chaud qui est à l'état solide et qui a été découpée à la dimension voulue. Puis la tôle de recouvrement avec son cadre est posée sur la plaque et l'ensemble est introduit dans une presse chauffante qui est portée à la température de traitement voulue. La matière de la matrice est alors moulée sous pression et vulcanisée ou polymérisée sous l'effet de la chaleur qui agit en même temps. Selon le type de la matière, la température peut s'élever jusqu'à 1600C environ. le temps de moulage ou de vutca- nisation est de 10 à 20 mn environ. A la suite du processus de vulcanisation ou de polymérisation, la presse chauffante est- re- froidie, le moule avec la matrice est extrait, la tôle de recouvrement et la matrice finie, encore chaude, sont retirées. la même opération peut être répétée immédiatement. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la confection dtune matrice élastique modelée sur une dalle de pierre naturelle, par exemple en travertin, travaillée, taillée et de préférence meulée, comportant éventuellement des cavités en contre-dépouille, matrice qui sert pour le moulage d'imitations en béton de la dalle naturelle, caractérisé en ce-que la dalle naturelle est fixée par un cadre de manière à résister à la pression et à la chaleur, puis une matière très élastique et moulable à chaud est appliquée sur la face contexturée de la dalle naturelle et elle est façonnée et vulcanisée ou polymérisée sous pression et chaleur pour constituer la matrice définitive. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dalle naturelle est mise sous tension au niveau de ses petits côtés dans un cadre de moulage qui peut Autre resserré mécaniquement. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dalle naturelle est enfoncée en position d'ajustement préssé dans un cadre de moulage. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu un cadre de serrage est placé à chaud sur les petits cotés de la dalle naturelle. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'unie matière ayant un taux de retrait élevé est coulée autour des petits côtés de la dalle naturelle. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on applique, au moins sur la face inférieure de la dalle naturelle, une couche de matière résistant à la pression et à la chaleur, en remplissant les cavités naturelles de la dalle et/ ou les cavités qui ont été ajoutées artificiellement. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications l à 6, caractérisé en ce qu'on utilise, à la place de la dalle naturelle, une réplique de celle-ci en pierre artificielle. 8. Cadre de moulage pour l'exécution du procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ce cadre (1), qui entoure de tous côtés la dalle (8), est formé de profilés en U (2) qui sont fixés les uns aux autres et à un fond (4), dont la hauteur est approximativement égale à l'épaisseur de la dalle (8) et qui sont équipés de vis de serrage (6) au moins sur deux côtés perpendiculaires l'un à l'autre. 9. Cadre de moulage selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'une couche d'une matière telle que l'amiante, résistant à la chaleur et déformable dans une légère mesure, est intercalée entre le rond (4) et la face inférieure de la dalle (8). 10. Cadre de moulage selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que des bandes de métal (7) sont interposées entre les faces latérales de la dalle (8) et les vis de serrage (6).