Brevet FR2223326A1 — publié le 19741025

La présente invention concerne des perfectionnements relatifs à la fabrication de plaques de marbre reconstitué et, plus spécialement, de plaques de ce genre comportant une couche de recto composée de morceaux de marbre agglomérés au moyen d'un liant convenable et une couche de verso constituée par une composition de résine rigidifiée à charge minérale. On a utilisé le marbre depuis de nombreuses années pour confectionner des revêtements et des sols pour le bâtiment qui offrent un aspect agréable et une constitution durable; mais comme il s'agit d'un matériau non renouvelable, les réserves de marbre convenant à un tel usage sont en diminution. En outre, ltextraction et le travail du marbre donnent lieu à une déperdition et à une dégradation considérables de ce matériau. On'utilise depuis longtemps du marbre de rebuts tel que par exemple des fragments, des morceaux de dimensions ou de formes inhabituelles ou de la poussière produite par le sciage du marbre, ces éléments étant réunis au moyen d'un liant convenable, pour confectionner des plaques de marbre reconstitué dont l'aspect rappelle plus ou moins étroitement celui du marbre naturel. On connait de nombreuses façons de confectionner de tels marbres reconstitués, qui varient en partie selon la taille et la forme des morceaux de marbre utilisés, la nature du liant et l'aspect désiré pour le produit final. Dans une technique connue de ce genre, on réalise des plaques de marbre reconstitué d'aspect agréable et de structure durable à partir d'un liant à résine synthétique comprenant une composition de résine polyester thermodurcissable, et de fragments de marbre dont la taille varie entre celle de grains de sciage et celle de blocs dont la plus grande dimension se rapproche de celle des plaques à réaliser. Il est connu de fabriquer de telles plaques sous la forme d'une strate dans laquelle on peut découper des plaques aux dimensions désirées, éventuellement avant traitement de durcissement complet de la composition de résine polyester. On place des morceaux de marbre convenables soit sur des cadres métalliques mobiles, soit sur une bande métallique mobile (éventuellement avec une couche de revêtement de dégagement), sur lesquels on applique un mélange liant composé d'une résine polyester thermodurcissable et de marbre sous forme de petits fragments et de poudre, de sorte que le liant pénètre entre les morceaux de marbre mis en place et forme sur ceux-ci un revStement de l'épaisseur désirée.Après passage sur la bande métallique à travers un four où a lieu la polymérisation de la résine, le panneau est scié en plaques de la taille désirée qui subissent alors un traitement thermique complémentaire pour rigidifier la résine. Les plaques ainsi préparées présentent fréquemment une surface non uniforme due au fait que le liant résinoide se répand sur les morceaux de marbre. Pour pallier ce défaut, on soumet habituellement les plaques à un traitement de finition dans lequel une couche externe de la plaque est ôtée par abrasion, la surface résultante subissant alors un polissage.L'abrasion a aussi pour effet de réduire l'épaisseur et le poids de la plaque de marbre reconstitué, mais c'est là un procédé qui conduit à un gaspillage, les morceaux de marbre, matériau relativement coûteux, étant convertis en une poussière de marbre de vil prix contaminée par de la résine pulvérisée. Selon une variante de cette technique, le liant à résine synthétique est remplacé par un liant cimentaire à prise hydraulique, mais les plaques de marbre reconstitué ainsi réalisées sont esthétiquement moins plaisantes que celles qui comportent un liant résinolde. Selon une autre technique connue de fabrication de telles plaques de marbre reconstitué, on place des morceaux et des blocs de marbre dans un récipient et on remplit les interstices d'une composition de résine polyester. On relie alors le récipient à une pompe à vide pour éliminer les bulles d'air, puis on effectue la polymérisation de la composition de résine. On retire du récipient la masse solide de marbre reconstitué ainsi obtenue et on la découpe en plaques aux dimensions désirées qui sont soumises éventuellement à des opérations de finition convenables. Selon des variantes de ces techniques connues, on réalise une surface capable de former des liaisons de bonne adhérence avec le substrat désiré sur la face arrière de la plaque de marbre reconstitué. Cette couche de verso, apte à former des liaisons bien adhérentes, est constituée communément par une composition comprenant de petits cailloux et/ou du sable dans un liant convenable et est élaborée à tout stade convenable du processus de fabrication des plaques. Ainsi, par exemple, quand les plaques sont réalisées par tranchage d'un bloc de marbre reconstitué, on applique la couche de verso après sciage dudit bloc en plaques, tandis que lorsque les plaques ont été fabriquées sous forme de strates, on peut réaliser la couche de verso en premier lieu, puis disposer sur celle-ci les morceaux de marbre, ou bien on peut confectionner les plaques et y appliquer la couche de verso. En raison de la fragilité du marbre, il est difficile et dispendieux de scier des blocs de marbre en feuilles très minces. De ce fait, les morceaux qui se forment en tant que chutes ou éclats durant les opérations d'usinage du marbre ont habituellement une épaisseur d'au moins 12 mm, qui atteint souvent 17 mm environ. En conséquence, quand on utilise de tels morceaux de marbre pour la préparation de planches de marbre reconstitué au moyen des techniques de strates décrites ci-dessus, l'épaisseur minimale de la planche reconstituée est déterminée dans une large mesure par l'épaisseur des morceaux de marbre disponibles. En général, pour des raisons d'ordre économique et physique, on utilise des morceaux d'environ 17 mm d'épaisseur pour la fabrication de planches de marbre reconstitué. D'une manière similaire, quand on prépare des plaques de marbre reconstitué par tranchage d'un bloc, les exigences de solidité pour la plaque déterminent l'épaisseur minimale de la tranche. Habituellement, les plaques de marbre reconstitué fabriquées selon les techniques connues comprennent une couche de marbre reconstitué plus épaisse qu'il est nécessaire, compte tenu des exigences d'usure pour les plaques reconstituées. La durabilité des plaques de marbre reconstitué est très grande lorsque la surface d'usure est constituée essentiellement de morceaux de marbre de quelque 17 mm d'épaisseur. Une telle durabilité est généralement excessive pour les applications normales de ce matériau et intérêt économique serait évidemment accru si l'épaisseur des morceaux de marbre pouvait 8tre sensiblement réduite. Une telle amélioration conduit , par exemple, une réduction des coûts en marbre et (quand l'épaisseur finale d'une planche utilisant du marbre de 17 mm d'épaisseur est la même que celle préparée à partir de marbre plus mince) une économie en poids, conduisant à une réduction des coûts de transport et éventuellement d'installation. En outre, pour des plaques d'égale épaisseur, la résistance de la plaque augmente avec l'épaisseur de la couche d'agrégat de liant résinolde. Cette réduction de ltépaisseur des morceaux de marbre disposés en strate conduit, avec la même épaisseur finale de plaques, à une résistance accrue du produit fini. La Demanderesse a constaté que, par la mise en oeuvre de la présente invention, on peut fabriquer et utiliser des plaques de marbre reconstitué offrant une durabilité satisfaisante plus économiquement que jusqu a présent et que les plaques de marbre reconstitué réalisées selon l'invention offrent une résistance plus grande que les plaques connues à épaisseur égale; si l'on considère des plaques d'égale résistance, les plaques fabriquées selon l'invention sont plus minces que celles réalisées selon les procédés connus. L'invention a pour objet un procédé de fabrication de plaques de marbre reconstitué du genre comportant une couche de recto composée de morceaux de marbre agglomérés au moyen d'un liant et d'une couche de verso constituée par une composition à charge minérale de résine synthétique rigidifiée par traitement. Selon l'invention, on réalise simultanément deux plaques de ce genre par application d'une telle couche de verso sur chacune des grandes faces de ladite couche de recto, suivie d'un tranchage sensiblement médian de cette dernière, parallèlement à une grande face de celle-ci. Le liant de la couche de morceaux de marbre peut Autre constitué par tout liant adapté à cet usage. De tels liants comprennent par exemple les ciments à prise hydraulique et les compositions de résine synthétique rigidifiable par traitement; il est préférable d'utiliser un liant comprenant une composition de résine polyester synthétique thermodurcissable. Selon une forme préférée, le procédé selon l'invention est mis en oeuvre de la manière suivante On dispose des morceaux de marbre en couche sur une bande transporteuse métallique; on coule sur cette couche un liant comprenant une composition de résine polyester thermodurcissable contenant de petits fragments et de la poudre de marbre, et l'on étale avec soin la composition de résine de telle sorte qu'elle remplisse effectivement les vides séparant les morceaux de marbre. On fait passer alors la bande supportant la couche à travers un four chauffé de sorte que la composition de résine prend un état permettant le découpage par sciage en plaques à la longueur désirée. On procède alors à ce sciage. (Si le sciage est effectué au moyen d'une lame arrosée d'eau, il y a lieu de procéder ensuite à un séchage complet des plaques). Pour réaliser la couche de morceaux de marbre juxtaposé, on peut utiliser des morceaux de n'importe quélles dimensions convenables. Il est conseillé d'utiliser des morceaux d'épaisseur uniforme d'environ 15 mm à environ 20 mm dtépaisseur et, de préférence, d'environ 17 mm d'épaisseur. Les plus grandes dimensions des morceaux doivent être telles que la plaque reconstituée offre un aspect satisfaisant; il est évidemment préférable que les dimensions des morceaux ne s'opposent pas à leur arrangement en couche sans un découpage préalable. Il est préférable d'utiliser des morceaux qui ont tous une plus grande dimension d'au moins 5 cm, 95% ayant une plus grande dimension d'au moins 10 cm et 70% ayant une dimension d'au moins 25 cm.Les morceaux sont disposés sur la bande où ils forment une couche comportant peu d'espaces vides, c'est-à-dire que les morceaux sont disposés de telle sorte qu'ils se juxtaposent les uns aux autres aussi exactement que possible, la surface de la plaque finale étant ainsi presque exclusivement formée de marbre. La résine utilisée pour effectuer la liaison entre les morceaux de marbre mis en place peut être toute composition de résine polyester convenable connue dans la fabrication de plaques de marbre reconstitué. De telles compositions peuvent éventuellement inclure des colorants, des pigments, des plastifiants, des catalyseurs et autres substances connues utilisées dans une application de ce genre. Il est préférable d'utiliser des compositions de polyester thermodurcissables à charge minérale dans lesquelles la charge minérale est de la poudre de marbre, de calcaire ou de dolomite, et, encore mieux, d'utiliser de telles compositions à charge minérale comprenant une ou deux parties en poids de substances de charge pour une partie en poids de résine. la quantité de composition résinoide de liant utilisée doit être suffisante et suffisamment bien répartie pour réaliser une liaison satisfaisante entre les morceaux de marbre; on a constaté que, bien qu'il soit préférable que la composition de liant pénètre dans tous les interstices des morceaux de marbre et sty répande latéralement, il n'est pas nécessaire d'appliquer le liant en quantités telles qu'il remplisse complètement lesdits interstices. Quand'on utilise la composition préférée de résine polyester thermodurcissable selon la forme d'exécution préférée, on transporte l'ensemble des morceaux de marbre et de la composition de liant résinoide sur une bande convoyeuse à travers un four de dimensions telles et à une vitesse telle que, à la température de four choisie, le liant résinolde soit sensiblement rigidifié par ce traitement. Le degré de rigidification doit Autre tel qu'après avoir quitté le four le matériau puisse être scié d'une manière satisfaisante en plaques manipulables. On dispose les plaques ainsi constituées contigument ou avec espacement sur une autre bande transporteuse métallique semblable à la bande précitée et on leur applique une composition de résine synthétique chargée d'un agrégat minéral pour former une couche continue qui est calibrée à l'épaisseur voulue. La composition de résine synthdtique à charge d'agrégat minéral qui forme la couche de verso comprend de préférence une composition de résine polyester thermodurcissable et, encore mieux, la même résine polyester que celle utilisée éventuellement pour l'élaboration des plaques de morceaux de marbre. La charge d'agrégat minéral peut comprendre tout agrégat convenable, mais il est préférable d'utiliser un mélange de dolomite et de sable grossier. On peut aussi y ajouter au choix de petits fragments de marbre, de petits cailloux ou du gravier fin. Si on le désire, la composition de résine peut aussi comprendre des colorants, des pigments, des plastifiants, des catalyseurs et d'autres substances d'usage connu dans de telles compositions. La proportion relative de charge et de résine dans la couche de verso peut varier largement, mais il est préférable d'utiliser de 10 parties environ à 20 parties environ de charge pour 1 partie en poids de résine quand on fait usage du mélange préféré de dolomite et de sable. La couche d'agrégat résineux peut être étalée et calibrée par tout moyen adapté; il est préférable d'utiliser une trémie à obturateur pour l'application et l'étalement et des rouleaux presseurs espacés coopérant pour le calibrage. L'épaisseur de la couche peut être quelconque, mais est de préférence comprise entre 5 mm et 15 mm, sa valeur usuelle étant d'environ 12 mm. On sépare alors le matériau, formant une sorte de ruban sur la bande transporteuse et constitué de plaques de morceaux de marbre séparées et recouvertes d'une couche de verso continue, en planches dont les grandes dimensions correspondent à celles des plaques. Cette séparation peut être effectuée par tout moyen convenable, mais il est préférable-de la réaliser par transfert du matériau en ruban de la bande sur laquelle il se trouve à une bande semblable se déplaçant à une vitesse plus grande dans la mAme direction, de sorte que la seconde bande plus rapide écarte les plaques de morceaux de marbre dans la direction de déplacement de la bande et cause un étranglement et une rupture éventuelle de la couche de verso continue aux endroits correspondant aux bords des plaques.On fait alors passer les planches séparées à travers un four pour effectuer le traitement de rigidification de la résine. A leur sortie du four, on retourne les planches face pour face et on les remet en aboutement mutuel sur une autre bande métallique semblable à celle utilisée pour mettre en place les plaques de morceaux de marbre et leur appliquer une couche de verso, comme on l'a décrit ci-dessus. On applique alors sur la face externe de la plaque de morceaux de marbre et on calibre une couche de verso comprenant une composition de résine synthétique à charge minérale semblable à celle qu'on a décrit ci-dessus. On sépare alors en planches et on traite comme décrit ci-dessus le ruban de matériau ainsi formé. On oriente alors les planches traitées, offrant une structure en sandwich dans laquelle les plaques de marbre reconstitué se trouvent interposées entre des couches agrégat résineux, pour les faire reposer sur unearzete et on les scie d'une manière sensiblement médiane à travers la couche centrale de marbre reconstitué, parallèlement à une grande face; il en résulla formation simultanée de deux nouvelles plaques, chacune d'elles étant constituée d'une couche de recto de marbre reconstitué et d'une couche de verso de résine rigidifiée à charge minérale. Après formation de ces plaques par division médiane des planches formant un sandwich, on peut abraser et polir mécaniquement les surfaces de marbre reconstitué pour obtenir le produit désiré. Dans une variante de la technique précédente, on réalise les plaques de marbre reconstitué comme décrit ci-dessus et on les dispose alors sur une couche convenablement calibrée d'agrégat résineux portée par une bande transporteuse métallique. On applique sur les plaques mises en position une autre couche d'agrégat résineux et on la calibre, puis on fait passer la structure composite à travers un four où a lieu le traitement de la résine. On découpe alors la structure composite traitée en planches aux dimensions voulues, puis on oriente les planches et on les scie d'une manière médiane à travers la couche de marbre reconstitué, comme décrit ci-dessus. Il entre dans le cadre de l'invention d'utiliser dans ce nouveau procédé des plaques de morceaux de marbre obtenues par des techniques et/ou avec des compositions de liant différentes de celles décrites à propos de la forme d'exécution préférée et de sa variante. Par exemple, on peut, si on le désire, utiliser en tant que couche centrale de la planche en sandwich les plaques de marbre reconstitué obtenues par tranchage d'un bloc de marbre reconstitué, ou par agglomération de morceaux de marbre au moyen d'un ciment à prise hydraulique. En outre, il entre aussi dans le cadre de l'invention d'utiliser des cadres métalliques mobiles à la place des bandes transporteuses qui ont été décrites à titre d'exemple. Indépendamment du procédé de fabrication ou de la composition des plaques de morceaux de marbre, on désire que les plaques de marbre reconstitué possèdent une résistance à la flexion d'au moins 40 daN/cm2, ce qui correspond à une force de 90 daN déterminée conformément à la norme NF P 61 302 pour une plaque de 40 x 40 cm. Quand on prépare des plaques selon un procédé connu, cette résistance à la flexion est obtenue avec des plaques dont l'épaisseur est d'environ 18 mm; la Demanderesse a constaté que les plaques préparées selon la forme d'exécution préférée de l'invention possèdent unerésistance à la flexion de 100 daN/cm2, ce qui correspond à une force de 90 daN selon la norme précitée, pour une épaisseur de plaque d'environ 11,3 mm. Par conséquent, si l'on considère des plaques d'égale épaisseur, celles qui sont fabriquées conformément à l'invention manifestent une résistance à la flexion sensiblement plus élevée que celles qui sont réalisées selon des procédés connus. La description qui va suivre d'un exemple de mise en oeuvre du nouveau procédé fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. On dispose à la main en une mosaïque formant une couche sur une bande transporteuse métallique de 122 cm de large des morceaux de marbre ayant une épaisseur d'environ 17 mm et une taille selon une distribtion telle que la plus grande dimension du plus petit morceau est d'environ 5 cm et que 70 des morceaux ont une plus grande dimension d'au moins 25 cm. Les morceaux sont mis en place de manière à réduire le plus possible les intervalles qui les séparent. Un mélange de liant résinoide est préparé en mélangeant 1.000 parties d'une résine polyester connue sous le nom commercial de Norsodyne 213 et une partie d'un catalyseur préparé en mélangeant à poids égal du Butanox et du Trigonox X 40 avec pigment, 1.500 parties de dolomie en poudre et 1.500 parties de granulés de marbre compris entre 2 et 6 mm; immédiatement avant usage, on ajoute 3 parties d'un accélérateur à octanoate de cobalt connu sous le nom commercial de Catalyst NL 51, puis on mélange parfaitement l'ensemble. On coule et on répartit à la main le liant résinoide sur la mosaïque de morceaux, de sorte que le liant pénètre dans tous les interstices séparant les morceaux, avec un dosage tel qu'il subsiste très peu de liant sur les grandes faces des morceaux de marbre. On fait alors passer la bande métallique supportant la couche de morceaux de marbre et de liant à travers un four de 8 m de long chauffé à 60 C, à une vitesse de 40 cm/mn, de sorte que le matériau demeure quelque 20 mn dans le four où le liant résinoide se rigidifie sensiblement. On découpe alors le ruban traité de matériau au moyen d'une scie diamantée arrosée d'eau en plaques de 120 x 40 cm, puis on fait sécher ces plaques à l'air chaud pour éliminer toutes traces d'humidité sur celles-ci. On dispose alors les plaques en aboutement mutuel sur une bande métallique de 42 cm de large. On prépare un mélange d'agrégat résineux avec la même résine, le même catalyseur et le même accélérateur que pour le liant, et avec de la dolomie en poudre et du sable, à raison de 112 parties de dolomie ( dont la presque totalité traverse un tamis de 200 microns) et de 828 parties de sable (dont la presque totalité traverse un tamis de 3,15 mm, mais est retenue par un tamis de 400 microns) pour 60 parties de composition résinosde avec catalyseur. On répartit alors à l'aide d'une trémie à obturateur le mélange d'agrégat résineux sur les plaques de morceaux de marbre disposées sur le transporteur, puis on calibre la couche à une épaisseur de 12 mm en faisant passer la bande et sa charge entre des rouleaux espacés coopérant. La bande transporteuse supportant le ruban de matériau aboutit, par son extrémité de décharge, à une bande transporteuse semblable se déplaçant dans la même direction, mais à une vitesse plus élevée. Le ruban de matériau quitte la première bande et se trouve étiré par la seconde bande, ce qui cause la séparation des plaques et-la rupture de la couche de verso entre les plaques. On fait passer les planches séparées ainsi formées dans un four chauffé où la résine subit un traitement de rigidification sensiblement total. On retourne face pour face les planches traitées à leur sortie du four et on les replace sur une bande métallique semblable à celle utilisée ci-dessus, et on forme une seconde couche de verso semblable, on la calibre, on la divise et on la traite sur la face Jusqu'ici non revêtue des plaques de morceaux de marbre. Les fours de traitements sont mis en oeuvre de telle manière que les planches y sont soumises à une température dtenvi- ron 80 C, pendant 20 mn environ, de sorte que la composition de résine polyester thermodurcissable subit un traitement de rigidi ficationksensiblement complet. On dresse les planches complètement traitées sur une de leurs arêtes et on les partage en deux plaques semblables par un sciage médian à travers la couche de morceaux de marbre, parallèlement à la grande faee de la planche, au moyen d'une scie diamantée arrosée d'eau à lame de coupe de 9 md'épaisseur. Les deux plaques de marbre reconstitué ainsi obtenues simultanément, dont chacune comporte une couche de recto composée de morceaux de marbre agglomérés les uns aux autres par un liant et une couche de verso de résine traitée à charge minérale, subissent les opérations usuelles de surfaçage et de polissage permettant d'obtenir des produits d'environ 17 mm d'épaisseur, de poids inférieur, mais de résistance à la flexion supérieure aux plaques d'épaisseur semblable fabriquées selon un procédé classique. - REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de plaques de marbre reconstitué du genre comportant une couche de recto composée de morceaux de marbre agglomérés au moyen d'un liant et d'une couche de verso constituée par une composition à charge minérale de résine synthé-- tique rigidifiée par traitement, caractérisé par le fait qu'on réalise simultanément deux plaques de ce genre par application d'une telle couche de verso sur chacune des grandes faces de ladite couche de recto, suivie d'un tranchage sensiblement médian de cette dernière, parallèlement à une grande face de celle-ci. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend les phases suivantes a) disposition en couche de morceaux de marbre en aboutement mutuel b) application à ladite couche d'un liant durcissable de manière qu'il remplisse sensiblement les vides séparant les morceaux de marbre; c) durcissement dudit liant; d) division de la couche en plaques aux dimensions désirées; e) application sur les deux grandes faces desdites plaques, en épaisseur convenable, d'une composition de résine synthétique rigidifiable par traitement et dtun agrégat minéral, et traitement de la composition de résine synthétique;; f) partage de la structure obtenue par la mise en oeuvre des phases a) à e), à travers la couche de morceaux de marbre juxtaposés d'une manière sensiblement médiane et parallèlement à sa plus grande face, d'où résultent simultanément deux nouvelles plaques sensiblement identiques. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qutil comprend les phases suivantes a) formation d'une couche d'épaisseur désirée d'une composition de résine synthétique rigidifiable par traitement et d'un agrégat minéral; b) mise en position sur ladite couche d'une plaque ou d'une pluralité de plaques composées de morceaux de marbre agglomérés en forme de plaque par un liant convenable; c) application sur la grande face externe de ladite plaque ou desdites plaques d'une autre couche d'épaisseur désirée d'une composition de résine synthétique rigidifi & le par traite ment et d'un agrégat minéral; d) traitement de la composition de résine;; e) division de la structure formée selon les phases a) à a) en plancnes aux dimensions désirées; #f) partage desdites planches à travers la couche de morceaux de marbre, d'une manière sensiblement médiane et parallèlement à sa grande face, d'où résultent simultanément deux nouvelles plaques sensiblement identiques. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le liant est un ciment à prise hydraulique. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le liant est une composition de résine synthétique rigidifiable par traitement. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le liant est une composition de résine polyester synthétique thermodurcissable. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la couche de verso comprend de 10 à 20 parties de charge minérale pour 1 partie en poids de composition de résine synthétique. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la couche de verso comprend une composition de résine polyester synthétique thermodurcissable à charge minérale. 9o Procédé selon ltune quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les morceaux de marbre ont une épaisseur d'environ 15 mm à environ 20 mm. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que 95 des morceaux de marbre ont une plus grande dimension d'au moins 10 cm. 11. Plaques de marbre reconstitué fabriquées conformément au procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.